專利名稱：發(fā)光裝置及其鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光裝置及其鏡頭，且特別是關(guān)于一種提供非對稱出光的發(fā)光裝置及其鏡頭。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管已在某些領(lǐng)域上取代熒光燈與白熾燈，例如掃描儀內(nèi)需要快速反應(yīng)的燈源、投影裝置內(nèi)的燈源、液晶顯示器內(nèi)的背光源或前光源、汽車儀表板上的照明、交通號志、街燈與一般照明裝置等。與現(xiàn)有的燈源相較之下，發(fā)光二極管具有絕對的優(yōu)勢，例如其體積小、壽命長、低驅(qū)動電壓(電流)、不易破損、不含汞(無污染)以及具有較佳的照明效率(省電)。由于發(fā)光二極管所發(fā)射的光線是多向性的(omni-directional)，其前側(cè)發(fā)光量因而受限。據(jù)此，多數(shù)制造商會設(shè)法改善發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的是提供一種鏡頭，其能收集發(fā)射自光源的光線并提供非對稱出光。本發(fā)明的另一目的是提供一種發(fā)光裝置，其應(yīng)用上述的鏡頭以改善其出光效益。根據(jù)本發(fā)明一方面提出一種鏡頭，包括一沿著一第一剖面的第一輪廓、一沿著一第二剖面的第二輪廓以及一光出射面，且第一剖面垂直于第二剖面。其中第一輪廓相對于第二剖面呈不對稱，第二輪廓相對于第一剖面呈對稱。光出射面具有一輪廓中心以及在第二剖面處相互連接的一第一曲面與一第二曲面，輪廓中心位于第一剖面與第二剖面的一交會處，且第一曲面的曲率與第二曲面的曲率在輪廓中心處不連續(xù)。上述的鏡頭還包括由第一剖面所定義的一第一部分與一第二部分，第一部分與第二部分相對于第二剖面呈不對稱，且第一部分及第二部分的鏡頭厚度不同。上述的鏡頭還包括一光入射面，光入射面具有在第二剖面處相互連接的一第三曲面與一第四曲面，第一曲面及第二曲面分別相對于第三曲面及第四曲面。第一曲面與第二曲面的曲率不同，第三曲面與第四曲面的曲率不同。根據(jù)本發(fā)明另一方面提出一種發(fā)光裝置，包括一鏡頭及一光源。鏡頭包括一沿著一第一剖面的第一輪廓、一沿著一第二剖面的第二輪廓以及一光出射面，且第一剖面垂直于第二剖面。其中第一輪廓相對于第二剖面呈不對稱，第二輪廓相對于第一剖面呈對稱。光出射面具有一輪廓中心以及在第二剖面處相互連接的一第一曲面與一第二曲面，輪廓中心位于第一剖面與第二剖面的一交會處，且第一曲面的曲率與第二曲面的曲率在輪廓中心處不連續(xù)。光源發(fā)射一光線進入鏡頭，并從光出射面處射出。上述的光源位于第一剖面，但遠(yuǎn)離第一剖面與第二剖面的交會處。上述的鏡頭包括由第一剖面定義的一第一部分與一第二部分，且第一部分與第二部分相對于第二剖面呈不對稱，而第一部分及第二部分的鏡頭厚度不同。
上述的鏡頭還具有一光入射面以接受光線，光入射面具有在第二剖面處相互連接的一第三曲面與一第四曲面，第一曲面及第二曲面分別相對于第三曲面及第四曲面。第一曲面及第二曲面的曲率不同，第三曲面及四曲面的曲率不同。根據(jù)本發(fā)明又一方面提出一種發(fā)光裝置，包括一鏡頭及一發(fā)光二極管。鏡頭包括一沿著一第一剖面的第一輪廓、一沿著一第二剖面的第二輪廓、一光出射面及一光入射面， 且第一剖面垂直于第二剖面。其中第一輪廓相對于第二剖面呈不對稱，第二輪廓相對于第一剖面呈對稱。光出射面具有在第二剖面處相互連接的一第一曲面與一第二曲面，光入射面具有在第二剖面處相互連接的一第三曲面與一第四曲面。第一曲面及第二曲面分別相對于第三曲面及第四曲面，第一曲面及第二曲面的曲率不同，第三曲面及第四曲面的曲率不同。發(fā)光二極管鄰設(shè)于光入射面旁，用以發(fā)射一光線，光線分別經(jīng)由光入射面及光出射面進出鏡頭。上述的鏡頭包括由第一剖面定義的一第一部分與一第二部分，且第一部分與第二部分相對于第二剖面呈不對稱，而第一部分及第二部分的鏡頭厚度不同。第二曲面的曲率大于第一曲面的曲率，第四曲面的曲率大于第三曲面的曲率?；蛘呤?，第二曲面的曲率大于第一曲面的曲率，第四曲面的曲率小于第三曲面的曲率。或者是，第二曲面的曲率小于第一曲面的曲率，第四曲面的曲率大于第三曲面前曲率?；蛘呤牵诙娴那市∮诘谝磺娴那?，第四曲面的曲率小于第三曲面的曲率。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是本發(fā)明的具有一非對稱輪廓的鏡頭，用以接受一多向性光源的光線，并調(diào)整光線于特定出射角度的光強度以提供一非對稱出光。通過改變光源相對于鏡頭的位置與鏡頭的輪廓，例如光入射面與光出射面的輪廓、鏡頭厚度等，而可調(diào)整出光場形。通過采用此非對稱鏡頭，發(fā)光裝置得以調(diào)整其出光場形并改善其出光效益。


為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明，其中圖1是依照本發(fā)明的一實施例的一種鏡頭的示意圖。圖2是圖1的鏡頭的俯視圖。圖3繪示圖2的鏡頭沿A-A，剖面的輪廓。圖4繪示圖2的鏡頭沿B-B，剖面的輪廓。圖5是依據(jù)本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光裝置沿A-A’剖面的剖面圖。
具體實施例方式圖1繪示依據(jù)本發(fā)明一實施例的一種鏡頭。圖2是圖1的鏡頭的俯視圖。請同時參考圖1及圖2，鏡頭100具有一光出射面110。圖3繪示圖2中鏡頭100沿著A-A’剖面的一第一輪廓300。圖4繪示圖中鏡頭100沿著B-B’剖面的另一第二輪廓400。A-A’剖面與B-B’剖面相互垂直。在本實施例中，鏡頭100還具有相互垂直的一長軸及一短軸，短軸及長軸分別與A-A’剖面與B-B’剖面重合。如圖3所示，鏡頭100的第一輪廓300相對于B-B'剖面呈非對稱，即鏡頭100相對于長軸呈非對稱；而如圖4所示，第二輪廓400相對于 A-A'剖面呈對稱，即鏡頭100相對于短軸呈對稱。再者，光出射面110具有一輪廓中心110a，從中以圖1與圖2中的多個封閉輪廓線192能描繪出光出射面110的輪廓。在本實施例中，光出射面110的輪廓中心IlOa位于 A-A'剖面與B-B’剖面的交會處190。具體來說，光出射面110能被B-B’剖面分隔成一第一曲面112與一第二曲面114，其中第一曲面112的曲率與第二曲面114的曲率在輪廓中心 IlOa處不連續(xù)。另外，請參考圖3及圖4，鏡頭100還包括一光入射面120，其為一凹面以形成一空間106以容納一光源，并接受從此光源所射出的光線。在本實施例中，從圖4的B-B’剖面來看，光出射面110系于輪廓中心IlOa鄰近區(qū)域構(gòu)成一凹陷部。此外，如圖2及圖3所示， 鏡頭100能被B-B’剖面分隔為一第一部分102與一第二部分104，即鏡頭100能被A-A’剖面定義出第一部分102與第二部分104。在本實施例中，光出射面110分別于第一部分102 與第二部分104上構(gòu)成第一曲面112與第二曲面114。其中第一部分102與第二部分104 相對于剖面B-B’呈不對稱，且第一部分102及第二部分104的鏡頭厚度不同。在本實施例中，第一部分102的鏡頭厚度Tl大于或小于第二部分104的鏡頭厚度T2。值得注意的是，光入射面120能被B-B’剖面分隔成一第三曲面116與一第四曲面118，在本實施例中，光入射面120分別于第一部分102與第二部分104上構(gòu)成第三曲面 116與第四曲面118。第一曲面112與第二曲面114分別相對于第三曲面116與第四曲面 118。其中，第一曲面112與第二曲面114的曲率不同，第三曲面116與第四曲面118的曲率不同。在本實施例中，第四曲面118的曲率大于第三曲面116的曲率，并同時搭配第二曲面114的曲率大于第一曲面112的曲率，以利第一部分102的鏡頭厚度Tl大于第二部分 104的鏡頭厚度T2而達(dá)到本發(fā)明所需的發(fā)光效果。惟本實施例并不以此為限，例如第四曲面118的曲率大于第三曲面116的曲率，亦可同時搭配第二曲面114的曲率小于第一曲面 112的曲率的設(shè)計?；蛘呤?，第四曲面118的曲率小于第三曲面116的曲率，亦可同時搭配第二曲面114的曲率大于第一曲面112的曲率的設(shè)計?；蛘呤牵谒那?18的曲率小于第三曲面116的曲率，亦可同時搭配第二曲面114的曲率大于第一曲面112的曲率的設(shè)計。上述的鏡頭100可伴隨著一光源以形成一發(fā)光裝置。圖5是依照本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光裝置沿A-A’剖面的剖面圖。請參考圖5，發(fā)光裝置500包括一光源502與上述實施例所述的鏡頭100。在此，光源502可為一發(fā)光二極管或其它適用的光源。圖5還繪示從光源502發(fā)射出的光線L的傳送路徑。請參考圖3及圖5，從光源 502發(fā)射的光線L通過光入射面120入射至鏡頭100，并從光出射面110射出鏡頭100。由于鏡頭100在A-A’剖面上具有一非對稱輪廓，而在B-B’剖面上具有一對稱輪廓，因此能調(diào)整從光出射面110所射出特定方向的光線L的強度。確切來說，在本實施例中，第一部分 102的透鏡厚度Tl大于第二部分104的鏡頭厚度T2。第一部分102的光出射面110的平均曲率大于或小于第二部分104的光出射面110的平均曲率，第一部分102的光入射面120 的平均曲率大于或小于第二部分104的光入射面120的平均曲率。也就是說，在光出射面 110上，第一曲面112與第二曲面114的曲率不同；在光入射面120上，第三曲面116與第四曲面118的曲率不同。通過第一部分102及第二部分104的光出射面110及光入射面120 的曲率不同設(shè)計，因而得以改善亮度的均勻性及增大發(fā)光區(qū)域。據(jù)此，鏡頭100于第一部分102處的出光能借助圖3與圖5所繪示的輪廓而提升。另一方面，光源502相對于鏡頭100的位置并未被限定，且能改變其位置而調(diào)整出光的場形。如圖3與圖5所示，光源502可配置在A-A’剖面上且遠(yuǎn)離A-A’剖面與B-B’剖面的交會處190。較佳的是，光源502能與鏡頭100的第一部分102被設(shè)置在B-B’剖面的同一側(cè)，借以提供更多的光線入射至第一部分102并因此增強從第一部分102的出光。其中，光源502鄰設(shè)于光入射面120旁，用以發(fā)射一光線，光線分別通過光入射面120及光出射面110進出鏡頭100。在本實施例中，光源502亦能與鏡頭100的第二部分104被設(shè)置在 B-B'剖面的同一側(cè)，借以提供更多的光線入射至第二部分102并因此增強從第二部分102 的出光。然而，本發(fā)明的光源與鏡頭之間相對位置的設(shè)計并不局限于此。此外，本發(fā)明的光源502包含發(fā)光二極管，而鏡頭100包含可透光性材料。綜上所述，本發(fā)明提供一種具有一非對稱輪廓的鏡頭，用以接受一多向性光源的光線，并調(diào)整光線于特定出射角度的光強度以提供一非對稱出光。通過改變光源相對于鏡頭的位置與鏡頭的輪廓，例如光入射面與光出射面的輪廓、鏡頭厚度等，而達(dá)到調(diào)整出光場形的目的。通過采用此非對稱鏡頭，發(fā)光裝置得以調(diào)整其出光場形并改善其出光效益。雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作出種種等同的改變或替換， 故本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視后附的本申請權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種鏡頭，包括一沿著一第一剖面的第一輪廓、一沿著一第二剖面的第二輪廓以及一光出射面，且該第一剖面垂直于該第二剖面，其中該第一輪廓相對于該第二剖面呈不對稱，該第二輪廓相對于該第一剖面呈對稱，該光出射面具有一輪廓中心以及在該第二剖面處相互連接的一第一曲面與一第二曲面，該輪廓中心位于該第一剖面與該第二剖面的一交會處，且該第一曲面的曲率與該第二曲面的曲率在該輪廓中心處不連續(xù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏡頭，其特征在于，還包括由該第一剖面所定義的一第一部分與一第二部分，該第一部分與該第二部分相對于該第二剖面呈不對稱，且該第一部分及該第二部分的鏡頭厚度不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏡頭，其特征在于，還包括一光入射面，該光入射面具有在該第二剖面處相互連接的一第三曲面與一第四曲面，該第一曲面及該第二曲面分別相對于該第三曲面及該第四曲面，該第一曲面與該第二曲面的曲率不同，該第三曲面與該第四曲面的曲率不同。
4.一種發(fā)光裝置，包括一鏡頭，包括一沿著一第一剖面的第一輪廓、一沿著一第二剖面的第二輪廓以及一光出射面，且該第一剖面垂直于該第二剖面，其中該第一輪廓相對于該第二剖面呈不對稱，該第二輪廓相對于該第一剖面呈對稱，該光出射面具有一輪廓中心以及在該第二剖面處相互連接的一第一曲面與一第二曲面，該輪廓中心位于該第一剖面與該第二剖面的一交會處， 且該第一曲面的曲率與該第二曲面的曲率在該輪廓中心處不連續(xù)；以及一光源，發(fā)射一光線進入該鏡頭，并從該光出射面處射出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該光源位于該第一剖面，但遠(yuǎn)離該第一剖面與該第二剖面的該交會處。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該鏡頭包括由該第一剖面定義的一第一部分與一第二部分，且該第一部分與該第二部分相對于該第二剖面呈不對稱，而該第一部分及該第二部分的鏡頭厚度不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該鏡頭還具有一光入射面以接受該光線，該光入射面具有在該第二剖面處相互連接的一第三曲面與一第四曲面，該第一曲面及該第二曲面分別相對于該第三曲面及該第四曲面，該第一曲面及該第二曲面的曲率不同，該第三曲面及該第四曲面的曲率不同。
8.一種發(fā)光裝置，包括一鏡頭，包括一沿著一第一剖面的第一輪廓、一沿著一第二剖面的第二輪廓、一光出射面及一光入射面，且該第一剖面垂直于該第二剖面，其中該第一輪廓相對于該第二剖面呈不對稱，該第二輪廓相對于該第一剖面呈對稱，該光出射面具有在該第二剖面處相互連接的一第一曲面與一第二曲面，該光入射面具有在該第二剖面處相互連接的一第三曲面與一第四曲面，該第一曲面及該第二曲面分別相對于該第三曲面及該第四曲面，該第一曲面及該第二曲面的曲率不同，該第三曲面及該第四曲面的曲率不同；以及一發(fā)光二極管，鄰設(shè)于該光入射面旁，用以發(fā)射一光線，該光線分別經(jīng)由該光入射面及該光出射面進出該鏡頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該鏡頭包括由該第一剖面定義的一第一部分與一第二部分，且該第一部分與該第二部分相對于該第二剖面呈不對稱，而該第一部分及該第二部分的鏡頭厚度不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該第二曲面的曲率大于該第一曲面的曲率，該第四曲面的曲率大于該第三曲面的曲率。
全文摘要
本發(fā)明是一種鏡頭及應(yīng)用此鏡頭的發(fā)光裝置。鏡頭具有沿著第一剖面的第一輪廓與沿著垂直第一剖面的第二剖面的第二輪廓。第一輪廓相對于第二剖面呈不對稱，而第二輪廓相對于第一剖面呈對稱。鏡頭的光出射面的輪廓中心位在第一剖面與第二剖面的交會處。光出射面包括在第二剖面上相互連接的第一曲面與第二曲面。再者，第一曲面的曲率和第二曲面的曲率在輪廓中心處不連續(xù)。
文檔編號F21Y101/02GK102207276SQ20101053572
公開日2011年10月5日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者劉玉茹, 陳冠宏 申請人:億光電子工業(yè)股份有限公司, 億廣科技(上海)有限公司