[发明专利]光源引导装置

说明书

本发明系一种光源引导装置，包括一光源折射单元及一光源反射单元，光源折射单元接收光源所发出一部分的光线，且光源折射单元利用内外表面所设置的几何形状，将此一部分的光线于受光面形成矩形光斑，光源反射单元则接收光源所发出的另一部分光线，且光源反射单元利用其表面设置的几何形状，将光源所发出的另一部份光线反射形成矩形光斑，使此两矩形光斑相互重叠，加强矩形光斑的照度。

技术领域

本发明系有关于光学透镜及反射镜，尤指一种将发光二极管的一部份光源经由透镜于受光面产生矩形光斑，以及将另一部分光源经由反射镜在受光面上形成矩形光斑，此两矩形光斑彼此重叠之光源引导装置。

背景技术

近年来，由于发光二极管(Light-emitting diode，简称：LED)具有发光效率高、使用寿命长、色域广阔、反应时间短、体积小、无汞等优点，逐渐取代传统照明组件，例如：白炽灯，卤素灯甚至高压钠灯等，并广泛地应用在不同领域上，例如：应用在电子产品、家电产品或道路照明等。

以往使用发光二极管的照明设备，为了让发光二极管所发出的光线能有效的被利用，对于发光二极管的光源的配光，通常采用光学透镜来实现。例如大陆实用新型专利《自由曲面的LED光源的透镜》”(实用新型专利公开号：CN201568890U)，此光学透镜含有一个自由曲面的内表面及外表面，自由曲面的设计采用等照度网格法，外表面的自由曲面上的每一大小不相等的小格对应受光面上划分好的相等面积的矩形小格，内表面的自由曲面对应于外表面同样划分成相等份数的大小不相等的小格。表面结构上采用微分云点构面法，提供一种出光矩形光斑、光通量利用效率高、照度均匀度高的自由曲面的LED光源的透镜。

但此专利前案所提的光学面是由一组非线性联立偏微方程所描述，此方程式组一般没有解析解，需要使用数值方法来求得足够精确的近似解，才能有利用价值，但是数值求解收敛至足够精确很困难，至今未有良好有效率的解法，故未能够构形将光线有效并且均匀的投射于受光面的光学透镜，故此乃一件亟待解决的问题。

对于非对称光型有例如美国专利《ASYMMETRIC AREA LIGHTING LENS》(专利公开号：US2014/0016326A1)，提出一种透镜：主要由二折射面及一全反射面来构成。设有一直线通过光源中心，并设有一平面包含此直线，第一折射面设在此平面之一侧而第二折射面及全反射面设在平面的另一侧，并设有一受光面位于直线上之某一点且垂直于此直线，包含直线的平面将受光面分成二个区域，一区域在第一折射面这一侧形成亮区内，另一区域在包含有第二折射面及全反射面这一侧形成暗区以形成非对称的光型。暗区的形成是利用第二折射面及全反射面将光线引导至其对面他侧的亮区受光面，此时被折射及全反射的光线对于通过光源中心的直线之角度受限于透镜材料的折射率，不可能违反折射定理，故该角度不能太大，且光源能量在受光面上的分布并不对称，故难以形成均匀的矩形照度分布，故在须要灯具与照射面矩离短且矩形均匀照度的场合如巨型的广告牌的时候并不好用此方法。故此乃亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于先前技术中光学透镜的构形困难的问题，本发明之一目的即是提出一种依据较简易的一阶二维非线性常微方程式求解出光学透镜的构形，使得投射出大范围且强化照度及均匀照度的矩形光斑。

根据本发明之一目的，系提供一种光源引导装置，包括一光源折射单元及一光源反射单元，其中光源折射单元的内表面接收光源所发出的一部分光线，光源折射单元的外表面的几何形状将此一部分的光线于投射于受光面形成偏置于光源的中心轴的一侧之矩形光斑，光源反射单元利用面对光源之一面的几何形状反射光源所发出的另一部分光线形成另一个矩形光斑，与折射单源之所形成之矩形光斑相互重叠，加强非对称矩形光斑的照度。光斑。