專利名稱：雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)透鏡體，尤指一種提供配合發(fā)光組件組裝連接， 可將發(fā)光組件的光線至少以三種不同遠(yuǎn)離光學(xué)透鏡體的光軸折射形態(tài)分布，形 成具雙側(cè)強(qiáng)光照明的光學(xué)透鏡體。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的透鏡內(nèi)部都是以封裝發(fā)光二極管芯片的形態(tài)而制造，且將透鏡設(shè)為 半球頂柱體，以將發(fā)光二極管芯片發(fā)出的光線予以集中。但是，前述發(fā)光形態(tài) 過于集中在光軸區(qū)域附近，由于其光源能量較為集中，為了令其具有較大面積 的光源，必須配合導(dǎo)光板的作用以改善前述問題。又，當(dāng)發(fā)光二極管直接設(shè)于 導(dǎo)光板下方時(shí)，為了克服發(fā)光二極管發(fā)光面積小的問題，相對(duì)需要使用多數(shù)個(gè) 發(fā)光二極管才能達(dá)到面光源所需的均勻性。
因此，為了配合在特定面積的導(dǎo)光板下方有效地減少發(fā)光二極管的使用數(shù)
量，諸多業(yè)內(nèi)人士轉(zhuǎn)向以透鏡的造型樣態(tài)進(jìn)行開發(fā)，如專利號(hào)為US 6679621的 美國(guó)專利，其利用特殊的透鏡外型設(shè)計(jì)，使發(fā)光二極管的光線得以經(jīng)透鏡產(chǎn)生 垂直于光軸的平行光向外射出，即可改善上述光源面積小的問題。但是，該專 利整體結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率除了會(huì)受到多次反射、折射的損耗影響而降低外，還由 于多數(shù)光線被折射成與光軸呈垂直方向，反而造成光軸附近區(qū)域光能量不足的 現(xiàn)象。
于是有業(yè)內(nèi)人士以前述專利案的缺點(diǎn)及使用形態(tài)，又開發(fā)出具有雙側(cè)偏光 照明及中間區(qū)域照明都較為均勻的透鏡體，如專利號(hào)為US 2007/0029563 Al、 專利名稱為發(fā)光二極管與透鏡體(LIGH-EMITTING DIODE AND VEHICULAR LAMP)的美國(guó)專利，其在透鏡體于光軸內(nèi)部密封包覆有發(fā)光二極管，該透鏡體延光軸方向的前端設(shè)有兩凸曲線體，在兩個(gè)凸曲線體間的位置形成凸曲線邊。 前述揭示的技術(shù)，是利用兩個(gè)球面凸曲線體使發(fā)光二極管的光東可自其曲面呈 外擴(kuò)形態(tài)折射而出，并且令其中間區(qū)域仍然分布有較為均勻的照明光線。
但是，除了上述揭示的透鏡體技術(shù)，具有可提供發(fā)光二極管向側(cè)邊投射出 更為廣角范圍的照明功能外，應(yīng)當(dāng)能再開發(fā)出優(yōu)于前述公開技術(shù)的光學(xué)透鏡。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體，其 可提供發(fā)光組件的光線以光學(xué)透鏡體的光軸為基準(zhǔn)中心，并且以遠(yuǎn)離光軸的發(fā) 散折射形態(tài)，令其光強(qiáng)度分布可呈雙側(cè)偏光照明的特征，而可直接應(yīng)用在面光 源系統(tǒng)，并且具有可大幅降低發(fā)光組件的使用數(shù)量及降低制造成本的效益。
為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型釆用的技術(shù)方案是 一種雙側(cè)照明的光學(xué)透
鏡體，其包括基座，所述基座設(shè)有開口向下供嵌設(shè)發(fā)光組件的容槽，所述基
座上端面以光軸為基準(zhǔn)設(shè)有對(duì)稱的兩個(gè)非球面凸體，所述兩個(gè)非球面凸體間形 成凹曲面，所述容槽頂面設(shè)有凹圓弧，所述兩個(gè)非球面凸體相對(duì)外側(cè)斜削有對(duì) 稱的錐側(cè)邊。
釆用上述技術(shù)方案所獲得的有益效果是借由凹曲面可將發(fā)光組件靠近光 軸附近的光線自左右兩側(cè)折射呈發(fā)散形態(tài)遠(yuǎn)離光軸，再由兩個(gè)非球面凸體折射 出較凹曲面更遠(yuǎn)離光軸的大角度側(cè)折射光，并且利用兩個(gè)錐側(cè)邊折射出與光軸 近似垂直的光線，使發(fā)光組件能夠提供向兩惻呈均勻發(fā)散的發(fā)光面積，從而實(shí) 現(xiàn)大幅降低發(fā)光組件的使用數(shù)量及降低制造成本的目的。


圖1為本實(shí)用新型的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體的立體示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體的另一角度立體示意圖，該圖 示出了本實(shí)用新型的雙惻照明的光學(xué)透鏡體的底部形態(tài)； 圖3為本實(shí)用新型的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體的前視圖；圖4為本實(shí)用新型的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體的側(cè)視圖，該圖示出了本實(shí)用 新型的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體的左右兩側(cè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)中的其中 一側(cè)； 圖5為本實(shí)用新型的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體的俯視圖； 圖6為本實(shí)用新型的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體的前視剖面示意圖； 圖7為本實(shí)用新型的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體的前視剖面及光線折射照明示 意圖8為本實(shí)用新型的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體的光照度模擬驗(yàn)證分布圖。 附圖標(biāo)記說明
基座10 光軸 100 容槽 11
凹圓弧12 非球面凸體 13 凹曲面 14
錐側(cè)邊 15 蝴蝶形狀 16 發(fā)光組件 20
光線21 夾角 a
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 首先，如圖1至圖7所示，根據(jù)本實(shí)用新型的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體較佳 實(shí)施例，其包括高透光性的基座10，該基座IO設(shè)有開口向下的容槽11,可 提供發(fā)光組件20直接嵌套定位，容槽11頂面設(shè)有凹圓弧12，使發(fā)光組件20的 發(fā)光端得以容置，作為入光面，此外，在基座IO的上表面以中心光軸IOO為基 準(zhǔn)向兩側(cè)間隔適當(dāng)距離設(shè)有對(duì)稱的兩個(gè)非球面凸體13，且在兩個(gè)非球面凸體13 的交集處形成有凹曲面14，又，兩個(gè)非球面凸體13相對(duì)外側(cè)則斜削形成有對(duì)稱 的錐側(cè)邊15;其中，凹曲面14的厚度由光軸100向外依序遞增，而非球面凸體 13的厚度是由最高點(diǎn)向外依序呈遞減形態(tài)，使該雙惻照明的光學(xué)透鏡體上表面 由前視圖(如圖3所示)觀看概呈連續(xù)波浪曲面，自俯視圖(如圖5所示)觀 看其上表面輪廓?jiǎng)t概呈雙翼展開的蝴蝶形狀16;
據(jù)此，當(dāng)發(fā)光組件20所發(fā)出的光線21自凹圓弧12,即由入光面通過折射，可依基座10的光軸100為基準(zhǔn)概分為凹曲面14、非球面凸體13、及錐側(cè)邊 15三個(gè)發(fā)散面，即出光面的設(shè)計(jì)，具有逐漸加大遠(yuǎn)離于光軸100的折射角度的 不同區(qū)域，以得到近似蝴蝶形狀16 (如圖5所示)的光照面積及較大面積的強(qiáng) 光范圍(如圖8所示)，其中，該光學(xué)透鏡體的基座IO是以光軸100為對(duì)稱的 圓柱體，而光強(qiáng)度分布區(qū)域是由兩個(gè)非球面凸體13的高點(diǎn)與基座10的上表面 距離、配合非球面凸體13的高點(diǎn)與光軸100的距離、以及非球面凸體13的高 點(diǎn)與凹曲面14低點(diǎn)的高度差等因素加以規(guī)范調(diào)整。
如圖8所示，為本實(shí)用新型的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體提供發(fā)光組件的發(fā)光 角度向兩側(cè)外邊擴(kuò)散的光照度模擬驗(yàn)證分布圖。其借由錐側(cè)邊的設(shè)計(jì)可令光線 折射角度與光軸夾角接近垂直狀態(tài)。
再者，說明該兩個(gè)非球面凸體13相對(duì)外側(cè)斜削的對(duì)稱錐側(cè)邊15，是延光軸 100在光線21射出方向呈漸縮狀態(tài)，而與光軸100間的夾角a約為10。角左右， 以使當(dāng)發(fā)光組件20的光線21自凹圓弧12的入光面射入兩個(gè)非球面凸體13后， 可依據(jù)基座IO的光軸IOO為基準(zhǔn)偏向兩相對(duì)外惻進(jìn)行第一次擴(kuò)光折射，再由兩 個(gè)非球面凸體13、凹曲面14、及兩個(gè)錐側(cè)邊15作為光出射面進(jìn)行第二次擴(kuò)光 折射，并且借由該兩錐惻邊15可使第二次擴(kuò)光折射角度擴(kuò)大至接近1S0。夾角。 其中，該光學(xué)透鏡體的凹圓弧12設(shè)在基座IO的光軸IOO上，其凹圓弧12的開 口周圓約與兩個(gè)非球面凸體13的中心間距相同，而兩個(gè)非球面凸體13的中心 點(diǎn)略低于基座10的上端面，且兩個(gè)中心點(diǎn)的距離是在大于非球面凸體13的半 徑值和小于非球面凸體13的直徑值之間。
本實(shí)用新型提供的較佳實(shí)施例是將光學(xué)透鏡體底部設(shè)計(jì)成具開口向下的容 槽11，以提供發(fā)光組件20可以直接套設(shè)連接，并且利用在容槽11頂面設(shè)計(jì)凹 圓弧12，以供發(fā)光組件20芯片得以容置其中，再以凹圓弧12作為入光面，進(jìn) 行第一次折射遠(yuǎn)離光軸的發(fā)散形態(tài)，再由上述凹曲面M、非球面凸體13及錐惻 邊15作為出光面，再依序進(jìn)行第二次漸次加大折射角度的光線發(fā)散。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例，并非用來局限本實(shí)用新型的專利范圍，凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均同理 包含于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體，其包括基座，所述基座設(shè)有開口向下供嵌設(shè)發(fā)光組件的容槽，所述基座上端面以光軸為基準(zhǔn)設(shè)有對(duì)稱的兩個(gè)非球面凸體，所述兩個(gè)非球面凸體間形成有凹曲面，其特征在于，所述容槽頂面設(shè)有凹圓弧，所述兩個(gè)非球面凸體相對(duì)外側(cè)形成有對(duì)稱的錐側(cè)邊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體，其特征在于，所述兩側(cè) 錐側(cè)邊延所述光軸在光線射出方向呈漸縮狀態(tài)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體，其特征在于，所述 錐側(cè)邊與所述光軸夾角為10°。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙側(cè)照明的光學(xué)透鏡體，主要用以導(dǎo)引發(fā)光組件的發(fā)光角度可向兩相對(duì)外邊擴(kuò)散射出。其包括基座，所述基座設(shè)有開口向下供嵌設(shè)發(fā)光組件的容槽，所述基座上端面以光軸為基準(zhǔn)設(shè)有對(duì)稱的兩個(gè)非球面凸體，所述兩個(gè)非球面凸體間形成凹曲面，所述容槽頂面設(shè)有凹圓弧，所述兩個(gè)非球面凸體相對(duì)外側(cè)形成有對(duì)稱的錐側(cè)邊；據(jù)以提供發(fā)光組件的光線可經(jīng)由凹曲面、兩個(gè)非球面凸體及兩個(gè)錐側(cè)邊，進(jìn)行依次加大遠(yuǎn)離光軸的三種不同發(fā)散形態(tài)區(qū)域，使光強(qiáng)度分布呈雙側(cè)偏光照明近似蝶形，從而實(shí)現(xiàn)大幅降低發(fā)光組件的使用數(shù)量及降低制造成本的目的。
文檔編號(hào)F21V5/04GK201281290SQ20082013572
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者何彥緯 申請(qǐng)人:玉晶光電股份有限公司