發光二極管光源用透鏡模組的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種發光二極管光源用透鏡模組，其包括透鏡本體，及容置于透鏡本體凹槽的發光二極管光源，通過Z1>Z2及Z3>Y1的設計，利用入光面形狀及發光二極管光源位置的搭配來產生偏光效果，可使該發光二極管光源發出的光經過該入光面折射再由出光面射出后產生良好偏光效果，提升道路中央或廣場中央的寬度照明范圍，增加發光二極管光源的利用率。
【專利說明】發光二極管光源用透鏡模組
【技術領域】
[0001]本發明是有關一種發光二極管光源用透鏡模組，特別指一種具有偏移照明區域效果的透鏡模組。
【背景技術】
[0002]近年來，為達到節約能源及符合環保的要求，照明設備的相關廠商與研發單位已逐漸將照明設備的光源改采用發光二極管(LED)。發光二極管為一種固態的半導體元件，利用電流通過發光二極管內，使能量以光的形式釋放出來，具有體積小、反應速度快、耗電量低及低污染等優勢。
[0003]但是，由于發光二極管相較于傳統燈源其光線發散角度較小，于照射時光線較集中，容易造成光源鄰近處及遠離處亮度的差異，無法使光源均勻的照射，因此很多燈具利用二次光學原理，使用透鏡作二次折射改變發光二極管的光學性能，而不同用途的發光二極管需搭配不同的透鏡，以產生不同的燈光光線及效果。
[0004]目前應用于路燈的發光二極管在發光側罩設有發光二極管透鏡，使發光二極管光線經過透鏡后將光線射出于透鏡表面，形成偏移折射的光線，以調整光線投射于特定的方向。然而，一般路燈設置于來往道路的兩側，依已知透鏡一般為簡單的球面或非球面曲面折射結構，所能提供的發光二極管光線產生偏移折射效果，無法有效的將光均勻擴散以照射于道路上，使其光線集中在路燈設置處的下方，造成道路照明效果不好。
[0005]因此，為了改善此一缺點，中國臺灣專利M420709，在透鏡本體面對發光二極管的入光面設有一凹槽，且凹槽由三個曲面所組成，通過改良透鏡結構，當發光二極管光線經由該凹槽的曲面進入透鏡本體產生折射光線，并通過透鏡本體由出光面的橢圓凸體將光均勻散出，目的在使光均勻的擴散照射在道路上，擴大照射范圍減少眩光。
[0006]但是，路燈通常設置于道路的一旁，因此在均勻出光的條件之外，還必需要有將出光偏移至道路側的偏光效果，使路燈照明光源使用率更高，更能妥善利用到所需被照射的道路位置。
【發明內容】
[0007]為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種發光二極管光源用透鏡模組，通過入光面形狀及發光二極管光源位置的搭配來產生偏光效果，滿足偏移照明區域及滿足出光分布的要求。
[0008]本發明的另一目的在于提供一種發光二極管光源用透鏡模組，通過入光面形狀及發光二極管光源位置的搭配來增加發光二極管光源的利用率。為達到上述的目的，本發明提供一種發光二極管光源用透鏡模組，其包括:一發光二極管光源；一透鏡本體，具有一出光面、一形成一凹槽的入光面，及該凹槽周圍的一底面，該凹槽供該發光二極管光源容置，該入光面朝向該發光二極管光源，該出光面遠離該發光二極管光源，該入光面與出光面由復數曲面連接組成；又，以該透鏡本體的底面所在的面為基準面，該發光二極管光源中心點在該基準面上的投影點為C點，該入光面與該基準面交界為一封閉的第一曲線，該C點沿一第一方向的延伸線與該第一曲線交于A點、B點兩點，該A點與B點間的最短距離大于該第一曲線上任兩點的最短距離；且該入光面垂直距離該基準面的最遠處為Q點，前述各點間的最短距離滿足下列關系:Z1> Z2，及Z3>Y1 ;其中，Zl為A點與Q點間的最短距離，Z2為B點與Q點間的最短距離，Z3為C點與Q點間的最短距離，Yl為A點與C點間最短的距離。
[0009]又，該C點與A點、B點間滿足Y1〈Y2的關系式，其中Yl為A點與C點間最短的距離，Y2為B點與C點間最短的距離。
[0010]其中，該出光面與該基準面交界為一封閉的第二曲線，該C點沿該第一方向的延伸線與該第二曲線交于D點、E點兩點，且D點與A點位于C點的一側，而E點與B點位于C點的另一側，該C點、D點與E點間滿足下列關系:Y3>Y4，其中，Y3為C點與D點間的最短距離，Y4為C點與E點間的最短距離；該A點、B點、E點和D點間滿足下列:Y5>Y6，其中，Y5為A點與D點間的最短距離，Y6為B點與E點間的最短距離。 [0011]其中，該C點沿垂直該第一方向的一第二方向的延伸線與該第一曲線交于F點、G點；又，該C點和A點的中點為H點，C點和B點的中點為K點，且該H點沿該第二方向的延伸線與該第一曲線交于I點、J點兩點，該K點沿該第二方向的延伸線與該第一曲線交于L點、M點兩點；該F點、G點、I點、J點、L點及M點間滿足下列關系:X2<X1 ^ X3，其中Xl為F點與G點間的最短距離，X2為I點與J點間的最短距離，X3為L點與M點間的最短距離。
[0012]又，該C點沿該第二方向的延伸線與該第二曲線交于N點、P點兩點，X4為N點與P點間的最短距尚，其中Xl與X4滿足下列關系:X4/X1>1。
[0013]其中，該透鏡本體具有和該基準面垂直，且貫穿A點、B點、C點三點形成的一第一平面；及，與該基準面和該第一平面垂直，且貫穿C點的一第二平面，該入光面相對于該第一平面兩邊對稱，相對于該第二平面兩邊不對稱。
[0014]其中，該第一曲線在該第一方向具有最長的兩點距離，該第二曲線在該第二方向具有最長的兩點距離。
[0015]其中，該出光面的周緣與該底面的相連處進一步具有一連接部，利用該連接部使該出光面的曲面設計在達到所需的出光分布外，也可以使透鏡本體的大小符合所定的規格。
[0016]本發明的優點在于，通過通過入光面形狀及發光二極管光源位置的搭配來產生偏光效果，使照射出來的光偏移至道路中央或廣場中央，提高道路中央或廣場中央的寬度照明范圍，也增加發光二極管光源的利用率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的第一實施例的俯視示意圖。
[0018]圖2為第一實施例的剖面示意圖。
[0019]圖3為第一實施例的透鏡本體的立體示意圖。
[0020]圖4為第一實施例的光線示意圖。
[0021]圖5為第一實施例照射的光分布等高線圖。
[0022]圖6為本發明的第二實施例的俯視示意圖。
[0023]圖7為第二實施例的剖面示意圖。[0024]圖8為第二實施例的透鏡本體的立體示意圖。
[0025]圖9為第二實施例的光線示意圖。
[0026]圖10為第二實施例照射的光分布等高線圖。
[0027]圖11為本發明的第三實施例的俯視示意圖。
[0028]圖12為第三實施例的剖面示意圖。
[0029]圖13為第三實施例的透鏡本體的立體示意圖。
[0030]圖14為第三實施例的光線示意圖。
[0031]圖15為第三實施例照射的光分布等高線圖。
[0032]主要元件符號說明:
【權利要求】
1.一種發光二極管光源用透鏡模組，其特征在于，包括: 一發光二極管光源； 一透鏡本體，具有一出光面、一形成一凹槽的入光面，及該凹槽周圍的一底面，該凹槽供該發光二極管光源容置，該入光面朝向該發光二極管光源，該出光面遠離該發光二極管光源；其中，以底面所在的面為基準面，該發光二極管光源中心點在該基準面上的投影點為C點，該入光面與該基準面交界為一封閉的第一曲線，該C點沿一第一方向的延伸線與該第一曲線交于A點、B點兩點，該A點與B點間的最短距離大于該第一曲線上任兩點的最短距離；且該入光面垂直距離該基準面的最遠處為Q點，前述各點間的最短距離滿足下列關系:Zl> Z2，及 Z3>Y1 ； 其中，Zl為A點與Q點間的最短距離，Z2為B點與Q點間的最短距離，Z3為C點與Q點間的最短距離，Yl為A點與C點間最短的距離。
2.如權利要求1所述的發光二極管光源用透鏡模組，其特征在于，該C點與A點、B點間滿足Y1〈Y2的關系式，其中，Yl為A點與C點間最短的距離，Y2為B點與C點間最短的距離。
3.如權利要求1所述的發光二極管光源用透鏡模組，其特征在于，該出光面與該基準面交界為一封閉的第二曲線，該C點沿該第一方向的延伸線與該第二曲線交于D點、E點兩點，且D點與A點位于C點的一側，而E點與B點位于C點的另一側，該C點、D點與E點間滿足下列關系:Y3>Y4，其中，Y3為C點與D點間的最短距離，Y4為C點與E點間的最短距離。
4.如權利要求1所述的發光二極管光源用透鏡模組，其特征在于，該出光面與該基準面交界為一封閉的第二曲線，該C點沿該第一方向的延伸線與該第二曲線交于D點、E點兩點，且D點與A點位于C點的一側，而E點與B點位于C點的另一側，該A點、B點、E點和D點間滿足下列:Y5>Y6，其中，Y5為A點與D點間的最短距離，Y6為B點與E點間的最短距離。
5.如權利要求1所述的發光二極管光源用透鏡模組，其特征在于，該C點沿垂直該第一方向的一第二方向的延伸線與該第一曲線交于F點、G點；又，該C點和A點的中點為H點，C點和B點的中點為K點，且該H點沿該第二方向的延伸線與該第一曲線交于I點、J點兩點，該K點沿該第二方向的延伸線與該第一曲線交于L點、M點兩點；該F點、G點、I點、J點、L點及M點間滿足下列關系:X2〈X1含X3，其中Xl為F點與G點間的最短距離，X2為I點與J點間的最短距離，X3為L點與M點間的最短距離。
6.如權利要求1所述的發光二極管光源用透鏡模組，其特征在于，該出光面與該基準面交界為一封閉的第二曲線，該C點沿垂直該第一方向的一第二方向的延伸線與該第一曲線交于F點、G點，與該第二曲線交于N點、P點兩點，而Xl為F點與G點間的最短距離，X4為N點與P點間的最短距離，且滿足下列關系:X4/X1>1。
7.如權利要求1所述的發光二極管光源用透鏡模組，其特征在于，該透鏡本體具有和該基準面垂直，且貫穿A點、B點、C點三點形成的一第一平面；及，與該基準面和該第一平面垂直，且貫穿C點的一第二平面，該入光面相對于該第一平面兩邊對稱，相對于該第二平面兩邊不對稱。
8.如權利要求1所述的發光二極管光源用透鏡模組，其特征在于，該入光面由復數曲面連接組成，該出光面由復數曲面連接組成。
9.如權利要求1所述的發光二極管光源用透鏡模組，其特征在于，該第一曲線在該第一方向具有最長的兩點距離；且該出光面與該基準面交界為封閉的一第二曲線，該第二曲線在與該第一方向垂直的第二方向具有最長的兩點距離。
10.如權利要求1所述的發光二極管光源用透鏡模組，其特征在于，該出光面的周緣與該底面的相連處進一步具有一連接部。
【文檔編號】F21V5/04GK103574503SQ201210282069
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月9日 優先權日:2012年8月9日
【發明者】林宜潔, 吳智杰, 何彥緯 申請人:玉晶光電股份有限公司