相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年9月23日在韩国知识产权局提出的韩国专利申请no.10-2016-0122382的优先权，该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。
实施例涉及一种照明透镜、照明透镜阵列及其照明装置，更具体地，涉及一种能够控制发光强度分布特性的照明透镜、照明透镜阵列及其照明装置。
背景技术：
由于其长寿命、低功耗、小尺寸和高耐用性，发光二极管(led)被广泛用作照明装置的光源。由于要从led发射的光从发光表面沿所有方向行进(例如，从发光表面以180度行进)，所以使用led作为光源的照明装置可以具有用于漫射从led发射的光的透镜和/或反射器。对于具有led的照明装置，需要开发控制发光强度分布的方向依赖性的技术。
技术实现要素：
一个或多个实施例提供了一种照明透镜，其包括入射部分和被配置为发射从所述入射部分提供的光的发射部分。所述入射部分可以包括凹区和第一突起，所述凹区设置成容纳光源，所述第一突起在第一方向上设置在所述光源的后侧并从所述凹区的顶面向下突出。所述发射部分可以包括圆顶状部分和第二突起，所述圆顶状部分设置成包围所述入射部分，所述第二突起在第一方向上设置在所述光源的后侧并从所述圆顶状部分的顶面向上突出。所述发射部分的最下部可以形成在第一平面处，并且所述发射部分的外表面和所述第一平面之间的角度可以是钝角。
一个或多个实施例提供了一种照明透镜阵列，其包括：板，包括分别对应于多个光源的多个孔；以及所述板上的多个芯部。所述多个芯部可以分别连通到所述多个孔，并且可以包括分别容纳所述多个光源的多个凹区。所述多个芯部中的每一个可以包括入射部分和被配置为发射从所述入射部分提供的光的发射部分。所述入射部分可以包括所述凹区和第一突起，所述第一突起设置在所述光源的后侧并从所述凹区的顶面向下突出，所述发射部分可以包括圆顶状部分和第二突起，所述圆顶状部分设置成包围所述入射部分，所述第二突起设置在所述光源的后侧并从所述圆顶状部分的顶面向上突出。所述芯部的外表面和所述板的顶面相交的交线可以在所述板的顶面上形成闭合曲线。
一个或多个实施例提供了一种照明装置，其包括电路基板、所述电路基板上的光源和覆盖所述光源的照明透镜。所述照明透镜可以包括入射部分和被配置为发射从所述入射部分提供的光的发射部分。所述入射部分可以包括凹区和第一突起，所述凹区设置成容纳光源，所述第一突起在第一方向上设置在所述光源的后侧并从所述凹区的顶面向下突出；所述发射部分可以包括圆顶状部分和第二突起，所述圆顶状部分设置成包围所述入射部分，所述第二突起在第一方向上设置在所述光源的后侧并从所述圆顶状部分的顶面向上突出。这里，所述发射部分的最下部可以形成在第一平面处，并且所述发射部分的外表面和所述第一平面之间的角度可以是钝角。
一个或多个实施例提供了一种照明装置，其包括电路基板和在所述电路基板上的多个光源。所述多个光源可以包括照明透镜阵列。所述照明透镜阵列可以包括：板，包括分别对应于所述多个光源的多个孔；以及在所述板上的多个芯部。所述多个芯部可以分别连通到所述多个孔，并且可以包括分别容纳所述多个光源的多个凹区。所述多个芯部中的每一个包括：入射部分，包括所述凹区和第一突起，所述第一突起设置在所述光源的后侧并从所述凹区的顶面向下突出；以及发射部分，被配置为发射从所述入射部分提供的光。所述发射部分可以包括圆顶状部分和第二突起，所述圆顶状部分设置成包围所述入射部分，所述第二突起设置在所述光源的后侧并从所述圆顶状部分的顶面向上突出。
一个或多个实施例提供了一种照明透镜，其具有用于从光源接收光的入射部分和用于发射从所述入射部分提供的光的发射部分。所述入射部分可以包括凹区和第一突起，所述第一突起在第一方向上位于所述光源的后侧，并且所述第一突起沿与所述第一方向正交的第二方向从所述凹区的顶面向下突出。所述发射部分可以包括圆顶状部分和第二突起，所述圆顶状部分包围所述入射部分，所述第二突起在所述第一方向上位于所述光源的后侧，并且所述第二突起沿所述第二方向从所述圆顶状部分的顶面向上突出。所述第一突起和所述第二突起可以沿所述第二方向重叠。
附图说明
根据接下来结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解特征，在附图中：
图1是示出了根据一些实施例的照明透镜的透视图；
图2a是沿图1的线a-a所取的照明透镜的截面图；
图2b是图1的照明透镜的俯视图；
图2c是图1的照明透镜的仰视图；
图3是示出了图2a的部分“m”的放大截面图；
图4a和图4b分别是用于描述传统照明透镜和根据一些实施例的照明透镜的光方向性特性的截面图；
图5a和图5b分别是示出了传统照明透镜和根据一些实施例的照明透镜的发光强度分布特性的曲线图；
图6a和图6b分别是示出了传统照明透镜和根据一些实施例的照明透镜的发光强度分布特性的示图；
图7是示出了根据一些实施例的照明透镜的截面图；
图8是示出了根据一些实施例的照明透镜的截面图；
图9是示出了根据一些实施例的照明透镜的截面图；
图10是示出了根据一些实施例的照明透镜阵列的透视图；
图11是示出了根据一些实施例的照明透镜阵列的透视图；
图12是示出了设置有根据一些实施例的照明透镜的照明装置的截面图；
图13是示出了设置有根据一些实施例的照明透镜阵列的照明装置的透视图；
图14是示意性地示出了设置有根据一些实施例的照明装置的路灯的光照射范围的示图；以及
图15是示意性地示出了设置有根据一些实施例的照明装置lm的路灯sl的光照射范围的示图。
具体实施方式
现在将参考示出了示例实施例的附图来更全面地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同形式实现并且不应被解释为受限于本文阐述的实施例。而是，提供这些实施例从而本公开将是全面且完整的，并且将向本领域技术人员完整地传达示例性实现。
图1是示出了根据一些实施例的照明透镜10的透视图。图2a是沿图1的线a-a所取的照明透镜10的截面图。图2b和图2c分别是图1的照明透镜10的俯视图和仰视图。
参考图1和图2a至图2c，照明透镜10可以包括板150和板150上的芯部100。
板150的顶面和芯部100的外表面可以在第一点p1处相交并且可以形成交线。由板150的顶面和芯部100的外表面形成的交线可以形成闭合曲线。板150和芯部100可以被设置为单个主体，并且照明透镜10可以由对从光源ls发射的光透明的材料形成。
芯部100可以包括从光源ls发射的光所入射到的入射部分110、以及入射到入射部分110上的光从其发射的发射部分120。
入射部分110可以包括凹区111和第一突起113，其一起包围光源ls。凹区111可以在第一方向上位于光源ls的前侧，例如可以在第一方向上与光源ls重叠，并且覆盖光源ls发光表面的大部分，例如可以沿第三方向重叠以使得来自光源ls的光的大部分入射在凹区上。第一突起113可以在第一方向上位于光源ls的后侧，并且可以具有例如沿第三方向从凹区111的顶面向下突出的形状，以使得来自光源ls的未入射在凹区上的光入射在第一突起113上。第一突起113可以不沿第三方向向下延伸到光源ls的发射表面的高度，例如，凹区111的最低点可以低于第一突起113的最低点。此外，除了板150的孔h之外，凹区111可以不暴露于外部。
第一方向可以表示从光源ls的位置朝照明必需区域的方向。因此，在第一方向上光源ls的后侧可以位于与照明必需区域相对的一侧，其中光源ls在它们之间。在第一方向上光源ls的前侧可以靠近或朝向照明必需区域。
凹区111可以是凹形的圆顶状结构，其最高高度(level)位于第二点p2。然而，实施例不限于此。凹区111可以定位成在第一方向上更靠近发射部分120的后侧，而不是与发射部分120的中心区域相邻。结合图2c参考图1，从发射部分120位于凹区111前侧的外表面到凹区111的内表面的距离d1可以大于从发射部分120位于凹区111后侧的外表面到凹区111的内表面的距离d2(例如，孔h的端部)。
第一突起113可以包括位于其最低高度处的第三点p3。第一突起113可以形成为与光源ls相邻。第一突起113可以形成为足够宽以覆盖从光源ls发射的光。结合图2b参考图1，光源ls可以具有第一宽度w1，第一突起113可以具有在第二方向上测量的大于第一宽度w1的第二宽度w2。
发射部分120可以包括圆顶状部分121和第二突起123，其中圆顶状部分121设置成包围入射部分110，第二突起123设置在光源ls的后侧并从圆顶状部分121的顶面向上突出。第二突起123可以例如沿第三方向与第一突起113重叠。第二突起可以定位成从第一突起接收光。
结合图2b参考图1，凹区111、第一突起113和第二突起123可以沿着与第一方向平行的虚轴ax顺序地布置。因此，在沿第一方向截取的截面图中，照明透镜10可以具有不对称结构。然而，在沿第二方向截取的截面图中，凹区111、第一突起113和第二突起123中的每个可以具有相对于虚轴ax的对称结构。
发射部分120可以包括多个第二突起123。第二突起123之一可以具有位于第四点p4处的峰以及包括第五点p5和第六点p6的平坦表面。两个第二突起123可以形成在圆顶状部分121的顶面上，如图1至图2c所示。然而，实施例不限于此。在一些实施例中，照明透镜10可以包括从圆顶状部分121的顶面突出的至少一个第二突起123。第二突起123的外表面和圆顶状部分121的顶面可以在第七点p7处相交。沿第一方向，第七点p7与第二点p2相比可以更靠近光源ls的后表面，并且与第一突起113的第一表面113s1和第一凹区111相交的点相比可以更远离光源的后表面。
第一凹区111和圆顶状部分121可以确定从光源ls的第一半发射的光的传播路径，例如朝向lr的向前光。第一突起113和第二突起123可以确定从光源ls的第二半发射的光的传播路径，例如朝向nlr的向后光。例如，第一突起113和第二突起123可以被配置为抑制朝照明非必需区域传播的向后光，并且可以将该光导向照明必需区域。
详细地，可能需要将照明装置周围的区域划分成照明必需区域和照明非必需区域。例如，在路边布置有路灯的情况下，可以将路灯配置成将照明光照射在道路上而不照射到与道路相邻的区域上。特别地，从路灯向后方传播的向后光可能导致对道路附近的设施和周边环境的光污染。
根据一些实施例，照明透镜10的第一突起113和第二突起123可以被配置为引起从光源ls发射并朝照明非必需区域传播的向后光的全内反射。也就是说，可以控制光的传播路径以使得大部分光朝照明必需区域传播。因此，可以防止或抑制向后光照射到照明非必需区域上，减少光污染，并且使照明光集中到照明必需区域上。因此，可以提高利用系数。将参考图4a至图7b更详细地描述向后光抑制效果。
参考图2a，发射部分120的外表面可以在凹区111的前侧具有第一曲率cvt1，并在凹区111的后侧具有比第一曲率cvt1小的第二曲率cvt2。这里，第二曲率cvt2可以是0。也就是说，发射部分120的外表面在凹区111的后侧可以是平坦或平面的。具体地，发射部分120可以在其后侧具有倾斜但非弯曲的表面。由于发射部分120的前侧区域具有相对大的曲率，所以从其发射的照明光可以照射在宽的区域上。此外，由于发射部分120的后侧区域具有相对小的曲率，所以可以引起从光源ls向后方传播的光的全内反射。
参考图2b，当从与第一和第二方向垂直的第三方向观察时，第二突起123可以具有矩形或四边形形状。第一突起113可以跟随在凹区111被连续设置(如虚线圆所示)的情况下将形成的圆。光源ls可以在第二方向上具有第一宽度w1，并且第一突起113可以在第二方向上具有大于第一宽度w1的第二宽度w2。即使在其最窄处，第一突起113也可以比第一宽度宽。因此，由光源ls产生的大部分向后光可以入射到第一突起113中，并且因此，可以防止或抑制未通过第一突起113的光被发射为向后光。
第二突起123可以在第二方向上具有大于第二宽度w2的第三宽度w3。因此，通过第一突起113的大部分光可以入射到第二突起123中，这可以引起向后方传播的光的全内反射。
在点p1处，芯部100的外表面和板150的顶面可以以钝角θ1和θ2相交。发射部分120的最下部可以与板150的顶面在所有方向上接触。换句话说，发射部分120的最下部可以形成为在平面上构成闭合曲线，并且发射部分120的外表面和该平面可以以钝角θ1和θ2相交。
芯部100的外表面可以不相对于板150的顶面形成反拔模斜度(inversedraft)，例如锐角。在芯部100的外表面形成反拔模斜度的情况下，可能需要在制造透镜的过程中执行附加处理，这会导致产品成本的增加或具有透镜的照明装置的性能的劣化。
详细地，可以通过使用模具的成形处理来制造透镜。这里，如果透镜具有反拔模斜度区域，则可能难以进行成形处理，或者可能需要附加处理。
也就是说，如果模具本身具有用于在透镜中形成反拔模斜度区域的压花部分，则可以通过模制工艺在模具中形成透镜。然而，由于透镜的反拔模斜度区域耦接到模具的压花部分，所以可能难以移除模具并抽出透镜。
在引入了模具中的要插入透镜的反拔模斜度区域中的附加组件的情况下，可以在模制工艺之后顺序地移除模具和该组件以抽出透镜。然而，使用该组件可能导致在连接到芯部的板的区域中形成孔。也就是说，由于芯部被设置在板上，所以芯部的反拔模斜度区域也应该形成在板上。因此，用于形成反拔模斜度区域的组件可以占据板的位于反拔模斜度区域下方的区域，并且可以在被抽出透镜的板中形成孔。
由于照明透镜直接暴露于外部环境，所以可能高度需要对抗环境因素(例如，防尘防水等)的照明透镜。然而，透镜中形成的孔可能导致使用透镜的照明装置的性能的劣化，例如，使得照明装置更易于受到环境破坏。在执行附加处理以形成孔的情况下，可能需要执行附加的后端处理，这导致产品成本增加并且在组装过程中增加复杂性。
相反，在根据实施例的照明透镜10中，芯部100的外表面和板150的顶面可以不形成反拔模斜度。因此，可以减少可由透镜的反拔模斜度区域引起的各种技术难题(例如，制造过程中的困难、产品成本的增加和附加处理)。也就是说，在根据实施例的照明透镜10中，可以通过使用限定第一和第二突起的单个模具同时形成具有第一和第二突起的结构，因此，可以简化照明透镜10的结构及其制造工艺，同时保持照明必需区域中的高亮度以及照明非必需区域中的低亮度。
此外，在根据实施例的照明透镜10中，由于芯部100的外表面不包括反拔模斜度区域，因此除了板150的孔h之外，凹区111可以不暴露于外部。也就是说，照明透镜10可以提供隔离空间，其防止光源ls与外部环境接触。因此，具有照明透镜10的照明装置可以具有良好的防尘和防水特性、稳定的操作特性和长寿命。
图3是示出了图2a的部分“m”的放大截面图。
参考图3，入射部分110可以包括凹区111和从凹区111的顶面向下突出的第一突起113。这里，凹区111可以包括被第一突起113划分的前端凹区111f和后端凹区111b。前端凹区111f可以由凹区111的内表面和第一突起113的第一表面113s1限定，并可以被配置为容纳光源ls。后端凹区111b可以由凹区111的内表面和第一突起113的第二表面113s2限定。
第一突起113沿第一方向的宽度可以朝向光源ls沿第三方向从凹区111的顶面向下方减小。这里，第一突起113可以包括从光源ls发射的光入射到其上的第一表面113s1、以及从第一表面113s1折射的光从其发射的第二表面113s2。换句话说，第一表面113s1可以是第一突起113的前侧表面。第二表面113s2可以是第一突起113的后侧表面，例如在第一方向上更远离光源。第一表面113s1可以是与光源ls的顶面垂直的平坦表面，第二表面113s2可以是曲面。在一些实施例中，第二表面113s2可以相对于第三方向具有约20至45度的角度θ3。
实施例不限于图3的示例，在图3中第一表面113s1和第二表面113s2分别被示出为平坦表面和曲面。第一表面113s1可以形成为具有有限曲率。此外，尽管第一表面113s1被示出为与光源ls的顶面垂直，但是实施例不限于此。例如，第一表面113s1可以与第三方向成一定角度倾斜。
在一些实施例中，第一表面113s1和第二表面113s2可以相交以与点p3形成交线，并且该交线可以与光源ls的侧表面lss共面。在这种情况下，在光源ls中产生的大部分光可以入射到第一突起113中，因此，可以防止或抑制未通过第一突起113的光被发射为向后光。
此外，第一突起113的底面的高度(1evel)l5可以基本上等于光源ls的顶面的高度l4。因此，在光源ls中产生的大部分光可以通过第一突起113传播。为了便于说明，图3的第一突起113的底面的高度l5被示出为与光源ls的顶面的高度l4不同。然而，实施例不限于此。
凹区111可以形成为容纳在第一方向上具有第一宽度w4的光源ls。这里，位于凹区111的内表面的最高高度处的点p2可以与第一表面113s1和第二表面113s2相交的点p3在第一方向上间隔开宽度w5，这里，宽度w5可以大于第一宽度w4的一半。在这种情况下，即使点p2不位于光源ls的中心区域，光源ls也可以被前端凹区111f和第一突起113覆盖。因此，从光源ls发射的大部分光可以入射到第一突起113中，并且因此，可以防止或抑制未通过第一突起113的光被发射为向后光。
凹区111的内表面和第二表面113s2相交的点p2’的高度l6可以高于作为凹区111的内表面的最高点的点p2的高度l7。这可以增加第二表面113s2的面积并增加由第二表面113s2引起的全内反射光的量。
发射部分120可以包括圆顶状部分121和第二突起123，其中圆顶状部分121设置成包围入射部分110，第二突起123设置在光源ls的后侧并从圆顶状部分121的顶面向上突出。在光源ls中产生的光可以通过凹区111的内表面入射到第二突起123中，或者可以通过第一突起113的第一表面113s1和第二表面113s2的全内反射而入射到第二突起123中。
在一些实施例中，多个第二突起123可以沿第一方向顺序地布置。多个第二突起123可以具有位于高度l2和l3处的顶面。如图3中所示，高度l2和l3可以高于圆顶状部分121的顶面的高度l1。多个第二突起123中的至少一个可以具有平坦的顶面。第二突起123可以具有峰点p4，并且可以具有位于平坦表面上的点p5和p6，例如，形成与第一方向平行的平面。多个第二突起123中的每一个的顶面的高度可以沿第三方向在沿第一方向远离凹区111的方向上降低。换句话说，距离凹区111相对较远的点p5和p6的高度l3可以低于与凹区111邻近的点p4的高度l2。
这里，点p2可以位于凹区111的内表面的最高高度l7处，并且圆顶状部分121和第二突起123可以在点p5处相交，点p5与点p2在第一方向上间隔开宽度w6。宽度w6可以等于或小于光源ls在第一方向上的第一宽度w4的1/3。然而，实施例不限于此。
发射部分120的外表面可以与平行于板150的顶面的平坦表面形成钝角。也就是说，发射部分120的外表面可以不包括反拔模斜度区域。在发射部分120的外表面形成反拔模斜度的情况下，可能需要在制造透镜的过程中执行附加处理，这会导致产品成本的增加或具有透镜的照明装置的性能的劣化。
在根据实施例的照明透镜10中，可以减少可由发射部分120的反拔模斜度区域引起的各种技术难题(例如，制造过程中的困难、产品成本的增加和附加处理)。可以通过使用模具的模制工艺容易地制造照明透镜10。照明透镜10可以具有与上述结构基本相同的结构，其中在芯部100的外表面和板150的顶面之间不形成反拔模斜度。
在一些实施例中，发射部分120位于凹区111后侧的外表面可以相对于第三方向具有约30至60度的角度θ4。
图1至图3所示的照明透镜10的每个元件可以具有取决于制造工艺的变化的形状。例如，可以预期由于例如制造技术和/或公差造成的图示的形状的变化。因而，所公开的示例实施例不应被解释为局限于这里所示的元件的具体形状(除非本文如此明确地限定)，而应包括例如由于制造而导致的形状的偏差。
图4a和图4b分别是用于描述传统照明透镜c10和根据一些实施例的照明透镜10的光方向性特性的截面图。在图4a和图4b中，箭头描绘了由光源ls产生并被发射分别穿过传统照明透镜c10或照明透镜10的光的一些传播路径。尽管在图4a和图4b中示出了朝照明非必需区域传播的向后光的路径，但是在光源ls中产生的光可以以各种方向角或在所有方向上发射。也就是说，在光源ls中产生的光的一部分可以朝照明必需区域传播，但是将省略其描述，这些光路径对于这两种结构而言将是相同的并且简单地通过它们的圆顶状部分传播。
图4a示出了当将传统照明透镜c10设置在光源ls上时从传统照明透镜c10发射的光的传播路径。传统照明透镜c10由设置成容纳光源ls的凹陷或浮凸圆顶状入射部分c110和设置成包围入射部分c110的圆顶状发射部分c120组成。在这种情况下，从光源ls发射的所有方向的光可以通过入射部分c110入射到传统照明透镜c10的主体中，并且可以通过发射部分c120发射到外部，而不受限制。因此，光的一部分可以用作照射照明必需区域的照明光cfl，而光的另一部分可以作为照射照明非必需区域的向后光cbl而照射。
为了减少或去除向后光cbl，可以进行附加的处理以在传统照明透镜c10的发射向后光cbl的区域上提供反射板或形成光吸收涂层，但是这会导致增加产品成本和组装结构的复杂性。
参考图4b，根据实施例的照明透镜10可以包括在朝照明非必需区域传播的光路径上设置的第一突起113和第二突起123。例如，照明透镜10可以包括设置在入射部分110中的第一突起113和设置在发射部分120中的第二突起123。
第一突起113和/或第二突起123可以引起从光源ls发射的光的全内反射。由第一突起113和第二突起123引起的全内反射光可以沿着朝光源ls前侧的路径传播，而不是朝光源ls的后侧传播。换句话说，第一突起113和第二突起123可以用于将从光源ls发射的光的传播路径从朝照明非必需区域的方向改变为朝照明必需区域的方向，这样可以抑制向后光并增加在照明必需区域处的利用率。
详细地，在光源ls中产生的光的一部分可以具有相对于光源ls的顶面较小的第一方向角范围φ1，在这种情况下，该光的一部分可以通过第一突起113的第一表面113s1以比临界角更大的角度入射在第二表面113s2上，从而形成第一全内反射光。由第一突起113引起的第一全内反射光可以入射到第二突起123中并且可以在照明必需区域中朝外部发射(如tirl1)。
例如，即使从光源ls发射的光在第一方向角范围φ1中具有小角度值，该光也不会作为向后光照射，而是可以用于照射照明区域并增加在照明区域处的利用率。这里，第一方向角范围φ1可以是关于通过第一突起113的光，并且如果光具有大于第一方向角范围φ1的方向角，则光可以具有与上述光传播路径不同的光传播路径。第一全内反射光的一部分可以入射到第二突起123中，从而形成第二全内反射光。
同时，如果光具有大于第一方向角范围φ1但小于第三方向角范围φ3的第二方向角范围φ2，则光可以入射到第一突起113中，但是不会参与第一全内反射。在这种情况下，可以保持光的第二方向角范围φ2，并且可以将光发射为向后光bl。
然而，在第一突起113的第二表面113s2和凹区111之间的间隙形成在提升的高度处的情况下，例如，点p2’沿第三方向与图4b中所示相比更高，第二表面113s2可以引起具有第二方向角范围φ2的光的全内反射。
尽管图4b中未示出，但是根据第二突起123形成在发射部分120中的位置，未参与通过第一突起113的第一全内反射的一部分光可以直接入射到第二突起123中，从而形成全内反射光。在这种情况下，由第二突起123引起的全内反射光可以照射到照明必需区域或与其相邻的区域。
如果光具有大于第二方向角范围φ2但小于第四方向角范围φ4的第三方向角范围φ3，则光可以不入射到第一突起113中，而是可以直接入射到凹区111的内表面中。直接入射到凹区111的内表面上的光可以被第二突起123的第一表面全反射，从而形成第一全内反射光。由第二突起123引起的第一全内反射光可以被第二突起123的第二表面全反射，从而形成第二全内反射光。在这种情况下，由第二突起123引起的第二全内反射光可以朝板150传播(如tirl2)，而不会被发射为向后光。
如果光具有大于第三方向角范围φ3的第四方向角范围φ4，则光可以朝照明必需区域发射，而不通过第一突起113和第二突起123。
如上所述，根据实施例的照明透镜10可以具有包括第一突起113和第二突起123的双重全内反射结构，这使得可以抑制朝照明非必需区域传播的向后光，并且增加在照明必需区域处的利用率。
图5a和图5b分别是示出了传统照明透镜和根据一些实施例的照明透镜的发光强度分布特性的曲线图。在图5a和图5b的曲线图中，附图标记“il”表示沿第一方向的发光强度分布，其中照明必需区域和照明非必需区域沿该第一方向布置，并且附图标记“iw”表示沿与第一方向垂直的第二方向的发光强度分布。
例如，在照明装置位于路边的情况下，照明必需区域可以是街道侧，而照明非必需区域可以是房屋侧。在这种情况下，可能期望在街道侧和房屋侧所处的第一方向上实现不对称的发光强度分布。此外，可能期望在与道路的延伸方向平行的第二方向上实现在路灯的前侧和后侧的对称的发光强度分布。
图5a示出了其中设置有具有传统照明透镜的光源的照明装置在第一和第二方向上的发光强度分布iw和il。传统照明透镜可以具有例如与图4a的传统照明透镜c10基本相同的结构。传统照明透镜c10可以包括设置成容纳光源ls的凹陷圆顶状入射部分c110和设置成包围入射部分c110的圆顶状发射部分c120。这里，传统照明透镜c10还可以包括用于抑制向后光cbl的附加组件(例如，反射板)。在某些实施例中，可以形成光吸收涂层以覆盖向后光cbl所通过的发射部分c120的区域。
其中设置有具有传统照明透镜的光源的照明装置可以在道路的延伸方向上或在第二方向上具有对称的发光强度分布il。照明装置可以在道路的宽度方向上或在第一方向上具有稍微不对称的发光强度分布iw。也就是说，照明必需区域(例如，街道侧)上的发光强度可以高于照明非必需区域(例如，房屋侧)上的发光强度。第一方向上的不对称发光强度分布iw可以是由反射板或光吸收涂层引起的结果，其中所述反射板设置为抑制向后光cbl，所述光吸收涂层设置为覆盖位于向后光的传播路径上的发射部分c120的区域。
然而，即使使用了这些抑制组件之一，由于从光源发射的光的总量的大约35％被发射为向后光cbl，所以在房屋侧可能发生严重的光污染问题。
图5b示出了其中设置有具有根据实施例的照明透镜10的光源的照明装置在第一和第二方向上的发光强度分布iw和il。照明透镜10可以包括分别形成在入射部分110和发射部分120中的第一突起113和第二突起123。第一突起113和第二突起123中的一个或两个可以被配置为引起从光源发射的光的单次或双重全内反射。
类似于传统照明装置，其中设置有具有根据实施例的照明透镜的光源的照明装置可以在道路的延伸方向上或在第二方向上具有对称的发光强度分布il。
在道路的宽度方向或第一方向上，发光强度分布iw可以是高度不对称的。例如，从光源发射的光的总量的大约81％可以用作照射照明必需区域或街道侧的照明光。相比之下，从光源发射的光的总量中只有约19％可以作为照射照明非必需区域或房屋侧的向后光bl而照射。第一方向上的高度不对称的发光强度分布iw可以是由于第一突起113和第二突起123引起的结果。
与向后光抑制组件(例如，设置在发射部分上的反射板或光吸收涂层)相比，使用根据实施例的照明透镜可以有效地抑制向后光并大大增加在照明区域处的利用率。
此外，对于根据实施例的照明透镜，在抽出透镜的处理之后，可以不需要提供附加组件(例如，反射板)以及在光吸收涂层上执行后续处理。因此，可以简化照明透镜的结构并抑制产品成本的增加。
图6a和图6b分别是示出了传统照明透镜和根据一些实施例的照明透镜的发光强度分布特性的示图。图6a和图6b示出了俯视的具有照明透镜的照明装置的发光强度分布，所述照明透镜被配置为具有图5a和图5b的发光强度分布il和iw。图7a和图7b分别是传统照明透镜和根据一些实施例的照明透镜的沿向后光的宽度方向的发光强度分布的曲线图。
设置有具有照明透镜的光源的照明装置可以位于原点处。原点的左侧可以是街道侧，原点的右侧可以是房屋侧。
参考图6a，在道路的延伸方向或第二方向上，发光强度分布关于原点对称。在道路的宽度方向或第一方向上，发光强度分布稍微不对称。也就是说，照明必需区域(例如，街道侧)上的发光强度高于照明非必需区域(例如，房屋侧)上的发光强度。如先前参考图5a所述，并且还如图7a中所示，从光源发射的光的总量的约35％可以作为朝房屋侧传播的向后光cbl而照射。由于向后光cbl具有跨越房屋侧的相对较宽区域的照射区域，所以向后光cbl可导致房屋侧的严重的光污染。
参考图6b，在道路的延伸方向或第二方向上，与传统照明装置类似，发光强度分布关于原点对称。
在道路的宽度方向或第一方向上，发光强度分布高度不对称。如参考图5b所述，并且还如图7b中所示，从光源发出的光的总量的仅约19％可以作为照射照明非必需区域或房屋侧的向后光bl而照射。从图7a和图7b的比较可以看出，沿第一方向，对于根据一些实施例的照明透镜，发光强度分布更不对称。
向后光bl具有被限制在房屋侧的非常小的区域内的照射区域。换句话说，使用少量的向后光bl来局部照射设置有照明装置的原点附近的小区域，这使得可以基本上抑制房屋侧的光污染。
图8是示出了根据一些实施例的照明透镜20的截面图。除了第二突起223的形状的差异之外，照明透镜20可以被配置为具有与图1至图3的照明透镜10相似的结构。为了描述的简洁，可以通过相似或相同的附图标记来标识先前描述的元件，而不重复其相同的描述。
参考图8，照明透镜20可以包括平板150和板150上的芯部200。板150和芯部200可以被设置为形成单个主体。
芯部200可以包括从光源ls发射的光所入射到的入射部分110、以及入射到入射部分110的光从其发射的发射部分220。入射部分110可以包括凹区111和第一突起113，其中凹区111设置成容纳光源ls，第一突起113设置在光源ls的后侧并具有从凹区111的顶面向下突出的形状。
发射部分220可以包括圆顶状部分121和第二突起223，其中圆顶状部分121设置成包围入射部分110，第二突起223设置在光源ls的后侧并从圆顶状部分121的顶面向上突出。第二突起223可以设置为单一图案的形式，并且第二突起223的顶面可以位于比圆顶状部分121的顶面的高度l1高的高度l8处。
第一突起113和第二突起223可以用于引起从光源ls发射并朝照明非必需区域传播的向后光的全内反射。这使得可以控制向后光的传播路径。例如，第一突起113和第二突起223可以被配置为使得向后光照射到照明必需区域上。也就是说，第一突起113和第二突起223可以控制在光源ls中产生的光的传播路径，以防止或抑制向后光照射到除照明必需区域之外的其它区域。
图9是示出了根据一些实施例的照明透镜30的截面图。除了第二突起323的形状的差异之外，照明透镜30可以被配置为具有与图1至图3的照明透镜10相似的结构。
参考图9，照明透镜30可以包括平板150和板150的芯部300。板150和芯部300可以被设置为形成单个主体。
芯部300可以包括从光源ls发射的光所入射到的入射部分110、以及入射到入射部分110的光从其发射的发射部分320。入射部分110可以包括凹区111和第一突起113，其中凹区111设置成容纳光源ls，第一突起113设置在光源ls的后侧并具有从凹区111的顶面向下突出的形状。
发射部分320可以包括圆顶状部分121和多个第二突起323，其中圆顶状部分121设置成包围入射部分110，所述多个第二突起323设置在光源ls的后侧并从圆顶状部分121的顶面向上突出。多个第二突起323可以在平行于凹区111和第一突起113的第一方向上顺序地布置。多个第二突起323可以包括沿第一方向顺序地布置的第一突起组件323-1、第二突起组件323-2和第三突起组件323-3。第一突起组件323-1、第二突起组件323-2和第三突起组件323-3中的每一个可以具有平缓斜度的外表面。此外，形成在第一突起组件323-1和第二突起组件323-2之间以及第二突起组件323-2和第三突起组件323-3之间的每个凹陷区域可以具有平缓斜度。
然而，由于允许制造工艺的公差，发射部分320的形状可能有许多变化。例如，第一突起组件323-1、第二突起组件323-2和第三突起组件323-3中的每一个可以是具有尖锐峰点的结构。
多个第二突起323中的每一个的顶面可以位于比圆顶状部分121的顶面的高度l1高的高度l9-1、l9-2或l9-3处。在这种情况下，多个第二突起323中的每一个的顶面的高度l9-1、l9-2或l9-3可以在远离凹区111的方向上降低。例如，第一突起组件323-1的顶面的高度l9-1可以高于第二突起组件323-2的顶面的高度l9-2，第二突起组件323-2的顶面的高度l9-2可以高于第三突起组件323-3的顶面的高度l9-3。
第一突起组件323-1和第二突起组件323-2之间的凹陷区域的高度l9-4、第二突起组件323-2和第三突起组件323-3之间的凹陷区域的高度l9-5可以比圆顶状部分121的顶面的高度l1高，但是可以比高度l9-4低。
如上所述，第一突起113和多个第二突起323可以用于引起从光源ls发射并朝照明非必需区域传播的向后光的全内反射。这使得可以控制向后光的方向性。例如，第一突起113和多个第二突起323可以被配置为使得向后光照射到照明必需区域上。
图10是示出了根据一些实施例的照明透镜40的截面图。除了第二突起423的形状的差异之外，照明透镜40可以被配置为具有与图1至图3的照明透镜10相似的结构。
参考图10，照明透镜40可以包括平板150和板150上的芯部400。板150和芯部400可以被设置为形成单个主体。
芯部400可以包括从光源ls发射的光所入射到的入射部分110、以及入射到入射部分110的光从其发射的发射部分420。入射部分110可以包括凹区111和第一突起113，其中凹区111设置成容纳光源ls，第一突起113设置在光源ls的后侧并具有从凹区111的顶面向下突出的形状。
发射部分420可以包括圆顶状部分121和多个第二突起423，其中圆顶状部分121设置成包围入射部分110，所述多个第二突起423设置在光源ls的后侧并从圆顶状部分121的顶面向上突出。
多个第二突起423可以在平行于凹区111和第一突起113的第一方向上顺序地布置。多个第二突起423可以包括沿第一方向顺序地布置的第一突起组件423-1和第二突起组件423-2。
第一突起组件423-1和第二突起组件423-2中的每一个的顶面可以位于比圆顶状组件121的顶面的高度l1高的高度l10处。这里，第一突起组件423-1和第二突起组件423-2的顶面可以位于相同的高度l10处。
第一突起组件423-1和第二突起组件423-2之间的凹陷区域可以位于比圆顶状部分121的顶面的高度l1低的高度l11处。这使得可以增加第一突起组件423-1参与全内反射的表面s3的面积，并且允许从光源ls发射的光以增加的方向角范围参与全内反射。在一些实施例中，第一突起组件423-1和第二突起组件423-2之间的凹陷区域的高度l11可以与圆顶状部分121的顶面的高度l1基本相同。
如上所述，第一突起113和多个第二突起423可以用于引起从光源ls发射并朝照明非必需区域传播的向后光的全内反射。这使得可以控制向后光的方向性。例如，第一突起113和多个第二突起423可以被配置为使得向后光照射到照明必需区域上。
图11是示出了根据一些实施例的照明透镜阵列50的透视图。除了板500被多个芯部100共享之外，照明透镜阵列50可以被配置为具有与图1至图3的照明透镜10相似的结构。
参考图1、图2a和图11，照明透镜阵列50可以包括平板550和布置在板500上的多个芯部100。板500和多个芯部100可以被设置为形成单个主体。换句话说，板550和多个芯部100可以通过使用模具的模制工艺和注射工艺而形成在单个主体中。
板500可以包括分别容纳多个光源的多个孔。多个芯部100可以包括形成为容纳多个光源的多个凹区111。板500的多个孔可以对齐并分别连通到多个凹区111。
多个芯部100中的每一个可以对应于参考图1至图3描述的照明透镜10的芯部100。例如，多个芯部100中的每一个可以包括入射部分110和发射部分120，其中入射部分110包括凹区111和第一突起113，发射部分120包括圆顶状部分121和第二突起123。多个芯部100可以以矩阵形式布置在板550上，并且可以设置为在板550上彼此间隔开。
多个芯部100中的每一个可以对应于参考图1至图3描述的照明透镜10的芯部100。因此，多个芯部100中的每一个可以包括形成在入射部分110中的第一突起113和形成在发射部分120中的第二突起123。第一突起113和第二突起123可以防止或抑制从光源发射的光作为向后光照射。此外，第一突起113和第二突起123可以用于改变光的传播路径，这使得可以增加在照明区域处的利用率。
如图11所示，图1至图3的芯部100可以用作照明透镜阵列50的芯部100。然而，实施例不限于此。例如，在某些实施例中，照明透镜阵列50的芯部100可以是包括在图7至图9的照明透镜20、30和40中的芯部200、300和400之一。
照明透镜阵列50可以设置在包括多个光源的光源阵列上，以构成照明装置。将参考图14对此进行更详细地描述。
图12是示出了根据一些实施例的照明透镜阵列60的透视图。照明透镜阵列60与图10的照明透镜阵列50类似，但是多个芯部600的第二突起623具有不同的形状。
参考图11，照明透镜阵列60可以包括平板550和布置在板550上的多个芯部600。板550和多个芯部600可以被设置为形成单个主体。换句话说，板550和多个芯部600可以通过使用模具的模制工艺和注射工艺而形成在单个主体中。
多个芯部600中的每一个可以对应于参考图1至图3描述的照明透镜10的芯部100，但是每个第二突起623可以形成为覆盖多个圆顶状部分121中相邻圆顶状部分的顶面。例如，沿第二方向布置的一些芯部600可以共享在第二方向上延伸的第二突起623中的一个。换句话说，对于在第二方向上布置的每个圆顶状部分121，第二突起可以沿第二方向连续地延伸。
当在与第一方向平行的截面图中观察时，第二突起623可以具有与图1至图3的第二突起123的形状相同的形状。然而，实施例不限于此。例如，在平行于第一方向截取的截面图中，第二突起623可以具有与参考图7至图9描述的第二突起223、323和423之一相同的形状。
第一突起113和第二突起623可以防止或抑制从光源发射的光作为向后光照射。此外，第一突起113和第二突起623可以用于改变光的传播路径，这使得可以增加在照明区域处的利用率。
图13是示出了设置有根据一些实施例的图1至图3的照明透镜10的照明装置1的截面图。
参考图1和图13，照明装置1可以包括基板1010、设置在基板1010上的光源ls和设置成覆盖光源ls的照明透镜10。
基板1010可以是印刷电路板(pcb)。然而，实施例不限于此。基板1010可以包括透镜耦接孔1012，其可以用于紧固照明透镜10。照明透镜10可以包括从板150的底面突出的耦接部分。该耦接部分可以包括多个突起。该耦接部分可以形成在照明透镜10的底面上，并且可以耦接到透镜耦接孔1012，以将照明透镜10紧固到基板1010。
光源ls可以是发光二极管(led)封装。然而，光源ls不限于此。例如，可以根据设计要求对光源ls的类型进行各种改变。可以不同地改变光源ls的形状和尺寸。
照明透镜10可以设置在光源ls上。照明透镜10可以设置成包围光源ls，并且可以用于控制从光源ls发射的光的传播路径。如上所述，照明透镜10可以包括被配置为在照明透镜10中引起至少一次全内反射的第一突起113和第二突起123，因此，可以抑制向后光并增加在照明区域处的利用率。
如图13所示，照明装置1可以包括参考图1至图3描述的芯部100。然而，实施例不限于此。在某些实施例中，照明装置1可以被配置为包括分别参考图7至图9描述的照明透镜20、30和40中的一个。
图14是示出了设置有根据一些实施例的图11的照明透镜阵列50的照明装置2000的截面图。
参考图11和图14，照明装置2000可以包括基板2010、布置在基板2010上的多个光源ls和覆盖多个光源ls的照明透镜阵列50。
基板2010可以包括透镜耦接孔2012，其用于紧固照明透镜阵列50。尽管图10和图13中未示出，但是照明透镜阵列50可以包括从板550的底面突出的耦接部分。该耦接部分可以耦接到透镜耦接孔2012，以将照明透镜阵列50紧固到基板2010。
如图14所示，照明装置2000可以包括图11的照明透镜阵列50。然而，实施例不限于此。在某些实施例中，照明装置2000可以包括图12的照明透镜阵列60。此外，在照明透镜阵列50或60中，芯部100或600可以被分别包括在图8至图10的照明透镜20、30和40中的芯部200、300和400中的任何一个所替代。
图15是示意性地示出了设置有根据一些实施例的照明装置lm的路灯sl的光照射范围的示图。
参考图15，路灯sl可以设置在路边。在这种情况下，照明必需区域可以是街道侧，照明非必需区域可以是房屋侧。
设置在路灯sl中的照明装置lm可以包括基板pcb、基板pcb上的光源ls以及覆盖光源ls的照明透镜结构lns。照明透镜结构lns可以是参考图1至图3和图7至图9描述的照明透镜10、20、30和40中的一个或者参考图10和图11描述的照明透镜阵列50和60中的一个。
照明透镜结构lns可以包括入射部分中的第一突起和发射部分中的第二突起。在从光源ls发射的光的一部分沿向后方向传播的情况下，第一突起和第二突起可以使这种向后光全内反射至少一次，因此，向后光可以沿着改变的传播路径(例如，沿向前方向)传播。换句话说，照明透镜结构lns可以被配置为不仅抑制向后光，而且还增加在照明区域处的利用率。因此，照明装置lm可以在街道侧和房屋侧之间具有不对称的发光强度分布。例如，从照明装置lm发射的大部分光可以用于在朝街道侧的方向上形成宽照明区域a1，并且从照明装置lm发射的光的一小部分可以用于在朝房屋侧的方向上形成窄的向后光区域a2。
尽管已经参照本发明构思的实施例具体示出和描述了本发明构思，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。