[发明专利]产生环形光场的装置

说明书

技术领域

本发明涉及照明用的照明装置，且特别是有关于产生环形照明区域 的设计。

背景技术

美国专利4770514、5485317、5757557和6819506皆是提供光源准 直化的光学元件设计的方法，将原本具有发散性朗伯逊光场分布改变并增 加效率，但光场分布的最强处仍在中央区域。

美国专利公开号20070091602是利用多个发光二极管与可造成不同 照射散角的光学元件，将多个光场叠加达成所需的照明区域大小，如图1B 与图1C。但此专利采用的光学元件为透射式光学元件，如图1A，易造成 大角度的光线损失，使得效率降低。另外，本篇专利并未提及如何设计产 生环形光场的光学元件，若欲达成该篇专利所述的目的，产生环形光场分 布的元件显然为必要零元件。

发明内容

本发明的目的是提供一种产生环形照明区域的方法。利用改变曲率半 径或是锥面系数可以达成不同半径的环形照明区域。

本发明提出两种产生环形照明区域的装置，其简述如下：一种产生 环形照明区域的反射式装置，包括：一发光二极管可产生一光束；以及一 光学反射面，可反射该光束以形成一环形照明区域，其中该反射面可以为 双曲面、椭圆面或是抛物面。一种产生环状照明区域的全反射式装置，包 括：一发光二极管，可产生一光束；一光学元件，包含一入射面、一全反 射面以及一出射面；其中该光束的一第一部分可经由该入射面直接穿透至 该出射面而形成一环形区域，且该光束的一第二部分可经由该入射面至该 全反射面全反射至该出射面而形成该环形区域。

再者，本发明还提出一种产生环形照明区域的方法，包括下列步骤： 选定所使用的一光学反射面，其中该反射面为一双曲面、一椭圆面或是一 抛物面；根据所选择的该反射面，决定该反射面一锥面系数；以及根据该 锥面系数找出该反射面相对应的一曲率半径。

为了能还进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发 明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本 发明加以限制。

附图说明

图1A、图1B、图1C所绘示为现有技术，美国公开号20070091602；

图2A、图2B、图2C所绘示为第一种实施例的示意图与结果，其中：

图2A所绘示为光学面为双曲面的设计；

图2B为实施例1的环形光场示意图；

图2C为实施例1的锥面系数为-2；

图3A、图3B、图3C所绘示为第二种实施例的示意图与结果；其中：

图3A为所绘示为光学面为椭圆面的设计；

图3B为在1.5米处的照射光场为环形分布；

图3C为实施例2的锥面系数为-0.8；

图4所绘示为第二种实施例形成环形分布光场的条件；

图5A、图5B、图5C所绘示为第三种实施例的示意图与结果；其中：

图5A为光学面为抛物面的设计；

图5B为实施例2的环形光场示意图；

图5C为实施例2的锥面系数为-1；

图6所绘示为第四种实施例的示意图。

【图号说明】

10    发光二极管            2    光学反射面

                        0

30    塑料材料的光学元件    4    全反射面

                        0

50    入射面        6    出射面

                0

具体实施方式

一个光学面可由方程式来表示，其中x 为光轴方向，c为曲率，κ为锥面系数，a_i为非球面系数。当不考虑非球 面系数时，不同的锥面系数形成不同的曲面类型，-1＜κ＜0为椭圆面， κ＝-1为抛物面，κ＜-1为双曲面。本发明利用设计此光学面为反射面，可 以将发光二极管原本的朗伯逊光场分布改变成环形分布，并且通过改变曲 率半径可以改变环形的大小与位置。