M434898 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係與光學透鏡之技術領域相關，特別是關於 一種利用二次光學原理改變原發光二極體之發光角度、 • 光度分佈及照度分佈之LED光學透鏡，以調整照明面積 - 而符合各式燈具之不同需求》 【先前技術】 近年來’照明市％因發光二極體（Light Emitting
Diode，LED)具有低耗電、高效能及壽命長等特性而吹 起一陣改革風潮，使得LED大舉取代傳統光源而廣泛應 用於顯示器、廣告看板及各式燈具，例如路燈、天井燈 或桌燈中。然，相較於傳統光源，LED之光線發散角度 較小’以致運用於燈具時照明範圍受限制，或者，因中 心光線過於集中而使照明範圍之中心處與周邊處之亮度 大小差異甚鉅，無法提供均勻地照明效果。對此，如何 _利用二次光學原理，針對led光源之投射照度、發光角 度及照射光之均勻度進行改善，以於各種不同之使用條 件下皆能提供最佳之照明狀態即為本領域相關從業者極 欲改善之課題。 有鑑於此，本創作人感其未臻完善而竭其心智苦心 :究，並憑其從事該項產業多年之經驗累積，已陸續提 出並經核准公告在案之台灣公告號M380486專利，以利 用對稱式之透鏡結構特性，使Led古、搭系拉 、 傅苻注便LED先源經透鏡二次折射 <付以產生對稱、廣域且照射區域均亮之照明效果。 M434898 【新型内容】 有鑑於習知技藝之問題，本創作之目的在於提供一 種LED光學透鏡，以利用二次光學原理改變並調整LED 光源之發光角度與照度，使調整照明範圍及均光效果。 為達上述目的，本創作之該LED光學透鏡係與一 LED結合，供以引導該LED之光線而產生較佳之光形佈 局’且該LED光學透鏡具有一透鏡本體，其包含一出光 面、一側曲面及一入光面。該出光面係為圓形表面，且 其直控長13.68〜14.84公厘（mm)。該側曲面係由複數 個曲面點所組成，且該側曲面之一侧緣與該出光面相互 連接，該側曲面之另一側緣框圍形成圓形之一基準面， 其中該基準面至該出光面之距離係為8lmm。並且，該 入光面之邊緣係與該侧曲面之該基準面邊緣相互連接， 而由該出光面、該側曲面與該入光面封閉形成該透鏡本 體之外表Φ，且於該透鏡本體之該入光面處内凹形成一 容置室’用以容置該LED。 其中，以該基準面上任意二條通過該基準面之一圓 心且相互正交之直線分別定義 疋義為x軸方向與Y軸方向， ^該固〜為三維空間座標之原點’該透鏡本體以γ-ζ面 面為夷現鏡向對稱；該透鏡本體以 •Ζ面為基礎面，係於γ軸上呈現鏡 等曲面點至X、Y、Z^TC她於， 丹考 a 相對誤差P，當一單位座 等於，別具有- ^ 0.05mm 〇 標長為 1随時，·0.05πιι^ p 如此’於一實施例 上，且有各點r 、該等曲面點於x-z座標平面 各點（X，Z)為（W0H3.5U.62)、 M434898 (4.52,3.24) ' ( 5.39,4.86) ' ( 6.24,6.35) ' ( 6.91,8.10)； 於Y-Z座標平面上，具有各點（y，z )為（2 22,0 )、 (3.51，1.62)、（4.52,3.24 )、（ 5.39，4·86)、（ 6.24,6.35)、 (6.91,8.10)。 或者’該等曲面點於χ·Ζ座標平面上，具有各點 ' (χ，ζ )為（1·80,0 )、（ 3.18，1.62 )、（ 4.26,3.24 )、 - (5.19,4.86)、（ 6.〇5,6.48)、（ 6.84,8.10);於 Υ-Ζ 座標平 面上，具有各點（y，z)為（1.8〇, 〇)、（3.18,1.62)、 • (4.26,3·24)、（5·19,4.86)、（6_05,6,48)、（6.84,8.10)° 於另一實施例中，該等曲面點於χ_Ζ座標平面上， 具有各點（x，z)為（2.15,〇)、（ 3.5 0，1.62)、（ 4·65,3·24) ' (5.68,4.86)、（ 6·61,6.48)、（ 7·42,8·10);於 Υ-Ζ 座標平 面上，具有各點（y，z )為（2.15,0 )、（ 3.50，1.62 )、 (4_65,3.24)、（ 5.68,4.86)、（ 6.61,6.48)、（ 7.42,8.10)。 另外’為組裝該LED光學透鏡與該LED，本創作更 包括一卡合體，該卡合體係設於該出光面一側，供以相 對於一 LED基板或一 LED支架相互卡合固定。 •【實施方式】 為使貝審查委員能清楚了解本創作之内容，謹以下 列說明搭配圖式，敬請參閱。 ^青參閱第1圖，其係分別為本創作較佳實施例之一 實施態樣於）c-ζ平面之剖視圖。如圖所示，該LED光學 透鏡1係與一 LED (圖未示）結合，供以弓丨i該LED I 光線而產生較佳之光形佈局。該LED光學透鏡丨具有一 透鏡本體10及—卡合體n，且該透鏡本體切包含一出 光面1〇〇、—側曲面101及一入光面102，該出光面..1〇〇 M434898 係為直徑13.82mm之圓形表面。據幾何學原理：點 線，線構成面之基礎概念可知，該側曲面ι〇ι係由 個曲面點1〇1〇所組成，且該側曲面1〇1之—侧緣與該出 光面10G相互連接’而其另—側緣框圍形成圓形之一基 準面’又該基準面至該出光自⑽之距離為8」職。^ 入光面102之邊緣與該基準面邊緣相互連接，使該出 面！〇〇、該側曲面101與該入光面1〇2封閉形成：透鏡 本體ίο之外表面，且該透鏡本體1〇於該入光面1〇2 内凹形成-容置室，用以容置該LED，又該容置室上方 之該入光面1〇2係呈外凸曲面狀。並且，該卡合體η 設於該透鏡本體1 〇 一側且連接該出光面i 〇〇，供以對應 於- LED基板或-LED支架2 (如圖1G所示）而相^ 卡合固定。 為藉該等曲面點1010定義出該侧曲面101之曲線與 曲面，首先可以該基準面上任意二條通過該基準面之一 圓〜且相互正交之直線分別定義為X軸方向與Y軸方 向並使該圓心為三維空間座標之原點。由於本創作係 為對稱式之透鏡結構，故以γ_ζ面為基礎面，該透鏡本 體10係於χ軸上呈現鏡向對稱，同樣地，以Χ-Ζ面為 基礎面，該透鏡本體1〇則於γ軸上呈現鏡向對稱。 接著’工程上利用該等曲面點1〇1〇建立曲線及曲面 之方式有多種作法，於此並不加以詳述，但大致上，主 要係利用光滑連接之概念，使之得以保證曲線在給定之 點101〇處連接，且曲線之切線斜率與曲率亦得以連 "相接’以架構出該側曲面101之曲面，由此可知，該 〇曲面101之平滑程度取決於給定之該等曲面點1010 多寡。於本實施例中，該等曲面點1010於χ_ζ座標平 面上，具有各點（X，z )為（2.22,0 )、（ 3.5^ 62 )、 (4.52,3.24)、（ 5.39,4.86)、（ 6.24,6.35)、（ 6.91，8.1〇). 於Υ-ζ座標平面上，具有各點（y，z)為（2 22,〇)、’ (3.5 1,1.62)' ( 4.5 2,3.24 ) .( 5.3 9,4.8 6 ) ^ ( 6.24,6.3 5 ), (ό.91，8·1〇)，且該等曲面點1010至χ、γ、z軸距離係 大於等於零並分別具有一相對誤差p，其申以】mm為— 單位座標長’則-0.05mm Spg 〇.〇5mm。 當該LED裝置於該容置室内時’請—併參照圖2、 3，其係分別為本創作較佳實施例之一實施態樣於 平面之光跡圖及配光曲線圖，該LED光線將穿透該透鏡 本體10並產生折射或反射等現象，使光徑偏移而形成^ 南光強度約53 0cd ( Candela,燭光）之光照效果。如此， 即可利用該LED光學透鏡1調整欲照射區域之範圍及平 均光強度。 另外’為符合實際照明需求而調整照射範圍及平均 光強度’該LED光學透鏡1於該基準面至該出光面 之距離固定條件下，可調整該出光面100之徑寬，及可 调整該等曲面點1 〇 1 0而變化該側曲面1 0 1之曲線及曲面 平滑度’以改變該LED之光徑分佈。如第4〜6圖所示， 其係刀別為本創作較佳實施例之次一實施態樣於Χ·ζ平 面之剖視圖、於χ_ζ平面之光跡圖及配光曲線圖，於該 出光面100直徑13.68mm，且該等曲面點1〇1〇於Χ-Ζ 座標平面上之各點（x，z)為（1.80,0)、（3.18，1_62)、 (4.26,3.24 )^ ( 5.19,4.86) '( 6.05,6.4 8 ) ^ ( 6.84,8.10); 於 Y-Z座標平面上之各點（y )為（丨8〇,〇 )、 M434898 (3_18，1.62)、（ 4·26,3.24 )、（ 5·19,4.86)、（ 6·05,6.48 )、 (6.84,8.10)時’可得光強度最尚38〇cd之光照效果。 或者’如第7〜9圖所示’其係分別為本創作較佳實 施例之另一實施態樣於X-Z平面之剖視圖、於χ.·ζ平面 之光跡圖及配光曲線圖，於該出光面100直徑 1 4.84mm，及該等曲面點1010於Χ-Ζ座標平面上之各點 (x，z )為（2.15,0 ) 、 （ 3.50，1.62 ) 、 （ 4.65,3 24 )、 (5.68,4.86)、（6.61,6.48)、（7.42,8.1〇);於 γ_ζ 座標平 面上具有各點（y，z )為（2.15,0 )、（ 3.50,1 62 )、 (4.65,3.24) ' ( 5.68,4.86) ' ( 6.61,6.48) ' ( 7.42 8 1〇) 時’得最高光強度140cd。如此’當平均光強度越低時， 該LED光學透鏡1可形成較廣之照射範圍，以依據燈具 之實用需求而調整該LED之光照特性。 ^ 順帶一提的是，本實施例中’遠離該基準面之該入 光面102處可設有霧面結構，以進一步發散該led所發 射之光而提升均光度。 ，明一併參閱第1 〇圖，其係為本創作較佳實施 例之使用示意圖。如圖所示，由於燈具往往採用複數型 態之LED，且每一 LED係配置一 LED光學透鏡卜故為 方便組裝，該等led光學透鏡丨可對應該等led之位 置而排列固定於該LED支架2後設於一透明蓋板2〇 上’ j製成類一體成形之透鏡蓋後直接裝，组於燈具中，
使提尚組裝良率並降低组梦拉M 降低，卫裝時間。並且，該透明蓋板20 之表:了权有網點200或霧化處理，以發散該led 射之光而改善光均度。 而非為限制性 以上所述僅為舉例性之較佳實施例 M434898 者。任何未脫離本創作之精神與範疇，而對其進行之等 效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
M434898 【圖式簡單說明】 第1圖 係為本創作較佳實施例之一實施態樣於X-Z平 面之剖視圖。 第2圖 係為本創作較佳實施例之一實施態樣於X-Z平 面之光跡圖。 第3圖 係為本創作較佳實施例之一實施態樣之配光曲 線圖。 第4圖 係為本創作較佳實施例之次一實施態樣於X-Z 平面之剖視圖。 第5圖 係為本創作較佳實施例之次一實施態樣於X-Z 平面之光跡圖。 第6圖 係為本創作較佳實施例之次一實施態樣之配光 曲線圖。 第7圖 係為本創作較佳實施例之另一實施態樣於X-Z 平面之剖視圖。 第8圖 係為本創作較佳實施例之另一實施態樣於X-Z 平面之光跡圖。 第9圖 係為本創作較佳實施例之另一實施態樣之配光 曲線圖。 第1 0圖係為本創作較佳實施例之使用示意圖。 【主要元件符號說明】 1 LED光學透鏡 10 透鏡本體 ' 100 出光面 101 側曲面 1 0 1 0曲面點 10 M434898 10 2 入光面 11 卡合體 2 LED支架 20 透明蓋板 200 網點