TW201425813A - 光學透鏡以及應用該光學透鏡的發光元件 - Google Patents

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Abstract

一種光學透鏡，包括入光面，出光面以及側面，入光面上形成有一個容置腔，所述容置腔為圓錐面形狀且朝出光面方向凹入，出光面與入光面相對設置且朝遠離入光面的方向凸起，所述側面連接在入光面與出光面之間，側面的表面形成霧化結構而使光線散射。本發明還提供了一種應用上述光學透鏡的發光元件。

Description

光學透鏡以及應用該光學透鏡的發光元件
本發明涉及一種光學透鏡，尤其涉及一種出光均勻的光學透鏡以及應用該光學透鏡的發光元件。
發光二極體(Light Emitting Diode，LED)是一種可將電流轉換成特定波長範圍的光電半導體元件。發光二極體以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與積體電路匹配、驅動簡單、壽命長等優點，從而可作為光源而廣泛應用於照明領域。
發光二極體的光源的光場分佈通常呈朗伯分佈，對於大面積的照明光源來說其光線發散的角度較為集中。然而，在很多應用場合，通常需要提供一個出光角度較大並且出光均勻的發光二極體光源。因此，有必要為發光二極體光源設計一個光學透鏡以改變其光場分佈形狀。
有鑒於此，有必要提供一種出光均勻的光學透鏡以及應用該光學透鏡的發光元件。
一種光學透鏡，包括：
入光面，入光面上形成有一個容置腔，所述容置腔為圓錐面形狀且朝遠離入光面方向凹入；
出光面，與入光面相對設置且朝遠離入光面的方向凸起；以及
側面，連接在入光面與出光面之間，所述側面形成霧化結構而使光線散射。
一種發光元件，包括：
光學透鏡，包括入光面，出光面以及側面，入光面上形成有一個容置腔，所述容置腔為圓錐面形狀且朝出光面方向凹入，出光面與入光面相對設置且朝遠離入光面的方向凸起，所述側面連接在入光面與出光面之間，側面形成霧化結構而使光線散射；以及
發光二極體光源，所述發光二極體光源設置於入光面的遠離出光面的一側，所述發光二極體光源所發出的光線從入光面入射，然後經由出光面以及側面出射到外界環境。
在上述光學透鏡以及發光元件中，通過在入光面設置一個容置腔，所容置腔為圓錐面形狀且朝出光面方向凹入。當在入光面附近設置發光二極體光源時，所述容置腔將使到光線朝遠離光軸的方向出射。並且，由於側面形成有霧化結構，所述霧化結構將使到從側面出射的光線更加均勻化。
以下參照圖示，對本發明的光學透鏡與發光元件進行進一步的說明。
請參見圖1至圖2，本發明實施例提供的光學透鏡10包括入光面110，出光面120以及連接在入光面110與出光面120之間的側面130。所述光學透鏡10製作材料選自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及玻璃其中之一。在本實施例中，所述光學透鏡10具有一個光軸OO’，所述光學透鏡10沿光軸OO’呈軸對稱分佈。
所述入光面110為平面，入光面110的中部形成有一個容置腔111。所述容置腔111呈圓錐面形狀且朝出光面120方向凹入。在本實施例中，所述容置腔111的中心軸與光學透鏡10的光軸OO’重合。根據需要，所述圓錐面的頂點與底面之間的高度H大於底面的半徑R，以使光線以更大的角度朝遠離光學透鏡10的光軸OO’方向偏折。
所述出光面120沿遠離入光面110的方向凸起。根據需要，出光面120的中部還可以進一步形成有凹陷121，所述凹陷121從出光面120朝入光面110的方向凹入。
所述側面130連接在入光面110與出光面120之間。所述側面130形成有霧化結構而使光線散射。根據需要，所述霧化結構可通過噴砂加工方式的形成。此外，所述霧化結構亦可通過放電加工的方式形成。
圖3所示為應用上述光學透鏡10的發光元件20。所述發光元件20包括如圖1所示的光學透鏡10以及發光二極體光源210。所述發光二極體光源210設置於入光面110的遠離出光面120的一側。發光二極體光源210所發出的光線從光學透鏡10的入光面110入射，然後經由出光面120以及側面130出射到外界環境。
在上述光學透鏡10以及發光元件20中，由於入光面110上設置有一個容置腔111，所述容置腔111為圓錐面形狀且朝出光面120方向凹入。當在光學透鏡10的入光面110附近設置發光二極體光源210時，所述容置腔111將使發光二極體光源210所發出的光線朝遠離光軸OO’的方向偏折，從而擴大發光元件20的出光角度。並且，由於發光元件20的出光角度增大，在光學透鏡10的側面130出射的光線將相應增多。此時，通過在側面130形成有霧化結構，所述霧化結構將使從側面130出射的光線更加均勻化。因此，上述的光學透鏡10可在提高發光元件20的出光角度的同時使從光學透鏡10側面130出射的光線均勻化，從而使整個發光元件20所發出的光線較為均勻柔與。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10．．．光學透鏡
110．．．入光面
111．．．容置腔
120．．．出光面
121．．．凹陷
130．．．側面
20．．．發光元件
210．．．發光二極體光源
圖1是本發明實施例所提供的光學透鏡的立體圖。
圖2是圖1中的光學透鏡沿III-III方向的剖視示意圖。
圖3是應用圖1中的光學透鏡的發光元件的剖視示意圖。
110．．．入光面
111．．．容置腔
120．．．出光面
121．．．凹陷
130．．．側面
20．．．發光元件
210．．．發光二極體光源

Claims (10)

  1. 一種光學透鏡，包括：
    入光面，入光面上形成有一個容置腔，所述容置腔為圓錐面形狀且朝遠離入光面的方向凹入；
    出光面，與入光面相對設置且朝遠離入光面的方向凸起；以及
    側面，連接在入光面與出光面之間，所述側面形成霧化結構而使光線散射。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述側面通過噴砂加工方式形成表面霧化的結構。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述側面通過放電加工方式形成表面霧化的結構。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述圓錐面的頂點與底面之間的高度大於圓錐面底面的半徑。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述出光面的頂部形成有一個凹陷，所述凹陷從出光面朝入光面方向凹入。
  6. 一種發光元件，包括：
    光學透鏡，包括入光面，出光面以及側面，入光面上形成有一個容置腔，所述容置腔為圓錐面形狀且朝出光面方向凹入，出光面與入光面相對設置且朝遠離入光面的方向凸起，所述側面連接在入光面與出光面之間，側面形成霧化結構而使光線散射；以及
    發光二極體光源，所述發光二極體光源設置於入光面的遠離出光面的一側，所述發光二極體光源所發出的光線從光學透鏡的入光面入射，然後經由出光面以及側面出射到外界環境。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之發光元件，其中，所述側面通過噴砂加工方式形成表面霧化的結構。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之發光元件，其中，所述側面通過放電加工方式形成表面霧化的結構。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之發光元件，其中，所述圓錐面的頂點與底面之間的高度大於圓錐面底面的半徑。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之發光元件，其中，所述出光面的頂部形成有一個凹陷，所述凹陷從出光面朝入光面方向凹入。
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