專利名稱：光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置及采用該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，特別涉及一種具有較佳光利用效率的光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，以 及一種采用該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置的照明裝置。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode， LED)因具光質(zhì)佳(也即LED光源射出的光譜 )及發(fā)光效率高等特性而逐漸取代冷陰極熒光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)成 為照明裝置中的發(fā)光元件，具體可參閱Michael S. Shur等人在文獻(xiàn)Proceedings of the IEEE， Vol. 93， No. 10 (2005年10月)中發(fā)表的"Solid-State Lighting: Toward Superior Illumination" ^^文。
對(duì)于現(xiàn)有采用發(fā)光二極管作為發(fā)光元件的照明裝置，其通常具有近似圓對(duì)稱的光場(chǎng)(如 圖l所示)，這些光場(chǎng)的中心光強(qiáng)度較強(qiáng)，由中心向四周擴(kuò)散的區(qū)域光強(qiáng)度越來(lái)越弱，然而實(shí) 際生活中并不總是需要此類型的光場(chǎng)，例如，對(duì)于現(xiàn)有的路燈20而言，其通常設(shè)置在道路 22的兩旁，因此，路燈20產(chǎn)生的光場(chǎng)無(wú)法完全位于道路22內(nèi)(如圖2所示)，導(dǎo)致該路燈20無(wú) 法獲得較佳的光利用效率。
有鑒于此，有必要提供一種具較佳光利用效率的光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置及采用該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置的 照明裝置。

發(fā)明內(nèi)容
以下將以實(shí)施例說(shuō)明一種光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置及采用該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置的照明裝置，其具有較佳 的光利用效率。
一種光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，其包括多個(gè)透鏡單元，每個(gè)透鏡單元包括一個(gè)入光面、 一個(gè)與該入 光面相對(duì)的出光面、 一個(gè)第一端面以及一個(gè)與該第一端面相對(duì)的第二端面，該第一端面與該 第二端面分別連接該入光面與該出光面，該每個(gè)透鏡單元的第一端面貼附在與該透鏡單元相 鄰之透鏡單元的第二端面上，從而形成一個(gè)透鏡陣列，該入光面及該出光面中的一者為沿第 一方向延伸的凸面，該第一端面與該第二端面分別具有兩條垂直于第一方向的第一邊，且該 每個(gè)透鏡單元的第一端面的第一邊的長(zhǎng)度大于第二端面的第一邊的長(zhǎng)度。
一種照明裝置，包括至少一光源，用于發(fā)射光； 一個(gè)光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，其與至少一光源相 對(duì)設(shè)置，該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置包括多個(gè)透鏡單元，每個(gè)透鏡單元包括一個(gè)入光面、 一個(gè)與該入光面相對(duì)的出光面、 一個(gè)第一端面以及一個(gè)與該第一端面相對(duì)的第二端面，該第一端面與該第 二端面分別連接該入光面與該出光面，該每個(gè)透鏡單元的第一端面貼附在與該透鏡單元相鄰 之透鏡單元的第二端面上，從而形成一個(gè)透鏡陣列，該入光面及該出光面中的一者為沿第一 方向延伸的凸面，該第一端面與該第二端面分別具有兩條垂直于第一方向的第一邊，且該每 個(gè)透鏡單元的第一端面的第一邊的長(zhǎng)度大于第二端面的第一邊的長(zhǎng)度。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，所述光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置通過(guò)設(shè)置具有一個(gè)入光面及一個(gè)出光面的透鏡單元 ，并將該入光面及該出光面中的一者設(shè)置為沿第一方向延伸的凸面，以及將每個(gè)透鏡單元的 第一端面的第一邊的長(zhǎng)度設(shè)置為長(zhǎng)于第二端面的第一邊的長(zhǎng)度，從而可使得包含該光場(chǎng)調(diào)節(jié) 裝置且設(shè)置在道路邊的照明裝置所產(chǎn)生的光場(chǎng)發(fā)生偏移，以使該光場(chǎng)完全位于道路內(nèi)并達(dá)成 提高照明裝置的光利用效率的目的。


圖1是現(xiàn)有的一種近似圓對(duì)稱光場(chǎng)的模擬圖。 圖2是現(xiàn)有的路燈的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3所示光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置的透鏡單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是圖5所示照明裝置產(chǎn)生的光場(chǎng)的模擬圖。
圖7是將圖5所示照明裝置作為路燈設(shè)置在路邊的示意圖。
圖8是本發(fā)明第三實(shí)施例所提供的光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明第四實(shí)施例所提供的照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明第一實(shí)施例提供的一種燈罩IO，其作為一種光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，包括多 個(gè)透鏡單元ll。
請(qǐng)一起參閱圖4，每個(gè)透鏡單元11包括一個(gè)入光面110、 一個(gè)出光面112，以及連接該入 光面110與該出光面112的一個(gè)第一端面114與一個(gè)第二端面116，該入光面110與該出光面 112相對(duì)，該第一端面114與該第二端面116相對(duì)。該每個(gè)透鏡單元11的第一端面114貼附在與 該透鏡單元11相鄰之透鏡單元11的第二端面116上，從而形成一個(gè)透鏡陣列。
本實(shí)施例中，該入光面110為一個(gè)凹面，該出光面112為一個(gè)凸面。其中，該凹面為沿X 方向延伸的柱狀凹面，該凸面為沿Y方向延伸的柱狀凸面，該X方向與該Y方向相互垂直。進(jìn)一步地，定義垂直于XY平面為Z方向，如圖4所示，該第一端面114具有平行于Z方向的第一邊 Ll;對(duì)應(yīng)地，該第二端面116也具有平行于Z方向的第一邊L2，該第一邊L1的長(zhǎng)度大于第一邊 L2的長(zhǎng)度。
進(jìn)一步地，該燈罩10中，每個(gè)透鏡單元11的入光面110上還配置至少一條狀微結(jié)構(gòu)111。 該微結(jié)構(gòu)111沿X方向延伸，且其沿垂直于X方向的截面形狀為三角形，即該條狀微結(jié)構(gòu)lll為 一個(gè)三角錐形條狀凸起。當(dāng)然，該條狀微結(jié)構(gòu)111也可定義為由凹面110向每個(gè)透鏡單元11內(nèi) 開(kāi)設(shè)的條狀凹槽。當(dāng)然，該條狀微結(jié)構(gòu)lll的形狀還可根據(jù)需要作出適當(dāng)變更，其截面形狀 可設(shè)置為圓弧形、梯形，或前述三角形、圓弧形、梯形等的任意組合等。
請(qǐng)參閱圖5，本發(fā)明第二實(shí)施例提供的照明裝置40，其采用上述的燈罩10對(duì)光源產(chǎn)生的 光場(chǎng)作調(diào)整。該照明裝置40包括至少一光源41，如至少一LED光源等，及一個(gè)本發(fā)明第一實(shí) 施例提供的燈罩IO。該至少一光源41與該燈罩10相對(duì)設(shè)置。工作時(shí)，至少一光源41所發(fā)出的 光線經(jīng)由燈罩10的入光面110入射至透鏡單元11內(nèi)，進(jìn)而由透鏡單元11的出光面112出射。
本實(shí)施例中，至少一光源41的數(shù)目設(shè)置為多個(gè)，且該多個(gè)LED光源41分別相對(duì)燈罩10中 的多個(gè)透鏡單元ll設(shè)置。進(jìn)一步地，該照明裝置40還包括一個(gè)反射板42。該反射板42包括多 個(gè)沿Y方向延伸且沿X方向平行排列的梯形凹槽420，該多個(gè)LED光源41通過(guò)與其對(duì)應(yīng)的多個(gè)電 路板410設(shè)置在該多個(gè)梯形凹槽420的底部且形成多個(gè)線性LED光源陣列。該梯形凹槽420的側(cè) 壁422形成有反射膜以反射至少一光源41發(fā)出的光線。
該入光面110上的凹面可擴(kuò)展至少一光源41發(fā)出的光線沿Y方向的輻射范圍，同時(shí)使至少 一光源41發(fā)出的光線的沿Y方向產(chǎn)生一定的偏轉(zhuǎn)。具體地，該凹面可使入射到其上的光線在 Y方向上產(chǎn)生輻射狀偏轉(zhuǎn)，即由凹面的底部向該凹面較高的兩端偏轉(zhuǎn)，以使光線經(jīng)由該透鏡 單元ll折射后，其在Y方向上的輻射范圍變大，也就是說(shuō)，該透鏡單元ll的凹面拓展了至少 一光源41在Y方向上的輻射范圍。
該透鏡單元11上的凸面可壓縮至少一光源41發(fā)出的光線沿X方向的輻射范圍，即該凸面 可使從其上出射的光線在該X方向上由該凸面的兩端向其頂部產(chǎn)生會(huì)聚狀偏轉(zhuǎn)，從而使光線 經(jīng)由該透鏡單元ll折射后，其在X方向上的輻射范圍變小，也就是說(shuō)，該凸面壓縮了至少一 光源41在X方向上的輻射范圍。進(jìn)一步地，由于該凸面連接在第一端面114與第二端面116之 間，而第一端面114的第一邊L1的長(zhǎng)度大于第二端面116的第一邊L2的長(zhǎng)度，因此，該凸面還 可使得至少一光源41發(fā)出的光線整體上沿X方向產(chǎn)生一定的偏移。
請(qǐng)參閱圖6，其示出了至少一光源41發(fā)出的光線經(jīng)由燈罩10透射后形成的光場(chǎng)。該光場(chǎng) 大致呈一長(zhǎng)條狀，由該光場(chǎng)可看出，至少一光源41在Y方向上的輻射范圍大于在X方向上的輻射范圍，且與圖l示出的近似圓對(duì)稱的光場(chǎng)相比，該光場(chǎng)的中心光強(qiáng)度在X軸方向發(fā)生了偏移 。另外，由于設(shè)置了條狀微結(jié)構(gòu)111對(duì)至少一光源41發(fā)出的光線進(jìn)行折射，所以，圖6示出的 光場(chǎng)的光強(qiáng)度相對(duì)于圖1示出的近似圓對(duì)稱的光場(chǎng)，其光強(qiáng)度分布更加均勻。
請(qǐng)一起參閱圖7，當(dāng)該照明裝置40作為路燈設(shè)置在路邊，以對(duì)道路400起照明作用時(shí)，由 于照明裝置40所形成的光場(chǎng)的中心光強(qiáng)度向著X軸發(fā)生一定的偏移，使得設(shè)置在路邊的照明 裝置40產(chǎn)生的光場(chǎng)均可位于該道路400內(nèi)，且該光場(chǎng)沿Y軸方向成一長(zhǎng)條狀結(jié)構(gòu)，其正對(duì)應(yīng)于 道路400的延伸方向，因此，該光場(chǎng)可沿道路400的延伸方向均勻分布，從而提高照明裝置 40的光利用效率。
可以理解的是，本實(shí)施例中的照明裝置40，其入光面110與出光面112的位置可以互換， 即可將凸面作為入光面110，凹面作為出光面112，只要將該照明裝置40設(shè)置在路邊后，該照 明裝置40產(chǎn)生的光場(chǎng)位于該道路400內(nèi)即可，并不局限于具體實(shí)施例。
進(jìn)一步地，該凹面及該凸面除了可為第一及第二實(shí)施例所采用的單一曲率半徑的柱狀凹 面及柱狀凸面外，其也可為具有不同曲率半徑的凹面及凸面；另外，通過(guò)變換至少一透鏡單 元l 1的數(shù)目和至少一透鏡單元l 1中條狀微結(jié)構(gòu)l 11的數(shù)目等，可使照明裝置40產(chǎn)生的光場(chǎng)具 有不同的輻射范圍和光均勻度。
請(qǐng)一并參閱圖8及圖9，本發(fā)明第三實(shí)施例的光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置50，其與本發(fā)明第一實(shí)施例的 燈罩10大致相同，差別僅在于該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置50中，與至少一透鏡單元51中的出光面512 相對(duì)的入光面510設(shè)置為平面。
可以理解的是，當(dāng)該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置50取代燈罩10應(yīng)用于本發(fā)明第二實(shí)施例的照明裝置 40，從而形成本發(fā)明第四實(shí)施例的照明裝置60時(shí)(如圖9所示)，其同樣可以使得至少一光源 41發(fā)出的光場(chǎng)的中心光強(qiáng)度向著X軸方向發(fā)生偏移，從而使照明裝置60設(shè)置在路邊后，其產(chǎn) 生的光場(chǎng)位于道路內(nèi)。
本發(fā)明第一、第三實(shí)施例所提供的燈罩10、 50，其通過(guò)設(shè)置具有入光面110、 510及出光 面112、 512的透鏡單元11、 51，并將該出光面112、 512設(shè)置為沿Y方向延伸的凸面，以及將 每個(gè)透鏡單元ll、 51的第一端面114、 514的第一邊L1設(shè)置為長(zhǎng)于第二端面116、 516的第一邊 L2，可使得設(shè)置在道路邊的本發(fā)明第二、第四實(shí)施例所提供的照明裝置40、 60(其分別包含 燈罩10、 50)所產(chǎn)生的光場(chǎng)的中心光強(qiáng)度向著X軸發(fā)生一定的偏移，以使該光場(chǎng)完全位于道路 內(nèi)并達(dá)成提高照明裝置40、 60的光利用效率的目的。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效 果，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，其包括多個(gè)透鏡單元，每個(gè)透鏡單元包括一個(gè)入光面、一個(gè)與該入光面相對(duì)的出光面、一個(gè)第一端面以及一個(gè)與該第一端面相對(duì)的第二端面，該第一端面與該第二端面分別連接該入光面與該出光面，該每個(gè)透鏡單元的第一端面貼附在與該透鏡單元相鄰之透鏡單元的第二端面上，從而形成一個(gè)透鏡陣列，其特征在于，該入光面及該出光面中的一者為沿第一方向延伸的凸面，該第一端面與該第二端面分別具有兩條垂直于第一方向的第一邊，且該每個(gè)透鏡單元的第一端面的第一邊的長(zhǎng)度大于第二端面的第一邊的長(zhǎng)度。
2.如權(quán)利要求l所述的光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，該透鏡單元的入 光面及出光面中另一者為一凹面，該凹面沿一與第一方面垂直的第二方向延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，該透鏡單元的凹 面上配置至少一沿第二方向延伸的條狀微結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所述的光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，該凸面為柱狀凸 面，該凹面為柱狀凹面。
5.如權(quán)利要求3所述的光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，該條狀微結(jié)構(gòu)為 一個(gè)條狀凸起。
6.如權(quán)利要求3所述的光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，該條狀微結(jié)構(gòu)為 一個(gè)條狀凹槽。
7.一種照明裝置，包括 至少一光源，用于發(fā)射光；一個(gè)光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，其與至少一光源相對(duì)設(shè)置，該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置包括多個(gè)透鏡單元， 每個(gè)透鏡單元包括一個(gè)入光面、 一個(gè)與該入光面相對(duì)的出光面、 一個(gè)第一端面以及一個(gè)與該 第一端面相對(duì)的第二端面，該第一端面與該第二端面分別連接該入光面與該出光面，該每個(gè) 透鏡單元的第一端面貼附在與該透鏡單元相鄰之透鏡單元的第二端面上，從而形成一個(gè)透鏡 陣列，該入光面及該出光面中的一者為沿第一方向延伸的凸面，該第一端面與該第二端面分別具有兩條垂直于第一方向的第一邊，且該每個(gè)透鏡單元的第一端面的第一邊的長(zhǎng)度大于第 二端面的第一邊的長(zhǎng)度。
8.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置是權(quán) 利要求2-7中任意一項(xiàng)所述的光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置。
9.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該照明裝置還包括一 個(gè)反射板，該反射板包括多個(gè)沿第一方向設(shè)置且沿第二方向平行排列的梯形凹槽，該多個(gè)光 源設(shè)置在該多個(gè)梯形凹槽的底部且形成多個(gè)線性光源陣列，每個(gè)梯形凹槽的側(cè)壁用來(lái)反射設(shè) 置在該梯形凹槽底部的光源所發(fā)出的光線。
10.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該至少一光源設(shè)置 為多個(gè)，該多個(gè)光源分別與該多個(gè)陣列排布的透鏡單元相對(duì)。
11.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該至少一光源為至 少一LED光源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置及采用該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置的一種照明裝置。該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置包括多個(gè)透鏡單元，每個(gè)透鏡單元包括一個(gè)入光面、一個(gè)與該入光面相對(duì)的出光面、一個(gè)第一端面以及一個(gè)與該第一端面相對(duì)的第二端面，該第一端面與該第二端面分別連接該入光面與該出光面，該每個(gè)透鏡單元的第一端面貼附在與該透鏡單元相鄰之透鏡單元的第二端面上，從而形成一個(gè)透鏡陣列，該入光面及該出光面中的一者為沿第一方向延伸的凸面，該第一端面與該第二端面分別具有兩條垂直于第一方向的第一邊，且該每個(gè)透鏡單元的第一端面的第一邊的長(zhǎng)度大于第二端面的第一邊的長(zhǎng)度。該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置及采用該光場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置的照明裝置具有較佳的光利用效率。
文檔編號(hào)F21V5/04GK101457901SQ200710203089
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者賴志銘, 鄭伊凱, 陳志隆 申請(qǐng)人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司;沛鑫半導(dǎo)體工業(yè)股份有限公司