專利名稱：具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡及其模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本實(shí)用新型是與光學(xué)透鏡之技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)，特別是關(guān)于一種具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡及其模塊，用以使一發(fā)光源射出之光線經(jīng)該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡后，得以有效阻卻余光現(xiàn)象之產(chǎn)生。
技術(shù)背景:為調(diào)整在各領(lǐng)域中利用發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)為發(fā)光源之照射效果，一般業(yè)界是利用一光學(xué)透鏡罩覆于該發(fā)光二極管上方，進(jìn)而使該發(fā)光二極管射出之光線經(jīng)該光學(xué)透鏡后產(chǎn)生各類適用性較佳的光形布局。例如，就照明領(lǐng)域而言，可針對LED燈具的照度、均光或照明范圍等特性進(jìn)行改善。請續(xù)以參閱圖1 3，其分別為已知LED光學(xué)透鏡之結(jié)構(gòu)剖面示意圖、發(fā)光二極管光源經(jīng)光學(xué)透鏡后之余光光跡示意圖及輻照度圖。如圖所示，該光學(xué)透鏡I由硅膠、壓克力、聚碳酸酯或玻璃等透明材質(zhì)所一體制成之光學(xué)兀件，且整體呈上寬下窄之杯型結(jié)構(gòu)，該光學(xué)透鏡I 一端具有一出光面10,另一端則凹設(shè)有一第一入光面11及一第二入光面12。其中該第一入光面11周緣連接該第二入光面12之一側(cè)緣而形成一容置空間，該第二入光面12之另一側(cè)緣則環(huán)繞形成一入光孔13，該容置空間供以容置一發(fā)光二極管(圖未示)以使該第一入光面11對應(yīng)置于該發(fā)光二極管上方且該第二入光面12環(huán)繞于該發(fā)光二極管周邊。然而，已知之光學(xué)透鏡I結(jié)合于該發(fā)光二極管后，其照射光形無法避免余光現(xiàn)象之產(chǎn)生而有礙于后續(xù)之利用。所謂余光現(xiàn)象指針對一目標(biāo)照射區(qū)域以外所存在之光線分布現(xiàn)象。而造成該余光現(xiàn)象之原因乃該發(fā)光二極管之少部份光線照射至該第二入光面12并產(chǎn)生第一次反射后，再于該光學(xué)透鏡I內(nèi)側(cè)面產(chǎn)生第二次反射，最后于該出光面10射出形成如第3圖所示之中央照射區(qū)以外的周邊光暈分布情形。因此，如何有效阻卻余光現(xiàn)象之產(chǎn)生為本發(fā)明人欲改善之課題
實(shí)用新型內(nèi)容
:有鑒于已知技術(shù)之缺失，本實(shí)用新型之目的在于提供一種可防止余光現(xiàn)象的具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡及其模塊，借此使一發(fā)光二極管光源經(jīng)本實(shí)用新型后可獲得一較佳光形效果并供以后續(xù)照明等各領(lǐng)域之適用。根據(jù)前述之目的，本實(shí)用新型提出一種具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡，為上寬下窄之杯形結(jié)構(gòu)，且其頂部設(shè)有一出光面，底部凹設(shè)有一第一入光面與一第二入光面，該第一入光面?zhèn)染壟c該第二入光面之一側(cè)緣連接設(shè)置而形成一容置空間并用以容置一發(fā)光源，又該第二入光面之另一側(cè)緣則圍繞形成一入光孔，該入光孔寬度為D，其特征在于:該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡之該第一入光面處凸設(shè)有一擋余光結(jié)構(gòu)，供以阻擋由該發(fā)光源發(fā)射并經(jīng)該第二入光面所反射之余光；其中該第一入光面與該入光孔之距離為S，而該擋余光結(jié)構(gòu)底端與該入光孔之距離為L，且該擋余光結(jié)構(gòu)相對于該入光孔之距離滿足O < L < (3/8) *S，及S彡0.8*D之關(guān)系式。其中，該擋余光結(jié)構(gòu)可由該第一入光面朝該入光孔方向延伸收束而形成倒錐形結(jié)構(gòu)。且為針對不同之光源種類、光型需求或擋余光效果，該擋余光結(jié)構(gòu)之表面系可設(shè)置成凸弧狀、凹弧狀、平面狀或曲折狀其中之一者。進(jìn)一步地，為加強(qiáng)阻擋余光現(xiàn)象之產(chǎn)生，該擋余光結(jié)構(gòu)之表面可設(shè)置為霧面。另一方面,該出光面亦可凹設(shè)有一偷料孔并對應(yīng)該第一入光面大小設(shè)置,用以改善發(fā)光源中央?yún)^(qū)域光強(qiáng)度較強(qiáng)、均光效果較差之缺失。借此，可徹底阻卻余光現(xiàn)象之產(chǎn)生，且對于目標(biāo)照射區(qū)域亦能有效提升其均光之效果，大幅提升后續(xù)照明等其它領(lǐng)域之適用性。另外，為達(dá)上述之目的，本實(shí)用新型亦另提出一種具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊。該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊為上寬下窄之杯形結(jié)構(gòu)，且其頂部設(shè)有一出光面，底部凹設(shè)有一第一入光面與一第二入光面，該第一入光面?zhèn)染壟c該第二入光面之一側(cè)緣連接設(shè)置而形成一容置空間，且該容置空間系設(shè)有一發(fā)光源，又該第二入光面之另一側(cè)緣則圍繞形成一入光孔，其特征在于:該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊之該第一入光面處凸設(shè)有一擋余光結(jié)構(gòu)，供以阻擋由該發(fā)光源發(fā)射并經(jīng)該第二入光面所反射之余光；其中該擋余光結(jié)構(gòu)底端與該發(fā)光源距離為L”，而該發(fā)光源所發(fā)射之光線經(jīng)該第二入光面反射至該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊的一中心軸而形成一中心反射點(diǎn)，該中心反射點(diǎn)與該發(fā)光源距離為P，且該擋余光結(jié)構(gòu)底端與該發(fā)光源距離滿足L” ( P之關(guān)系式。該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊針對該發(fā)光源組裝后之相對位置，具體調(diào)整該擋余光結(jié)構(gòu)之結(jié)構(gòu)尺寸，使該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊所發(fā)射出之光形，得以徹底阻卻余光現(xiàn)象之產(chǎn)生。

:圖1為已知LED光學(xué)透鏡之結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖2為已知發(fā)光二極管光源經(jīng)光學(xué)透鏡后之余光光跡示意圖。圖3為已知發(fā)光二極管光源經(jīng)光學(xué)透鏡后之輻照度圖。圖4為本實(shí)用新型具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖5為一發(fā)光二極管結(jié)合于本實(shí)用新型后之較佳實(shí)施例余光光跡示意圖。圖6為一發(fā)光二極管結(jié)合于本實(shí)用新型后之較佳實(shí)施例輻照度圖。圖7為一發(fā)光二極管結(jié)合于本實(shí)用新型后之較佳實(shí)施例配光曲線圖。圖8為一發(fā)光二極管結(jié)合于本實(shí)用新型后之另一較佳實(shí)施例余光光跡示意圖。圖9為一發(fā)光二極管結(jié)合于本實(shí)用新型后之另一較佳實(shí)施例輻照度圖。圖10為一發(fā)光二極管結(jié)合于本實(shí)用新型后之另一較佳實(shí)施例配光曲線圖。圖11為本實(shí)用新型具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡又一較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為本實(shí)用新型具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
: 下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。請參閱圖4 7，其分別為本實(shí)用新型具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖面示意圖、一發(fā)光二極管結(jié)合于本實(shí)用新型后之較佳實(shí)施例余光光跡示意圖、輻照度圖及配光曲線圖。如圖所示，該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡2可由硅膠、壓克力、聚碳酸酯或玻璃等透明材質(zhì)所一體制成，且該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡2供以與一發(fā)光源(圖未示)結(jié)合使用，用以導(dǎo)引由該發(fā)光源所發(fā)射之光線經(jīng)本實(shí)用新型后形成較佳之光形分布，亦即得以有效阻卻余光現(xiàn)象之產(chǎn)生。該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡2為上寬下窄之杯形結(jié)構(gòu)，其頂部設(shè)有一出光面20、底部凹設(shè)有一第一入光面21與一第二入光面22,該第一入光面21側(cè)緣系與該第二入光面22之一側(cè)緣連接設(shè)置而形成一容置空間并用以容置該發(fā)光源，又該第二入光面22之另一側(cè)緣則圍繞形成一入光孔23，該入光孔23之寬度為D，其特征在于:該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡2的該第一入光面21處凸設(shè)有一擋余光結(jié)構(gòu)24，供以阻擋由該發(fā)光源發(fā)射并經(jīng)該第二入光面22所反射之余光。而為了能有效阻擋余光且兼顧其照射之均光效果，該擋余光結(jié)構(gòu)24可設(shè)置為由該第一入光面21朝該入光孔23方向延伸收束而形成倒錐形結(jié)構(gòu)。例如以發(fā)光二極管為該發(fā)光源為例，藉由該擋余光結(jié)構(gòu)24呈倒錐形結(jié)構(gòu)之設(shè)置可將一般發(fā)光二極管中央發(fā)射區(qū)域光強(qiáng)度較強(qiáng)之特性予以發(fā)散調(diào)整。如此一來，發(fā)光二極管所發(fā)射之光源經(jīng)本實(shí)用新型后所形成之光形可有效阻卻余光現(xiàn)象之產(chǎn)生，同時對于光形之均光分布亦獲得大幅度改善。又，所謂余光現(xiàn)象乃因該發(fā)光源之少部分光線經(jīng)該第二入光面22反射后所致。因此為了能確實(shí)達(dá)到阻擋余光之功效，該擋余光結(jié)構(gòu)24之大小設(shè)置相對于本實(shí)用新型該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡2存有一定條件關(guān)系始能得其效果。故，假設(shè)該第一入光面21與該入光孔23之距離為S，而該擋余光結(jié)構(gòu)24底端與該入光孔23之距離為L，則該擋余光結(jié)構(gòu)24相對于該入光孔23之距離滿足O <L< (3/8)*S，及S3 0.8*D之關(guān)系式。另外，針對不同之光源種類、光型需求或擋余光效果，該擋余光結(jié)構(gòu)24之表面系可設(shè)置成凸弧狀、凹弧狀、平面狀或曲折狀其中之一者。原因是在少部分光線經(jīng)該第二入光面22反射至該擋余光結(jié)構(gòu)24時，其表面設(shè)置成凸弧狀、凹弧狀、平面狀或曲折狀皆會造成不同之后續(xù)折射效果，進(jìn)而影響出光后之光形表現(xiàn)。借此，即可透過該擋余光結(jié)構(gòu)24之表面設(shè)置做細(xì)部的光形調(diào)整與變化。進(jìn)一步地，為加強(qiáng)阻擋余光現(xiàn)象之產(chǎn)生，該擋余光結(jié)構(gòu)之表面可同時設(shè)置成霧面，而此目的與理由系與上述之說明大致相同，故于此不再重述。請?jiān)俅螀㈤喴阎獔D2、3及本實(shí)用新型圖5 7。如圖所示，在滿足0<L< (3/8)*S，及S彡0.8*D之關(guān)系式下，經(jīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)S = 13.00mm,D = 15.0Omm且L=4.80mm時，少部份于該第二入光面22反射后之光線被該擋余光結(jié)構(gòu)24所阻擋，亦即比對圖2及圖5中經(jīng)該第二入光面22反射后于該出光面20射出之光線數(shù)量，圖5相對圖2減少許多。對比圖6與圖3其 目標(biāo)照射區(qū)域以外之光暈，其圖6相對于圖3亦明顯大幅減少，而此趨勢由圖5所對應(yīng)之配光曲線圖亦可見其效果。因此在符合上述關(guān)系式下所設(shè)置之該擋余光結(jié)構(gòu)24，相較于已知技術(shù)確實(shí)可達(dá)到阻卻余光現(xiàn)象之產(chǎn)生。特別說明者，對于已知技術(shù)圖2或本實(shí)用新型圖5之余光光跡圖僅是單純針對造成余光現(xiàn)象之光線予以繪制，而對應(yīng)于圖3或圖6之幅照度圖，其中圖2或圖5所造成之余光現(xiàn)象是指圖3或圖6中央目標(biāo)照射區(qū)域以外之外圍光暈分布，并此說明。請?jiān)倮m(xù)以參閱圖8 10，分別為一發(fā)光二極管結(jié)合于本實(shí)用新型后之另一較佳實(shí)施例余光光跡示意圖、福照度圖及配光曲線圖。如圖所示，在滿足O <L< (3/8)*S,及S彡0.8*D之關(guān)系式下,經(jīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)S = 13.00mm, D = 15.0Omm且L = 3.25mm時，少部份于該第二入光面22反射后之光線幾乎完全被該擋余光結(jié)構(gòu)24所阻擋。因此在對應(yīng)之幅照度圖(圖9所示)與配光曲線圖(圖10所示)，其目標(biāo)照射區(qū)域以外之光暈幾乎完全消失。因此在符合上述關(guān)系式下所設(shè)置之該擋余光結(jié)構(gòu)24，相較于已知技術(shù)確實(shí)可達(dá)到阻卻余光現(xiàn)象之產(chǎn)生，且L越小余光阻卻效果越好。[0025]請?jiān)賲㈤唸D11，為本實(shí)用新型具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡又一較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。就本實(shí)施例而言，大致上結(jié)構(gòu)是與前述說明相同，故于此僅針對差異處進(jìn)行說明，其它則不再重述。而本實(shí)施例是于該出光面20處凹設(shè)有一偷料孔200并對應(yīng)該第一入光面21之位置及大小而設(shè)置，借此用以改善該發(fā)光源中央?yún)^(qū)域光強(qiáng)度較強(qiáng)、均光效果較差之缺失。因此，綜合上述結(jié)構(gòu)之設(shè)置，本實(shí)用新型可徹底阻卻余光現(xiàn)象之產(chǎn)生，且對于目標(biāo)照射區(qū)域亦能有效提升其均光之效果，大幅提升后續(xù)照明等其它各領(lǐng)域之適用性。請參閱圖12，為本實(shí)用新型具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖面示意圖。如圖所示，本實(shí)施例是提出一種具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊3。該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊3為上寬下窄之杯形結(jié)構(gòu),且其頂部設(shè)有一出光面20,底部凹設(shè)有一第一入光面21與一第二入光面22，該第一入光面21側(cè)緣是與該第二入光面22之一側(cè)緣連接設(shè)置而形成一容置空間，且該容置空間設(shè)有一發(fā)光源4，又該第二入光面22之另一側(cè)緣則圍繞形成一入光孔23，其特征在于:該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊3之該第一入光面21處凸設(shè)有一擋余光結(jié)構(gòu)24，供以阻擋由該發(fā)光源4發(fā)射并經(jīng)該第二入光面22所反射之余光；其中該擋余光結(jié)構(gòu)24底端與該發(fā)光源4距離為L”，而該發(fā)光源4所發(fā)射之光線經(jīng)該第二入光面22反射至該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊3的一中心軸I而形成一中心反射點(diǎn)5，該中心反射點(diǎn)5與該發(fā)光源距離為P，且該擋余光結(jié)構(gòu)底端與該發(fā)光源距離是滿足L”< P之關(guān)系式。故，本實(shí)施例的該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊3是針對該發(fā)光源4組裝后的相對位置，具體調(diào)整該擋余光結(jié)構(gòu)24之結(jié)構(gòu)尺寸，使該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊3所發(fā)射出之光形得有效阻卻余光現(xiàn)象之產(chǎn)生。首先，該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊3以該擋余光結(jié)構(gòu)24改變該發(fā)光源4側(cè)光光徑及耗損余光能量而大幅消除不必要之余光。因此，當(dāng)該發(fā)光源4之少部分光線以角度Θ i，例如大于O而小于等于60度角發(fā)射至該第二入光面22后，于該第二入光面22處以角度Θ 2反射至該中心軸I而形成一中心反射點(diǎn)5,故該中心反射點(diǎn)5位于該中心軸I上,且該中心反射點(diǎn)5至該發(fā)光源 4 之距離為 P，且 P = PfP2，又 P2= (D/2)*tan Θ ^P1 = (D/2)*tan(2 θ 2-Θ J，D為該入光孔23之寬度。故P= (D/2)*(tan(2 0 2- 0 1)+tan01))o亦即，使該擋余光結(jié)構(gòu)24底端至該發(fā)光源4之距離L”小于距離P，即可達(dá)到防止余光干擾光徑分布之功效，即便進(jìn)一步縮小L”亦不影響余光阻卻之效果。因此，本實(shí)施例之該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊3系以此概念為其具體實(shí)施，且由于距離P隨該入光孔23之寬度D以及于該第二入光面22處之反射角度92決定之。因此，本實(shí)施例可利用該P(yáng) = (D/2)*(tan(2 Q2-Q1)+tan Q1))之關(guān)系式，有效調(diào)整該擋余光結(jié)構(gòu)24之相對尺寸，徹底阻卻余光現(xiàn)象之產(chǎn)生。以上所述者，僅為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本實(shí)用新型實(shí)施之范圍，故此等熟習(xí)此技術(shù)所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本實(shí)用新型之精神與范圍下所作之均等變化與修飾，皆應(yīng)涵蓋于本實(shí)用新型之專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡，為上寬下窄之杯形結(jié)構(gòu)，且其頂部設(shè)有一出光面，底部凹設(shè)有一第一入光面與一第二入光面，該第一入光面?zhèn)染壟c該第二入光面之一側(cè)緣連接設(shè)置而形成一容置空間并用以容置一發(fā)光源，又該第二入光面之另一側(cè)緣則圍繞形成一入光孔，該入光孔寬度為D，其特征在于: 該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡之該第一入光面處凸設(shè)有一擋余光結(jié)構(gòu)，供以阻擋由該發(fā)光源發(fā)射并經(jīng)該第二入光面所反射之余光；其中該第一入光面與該入光孔之距離為S，而該擋余光結(jié)構(gòu)底端與該入光孔之距離為L，且該擋余光結(jié)構(gòu)相對于該入光孔之距離滿足O < L< (3/8)*S，及S彡0.8*D之關(guān)系式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡，其特征是該擋余光結(jié)構(gòu)由該第一入光面朝該入光孔方向延伸收束而形成倒錐形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡，其特征是具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡，其中該擋余光結(jié)構(gòu)之表面呈凸弧狀、凹弧狀、平面狀或曲折狀其中之一者。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡，其特征是該擋余光結(jié)構(gòu)之表面為霧面設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡，其特征是具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡，其中該出光面凹設(shè)有一偷料孔。
6.一種具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊，為上寬下窄之杯形結(jié)構(gòu)，且其頂部設(shè)有一出光面，底部凹設(shè)有一第一入光面與一第二入光面，該第一入光面?zhèn)染壥桥c該第二入光面之一側(cè)緣連接設(shè)置而形成一容置空間，且該容置空間設(shè)有一發(fā)光源，又該第二入光面之另一側(cè)緣則圍繞形成一入光孔，其特征在于: 該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊之該第一入光面處凸設(shè)有一擋余光結(jié)構(gòu)，供以阻擋由該發(fā)光源發(fā)射并經(jīng)該第二入光面所反射之余光；其中該擋余光結(jié)構(gòu)底端與該發(fā)光源距離為L”，而該發(fā)光源所發(fā)射之光線經(jīng)該第二入光面反射至該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡模塊的一中心軸而形成一中心反射點(diǎn)，該中心反射點(diǎn)與該發(fā)光源距離為P，且該擋余光結(jié)構(gòu)底端與該發(fā)光源距離系滿足L”彡P(guān)之關(guān)系式。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡及其模塊，其中該具擋余光結(jié)構(gòu)之透鏡是呈上寬下窄之杯形結(jié)構(gòu)且其頂部設(shè)有一出光面，另外于底部凹設(shè)有一第一入光面與一第二入光面而形成一容置空間及一入光孔，該容置空間用以容置一發(fā)光源，又該第一入光面凸設(shè)有一擋余光結(jié)構(gòu)，用以阻卻該發(fā)光源之余光。其中該第一入光面與該入光孔之距離為S，而該擋余光結(jié)構(gòu)底端與該入光孔之距離為L，且該擋余光結(jié)構(gòu)相對于該入光孔之距離滿足0＜L＜(3/8)*S，及S≥0.8*D之關(guān)系式。該擋余光結(jié)構(gòu)即可阻擋該發(fā)光源于該第二入光面處反射所造成之余光現(xiàn)象。
文檔編號F21Y101/02GK202955624SQ20122017911
公開日2013年5月29日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者羅宇哲, 唐德龍 申請人:揚(yáng)州雷笛克光學(xué)公司