TW201002979A - Optical illumination module - Google Patents

Description

201002979 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 …本發明主要關於一種光學照明模組，尤指一種應用在手電 動或各種照鴨具上制，具有可產生最餘肖光束之 明模組設計。 ' 【先前技術】 見有技術中相關公知結構，如本國專利證號第5咖45號 「可全照面聚光之手電筒」，可全照©聚光之手電筒，其包括 :電筒本體、、燈罩組及高透射度光學體所組成，該手電 =本體係具有-f池筒可供容置電池，紐越供發光元件植 2及導接之裝置，並容設於手鶴本體前端，補燈罩組係套 設於手電«本财魏護燈座及發光元狀燈轉置，徵 在於： 八" 光學體，係形成為-圓片狀之光學透明鏡片，於片狀光學 體兩端面&有相異15切面餘之凸弧面’使其前端凸弧面之圓 直44交大％後知凸弧面之圓切面直徑相對較小，藉此構 j可透射全照喊光之光學體，且容設固定於料組之中予以 疋位’俾與燈罩組一同組裝於手電筒本體前端，使光學體置於 發光元件前方，藉此組成可全照面聚光之手電筒者。 上揭習知結構，採用的光學體在其兩端面係呈凸弧面，且 兩凸弧面皆為圓切面，即為一般習知應用在照明燈具之透鏡設 計為圓球面設計，在圓球面一端的焦點放置光源時，光折射後 將從另-端折射出，理論上會得到平行光束，此為最小出射角 5 201002979 度。但實務上採關球面凸透辦，餘法麟完全平行光 束，至光源折射後仍然會出現散光現象。 有鑑於此，本案發明人乃針對上述缺點，加以改良創新， 經潛心鑽研獨求難變，遂在充分完善的構思下，經過多次 之試作、實驗，終於完成本發明並提出本案之發明專利申請。 【發明内容】 本發明之主要目的’係提供一種光學照明模組，其主要係 設計-個__平凸透鏡，叹—設置在平凸魏之平面端 間隔特定轉的固定光源，據此，#該平凸透鏡在細寺定距 離内疋=移皆能提侧定光源之光射由平凸透鏡之凸面端 折射出最小的㈣纽，以達簡加光域之聚級益、發 光強度及勻稱度高之功能。 •為達到上述目的，本發明提供一種光學照明模組，其包括 固疋光源，為發光二極體，在其光軸方向特定距離設有 一平凸透鏡； -平凸透鏡’為具有適當厚紐麟稱之非球面設計，其 構成凸面上任—闕曲料有可能不测；此外，進一步詳細 n玄平&透鏡之凸面曲線構成特徵，當將固定光源設置在坐 ^原柄’平凸透鏡之凸面曲線減距縣點触標值為： (12, 8. 0G)、（11’ 8. 〇5)、（1〇, & 2〇)、（9, 8.44)、（8, 8. 79)、 (7’ 9. 25)、(6, 9. 82)、(5,1〇· 51)、(4,11. 33)、(3,12· 29)、 (2,13. 42)、（1，14. 75)、（〇, 16. 3〇)、㈠，14. 75)、（―& i3. 42) 201002979 、（-3,12. 29)、（-4, II. 33)、（-5,10. 51)、（-6, 9. 82)、（-7, 9. 25) 、（一8二8· 79)、（―9, 8. 44)、㈠ Μ. 20)、（-11，& 05)、㈠ 2, 8. 〇〇) 、’二如述特疋坐標值所構成之凸面曲、線，其曲線變化值在正負 11釐以内均’以及翻定光源和平凸透鏡的特定距離内位移 ’皆能提供辆之光束由平凸透鏡之凸面端折射出盡可能小的 出射角度，具錢昇光卿強度財質效益。 再者，4述特定坐標值所構成之平凸透鏡，其厚度值自平 祕凸面觀係設置在6公釐至1G公釐之間，且可依前述特 疋坐‘值及厚度值作為基準進行比率縮放，仍可保持其等效性 〇 【實施方式】 茲再配合本發明較佳實施例之圖式進一步詳細說明，以期 能使熟悉本發明相目技術之人士，得依本說明書之陳述據以實 施0 、 為本發明光學照明模組之較佳實施 首先，如第一圖所示， 例’其包括： 一固定光源10 ’為-種發光二極體’位在光軸方向特定 距離設置有—平凸透鏡，前述特定距離係指介在13 5公釐至 16公釐之間，較義翻定光狀發絲至平凸透鏡之 凸面頂的距離； 一平凸透鏡20 ’為-種旋轉對稱之非球面設計， 端提供作為光射人射端，凸面端係作為光束出射端，當固 源與平凸透齡介在上獅定雜之㈣，平凸透鏡自平面端 201002979 至凸面端概的轉，係設置在6公釐至1{)公釐之間為最理 心狀ί j_為了更明確定義出本發明非球面之平凸透鏡的凸面 曲線構成值，娜目定絲暫設於坐標(χ，γ)原點（M)位置， 而平凸透鏡之凸面曲線相對距離坐標原點的坐標(χ,γ)值，如 第二圖所示’分別為:(12, 8. 00)、(11，8. 05)、(10, 8. 20)、 (9,8·44)、（8,8.79)、（7,9.25)、（6,9.82)、（5，10·51)、 (4’ 11. 33)、（3,12. 29)、（2,13.42)、（1,14. 75)、（〇, 16. 30) '(-U4.75)> (-2,13.42)^(-3,12. 29) >(-4,11. 33). (-5,10.51)^(-6,9.82)^(-7,9.25)^(-8,8.79)^(-9,8.44) (1〇’8· 20) ( 11，& 05)、（-12, & GO)，經前述特定坐標值 所構成之凸面曲線，其曲線變化值在正負1公釐以内均可，以 及在固定統和平凸魏的較距_轉（如第三、四圖所 示），皆能提供光社光束由平凸透鏡之凸面端娜出盡可能 小的出射纽，促·有效·區_具有料發光強度之功 再者，補充說明的是，本發明光學照明模組之平凸透鏡， 其依上述凸㈣線錄歧厚紐為縣，仰行比率縮放之 2 ’仍y提供光源投難盡可能小_角度、具強化照射 強度及距離之效盈。 又者，本發明平凸透鏡之非球㈣麵成之非球面多次曲 線表。此猶面平凸透叙細，更滿以下條件：

+ 印6 场8、1。+V1'· V。 sas(p)·· 8 201002979 其中， p為非球面曲線與理想平面的間距值’此指的是與非球面 球心之距離的極作標值； Γ為平凸透鏡之非球面中心半徑值； C為一次項之非球面係數； d、e、f、g、h、1為多次項之非球面係數； 惟’非球面的尺寸是不被限定的，但是，若將平凸透鏡半 徑設在3公釐至10公釐的棚内’其曲率變化所呈現的曲線 會被兩條祕線所央持，而本發财球面任—闕曲率變化所 形成之非球面曲線會介在兩拋物條之間。 此設計之非球面光學透鏡所搭配之光源距離為13· 5公釐 至16公釐間的距離，距離定義為凸面頂至固定光源之發光面 的距離。 &上所陳’僅為本發明之—較佳實施例而已，並非用來限 定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做之均等 麦化與修飾’冑為本發a轉利細所涵蓋。 【圖式簡單說明】 弟-圖：本發明光學照明模_佳實施例姉組裝位置示意圖 〇 第二圖：树明絲照賴紅平凸透叙凸面鱗相對坐標 值圖表。 第圖本士明光學照明模组位移平凸透鏡與固定光源距離呈 聚光光線折射示意圖。 201002979 第四圖：本發明光學照明模組位移平凸透鏡與固定光源距離呈 _ 散光光線折射示意圖。 【主要元件符號說明】 固定光源----10 光學透鏡----20 10

Claims (1)

1. 201002979 十、申請專利範圍： —固定光源，設於坐標原點；以及 1. 一種光學照明模組，包括： 旋轉對稱非球©之平凸透鏡，其凸面祕相對距離 坐標原點的 坐“(X，Y)值分別為：（12, 8· GO)、（11，8. 〇5)、〇〇, 8· 20)、（9, 8· 44) 、（8’8·79)、（7, 9. 25)、（6,9· 82)、（5,10.51)、（4,11.33)、 (3,12. 29)、（2,13· 42)、（1，14. 75)、（G，16. 3G)、（' 14. 75)、 (2’ 13. 42)、（-3,12· 29)、（-4,11. 33)、（-5,10. 51)、（-6, 9. 82) 、(-7, 9. 25)、(—8, 8. 79)、(-9, 8.44)、(—10, 8. 20)、(-11，8. 05) 、（-12, 8· GG)，經前述特定坐標值所構成之凸面曲線，其曲線變 化值在正貞1公爱簡，皆可提供固定絲之絲由平凸透鏡之 凸面端折射出盡可能小的出射角度者。 2. 如申請專利範圍第丨項所述之光學照明模組，其中，該平凸透 鏡自平面端至凸面端頂點的距離介在6公釐至1〇公釐間。 3. 如申明專利範圍弟1項所述之光學照明模組，其中，該固定光 源之發光面至平凸透鏡凸面端頂點的距離介置13· 5公釐至16公 釐間。 4·如申凊專利範圍第1項所述之光學照明模組，其中，該固定光 源為發光二極體。 5.如申請專利範圍第1項所述之光學照明模組，其中，該平凸透 鏡之凸面曲線依其相對坐標原點的坐標值，可進行比例縮放的等 效·變化。 6· —種光學照明模組，包括：一固定光源之發光面至平凸透鏡之 凸面端頂點的距離介置13. 5公釐至16公釐間。 11 201002979 該固定光 7. 如巾料娜财6項所叙光學卿餘，其中， . 源為發光二極體。 遷 8. 如申凊專利範圍第6項所述之光學關模組，其中，該、， 鏡為旋轉對稱之非球面設計。 平凸 9. 如申凊專利範圍第6項所述之光學照明模組，其中， 鏡自平面端至凸面端頂點的距離介在6公釐至1〇公釐間 10. 如申凊專利範圍第6項所述之光學照明模組，其中，夕… 鏡之凸面曲線相對距離坐標原點的坐標（χ γ)值八必十凸逯 (12,〇0)、⑴，8.05)、（10,8.2〇)、（9,8 44)、（88 刀別為： '(6, 9. 82) >(5,10. 51) ^(4,11. 33) ^(3,12. 29)，(2 n，9*25) α，14·75)、（〇，16·30)、（-1，Η75)、（-2，13·42)、^3·^)、 ' (-4,11. 33) ^ (-5,10. 51) ^ (-6, 9. 82) > (-7, 9. 25) > ( 〇 ； 29) 、（一9, 8. 44)、（―1〇, 8· 20)、（屮，8· 05)、（-12, 8· 〇〇)，且曲 79) 化值在正負1公釐之内所構成。 曲線變 η. 一種光學照明模組，包括：—固定光源，距離其光袖方向13 、公董至1山6公釐間設有一旋轉對稱之非球面平凸透鏡，該平凸透= 自平面端至凸面端頂點的距離介在6公爱至董間，且凸面曲線 坐標(χ，γ)值分別為：（12,請）、（11，8· G5)、（1M. 20)、（9, 8. 44) 、（8,8.79)、（7’9.25)、（6,9.82)、（5，ι〇. 51)、（4,11.33)、 (3,12. 29)、（2,13. 42)、（1，a 75)、（〇, 16. 3〇)、（-1，14. 75)、 (2,13· 42)、（-3,12. 29)、（-4,11. 33)、（-5,10. 51)、（-6, 9. 82) 、（-7, 9. 25)、（-8, 8. 79)、（-9, 8. 44)、（-10, 8· 20)、（-11，8. 05) 、（-12, 8· 00)所構成。 12 201002979 12.如申請專利範圍第11項所述之光學照明模組，其中，該固定 . 光源為發光二極體。 13