專利名稱：偏軸式光學(xué)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一光學(xué)透鏡，更詳而言之，指一種利用透鏡折射的方式使光源 形成偏軸以增加照明范圍與光源集中度的一種偏軸式光學(xué)透鏡。
背景技術(shù)：
LED因?yàn)榫哂懈吡炼?、體積小、省電等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛的應(yīng)用于燈具上做為照 明光源。以傳統(tǒng)的透鏡內(nèi)部皆以封裝發(fā)光二極體晶片的形態(tài)制造，且將透鏡設(shè)為半球頂 柱體，以提供可將發(fā)光二極體晶片發(fā)出的光線予以集中。然前述發(fā)光形態(tài)過于集中在光 軸區(qū)域附近，由于其光源能量較為集中，為了令其具有較大面積的光源，必須配合導(dǎo)光 板的作用以改善前述的問題。又，當(dāng)發(fā)光二極體直接設(shè)于導(dǎo)光板下方時(shí)，為了克服發(fā)光 二極體發(fā)光面積小，相對(duì)需要使用多數(shù)個(gè)發(fā)光二極體才能達(dá)到面光源所需的均勻性。因 此，為了配合在特定面積的導(dǎo)光板下方有效的減少發(fā)光二極體的使用數(shù)量，諸多業(yè)者轉(zhuǎn) 向以透鏡的造型態(tài)樣進(jìn)行開發(fā)，如US6679621號(hào)專利案，其利用特殊的透鏡外型設(shè)計(jì)， 使發(fā)光二極體的光線得以經(jīng)透鏡產(chǎn)生垂直于光軸的平行光向外射出，即可改善上述光源 面積小的問題。惟，該案整體結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率除了會(huì)受到多次反射、折射的損耗影響而 降低外，更由于多數(shù)的光線被折射與光軸呈垂直方向，反而造成光軸附近區(qū)域光能量不 足的現(xiàn)象。輔助LED光源向外射出的燈罩結(jié)構(gòu)，大致上包括一反射杯、一 LED光源以及一 前罩。該反射杯內(nèi)層為一反射材質(zhì)，用以反射LED光源；該前罩蓋合于該反射杯前端， 可依照該燈具所欲產(chǎn)生的出光光形，調(diào)整使用凸透鏡、半凸透鏡或平面透鏡等。上述反 射杯具有單一曲面，LED光源的發(fā)射面設(shè)置向前，極小部份的光源是透過該前罩而直射 出去，大部份的光源經(jīng)由反射杯予以反射后向前罩射出。因此，該等LED燈具產(chǎn)生一 個(gè)照明范圍，該照明范圍中的照明亮度大致上是相同的，所以不具有中心夠亮、照幅寬 度、光形扁平的理想配光。又傳統(tǒng)燈具一般采用反光碗作為二次光學(xué)處理，由于LED光效限制，現(xiàn)階段不 適合采用反光碗作二次光學(xué)處理，故一般對(duì)于LED燈具的二次光學(xué)處理大多采用透鏡辦 法。現(xiàn)有用于燈具的透鏡一般為簡(jiǎn)單的球體或非球體曲面折射結(jié)構(gòu)，或?yàn)榫酃饣驗(yàn)榘l(fā) 散，雖對(duì)配光有一定改善作用，但效果不佳，且透過聚光透鏡作二次光學(xué)處理，燈具的 配光曲線有可能難以符合國家標(biāo)準(zhǔn)，而透過目前發(fā)散透鏡，則可能使燈具效率降低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于，提供一種偏軸式光學(xué)透鏡，經(jīng)由適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)設(shè)計(jì) 將光源光束有效的調(diào)配至配光規(guī)范的范圍內(nèi)，利用折射的方式使光源形成一偏軸且聚光 的配光型態(tài)。本實(shí)用新型提供一種偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于一本體，該本體外側(cè)為一出光面，該出光面為一凸體；該本體內(nèi)側(cè)為一入光面，該入光面具有一凹槽，該凹槽內(nèi)容置一光源，該凹槽于該入光面形成有至少一曲面 以及與該曲面連接的一頂面與一底面，使光源透過該本體形成偏軸且聚光的配光狀態(tài)。其中，該凸體頂端更具一平面。其中，該凹槽的曲面為一錐形面、一雙曲面或一非對(duì)稱曲面。其中，該凸體為球面凸體。其中，該凸體為非球面凸體。其中，該凸體為雙曲面凸體。其中，該凸體為對(duì)稱凸體。其中，該本體凹槽處更連接一底座，該底座兩側(cè)各向遠(yuǎn)離該凹槽方向凸設(shè)有一 連接柱。其中，該本體外側(cè)更形成有一霧化層。本實(shí)用新型有益效果1.本實(shí)用新型一種偏軸式的光學(xué)透鏡，其入光面的凹槽呈現(xiàn)非對(duì)稱曲面，可提 供光源的光線以光學(xué)透鏡體的光軸為基準(zhǔn)中心，并且以靠近光軸的發(fā)散折射形態(tài)，令其 光強(qiáng)度分布可呈雙側(cè)呈一倒梯形照明的特征，重點(diǎn)為使向上發(fā)散的光線經(jīng)反射趨近光 軸，復(fù)由出光面進(jìn)行第二次漸次趨近光軸的光線發(fā)散，使光源能夠提供向上下呈偏軸而 兩側(cè)呈均勻發(fā)散的發(fā)光面積，而可直接應(yīng)用在面光源系統(tǒng)，并且具有可大幅降低發(fā)光元 件的使用數(shù)量及降低制造成本的效益提升。2.本實(shí)用新型一種偏軸式的光學(xué)透鏡，該曲面連接的一頂面與一底面可提供光 源一反射作用，于光源在反射時(shí)，可減少光源的流失，使發(fā)散的光線經(jīng)由反射后折射可 達(dá)成一聚光的效果。3.本實(shí)用新型一種偏軸式的光學(xué)透鏡，該本體外側(cè)更形成有一霧化層，使光線 折射經(jīng)出光面與霧化層以輔助光線的擴(kuò)散、均勻發(fā)散平面光源，成為一較柔和的燈光效
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圖1本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖(一)。圖2本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖(二)。圖3本實(shí)用新型實(shí)施態(tài)樣剖面示意圖(一)。圖4本實(shí)用新型實(shí)施態(tài)樣剖面示意圖(二)。圖5本實(shí)用新型光照度模擬驗(yàn)證分布圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供一種偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于一本體10，該本體10外側(cè)為一出光面11，該出光面11為一凸體12，該凸體12 可為球面凸體、非球面凸體、對(duì)稱凸體或雙曲面凸體，該凸體12頂端更具一平面13;該 本體10內(nèi)側(cè)為一入光面14，該入光面14具有一凹槽15，該凹槽15內(nèi)可供容置一光源 20，該凹槽15于該入光面14形成有至少一曲面151，該凹槽15的曲面151為一錐形面、 雙曲面或非對(duì)稱曲面，以及與該曲面151連接的一底面152與一頂面153，使光源20透過
4該本體10形成偏軸且聚光的配光狀態(tài)。該本體10凹槽15處更連接一底座16，該底座16兩側(cè)各向遠(yuǎn)離該凹槽15方向凸 設(shè)有一連接柱17，該本體10外側(cè)更形成有一霧化層18。明了上述本案詳細(xì)結(jié)構(gòu)后，以下針對(duì)本案的動(dòng)作原理逐一詳細(xì)說明請(qǐng)參閱圖3，光學(xué)透鏡本體10設(shè)計(jì)成具開口向下的凹槽15，以提供光源20可以 直接套設(shè)連結(jié)，并且利用在凹槽15頂端設(shè)計(jì)一不對(duì)稱曲面151，以供光源20得以容置其 中，再以一非對(duì)稱曲面151作為入光面14，進(jìn)行第一次折射的發(fā)散形態(tài)，重點(diǎn)為使向上 發(fā)散的光線21經(jīng)反射趨近光軸100，復(fù)由出光面11進(jìn)行第二次漸次趨近光軸100的光線 21發(fā)散，出光面11的設(shè)計(jì)，亦具有逐漸縮減該光線21于光軸100的折射角度的不同區(qū) 域，使光源20發(fā)散的光線21能夠提供向上下呈偏軸而兩側(cè)呈均勻發(fā)散的發(fā)光面積，匯聚 光源20發(fā)出后在外界形成實(shí)質(zhì)呈矩形的光場(chǎng)，其光照形狀似一倒梯形(如圖5所示)。請(qǐng)參閱圖4，本實(shí)用新型實(shí)施態(tài)樣另一剖面示意，光源20發(fā)出的光線21發(fā)散至 該底面152與該頂面153，藉由該曲面151形成的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且因該頂面153高度大于 該底面152高度，設(shè)計(jì)發(fā)散至該頂面153的大部分光線21將會(huì)經(jīng)反射或折射使其偏向光 軸100發(fā)散；發(fā)散至該底面152的光線21則少部分會(huì)經(jīng)折射或反射而偏向光軸100，且 該平面13亦可反射或折射該光線21使其偏向光軸100發(fā)散，簡(jiǎn)言之，該不對(duì)稱的底面 152與頂面153設(shè)計(jì)為使該光線21形成不對(duì)稱偏軸的發(fā)散態(tài)樣，以一非對(duì)稱曲面151作 為入光面14，進(jìn)行第一次折射的發(fā)散形態(tài)，重點(diǎn)為使向上發(fā)散的光線21經(jīng)反射趨近光軸 100，復(fù)由出光面11進(jìn)行第二次漸次趨近光軸100的光線21發(fā)散，使匯聚光源20發(fā)出后 形成偏軸且聚光的配光狀態(tài)。又該霧化層18可均勻擴(kuò)散發(fā)散的光線21，增加照射寬廣度 及光源柔和性，且光線21強(qiáng)度亦不會(huì)因此降低；該連接柱17則可使本實(shí)用新型復(fù)數(shù)個(gè)組 裝之效。
權(quán)利要求1.一種偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于一本體，該本體外側(cè)為一出光面，該出光面為一凸體；該本體內(nèi)側(cè)為一入光面，該 入光面具有一凹槽，該凹槽內(nèi)容置一光源，該凹槽于該入光面形成有至少一曲面以及與 該曲面連接的一頂面與一底面，使光源透過該本體形成偏軸且聚光的配光狀態(tài)。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于，該凸體頂端更具一平面。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于，該凹槽的曲面為一錐形面、 一雙曲面或一非對(duì)稱曲面。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于，該凸體為球面凸體。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于，該凸體為非球面凸體。
6.依據(jù)權(quán)利要求1所述的偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于，該凸體為雙曲面凸體。
7.依據(jù)權(quán)利要求1所述的偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于，該凸體為對(duì)稱凸體。
8.依據(jù)權(quán)利要求1所述的偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于，該本體凹槽處更連接一底 座，該底座兩側(cè)各向遠(yuǎn)離該凹槽方向凸設(shè)有一連接柱。
9.依據(jù)權(quán)利要求1所述的偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于，該本體外側(cè)更形成有一霧化層。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種偏軸式光學(xué)透鏡，其特征在于一本體，該本體外側(cè)為一出光面，該出光面為一凸體；該本體內(nèi)側(cè)為一入光面，該入光面具有一凹槽，該凹槽內(nèi)可供容置一光源，該凹槽于該入光面形成有至少一曲面，以及與該曲面連接的一頂面與一底面，使光源透過該本體形成偏軸且聚光的配光狀態(tài)，據(jù)此，使本實(shí)用新型具有中心夠亮、照幅寬度符合需求的理想配光模式。
文檔編號(hào)F21V5/04GK201795424SQ20102026491
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者黃冠綸 申請(qǐng)人:尚瀅科技股份有限公司