專利名稱：透鏡及使用此透鏡的燈具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燈具，尤其涉及一種透鏡及使用此透鏡的燈具。
背景技術：
在日常生活中，由于發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)光源具有體積小以及使用壽命長的優(yōu)點，因此以發(fā)光二極管作為光源的應用已經(jīng)越來越常見。值得一提的是，在現(xiàn)有的發(fā)光二極管光源的應用中，由于發(fā)光二極管光源是一種具有指向性的光源，所以位于發(fā)光二極管光源前方的光直射區(qū)通常具有較高的亮度，而非光直射區(qū)域的亮度便較低于光直射區(qū)域的亮度。由于發(fā)光二極管光源的指向性特性，使得發(fā)光二極管光源多是應用于局部需要高亮度的燈具中，并無法應用在裝飾(decorative) 型的照明燈具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種造型簡單且成本低廉的透鏡。本發(fā)明提供一種使用發(fā)光二極管作為光源的裝飾型的燈具。本發(fā)明提出一種透鏡，此透鏡具有一入光曲面、一第一入光面、一第一出光面以及一第二出光面，其中第一入光面環(huán)繞入光曲面的外側，且入光曲面及第一入光面共構一容置空間以容置發(fā)光二極管光源。第一出光面位于入光曲面上方，而第二出光面位于第一入光面的相對外側，并環(huán)繞第一出光面，而該入光曲面為凹面。本發(fā)明另提出一種燈具，其包括一燈罩、與燈罩組裝在一起的一基座，一上述的透鏡以及一發(fā)光二極管光源。透鏡配置基座上，并位于燈罩內(nèi)，而發(fā)光二極管光源配置于透鏡的容置空間內(nèi)。在本發(fā)明的透鏡或使用此透鏡的燈具的一實施例中，上述的入光曲面為內(nèi)凹的曲面。在本發(fā)明的透鏡或使用此透鏡的燈具的一實施例中，還具有環(huán)繞第一入光面外側的一輔助表面，其中輔助表面為環(huán)繞第一入光面的圓周的表面，且輔助表面的直徑為第一入光面的外徑。在本發(fā)明的透鏡或使用此透鏡的燈具的一實施例中，上述的第一入光面為平面、 斜面或曲面。在本發(fā)明的透鏡或使用此透鏡的燈具的一實施例中，上述的輔助表面為第一入光面的圓周表面。在本發(fā)明的透鏡或使用此透鏡的燈具的一實施例中，上述的第二出光面具有一第一部分以及一第二部分，而第二部分的內(nèi)徑等于第一部分的外徑，且第二部分的外徑大于第二部分的內(nèi)徑。第二出光面的第一部分為斜面或內(nèi)凹的曲面。第二出光面的第二部分為斜面或曲面。在本發(fā)明的燈具的一實施例中，還包括配置于發(fā)光二極管光源上的一光源透鏡。
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基于上述，本發(fā)明的透鏡具有造型簡單及成本低廉的優(yōu)點，而將此透鏡使用于燈具中，可以改變發(fā)光二極管光源的光路徑，讓發(fā)光二極管光源也可以應用在裝飾型的燈具中。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。


圖1及圖2為本發(fā)明一實施例的透鏡于不同視角的示意圖。圖3為沿著圖1的透鏡的A-A剖面線的剖面圖。圖4為應用圖1的透鏡的燈具的示意圖。圖5為圖4的燈具的發(fā)光二極管光源發(fā)光時，透鏡的光跡圖。圖6為圖4的透鏡材質(zhì)為聚碳酸酯的極坐標光型圖。圖7為透鏡材質(zhì)為聚碳酸酯的剖面光型圖。圖8為透鏡的材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯的燈具的極坐標光型圖。圖9為透鏡材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯的燈具的剖面光型圖。圖10為發(fā)光二極管光源上另設置有一光源透鏡的示意圖。圖11為本發(fā)明第二實施例的透鏡的剖面圖。圖12為發(fā)光二極管光源及圖11的透鏡的光跡示意圖。圖13為應用圖11的透鏡材質(zhì)為聚碳酸酯的極坐標光型圖。圖14為應用圖11的透鏡材質(zhì)為聚碳酸酯的剖面光型圖。圖15為透鏡的材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯的燈具的極坐標光型圖。圖16為透鏡材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯的燈具的剖面光型圖。附圖標記100,300 透鏡102:入光曲面104,304 第一入光面106,306 輔助表面108,308 第一出光面110、310 第二出光面112、312:第一部分114、314:第二部分210 燈罩220 基座230 發(fā)光二極管光源240 光源透鏡S 容置空間Wl 入光曲面直徑或第一入光面的內(nèi)徑W2 輔助表面的直徑或第一入光面的外徑W3 第二部分的內(nèi)徑或第一部分的外徑
W4 第一入光面的外徑或輔助表面的直徑W5 第二部分的直徑或第一部分的外徑
具體實施例方式第一實施例圖1及圖2為本發(fā)明一實施例的透鏡于不同視角的示意圖，而圖3為沿著圖1的透鏡的A-A剖面線的剖面圖。請同時參考圖1、圖2及圖3，本實施例的透鏡100具有一入光曲面102、一第一入光面104、一第一出光面108以及一第二出光面110，其中第一入光面 104環(huán)繞入光曲面102的外側，且入光曲面102及第一入光面104共構一容置空間S。第一出光面108位于入光曲面102上方，而第二出光面110位于第一入光面104的相對外側，并環(huán)繞第一出光面108。如圖3的剖面圖所示，上述的入光曲面102為凹陷于透鏡100內(nèi)部的曲面，而第一入光面104為平面。透鏡100還具有環(huán)繞第一入光面104外側的一輔助表面106，其中輔助表面106為環(huán)繞第一入光面104的圓周的表面，且入光曲面的直徑Wl為第一入光面104的內(nèi)徑，而輔助表面106的直徑W2為第一入光面104的外徑，且外徑W2大于內(nèi)徑Wl。承上述，第二出光面110具有一第一部分112以及一第二部分114，其中第二部分 114的內(nèi)徑W3等于第一部分112的外徑。由圖3的剖面圖觀之，本實施例的第二出光面110 的第一部分112為內(nèi)凹的曲面，而第二部分114為斜面。圖4為應用圖1的透鏡的燈具的示意圖。請同時參考圖2、圖3及圖4，將此透鏡 100應用于裝飾型的一燈具200中，此燈具200包括一燈罩210、一基座220、一上述的透鏡 100以及一發(fā)光二極管光源230?；?20與燈罩210組裝在一起，其中燈罩210的形狀可為任意，依照裝飾型的燈具200的需求而定，而透鏡100配置基座220上并位于燈罩210內(nèi)， 且發(fā)光二極管光源230經(jīng)由輔助表面106所形成的開口置入于透鏡100的容置空間S內(nèi)。圖5為圖4的燈具的發(fā)光二極管光源發(fā)光時，透鏡的光跡圖。請參考圖5，當發(fā)光二極管光源230發(fā)光時，光從入光曲面102進入透鏡100中，且入光曲面102的弧度有助于折射，使具有指向性的發(fā)光二極管光源230所發(fā)出的光經(jīng)由入光曲面102的折射而增加燈具200的可視角角度。被入光曲面102折射后的光再經(jīng)過第二出光面110折射出透鏡100 之外。值得注意的是，部分的光被折射至第二出光面110的第一部分112相對靠近第一出光面108處，此時部分光會被全反射再經(jīng)由第一出光面108射出，使透鏡100上方也可均勻地發(fā)光。圖6為圖4的透鏡材質(zhì)為聚碳酸酯的極坐標光型圖，而圖7為透鏡材質(zhì)為聚碳酸酯的剖面光型圖。由圖6及圖7可知，燈具200的可視角范圍可達約正、負85度，即有總共約170度的可視角范圍。此外，在可視角范圍內(nèi)，燈具200的光型集中于前方且光強度均勻。附帶一提，用于制作透鏡100的材質(zhì)會影響燈具200的光型。上述的圖6及圖7 示出的光型圖，其透鏡100是使用聚碳酸酯(PC)所制成。圖8為透鏡的材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的燈具的極坐標光型圖，而圖9為透鏡材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯的燈具的剖面光型圖。將圖6、圖7與圖8、圖9比較可知，材質(zhì)的差異會影響光型及發(fā)光均勻度。由以上內(nèi)容，使用者可以依照實際的需求來選用透鏡的材質(zhì)，以達到所需的發(fā)光均勻度及光型。圖10為發(fā)光二極管光源上另設置有一光源透鏡的示意圖。請同時參考圖4及圖10，燈具200可還包括一光源透鏡M0，配置于發(fā)光二極管光源230，且位于發(fā)光二極管光源 230及透鏡100之間。光源透鏡240的設置，可使燈具200的光型更佳且更為均勻。第二實施例本實施例與第一實施例大致相同，其不同之處在于透鏡的形狀做了些微的變更， 但同樣能達到使裝飾型燈具具有較現(xiàn)有為大的可視角、良好且均勻的光型及光強度。圖11為本發(fā)明第二實施例的透鏡的剖面圖，而圖12為發(fā)光二極管光源及圖11的透鏡的光跡示意圖。請同時參考圖11及圖12，與第一實施例不同的是，以圖11的剖面圖觀之，本實施例的透鏡300的第一入光面304為斜面。此外，輔助表面306以第一入光面304 的外徑W4為直徑且為環(huán)繞第一入光面304的圓周表面。第二出光面310的第二部分314的直徑W5等于第一部分312的外徑，其中第一部分312在圖11的剖面圖中為彎曲的凹面，而第二部分314為平面。由圖12可知，發(fā)光二極管光源230發(fā)出的光自入光曲面102以及第一入光面304 進入透鏡300中，且被入光曲面102及第一入光面304折射后經(jīng)由第二出光面310折射后射出。此外，經(jīng)由入光曲面102折射至第二出光面310的第一部分312相對鄰近第一出光面308處的光會全反射，然后再由第一出光面308射出。圖13為應用圖11的透鏡材質(zhì)為聚碳酸酯的極坐標光型圖，而圖14為應用圖11 的透鏡材質(zhì)為聚碳酸酯的剖面光型圖。請同時參考圖13及圖14，圖13及圖14所示的光型圖的透鏡300的材質(zhì)與圖6及圖7所示出的光型圖的透鏡的材質(zhì)相同，也為聚碳酸酯，而相較于第一實施例的燈具，應用本實施例的透鏡300的燈具在可視角范圍的光強度更為均勻。圖15為透鏡的材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯的燈具的極坐標光型圖，而圖16為透鏡材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯的燈具的剖面光型圖。將圖15及圖16與圖8及圖9相較，應用本實施例的透鏡300的燈具相較于第一實施例的燈具，在可視角范圍及燈具200(標示于圖4) 上方的光強度亦更為均勻。雖然上述第一及第二實施例的第一入光面可以是斜面或平面為例說明，但是本領域技術人員可以在追求讓燈具具有更大的可視角、更良好的光型及光強度表現(xiàn)的需求下， 將本發(fā)明的透鏡的形狀加以改變。例如，使第一入光面為彎曲的凹面。在上述的第一及第二實施例中，凹是指凹向于透鏡內(nèi)，而凸是指凸出于透鏡外，但本領域普通技術人員應知悉上述的實施例所描述的凹、凸為相對的概念，本發(fā)明并非受限于上述實施例的文字說明或是圖示的表達。綜上所述，本發(fā)明的透鏡的造型簡單且易于制作，所以具有制作成本低廉的優(yōu)點。 再者，將此透鏡與具有指向性的發(fā)光二極管光源搭配使用，可以改善發(fā)光二極管光源的可視角范圍，讓發(fā)光二極管光源也可以應用于裝飾型的燈具中，還增加了發(fā)光二極管光源的應用層面。雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術領域的普通技術人員，當可作些許更動與潤飾，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種透鏡，而一發(fā)光二極管光源適于配置在該透鏡內(nèi)，該透鏡具有一入光曲面、一第一入光面、一第一出光面以及一第二出光面，其中該第一入光面環(huán)繞該入光曲面的外側，而該入光曲面及該第一入光面共構一容置空間以容置該發(fā)光二極管光源，該第一出光面位于該入光曲面上方，而該第二出光面位于該第一入光面的相對外側，并環(huán)繞該第一出光面，而該入光曲面為凹面。
2.根據(jù)權利要求1所述的透鏡，其中還具有一輔助表面，環(huán)繞該第一入光面外側。
3.根據(jù)權利要求2所述的透鏡，其中該輔助表面為環(huán)繞該第一入光面的圓周的表面， 且該輔助表面的直徑為該第一入光面的外徑。
4.根據(jù)權利要求1所述的透鏡，其中該第一入光面為平面、斜面或曲面。
5.根據(jù)權利要求2所述的透鏡，其中該輔助表面為該第一入光面的圓周表面。
6.根據(jù)權利要求1所述的透鏡，其中該第二出光面具有一第一部分以及一第二部分， 而該第二部分的內(nèi)徑等于該第一部分的外徑，且該第二部分的外徑大于該第二部分的內(nèi)徑。
7.根據(jù)權利要求6所述的透鏡，其中該第二出光面的該第一部分為斜面或內(nèi)凹的曲
8.根據(jù)權利要求6所述的透鏡，其中該第二出光面的該第二部分為斜面或曲面。
9.一種燈具，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，并位于該燈罩內(nèi)，該透鏡具有一入光曲面、一第一入光面、一輔助表面、一第一出光面以及一第二出光面，其中該第一入光面環(huán)繞該入光曲面的外側，且該入光曲面為凹面，而該輔助表面環(huán)繞該第一入光面外側，且該入光曲面、該第一入光面及該輔助表面共構一容置空間，該第一出光面位于該入光曲面上方，而該第二出光面位于該第一入光面及該輔助表面的相對外側，并環(huán)繞該第一出光面；以及一發(fā)光二極管光源，配置于該透鏡的該容置空間內(nèi)。
10.根據(jù)權利要求9所述的燈具，其中該輔助表面為環(huán)繞該第一入光面的圓周的表面， 且該輔助表面的直徑為該第一入光面的外徑。
11.根據(jù)權利要求9所述的燈具，其中該第一入光面為平面、斜面或曲面。
12.根據(jù)權利要求9所述的燈具，其中該輔助表面為該第一入光面的圓周表面。
13.根據(jù)權利要求9所述的燈具，其中該第二出光面具有一第一部分以及一第二部分， 而該第二部分的內(nèi)徑等于該第一部分的外徑，且該第二部分的外徑大于該第二部分的內(nèi)徑。
14.根據(jù)權利要求13所述的燈具，其中該第二出光面的該第一部分為斜面或內(nèi)凹的曲
15.根據(jù)權利要求13所述的燈具，其中該第二出光面的該第二部分為斜面或曲面。
16.根據(jù)權利要求9所述的燈具，還包括一光源透鏡，配置于該發(fā)光二極管光源上。
全文摘要
一種透鏡及使用此透鏡的燈具。燈具包括一燈罩、與燈罩組裝在一起的一基座，一透鏡以及一發(fā)光二極管光源。透鏡配置于基座上并位于燈罩內(nèi)，此透鏡具有一入光曲面、一第一入光面、一第一出光面以及一第二出光面，其中第一入光面環(huán)繞入光曲面的外側，且入光曲面及第一入光面共構一容置空間。第一出光面位于入光曲面上方，而第二出光面位于第一入光面的相對外側，并環(huán)繞第一出光面。發(fā)光二極管光源配置于透鏡的容置空間內(nèi)。
文檔編號F21V5/04GK102374481SQ201110183409
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權日2010年8月22日
發(fā)明者馮家騏, 薛翰聰, 陳世豐 申請人:泰金寶電通股份有限公司, 金寶電子工業(yè)股份有限公司