专利名称：照明装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种照明装置，特别是一种非对称性照明装置。
背景技术：
道路照明的主要目的，在于促进并保障夜间交通安全，对行车而言，当为 协助驾驶人看清前进方向的视野，使得能于适当的距离内采取安全措施，此一 安全距离与道路照明、车速、路况、汽车性能以及驾驶人的反应能力，均有密 切关系，不过从照明设计的立场而言，道路照明与车速对行车安全最为重要。
眩光是影响道路照明品质的因素之一，眩光的定义是在人眼视野内的光引 起视觉不舒适感或造成视力下降的现象。传统路灯照明装置的光强度峰值分布
在离垂直方向60度左右，会直射到人眼的视线当中形成直接眩光让人容易感 到疲劳感而增加危险性。而且传统的光源在路面上形成的分布大多为圆或是椭 圆等对称形状，若要照明在大范围的路面会有大量的光投射到路面以外的地方 形成光的浪费与污染，如果要以用反射罩去调整照射光型则会需要有较大深度 的反射罩才会有令人满意的效果出现，但是会造成灯具的重量与体积很庞大。
请参照美国专利公告号第3766375号，该专利是利用反射罩与灯罩上的菱 镜调整光型搭配传统的灯泡，以产生非对称的光场分布。
请参照美国专利公告号第3775605号、第4041306号、第4096555号、第 4358816号、第4651260号，上述专利皆为利用各种不同的反光灯罩结构进行 反射，且搭配传统灯泡来实现非对称的光场分布。
发明内容
本发明提供一种照明装置，通过具有多种曲率的封装透镜结构，对应形成 不同角度的光照射范围，并使面向车辆行进方向的光线照射角度縮小，以避免 道路照明光线直射到驾驶者的视线内，从而改善眩光问题。
因此，本发明所揭露的照明装置，包含有..发光单元，用以产生光线，并具有一出光轴；及透镜模块，设置在发光单元的一侧，或者包覆发光单元，透 镜模块具有出光面，其出光面形成有多个不同曲率的曲面，各个曲面相邻的第 一界线可经过出光轴，或者偏离(offset)出光轴，而透镜模块接收由发光单元产 生的光线，并根据各个曲率使自出光面出光的光线形成不同光照射范围。
本发明提供一种照明装置，包含-一发光单元，用以产生一光线，并具有一 出光轴；及一透镜模块，具有一出光面，该出光面具有多个曲面，该透镜模块
接收该光线并自上述曲面出光，上述曲面具有至少二个曲率，上述曲率用以调 整自上述曲面出光的该光线所形成的光照射范围。
本发明另提供一种照明装置，包含多个发光单元，每一该发光单元用以产
生一光线，并具有一出光轴；及多个透镜模块，成阵列方式排列，每一该透镜 模块分别对应上述发光单元之一，每一该透镜模块具有一出光面，该出光面具 有多个曲面，上述透镜模块接收该光线并自上述曲面出光，上述曲面具有至少 二个曲率，上述曲率用以调整自上述曲面出光的该光线所形成的光照射范围。
通过上述照明装置，通过将具有多种曲率的封装透镜结构与发光单元结 合，以减轻照明装置的重量与縮小其体积，且可结合多种曲率的封装透镜结构 以供不同角度的光照射范围的应用。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。
图1A为本发明第一实施例的立体示意图1B为本发明第一实施例的侧视示意图2A为本发明第二实施例的立体示意图2B为本发明第二实施例的第一侧视图2C为本发明第二实施例的第二侧视图2D为本发明第二实施例的另一第二侧视图3A为本发明第一实施例的光照射范围示意图3B为本发明第二实施例的光照射范围示意图4A为本发明第三实施例的示意图4B为本发明第四实施例的示意图；图5A为本发明第五实施例的示意图;
图5B为本发明第六实施例的示意图； 图5C为本发明第七实施例的示意图； 图5D为本发明第八实施例的示意图。
其中，附图标记
10发光单元
10a出光轴
20透镜模块
20a受光面
20b出光面
21第一曲面
21a第一光轴
21b第一角度
22第二曲面
22a第二光轴
22b第二角度
23第三曲面
23a第三光轴
23 b第三角度
24第四曲面
24a第四光轴
24b第四角度
25长轴
26短轴
30第一界线
31第二界线
50固定式灯杆
51弯折式灯杆
60道路
61第一光照射范围62 第二光照射范围
63 第三光照射范围
64 第四光照射范围 100 照明装置
具体实施例方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实 施例详细说明如下。
请参照图1A，为本发明*一实施例的立体示意图。如图1A所示，本发 明的照明装置100包含有发光单元10与透镜模块20。其中透镜模块20具有 第一曲面21与第二曲面22，而第一曲面21与第二曲面22之间以第一界线30 作区隔。
请参照图1B，为本发明第一实施例的侧视图。如图1B所示，为了方便说 明，图1B中的发光单元10与透镜模块20为分离状态，实际上视使用需求可 为相互结合。发光单元10设置于透镜模块20的一侧，另外，熟悉本领域的技 术人员亦可将发光单元10设置于透镜模块20中，换言之，透镜模块20包覆 发光单元IO。发光单元IO用以产生多个光线，并具有一出光轴10a，而出光 轴10a是代表由发光单元IO所产生的光线的主要行进方向。其中发光单元10 可以例如是发光二极管、白炽灯或气体放电灯。
透镜模块20具有受光面20a与出光面20b。出光面20b具有不同曲率的 第一曲面21与第二曲面22。第一曲面21与第二曲面22所相邻的第一界线30 可经过出光轴10a亦可偏离出光轴10a，换言之，第一界线30可不对准出光 轴10a。受光面20a接收光线并根据各个曲率使自出光面20b出光的光线形成 不同光照射范围，其中通过改变出光面20b的曲率值即可调整光照射范围。第 一曲面21具有第一光轴21a，而第一光轴21a与出光轴10a相夹第一角度21b， 第一光轴21a可由第一曲面21的出光强度分布来定义，例如为第一曲面21的 出光强度最大值所指引的方向。第二曲面22具有第二光轴22a，而第二光轴 22a与出光轴10a相夹第二角度22b，第二光轴22a可由第二曲面22的出光强 度分布来定义，例如为第二曲面22的出光强度最大值所指引的方向。第一光 轴21a与出光轴10a所夹的第一角度21b小于第二光轴22a与出光轴10a所夹的第二角度22b。其中透镜模块20可以例如是玻璃、塑胶、硅胶或水等透光 性材质所构成。
请参照图2A，为本发明第二实施例的立体示意图。如图2A所示，本发 明的照明装置100包含有发光单元10与透镜模块20。其中透镜模块20具有 第一曲面21、第二曲面22、第三曲面23与第四曲面24，而第一曲面21与第 二曲面22之间以第一界线30作区隔，第三曲面23与第四曲面24之间以第一 界线30作区隔，第一曲面21与第三曲面23之间以第二界线31作区隔，第二 曲面22与第四曲面24之间以第二界线31作区隔。第一界线30与第二界线 31交叉，在第二界线31的两侧具有不同曲率的第一曲面21、第二曲面22、 第三曲面23与第四曲面24。
请参照图2B，为本发明第二实施例的第一侧视图(参照图2A中的第一侧 视方向)。如图2B所示，为了方便说明，图2B中的发光单元10与透镜模块 20为分离状态，实际上视使用需求可为相互结合。发光单元10设置于透镜模 块20的一侧，另外，熟悉本领域的技术人员亦可将发光单元IO设置于透镜模 块20中，换言之，透镜模块20包覆发光单元10。发光单元10用以产生多个 光线，并具有一出光轴10a，而出光轴10a是代表由发光单元IO所产生的光 线的主要行进方向。其中发光单元IO可以例如是发光二极管、白炽灯或气体 放电灯。
透镜模块20具有受光面20a与出光面20b。出光面20b具有不同曲率的 第三曲面23、第四曲面24。第三曲面23与第四曲面24所相邻的第一界线30 可经过出光轴10a亦可偏离出光轴10a，换言之，第一界线30可不对准出光 轴10a。受光面20a接收光线并根据各个曲率使自出光面20b出光的光线形成 不同光照射范围，其中通过改变出光面20b的曲率值即可调整光照射范围。第 三曲面23具有第三光轴23a,而第三光轴23a与出光轴10a相夹第三角度23b。 第三光轴23a可由第三曲面23的出光强度分布来定义，例如为第三曲面23的 出光强度最大值所指引的方向。第四曲面24具有第四光轴24a，而第四光轴 24a与出光轴10a相夹第四角度24b。第四光轴24a可由第四曲面24的出光强 度分布来定义，例如为第四曲面24的出光强度最大值所指引的方向。第三光 轴23a与出光轴10a所夹的第三角度23b小于第四光轴24a与出光轴10a所夹 的第四角度24b。其中透镜模块20可以例如是玻璃、塑胶、硅胶或水等透光
8性材质所构成，因此具有重量轻与体积小的优点。
请参照图2C，为本发明第二实施例的第二侧视图(参照图2A中的第二侧
视方向)。如图2C所示，为了方便说明，图2C中的发光单元10与透镜模块 20为分离状态，实际上视使用需求可为相互结合。第二曲面22与第四曲面24 之间以第二界线31作区隔。第二曲面22与第四曲面24所相邻的第二界线31 可经过出光轴10a亦可偏离出光轴10a,换言之，第二界线31可不对准出光 轴10a(如图2D所示)。第二光轴22a与出光轴10a所夹的第二角度22b小于第 四光轴24a与出光轴10a所夹的第四角度24b。
请参照图3A，为本发明第一实施例的光照射范围示意图。如图3A所示， 本发明的照明装置100可设置于固定式灯杆50上，用以照射一道路60。
照明装置100根据第-一曲面21与第二曲面22于道路60上对应形成第一 光照射范围61与第二光照射范围62，而道路60的车辆行进方向先经过第一 光照射范围61，再经过第二光照射范围62。由于第一光照射范围61属于小角 度(例如，45度至30度)的照射光源，因此不会直接射入驾驶者的视线范围内， 从而改善眩光现象，而第二光照射范围62属于大角度(例如，50度至70度) 的照射光源，当车辆进入第二光照射范围62时，驾驶者己经背对照射光源， 故不会受到眩光现象影响，且第二光照射范围62提供较长距离的照明范围， 相对提升道路照明效率。
请参照图3B，为本发明第二实施例的光照射范围示意图。如图3B所示， 本发明的照明装置100可设置于固定式灯杆50上，用以照射一道路60。其中 为了方便呈现各个光射范围的差别，图3B中的照明装置100以分离的状态的 进行绘示，而实际上照明装置100如图2A所示。
照明装置100根据第一曲面21与第三曲面23于道路60上对应形成第一 光照射范围61与第三光照射范围63。第二曲面22与第四曲面24于道路60 上对应形成第二光照射范围62与第四光照射范围64，而道路60的车辆行进 方向先经过第一光照射范围61与第三光照射范围63，再经过第二光照射范围 62与第四光照射范围64。由于第一光照射范围61与第三光照射范围63属于 小角度(例如，40度至30度)的照射光源，因此不会直接射入驾驶者的视线范 围内，从而改善眩光现象，而第二光照射范围62与第四光照射范围64属于大 角度(例如，60度至70度)的照射光源，当车辆进入第二光照射范围62与第四光照射范围64时，驾驶者已经背对照射光源，故不会受到眩光现象影响，且
第二光照射范围62与第四光照射范围64提供较长距离的照明范围，相对提升 道路照明效率。
请参照图4A，为本发明第三实施例的示意图。如图4A，通过将多个照明 装置100装设于固定式灯杆50上，以提升照明亮度。
请参照图4B，为本发明第四实施例的示意图。如图4B所示，通过将多个 照明装置100装置装设于弯折式灯杆51上，以提升照明亮度，并调整照明角度。
请参照图5A，为本发明第五实施例的示意图。如图5A所示，多个照明 装置100以阵列方式排列于固定式灯杆50(或者弯折式灯杆51)上，另外熟悉 本领域的技术人员亦可将多个照明装置100以阵列方式排列于基板上，而基板 可以例如是金属、塑胶、玻璃、硅基板或陶瓷材质所构成。每一个照明装置 100的发光单元与透镜模块分别对应设置。
每一个透镜模块20以阵列方式排列。每一个透镜模块20概略为长矩形状， 并具有长轴25与短轴26,而长轴25与短轴26为相互垂直。其中每行的透镜 模块20的长轴25与每列的透镜模块20的长轴25为相互平行，而每行的透镜 模块20的短轴26与每列的透镜模块20的短轴26为相互平行。
请参照图5B，为本发明第六实施例的示意图。如图5B所示，多个照明装 置100以阵列方式排列于固定式灯杆50(或者弯折式灯杆51)上，另外熟悉本 领域的技术人员亦可将多个照明装置100以阵列方式排列于基板上，而基板可 以例如是金属、塑胶、玻璃、硅基板或陶瓷材质所构成。每一个照明装置ioo 的发光单元与透镜模块为分别对应设置。
每一个透镜模块20以阵列方式排列。每一个透镜模块20概略为长矩形状， 并具有长轴25与短轴26，而长轴25与短轴26为相互垂直。其中奇数行的透 镜模块20的长轴25为相互平行，并与偶数行的透镜模块20的长轴25为相互 垂直。
请参照图5C，为本发明第七实施例的示意图。如图5C所示，多个照明装 置100以阵列方式排列于固定式灯杆50(或者弯折式灯杆51)上，另外熟悉本 领域的技术人员亦可将多个照明装置100以阵列方式排列于基板上，而基板可 以例如是金属、塑胶、玻璃、硅基板或陶瓷材质所构成。每一个照明装置ioo的发光单元与透镜模块为分别对应设置。
每一个透镜模块20以阵列方式排列。每一个透镜模块20概略为长矩形状，
并具有长轴25与短轴26，而长轴25与短轴26为相互垂直。其中奇数列的透 镜模块20的长轴25为相互平行，并与偶数列的透镜模块20的长轴25为相互垂直。
请参照图5D，为本发明第八实施例的示意图。如图5D所示，多个照明 装置100以阵列方式排列于固定式灯杆50(或者弯折式灯杆51)上，另外熟悉 本领域的技术人员亦可将多个照明装置100以阵列方式排列于基板上，而基板 可以例如是金属、塑胶、玻璃、硅基板或陶瓷材质所构成。每一个照明装置 100的发光单元与透镜模块为分别对应设置。
每一个透镜模块20以阵列方式排列。每--个透镜模块20概略为长矩形状， 并具有长轴25与短轴26，而长轴25与短轴26为相互垂直。其中奇数行的透 镜模块20的长轴25与偶数行的透镜模块20的长轴25为相互垂直，奇数列的 透镜模块20的长轴25与偶数列的透镜模块20的长轴25为相互垂直。
综合以上所述，本发明的照明装置，通过将具有多种曲率的封装透镜结构 与发光单元结合，以减轻照明装置的重量与缩小其体积，且可结合多种曲率的 封装透镜结构以供不同角度的光照射范围的应用。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这 些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1. 一种照明装置，其特征在于，包含有一发光单元，用以产生一光线，并具有一出光轴；及一透镜模块，具有一出光面，该出光面具有多个曲面，该透镜模块接收该光线并自上述曲面出光，上述曲面具有至少二个曲率，上述曲率用以调整自上述曲面出光的该光线所形成的光照射范围。
2. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，其中上述曲面包含有一第 一曲面与一第二曲面，且该第一曲面具有一第一光轴，该第二曲面具有一第二光轴，该第一光轴与该出光轴所夹的第一角度小于该第二光轴与该出光轴所夹 的第二角度。
3. 如权利要求2所述的照明装置，其特征在于，其中该发光单元与该透镜 模块设置于一灯杆上，用以照射一道路，并根据该第一曲面与该第二曲面于该 道路上对应形成一第一光照射范围与一第二光照射范围，该道路的车辆行进方 向先经过该第一光照射范围，再经过该第二光照射范围。
4. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，其中该透镜模块的上述曲 面相邻的一第一界线与一第二界线交叉，在该第二界线的两侧具有多个不同曲 率的曲面。
5. 如权利要求4所述的照明装置，其特征在于，其中上述曲面包含有一第 一曲面、 一第二曲面、 一第三曲面与一第四曲面，且该第一曲面具有一第一光 轴，该第二曲面具有一第二光轴，该第一光轴与该出光轴所夹的第一角度小于 该第二光轴与该出光轴所夹的第二角度，该第三曲面具有一第三光轴，该第四 曲面具有一第四光轴，该第三光轴与该出光轴所夹的第三角度小于该第四光轴 与该出光轴所夹的第四角度。
6. 如权利要求5所述的照明装置，其特征在于，其中该发光单元与该透镜 模块设置于一灯杆上，用以照射一道路，并根据该第一曲面、该第二曲面、该 第三曲面与该第四曲面于该道路上对应形成一第一光照射范围、一第二光照射 范围、 一第三光照射范围与一第四光照射范围，该道路的车辆行进方向先经过 该第一光照射范围与该第三光照射范围，再经过该第二光照射范围与该第四光 照射范围。
7. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，其中该发光单元为发光二 极管、白炽灯或气体放电灯。
8. —种照明装置，其特征在于，包含有多个发光单元，每一该发光单元用以产生一光线，并具有一出光轴；及多个透镜模块，成阵列方式排列，每一该透镜模块分别对应上述发光单元 之一，每一该透镜模块具有-一出光面，该出光面具有多个曲面，上述透镜模块 接收该光线并自上述曲面出光，上述曲面具有至少二个曲率，上述曲率用以调 整自上述曲面出光的该光线所形成的光照射范围。
9. 如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，其中每一该透镜模块为长 矩形状，具有一长轴与一短轴，每行的该透镜模块的该长轴与每列的该透镜模 块的该长轴为相互平行。
10. 如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，其中每一该透镜模块为 长矩形状，具有一长轴与一短轴，奇数行的该透镜模块的该长轴为相互平行， 并与偶数行的该透镜模块的该长轴为相互垂直。
11. 如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，其中每一该透镜模块为 长矩形状，具有一长轴与一短轴，奇数列的该透镜模块的该长轴为相互平行， 并与偶数列的该透镜模块的该长轴为相互垂直。
12. 如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，其中每一该透镜模块为 长矩形状，具有一长轴与一短轴，奇数行的该透镜模块的该长轴与偶数行的该 透镜模块的该长轴为相互垂直，奇数列的该透镜模块的该长轴与偶数列的该透 镜模块的该长轴为相互垂直。
全文摘要
一种照明装置，包含有一发光单元，用以产生光线，并具有出光轴；及透镜模块，具有出光面，其出光面具有多个曲面，透镜模块接收光线并自各个曲面出光，各个曲面具有至少二个曲率，而各曲率用以调整自各个曲面出光的光线所形成的光照射范围。
文档编号F21W131/103GK101532637SQ20081008572
公开日2009年9月16日 申请日期2008年3月13日 优先权日2008年3月13日
发明者张学智, 胡鸿烈, 陈振坤, 陈秋伶, 黄胜邦 申请人:财团法人工业技术研究院