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CN101881413A - 照明装置 - Google Patents

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韦安琪
赖志铭
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Foxsemicon Integrated Technology Shanghai Inc
Foxsemicon Integrated Technology Inc
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Foxsemicon Integrated Technology Shanghai Inc
Foxsemicon Integrated Technology Inc
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Abstract

本发明涉及一种照明装置，其包括一个具有中心对称轴的固态光源及一个光学透镜。该光学透镜与该固态光源相对设置，包括一个入光面及一个与该入光面相对的出光面，该入光面及该出光面中至少一者上配置沿一第一方向延伸的多个第一条状微结构，该多个第一条状微结构对称设置在该中心对称轴的两侧，以收缩光线在一个垂直于该第一方向的第二方向上的辐射范围。所述照明装置中设置的光学透镜可使光线经由其折射后较为集中地出射，从而有效防止该光线直接进入人眼所引起的眩光现象。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，尤其涉及一种具有防眩光功能的照明装置。
背景技术
灯具，如台灯、路灯等是人们日常生活中不可或缺的照明装置，其在人们的学习及工作中发挥着重要的作用。灯具的研究可参阅G.Miguel Ereu等人在2006年IEEE系统、输电与配电研讨会暨展览会(Transmission&Distribution Conference and Exposition：LatinAmerica，2006.TDC’06.IEEE/PES)上发表的论文A Methodology to DetermineElectrical Energy Consumption in Street Lighting Systems。
然而，所述灯具所发出的光如不经过适当调整而直接进入人眼，则可能因为亮度太大而刺激人眼，造成眩光现象的产生，从而影响到视力健康。其中，眩光又以直接眩光对人眼造成的伤害较为严重，请参照图1，所谓直接眩光是指发光源10发出的强光无遮挡地直接进入人眼。对于通常的室内照明而言，直接眩光容易发生在仰角位于45度至85度的区域。在现有技术中，预防及消除眩光，尤其是直接眩光成了一道技术难关。
有鉴于此，提供一种具有防眩光功能的照明装置尤为重要。
发明内容
下面将以实施例说明一种具有防眩光功能的照明装置。
一种照明装置，包括一个具有中心对称轴的固态光源及一个光学透镜。该固态光源用于发出光线。该光学透镜与该固态光源相对设置，包括一个入光面及一个与该入光面相对的出光面，该入光面及该出光面中至少一者上配置沿一第一方向延伸的多个第一条状微结构，该多个第一条状微结构对称设置在该中心对称轴的两侧，以收缩该光线在一个垂直于该第一方向的第二方向上的辐射范围。
相对于现有技术，所述照明装置包含有光学透镜，该光学透镜配置有多个沿一第一方向延伸的第一条状微结构，该多个第一条状微结构对称设置在该固态光源中心对称轴的两侧，其可使固态光源发出的光线经由其折射后较为集中地出射，从而防止该光线直接进入人眼并引起眩光现象。
附图说明
图1是直接眩光产生的原理示意图。
图2是本发明第一实施例提供的照明装置的结构示意图。
图3是图2所示照明装置的固态光源的配光曲线图。
图4是图2所示照明装置的固态光源经过光学透镜后所形成的配光曲线图。
图5是图2所示照明装置应用于室内照明以防止眩光的原理示意图。
图6是本发明第二实施例提供的照明装置的结构示意图。
图7是本发明第三实施例提供的照明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，以对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参照图2及图3，本发明第一实施例提供了一种照明装置100，其包括：一个光源模组11及一个光学透镜15。
该光源模组11包括一个基板111，以及安装在该基板111上的一个固态光源113。该基板111可为一个电路板111，该电路板111可通过排布于其上的线路来连接一个外部电源(图未示)，从而对该固态光源113进行供电。该固态光源113可为LED芯片或LED，其具有一中心对称轴M。当该固态光源113为LED时，其通电后由其出光面113A发出光线I，并形成一放射状的光场，如图3所示出的呈朗伯(Lambertian)分布的配光曲线。由图3可看出该固态光源113的半高全宽角(Full Width at Half Maximum，FWHM)在±60°内，因此，该固态光源113的发光角度大约为120度。
该光学透镜15与该光源模组11相对，在本实施例中其具有一个板状轮廓。具体地，该光学透镜15包括一个入光面150及一个与入光面150相对的出光面152，该入光面150为平面且与该固态光源113相邻设置，而出光面152上配置沿第一方向(图2示出光学透镜15沿第一方向的正视图)延伸的多个第一条状微结构155。优选地，该出光面152与该固态光源113的出光面113A的间距L为1.45mm。
该多个第一条状微结构155沿该出光面152并列设置，其可具体为锯齿状凸起，如图2所示的棱锥形锯齿状凸起155，当然其也可为其它形状，如梯形锯齿状凸起等。每个棱锥形锯齿状凸起155包括一个第一锯齿面155A，以及一个连接该第一锯齿面155A的第二锯齿面155B，其中，该第二锯齿面155B位于该棱锥形锯齿状凸起155的邻近该中心对称轴M的一侧，且其垂直于入光面150。对于位于中心对称轴M同一侧的每一个棱锥形锯齿状凸起155而言，其第二锯齿面155B与相邻棱锥形锯齿状凸起155的第一锯齿面155A相接，从而形成一个棱锥形锯齿状凸起阵列。该中心对称轴M的两侧各具有一个棱锥形锯齿状凸起阵列，该两个棱锥形锯齿状凸起阵列关于该中心对称轴M镜像对称。
该棱锥形锯齿状凸起155沿垂直于第一方向的截面具有一个三角形轮廓，该三角形轮廓的顶角θ大于或等于33度。
该固态光源113发出的光线I经入光面150入射至光学透镜15，当该光线I由第一锯齿面155A时，其在该第一锯齿面155A上发生会聚状折射，从而形成一会聚状的光场。具体地，图4示出当三角形轮廓的顶角θ为33度时该光场的配光曲线，由图4可看出光线I经光学透镜15后的半高全宽角在0度至45度之间，以及315度至360度之间，也即该固态光源113经过该光学透镜15的发光角度大约为90度。因此，光学透镜15收缩了固态光源113在一个垂直于第一方向的第二方向上的辐射范围，使得固态光源113发出的光线I经由其折射后较为集中地出射。
该照明装置100可被应用在室内照明中。如图5所示，该固态光源113发出的光线I经该光学透镜15折射后，其不会从观测者正常的仰角(45度至85度之间)直接进入人眼，因此可有效防止眩光现象。
可以理解的是，该光学透镜15可由以下材料制成，如硅胶(Silicone)、压克力(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(Epoxy)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)等。
该多个第一条状微结构155不仅可配置在光学透镜15的出光面152上，其也可根据需要配置在入光面上。请参照图6，本发明第二实施例提供的一种照明装置200，其与第一实施例提供的照明装置100结构类似，差别在于：光学透镜25的出光面252为一平面，而多个第一条状微结构255配置在入光面250上；另外，在光学透镜25与固态光源213之间设置有透光接合层27进行连接。进一步地，固态光源213包括以中心对称轴M为镜像中心且沿第二方向(第二方向垂直于第一方向)均匀间隔设置的四个发光二极管芯片。
该透光接合层27的材料为树脂或硅胶，其在制作时是先填充在光学透镜25与电路板211之间，再利用UV光(Ultraviolet Ray，紫外光)照射使其固化，从而密封该固态光源213。可以理解的是，由于固态光源213包括发光二极管芯片，该透光接合层27可当作密封该发光二极管芯片的封装体(encapsulant)。优选地，该透光接合层27所采用的材料的折射系数(Refractive Index)应小于该光学透镜25所采用的材料的折射系数。
该固态光源213发出的光线I在该光学透镜25同样可发生会聚状折射，从而形成一会聚状的光场。
图7示出了本发明第三实施例提供的一种照明装置300，与第一实施例提供的照明装置100相比，其差别在于：光学透镜35的入光面350上进一步配置多个第二条状微结构358，且该多个第二条状微结构358沿第二方向X延伸，该第二方向X垂直于第一方向Y。
该多个第二条状微结构358的结构与多个第一条状微结构355相同，其也为棱锥形锯齿状凸起且分别形成两个棱锥形锯齿状凸起阵列，且该两个棱锥形锯齿状凸起阵列关于该中心对称轴M镜像对称。
该多个第二条状微结构358可进一步沿第一方向Y会聚每个发光二极管313发出的光线。因此，光学透镜35同时收缩了每个发光二极管313在第一、第二方向X、Y上的辐射范围。
可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种照明装置，其包括：
一个具有中心对称轴的固态光源，用于发出光线；
一个光学透镜，其与该固态光源相对设置，该光学透镜包括一个入光面及一个与该入光面相对的出光面，该入光面及该出光面中至少一者上配置沿一第一方向延伸的多个第一条状微结构，该多个第一条状微结构对称设置在该中心对称轴的两侧，以收缩该光线在一个垂直于该第一方向的第二方向上的辐射范围。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该第一微结构为锯齿状凸起。
3.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于，该光学透镜具有一个包含该多个第一条状微结构的板状轮廓，且该入光面为平面，该多个第一条状微结构形成在出光面上。
4.如权利要求3所述的照明装置，其特征在于，该入光面及该出光面中至少一者上进一步配置沿该第二方向延伸的多个第二条状微结构，以收缩光线在该第一方向上的辐射范围。
5.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，每个凸起包括一个位于其远离该中心对称轴的一侧的第一锯齿面，以及一个连接该第一锯齿面的第二锯齿面，且每个凸起沿垂直于该第一方向的截面具有一个三角形轮廓，该三角形轮廓的顶角大于或等于33度。
6.如权利要求5所述的照明装置，其特征在于，该第二锯齿面垂直于该入光面。
7.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，进一步包括一个透光接合层，该透光接合层位于固态光源与光学透镜之间以连接该固态光源与该光学透镜。
8.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，该透光接合层的反折射率小于该光学透镜的折射率。
9.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该光学透镜的材料包括硅胶、压克力、聚碳酸酯、环氧树脂及聚对苯二甲酸乙二醇酯。
10.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该固态光源包括至少一个发光二极管或至少一个发光二极管芯片。
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