專利名稱：光學(xué)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型與照明領(lǐng)域相關(guān)，特別是指一種引導(dǎo)發(fā)光二極管之光線照射出類橢圓光形的光學(xué)透鏡，可應(yīng)用于背光模塊或廣告廣告牌。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)因具有低耗電、高效能及壽命長等特性，因此近年來已廣泛應(yīng)用于照明燈具或背光模塊等技術(shù)領(lǐng)域中。然而，發(fā)光二極管與傳統(tǒng)光源相比發(fā)光二極管之光線發(fā)散角度較小，因而若應(yīng)用于照明燈具時，則需增加發(fā)光二極
管之?dāng)?shù)量。例如在背光模塊方面，是將發(fā)光二極管設(shè)置在發(fā)光條上為點光源發(fā)光，然而，發(fā)光二極管出光范圍具有指向性，故須根據(jù)其出光調(diào)整至所需之范圍，以適用于背光模塊上。因此，如何有效針對該LED光源之投射強度、投射范圍，以及其照射均勻度進行改善，為本領(lǐng)域相關(guān)從業(yè)者極欲改善之課題。以需求來說，設(shè)計一個可以引導(dǎo)一發(fā)光二極管之光線而產(chǎn)生一類橢圓光形之光學(xué)透鏡，可于各種不同之使用條件下，皆能提供最佳之照射狀態(tài)，已成市場應(yīng)用上之一個刻不容緩的議題。

實用新型內(nèi)容有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)之問題，本實用新型之目的提供一種引導(dǎo)發(fā)光二極管光線以照射出類橢圓光形，可適用于背光模塊以減少其光條數(shù)量的光學(xué)透鏡，來解決已知技術(shù)之問題。
根據(jù)本實用新型之目的，提出一種光學(xué)透鏡，供引導(dǎo)一發(fā)光二極管之光線而產(chǎn)生一類橢圓光形，而該光學(xué)透鏡具有一透鏡本體，包含一出光面及一入光面。該出光面為一曲面，且該出光面之投射面呈一類橢圓形而具有一長軸及一短軸，該長軸之長度為a，該短軸之長度為b，該短軸垂直于該長軸，又該出光面之中心位置具有一頂點。另外該入光面具有一內(nèi)曲面及一底面，該內(nèi)曲面供以容置該發(fā)光二極管，且該入光面與該出光面連接形成該透鏡本體之外表面。又該透鏡本體具有一透鏡高度為C。其中，該長軸之長度a、該短軸之長度b及該透鏡高度c系符合下列關(guān)系式:l<a/b ^ 1.67 ;及 2 芻 a/c 芻 6。另外，為了調(diào)整出光之不同地類橢圓效果，其中該底面可設(shè)有一鋸齒狀結(jié)構(gòu)、一網(wǎng)點結(jié)構(gòu)、一霧化結(jié)構(gòu)或其組合，因此提升不同使用狀態(tài)或環(huán)境下之適用性。在本實用新型中，該透鏡本體之該入光面處內(nèi)凹形成具有該內(nèi)曲面之一容置室，用以容置該發(fā)光二極管，而該內(nèi)曲面之邊緣圍閉形成一圓形開口或一類橢圓形開口，由于不同之開口形狀會決定光源進入該透鏡本體之距離與角度，進而改變出光后之路徑表現(xiàn)。藉此皆可進一步調(diào)整不同之出光效果以及均勻度呈現(xiàn)。另外，本實用新型之光學(xué)透鏡更包含一外壁，該外壁圍繞設(shè)置于該透鏡本體上，且該外壁表面設(shè)有一網(wǎng)點結(jié)構(gòu)或一霧化結(jié)構(gòu)。而光學(xué)透鏡更包含復(fù)數(shù)個柱腳，且該些柱腳設(shè)置于該外壁底部。對此在與發(fā)光二極管相互安裝過程中，例如背光模塊之組裝制程工序上，系可快速實現(xiàn)部分終端產(chǎn)品之裝載。較佳地，本實用新型之光學(xué)透鏡之該出光面之中央表面為平坦之一平面、一凹弧面或一凸弧面其中之一者。透過該等不同結(jié)構(gòu)之調(diào)整，可使該發(fā)光二極管光源于該出光面之總體呈現(xiàn)大致發(fā)散或聚焦之不同光源照射效果。另外，在本實用新型中，該內(nèi)曲面之一中心點位置伴隨該出光面之該頂點位置在一維空間坐標(biāo)下為相同方向之變化。藉此在改變該光學(xué)透鏡之尺寸設(shè)計或些微結(jié)構(gòu)變化下，仍能避免光線軌跡于透鏡本體中之傳遞路徑過于分散影響目標(biāo)照射區(qū)域之強度表現(xiàn)。為讓本實用新型之上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。

圖1A，為本實用新型之光學(xué)透鏡之第一實施例立體示意圖。圖1B，為本實用新型之光學(xué)透鏡之第一實施例俯視示意圖。圖1C，為本實用新型之光學(xué)透鏡之第一實施例剖面示意圖。圖2A，為本實用新型之光學(xué)透鏡之第二實施例立體示意圖。圖2B，為本實用新型之光學(xué)透鏡之第二實施例俯視示意圖。圖2C，為本實用新型之光學(xué)透鏡之第二實施例剖面示意圖。圖3A，為本實用新型之光學(xué)透鏡之第三實施例立體示意圖。圖3B，為本實用新型之光學(xué)透鏡之第三實施例俯視示意圖。圖3C，為本實用新型之光學(xué)透鏡之第三實施例剖面示意圖。圖4A，為本實用新型之光學(xué)透鏡之第四實施例仰視示意圖。圖4B，為本實用新型之光學(xué)透鏡之第四實施例剖面示意圖。
具體實施方式
請一并參閱圖1A、圖1B及圖1C，其為本實用新型之光學(xué)透鏡之第一實施例立體示意圖、俯視示意圖及剖面示意圖。本實用新型之光學(xué)透鏡I具有一透鏡本體10，其可供以引導(dǎo)一發(fā)光二極管(圖未顯示)之光線而產(chǎn)生一類橢圓光形，而該光學(xué)透鏡I包含一出光面11及一入光面12。該出光面11為一曲面，且該出光面11之投射面呈一類橢圓形而具有一長軸111及一短軸112,該長軸111長度為al,該短軸112長度為bl,該短軸112垂直于該長軸111且該出光面之中心位置具有一頂點P，該頂點P位于該出光面11之表面。該入光面12具有一內(nèi)曲面121及一底面122，且該入光面12與該出光面11連接形成該透鏡本體10之外表面。又該透鏡本體10具有一透鏡高度為C。其中本實用新型之該長軸長度a、該短軸長度b及該透鏡高度c較佳可符合下列關(guān)系式:l<a/b蘭1.67 ;及2蘭a/c蘭6。其中a與b之關(guān)系為有效維持類橢圓形光形之實現(xiàn)以及不同環(huán)境下之適用性；至于a與c之關(guān)系為控制該類橢圓形光形的整體照射均勻度，藉此實現(xiàn)一均勻度極高且呈類橢圓形光形之照射效果。[0028]在本實施例中，該長軸長度a、該短軸長度b及該透鏡高度c由下列比例所制成該光學(xué)透鏡1:a:b:c=2.2:2:1.1。如此比例可有效呈現(xiàn)類橢圓形光形照射效果，并透過鄰接復(fù)數(shù)個類橢圓形光形可減少光形重迭或照射區(qū)域效率不佳之情況。對此除可提升照射面積區(qū)域范圍，且關(guān)于整體之發(fā)光二極管使用量亦可大幅降低進而減少終端產(chǎn)品成本。請再一并參閱圖2A、2B及2C，分別為本實用新型光學(xué)透鏡之第二實施例立體圖、俯視圖及剖面示意圖。為了滿足在不同使用狀態(tài)或環(huán)境下之適用性，該底面122可設(shè)有一鋸齒狀結(jié)構(gòu)、一網(wǎng)點結(jié)構(gòu)、一霧化結(jié)構(gòu)或其組合，然在本實施例中，于該底面122設(shè)置該鋸齒狀結(jié)構(gòu)作為示例，但不以此為限。如圖所示，該入光面12處內(nèi)凹形成一容置室120，且該容置室120具有一內(nèi)曲面121，可容置發(fā)光二極管，且該內(nèi)曲面121之邊緣圍閉形成一開口 1201，而該開口 1201可為一圓形開口或一類橢圓開口。由于不同之開口形狀會決定光源進入該透鏡本體之距離與角度，進而改變出光后之路徑表現(xiàn)。藉此皆可進一步調(diào)整不同之出光效果以及均勻度呈現(xiàn)。例如當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出光源，光源可從該入光面12射入該透鏡本體10內(nèi)，經(jīng)該內(nèi)曲面121及該底面122之一鋸齒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生折射調(diào)整不同之光線軌跡與方向，再由該出光面11射出形成類橢圓形光形。附帶一提的是，該出光面11之中央表面為平坦之一平面、一凹弧面或一凸弧面其中之一者。透過該等不同結(jié)構(gòu)之調(diào)整，可使該發(fā)光二極管光源于該出光面之總體呈現(xiàn)大致發(fā)散或聚焦之不同光源照射效果。本實施例以平面為適例且本實用新型之光學(xué)透鏡I可進一步包含一外壁13及復(fù)數(shù)個柱腳14，該外壁13圍繞設(shè)置于該透鏡本體10上，且該外壁13表面設(shè)有一網(wǎng)點結(jié)構(gòu)或一霧化結(jié)構(gòu)，而該些柱腳14則是設(shè)置于該外壁13底部。對此在與發(fā)光二極管相互安裝過程中，例如背光模塊之組裝制程工序上，可快速實現(xiàn)部分終端產(chǎn)品之裝載。接著，依據(jù)第一、二實施例，本實用新型更提出第三實施例作更進一步之舉例說明。請續(xù)以一并參閱圖3A、3B及3C，其為本實用新型之光學(xué)透鏡之第三實施例立體示意圖、俯視示意圖及剖面示意圖。該光學(xué)透鏡2具有一透鏡本體20并包含一出光面21及一入光面22。該出光面21為一曲面，且該出光面21之投射面呈一類橢圓形而具有一長軸211及一短軸212，該長軸211長度為a2、該短軸212長度為b2，該短軸212垂直于該長軸211，又該出光面之中心位置具有一頂點P，該頂點P位于該出光面21之表面。該入光面22具有一內(nèi)曲面221及一底面222，該內(nèi)曲面221供以容置該發(fā)光二極管，該透鏡本體20具有一透鏡高度為C。且該入光面22與該出光面21連接形成該透鏡本體20之外表面。在本實用新型中，該長軸長度a、該短軸長度b及該透鏡高度c較佳系符合下列關(guān)系式:l<a/b蘭1.67 ;及2蘭a/c蘭6。其中a與b之關(guān)系為有效維持類橢圓形光形之實現(xiàn)以及不同環(huán)境下之適用性；至于a與c之關(guān)系系為控制該類橢圓形光形的整體照射均勻度。藉此實現(xiàn)一均勻度極高且呈類橢圓形光形之照射效果。而在本實施例中，該長軸長度a、該短軸長度b及該透鏡高度c系由下列關(guān)系式制成該光學(xué)透鏡2:[0038]a:b:c=10.02:6:1.67。該比例相較于前述實施例更進一步調(diào)整類橢圓形之變化效果。亦即長短軸之比例差異較大。值得一提的是，雖然本實施例與前述實施例類橢圓比例不同，但該內(nèi)曲面221之一中心點Q位置伴隨該出光面21之該頂點P位置在一維空間坐標(biāo)下為相同方向之變化。具體來說，該出光面21及該內(nèi)曲面221具有相互的關(guān)系。當(dāng)出光面21之高度越高，則可形成越聚集之光形；若該內(nèi)曲面221之開口大小不變，而該內(nèi)曲面221之高度越高，則可取得越發(fā)散之光形。若本實用新型之光學(xué)透鏡應(yīng)用于背光光源，則需考慮照射范圍之大小，因此為克服已知技術(shù)之問題，以該底面222為基準(zhǔn)面，該出光面21之高度與該內(nèi)曲面221之高度互為正比，以取得較佳之類橢圓光形。又本實施例之該透鏡本體20之該入光面22處內(nèi)凹形成具有該內(nèi)曲面221之一容置室220，用以容置發(fā)光二極管，而發(fā)光二極管設(shè)置的位置及高度可以根據(jù)不同的需求來調(diào)整，在此并不局限。另外，該內(nèi)曲面221所形成之容置室220可以通過該頂點P之鉛直線為中心軸呈軸對稱設(shè)置，則該內(nèi)曲面221之邊緣是圍閉形成一圓形開口 2201，或以非對稱方式設(shè)置，則該內(nèi)曲面221之邊緣是圍閉形成一類橢圓開口 2201。如此一來，藉由本實用新型之光學(xué)透鏡2可引導(dǎo)發(fā)光二極管之光線而照射出類橢圓光形，因此若將本實用新型應(yīng)用于背光模塊時，由于該背光模塊之發(fā)光條上的發(fā)光二極管發(fā)光光形為類橢圓形，光形分布較習(xí)知圓形光形來的更廣，進而可以減少背光模塊的發(fā)光條數(shù)量，換句話說亦可減少材料成本及制程上之時間成本。請再一并參閱圖4A及4B，分別為本實用新型光學(xué)透鏡之第四實施例仰視示意圖及剖面示意圖。為了滿足在不同使用狀態(tài)或環(huán)境下之適用性，如圖所示，該底面322可設(shè)有一網(wǎng)點結(jié)構(gòu)、一霧化結(jié)構(gòu)或其組合，而在本實施例中，于該底面322設(shè)置該網(wǎng)點結(jié)構(gòu)作為示例，但不以此為限。當(dāng)然，以上所述僅是本實用新型的較佳實施例，故凡依本實用新型專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本實用新型專利申請范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)透鏡，供引導(dǎo)一發(fā)光二極管之光線而產(chǎn)生一類橢圓光形，而該光學(xué)透鏡具有一透鏡本體，其包含:一出光面，為一曲面，且該出光面之投射面呈一類橢圓形而具有一長軸及一短軸，該長軸之長度為a,該短軸之長度為b,該短軸垂直于該長軸；又該出光面之中心位置具有一頂點P ;以及一入光面，是與該出光面連接形成該透鏡本體之外表面，該入光面具有一內(nèi)曲面及一底面，該內(nèi)曲面供以容置該發(fā)光二極管；其中該透鏡本體具有一透鏡高度為C，且該長軸之長度a、該短軸之長度b及該透鏡高度c符合下列關(guān)系式:l<a/b 芻 1.67 ;及 2 芻 a/c 芻 6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透鏡，其特征在于:所述底面設(shè)有一鋸齒狀結(jié)構(gòu)、一網(wǎng)點結(jié)構(gòu)、一霧化結(jié)構(gòu)或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透鏡，其特征在于:所述內(nèi)曲面之邊緣是圍閉形成一圓形開口或一類橢圓開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透鏡，其特征在于:所述更包含一外壁，該外壁圍繞設(shè)置于該透鏡本體上，且該外壁表面設(shè)有一網(wǎng)點結(jié)構(gòu)或一霧化結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)透鏡，其特征在于:所述更包含復(fù)數(shù)個柱腳，且該些柱腳設(shè)置于該外壁底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透鏡，其特征在于:所述出光面之中央表面為一平面、一凹弧面或一凸弧面其中之一者。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透鏡， 其特征在于:所述內(nèi)曲面之一中心點位置伴隨該出光面之該頂點位置在一維空間坐標(biāo)下為相同方向之變化。
專利摘要本實用新型公開一種光學(xué)透鏡，供引導(dǎo)一發(fā)光二極管之光線而產(chǎn)生一類橢圓光形，而該光學(xué)透鏡具有一透鏡本體，其包含一出光面及一入光面。該出光面為一曲面，且該出光面之投射面呈一類橢圓形而具有一長軸及一短軸，該長軸之長度為a，該短軸之長度為b。該入光面具有一內(nèi)曲面及一底面，且該透鏡本體具有一透鏡高度為c。其中，該長軸之長度a、該短軸之長度b及該透鏡高度c符合下列關(guān)系式1<a/b≦1.67；及2≦a/c≦6。因此達到適用性極高且可減少發(fā)光二極管使用顆數(shù)并增加照射均勻度之發(fā)光二極管背光源或一般照明。
文檔編號F21V5/04GK203052526SQ20132001802
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者唐德龍, 魏志銘 申請人:東莞雷笛克光學(xué)有限公司