專利名稱：復(fù)合透鏡板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透鏡板，特別涉及一種復(fù)合透鏡板。
背景技術(shù)：
隨著節(jié)能減碳的風(fēng)潮日益增加，因此許多電氣設(shè)備也開始朝著高效率、低耗能的 目標(biāo)改進。尤其是對照明用的各類燈具，從過去所使用的鎢絲燈泡、日光燈，發(fā)展到現(xiàn)在的 發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，簡稱LED)。由于LED具有體積小、高亮度、長使用時 限及低耗電等特性，所以變成新一代的照明用具。舉例來說，臺灣的紅綠燈均已改用LED燈 具。由于LED燈組中具有許多顆LED，所以當(dāng)其中的某幾顆LED毀損時，紅綠燈仍可以達到 警示的目的。LED燈除了應(yīng)用在上述的紅綠燈中，LED燈另外最常被使用地方就是在路燈。在路 燈應(yīng)用方面，LED燈需要滿足高亮度、低耗電與特定照明范圍(亦稱為光形)等要求。在特 定照明范圍這一項，各地方政府對于路燈所產(chǎn)生的照明光形都有不同的規(guī)定。此處所稱的 光形指的是從燈具投射出來照射在路面后所形成的照射范圍。LED燈具，為能滿足特定光形的要求，通常有幾種做法，其一是在LED燈具前裝設(shè) 一片透鏡板，以將所有LED所發(fā)出的光線折射至預(yù)定位置。其二是適當(dāng)排列LED，使其能具 有所要求的光形。此二種做法，在滿足不同光形要求時，均必須特地為該光形要求單獨設(shè)計 至少一套模具，以制作該光形所需的透鏡。所以，若廠商欲競標(biāo)多個不同路段的路燈時，即 需設(shè)計多套模具，其成本也相對提高，并不經(jīng)濟。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的問題，本發(fā)明提供一種復(fù)合透鏡板，適于發(fā)光二極管燈具。依據(jù)本發(fā)明的一實施范例，復(fù)合透鏡適于發(fā)光二極管燈具。燈具具有多個發(fā)光二 極管。該透鏡板包含基板、以及多個屈光組件。屈光組件配置于基板并以一對一關(guān)系對應(yīng) 發(fā)光二極管。屈光組件導(dǎo)引所對應(yīng)的發(fā)光二極管所發(fā)出的光線。每一屈光組件具有一屈光 特性。該些屈光組件依其屈光特性被區(qū)分為至少二種透鏡。同一該種透鏡的該些屈光組件 的該屈光特性實質(zhì)上相同。同一該種透鏡的該些屈光組件的該屈光特性實質(zhì)上相異于另一 該種透鏡的該些屈光組件的該屈光特性。依據(jù)本發(fā)明的另一實施范例，該些屈光組件依其屈光特性被區(qū)分為三種透鏡。該 些透鏡分別為第一種透鏡、第二種透鏡及第三種透鏡，該第一種、第二種及第三種透鏡的該 屈光特性相異。前述第一種透鏡的該些屈光組件的該長軸屈光角度為135度至175度之間，而該 第一種透鏡的該些屈光組件的該短軸屈光角度為75度 105度。第二種透鏡的該些屈光 組件的該長軸屈光角度為105度至135度之間，而該第一種透鏡的該些屈光組件的該短軸 屈光角度為50度 75度。第三種透鏡的該些屈光組件的該長軸屈光角度為75度至105 度之間，而該第三種透鏡的該些屈光組件的該短軸屈光角度為30度 50度。
本發(fā)明的功效在于，借由上述各種的屈光組件的組合及配置關(guān)系，使得發(fā)光二極管所發(fā)出的光線可以透過復(fù)合透鏡板來形成不同型態(tài)的光形(Luminto．ieSDistributi。nS)。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖l為本發(fā)明一實施范例的復(fù)合透鏡板的立體示意圖2為圖l在2-2位置的剖面示意 圖3A為本發(fā)明的第一種透鏡的屈光組件的表面示意 圖3B為應(yīng)用本發(fā)明一實施范例于一發(fā)光二極管燈具的剖面示意 圖4A為本發(fā)明第一種透鏡的屈光組件的立體示意 圖4B為圖z1A~143剖面示意 圖5為應(yīng)用本發(fā)明一實施范例于一發(fā)光二極管燈具的剖面示意圖；[OOl8] 圖6為依據(jù)本發(fā)明的一實施范例的屈光特性示意 圖7為依據(jù)本發(fā)明的一實施范例的屈光組件的配置方式示意 圖8A為依據(jù)本發(fā)明的另一實施范例的透鏡板的立體示意 圖8B為圖8A在8B-8B位置的剖面示意 圖9A為依據(jù)本發(fā)明的另一實施范例的透鏡板的模具的立體示意 圖9B為圖9A ff~剖面示意 圖10A為依據(jù)本發(fā)明的實施范例所產(chǎn)生的第一種光形示意 圖rOB為依據(jù)本發(fā)明的實施范例所產(chǎn)生的第二種光形示意 圖tO(為依據(jù)本發(fā)明的實施范例所產(chǎn)生的第三種光形示意圖。
其中，附圖標(biāo)記
20復(fù)合透鏡板
30基板
40a／10b，12a／12b，14a／14b屈光組件
46長軸屈光角度
48短軸屈光角度
50第一種透鏡
52第二種透鏡
54第三種透鏡
60r乜路板
62，64發(fā)光二極管
65短軸
66長軸
67光形
68投影面
70發(fā)光二極管燈具
90a，，90b，92a，，92b，94a，，94b模仁
96模具97公模98母模99a, 99b, 99c開孑 L
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述本發(fā)明所述的復(fù)合透鏡板，適于發(fā)光二極管燈具中。發(fā)光二極管燈具具有多個發(fā) 光二極管。透鏡板用以調(diào)整發(fā)光二極管所發(fā)出的光線所形成的光形。特別是將透鏡板應(yīng)用 在發(fā)光二極管的路燈的領(lǐng)域中。由于各國對于路燈所欲呈現(xiàn)的亮度與范圍有所限定。因此 為能符合規(guī)定，所以廠商需要針對不同地區(qū)的規(guī)定來制作相應(yīng)的透鏡板。請參考圖1。其為依據(jù)本發(fā)明一實施范例的復(fù)合透鏡板的立體示意圖。復(fù)合透鏡 板20包含基板30及多個屈光組件40a，40b, 42a, 42b。屈光組件40a，40b, 42a, 42b配置于 該基板30并以一對一關(guān)系對應(yīng)該些發(fā)光二極管(容后詳述)。屈光組件40a，40b，42a，42b 導(dǎo)引所對應(yīng)的發(fā)光二極管所發(fā)出的光線。每一屈光組件具有一屈光特性(容后詳述)。該 些屈光組件依其屈光特性被區(qū)分為至少二種透鏡50，52。同一該種透鏡50 (以下稱為第一 種透鏡)的該些屈光組件40a，40b的該屈光特性實質(zhì)上相同。同一該種透鏡50的該些屈 光組件40a，40b的該屈光特性實質(zhì)上相異于另一該種透鏡52 (以下稱為第二種透鏡)的該 些屈光組件42a，42b的該屈光特性。請續(xù)參照圖2。其為圖1在2-2位置的剖面示意圖。圖中可以見悉，第一種透鏡 50的屈光組件40a，40b的剖面形狀實質(zhì)上相同。第二種透鏡52的屈光組件42a，42b的剖 面形狀實質(zhì)上相同。第一種透鏡的屈光組件的剖面形狀與第二種透鏡的屈光組件的剖面形 狀實質(zhì)上相異。關(guān)于第一種透鏡50的屈光組件40a，40b與第二種透鏡52的屈光組件42a， 42b的細(xì)部結(jié)構(gòu)圖請參考圖3A、圖3B、圖4A、及圖4B。從圖3A與圖3B中可以得知第一種透 鏡50的屈光組件40a的表面為一橢圓曲面。此曲面的曲率可依發(fā)光二極管所產(chǎn)生光形而 設(shè)計。另從圖4A、及圖4B中可以得知，第二種透鏡52的屈光組件42a的表面為一橢圓曲面 且橢圓曲面的頂端為尖錐并內(nèi)凹狀。請續(xù)參照圖5。其為應(yīng)用本發(fā)明一實施范例于一發(fā)光二極管燈具70的剖面示意 圖。圖中可以見悉發(fā)光二極管燈具70包含電路板60及復(fù)合透鏡板20。復(fù)合透鏡板20覆 蓋于一電路板60上。電路板60具有多個發(fā)光二極管62，64。每一屈光組件40a，40b，42a， 42b是以一對一的關(guān)系對應(yīng)于發(fā)光二極管62，64。從圖5中可以看出，由于第一種透鏡50的屈光組件40a，40b的形狀相異于第二種 透鏡52的屈光組件42a，42b，因此，發(fā)光二極管62，64所發(fā)出的光線經(jīng)過第一、第二種透鏡 50，52后，將被折射而不同的光形(此即為前述屈光特性)。關(guān)于屈光特性的說明，請同時參考圖6閱覽之。圖6為依據(jù)本發(fā)明的實施范例的 屈光特性示意圖。從圖中可以看出發(fā)光二極管62經(jīng)過屈光組件40a之后所射出的光線，在 特定距離的投影面68上形成一橢圓形的光形67。此光形67在實際應(yīng)用時，并不會是標(biāo)準(zhǔn) 的橢圓形，而是略成橢圓形。同時，在每個方位(橢圓形內(nèi)的區(qū)域)的光強度亦會不相同。 光形67具有一長軸66與一短軸65。從屈光組件40a到長軸66的兩端所夾的角度即為長軸屈光角度46，從屈光組件40a到短軸65的兩端所夾的角度即為短軸屈光角度48。也就 是說前述屈光特性包含一長軸屈光角度46及一短軸屈光角度48。前述第一種透鏡50的屈光組件40a，40b的長軸屈光角度46可以是135度至175 度之間。較佳為140度至160度之間。前述第一種透鏡50的屈光組件40a，40b的短軸屈 光角度48可以是75度至105度之間。較佳為80度至100度之間。前述第二種透鏡52的屈光組件42a，42b的長軸屈光角度46可以是105度至135 度之間。較佳為Iio度至130度之間。前述第二種透鏡52的屈光組件42a，42b的短軸屈 光角度48可以是50度至75度之間。較佳為45度至65度之間。接著，屈光組件40a，40b, 42a, 42b在基板30上的排列方式與發(fā)光二極管62，64相 互對應(yīng)，亦可將兩者的排列做不同的變化。請參考圖7。圖中可以看見屈光組件40a，40b， 42a，42b大致以環(huán)形的方式配置于基板30。當(dāng)然，對應(yīng)此一實施范例，發(fā)光二極管62，64亦 以相同的排列方式配置。雖然屈光組件40a，40b，42a，42b的排列方式以上述二種方式(矩 陣狀及環(huán)狀)舉例，但本發(fā)明并不以此為限，亦可采用其它方式排列，例如大致上呈T字形 或I字形等。再者，請同時參閱圖8A及圖8B，其為依據(jù)本發(fā)明的另一實施范例的透鏡板的立體 示意圖。圖8A及圖8B中可以見悉該些屈光組件40a，40b, 42a, 42b, 44a, 44b是依其屈光特 性被區(qū)分為三種透鏡50，52，54，該些透鏡50，52，54是分別為第一種透鏡50、第二種透鏡52 及第三種透鏡54，該第一種、第二種及第三種透鏡50，52，54的該屈光特性相異。第三種透鏡54的屈光組件44a，44b的長軸屈光角度為75度至105度之間，較佳 為85度至95度之間。而第三種透鏡54的屈光組件44a，44b的短軸屈光角度為30度至50 度。較佳為35度至45度之間。第三種透鏡54的些屈光組件44a，44b的表面為一半橢圓 曲面與一柱狀體的組合。此第三種透鏡的屈光組件44a，44b由于具有柱狀體的表面，故其 形成的光形將不會呈對稱狀(容后詳述)。前述屈光組件40a，40b，42a，42b，44a，44b的屈光特性雖列舉于上，但并不以此為 限。同時屈光組件40a，40b, 42a, 42b, 44a, 44b依據(jù)其屈光特性所分的透鏡種類亦不以三個 為限，亦可為四種或四種以上。最后，針對圖8A的本發(fā)明另一實施范例的透鏡板的模具，請參閱圖9A及圖9B。模 具96包含公模97、母模98及模仁90a，90b，92a，92b，94a，94b。在此一實施范例中，在母 模98中具有多個開孔99a，99b, 99c,每一個開孔99a，99b, 99c的大小與模仁90a，90b, 92a, 92b, 94a, 94b 的尺寸相同。將模仁 90a, 90b, 92a, 92b, 94a, 94b 安裝于該開孔 99a, 99b, 99c 中，再將安裝模仁90a，90b, 92a, 92b, 94a, 94b的母模98與公模97相結(jié)合，借以形成具有 不同屈光組件的復(fù)合透鏡板20的模具96。廠商可以根據(jù)各地所要求，選擇如同圖9B所載 的模仁90a，90b，92a, 92b，94a, 94b，借以組合出相應(yīng)的屈光特性的復(fù)合透鏡板20。此組合 方式，除了上述圖9B所示的方式外，亦可以僅選擇模仁90a，90b，92a，92b或模仁92a，92b， 94a,94b來進行組合，以組合出不同的復(fù)合透鏡板20，達到不同光形需求。對于不同種透鏡的組合所產(chǎn)生的光形，請搭配圖10A、圖IOB及圖IOC閱覽之。其 為依據(jù)本發(fā)明的實施范例的不同種透鏡的組合所產(chǎn)生的光形示意圖。圖中圓心位置即為 光源(發(fā)光二極管)所在位置，每個同心圓即表示不同的光強度的等高線(如圖示的160， 240，320cd/klm，每千流明的燭光值)，放射狀的線條即表示與光源處的鉛垂軸的夾角角度(如圖示的0，15，30，45，60，75，90，105度)。其中，圖IOA為采用上述第一種透鏡50與第三 種透鏡54的屈光組件40a，40b，44a，44b進行組合而得的光強度輪廓圖(light intensity profile)，圖中二條輪廓圖分別代表在長軸屈光角度46(長軸方向)與短軸屈光角度 48(短軸方向)的光強度輪廓圖。從圖中可以見悉，長軸屈光角度46的角度范圍涵蓋圖示 的鉛垂線左右兩側(cè)各約75度夾角的范圍(即約150度)。短軸屈光角度48的角度范圍涵 蓋圖示的鉛垂線左側(cè)約60度而右側(cè)約70度的范圍(即約130度)。圖IOB則是僅使用第三種透鏡54的屈光組件44a，44b來配置于基板20所得的光 形，從其長軸屈光角度46與短軸屈光角度48的光強度輪廓圖可以得知此僅用第三種透鏡 54的屈光組件44a，44b配置于基板30所得的光形并非對稱光形。從圖中可以見悉，長軸屈 光角度46的角度范圍涵蓋圖示鉛垂線的左右兩側(cè)各約60度夾角的范圍(即約120度)。 短軸屈光角度48的角度范圍涵蓋圖示鉛垂線的左側(cè)約20度而右側(cè)約45度的范圍(即約 65 度)。圖IOC則是使用第二種透鏡52及第三種透鏡54的屈光組件42a，42b, 44a, 44b的 組合而配置于基板30所得的光形。從圖中可以見悉，長軸屈光角度46的角度范圍涵蓋圖 示鉛垂線的左右兩側(cè)各約65度夾角的范圍(即約130度)。短軸屈光角度48的角度范圍 涵蓋圖示鉛垂線左右兩側(cè)約50度的范圍(即約100度)。本發(fā)明借由上述各種的屈光組件的組合，使得發(fā)光二極管燈具中所發(fā)出的光線可 以透過復(fù)合透鏡來形成不同型態(tài)的光形。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
一種復(fù)合透鏡板，適于一發(fā)光二極管燈具，該燈具具有多個發(fā)光二極管，其特征在于，該透鏡板包含一基板；以及多個屈光組件，配置于該基板并以一對一關(guān)系對應(yīng)該些發(fā)光二極管，每一屈光組件具有一屈光特性，該些屈光組件依該屈光特性被區(qū)分為至少二種透鏡，同一該種透鏡的該些屈光組件的該屈光特性為相同，同一該種透鏡的該些屈光組件的該屈光特性為相異于另一該種透鏡的該些屈光組件的該屈光特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合透鏡板，其特征在于，該二種透鏡分別為一第一種透鏡 與一第二種透鏡，該第一種透鏡的該些屈光組件的表面為一橢圓曲面，該第二種透鏡的該 些屈光組件的表面為一橢圓曲面且橢圓曲面的頂端為尖錐并內(nèi)凹狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合透鏡板，其特征在于，該屈光特性包含一長軸屈光角度 及一短軸屈光角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合透鏡板，其特征在于，該第一種透鏡的該些屈光組件的 該長軸屈光角度為135度至175度之間，而該第一種透鏡的該些屈光組件的該短軸屈光角 度為75度 105度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合透鏡板，其特征在于，該第二種透鏡的該些屈光組件的 該長軸屈光角度為105度至135度之間，而該第二種透鏡的該些屈光組件的該短軸屈光角 度為50度 75度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合透鏡板，其特征在于，該些屈光組件依其該屈光特性被 區(qū)分為三種透鏡，該些透鏡分別為一第一種透鏡、一第二種透鏡及一第三種透鏡，該第一 種、第二種及第三種透鏡的該屈光特性為相異。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合透鏡板，其特征在于，該屈光特性包含一長軸屈光角度 及一短軸屈光角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合透鏡板，其特征在于，該第一種透鏡的該些屈光組件的 該長軸屈光角度為135度至175度之間，而該第一種透鏡的該些屈光組件的該短軸屈光角 度為75度 105度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合透鏡板，其特征在于，該第二種透鏡的該些屈光組件的 該長軸屈光角度為105度至135度之間，而該第二種透鏡的該些屈光組件的該短軸屈光角 度為50度 75度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合透鏡板，其特征在于，該第三種透鏡的該些屈光組件的 表面為一半橢圓曲面與一柱狀體的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合透鏡板，其特征在于，該第三種透鏡的該些屈光組件 的該長軸屈光角度為75度至105度之間，而該第三種透鏡的該些屈光組件的該短軸屈光角 度為30度至50度。
全文摘要
一種復(fù)合透鏡板應(yīng)用于發(fā)光二極管燈具。發(fā)光二極管燈具具有多個發(fā)光二極管。復(fù)合透鏡板包括多個屈光組件。每一屈光組件是以一對一關(guān)系對應(yīng)發(fā)光二極管并導(dǎo)引對應(yīng)的發(fā)光二極管所發(fā)出的光線；每一屈光組件均具有屈光特性。此些屈光組件依其屈光特性被區(qū)分為至少二種透鏡。同一種透鏡的屈光特性實質(zhì)上相同，同一種透鏡的屈光特性相異于另一種透鏡的屈光特性。
文檔編號F21V5/04GK101988678SQ200910162288
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者李昱欽, 黃博亮 申請人:光林電子股份有限公司