TW201713895A - 光學透鏡及包括該光學透鏡的發光裝置 - Google Patents

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Abstract

一種光學透鏡，包括相背的頂部及底部。所述頂部沿所述光學透鏡的中軸向所述光學透鏡內部凹陷形成凹陷部。所述凹陷部的底面及所述頂部的外側面共同構成所述光學透鏡的出光面。所述底部沿所述光學透鏡的中軸開設有用於收容光源的收容槽。所述底部的外側面為曲面，以使光源發出的光到達所述底部的外側面時發生反射，並從所述出光面出射。

Description

光學透鏡及包括該光學透鏡的發光裝置
本發明涉及一種用於提升發光二極體出光利用率的光學透鏡及包括該光學透鏡的發光裝置。
目前，發光二極體被日益廣泛地應用在不同的場景中，例如，用作液晶顯示器的背光模組，或用在各式各樣的燈具中等。伴隨封裝技術由打線封裝向覆晶封裝及晶圓級封裝發展，發光二極體的出光角度也由頂面出光發展為頂面及側面出光。實際應用中，為調整發光二極體出光的光場，通常會在所述發光二極體的出光方向設置一個光學透鏡。然而，所述發光二極體側面底部所發出的光經所述光學透鏡大致呈橫向傳播，致使這一部分光線無法有效利用，從而導致光利用率較低。
有鑑於此，有必要提供一種能夠解決上述技術問題的光學透鏡及發光裝置。
一種光學透鏡，包括相背的頂部及底部。所述頂部沿所述光學透鏡的中軸向所述光學透鏡內部凹陷形成凹陷部。所述凹陷部的底面及所述頂部的外側面共同構成所述光學透鏡的出光面。所述底部沿所述光學透鏡的中軸開設有用於收容光源的收容槽。所述底部的外側面為曲面，以使光源發出的光到達所述底部的外側面時發生反射，並從所述出光面出射。
一種發光裝置，包括上述光學透鏡及光源，所述光源收容在所述收容槽中，所述光源可朝向各個方向發光。
相較於先前技術，本發明提供的光學透鏡及發光裝置，由於所述底部的外側面為曲面，可使得所述光源發出的光線在到達所述底部的外側面時，發生折射或反射並自所述光學透鏡的出光面出射，從而提高光利用率。
圖1為本發明第一實施方式提供的光學透鏡的立體示意圖。
圖2為圖1中所示光學透鏡另一視角的立體示意圖。
圖3為圖1中所示光學透鏡的正視示意圖。
圖4為包括圖3所述的光學透鏡的發光裝置的剖視示意圖。
圖5為本發明第二實施方式提供的發光裝置的剖視示意圖。
下面結合具體實施方式對本發明提供的光學透鏡作進一步說明。
請一併參閱圖1至圖4，本發明第一實施方式提供的光學透鏡10包括頂部20、法蘭25及底部30。所述法蘭25位於所述頂部20與所述底部30之間。所述光學透鏡10可採用聚甲基丙烯酸甲酯材料藉由注塑成型的方式形成。
所述頂部20大致呈迴旋體狀。所述頂部20包括相互連接的延伸段24及連接段26。所述延伸段24包括外側面242。本實施方式中，所述外側面242為截頂的圓錐面。本實施方式中，所述延伸段24與所述連接段26共軸設置。所述連接段26連接在所述延伸段24與所述法蘭25之間。所述連接段26的最小直徑大於或等於所述延伸段24的最大直徑。所述所述連接段26包括外側面262。本實施方式中，所述外側面262為向遠離所述光學透鏡10的中軸方向彎曲的曲面。所述外側面262的曲率半徑可不同或恒定。
所述頂部20沿所述光學透鏡10的中軸向所述光學透鏡10內部凹陷形成一個凹陷部22。所述凹陷部22大致呈倒錐狀。所述凹陷部22自所述延伸段24向所述連接段26延伸。本實施方式中，所述凹陷部22與所述延伸段24共軸設置。所述凹陷部22包括底面222。所述底面222及所述外側面242及262構成所述光學透鏡10的出光面。
所述法蘭25自所述連接段26遠離所述延伸段24的端部沿所述光學透鏡10的光軸垂直方向向外凸設。本實施方式中，所述法蘭25呈環狀。所述法蘭25的外徑大於所述頂部20的最大直徑。所述法蘭25包括背離所述頂部20的底面252。本實施方式中，由於所述光學透鏡10設置有所述法蘭25，當注塑成型形成所述光學透鏡10時，注塑的灌口可設置在所述法蘭25背離所述光學透鏡10光軸的端部，而由於所述法蘭25並非所述光學透鏡10的光學部，因此，不會因為設置灌口而影響所述光學透鏡10的出光效果。
所述底部30位於所述法蘭25背離所述頂部20的一側。所述底部30的最大直徑小於所述頂部20的最小直徑。所述底部30包括固定段32。所述固定段32自所述底面252中部向下延伸。本實施方式中所述固定段32、所述連接段26及所述延伸段24同軸設置。所述底部30沿所述光學透鏡10的中軸開設有一個收容槽34。所述收容槽34自所述固定段32向所述連接段26延伸，且與所述凹陷部22相互間隔。本實施方式中，所述收容槽34與所述固定段32共軸設置。
請參閱圖3，所述固定段32包括底面322及外側面324。本實施方式中，所述底面322為平面，所述外側面324為向所述光學透鏡10中軸彎曲的曲面。本實施方式中，所述外側面324具有不一的曲率半徑。所述外側面324的曲率半徑自所述底面322向所述法蘭25逐漸減小。可以理解的是，所述外側面324的曲率半徑也可為常數。此時，所述外側面324為環狀內凹的弧面。
請參閱圖4，本發明第一實施方式還提供一種包括所述光學透鏡10的發光裝置1。所述發光裝置1還包括基板40、光源50。所述光源50安裝在所述基板40上。所述光學透鏡10安裝在所述基板40上，且使所述光源50收容在所述收容槽34中。所述固定段32的底面322與所述基板40接觸固定。所述光源50的中心與所述光學透鏡10的中心對準。所述基板40可為電路板，以為所述光源50供能使其發光。所述光源50可朝各個方向發光。本實施方式中，所述光源50為發光二極體。所述光源50可藉由覆晶封裝或晶圓級封裝的方式封裝在所述基板40上。所述光源50發出的光大部分可經由所述光學透鏡10的出光面（所述底面222及外側面242及262）出射。部分所述光源50發出的光傳播至所述固定段32的外側面324。此時，由於所述外側面324為向所述光學透鏡10中軸彎曲的曲面，因此，當光線傳播至所述外側面324時，部分光線發生反射，被反射的光線經所述連接段26的外側面262射出，從而提升光利用率。
請參閱圖5，本發明第二實施方式所提供的光學透鏡12與本發明第一實施方式提供的光學透鏡10大致相同，其區別在於所述固定段32的外側面324設置有反射層60，所述光源50發出的光到達所述外側面324時，將全部被反射回所述光學透鏡10並從所述光學透鏡12的出光面（所述底面222及外側面242及262）出射，從而進一步提高光利用率。
可以理解的是，其他實施方式中，還可在所述連接段26的外側面262設置反射層，以增加從所述發光裝置1出射的光強度。
相較於先前技術，本發明提供的光學透鏡及發光裝置，由於所述底部的外側面為曲面，可使得所述光源發出的光線在到達所述底部的外側面時，部分光線發生反射並自所述光學透鏡的出光面出射，從而提高光利用率。
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及所列之數據為作試驗及參考之所用，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
20‧‧‧頂部
25‧‧‧法蘭
22‧‧‧凹陷部
24‧‧‧延伸段
26‧‧‧連接段
30‧‧‧底部
34‧‧‧固定段
222、252、322‧‧‧底面
34‧‧‧收容槽
324、242、262‧‧‧外側面
無
10‧‧‧光學透鏡
25‧‧‧法蘭
22‧‧‧凹陷部
24‧‧‧延伸段
26‧‧‧連接段
32‧‧‧固定段
222、322‧‧‧底面
34‧‧‧收容槽
324、242、262‧‧‧外側面

Claims (10)

  1. 一種光學透鏡，包括相背的頂部及底部，所述頂部沿所述光學透鏡的中軸向所述光學透鏡內部凹陷形成凹陷部，所述凹陷部的底面及所述頂部的外側面共同構成所述光學透鏡的出光面，所述底部沿所述光學透鏡的中軸開設有用於收容光源的收容槽，所述底部的外側面為曲面，以使光源發出的光到達所述底部的外側面時發生反射，並從所述出光面出射。
  2. 如請求項1所述的光學透鏡，其中，所述底部的外側面為向所述光學透鏡中軸方向彎曲的曲面。
  3. 如請求項1所述的光學透鏡，其中，所述底部的外側面設置有反射層。
  4. 如請求項1所述的光學透鏡，其中，所述光學透鏡還包括法蘭，所述法蘭位於所述頂部與底部之間，所述底部的外側面曲率半徑自所述底部的底面向所述法蘭逐漸減小。
  5. 如請求項1所述的光學透鏡，其中，所述法蘭沿所述光學透鏡的光軸垂直方向向外凸設，所述光學透鏡藉由注塑成型，且注塑的灌口設置在所述法蘭背離所述光學透鏡中軸的端部。
  6. 如請求項1所述的光學透鏡，其中，所述頂部包括延伸段及連接段，所述連接段連接在所述延伸段與所述底部之間，所述凹陷部自所述延伸段向所述連接段延伸，所述連接段的外側面為向遠離所述光學透鏡的中軸方向彎曲的曲面。
  7. 如請求項6所述的光學透鏡，其中，所述連接段外側面設置有反射層。
  8. 一種發光裝置，包括如請求項1-7任一項所述的光學透鏡及光源，所述光源收容在所述收容槽中，所述光源可朝各個方向發光。
  9. 如請求項8所述的發光裝置，其中，所述光源為採用覆晶封裝或晶圓級封裝的發光二極體。
  10. 如請求項8所述的發光裝置，其中，還包括基板，所述光學透鏡及所述光源均設置在所述基板上。
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