CN2904011Y - 运用于led的光纤透镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种运用于LED的光纤透镜，本实用新型主要是鉴于发光二极管(LED)的塑胶镜片(Plastic Lens)容易老化而使照明度不佳的问题，而以玻璃材质的光纤透镜来设置于LED上，其中该光纤透镜主要是由多个同一数值孔径(Numerical Aperture，NA)的单位光纤排列熔合而成，每一单元光纤包括有一透明纤核(Core)，透明纤核外部则包覆一纤衣(Cladding)，使各单位光纤排列熔合构成的透镜。由此结构，可使LED的射光角度，因选择不同数值孔径的光纤透镜而变化，更使LED能获得极佳照明度的功效。

Description

运用于LED的光纤透镜

技术领域

本实用新型涉及一种运用于LED的光纤透镜，主要是涉及发光二极管(LED)领域中，光纤透镜的基本结构改进。

背景技术

一般的发光二极管(LED)结构，如图16所示，大略设有一基座20，该基座20内具有一如GaN等发光元件21，该发光元件21外侧则罩覆一塑胶透镜(Plastic Lens)22，由该塑胶透镜22达到保护发光元件21及聚光的效果。

近来，亦有人针对发光二极管的镜片进行改进，例如中国台湾专利证书号码第M245555号「可增强光强度的透镜单元及其LED信号灯」新型专利案，是以多个透镜单元构成一透镜盘，该透镜盘包括一圆盘状本体和定位支柱，于该圆盘状本体上紧密排列以多个与LED点相同光源相对应的折射/聚光单元；而各透镜单元为一折射/聚光单元，其一面上排列成水平或垂直或者水平/垂直矩形条纹或者在各折射/聚光单元的一面表面的小曲面凸透镜上布设排列成水平或垂直或者水平/垂直的矩形条纹，并使各折射/聚光单元呈单凸或双凸透镜。

上述公知结构的缺陷如下：

1、图16所示的发光二极管，是以塑胶透镜22形成罩覆，但塑胶透镜22使用一段时间后约一年，塑胶易因紫外线的照射而老化、雾化，造成塑胶透镜22的透光性不佳，影响LED的照明度。

2、另外，一般公知的塑胶透镜22在光线照射后，会因塑胶透镜22的折射现象，而产生一圈如同被阴影遮住的光晕，影响LED的照明效果。

3、再者，前述中国台湾第M245555号新型专利案，是在一个弧面的透镜表面形成紧密排列的多个圆形光点或矩形条纹的「折射/聚光单元」。如此的设计虽具有折射及聚光的效果，但若透镜是以塑胶制成，则仍有前述塑胶老化、雾化等问题；

若是上述透镜是以玻璃透镜加工而成，则要于圆弧面的玻璃表面上加工，制造颇为麻烦，甚至照明变化愈多的透镜，表面加工愈复杂，制造困难度及成本即相对升高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种运用于LED的光纤透镜，以改善或克服上述公知结构因紫外线的照射而造成的老化、雾化的缺陷。

本实用新型的技术解决方案是：一种运用于LED的光纤透镜，其中，该熔合光纤透镜的核心是由多个同一数值孔径(Numerical Aperture，NA)的单位光纤排列而成，各单元光纤包括有一透明纤核(Core)，透明纤核外部则包覆一纤衣(Cladding)。

有利的是，其中各单位光纤排列成圆形的核心。

其中，各单位光纤可排列成六角形的核心。

其中，各单位光纤可排列成八角形的核心。

其中，各单位光纤的纤核为具有颜色的透明玻璃。

其中，各单位光纤的纤核断面为圆形。

其中，各单位光纤的纤核断面为椭圆形。

其中，各单位光纤的纤核断面为六角形。

其中，该光纤透镜核心内的各个单位光纤是以透镜中央为基准而呈一斜角相对排列的锥状排列结构。

本实用新型对照公知技术的功效：

一、照明度佳：

由于本实用新型光纤透镜内的每一个单位光纤，皆可单独传递光线，故将玻璃光纤透镜运用于发光二极管(LED)上，与公知使用塑胶透镜的发光二极管(LED)相比，具有照明度更亮、更清楚的效果。

二、制造简单：

本实用新型的结构，是将多个玻璃制成的单位光纤，利用真空高温的方式熔合成一光纤透镜，只须简单两面研磨成双平或弧形凹、凸造型，即可达到聚光变化的照明效果，具有制造简单的优点。

三、不会受紫外线影响而老化，具有不变色、使用寿命长的优点：

由于本实用新型各单位光纤皆以玻璃材质制成，故即使长时间曝露于外界，亦不会因紫外线的照射而影响照明度，达到使用寿命长的功效。

四、减少LED的体积：

由于本实用新型光纤透镜可制成平板状，且直接设于LED的发光元件上方，可有效降低LED的透镜高度，达到减少LED体积的功效。

附图说明

图1为本实用新型光纤透镜的断面示意图。

图2为本实用新型光纤透镜实施于LED时的局部立体剖面示意图。

图3为本实用新型光纤透镜实施于LED时的照射范围示意图。

图4为本实用新型光纤透镜实施于LED时的另一照射范围示意图。

图5为本实用新型光纤透镜另一较佳实施态样的断面示意图。

图6为本实用新型光纤透镜又一较佳实施态样的断面示意图。

图7为本实用新型光纤透镜再一较佳实施态样的断面示意图。

图8为本实用新型光纤透镜再一较佳实施态样的断面示意图。

图9为本实用新型光纤透镜再一较佳实施态样的断面示意图。

图10为本实用新型光纤透镜呈锥形排列较佳实施态样的断面示意图。

图11为本实用新型光纤透镜呈锥形排列另一较佳实施态样的断面示意图。

图12为本实用新型光纤透镜呈锥形排列又一较佳实施态样的断面示意图。

图13为本实用新型光纤透镜呈扇形排列较佳实施态样的断面示意图。

图14为本实用新型光纤透镜呈扇形排列另一较佳实施态样的断面示意图。

图15为本实用新型光纤透镜呈扇形排列又一较佳实施态样的断面示意图。

图16为公知LED结构的局部立体剖面示意图。

主要元件符号说明：

10、光纤透镜     100、光纤透镜

101、光纤透镜    11、单位光纤

110、透明纤核    111、纤衣

12、外纤衣       20、基座

21、发光元件     22、塑胶透镜

L₁、照明范围    L₂、照明范围

L₃、照明范围    L₄、照明范围

L₅、照明范围    S、透镜中心

F、焦点

具体实施方式

本实用新型为一种运用于LED的光纤透镜，如图1所示，本实用新型的光纤透镜10的核心是由多个同一数值孔径(Numerical Aperture，NA)的单位光纤11排列熔合而成，各单元光纤11包括有一玻璃透明纤核(Core)110，而各透明纤核110的断面可呈六角形、圆形或椭圆形，另外该透明纤核(Core)110亦可为具有颜色的透明玻璃所制成。

同样如图1所示，各透明纤核110外部则包覆有一不同折射率的纤衣(Cladding)111，且各单位光纤11排列成圆形的核心(如图1所示)，并于该核心***再设有一外纤衣12形成包覆，并以高压真空熔合而组成一光纤束棒，最后再切制成薄片状，或者可将外纤衣12予以磨除，以此而完成本实用新型的光纤透镜10。

本实用新型运用于发光二极管(LED)时，如图2、图3及图4所示，其中本实用新型的光纤透镜10可直接装设于LED基座20的发光元件21的上方(如图2所示)，由此当LED发出光线后，光线可透过各单位光纤11的纤核110的数值孔径(NA)，而产生一定的照明范围，而纤核110所设定的数值孔径(NA)不同，其照明范围亦有所不同。

如图3所示，当各单位光纤11的纤核110的数值孔径(NA)为0.1时，则光线进入各纤核110所产生的出光角度为11度，故使得实施本实用新型的LED呈现接近直射照明范围L₁的效果。

又如图4所示，当各单位光纤11的纤核110的数值孔径(NA)为0.44时，则光线进入各纤核110所产生的出光角度为52度，故使得实施本实用新型的LED可呈现一角度扩散的照明范围L₂的照明效果。由此可知，本实用新型可制造出各种不同数值孔径(NA)的光纤透镜10，让LED的设计厂商可依照其照明的需求，而选择适当数值孔径(NA)的光纤透镜10作为LED透镜，而使得LED照明范围的调整更为灵活，且达到可规格化供选择搭配的目的。

另外，再请配合图5所示，其中本实用新型的各单位光纤11可排列形成六角形核心的光纤透镜100；另外，如图6所示，其中本实用新型的各单位光纤11亦可排列形成八角形核心的光纤透镜101。

又如图7所示，其中该图7的实施状态，是将光纤透镜10表面研磨成一弧形面13，以此而使该光纤透镜10形成一凸透镜的型态，以此装设于LED基座20时，即可形成一较大的照明范围L₃。

又如图8的实施方式，则是将光纤透镜10表面研磨成一弧凹面14，以此而使该光纤透镜10形成一凹透镜的型态，以此装设于LED基座20时，即可形成一颈缩的照明范围L₄。

再请配合参看图9所示，其中本实用新型透镜可于制造时，利用模造的方式一体热压形成一拱型的光纤透镜10，使该光纤透镜10形成类似凸透镜的型态，当设置于LED基座20时，可使其照明范围L₅更为扩大。

再如图10至图15所示，其中本实用新型透镜可于制造时，在真空高温熔合的同时，将核心内的各个单位光纤11形成以透镜中央S为基准，而以一斜角相对排列或展开排列的锥状排列结构或扇形排列结构：

以图10为例，其中各单位光纤11是形成一向透镜中心S内缩斜角的锥形排列，而使经过该光纤透镜10的光线，得以由各单位光纤11呈相对斜锥状态的导引，而使光线聚集于一焦点F。

又如图11所示，其中各单位光纤11向透镜中心S内缩锥形排列的光纤透镜10，其顶面亦可配合研磨成一弧形面13，而构成本实用新型光纤透镜10呈现一凸透镜的实施方式。

再配合参看图12，其中各单位光纤11向透镜中心S呈内缩锥形排列的光纤透镜10，其顶面亦可配合研磨成一弧凹面14，构成本实用新型光纤透镜10呈现一凹透镜的实施型态。

再请参看图13所示，其中本实用新型光纤透镜10的各单位光纤11，是形成一向透镜中心S呈外展斜角的扇形排列，而使经过该光纤透镜10的光线可由各单位光纤11导引，而使光线生成更大范围的照明。

又如图14所示，其中各单位光纤11向透镜中心S呈外展斜角扇形排列的光纤透镜10，其顶面亦可配合研磨成一弧形面13，而形成又一凸透镜型态的光纤透镜10；另如图15所示，该纤透镜10的顶面，亦可配合研磨成一弧凹面14，形成另一凹透镜型态的光纤透镜10实施例。

虽然本实用新型已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖的范畴。

Claims (10)

1、一种运用于LED的光纤透镜，其特征在于，该熔合光纤透镜的核心是由多个同一数值孔径的单位光纤排列而成，各单元光纤包括有一透明纤核，透明纤核外部则包覆一纤衣。

2、如权利要求1所述运用于LED的光纤透镜，其特征在于，各单位光纤是排列成圆形或六角形或八角形的核心。

3、如权利要求1所述运用于LED的光纤透镜，其特征在于，各单位光纤的纤核为具有颜色的透明玻璃。

4、如权利要求1所述运用于LED的光纤透镜，其特征在于，各单位光纤的纤核断面为圆形或椭圆形或六角形及多边形。

5、如权利要求1所述运用于LED的光纤透镜，其特征在于，该光纤透镜核心内的各个单位光纤是以透镜中央为基准而呈一斜角相对排列的锥状排列结构。

6、如权利要求1所述运用于LED的光纤透镜，其特征在于，该光纤透镜核心内的各个单位光纤是形成向透镜中心内缩斜角的排列。

7、如权利要求1所述运用于LED的光纤透镜，其特征在于，该光纤透镜核心内的各个单位光纤是形成以向透镜中心外展斜角的扇形排列。

8、如权利要求1或5或6或7所述运用于LED的光纤透镜，其特征在于，该光纤透镜的表面研磨成一弧形面。

9、如权利要求1或5或6或7所述运用于LED的光纤透镜，其特征在于，该光纤透镜的表面研磨成一弧凹面。

10、如权利要求1或5或6或7所述运用于LED的光纤透镜，其特征在于，该光纤透镜为一弧拱型的光纤透镜。

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