[实用新型]偏轴式光学透镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一光学透镜，更详而言之，指一种利用透镜折射的方式使光源形成偏轴以增加照明范围与光源集中度的一种偏轴式光学透镜。

背景技术

LED因为具有高亮度、体积小、省电等优点，已被广泛的应用于灯具上做为照明光源。以传统的透镜内部皆以封装发光二极体晶片的形态制造，且将透镜设为半球顶柱体，以提供可将发光二极体晶片发出的光线予以集中。然前述发光形态过于集中在光轴区域附近，由于其光源能量较为集中，为了令其具有较大面积的光源，必须配合导光板的作用以改善前述的问题。又，当发光二极体直接设于导光板下方时，为了克服发光二极体发光面积小，相对需要使用多数个发光二极体才能达到面光源所需的均匀性。因此，为了配合在特定面积的导光板下方有效的减少发光二极体的使用数量，诸多业者转向以透镜的造型态样进行开发，如US6679621号专利案，其利用特殊的透镜外型设计，使发光二极体的光线得以经透镜产生垂直于光轴的平行光向外射出，即可改善上述光源面积小的问题。惟，该案整体结构的发光效率除了会受到多次反射、折射的损耗影响而降低外，更由于多数的光线被折射与光轴呈垂直方向，反而造成光轴附近区域光能量不足的现象。

辅助LED光源向外射出的灯罩结构，大致上包括一反射杯、一LED光源以及一前罩。该反射杯内层为一反射材质，用以反射LED光源；该前罩盖合于该反射杯前端，可依照该灯具所欲产生的出光光形，调整使用凸透镜、半凸透镜或平面透镜等。上述反射杯具有单一曲面，LED光源的发射面设置向前，极小部份的光源是透过该前罩而直射出去，大部份的光源经由反射杯予以反射后向前罩射出。因此，该等LED灯具产生一个照明范围，该照明范围中的照明亮度大致上是相同的，所以不具有中心够亮、照幅宽度、光形扁平的理想配光。

又传统灯具一般采用反光碗作为二次光学处理，由于LED光效限制，现阶段不适合采用反光碗作二次光学处理，故一般对于LED灯具的二次光学处理大多采用透镜办法。现有用于灯具的透镜一般为简单的球体或非球体曲面折射结构，或为聚光或为发散，虽对配光有一定改善作用，但效果不佳，且透过聚光透镜作二次光学处理，灯具的配光曲线有可能难以符合国家标准，而透过目前发散透镜，则可能使灯具效率降低。

发明内容

本实用新型的主要目的在于，提供一种偏轴式光学透镜，经由适当的光学设计将光源光束有效的调配至配光规范的范围内，利用折射的方式使光源形成一偏轴且聚光的配光型态。

本实用新型提供一种偏轴式光学透镜，其特征在于：

一本体，该本体外侧为一出光面，该出光面为一凸体；该本体内侧为一入光面，该入光面具有一凹槽，该凹槽内容置一光源，该凹槽于该入光面形成有至少一曲面以及与该曲面连接的一顶面与一底面，使光源透过该本体形成偏轴且聚光的配光状态。

其中，该凸体顶端更具一平面。

其中，该凹槽的曲面为一锥形面、一双曲面或一非对称曲面。

其中，该凸体为球面凸体。

其中，该凸体为非球面凸体。

其中，该凸体为双曲面凸体。

其中，该凸体为对称凸体。

其中，该本体凹槽处更连接一底座，该底座两侧各向远离该凹槽方向凸设有一连接柱。

其中，该本体外侧更形成有一雾化层。

本实用新型有益效果：

1.本实用新型一种偏轴式的光学透镜，其入光面的凹槽呈现非对称曲面，可提供光源的光线以光学透镜体的光轴为基准中心，并且以靠近光轴的发散折射形态，令其光强度分布可呈双侧呈一倒梯形照明的特征，重点为使向上发散的光线经反射趋近光轴，复由出光面进行第二次渐次趋近光轴的光线发散，使光源能够提供向上下呈偏轴而两侧呈均匀发散的发光面积，而可直接应用在面光源系统，并且具有可大幅降低发光元件的使用数量及降低制造成本的效益提升。

2.本实用新型一种偏轴式的光学透镜，该曲面连接的一顶面与一底面可提供光源一反射作用，于光源在反射时，可减少光源的流失，使发散的光线经由反射后折射可达成一聚光的效果。

3.本实用新型一种偏轴式的光学透镜，该本体外侧更形成有一雾化层，使光线折射经出光面与雾化层以辅助光线的扩散、均匀发散平面光源，成为一较柔和的灯光效果。

附图说明

图1本实用新型立体结构示意图(一)。

图2本实用新型立体结构示意图(二)。

图3本实用新型实施态样剖面示意图(一)。

图4本实用新型实施态样剖面示意图(二)。

图5本实用新型光照度模拟验证分布图。

具体实施方式