TWI422781B - 透鏡及使用此透鏡的燈具 - Google Patents

Description

透鏡及使用此透鏡的燈具

本發明是有關於一種燈具，且特別是有關於一種透鏡及使用此透鏡的燈具。

在日常生活中，由於發光二極體(Light Emitting Diode,LED)光源具有體積小以及使用壽命長之優點，因此以發光二極體作為光源的應用已經越來越常見。

值得一提的是，在習知之發光二極體光源的應用中，由於發光二極體光源是一種具有指向性的光源，所以位於發光二極體光源前方的光直射區通常具有較高的亮度，而非光直射區域之亮度便較低於光直射區域之亮度。由於發光二極體光源的指向性特性，使得發光二極體光源多是應用於局部需要高亮度的燈具中，當應用在裝飾(decorative)型的照明燈具便有亮度不均勻且可視角範圍較小等缺陷。

本發明提供一種造型簡單且可提升指向性光源之可視角範圍的透鏡。

本發明提供一種使用發光二極體做為光源且具有較大之可視角範圍的裝飾型燈具。

本發明提出一種透鏡，而一發光二極體光源適於配置在透鏡內。此透鏡具有一容置部、一第一出光面以及一第 二出光面，其中第一出光面位於容置部上方，且第二出光面環繞第一出光面並位於容置部的外側，而第一出光面及第二出光面為凹面。

在本發明之透鏡的一實施例中，上述之容置部具有一頂入光面以及一側入光面，頂入光面位於發光二極體光源上方，而側入光面環繞頂入光面，且發光二極體光源位於側入光面內。

在本發明之透鏡的一實施例中，上述之第一出光面具有一第一子出光面以及一第二子出光面，第一子出光面為一平面，且平行於頂入光面，而第二子出光面環繞第一子出光面並與第二出光面連接。

在本發明之透鏡的一實施例中，上述之第二子出光面為斜面或曲面。

在本發明之透鏡的一實施例中，上述之第一出光面的剖面呈一漏斗狀。

在本發明之透鏡的一實施例中，上述之第一子出光面的直徑為0.5公厘。

在本發明之透鏡的一實施例中，上述之第二出光面具有一第三子出光面以及一第四子出光面，第三子出光面連接第一出光面，而第四子出光面與容置部的側入光面共軸。

本發明另提出一種燈具，包括一燈罩、一基座、一透鏡以及一發光二極體光源。基座與燈罩組裝在一起，而透鏡配置於基座上，並位於燈罩內。透鏡具有一容置部、一第一出光面以及一第二出光面，其中第一出光面位於容置 部上方，且第二出光面環繞第一出光面並位於容置部的外側，而第一出光面及第二出光面為凹面。發光二極體光源配置於透鏡的容置部內。

在本發明之燈具的一實施例中，上述之容置部具有一頂入光面以及一側入光面，頂入光面位於發光二極體光源上方，而側入光面環繞頂入光面，且發光二極體光源位於側入光面內。

在本發明之燈具的一實施例中，上述之第一出光面具有一第一子出光面以及一第二子出光面，第一子出光面為一平面，且平行於頂入光面，而第二子出光面環繞第一子出光面並與第二出光面連接。

在本發明之燈具的一實施例中，上述之第二子出光面為斜面或曲面。

在本發明之燈具的一實施例中，上述之第一出光面的剖面呈一漏斗狀。

在本發明之燈具的一實施例中，上述之第一子出光面的直徑為0.5公厘。

在本發明之燈具的一實施例中，上述之第二出光面具有一第三子出光面以及一第四子出光面，第三子出光面連接第一出光面，而第四子出光面與容置部的側入光面共軸。

基於上述，本發明之透鏡具有造型簡單且可提升可視角的優點，而將此透鏡使用於燈具中，可以改變發光二極體光源的光路徑，讓為指向性光源的發光二極體光源也可以應用在裝飾型的燈具中。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本發明一實施例之透鏡的立體示意圖、圖2為沿著圖1之A-A剖面線之透鏡的剖面示意圖。請同時參考圖1及圖2，透鏡130具有一容置部132、一第一出光面134以及一第二出光面136，其中第一出光面134位於容置部132上方，且第二出光面136環繞第一出光面134並位於容置部132的外側，而第一出光面134及第二出光面136為凹面。詳細而言，容置部132用以讓光源容置於其中，其中本實施例之透鏡130主要是用以改良指向性光源的應用範圍，因此透鏡130用以罩覆在發光二極體上。

前述之透鏡130的容置部132具有一頂入光面132a以及一側入光面132b，其中頂入光面132a為一平面，而側入光面132b環繞頂入光面132a，且頂入光面132a與側入光面132b共同形成的空間用以容置一發光二極體光源。

另外，第一出光面134具有一第一子出光面134a以及一第二子出光面134b，其中第一子出光面134a為一平面，且平行於頂入光面132a，而第二子出光面134b環繞第一子出光面134a並與第二出光面136連接，且本實施例的第二子出光面134b為斜面。換言之，第一出光面134的剖面大致呈一漏斗狀。

再者，第二出光面136可具有一第三子出光面136a 以及一第四子出光面136b，其中第三子出光面136a連接於第一出光面134以及第四子出光面136b之間，且第四子出光面136b與容置部132的側入光面132b共軸。

圖3為應用圖1之透鏡的燈具的示意圖，而圖4為發光二極體光源所發出的光在透鏡中的光路徑示意圖。請同時參考圖3及圖4，將上述之透鏡130應用在一燈具100中，其中此燈具100包括一燈罩110、一基座120、上述之透鏡130以及一發光二極體光源140。基座120與燈罩110組裝在一起，而透鏡130配置於基座120上，並位於燈罩110內，發光二極體光源140配置於透鏡130的容置部132內，且發光二極體光源140的發光面朝向容置部132的頂入光面132a。

當發光二極體光源140發光時，光線會從透鏡130之容置部132的頂入光面132a及側入光面132進入透鏡130，其中因為發光二極體光源140為指向性的光源，所以大部份的光線是從頂入光面132a進入透鏡130中。

進入透鏡130的光線部份投射至第二出光面136的第三子出光面136a以及第四子出光面136b後出光，而部分的光線投射至第一出光面134，其中投射至第一子出光面134a的光，因為入光角度的關係，會直接射出於透鏡130之外；而投射至第二子出光面134b的光也同樣因為入光角度的關係，被第二子出光面134b反射後，朝向第三子出光面136a後出光。由上述記載內容可知第一出光面134上並未設置有任何反射膜層。

由圖4可以看出，若是第一出光面134為一個平面， 原本發光二極體光源140發出的光投射至第一出光面134後便會直接出射，使得燈具100的可視角範圍會集中於發光二極體光源140的發光方向上，且會有亮度集中於燈具100前方的亮暗不均問題。本實施例的透鏡130經過改良，讓第一出光面134具有為平面的第一子出光面134a以及與第一子出光面134a夾一角度而為斜面的第二子出光面134b，其中第一子出光面134a的直徑為等於或大於0.5公厘，以使發光二極體光源140發出的光仍可以經由第一子出光面134a(即發光方向上)出光。此外，第二子出光面134b更可以將投射至第二子出光面134b的光線反射後再投射至第三子出光面136a後射出，以提升燈具100發光時的可視角範圍。圖5及圖6為圖3之燈具的可視角範圍的示意圖，其中圖5是以軟體模擬而得到的圖形，而圖6為實際量測所得到的圖形。由圖5及圖6可知，本實施例之燈具100的可視角範圍可達正負110度左右。以0度作為燈具100的前方時，使用者從燈具100的後方都還能看到燈具100發亮，改良了習知指向性光源只能應用在照射方向固定的燈具中，而如今透過本實施例的透鏡130的應用，讓燭光式燈具也可以使用發光二極體作為光源。此外，整體來看，燈具100也具有均勻的亮度。

雖然上述實施例是以第二子出光面134b為斜面為例說明，但在其他未繪示的實施例中，第二子出光面134b也可以是凸面或凹面等曲面，只要能達到使光線部分穿透且部分反射，以增加發光角度範圍的目的即可。

在上述的說明中，凹是指凹向於透鏡130內，而凸是指凸出於透鏡130外，但本領域具通常知識者應知悉上述之實施例所描述的凹、凸為相對的概念，本發明並非受限於上述實施例的文字說明或是圖示的表達。

綜上所述，本發明之透鏡具有造型簡單的優點。再者，將此透鏡與具有指向性的發光二極體光源搭配使用，可以改善發光二極體光源的可視角範圍，讓發光二極體光源也可以應用於裝飾型的燈具中，更提升了發光二極體光源的應用層面，且讓使用發光二極體作為光源的燈具也可具有均勻的光亮度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧燈具

110‧‧‧燈罩

120‧‧‧基座

130‧‧‧透鏡

132‧‧‧容置部

132a‧‧‧頂入光面

132b‧‧‧側入光面

134‧‧‧第一出光面

134a‧‧‧第一子出光面

134b‧‧‧第二子出光面

136‧‧‧第二出光面

136a‧‧‧第三子出光面

136b‧‧‧第四子出光面

140‧‧‧發光二極體光源

圖1為本發明一實施例之透鏡的立體示意圖。

圖2為沿著圖1之A-A剖面線之透鏡的剖面示意圖。

圖3為應用圖1之透鏡的燈具的示意圖。

圖4為發光二極體光源所發出的光在透鏡中的光路徑示意圖。

圖5為以軟體模擬圖3之燈具的可視角範圍的示意圖。

圖6為實際量測圖3之燈具的可視角範圍的示意圖。

100‧‧‧燈具

110‧‧‧燈罩

120‧‧‧基座

130‧‧‧透鏡

132‧‧‧容置部

134‧‧‧第一出光面

136‧‧‧第二出光面

140‧‧‧發光二極體光源

Claims (12)

1. 一種透鏡，而一發光二極體光源適於配置在該透鏡內，該透鏡具有一容置部、一第一出光面以及一第二出光面，其中該第一出光面位於該容置部上方，該第一出光面上並未設置有任何反射膜層，且該第二出光面環繞該第一出光面並位於該容置部的外側，而該第一出光面及該第二出光面為凹面，該第二出光面具有一第三子出光面以及一第四子出光面，該第三子出光面為凹面且連接該第一出光面，而該第四子出光面為平面且與該容置部的該側入光面共軸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡，其中該容置部具有一頂入光面以及一側入光面，該頂入光面位於該發光二極體光源上方，而該側入光面環繞該頂入光面，且該發光二極體光源位於該側入光面內。
3. 如申請專利範圍第2項所述之透鏡，其中該第一出光面具有一第一子出光面以及一第二子出光面，該第一子出光面為一平面，且平行於該頂入光面，而該第二子出光面環繞該第一子出光面並與該第二出光面連接。
4. 如申請專利範圍第3項所述之透鏡，其中該第二子出光面為斜面或曲面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之透鏡，其中該第一出光面的剖面呈一漏斗狀。
6. 如申請專利範圍第3項所述之透鏡，其中該第一子出光面的直徑為0.5公厘。
7. 一種燈具，包括：一燈罩；一基座，與該燈罩組裝在一起；一透鏡，配置該基座上，並位於該燈罩內，該透鏡具有一容置部、一第一出光面以及一第二出光面，其中該第一出光面位於該容置部上方，該第一出光面上並未設置有任何反射膜層，且該第二出光面環繞該第一出光面並位於該容置部的外側，而該第一出光面及該第二出光面為凹面，該第二出光面具有一第三子出光面以及一第四子出光面，該第三子出光面為凹面且連接該第一出光面，而該第四子出光面為平面且與該容置部的該側入光面共軸；以及一發光二極體光源，配置於該透鏡的該容置部內。
8. 如申請專利範圍第7項所述之燈具，其中該容置部具有一頂入光面以及一側入光面，該頂入光面位於該發光二極體光源上方，而該側入光面環繞該頂入光面，且該發光二極體光源位於該側入光面內。
9. 如申請專利範圍第8項所述之燈具，其中該第一出光面具有一第一子出光面以及一第二子出光面，該第一子出光面為一平面，且平行於該頂入光面，而該第二子出光面環繞該第一子出光面並與該第二出光面連接。
10. 如申請專利範圍第9項所述之燈具，其中該第二子出光面為斜面或曲面。
11. 如申請專利範圍第10項所述之燈具，其中該第一 出光面的剖面呈一漏斗狀。
12. 如申請專利範圍第9項所述之燈具，其中該第一子出光面的直徑為0.5公厘。