[發明專利]光源引導裝置

有效

• 申請號: 201811134350.1
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109578939B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 周聰明
• 申請（專利權）人: 周聰明;臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21V7/04;F21V1/00;F21Y115/10
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何沖;黃隸凡

本發明系一種光源引導裝置，包括一光源折射單元及一光源反射單元，光源折射單元接收光源所發出一部分的光線，且光源折射單元利用內外表面所設置的幾何形狀，將此一部分的光線于受光面形成矩形光斑，光源反射單元則接收光源所發出的另一部分光線，且光源反射單元利用其表面設置的幾何形狀，將光源所發出的另一部份光線反射形成矩形光斑，使此兩矩形光斑相互重疊，加強矩形光斑的照度。

技術領域

本發明系有關于光學透鏡及反射鏡，尤指一種將發光二極管的一部份光源經由透鏡于受光面產生矩形光斑，以及將另一部分光源經由反射鏡在受光面上形成矩形光斑，此兩矩形光斑彼此重疊之光源引導裝置。

背景技術

近年來，由于發光二極管(Light-emitting diode，簡稱：LED)具有發光效率高、使用壽命長、色域廣闊、反應時間短、體積小、無汞等優點，逐漸取代傳統照明組件，例如：白熾燈，鹵素燈甚至高壓鈉燈等，并廣泛地應用在不同領域上，例如：應用在電子產品、家電產品或道路照明等。

以往使用發光二極管的照明設備，為了讓發光二極管所發出的光線能有效的被利用，對于發光二極管的光源的配光，通常采用光學透鏡來實現。例如大陸實用新型專利《自由曲面的LED光源的透鏡》”(實用新型專利公開號：CN201568890U)，此光學透鏡含有一個自由曲面的內表面及外表面，自由曲面的設計采用等照度網格法，外表面的自由曲面上的每一大小不相等的小格對應受光面上劃分好的相等面積的矩形小格，內表面的自由曲面對應于外表面同樣劃分成相等份數的大小不相等的小格。表面結構上采用微分云點構面法，提供一種出光矩形光斑、光通量利用效率高、照度均勻度高的自由曲面的LED光源的透鏡。

但此專利前案所提的光學面是由一組非線性聯立偏微方程所描述，此方程式組一般沒有解析解，需要使用數值方法來求得足夠精確的近似解，才能有利用價值，但是數值求解收斂至足夠精確很困難，至今未有良好有效率的解法，故未能夠構形將光線有效并且均勻的投射于受光面的光學透鏡，故此乃一件亟待解決的問題。

對于非對稱光型有例如美國專利《ASYMMETRIC AREA LIGHTING LENS》(專利公開號：US2014/0016326A1)，提出一種透鏡：主要由二折射面及一全反射面來構成。設有一直線通過光源中心，并設有一平面包含此直線，第一折射面設在此平面之一側而第二折射面及全反射面設在平面的另一側，并設有一受光面位于直線上之某一點且垂直于此直線，包含直線的平面將受光面分成二個區域，一區域在第一折射面這一側形成亮區內，另一區域在包含有第二折射面及全反射面這一側形成暗區以形成非對稱的光型。暗區的形成是利用第二折射面及全反射面將光線引導至其對面他側的亮區受光面，此時被折射及全反射的光線對于通過光源中心的直線之角度受限于透鏡材料的折射率，不可能違反折射定理，故該角度不能太大，且光源能量在受光面上的分布并不對稱，故難以形成均勻的矩形照度分布，故在須要燈具與照射面矩離短且矩形均勻照度的場合如巨型的廣告牌的時候并不好用此方法。故此乃亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于先前技術中光學透鏡的構形困難的問題，本發明之一目的即是提出一種依據較簡易的一階二維非線性常微方程式求解出光學透鏡的構形，使得投射出大范圍且強化照度及均勻照度的矩形光斑。

根據本發明之一目的，系提供一種光源引導裝置，包括一光源折射單元及一光源反射單元，其中光源折射單元的內表面接收光源所發出的一部分光線，光源折射單元的外表面的幾何形狀將此一部分的光線于投射于受光面形成偏置于光源的中心軸的一側之矩形光斑，光源反射單元利用面對光源之一面的幾何形狀反射光源所發出的另一部分光線形成另一個矩形光斑，與折射單源之所形成之矩形光斑相互重疊，加強非對稱矩形光斑的照度。光斑。