TWI565972B - 光學透鏡以及應用該光學透鏡的發光元件 - Google Patents

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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，尤其涉及一種可提高光源的出光角度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。
對於發光二極體光源來說，其光場分佈通常集中在發光二極體光源的正上方位置。然而，在很多應用場合，通常需要提供一個出光角度較大的發光二極體光源。例如，在直下式背光模組中，若發光二極體光源的出光角度較大，所使用的發光二極體光源的數量將可以減少。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。
有鑒於此，有必要提供一種提高光源的出光角度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，包括底面、反射面以及側面。底面與反射面相對設置，側面連接在底面與反射面之間。所述反射面朝底面方向凹入而形成圓錐面形狀，所述圓錐面的半頂角小於或等於60度。所 述側面垂直於所述底面。所述側面形成有多個圓環狀凸起。所述多個圓環狀凸起從底面朝反射面方向等距离間隔排列。
一種發光元件，包括發光二極體光源以及如上所述的光學透鏡，所述發光二極體光源設置於底面的遠離反射面的一側，發光二極體光源所發出的光線經過底面進入光學透鏡中，被反射面所反射，然後經過側面出射到外界環境。
在上述光學透鏡以及發光元件中，由於反射面為圓錐面形狀且圓錐面的半頂角小於或等於60度，當在靠近光學透鏡的底面處設置發光二極體光源時，發光二極體光源所發出的光線將在反射面處發生全反射而朝遠離光學透鏡的中心軸方向偏折，從而提高發光二極體光源的出光角度。
10、30‧‧‧光學透鏡
110、310‧‧‧底面
111、311‧‧‧凹槽
120、320‧‧‧反射面
130、330‧‧‧側面
140、340‧‧‧連接面
20、40‧‧‧發光元件
210、410‧‧‧發光二極體光源
圖1係本發明第一實施例所提供的光學透鏡的立體圖。
圖2係圖1中的光學透鏡沿II-II方向的剖視示意圖。
圖3係應用圖1中的光學透鏡的發光元件的剖視示意圖。
圖4係本發明第二實施例所提供的發光元件的剖視示意圖。
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，本發明第一實施例提供的光學透鏡10包括底面110，反射面120以及連接在底面110與反射面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’，且光學透鏡10沿光軸OO’呈軸對稱分佈。
所述底面110為平面，底面110上形成有一個凹槽111用於容置發光二極體光源。
所述反射面120朝底面110方向凹入而形成圓錐面形狀。所述圓錐面的半頂角小於或等於60度，從而使從發光二極體光源所發出的光線在反射面120上發生全反射。根據需要，所述圓錐面的半頂角的夾角範圍為30度到60度。
所述側面130連接在底面110與反射面120之間。在本實施例中，所述側面130為圓柱面形狀，發光二極體光源所發出的光線在經過反射面120反射後，經由側面130出射到外界環境。根據需要，所述側面130可經過磨砂處理而形成一個粗糙表面，從而形成對光線的均勻散射的效果。
根據需要，所述光學透鏡10可進一步包括連接面140。所述連接面140連接在反射面120與側面130之間，且連接面140與反射面120之間的夾角小於90度。
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設置於底面110的遠離反射面120的一側。發光二極體光源210所發出的光線經過底面110入射到光學透鏡10之中，被反射面120所反射，然後經過側面130出射到外界環境。根據需要，所述發光二極體光源210可設置於底面110的凹槽111中。在本實施例中，所述發光二極體光源210設置於光學透鏡10的光軸OO’所在的位置。
在上述光學透鏡10以及發光元件20中，由於反射面120為圓錐面形狀且圓錐面的半頂角小於或等於60度，當在靠近光學透鏡10的底面110處設置發光二極體光源210時，發光二極體光源210所發出的光線將在反射面120處發生全反射而朝遠離光學透鏡10的光軸OO’方向偏折，從而提高發光二極體光源210的出光角度。
根據需要，所述發光元件與光學透鏡並不限於以上實施方式。請參見圖4，所述發光元件40包括光學透鏡30以及發光二極體光源410。
光學透鏡30包括底面310，反射面320以及連接在底面310與反射面320之間的側面330。所述底面310為平面，底面310上形成有凹槽311以容置發光二極體光源410。所述反射面320朝底面310方向凹入而形成圓錐面形狀，所述圓錐面的半頂角小於或等於60度。 在本實施例中，所述側面330上形成有多個圓環狀凸起331。所述圓環狀凸起331從底面310朝反射面320方向間隔排列。根據需要，所述圓環狀凸起331的橫截面為三角形形狀，其包括第一表面332與第二表面333。根據需要，第一表面332與第二表面333之間的夾角可設置成銳角。
發光二極體光源410設置於底面310的遠離反射面320的一側。在本實施例中，發光二極體光源410設置於底面310的凹槽311之中。當發光二極體光源410通電而發出光線時，光線被反射面320所反射而從側面330出射到外界環境。由於側面330形成有多個圓環狀凸起331。所述圓環狀凸起331可使到光線在側面330產生散射而達到均勻出光的效果。
根據需要，所述光學透鏡30亦可進一步包括連接面340。所述連 接面340連接在反射面320與側面330之間，且連接面340與反射面320之間的夾角小於90度。
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。
110‧‧‧底面
111‧‧‧凹槽
120‧‧‧反射面
130‧‧‧側面
140‧‧‧連接面
20‧‧‧發光元件
210‧‧‧發光二極體光源

Claims (9)

  1. 一種光學透鏡，包括底面、反射面以及側面，底面與反射面相對設置，側面連接在底面與反射面之間，其中，所述反射面朝底面方向凹入而形成圓錐面形狀，所述圓錐面的半頂角小於或等於60度，所述側面垂直於所述底面，所述側面形成有多個圓環狀凸起，所述多個圓環狀凸起從底面朝反射面方向等距离間隔排列。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述圓錐面的半頂角處於30度到60度之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述底面為平面，底面上形成有凹槽。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述光學透鏡進一步包括連接面，所述連接面連接在側面與反射面之間，且連接面與反射面之間的夾角小於90度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述側面經磨砂處理而形成粗糙表面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述圓環狀凸起的橫截面形狀為三角形。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光學透鏡，其中，所述圓環狀凸起包括第一表面與第二表面，所述第一表面與第二表面之間的夾角為銳角。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述光學透鏡的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。
  9. 一種發光元件，包括發光二極體光源以及如申請專利範圍第1項至第7項任意一項所述之光學透鏡，所述發光二極體光源設置於底面的遠離反射 面的一側，發光二極體光源所發出的光線經過底面進入光學透鏡中，被反射面所反射，然後經過側面出射到外界環境。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104279506A (zh) * 2013-07-04 2015-01-14 展晶科技(深圳)有限公司 光学透镜以及应用该光学透镜的发光元件
USD753746S1 (en) * 2014-04-15 2016-04-12 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Lens
JP2015212792A (ja) * 2014-05-07 2015-11-26 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置
KR102266737B1 (ko) * 2014-11-03 2021-06-18 엘지이노텍 주식회사 렌즈, 렌즈를 포함하는 발광 장치, 및 발광 장치를 포함하는 백 라이트 유닛
TWI567338B (zh) * 2015-08-17 2017-01-21 隆達電子股份有限公司 具有通孔之透鏡以及發光模組
BR112020017970B1 (pt) * 2018-03-07 2023-12-26 Ledil Oy Dispositivo ótico para modificação de distribuição de luz, dispositivo de iluminação e molde
US20230197911A1 (en) * 2021-12-16 2023-06-22 DOMINANT Opto Technologies Sdn Bhd. Side emitting led package with bevel light emitting surface

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2746537Y (zh) * 2004-11-23 2005-12-14 中国电子科技集团公司第十三研究所 反射型透镜的发光管
CN202284732U (zh) * 2011-08-29 2012-06-27 漳州灿坤实业有限公司 具有270度出光角的led球泡灯

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6679621B2 (en) * 2002-06-24 2004-01-20 Lumileds Lighting U.S., Llc Side emitting LED and lens
CN101150159B (zh) * 2006-09-22 2011-05-11 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 发光二极管及其透镜体
TW200827617A (en) * 2006-12-20 2008-07-01 Ind Tech Res Inst Lens cap and light emitting diode package using the same
US8371725B2 (en) * 2008-10-03 2013-02-12 Taiwan Network Computer & Electronic Co., Ltd. Shaped optical prism structure
US8888338B2 (en) * 2011-08-31 2014-11-18 National Central University Reflective street light with wide divergence angle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2746537Y (zh) * 2004-11-23 2005-12-14 中国电子科技集团公司第十三研究所 反射型透镜的发光管
CN202284732U (zh) * 2011-08-29 2012-06-27 漳州灿坤实业有限公司 具有270度出光角的led球泡灯

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