[实用新型]透镜及包含该透镜的LED照明装置

说明书

技术领域

本实用新型是有关于一种透镜及包含该透镜的LED照明装置，尤指一种具有特殊透镜的LED照明装置，该透镜能产生一特定光形以使该LED照明装置符合特定的道路照明规范。 

背景技术

为提供有效的道路照明以保护用路者的安全，各国政府皆对街灯的照度及其均匀度制定订有相关照明规范。以北美照明协会(IES)对街灯的分类标准为例，街灯的光分布型态可分为沿路面方向的“垂直光分布(Vertical lightdistribution)”及横跨路面的“横向光分布(Lateral light distribution)”。其中，IES的“垂直光分布”依灯具最大光度中心点照射至路面的范围与灯具间的水平距离可分成短分布(Short)、中分布(Medium)及长分布(Long)三种。根据定义，短分布(Short)是指灯具最大光度中心点照射至路面的范围与灯具间的水平距离，为灯具设置高度(Mount Height)的1.0至2.25倍；中分布(Medium)是指灯具最大光度中心点照射至路面的范围与灯具间的水平距离，为灯具设置高度的2.25至3.75倍；以及长分布(Long)是指灯具最大光度中心点照射至路面的范围与灯具间的水平距离，为灯具设置高度的3.75至6倍。 

另一方面，IES的“横向光分布”依灯具1/2最大光度(Half-maximumcandela)形成的轨迹所涵盖的范围区分为Type I、Type II、Type III、Type IV及Type V五种主要分布型态，如图11所示。其中，Type I分布是指该轨迹涵盖的范围为道路侧(Street side)及房屋侧(House side)路宽为灯具高度的1.0倍以内者。Type II分布是指该轨迹涵盖的范围为道路侧路宽为灯具高度的1.0 至1.75倍者。Type III分布是指该轨迹涵盖的范围为道路侧路宽为灯具高度的1.75至2.75倍者。Type IV分布是指该轨迹涵盖的范围为道路侧路宽为灯具高度2.75倍以上的宽广道路。Type V分布是指该轨迹涵盖的范围对各方向均能获得路宽为灯具高度的1.0倍以内者。 

基本上，传统以钨丝或气体放射为光源的街灯大多已符合上述照明标准的要求。然而，由于单颗高功率发光二极管的光度目前相较于传统光源仍较弱，因此必须要用多颗阵列的发光二极管来达到足够的亮度。故以发光二极管为光源的街灯仍需特别地设计以符合一般照明标准的要求，例如美国专利公告第US2009/0225543号或第US2009/0225543号所揭露的LED照明装置。 

实用新型内容

本实用新型提供一种透镜及包含该透镜的LED照明装置，其利用一种特殊透镜以使其光分布符合一般照明标准，特别是符合IES的Type II、Type III及Type IV的道路侧照明规范。 

详而言之，本实用新型的LED照明装置包括一电路板、多个设于该电路板的LED光源，以及多个分别套设于所述LED光源的透镜，其中每一透镜包括相连的一主镜体及一副镜体。该主镜体具有相背对的一入射面及一外凸曲面。该入射面由该主镜体的一侧朝另一侧倾斜。倾斜的方式可以是以斜面或弧面，甚或是以阶梯的方式倾斜。该副镜体延伸自该主镜体的该另一侧，且包括一入光面、一反射面及一出光面。该副镜体的入光面面对该主镜体的入射面。该反射面背对该入光面。此外，该透镜使得该LED光源所发出的光束一部分透过该主镜体的入射面进入该主镜体并直接经由该外凸曲面往一目标区域发散出去，而另一部分光束透过该副镜体的入光面进入该副镜体并直接入射至该反射面，并被该反射面反射至该出光面，进而由该出光面朝该目标区域偏折出去。如此，每一透镜的主镜体能将一部分的光束投向该目标区域以符合IES的Type II、Type III或Type IV的分布型态，而该副镜体能将另一 光束作充分的利用以增加该目标区域的亮度。 

本实用新型的透镜包括：一主镜体，具有相背对的一入射面及一外凸曲面；所述入射面由所述主镜体的一侧朝另一侧倾斜；一副镜体，延伸自所述主镜体的所述另一侧，且包括一入光面、一反射面及一出光面；所述副镜体的入光面面对所述主镜体的入射面；所述反射面背对所述入光面；其中，所述透镜使得位在所述主镜体的入射面与所述副镜体的入光面之间的一发光元件所发出的光束一部分透过所述主镜体的入射面进入所述主镜体并直接经由所述外凸曲面往一目标区域发散出去，而另一部分光束透过所述副镜体的入光面进入所述副镜体并直接入射至所述反射面，并被所述反射面以全反射的方式反射至所述出光面，进而由所述出光面朝所述目标区域偏折出去。