TWI474049B - 光學透鏡、光學透鏡模組及光學透鏡的曲面形成方法 - Google Patents
光學透鏡、光學透鏡模組及光學透鏡的曲面形成方法 Download PDFInfo
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Description
本提案係關於一種光學透鏡、光學透鏡模組及光學透鏡的曲面形成方法,特別關於一種適用於照明裝置的光學透鏡、光學透鏡模組及光學透鏡的曲面形成方法。
由於人類對於能源危機意識逐漸提升,世界各國紛紛投入大量人力與資金以研發綠色能源,使得太陽能產業與發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)產業的發展備受矚目。其中,發光二極體具有省電、低污染電、體積小、耐碰撞、發熱量低、反應速度快與壽命長等優勢,使得發光二極體成為新世代的節能光源。
目前發光二極體除了應用於顯示器與指示燈外,也逐漸被應用於照明設備上,例如:手電筒、路燈、檯燈與投射燈。發光二極體應用於路燈時需要滿足高亮度、低耗電與特定照明範圍(亦稱為光形)等要求。在特定照明範圍這一項,各地方政府對於路燈所產生的照明光形都有不同之規定。此處所稱之光形指的是從燈具投射出來照射在路面
後所形成的照射範圍。
然而,隨著照明光形的不同,以發光二極體為光源所設計的照明裝置於形狀與樣式上亦隨之改變。目前市場上百分之九十的發光二極體照明裝置皆具有各自的形狀與樣式,使得使用者可依各環境照明亮度不同的需求,選擇適合的光源規格進行應用。但每發展一種不同規格的發光二極體照明裝置就必須投入大量的人力與資金進行研發,不符合產品化的經濟效益。
鑒於以上問題,本提案提出一種光學透鏡、光學透鏡模組與光學透鏡的曲面形成方法,藉以解決先前技術所存在研發成本過高的問題。
依據本提案所揭露之光學透鏡係適用於接收光線。在一實施例中,光學透鏡包括第一曲面與第二曲面。其中,第一曲面用以接收光線,且第一曲面包括第一曲線、第二曲線、第一對稱曲線、第二對稱曲線、第三曲線與第四曲線。第一曲線、第二曲線、第一對稱曲線與第二對稱曲線配置於第一平面上,第三曲線與第四曲線配置於第三平面上。第一曲線與第一對稱曲線的曲率係由第一權重因子控制,第二曲線與第二對稱曲線的曲率係由第二權重因子控制,第三曲線的曲率係由第三權重因子控制,第四曲線的曲率係由第四權重因子控制。第一曲面於第二平面上的第一剖面形狀與
第一曲面於第三平面上的第二剖面形狀不同,第一平面、第二平面與第三平面相互垂直。
第二曲面與第一曲面相對(opposite),且第二曲面包括第五曲線、第六曲線、第五對稱曲線、第六對稱曲線、第七曲線與第八曲線,第五曲線與第六曲線配置於第一平面上,第七曲線與第八曲線配置於第三平面上。第五曲線與第五對稱曲線的曲率係由第五權重因子控制,第六曲線與第六對稱曲線的曲率係由第六權重因子控制,第七曲線的曲率係由第七權重因子控制,第八曲線的曲率係由第八權重因子控制,第二曲面於第二平面上的第三剖面形狀與第二曲面於第三平面上的第四剖面形狀不同。光線經過第一曲面與第二曲面後可入射於一預定區域。
依據本提案所揭露之光學透鏡的另一實施例中,光學透鏡包括第一曲面與第二曲面。第一曲面用以接收光線,第一曲面包括第一曲線、第一對稱曲線與第二曲線。第一曲線與第一對稱曲線配置於第一平面上,第一曲線以第一方向軸為對稱軸而與第一對稱曲線相對稱。第一曲線符合第一曲線方程式:y=-0.011x6-0.0004x5+0.0771x4+0.0025x3-0.2892x2-0.0024x+2.7968。第二曲線配置於第三平面上,第二曲線符合第二曲線方程式:z=0.0085x6-0.0095x5-0.1592x4-0.0469x3+0.3032x2+0.8129x+3.1422
。其中,第一平面與第三平面相垂直。第一曲線與第二曲線於同一x值時藉由第一曲線擬合方程式獲得第三曲線,第一對稱曲線與第二曲線於同一x值時藉由第二曲線擬合方程式獲得第四曲線。第一曲線、第二曲線、多個第三曲線與多個第四曲線構成第一曲面。其中,x為第一方向軸上的參數,y為第二方向軸上的參數,z為第三方向軸上的參數。第一平面係為第一方向軸與第二方向軸所構成的平面,第三平面係為第一方向軸與第三方向軸所構成的平面。第一方向軸、第二方向軸與第三方向軸的交會於一原點,Wy-z為每一第三曲線的一第一權重因子,-Wy-z為每一第四曲線的一第二權重因子。每一第三曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為a,每一第四曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為a’。
第二曲面與第一曲面相對(opposite),且包括第五曲線、第五對稱曲線與第六曲線。第五曲線與第五對稱曲線配置於第一平面上,第五曲線以第一方向軸為對稱軸而與第五對稱曲線相對稱,第五曲線符合第三曲線方程式:y=-0.001x6+0.0029x4-0.0002x3-0.1298x2-0.0004x+7.0511。第六曲線配置於第三平面上,第六曲線符合第四曲線方程式:z=
0.0003x4-0.0002x3-0.0305x2+0.005x+8.5870。第五曲線與第六曲線於同一x值時藉由第三曲線擬合方程式獲得第七曲線,第五對稱曲線與第六曲線於同一x值時藉由第四曲線擬合方程式獲得第八曲線。第五曲線、第六曲線、多個第七曲線與多個第八曲線構成第二曲面。其中W’y-z為每一第七曲線的一第三權重因子,-W’y-z為每一第八曲線的一第四權重因子。每一第七曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為b,每一第八曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為b’。
依據本提案所揭露之光學透鏡模組係適用於燈具,燈具具有多個光源。在一實施例中,光學透鏡模組包括基板與多個光學透鏡。每一光學透鏡配置於基板上,且每一光學透鏡係與每一光源相對應。每一光學透鏡包括包括第一曲面與第二曲面。其中,第一曲面用以接收光線,且第一曲面包括第一曲線、第二曲線、第一對稱曲線、第二對稱曲線、第三曲線與第四曲線,第一曲線與第二曲線配置於第一平面上,第三曲線與第四曲線配置於第三平面上。第一曲線與第一對稱曲線的曲率係由第一權重因子控制,第二曲線與第二對稱曲線的曲率係由第二權重因子控制,第三曲線的曲率係
由第三權重因子控制,第四曲線的曲率係由第四權重因子控制。第一曲面於第二平面上的第一剖面形狀與第一曲面於第三平面上的第二剖面形狀不同,第一平面、第二平面與第三平面相互垂直。
第二曲面與第一曲面相對(opposite)且第二曲面包括第五曲線、第六曲線、第五對稱曲線、第六對稱曲線、第七曲線與第八曲線。第五曲線與第六曲線配置於第一平面上,第七曲線與第八曲線配置於第三平面上。第五曲線與第五對稱曲線的曲率係由第五權重因子控制,第六曲線與第六對稱曲線的曲率係由第六權重因子控制,第七曲線的曲率係由第七權重因子控制,第八曲線的曲率係由第八權重因子控制。第二曲面於第二平面上的第三剖面形狀與第二曲面於第三平面上的第四剖面形狀不同。光線經過第一曲面與第二曲面後可入射於一預定區域。
依據本提案所揭露之光學透鏡模組的另一實施例中,光學透鏡模組係適用於燈具,燈具具有多個光源,光學透鏡模組包括基板與多個光學透鏡。多個光學透鏡配置於基板上,每一光學透鏡係與每一光源相對應。每一光學透鏡包括第一曲面與第二曲面。第一曲面用以接收光線,第一曲面包括第一曲線、第一對稱曲線與第二曲線。第一曲線與第一對稱曲線配置於第一平面上,第一曲線以第一方向軸為對稱軸而與第一對稱曲線相對稱。第一曲線符合第一曲線方程
式:y=-0.011x6-0.0004x5+0.0771x4+0.0025x3-0.2892x2-0.0024x+2.7968。第二曲線配置於第三平面上,第二曲線符合第二曲線方程式:z=0.0085x6-0.0095x5-0.1592x4-0.0469x3+0.3032x2+0.8129x+3.1422。其中,第一平面與第三平面相垂直。第一曲線與第二曲線於同一x值時藉由第一曲線擬合方程式獲得第三曲線,第一對稱曲線與第二曲線於同一x值時藉由第二曲線擬合方程式獲得第四曲線。第一曲線、第一對稱曲線、第二曲線、多個第三曲線與多個第四曲線構成第一曲面。其中,x為第一方向軸上的參數,y為第二方向軸上的參數,z為第三方向軸上的參數。第一平面係為第一方向軸與第二方向軸所構成的平面,第三平面係為第一方向軸與第三方向軸所構成的平面。第一方向軸、第二方向軸與第三方向軸的交會於一原點。Wy-z為每一第三曲線的第一權重因子,-Wy-z為每一第四曲線的第二權重因子。每一第三曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為a,每一第四曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為a’。
第二曲面與第一曲面相對(opposite),且包括第
五曲線、第五對稱曲線與第六曲線。第五曲線與第五對稱曲線配置於第一平面上,第五曲線以第一方向軸為對稱軸而與第五對稱曲線相對稱,第五曲線符合第三曲線方程式:y=-0.001x6+0.0029x4-0.0002x3-0.1298x2-0.0004x+7.0511。第六曲線配置於第三平面上,第六曲線符合第四曲線方程式:z=0.0003x4-0.0002x3-0.0305x2+0.005x+8.5870。第五曲線與第六曲線於同一x值時藉由第三曲線擬合方程式獲得第七曲線,第五對稱曲線與第六曲線於同一x值時藉由第四曲線擬合方程式獲得第八曲線。第五曲線、第五對稱曲線、第六曲線、多個第七曲線與多個第八曲線構成第二曲面。其中,W’y-z為每一第七曲線的第三權重因子,-W’y-z為每一第八曲線的第四權重因子。每一第七曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為b,每一第八曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為b’。
依據本提案所揭露之光學透鏡的曲面形成方法的一實施例,光學透鏡的曲面形成方法包括接收原點參數、第一端點參數、第二端點參數、第三端點參數與二第一控制點參數,其中原點參數係為第一方向軸、第二方向軸與第三方向軸的交點,第一端點參數與第二端點參數配置於第一方
向軸上、第三端點參數配置於第二方向軸上,每一第一控制點參數係配置於第一平面上,第一平面係為第一方向軸與第二方向軸所構成的平面,第一方向軸、第二方向軸與第三方向軸相互垂直;利用第一權重因子與第二權重因子獲得第一曲線與第二曲線,第一曲線與第二曲線配置於第一平面上。
接著,以第一方向軸為對稱軸,使第一平面獲得第三對稱點、第一對稱曲線與第二對稱曲線,其中第三對稱點與第三端點參數相對稱,第一對稱曲線與第一曲線相對稱,第二對稱曲線與第二曲線相對稱,第三平面係為第二方向軸與第三方向軸所構成的平面;接收第四端點參數與二第二控制點參數,其中第四端點參數配置於第三方向軸上,每一第二控制點參數配置於第三平面上。
接下來,利用第三權重因子與第四權重因子獲得第三曲線與第四曲線,第三曲線與第四曲線配置於第三平面上,第一平面與第三平面相垂直;以及利用曲面擬合(Surface Fitting)的方式使第一曲線、第二曲線、第一對稱曲線、第二對稱曲線、第三曲線與第四曲線構成第一曲面。
依據本提案所揭露之光學透鏡的曲面形成方法的另一實施例,光學透鏡的曲面形成方法包括繪製第一曲線方程式y=-0.011x6-0.0004x5+0.0771x4+0.0025x3-0.2892x2-0.0024x+2.7968於第一平面而獲得第一曲線,其中x為第一方向軸上的參數,
y為第二方向軸上的參數,第一平面係為第一方向軸與第二方向軸所構成的平面;以第一方向軸為對稱軸,使第一平面獲得第一對稱曲線;繪製第二曲線方程式z=0.0085x6-0.0095x5-0.1592x4-0.0469x3+0.3032x2+0.8129x+3.1422於第三平面而獲得第二曲線,其中z為第三方向軸上的參數,第三平面係為第一方向軸與第三方向軸所構成的平面,第一平面與第三平面相垂直,第一方向軸、第二方向軸與第三方向軸的交會於一原點。
藉由第一曲線擬合方程式擬合第一曲線與第二曲線於同一x值時的第三曲線,其中Wy-z為每一第三曲線的第一權重因子,每一第三曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為a;藉由第二曲線擬合方程式擬合第一對稱曲線與第二曲線於同一x值時的第四曲線,其中-Wy-z為每一第四曲線的第二權重因子,每一第四曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為a’;以及利用曲面擬合方程式使第一曲線、第一對稱曲線、第二曲線、多個第三曲線與多個第四曲線構成第一曲面。
依據本提案所揭露之光學透鏡的曲面形成方法,可用以設計具有不同光形的光學透鏡。藉由不同光形的
光學透鏡為最小型化的單位,可利用排列組合的方式組裝成使用者所需要的光學透鏡模組,以減少各種燈具的研發成本。
以上關於本提案的內容說明及以下之實施方式的說明係用以示範及解釋本提案的精神及原理,並且提供本提案的專利申請範圍更進一步的解釋。
50‧‧‧光源
60、202、306‧‧‧第一曲線
62、203、307‧‧‧第一對稱曲線
64、204、308‧‧‧第二曲線
66、206‧‧‧第三曲線
68、208‧‧‧第四曲線
70、316‧‧‧第五曲線
72、317‧‧‧第五對稱曲線
74、318‧‧‧第六曲線
76‧‧‧第七曲線
78‧‧‧第八曲線
90、302‧‧‧第一曲面
92、304‧‧‧第二曲面
94、340‧‧‧卡合部
205、309‧‧‧第二對稱曲線
300、500‧‧‧光學透鏡
319‧‧‧第六對稱曲線
400、600‧‧‧光學透鏡模組
402、602‧‧‧基板
404、604‧‧‧穿孔
第1圖係為依據本提案之光學透鏡的曲面形成方法的一實施例流程示意圖。
第2圖係為依據第1圖之步驟102的原點參數、第一端點參數、第二端點參數、第三端點參數與二第一控制點參數於第一平面的分佈示意圖。
第3圖係為依據本提案之第一曲線與第一方向軸大於零的第一權重因子的關係示意圖。
第4圖係為依據本提案之執行步驟104後第一平面的一實施例示意圖。
第5圖係為依據本提案之執行步驟106後第一平面的一實施例示意圖。
第6圖係為依據本提案之執行步驟108後第三平面的一實施例示意圖。
第7圖係為依據本提案之執行步驟110後第三平面的一實施例示意圖。
第8圖係為依據本提案之執行步驟110後一實施例立體示意圖。
第9A圖係為依據本提案之光學透鏡的一實施例俯視結構示意圖。
第9B圖係為依據本提案之光學透鏡的一實施例側視結構示意圖。
第9C圖係為依據本提案之光學透鏡的一實施例仰視結構示意圖。
第9D圖係為依據本提案之光學透鏡之W' x-y=0.53的配光曲線示意圖。
第10A圖係為依據本提案之光學透鏡之Wx-y=0.6的配光曲線示意圖。
第10B圖係為依據本提案之光學透鏡之Wx-y=1.0的配光曲線示意圖。
第10C圖係為依據本提案之光學透鏡之Wx-y=1.4的配光曲線示意圖。
第11A圖係為依據本提案之光學透鏡之W' x-y=0.4的配光曲線示意圖。
第11B圖係為依據本提案之光學透鏡之W' x-y=0.6的配光曲線示意圖。
第11C圖係為依據本提案之光學透鏡之W' x-y=1.0的配光曲線示意圖。
第11D圖係為依據本提案之光學透鏡之W' x-y=1.5的配光曲線示意圖。
第11E圖係為依據本提案之光學透鏡之W' x-y=2.5的配光曲線示意圖。
第12A圖係為依據本提案之光學透鏡之-Wy-z=0.2的配光曲線示意圖。
第12B圖係為依據本提案之光學透鏡之-Wy-z=0.6的配光曲線示意圖。
第12C圖係為依據本提案之光學透鏡之Wy-z=1的配光曲線示意圖。
第12D圖係為依據本提案之光學透鏡之Wy-z=40的配光曲線示意圖。
第12E圖係為依據本提案之光學透鏡之Wy-z=100的配光曲線示意圖。
第13A圖係為依據本提案之光學透鏡之W' y-z=0.8的配光曲線示意圖。
第13B圖係為依據本提案之光學透鏡之W' y-z=1.6的配光曲線示意圖。
第13C圖係為依據本提案之光學透鏡之W' y-z=2.0的配光曲線示意圖。
第13D圖係為依據本提案之光學透鏡之W' y-z=2.5的配光曲線示意圖。
第13E圖係為依據本提案之光學透鏡之W' y-z=3.5的配光曲線示意圖。
第14A圖係為依據第9A圖之光學透鏡應用於光學透鏡模組的一實施例俯視結構示意圖。
第14B圖係為依據第14A圖之配光曲線示意圖。
第15圖係為依據本提案之光學透鏡的曲面形成方法的另一實施例流程示意圖。
第16A圖係為依據第15圖之步驟502的第一曲線方程式於第一平面的示意圖。
第16B圖係為依據第15圖之步驟504的第一曲線與第一對稱曲線的示意圖。
第16C圖係為依據第15圖之步驟506的第二曲線方程式於第三平面的示意圖。
第16D圖係為依據第15圖之步驟508與步驟510的第三曲線與第四曲線於第二平面的示意圖。
第17A圖係為依據第15圖之步驟512的第一曲面示意圖。
第17B圖係為依據本提案所揭露之第二曲面示意圖。
第17C圖係為依據第17A圖與第17B圖的光學透鏡立體結構示意圖。
第17D圖係為依據第17C圖之光學透鏡的一實施例側視結構示意圖。
第17E圖係為依據第17C圖之光學透鏡的一實施例仰視結
構示意圖。
第18圖係為依據第17E圖之光學透鏡應用於光學透鏡模組的一實施例俯視結構示意圖。
請參照「第1圖」,係為依據本提案之光學透鏡的曲面形成方法的一實施例流程示意圖。在本實施例中,光學透鏡的曲面形成方法包括:步驟102:接收原點參數、第一端點參數、第二端點參數、第三端點參數與二第一控制點參數,其中原點參數係為第一方向軸、第二方向軸與第三方向軸的交點,第一端點參數與第二端點參數配置於第一方向軸,第三端點參數配置於第二方向軸,二第一控制點參數係分別配置於第一平面上,第一平面係為第一方向軸與第二方向軸所構成的平面,第一方向軸、第二方向軸與第三方向軸相互垂直;步驟104:利用第一權重因子與第二權重因子獲得第一曲線與第二曲線,第一曲線與第二曲線配置於第一平面上;步驟106:以第一方向軸為對稱軸,使第一平面獲得第三對稱點、第一對稱曲線與第二對稱曲線,其中第三對稱點與第三端點參數相對稱,第一對稱曲線與第一曲線相對稱,第二對稱曲線與第二曲線相對稱;步驟108:接收第四端點參數與二第二控制點參
數,其中第四端點參數配置於第三方向軸上,每一第二控制點參數配置於第三平面上,第三平面係為第二方向軸與第三方向軸所構成的平面;步驟110:利用第三權重因子與第四權重因子獲得第三曲線與第四曲線,第三曲線與第四曲線配置於第三平面上,第一平面與第三平面相垂直;以及步驟112:利用曲面擬合(Surface Fitting)的方式使第一曲線、第二曲線、第一對稱曲線、第二對稱曲線、第三曲線與第四曲線構成第一曲面。
請參照「第1圖」與「第2圖」,「第2圖」係為依據「第1圖」之步驟102的原點參數、第一端點參數、第二端點參數、第三端點參數與二第一控制點參數於第一平面的分佈示意圖。在本實施例中,第一方向軸可為但不限於x軸,第二方向軸可為但不限於y軸,第三方向軸可為但不限於z軸,第一平面可為但不限於x-y平面,第二平面可為但不限於x-z平面,第三平面可為但不限於y-z平面。第一方向軸、第二方向軸、第三方向軸、第一平面、第二平面與第三平面的設定可依據實際需求進行調整。
上述步驟102中所述之原點參數O的座標可為但不限於(x,y,z)=(0,0,0)。第一端點參數D的座標可為但不限於(x,y,z)=(-1,0,0),第二端點參數E的座標可為但不限於(x,y,z)=(1,0,0),第三端點參數B的座標可為
但不限於(x,y,z)=(0,1,0)。第一控制點參數A的座標可為但不限於(x,y,z)=(-1,1,0),第一控制點參數C的座標可為但不限於(x,y,z)=(1,1,0)。也就是說,實際的原點參數O、第一端點參數D、第二端點參數E、第三端點參數B、第一控制點參數A與第一控制點參數C的制定可依據實際需求進行調整。
在步驟104中,藉由第一權重因子與第二權重因子的大小控制第一曲線202與第二曲線104的曲率之結果。下面僅藉由第一權重因子的大小調整第一曲線202(請參照「第4圖」)的曲率進行說明,關於第二曲線204(請參照「第4圖」)、第三曲線206(請參照「第6圖」)與第四曲線208(請參照「第6圖」)的曲率,則以此類推不再贅述。
請參照「第3圖」,係為依據本提案之第一曲線於第一方向軸大於零的第一權重因子的關係示意圖。從「第3圖」圖中可知,正x軸方向(即x>0)的第一權重因子Wx-y之數值為零時,第一曲線202為第二端點參數E與第三端點參數B所連成的直線(即「第3圖」的粗線)。正x軸方向(即x>0)的第一權重因子Wx-y的數值為一百時,第一曲線202為第二端點參數E經第一控制點參數C與第三端點參數B所連成的二線段(即「第3圖」的細線)。正x軸方向(即x>0)的第一權重因子Wx-y的數值為一時,第一曲線202為「第3圖」的虛線。正x軸方向(即x>0)的第一權重因子Wx-y的
數值為三時,第一曲線202為「第3圖」的中心線。
換句話說,正x軸方向(即x>0)的第一權重因子Wx-y介於零至一百之間,且當正x軸方向(即x>0)的第一權重因子Wx-y越接近零時,第一曲線202越接近「第3圖」的粗線,當正x軸方向(即x>0)的第一權重因子Wx-y越接近一百時,第一曲線202越接近「第3圖」的細線,但本實施例並非用以限定本提案,可依據使用者實際需求進行調整。
其中,第二曲線204(請參照「第4圖」)、第三
曲線206(請參照「第6圖」)與第四曲線208(請參照「第6圖」)係為藉由負x軸方向(即x<0)的第二權重因子-Wx-y、正y軸方向(即y>0)的第三權重因子Wy-z與負y軸方向(即y<0)的第四權重因子-Wy-z的大小控制第二曲線204(請參照「第4圖」)、第三曲線206(請參照「第6圖」)與第四曲線208(請參照「第6圖」)的結果。
請參照「第4圖」,係為依據本提案之執行步驟104後第一平面的一實施例示意圖。利用上述的正x軸方向(即x>0)的第一權重因子Wx-y的第一權重因子與負x軸方向(即x<0)的第二權重因子-Wx-y進行曲線擬合後,可獲得第一平面(即x-y平面)上的第一曲線202與第二曲線204。需注意的是,正x軸方向(即x>0)的第一權重因子Wx-y與負x軸方向(即x<0)的第二權重因子-Wx-y不一定相同,可
依據實際需求進行調整。
在本實施例中,上述步驟106所述之第三對稱點B’的座標可為但不限於(x,y,z)=(0,-1,0),第一對稱曲線203與第二對稱曲線205係以第一方向軸(即x軸)為對稱軸而分別跟第一曲線202與第二曲線204相對稱(請參照「第5圖」,係為依據本提案之執行步驟106後第一平面的一實施例示意圖)。
請參照「第6圖」,係為依據本提案之執行步驟108後第三平面的一實施例示意圖。步驟108所述之第四端點參數G的座標可為但不限於(x,y,z)=(0,0,1)。第二控制點參數F的座標可為但不限(x,y,z)=(0,-1,1),第二控制點參數H的座標可為但不限於(x,y,z)=(0,1,1)。也就是說,實際的第四端點參數G、第二控制點參數F與第二控制點參數H的制定可依據實際需求進行調整。接著,執行步驟110中的藉由第三權重因子與第四權重因子,利用正y軸方向(即y>0)的第三權重因子Wy-z與負y軸方向(即y<0)的第四權重因子-Wy-z進行曲線擬合後,可獲得第三曲線206與第四曲線208(請參照「第7圖」,係為依據本提案之執行步驟110後第三平面的一實施例示意圖)。
請參照「第8圖」,係為依據本提案之執行步驟110後一實施例立體示意圖。從「第8圖」圖面可知,執行步驟110後可獲得第一曲線202、第二曲線204、第一對稱曲線
203、第二對稱曲線205、第三曲線206與第四曲線208。接著,利用第一曲線202、第二曲線204、第一對稱曲線203、第二對稱曲線205、第三曲線206與第四曲線208以曲面擬合的方式獲得第一曲面(未繪製)。
透過上述方法,可用以設計各種不同規格需求的光學透鏡,以下將以路燈所需的光學透鏡為例進行詳細的說明,但此實施例並非用以限定本提案。
請參照「第9A圖」、「第9B圖」與「第9C圖」,係分別為依據本提案之光學透鏡的一實施例俯視、側視與仰視結構示意圖。光學透鏡300包括第一曲面302與第二曲面304。其中,第一曲面302包括第一曲線306、第一對稱曲線307、第二曲線308、第二對稱曲線309、第三曲線(未標示)與第四曲線(未標示),第一曲線306、第一對稱曲線307、第二曲線308與第二對稱曲線309配置於第一平面(即x-y平面),第三曲線與第四曲線配置於第三平面(即y-z平面),第一曲線306與第一對稱曲線307的曲率係由第一權重因子Wx-y控制,第二曲線308與第二對稱曲線309的曲率係由第二權重因子-Wx-y控制,第三曲線的曲率係由第三權重因子控制Wy-z,第四曲線的曲率係由第四權重因子-Wy-z控制。
第二曲面304包括第五曲線316、第五對稱曲線317、第六曲線318、第六對稱曲線319、第七曲線(未標示)與第八曲線(未標示),第五曲線316、第五對稱曲線317、
第六曲線318與第六對稱曲線319配置於第一平面(即x-y平面)上,第七曲線(未標示)與第八曲線(未標示)配置於第三平面(即y-z平面)上。第五曲線316與第五對稱曲線317的曲率係由第五權重因子W' x-y控制,第六曲線318與第六對稱曲線319的曲率係由第六權重因子-W' x-y控制,第七曲線(未標示)的曲率係由第七權重因子W' y-z控制,第八曲線(未標示)的曲率係由第八權重因子-W' y-z控制。
其中,第一曲面302於第二平面上(即y-z平面)的第一剖面形狀與第一曲面302於第三平面上(即x-z平面)的第二剖面形狀不同。第二曲面304於第二平面(即y-z平面)上的第三剖面形狀與第二曲面304於第三平面(即x-z平面)上的第四剖面形狀不同。其中,第一平面(即x-y平面)、第二平面(即y-z平面)與第三平面(即x-z平面)相互垂直。
在本實施例中,第一曲面302與第二曲面304可分別滿足下列條件式(1)與(2):
其中,Wx-y係為第一曲面302於第一平面(即x-y平面)中正x軸方向(x>0)的第一權重因子,W' x-y係為第二曲面304於第一平面(即x-y平面)中正x軸方向(x>0)的第五權重因子。
請參照「第10A圖」至「第10C圖」,係分別為
依據本提案之光學透鏡之Wx-y=0.6、1.0與1.4的配光曲線示意圖。當光學透鏡300符合上述條件式(1)時,光線經過光學透鏡300後於第一平面(即x-y平面)可產生不對稱性的光形。當不對稱性的光形應用於路燈設計時,可將投射於道路旁不需要照明的區域之光線導向道路方向,增加光的可利用性,減少不必要的光害,提高路燈光學功效。
請參照「第11A圖」至「第11E圖」,係分別為依據本提案之光學透鏡之W' x-y=0.4、0.6、1.0、1.5與2.5的配光曲線示意圖。由於光學透鏡300係適用於路燈,需考量照明角度與亮度分佈,以避免部分區域太暗而造成光學透鏡300使用上的不便。從「第11A圖」至「第11E圖」圖中可知,當0W' x-y 1時,光線可均勻的分佈。在本實施例中,光學透鏡300的W' x-y=0.53(請參照「第9D圖」,係為依據本提案之光學透鏡之W' x-y=0.53的配光曲線示意圖)。
此外,第一曲面302亦可滿足下列條件式(3)與(4),第二曲面304亦可滿足下列條件式(5):0.1<-Wy-z<0.3 (3)
0<Wy-z<100 (4)
其中,-Wy-z係為第一曲面302於第二平面(即y-z平面)中負y軸方向(即y<0)的第四權重因子,Wy-z係為第一曲面302於第二平面(即y-z平面)中正y軸方向(即
y>0)的第三權重因子,W' y-z係為第二曲面304於正y軸方向(即y>0)的第二平面(即y-z平面)的第七權重因子。
請參照「第12A圖」至「第12E圖」及「第13A圖」至「第13E圖」,其中,「第12A圖」至「第12E圖」係分別為依據本提案之光學透鏡之-Wy-z=0.2與0.6及Wy-z=1、40與100的配光曲線示意圖,「第13A圖」至「第13E圖」係分別為依據本提案之光學透鏡之W' y-z=0.8、1.6、2.0、2.5與3.5的配光曲線示意圖。從「第12A圖」至「第12E圖」及「第13A圖」至「第13E圖」可知,當光學透鏡300係符合條件式(3)、(4)與(5)時,其照明角度與亮度分佈適用於路燈。
請參照「第14A圖」,係為依據「第9A圖」之光學透鏡應用於光學透鏡模組的一實施例俯視結構示意圖。光學透鏡模組400係適用於燈具(未標示),燈具具有多個光源50,其中光源50可為但不限於發光二極體。光源50的數量可為但不限於三十六個,且光源50的排列方式可為但不限於6×6的陣列排列,其中P方向的間隔可為但不限於12公釐(minimeter,mm),Q方向的間隔可為但不限於12公釐(minimeter,mm),實際光源50的數量與排列方式可依據實際需求進行調整。光學透鏡模組400包括基板402與三十六個光學透鏡300,每一光學透鏡300配置基板402上,且每一光學透鏡300係與每一光源50相對應。其中,基板402具有多個穿孔404,每一光學透鏡300可包括二卡合部340,每一
光學透鏡300藉由二卡合部340分別與穿孔404扣合而配置於基板402上。
在本實施例中,光學透鏡模組400所包括的光學透鏡種類只有一種(即光學透鏡300),但本實施例並非用以限定本提案,實際光學透鏡模組400所包括的光學透鏡種類可依據使用者的需求進行組裝與排列。
請參照「第14B圖」,係為依據「第14A圖」之配光曲線示意圖。在Q方向的光強度於角度約35度與145度時具有最大光強度,於角度約85度時具有最小光強度,其中最大光強度與最小的光強度比約為1:3.2,而P方向的光線採不對稱光形設計,使得大部分的光線可直接朝照射面(未標示)照射。
請參照「第15圖」,係為依據本提案之光學透鏡的曲面形成方法的另一實施例流程示意圖。在本實施例中,光學透鏡的曲面形成方法包括:步驟502:繪製第一曲線方程式y=-0.011x6-0.0004x5+0.0771x4+0.0025x3-0.2892x2-0.0024x+2.7968於第一平面而獲得第一曲線,其中x為第一方向軸上的參數,y為第二方向軸上的參數,第一平面係為第一方向軸與第二方向軸所構成的平面;步驟504:以第一方向軸為對稱軸,使第一平面獲得第一對稱曲線;
步驟506:繪製第二曲線方程式z=0.0085x6-0.0095x5-0.1592x4-0.0469x3+0.3032x2+0.8129x+3.1422於第三平面而獲得第二曲線,其中z為第三方向軸上的參數,第三平面係為第一方向軸與第三方向軸所構成的平面,第一平面與第三平面相垂直,第一方向軸、第二方向軸與第三方向軸的交會於原點;步驟508:藉由第一曲線擬合方程式擬合第一曲線與第二曲線於同一x值時的第三曲線,其中Wy-z為每一第三曲線的第一權重因子,每一第三曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為a;步驟510:藉由第二曲線擬合方程式擬合第一對稱曲線與第二曲線於同一x值時的第四曲線,其中-Wy-z為每一第四曲線的第二權重因子,每一第四曲線上任一點的切線於第二方向軸上的交點與原點之間具有一距離為a’;以及步驟512:利用曲面擬合方程式使第一曲線、第二曲線、第一對稱曲線、多個第三曲線與多個第四曲線構成第一曲面。
請參照「第16A圖」,係為依據「第15圖」之
步驟502的第一曲線方程式於第一平面的示意圖。在本實施例中,第一方向軸可為但不限於x軸,第二方向軸可為但不限於y軸,第一平面可為但不限於x-y平面。第一方向軸與第二方向軸的設定可依據實際需求進行調整。繪製第一曲線方程式於x-y平面(即第一平面)時,第一曲線方程式與x軸相交於P點與Q點,第一曲線方程式與y軸相交於R點,於「第16A圖」圖面中由P點經R點至Q點的曲線即為第一曲線60。
請參照「第16B圖」,係為依據「第15圖」之步驟504的第一曲線與第一對稱曲線的示意圖。其中,第一對稱曲線62以x軸為對稱軸而與第一曲線60相對稱,其中R’點與R點相對稱。
請參照「第16C圖」,係為依據「第15圖」之步驟506的第二曲線方程式於第三平面的示意圖。在本實施例中,第三方向軸可為但不限於z軸,第三平面可為但不限於x-z平面。繪製第二曲線方程式於x-z平面(即第三平面)時,第二曲線方程式與x軸相交於P點與Q點,第二曲線方程式與z軸相交於S點,於「第16C圖」圖面中由P點經S點至Q點的曲線即為第二曲線64。此外,第一方向軸(即x軸)、第二方向軸(即y軸)與第三方向軸(即z軸)的交會於原點M。
請參照「第16D圖」,係為依據「第15圖」之步驟508與步驟510的第三曲線與第四曲線於第二平面的示
意圖。由於經由步驟508與步驟510所獲得的第三曲線66與第四曲線68的數量可藉由控制x值的數量決定,為避免圖式的複雜,於「第16D圖」中,僅繪製出x=0時(即第二平面)的第三曲線66與第四曲線68。
在步驟508中,係利用第一曲線擬合方程式中的第一權重因子Wy-z的大小控制第一曲線60與第二曲線64於同一x值時的第三曲線66。其中,0.1≦Wy-z≦4.5,每一第三曲線66上任一點的切線於第二方向軸(即y軸)上的交點與原點M之間具有一距離為a。在步驟510中,係利用第二曲線擬合方程式中的第二權重因子-Wy-z的大小控制第一對稱曲線62與第二曲線64於同一x值時的第四曲線68。其中,0.1≦-Wy-z≦4.5,每一第四曲線68上任一點的切線於第二方向軸(即y軸)上的交點與原點M之間具有一距離為a’。
在本實施例中,第一權重因子Wy-z與第二權重因子-Wy-z控制每一第三曲線66與每一第四曲線68的方法如同上述步驟104中第一權重因子Wx-y控制第一曲線202的方法,於此不詳加敘述。
請參照「第17A圖」,係為依據「第15圖」之步驟512的第一曲面示意圖。上述步驟512中,利用曲面擬合方程式擬合第一曲線60、第一對稱曲線62、第二曲線64、多個第三曲線66與多個第四曲線68而構成第一曲面90。
透過上述方法可獲得第一曲面90,而藉由相同
的方法亦可獲得第二曲面92,以設計光學透鏡500。請參照「第17B圖」與「第17C圖」,係分別為依據本提案所揭露之第二曲面示意圖與依據「第17A圖」與「第17B圖」的光學透鏡立體結構示意圖。在本實施例中,第二曲面92與第一曲面90相對(opposite),且包括第五曲線70、第五對稱曲線72與第六曲線74。第五曲線70與第五對稱曲線72配置於第一平面(即x-y平面)上,第五曲線70以第一方向軸(即x軸)為對稱軸而與第五對稱曲線71相對稱。第五曲線70符合第三曲線方程式:y=-0.001x6+0.0029x4-0.0002x3-0.1298x2-0.0004x+7.0511。第六曲線74配置於第三平面(即x-z平面)上,第六曲線74符合第四曲線方程式:z=0.0003x4-0.0002x3-0.0305x2+0.005x+8.5870。第五曲線70與第六曲線74於同一x值時藉由第三曲線擬合方程式獲得第七曲線76。其中,W’y-z為每一第七曲線76的第三權重因子,0≦W’y-z≦1,每一第七曲線76上任一點的切線於第二方向軸(即y軸)上的交點與原點M之間具有一距離為b。
第五對稱曲線72與第六曲線74於同一x值時藉由第四曲線擬合方程式獲得第八曲
線78。其中,-W’y-z為每一第八曲線78的第四權重因子,0≦-W’y-z≦1,每一第八曲線78上任一點的切線於第二方向軸(即y軸)上的交點與原點M之間具有一距離為b’。第五曲線70、第五對稱曲線72、第六曲線74、多個第七曲線76與多個第八曲線78構成第二曲面92。
因此,可藉由不同權重因子的設定用以設計各種不同規格需求的光學透鏡。此外,請參照「第17D圖」與「第17E圖」,係分別為依據「第17C圖」之光學透鏡的一實施例側視與仰視結構示意圖。在本實施例中,光學透鏡500可具有二卡合部94,且可藉由二卡合部94扣合於基板602上,以形成光學透鏡模組600(請參照「第18圖」,係為依據「第17E圖」之光學透鏡應用於光學透鏡模組的一實施例俯視結構示意圖)。
更詳細地說,光學透鏡模組600係適用於燈具(未標示),燈具具有多個光源50,其中光源50可為但不限於發光二極體。光源50的數量可為但不限於三十六個,且光源50的排列方式可為但不限陣列式排列,其中每一列(即U方向)的光源50數量有六個,每一行(即V方向)的光源50數量有六個,實際光源50的數量與排列方式可依據實際需求進行調整。光學透鏡模組600可包括但不限於基板602與三十六個光學透鏡500,每一光學透鏡500配置基板602上,且每一光學透鏡500係與每一光源50相對應,實際光學透鏡
500的數量可依據實際需求進行調整。其中,基板602具有多個穿孔604,每一光學透鏡500可藉由二卡合部94分別與穿孔604扣合而配置於基板602上。
在本實施例中,光學透鏡模組600所包括的光學透鏡種類只有一種(即光學透鏡500),但本實施例並非用以限定本提案,實際光學透鏡模組600所包括的光學透鏡種類可依據使用者的需求進行組裝與排列。
依據本提案所揭露之光學透鏡的曲面形成方法,可用以設計具有不同光形的光學透鏡。藉由不同光形的光學透鏡為最小型化的單位,可利用排列組合的方式組裝成使用者所需要的光學透鏡模組,以減少各種燈具的研發成本。
雖然本提案以前述的較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本提案,任何熟習相像技藝者,在不脫離本提案的精神和範圍內,當可作些許的更動及潤飾,因此本提案的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。
Claims (14)
- 一種光學透鏡,係適用於接收一光線,該光學透鏡包括:一第一曲面,用以接收該光線,該第一曲面包括一第一曲線、一第二曲線、一第一對稱曲線、一第二對稱曲線、一第三曲線與一第四曲線,該第一曲線、該第二曲線、該第一對稱曲線與該第二對稱曲線配置於一第一平面上,該第三曲線與該第四曲線配置於一第三平面上,該第一曲線與該第一對稱曲線的曲率係由一第一權重因子控制,該第二曲線與該第二對稱曲線的曲率係由一第二權重因子控制,該第三曲線的曲率係由一第三權重因子控制,該第四曲線的曲率係由一第四權重因子控制,該第一曲面於一第二平面上的一第一剖面形狀與該第一曲面於該第三平面上的一第二剖面形狀不同,該第一平面、該第二平面與該第三平面相互垂直;以及一第二曲面,與該第一曲面相對(opposite),該第二曲面包括一第五曲線、一第六曲線、一第五對稱曲線、一第六對稱曲線、一第七曲線與一第八曲線,該第五曲線、該第六曲線、該第五對稱曲線與該第六對稱曲線配置於該第一平面上,該第七曲線與該第八曲線配置於該第三平面上,該第五曲線與該第五對稱曲線的曲率係由一第五權重因子控制,該第六曲線與該第六對稱曲線的曲率係由一第六權重因子控制,該第七曲線的曲率係由一第七權重因子控制,該第八曲線的曲率係由一第八權重因子控制,該第二曲面於該第二平面上的一第三剖面形狀與該第二 曲面於該第三平面上的一第四剖面形狀不同,該光線經過該第一曲面與該第二曲面後入射於一預定區域;其中該第一曲面更滿足下列條件式:
其中,Wx-y係為該第一曲面於該第一平面中一第一方向軸大於零的該第一權重因子。 - 如請求項1所述之光學透鏡,其中該第一曲面更滿足下列條件式:0.15<-Wy-z<0.3;以及0<Wy-z<100;其中,Wy-z係為該第一曲面於該第二平面中一第二方向軸大於零的該第三權重因子,-Wy-z係為該第一曲面於該第二平面中該第二方向軸小於零的該第四權重因子。
- 如請求項1所述之光學透鏡,其中該第二曲面更滿足下列條件式:
其中,W' x-y係為該第二曲面於該第一平面中一第一方向軸大於零的該第五權重因子。 - 如請求項1所述之光學透鏡,其中該第二曲面更滿足下列條件式:
其中,W' y-z係為該第二曲面於該第二平面中一第二方向軸大於零的該第六權重因子。 - 一種光學透鏡模組,係適用於一燈具,該燈具具有多個光源,每一該光源發出一光線,該光學透鏡模組包括:一基板;以及多個光學透鏡,係配置於該基板上,每一該光學透鏡係與每一該光源相對應,每一該光學透鏡包括:一第一曲面,用以接收該光線,該第一曲面包括一第一曲線、一第二曲線、一第一對稱曲線、一第二對稱曲線、一第三曲線與一第四曲線,該第一曲線、該第二曲線、該第一對稱曲線與該第二對稱曲線配置於一第一平面上,該第三曲線與該第四曲線配置於一第三平面上,該第一曲線與該第一對稱曲線的曲率係由一第一權重因子控制,該第二曲線與該第二對稱曲線的曲率係由一第二權重因子控制,該第三曲線的曲率係由一第三權重因子控制,該第四曲線的曲率係由一第四權重因子控制,該第一曲面於一第二平面上的一第一剖面形狀與該第一曲面於該第三平面上的一第二剖面形狀不同,該第一平面、該第二平面與該第三平面相互垂直;以及一第二曲面,與該第一曲面相對(opposite),該第二曲面包括一第五曲線、一第六曲線、一第五對稱曲線、一第六對稱曲線、一第七曲線與一第八曲線,該第五曲線、該第六曲線、該第五對稱曲線與該第六對稱曲線配置於該第一平面上,該第七曲線與該第八曲線配置於該第三平面上,該第五曲線與該第五對稱曲線的曲率係由一第五權重因子控制,該第六曲線與該第六對稱曲線的曲率係由 一第六權重因子控制,該第七曲線的曲率係由一第七權重因子控制,該第八曲線的曲率係由一第八權重因子控制,該第二曲面於該第二平面上的一第三剖面形狀與該第二曲面於該第三平面上的一第四剖面形狀不同,且該光線經過該第一曲面與該第二曲面後入射於一預定區域;其中該第一曲面更滿足下列條件式:0.15<-Wy-z<0.3;以及0<Wy-z<100;其中,Wy-z係為該第一曲面於該第二平面中一第二方向軸大於零的該第三權重因子,-Wy-z係為該第一曲面於該第二平-面中該第二方向軸小於零的該第四權重因子。
- 如請求項5所述之光學透鏡模組,其中該第一曲面更滿足下列條件式:
其中,Wx-y係為該第一曲面於該第一平面中一第三方向軸大於零的該第一權重因子。 - 如請求項5所述之光學透鏡模組,其中該第二曲面更滿足下列條件式:
其中,係為該第二曲面於該第一平面中一第一方向軸大於零的該第五權重因子。 - 如請求項5所述之光學透鏡模組,其中該第二曲面更滿足下列條件式:
其中,係為該第二曲面於該第二平面中一第二方向軸大於零的該第六權重因子。 - 如請求項5所述之光學透鏡模組,其中該基板具有多個穿孔,每一該光學透鏡分別具有二卡合部,每一該光學透鏡藉由該些卡合部與該些穿孔的扣合而配置於該基板上。
- 一種光學透鏡的曲面形成方法,包括:接收一原點參數、一第一端點參數、一第二端點參數、一第三端點參數與二第一控制點參數,其中該原點參數係為一第一方向軸、一第二方向軸與一第三方向軸的交點,該第一端點參數與該第二端點參數配置於該第一方向軸上、該第三端點參數配置於該第二方向軸上,該些第一控制點參數係配置於一第一平面上,該第一平面係為該第一方向軸與該第二方向軸所構成的平面,該第一方向軸、該第二方向軸與該第三方向軸相互垂直;利用一第一權重因子與一第二權重因子獲得一第一曲線與一第二曲線,該第一曲線與該第二曲線配置於該第一平面上;以該第一方向軸為一對稱軸,使該第一平面獲得一第三對稱點、一第一對稱曲線與一第二對稱曲線,其中該第三對稱點與該第三端點參數相對稱,該第一對稱曲線與該第一曲線相對稱,該第二對稱曲線與該第二曲線相對稱,一第三平面係為該第二方向軸與該第三方向軸所構成的平面;接收一第四端點參數與二第二控制點參數,其中該第 四端點參數配置於該第三方向軸上,該些第二控制點參數配置於該第三平面上;利用一第三權重因子與一第四權重因子獲得一第三曲線與一第四曲線,該第三曲線與該第四曲線配置於該第三平面上,該第一平面與該第三平面相互垂直;以及利用曲面擬合(Surface Fitting)的方式使該第一曲線、該第二曲線、該第一對稱曲線、該第二對稱曲線、該第三曲線與該第四曲線構成一第一曲面;其中該第一曲面更滿足下列條件式:
其中,Wx-y係為該第一曲面於該第一平面中該第一方向軸大於零的該第一權重因子。 - 一種光學透鏡,包括:一第一曲面,用以接收一光線,該第一曲面包括一第一曲線、一第一對稱曲線與一第二曲線,該第一曲線與該第一對稱曲線配置於一第一平面上,該第一曲線以一第一方向軸為對稱軸而與該第一對稱曲線相對稱,該第二曲線配置於一第三平面上,該第一平面與該第三平面相垂直,該第一曲線符合一第一曲線方程式:y=-0.011x6-0.0004x5+0.0771x4+0.0025x3-0.2892x2-0.0024x+2.7968,該第二曲線符合一第二曲線方程式:z=0.0085x6-0.0095x5-0.1592x4-0.0469x3+0.3032x2+0.8129x+3.1422,該第一曲線與該第二曲線於同一x值時藉由一第一曲線擬合方程式 獲得一第三曲線,該第一對稱曲線與該第二曲線於同一x值時藉由一第二曲線擬合方程式獲得一第四曲線,該第一曲線、該第二曲線、該第一對稱曲線、該些第三曲線與該些第四曲線構成該第一曲面,其中x為該第一方向軸上的參數,y為一第二方向軸上的參數,z為一第三方向軸上的參數,該第一平面係為該第一方向軸與該第二方向軸所構成的平面,該第三平面係為該第一方向軸與該第三方向軸所構成的平面,該第一方向軸、該第二方向軸與該第三方向軸的交會於一原點,Wy-z為每一該第三曲線的一第一權重因子,且滿足下列條件式:0Wy-z 100,-Wy-z為每一該第四曲線的一第二權重因子,每一該第三曲線上任一點的切線於該第二方向軸上的交點與該原點之間具有一距離為a,每一該第四曲線上任一點的切線於該第二方向軸上的交點與該原點之間具有一距離為a’;以及一第二曲面,與該第一曲面相對(opposite),該第二曲面包括一第五曲線、一第五對稱曲線與一第六曲線,該第五曲線與該第五對稱曲線配置於該第一平面上,該第五曲線以該第一方向軸為對稱軸而與該第五對稱曲線相對稱,該第六曲線配置於該第三平面上,該第五曲線符合一第三曲線方程式:y=-0.001x6+0.0029x4-0.0002x3-0.1298x2-0.0004x+7.0511,該第六曲線符合一第四曲線方程式:z= 0.0003x4-0.0002x3-0.0305x2+0.005x+8.5870,該第五曲線與該第六曲線於同一x值時藉由一第三曲線擬合方程式獲得一第七曲線,該第五對稱曲線與該第六曲線於同一x值時藉由一第四曲線擬合方程 式獲得一第八曲線,該第五 曲線、該第五對稱曲線、該第六曲線、該些第七曲線與該些第八曲線構成該第二曲面,其中W’y-z為每一該第七曲 線的一第三權重因子,且滿足下列條件式:, -W’y'-z為每一該第八曲線的一第四權重因子,每一該第七曲線上任一點的切線於該第二方向軸上的交點與該原點之間具有一距離為b,每一該第八曲線上任一點的切線於該第二方向軸上的交點與該原點之間具有一距離為b’。
- 一種光學透鏡模組,係適用於一燈具,該燈具具有多個光源,該光學透鏡模組包括:一基板;以及多個光學透鏡,係配置於該基板上,每一該些光學透鏡係與每一該些光源相對應,每一該些光學透鏡包括:一第一曲面,用以接收一光線,該第一曲面包括一第一曲線、一第一對稱曲線與一第二曲線,該第一曲線與該第一對稱曲線配置於一第一平面上,該第一曲線以一第一方向軸為對稱軸而與該第一對稱曲線相對稱,該第二曲線配置於一第三平面上,該第一平面與該第三平面相垂直,該第一曲線符合一第一曲線方 程式:y=-0.011x6-0.0004x5+0.0771x4+0.0025x3-0.2892x2-0.0024x+2.7968,該第二曲線符合一第二曲線方程式:z=0.0085x6-0.0095x5-0.1592x4-0.0469x3+0.3032x2+0.8129x+3.1422,該第一曲線與該第二曲線於同一x值時藉由一第一曲線擬合方程式獲得一第三曲線,該第一對稱曲線與該第二曲線於同一x值時藉由一第二曲線擬合方程式獲得一第四曲線,該第一曲線、該第二曲線、該第一對稱曲線、該些第三曲線與該些第四曲線構成該第一曲面,其中x為該第一方向軸上的參數,y為一第二方向軸上的參數,z為一第三方向軸上的參數,該第一平面係為該第一方向軸與該第二方向軸所構成的平面,該第三平面係為該第一方向軸與該第三方向軸所構成的平面,該第一方向軸、該第二方向軸與該第三方向軸的交會於一原點,Wy-z為每一該第三曲線的一第一權重因子,且滿足下列條件式:0Wy-z 100,-Wy-z為每一該第四曲線的一第二權重因子,每一該第三曲線上任一點的切線於該第二方向軸上的交點與該原點之間具有一距離為a,每一該第四曲線上任一點的切線於該第二方向軸上的交點與該原點之間具有一距離為a’;以及一第二曲面,與該第一曲面相對(opposite),該第二曲面包括一第五曲線、一第五對稱曲線與一第六 曲線,該第五曲線與該第五對稱曲線配置於該第一平面上,該第五曲線以該第一方向軸為對稱軸而與該第五對稱曲線相對稱,該第六曲線配置於該第三平面上,該第五曲線符合一第三曲線方程式:y=-0.001x6+0.0029x4-0.0002x3-0.1298x2-0.0004x+7.0511,該第六曲線符合一第四曲線方程式:z=0.0003x4-0.0002x3-0.0305x2+0.005x+8.5870,該第五曲線與該第六曲線於同一x值時藉由一第三曲線擬合方程式獲得一第七曲線,該第五對稱曲線與該第六曲線於同一x值時藉由一第四曲線擬合方程式獲得一第八曲線,該第五曲線、該第五對稱曲線、該第六曲線、該些第七曲線與該些第八曲線構成該第二曲面,其中W’y-z為每一該第七曲線的一第三權重因子,且滿足下列條件式:,-W’y-z為每一該第八曲線的一第四權重因子,每一該第七曲線上任一點的切線於該第二方向軸上的交點與該原點之間具有一距離為b,每一該第八曲線上任一點的切線於該第二方向軸上的交點與該原點之間具有一距離為b’。
- 如請求項12所述之光學透鏡模組,其中該基板具有多個穿孔,每一該些光學透鏡分別具有二卡合部,每一該些光學透鏡藉由該些卡合部與該些穿孔的扣合而配置於該基板上。
- 一種光學透鏡的曲面形成方法,包括:繪製一第一曲線方程式y=-0.011x6-0.0004x5+0.0771x4+0.0025x3-0.2892x2-0.0024x+2.7968於一第一平面而獲得一第一曲線,其中x為一第一方向軸上的參數,y為一第二方向軸上的參數,該第一平面係為該第一方向軸與該第二方向軸所構成的平面;以該第一方向軸為一對稱軸,使該第一平面獲得一第一對稱曲線;繪製一第二曲線方程式z=0.0085x6-0.0095x5-0.1592x4-0.0469x3+0.3032x2+0.8129x+3.1422於一第三平面而獲得一第二曲線,其中z為一第三方向軸上的參數,該第三平面係為該第一方向軸與該第三方向軸所構成的平面,該第一平面與該第三平面相垂直,該第一方向軸、該第二方向軸與該第三方向軸的交會於一原點;藉由一第一曲線擬合方程式擬合該第一曲線與該第二曲線於同一x值時的一第三曲線,其中Wy-z為每一該第三曲線的一第一權重因子,且滿足下列條件式:0Wy-z 100,每一該第三曲線上任一點的切線於該第二方向軸上的交點與該原點之間具有一距離為a;藉由一第二曲線擬合方程式擬合該第一對稱曲線與該第二曲線於同一x值時的一第四曲線,其中,-Wy-z為每一該第四曲線的一第二權重因子,每一該第四曲線上任一點的切線於該第二方向軸上的交點 與該原點之間具有一距離為a’;以及利用一曲面擬合方程式使該第一曲線、該第一對稱曲面、該第二曲線、該些第三曲線與該些第四曲線構成一第一曲面。
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