TWM449963U - 光學透鏡、led燈管與照明燈具 - Google Patents
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Description
本創作係有關於一種光學透鏡、LED燈管與照明燈具，特別是指一種可以利用少數間隔的LED，即能提高其輝度及產生最大化的均勻照明度之光學透鏡，以及利用該光學透鏡所組裝而成之燈管及燈具。
目前一般傳統所使用之日光燈管，主要係在於燈管內部含有氬氣及汞蒸氣，藉由在燈管兩端之高電壓，使汞原子電離出電子，電子加速後與汞原子碰撞，使氣體迅速擊穿，產生弧光放電，激發紫外線，紫外線再激發塗在管壁上的螢光粉，發出柔和的光；但是卻存在有高耗能且壽命短等缺點，尤其是汞蒸氣污染之問題，對於生態環境危害相當大。
因此近年來日光燈管已逐漸被LED燈管所取代，而LED燈管具有高亮度、耗能小及污染低等優點，但一般LED燈管需使用數量眾多的小功率LED，因此在製造過程中會花費較多時間與成本，也增加損壞的機率；因此在設計的技術上，已朝向減少LED數量而仍能維持高亮度的趨勢。
例如中華民國100年2月1日所公告之新型第M397532號「對稱式路燈光學透鏡」專利案，其係包含：一透鏡本體，其具有一投射曲面及一底面。其中該投射曲面係由複數個曲面點所組成，該底面其邊緣與該基準面邊緣相互連接形成該透鏡本體，且該底面中心處內凹形成一
容置室，以供置放發光二極體。又，其亦可等比例放大或縮小而不影響其光學效果。藉此，透過該對稱式路燈光學透鏡可加強光強，均勻照射效果並呈現出一類矩形照明區域之對稱式路燈光學透鏡，徹底將LED光源有效照射於路面，而於加強夜間行車及用路人安全之際，又能達到兼具節能省碳之環保要求。
另有如中華民國100年10月1日所公告之新型第M413126號「均勻散光之發光二極體光學透鏡」專利案，其係包含：具有一透鏡本體，其具有一投射曲面及一底面。其中該投射曲面係由複數個曲面點所組成，該底面中心處向該投射曲面內凹形成一容置室，供以置放至少一發光二極體。又，其亦可等比例放大或縮小而不影響其光學效果。藉此，透過可調整原發光二極體之發光角度、光度分佈與照度分佈，使之均勻呈現出一類矩形照明區域之散光效果，進而多元使用於各類照明之運用。例如使用於路燈照明時，即得以有效加強夜間行車及用路人之安全，同時亦得兼具發光二極體本身所具有之節能省碳環保之要求。
然上述該等專利前案雖然具有均勻照明之效果，但其在形狀上各個曲面的設計及製造技術較為複雜，均需要相當高的精密度，因此造價高，而且無法普及化，因此在使用上並不盡理想。
爰此，有鑑於目前所使用LED燈管及燈具具有上述之缺點，故本創作提供一種光學透鏡，係設有：一底面，
其係成型於該光學透鏡之底部，該底面係具有一沿著一X軸方向的寬幅及沿著一Y軸方向的窄幅，該底面在X軸方向上之二端形成一弧形邊界，而在Y軸方向上之二端形成一直線邊界，該二直線邊界係分別與該二弧形邊界相連接；一出光面，其係成型於該光學透鏡之頂部，並相對於該底面設置，該出光面係沿著一Z軸方向而向上呈凸出狀，該出光面並沿著X軸方向之二端凸起，又該出光面包含有二凹凸相連的平滑弧面，並沿著X軸方向於該二平滑弧面之間形成有一凹入部，及自該平滑弧面延伸至該底面相連接的一垂直連接面，且該出光面沿著Y軸方向上形成一平滑曲面與該底面相連接；一進光面，係由該底面沿著Z軸方向朝該出光面凹入，且該進光面與該底面之相交處係為一圓形開口；上述X軸方向、Y軸方向及Z軸方向，係指於一空間座標系中之一X軸、一Y軸及一Z軸的方向，該X軸、Y軸及Z軸係互相為垂直，且共同交會於同一點。
上述光學透鏡係為壓克力〔PMMA〕、聚碳酸酯〔PC〕或玻璃之材質。
上述進光面係為球面、弧面或拋物面。
本創作亦為一種LED燈管，係設有：一光學透鏡，其底部係形成一底面，該底面係具有一沿著一X軸方向的寬幅及沿著一Y軸方向的窄幅，該底面在X軸方向上之二端形成一弧形邊界，而在Y軸方向上之二端形成一直線邊界，該二直線邊界係分別與該二弧形邊界相連接；一出光面，其係成型於該光學透鏡之頂部，並相對於該底面設
置，該出光面係沿著一Z軸方向而向上呈凸出狀，該出光面並沿著X軸方向之二端凸起，又該出光面包含有二凹凸相連的平滑弧面，並沿著X軸方向於該二平滑弧面之間形成有一凹入部，及自該平滑弧面延伸至該底面相連接的一垂直連接面，且該出光面沿著Y軸方向上形成一平滑曲面與該底面相連接；一進光面，係由該底面沿著Z軸方向朝該出光面凹入，且該進光面與該底面之相交處係為一圓形開口；上述X軸方向、Y軸方向及Z軸方向，係指於一空間座標系中之一X軸、一Y軸及一Z軸的方向，該X軸、Y軸及Z軸係互相為垂直，且共同交會於同一點；一座體，其係設有一容置部；一發光單元，其係設置於該座體之容置部內，該發光單元上係間隔設有複數個LED，又上述光學透鏡之圓形開口係覆蓋於該LED上方處，另該發光單元之二端係分別連接有一插頭；一燈罩，其係固定於該座體上。
上述光學透鏡係為壓克力〔PMMA〕、聚碳酸酯〔PC〕或玻璃之材質。
上述進光面係為球面、弧面或拋物面。
本創作亦為一種照明燈具，係設有：一LED燈管，其係包含有一光學透鏡，該光學透鏡之底部係形成一底面，該底面係具有一沿著一X軸方向的寬幅及沿著一Y軸方向的窄幅，該底面在X軸方向上之二端形成一弧形邊界，而在Y軸方向上之二端形成一直線邊界，該二直線邊界係分別與該二弧形邊界相連接；一出光面，其係成型於該光學透鏡之頂部，並相對於該底面設置，該出光面係沿
著一Z軸方向而向上呈凸出狀，該出光面並沿著X軸方向之二端凸起，又該出光面包含有二凹凸相連的平滑弧面，並沿著X軸方向於該二平滑弧面之間形成有一凹入部，及自該平滑弧面延伸至該底面相連接的一垂直連接面，且該出光面沿著Y軸方向上形成一平滑曲面與該底面相連接；一進光面，係由該底面沿著Z軸方向朝該出光面凹入，且該進光面與該底面之相交處係為一圓形開口；上述X軸方向、Y軸方向及Z軸方向，係指於一空間座標系中之一X軸、一Y軸及一Z軸的方向，該X軸、Y軸及Z軸係互相為垂直，且共同交會於同一點；一座體，其係設有一容置部；一發光單元，其係設置於該座體之容置部內，該發光單元上係間隔設有複數個LED，又上述光學透鏡之圓形開口係覆蓋於該LED上方處，另該發光單元之二端係分別連接有一插頭；一燈罩，其係固定於該座體上；一框架，其係設有二相對之插置部，以供該二插頭分別插置於其中。
上述光學透鏡係為壓克力〔PMMA〕、聚碳酸酯〔PC〕或玻璃之材質。
上述進光面係為球面、弧面或拋物面。
本創作具有下列之優點：
1.本創作只要利用少數間隔的LED，即能夠大幅提高其輝度及產生最大化的均勻照明度，如此可以達到節省成本之功效。
2.本創作係使用較小的能源消耗，即能產生極大化
的照明效率，故能符合節能減碳之環保要求。
本創作係為一種光學透鏡，首先，請參閱第一圖及第二圖所示，該光學透鏡(1)係為壓克力〔PMMA〕、聚碳酸酯〔PC〕或玻璃等材質，並先定義於一空間座標系中包括有一X軸、一Y軸及一Z軸，該X軸、Y軸及Z軸係互相為垂直，且共同交會於同一點，本創作之實施例係包括有底面(11)、出光面(12)及進光面(13)，其中：
底面(11)，其係成型於該光學透鏡(1)之底部，該底面(11)係具有一沿著該X軸方向的寬幅及沿著該Y軸方向的窄幅，該底面(11)在該X軸方向上之二端形成一弧形邊界(111)，而在該Y軸方向上之二端形成一直線邊界(112)，該二直線邊界(112)係分別與該二弧形邊界(111)相連接。
出光面(12)，如第三圖所示，其係成型於該光學透鏡(1)之頂部，並相對於該底面(11)設置，該出光面(12)係沿著該Z軸方向而向上呈凸出狀，該出光面(12)並沿著該X軸方向之二端凸起，又該出光面(12)包含有二凹凸相連的平滑弧面(121)，並沿著該X軸方向於該二平滑弧面(121)之間形成有一凹入部(122)，及自該平滑弧面(121)延伸至該底面(11)相連接的一垂直連接面(123)，且該出光面(12)沿著該Y軸方向上形成一平滑曲面(124)與該底面(2)相連接〔如第四圖所示〕。
進光面(13)，係由該底面(11)沿著該Z軸方向朝該出光面(12)凹入，該進光面(13)係為球面、弧面或拋物
面，且該進光面(13)與該底面(11)之相交處係為一圓形開口(131)。
本創作亦為一種LED燈管，請參閱第五圖及第六圖所示，本創作實施例係包括有光學透鏡(1)、座體(2)、發光單元(3)及燈罩(4)，其中：
光學透鏡(1)，其係包括有一底面(11)、一出光面(12)及一進光面(13)，其詳細構造請參閱上述實施例所述，並配合參考第一圖至第四圖所示。
座體(2)，其係設有一容置部(21)。
發光單元(3)，其係設置於該座體(2)之容置部(21)內，該發光單元(3)上係間隔設有複數個LED(31)，又上述光學透鏡(1)之圓形開口(131)係覆蓋於該LED(31)上方處〔如第七圖所示〕，另該發光單元(3)之二端係分別連接有一插頭(32)。
燈罩(4)，其係卡合固定於該座體(2)上。
本創作亦為一種照明燈具，請參閱第八圖所示，本創作實施例係包括有LED燈管及框架(5)，其中：
LED燈管，其係包括有光學透鏡(1)、座體(2)、發光單元(3)及燈罩(4)，其詳細構造請參閱上述實施例所述，並配合參考第五圖至第七圖所示。
框架(5)，其係設有二相對之插置部(51)，藉以可供插置固定該LED燈管之插頭(32)。
當照明時，如第九圖所示，該發光單元(3)之
LED(31)發光時〔發光範圍如虛線所示〕，其光線(A)係會由該光學透鏡(1)〔如第一圖至第四圖所示〕之進光面(13)進入，光線(A)會通過該光學透鏡(1)之二平滑弧面(121)及其凹入部(122)均勻射出，而每一相鄰光學透鏡(1)所射出之光線(A)，係會平均分配在該LED燈管之燈罩(4)上，當光線(A)透射過該燈罩(4)後，則會呈現出均勻的照明度，橫切面輝度分布如第十二圖所示，發光效率與均勻度比較如第十三圖所示，本創作係藉由利用少數間隔的LED(31)，並配合該光學透鏡(1)而能產生最大化的均勻照明度，將本創作已放光學透鏡(1)與一般未放光學透鏡(2)之LED燈管作比較，在輝度上係有顯著的極大差異〔如附件所示〕，也更加足以證明本案的優異性。
惟，以上所述僅為本創作其中之一實施例，當不能以此限定本創作之申請專利保護範圍，舉凡依本創作之申請專利範圍及說明書內容所作之簡單的等效變化與替換，皆應仍屬於本創作申請專利範圍所涵蓋保護之範圍內。
(1)‧‧‧光學透鏡
(11)‧‧‧底面
(111)‧‧‧弧形邊界
(112)‧‧‧直線邊界
(12)‧‧‧出光面
(121)‧‧‧平滑弧面
(122)‧‧‧凹入部
(123)‧‧‧垂直連接面
(124)‧‧‧平滑曲面
(13)‧‧‧進光面
(131)‧‧‧圓形開口
(2)‧‧‧座體
(21)‧‧‧容置部
(3)‧‧‧發光單元
(31)‧‧‧LED
(32)‧‧‧插頭
(4)‧‧‧燈罩
(5)‧‧‧框架
(51)‧‧‧插置部
(A)‧‧‧光線
第一圖係為本創作光學透鏡之立體外觀圖。
第二圖係為本創作光學透鏡之俯視圖〔X，Y軸方向〕。
第三圖係為本創作光學透鏡之前視圖〔X，Z軸方向〕。
第四圖係為本創作光學透鏡之側視圖〔Y，Z軸方向〕。
第五圖係為本創作LED燈管之立體分解圖。
第六圖係為本創作LED燈管之立體組合圖。
第七圖係為本創作光學透鏡與LED之組合剖視圖。
第八圖係為本創作照明燈具之立體外觀圖。
第九圖係為本創作光線通過光學透鏡之示意圖。
第十圖係為本創作橫切面輝度分布之示意圖。
第十一圖係為本創作發光效率與均勻度比較之示意圖。
附件係為本創作已放光學透鏡與未放光學透鏡之輝度分布比較示意圖。
(1)‧‧‧光學透鏡
(11)‧‧‧底面
(111)‧‧‧弧形邊界
(112)‧‧‧直線邊界
(12)‧‧‧出光面
(121)‧‧‧平滑弧面
(122)‧‧‧凹入部
(123)‧‧‧垂直連接面
(124)‧‧‧平滑曲面
(13)‧‧‧進光面
(131)‧‧‧圓形開口
Claims (9)
- 一種光學透鏡，包括有：一底面，其係成型於該光學透鏡之底部，該底面係具有一沿著一X軸方向的寬幅及沿著一Y軸方向的窄幅，該底面在X軸方向上之二端形成一弧形邊界，而在Y軸方向上之二端形成一直線邊界，該二直線邊界係分別與該二弧形邊界相連接；一出光面，其係成型於該光學透鏡之頂部，並相對於該底面設置，該出光面係沿著一Z軸方向而向上呈凸出狀，該出光面並沿著X軸方向之二端凸起，又該出光面包含有二凹凸相連的平滑弧面，並沿著X軸方向於該二平滑弧面之間形成有一凹入部，及自該平滑弧面延伸至該底面相連接的一垂直連接面，且該出光面沿著Y軸方向上形成一平滑曲面與該底面相連接；一進光面，係由該底面沿著Z軸方向朝該出光面凹入，且該進光面與該底面之相交處係為一圓形開口；上述X軸方向、Y軸方向及Z軸方向，係指於一空間座標系中之一X軸、一Y軸及一Z軸的方向，該X軸、Y軸及Z軸係互相為垂直，且共同交會於同一點。
- 如申請專利範圍第1項所述光學透鏡，其中，該光學透鏡係為壓克力〔PMMA〕、聚碳酸酯〔PC〕或玻璃之透明材質。
- 如申請專利範圍第1項所述光學透鏡，其中，該進光面係為球面、弧面或拋物面。
- 一種LED燈管，包括有：一光學透鏡，其底部係形成一底面，該底面係具有一 沿著一X軸方向的寬幅及沿著一Y軸方向的窄幅，該底面在X軸方向上之二端形成一弧形邊界，而在Y軸方向上之二端形成一直線邊界，該二直線邊界係分別與該二弧形邊界相連接；一出光面，其係成型於該光學透鏡之頂部，並相對於該底面設置，該出光面係沿著一Z軸方向而向上呈凸出狀，該出光面並沿著X軸方向之二端凸起，又該出光面包含有二凹凸相連的平滑弧面，並沿著X軸方向於該二平滑弧面之間形成有一凹入部，及自該平滑弧面延伸至該底面相連接的一垂直連接面，且該出光面沿著Y軸方向上形成一平滑曲面與該底面相連接；一進光面，係由該底面沿著Z軸方向朝該出光面凹入，且該進光面與該底面之相交處係為一圓形開口；上述X軸方向、Y軸方向及Z軸方向，係指於一空間座標系中之一X軸、一Y軸及一Z軸的方向，該X軸、Y軸及Z軸係互相為垂直，且共同交會於同一點；一座體，其係設有一容置部；一發光單元，其係設置於該座體之容置部內，該發光單元上係間隔設有複數個LED，又上述光學透鏡之圓形開口係覆蓋於該LED上方處，另該發光單元之二端係分別連接有一插頭；一燈罩，其係固定於該座體上。
- 如申請專利範圍第4項所述LED燈管，其中，該光學透鏡係為壓克力〔PMMA〕、聚碳酸酯〔PC〕或玻璃之透明材質。
- 如申請專利範圍第4項所述LED燈管，其中，該進光面係為球面、弧面或拋物面。
- 一種照明燈具，包括有： 一LED燈管，其係包含有一光學透鏡，該光學透鏡之底部係形成一底面，該底面係具有一沿著一X軸方向的寬幅及沿著一Y軸方向的窄幅，該底面在X軸方向上之二端形成一弧形邊界，而在Y軸方向上之二端形成一直線邊界，該二直線邊界係分別與該二弧形邊界相連接；一出光面，其係成型於該光學透鏡之頂部，並相對於該底面設置，該出光面係沿著一Z軸方向而向上呈凸出狀，該出光面並沿著X軸方向之二端凸起，又該出光面包含有二凹凸相連的平滑弧面，並沿著X軸方向於該二平滑弧面之間形成有一凹入部，及自該平滑弧面延伸至該底面相連接的一垂直連接面，且該出光面沿著Y軸方向上形成一平滑曲面與該底面相連接；一進光面，係由該底面沿著Z軸方向朝該出光面凹入，且該進光面與該底面之相交處係為一圓形開口；上述X軸方向、Y軸方向及Z軸方向，係指於一空間座標系中之一X軸、一Y軸及一Z軸的方向，該X軸、Y軸及Z軸係互相為垂直，且共同交會於同一點；一座體，其係設有一容置部；一發光單元，其係設置於該座體之容置部內，該發光單元上係間隔設有複數個LED，又上述光學透鏡之圓形開口係覆蓋於該LED上方處，另該發光單元之二端係分別連接有一插頭；一燈罩，其係固定於該座體上；一框架，其係設有二相對之插置部，以供該二插頭分別插置於其中。
- 如申請專利範圍第7項所述照明燈具，其中，該光學透鏡係為壓克力〔PMMA〕、聚碳酸酯〔PC〕或玻璃之透明材質。
- 如申請專利範圍第7項所述照明燈具，其中，該進光面係 為球面、弧面或拋物面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101217537U TWM449963U (zh) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | 光學透鏡、led燈管與照明燈具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101217537U TWM449963U (zh) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | 光學透鏡、led燈管與照明燈具 |
Publications (1)
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| TWM449963U true TWM449963U (zh) | 2013-04-01 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| TW101217537U TWM449963U (zh) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | 光學透鏡、led燈管與照明燈具 |
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| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM449963U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI585334B (zh) * | 2015-06-17 | 2017-06-01 | 國立中央大學 | 適應性路燈之燈具結構 |
| TWI684803B (zh) * | 2019-08-16 | 2020-02-11 | 賀喜能源股份有限公司 | 透鏡、發光元件以及路燈 |
-
2012
- 2012-09-11 TW TW101217537U patent/TWM449963U/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI585334B (zh) * | 2015-06-17 | 2017-06-01 | 國立中央大學 | 適應性路燈之燈具結構 |
| TWI684803B (zh) * | 2019-08-16 | 2020-02-11 | 賀喜能源股份有限公司 | 透鏡、發光元件以及路燈 |
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