[發(fā)明專利]光學(xué)透鏡及使用該光學(xué)透鏡的照明器具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010261130.2
• 申請(qǐng)日: 2010-08-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101994989A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 村上忠史
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電工株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F21V5/04
• 分類號(hào): F21V5/04;F21S2/00;F21V19/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 徐殿軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)透鏡及使用該光學(xué)透鏡的照明器具，特別涉及為了使從光源放射的光擴(kuò)散到較廣的范圍而高效地進(jìn)行照明而使用的光學(xué)透鏡。

背景技術(shù)

以往，已知有在道路的側(cè)緣等大致以等間隔豎立設(shè)置的柱子上安裝而對(duì)較廣的區(qū)域進(jìn)行照明的照明器具。作為這樣的照明器具，已提出有利用光學(xué)透鏡控制成使得從發(fā)光二極管(下面，簡(jiǎn)稱為「LED」)放射的光沿著希望的方向進(jìn)行照射的照明器具。

例如，專利文獻(xiàn)1所記載的照明器具，如圖14所示，包括：LED光源110；副透鏡112，射出沿著照明區(qū)域的長(zhǎng)度方向X擴(kuò)散的扇形的聚光光束；以及主透鏡122，包括凹狀的光入射面及凸?fàn)畹墓獬錾涿妫以赬方向上進(jìn)行聚光。由此來(lái)實(shí)現(xiàn)在X-X方向的較廣的配光即具有蝙蝠翼型配光特性的照明器具。

此外，如圖15所示，本申請(qǐng)人提出了如下的照明器具(專利文獻(xiàn)2)，該照明器具具備LED光源210及光學(xué)透鏡220，光學(xué)透鏡220包括：與LED光源210對(duì)置的凹狀的入射面221；以及沿著α及α’方向進(jìn)行聚光、且沿著β方向擴(kuò)散光的凸?fàn)畹某錾涿?22。由此，能夠得到可在α、β及α’的所有的各方向上均勻地進(jìn)行照明的照明器具。

上述的現(xiàn)有的照明器具，在作為照射范圍內(nèi)的目標(biāo)的照度值低的情況下，最好LED為小形、低輸出、且所使用的光學(xué)透鏡也相應(yīng)地不是大型，但是，在將作為目標(biāo)的照度值較高且高輸出的LED、或者由多個(gè)LED構(gòu)成的LED陣列等作為光源的情況下，需要完全覆蓋光源的光學(xué)透鏡，因此，存在光學(xué)透鏡大型化的問(wèn)題。

欲使用較小型的透鏡來(lái)解決上述問(wèn)題的照明器具，如圖16所示，構(gòu)成為L(zhǎng)ED310接近光學(xué)透鏡320的上面。但是，在該結(jié)構(gòu)中，光學(xué)透鏡320有可能因?yàn)長(zhǎng)ED310的發(fā)熱經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間而劣化。

這樣的光學(xué)透鏡的熱劣化問(wèn)題可通過(guò)如圖17及圖18所示那樣在LED和光學(xué)透鏡之間設(shè)置距離來(lái)暫且避免。但是，在圖17及圖18所示的情況下，從LED410、510射出的光的一部分入射到光學(xué)透鏡420、520的各上面423、523而形成分別由B及C所示的光路，向與所希望的方向不同的方向照射。

相對(duì)于此，圖19所示的照明器具的例子則是示出了在現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有問(wèn)題的情形的照明器具，以便進(jìn)行比較。在該例子中，從LED610放射的光形成僅入射到光學(xué)透鏡620的凹狀入射面621中的光路D，向希望的方向出射。

圖20及圖21分別示出了模擬了圖18、19所示結(jié)構(gòu)的照明器具的配光特性的結(jié)果。可見(jiàn)在圖20所示的照明器具的情況下，蝙蝠翼型配光的一部分光偏向斜下方或正下方，從而配光發(fā)生混亂。

【專利文獻(xiàn)1】：日本特開(kāi)2009-99493號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)2】：日本專利申請(qǐng)2009-18197號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，提供一種光學(xué)透鏡及使用該光學(xué)透鏡的照明器具，它們能夠利用高輸出的光源來(lái)進(jìn)行廣范圍的配光，小型、且能夠抑制因光源的發(fā)熱導(dǎo)致的劣化。

本發(fā)明的光學(xué)透鏡，具有用于入射從光源放射的光的入射面以及用于將入射到上述入射面的光進(jìn)行出射的出射面，將來(lái)自上述光源的光向照明區(qū)域擴(kuò)散并照射，其特征在于，上述入射面包括：凹狀入射面，與上述光源對(duì)置、且形成為相對(duì)于上述光源的光軸對(duì)稱的凹狀；以及兩個(gè)V狀入射面，與上述凹狀入射面共有端部，形成為相對(duì)于上述光源的光軸對(duì)稱，上述出射面包括相對(duì)于上述光源的光軸對(duì)稱的兩個(gè)凸?fàn)畛錾涿妗?/p>

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供一種光學(xué)透鏡，它能夠利用高輸出的光源來(lái)進(jìn)行廣范圍的蝙蝠翼型配光，小型、且能夠抑制因光源的發(fā)熱導(dǎo)致的劣化。

此外，在本發(fā)明的上述的光學(xué)透鏡中，上述V狀入射面的與上述凹狀入射面共有端部的面，形成在將上述光源的端部和與上述凹狀入射面共有的端部連結(jié)的虛擬面的延長(zhǎng)面的內(nèi)側(cè)。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從光源放射的光能夠不會(huì)入射到與V狀入射面的凹狀入射面共有端部的面，能夠避免蝙蝠翼型配光的擾亂。

進(jìn)而，在本發(fā)明的上述的光學(xué)透鏡中，上述V狀入射面的與上述凹狀入射面共有端部的面以將如下的角度二等分的角度形成：將上述光源的一個(gè)端部和與上述凹狀入射面共有的端部連結(jié)而成的虛擬面的延長(zhǎng)面，與從上述光源的另一端部入射到上述凹狀入射面的上述端部附近、并從與上述V狀入射面共有端部的面出射的光的方向所成的角度。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從光源放射的光能夠不入射到與V狀入射面的凹狀入射面共有端部的面，能夠使蝙蝠翼型配光的擾亂最小化。

此外，在本發(fā)明的上述的光學(xué)透鏡中，上述V狀入射面的與上述凹狀入射面共有端部的面所對(duì)置的另一面形成為凸?fàn)睢?/p>