全效集光方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種全效集光方法，是令一初級透鏡的有效入光角度等于或大于發(fā)光源的出光角度，并使該初級透鏡的出光角度等于或小于終端透鏡的有效入光角度；藉此，即可將發(fā)光源散射的所有光線經(jīng)該初級透鏡全數(shù)收集，并轉換成為供終端透鏡的有效入光角度范圍內的光線，達到提升該終端透鏡投射而出的光線亮度。
【專利說明】全效集光方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種全效集光方法，尤其是指一種能提升該投射而出的光線亮度的創(chuàng)新方法。
【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)及表面粘著型發(fā)光二極管(surface-mount device light emitting diode, SMD LED)的出光角度均有其既定的范圍值，若用戶端需求的出光角度不在該既定的范圍值內時，則必須委托制造廠另外客制化生產制造，只是制造廠為維持其生產成本與在經(jīng)濟效益的考量下，通常會抬高售價并要求需采購一定的數(shù)量；但此卻造成用戶端購買成本提高，而且常有用戶端需求的數(shù)量遠不及制造廠設定購買的數(shù)量，于是用戶端常因此遲遲無法下單。
[0003]又，正因上述的情形，導致目前市面上所見的應用LED的相關產品，在實際的應用上，均需搭配一反射元件，以將LED外圍微弱的散射光線通過反射元件的反射集中投射而出；然而原本即微弱的散射光線在經(jīng)反射元件的反射后，將使亮度衰減，對于提升LED的整體出光亮度相當有限。
[0004]于是，本案發(fā)明人有鑒于此，故而秉持多年該相關行業(yè)的豐富設計開發(fā)及實際制作經(jīng)驗，進一步研究創(chuàng)新，提供一種能達到更佳的出光效率的全效集光方法。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的主要目的，是提供一種全效集光方法，其主要是通過將發(fā)光源散射的所有光線全數(shù)收集，并將所收集的光線的投射角度轉換成為在終端透鏡的有效入光角度范圍內，以在所有光線均被收集不浪費的情形下，達到提升自終端透鏡投射而出的光線亮度的效果。
[0006]上述本發(fā)明的主要目的與功效，是由以下的具體技術手段所達成:
[0007]一種全效集光方法，是令一初級透鏡的有效入光角度等于或大于發(fā)光源的出光角度，并使該初級透鏡投射而出的光線的出光角度等于或小于終端透鏡的有效入光角度；藉此，即可將發(fā)光源散射的所有光線經(jīng)該初級透鏡全數(shù)收集，并轉換成為供終端透鏡的有效入光角度范圍內的光線，達到提升該終端透鏡投射而出的光線亮度的目的。
[0008]如上所述本發(fā)明的全效集光方法，其中，在初級透鏡與終端透鏡之間可進一步設置至少一中間透鏡；當僅設置一中間透鏡時，該初級透鏡投射而出的光線的出光角度等于或小于中間透鏡的有效入光角度，該中間透鏡投射而出的光線的出光角度等于或小于終端透鏡的有效入光角度；當設置多個中間透鏡時，該初級透鏡投射而出的光線的出光角度等于或小于第一中間透鏡的有效入光角度，該第一中間透鏡投射而出的光線的出光角度等于或小于第二中間透鏡的有效入光角度，依此類推，至最終的中間透鏡投射而出的光線的出光角度等于或小于終端透鏡的有效入光角度；如此設置，即使經(jīng)過多級透鏡集光、投射，仍可將發(fā)光源投射而出的光線全數(shù)收集。[0009]如上所述本發(fā)明的全效集光方法，其中，該發(fā)光源為發(fā)光二極管(LED)或表面粘著型發(fā)光二極管(SMD LED)其中之一。
[0010]如上所述本發(fā)明的全效集光方法，其中，終端透鏡的出光面上形成有相互交叉的X軸向棱線及Y軸向棱線，將出光面依順時針方向劃分出第一~四區(qū)域曲面，在X軸向棱線上任意二點的Y軸向曲率均相同，在Y軸向棱線上任意二點的X軸向曲率均相同，而第一~四區(qū)域曲面中的X軸向曲率相等。
[0011]如上所述本發(fā)明的全效集光方法，其中，終端透鏡的出光面上的第一~四區(qū)域曲面中的X軸向曲率不相等。
[0012]如上所述本發(fā)明的全效集光方法，其中，終端透鏡的出光面上的第一~四區(qū)域曲面中的Y軸向曲率相等。
[0013]如上所述本發(fā)明的全效集光方法，其中，終端透鏡的出光面上的第一~四區(qū)域曲面中的Y軸向曲率不相等。
[0014]如上所述本發(fā)明的全效集光方法，其中，終端透鏡的出光面上的第一、二區(qū)域曲面間的X軸向棱線或第三、四區(qū)域曲面間的X軸向棱線與X軸間具有一夾角。
[0015]如上所述本發(fā)明的全效集光方法，其中，該夾角的角度介于0-30度之間。
[0016]如上所述本發(fā)明的全效集光方法，其中，當終端透鏡的出光面上的第一~四區(qū)域曲面中的X、Y軸向曲率均相等時，可進一步在終端透鏡的出光面?zhèn)仍僭O置一光形透鏡。
[0017]本發(fā)明的全效集光方法與現(xiàn)有相較，至少具有如下優(yōu)點:
[0018]本發(fā)明的方法，其的初級透鏡的有效入光角度等于或大于發(fā)光源的出光角度，因此不論發(fā)光源是采用發(fā)光二極管(LED)或表面粘著型發(fā)光二極管(SMD LED)而有不同的發(fā)光角度，均可將可將發(fā)光源散射的所有光線經(jīng)該初級透鏡全數(shù)收集，并轉換成為所需的出光角度，無須再仰賴發(fā)光二極管制造商生產昂貴的客制化產品，也不再受限于既有的發(fā)光二極管或表面粘著型發(fā)光二極管的出光角度。
[0019]本發(fā)明的方法，其的初級透鏡的有效入光角度等于或大于發(fā)光源的出光角度，而其出光角度等于或小于終端透鏡的有效入光角度，因此可將發(fā)光源散射的所有光線經(jīng)該初級透鏡全數(shù)收集后，轉換成為供終端透鏡的有效入光角度范圍內的光線，而達有效提升該發(fā)光源投射而出的光線亮度的目的。
[0020]本發(fā)明的方法，即使在初級透鏡與終端透鏡之間設有一個以上的中間透鏡，因前一級的透鏡的出光角度等于或小于下一級透鏡的有效入光角度，故仍然能有效全數(shù)收集發(fā)光源投射而出的光線。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0022]圖1為本發(fā)明的全效集光方法的其一較佳實施例示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的全效集光方法的其二較佳實施例示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的終端透鏡出光面的構造示意圖；
[0025]圖4為以本發(fā)明的全效集光方法搭配出光面曲率相同的終端透鏡的光形投射狀態(tài)不意圖；[0026]圖5為以本發(fā)明的全效集光方法搭配光形透鏡的光形投射狀態(tài)示意圖；
[0027]圖6為以本發(fā)明的全效集光方法搭配其一出光面曲率不相同的終端透鏡的光形投射狀態(tài)示意圖；
[0028]圖7為以本發(fā)明的全效集光方法搭配其二出光面曲率不相同的終端透鏡的光形投射狀態(tài)示意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明的全效集光方法的另一較佳實施例示意圖。
[0030]附圖標號:
[0031]I發(fā)光源2初級透鏡
[0032]3終端透鏡31出光面
[0033]311 X軸向棱線312 Y軸向棱線
[0034]313~316第一~四區(qū)域曲面
[0035]4光形透鏡5中間透鏡
【具體實施方式】
[0036]為令本發(fā)明所運用的技術內容、發(fā)明目的及其達成的功效有更完整且清楚的揭露，茲于下詳細說明之，并請一并參閱所揭的圖式及圖號:`[0037]請參看圖1，為本發(fā)明之全效集光方法的其一較佳實施例示意圖。該其一方法是使用發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)為發(fā)光源I,在該發(fā)光源I的出光側設一初級透鏡2，該初級透鏡2的出光側設終端透鏡3，令初級透鏡2的有效入光角度等于或大于發(fā)光源I的出光角度，并使該初級透鏡`2投射而出的光線的出光角度等于或小于終端透鏡3的有效入光角度。
[0038]如此一來，即可將發(fā)光源I投射而出的所有光線經(jīng)該初級透鏡2全數(shù)收集，并通過該初級透鏡2將所收集的光線轉換成為投射進入終端透鏡3的有效入光角度范圍內的光線，達到提升該終端透鏡3投射而出的光線亮度的目的。
[0039]請參看圖2，為本發(fā)明的全效集光方法的其二較佳實施例示意圖。該其二方法與其一方法相同，其差異僅在該其二方法是使用表面粘著型發(fā)光二極管(surface-mountdevice light emitting diode, SMD LED)為發(fā)光源I。由于該初級透鏡2的有效入光角度等于或大于發(fā)光源I的出光角度，因此，出光角度較大的表面粘著型發(fā)光二極管的發(fā)光源1，其投射而出的光線仍然可以全數(shù)進入初級透鏡2，且為初級透鏡2轉換成為投射進入終端透鏡3的有效入光角度范圍內的光線，達到提升該終端透鏡3投射而出的光線亮度的目的。
[0040]此外，本發(fā)明的方法，可進一步通過終端透鏡3其出光面31的曲率的變化，調整終端透鏡3投射而出的光線的光形。
[0041]其中，請參看圖3，是在終端透鏡3的出光面31上形成有相互交叉的X軸向棱線311及Y軸向棱線312，將出光面依順時針方向劃分出第一~四區(qū)域曲面313~316，在X軸向棱線311上任意二點的Y軸向曲率均相同，在Y軸向棱線312上任意二點的X軸向曲率均相同，而第一~四區(qū)域曲面313~316中的X軸向曲率相等；或不相等；及Y軸向曲率相等；或不相等。在圖4所示的實施例中，第一~四區(qū)域曲面313~316中的X軸向曲率及Y軸向曲率均相等；參看圖5，是進一步在終端透鏡3的出光面?zhèn)仍僭O置一光形透鏡4，以利用該光形透鏡4的折射，使投射而出的光線成為所需的光形。
[0042]請再參看圖3、圖6、圖7，揭示改變該終端透鏡3的出光面31上的第一~四區(qū)域曲面313~316中的X軸向曲率或Y軸向曲率時，投射而出的光形變化模擬情形。
[0043]另，在實際的使用上，可再進一步在終端透鏡3的出光面31上的第一、二區(qū)域曲面313、314間的X軸向棱線311或第三、四區(qū)域曲面315、316間的X軸向棱線311與X軸間具有一夾角Θ，該夾角Θ的角度介于0-30度之間。
[0044]請參看圖8，其揭示本方法的另一較佳實施例。在該實施例中，主要是在初級透鏡2與終端透鏡3之間進一步設置至少一中間透鏡5。其中，當初級透鏡2與終端透鏡3之間僅設置一中間透鏡5時，是令該初級透鏡2投射而出的光線的出光角度等于或小于中間透鏡5的有效入光角度，該中間透鏡5投射而出的光線的出光角度等于或小于終端透鏡3的有效入光角度；而當初級透鏡2與終端透鏡3之間設置有多個中間透鏡5時，該初級透鏡2投射而出的光線的出光角度等于或小于第一中間透鏡5的有效入光角度，該第一中間透鏡5投射而出的光線的出光角度等于或小于第二中間透鏡5的有效入光角度，依此類推，至最終的中間透鏡5投射而出的光線的出光角度等于或小于終端透鏡3的有效入光角度；亦即令前一級的透鏡的出光角度等于或小于下一級透鏡的有效入光角度，如此，即使發(fā)光源I的投射而出的光線經(jīng)過多級透鏡集光、投射，仍可確保將發(fā)光源I投射而出的光線全數(shù)收集再投射而出。
[0045]以上所舉者僅為本發(fā)明的部份實施例，并非用以限制本發(fā)明，依本發(fā)明的創(chuàng)意精神及特征，稍加變化修飾而成者，`亦應包括在本專利范圍之內。
【權利要求】
1.一種全效集光方法，其特征在于，是令一初級透鏡的有效入光角度等于或大于發(fā)光源的出光角度，并使所述初級透鏡投射而出的光線的出光角度等于或小于終端透鏡的有效入光角度。
2.如權利要求1所述的全效集光方法，其特征在于，在所述初級透鏡與終端透鏡之間設置至少一中間透鏡，且令前一級的透鏡的出光角度等于或小于下一級透鏡的有效入光角度。
3.如權利要求1或2所述的全效集光方法，其特征在于，所述發(fā)光源為發(fā)光二極管或表面粘著型發(fā)光二極管。
4.如權利要求3所述的全效集光方法，其特征在于，所述終端透鏡的出光面上形成有相互交叉的X軸向棱線及Y軸向棱線，將出光面依順時針方向劃分出第一~四區(qū)域曲面，在所述X軸向棱線上任意二點的Y軸向曲率均相同，在所述Y軸向棱線上任意二點的X軸向曲率均相同，所述第一~四區(qū)域曲面中的X軸向曲率相等；或不相等；所述第一~四區(qū)域曲面中的Y軸向曲率相等；或不相等。
5.如權利要求4所述的全效集光方法，其特征在于，在所述第一~四區(qū)域曲面中的X軸向曲率相等及所述第一~四區(qū)域曲面中的Y軸向曲率相等下，在所述終端透鏡的出光面?zhèn)仍僭O置一光形透鏡。
6.如權利要求5所述的全效集光方法，其特征在于，所述終端透鏡的出光面上的第一、二區(qū)域曲面間的X軸向棱線或第三、四區(qū)域曲面間的X軸向棱線與X軸間具有一夾角。
7.如權利要求6所述的全效集光方法，其特征在于，所述夾角的角度介于0-30度之間。
8.如權利要求4所述的全效集光方法，其特征在于，所述終端透鏡的出光面上的第一、二區(qū)域曲面間的X軸向棱線或第三、四區(qū)域曲面間的X軸向棱線與X軸間具有一夾角。
9.如權利要求8所述的全效集光方法，其特征在于，所述夾角的角度介于0-30度之間。
【文檔編號】F21V5/04GK103672727SQ201210358314
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月24日 優(yōu)先權日:2012年9月24日
【發(fā)明者】黃國進 申請人:黃國進