專利名稱：光源模塊及其光學元件的制作方法
技術領域：
本實用新型有關于一種光學元件，尤指一種用以調(diào)整發(fā)光二極管發(fā)出光線的光型的光學元件。
背景技術：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)具有體積小、使用壽命長、不易破損、不含汞及省電等優(yōu)點，因此逐漸地取代日光燈管與白熾燈泡的地位，被廣泛地應用于照明及裝飾等用途。由于發(fā)光二極管本身為一種點狀光源，其所出射的光線的出射角度大，且光強度與距離的平方成反比，因此無法達到集中性的發(fā)光效果。為使得發(fā)光二極管得以提供照明所需的照射范圍及照射亮度，通常需組合多個發(fā)光二極管以形成一發(fā)光二極管的光源模塊，以有效地提升照射亮度，并通過搭配一二次光學元件以有效地控制其照射角度及范圍。配合參閱圖1，其為公知的光源模塊的剖視圖。該光源模塊包含一電路板10、至少一個發(fā)光二極管12、一固定件14及一透鏡兀件16。該發(fā)光二極管12設置于該電路板10上并與該電路板10形成電性連接。該固定件14是使用塑料材料或金屬材料制作而成，且較佳地，該固定件14為白色或銀色等具有較佳反光效果的顏色。該固定件14包含一支撐部140及一夾持部142，該支撐部140抵接于該電路板10，以使該固定件14可以撐立于該電路板10上；該夾持部142連接于該支撐部140，且該夾持部142內(nèi)緣的口徑大致等于該透鏡元件16的直徑，借以將該透鏡元件16具有一預定距離地固定于該發(fā)光二極管12上方，如此一來，由該發(fā)光二極管12發(fā)出的部分光線可以直接地進入該透鏡元件16內(nèi)部，其它部分光線可經(jīng)由該固定件14反射后再進入該透鏡元件16內(nèi)部。該透鏡元件16是用以改變通過的光線的光強度分布，使由發(fā)光二極管12發(fā)出的寬光強度分布的光線調(diào)整為需求的窄光源分布的光型。然而，前述的光源模塊的固定件14及透鏡元件16為兩個分離且使用相異材質(zhì)制成的元件，因此，其制作成本較高且增加制作及組裝難度。再者，由于固定件14及透鏡16使用不同的材料制作而成，其對應的熱膨脹系數(shù)也必定不相同，因此，當發(fā)光二極管12長時間點亮時，發(fā)光二極管12產(chǎn)生熱能將導致固定件14及透鏡元件16產(chǎn)生不同程度的膨脹，并可能導致透鏡元件16由固定件14上脫落。

實用新型內(nèi)容鑒于先前技術所述，本實用新型的主要目的，在于提供一種可重新分布來自一寬光強度分布的光源的光線，并輸出一窄光強度分布的光線，以供適用于舞臺照明的光學元件及具有該光學元件的光源模塊。為達到上述目的，本實用新型提供一種光學元件，該光學元件包含一本體，該本體具有一入光部、一第一導光部、一第二導光部及一出光部，該第一導光部連接于該入光部，該第二導光部連接于該第一導光部，該出光部連接于該第二導光部，該入光部具有一凹槽，該凹槽的口徑隨著接近該第一導光部而遞減，該第一導光部的直徑隨著遠離該入光部而遞減。所述第二導光部的直徑隨著遠離所述第一導光部而遞減。所述第二導光部的直徑隨著遠離所述第一導光部而遞增。所述第二導光部的直徑為一定值。所述凹槽具有一側(cè)壁及連接于該側(cè)壁的一頂壁，該頂壁設有復數(shù)微結(jié)構(gòu)。所述入光部朝著相反于該導光部的方向延伸形成有復數(shù)卡鉤。所述第一導光部的高度小于所述第二導光部的高度。本實用新型還提供一種光源模塊，該光源模塊包含一電路板、復數(shù)發(fā)光二極管及一光學元件。該發(fā)光二極管設置于該電路板上并與該電路板形成電性連接，該光學元件設置于該等發(fā)光二極管上，該光學兀件具有一本體，該本體具有一入光部、一第一導光部、一第二導光部及一出光部，該第一導光部連接于該入光部，該第二導光部連接于該第一導光部，該出光部連接于該第二導光部，該入光部具有一凹槽，該凹槽的口徑隨著接近該導光部而遞減，該第一導光部的直徑隨著遠離該入光部而遞減。所述第二導光部的直徑隨著遠離所述第一導光部而遞減。所述第二導光部的直徑隨著遠離所述第一導光部而遞增。所述第二導光部的直徑為一定值。所述凹槽具有一側(cè)壁及連接于該側(cè)壁的一頂壁，該頂壁設有復數(shù)微結(jié)構(gòu)。所述入光部朝著相反于所述出光部的方向延伸形成有復數(shù)卡鉤，該卡鉤貫穿該電路板并卡掣于該電路板，所述發(fā)光二極管位于該電路板及該光學元件之間。所述第一導光部的高度小于所述第二導光部的高度。借由本實用新型的光源模塊及其光學元件，可重新分布來自一寬光強度分布的光源的光線，并輸出一窄光強度分布的光線，以供適用于舞臺照明。

圖I為公知的光源模塊的剖視圖；圖2為本實用新型第一實施例的光源元件的立體圖；圖3為本實用新型第一實施例的光學元件的剖視圖；圖4為本實用新型第一實施例的光源模塊的剖視圖；圖5為本實用新型第二實施例的光學元件的剖視圖；圖6為本實用新型第三實施例的光學元件的剖視圖。附圖標記說明10、32 電路板12、30發(fā)光二極管14固定件140支撐部142夾持部20、20a、20b 光學元件22 本體[0036]220入光部2202 凹槽2204 側(cè)壁2206 頂壁2207 微結(jié)構(gòu)2208 卡鉤222第一導光部224、224a、224b 第二導光部226出光部320上表面322下表面H1、H2 高度。
具體實施方式
配合參閱圖2及圖3，其分別為本實用新型第一實施例的光學元件的一立體圖及剖視圖。該光學元件20適用于設置于復數(shù)發(fā)光二極管30上(如圖4所示)，借以改變該發(fā)光二極管30所發(fā)出的光線的光強度分布。在本實施例中，該發(fā)光二極管30以發(fā)光二極管晶粒作為例，且發(fā)光二極管30的數(shù)量以3個為例，并可供分別產(chǎn)生紅色、綠色及藍色的光線，且該發(fā)光二極管30的發(fā)光角度約為120度。然而，在實際實施時，該發(fā)光二極管30可以為其它封裝形式(如表面粘著型發(fā)光二極管)，且該發(fā)光二極管30也可以產(chǎn)生其它光色；當然，該發(fā)光二極管30也可僅供產(chǎn)生單一光色。該光學元件20具有一本體22，該本體22是使用透光材料，如:聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、合成樹脂、丙烯(acryl)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)、聚烯烴(Polyolefines)、玻璃或上述材料的組合物制作而成。該本體22具有一入光部220、一第一導光部222、一第二導光部224及一出光部226，該第一導光部222的一端連接于該入光部220，該第一導光部222的另一端則連接于該第二導光部224，該第二導光部224相對連接該第一導光部222的另一端則連接于該出光部226 ;且較佳地，該入光部220、該第一導光部222、該第二導光部224及該出光部226為一體成型。該入光部220具有朝該出光部226方向凹陷的一凹槽2202，該凹槽2202供該發(fā)光二極管30容置于其中，該凹槽2202具有一側(cè)壁2204及一頂壁2206，該頂壁2206連接于該側(cè)壁2204。該凹槽2202的口徑隨著接近該第一導光部222而遞減，使該凹槽2202的剖面大致呈倒梯形，借以擴大通過該側(cè)壁2204進入該入光部220的光線的入射角度，以提升光線在該入光部220產(chǎn)生全內(nèi)反射(total internal reflection)的機率,使絕大部分的光線都傳遞至該第一導光部222。該頂壁2206設置有復數(shù)微結(jié)構(gòu)2207，該微結(jié)構(gòu)2207主要用以散射通過其上的光線，使提升通過的光線的均勻度。其次，由該發(fā)光二極管30發(fā)出的不同光色在通過該微結(jié)構(gòu)2207散射后，也可以達到一較佳的混光效果。在本實施例中，各該微結(jié)構(gòu)2207呈V形凸設于該頂壁2206上，實際實施時，可依所需的散射效果以調(diào)整各該微結(jié)構(gòu)2207的外形。此外，該入光部220朝向相反于該第一導光部222的方向延伸形成有復數(shù)個卡鉤2208，該卡鉤2208貫穿用以設置該發(fā)光二極管30的一電路板32 (如圖4所示)。在本實施例中，卡鉤2208的數(shù)量以兩個為例，且該卡鉤2208呈等間距設置，借以使該光學元件20可以平衡地撐立于該電路板32上。該光學元件20、該發(fā)光二極管30及該電路板32配合構(gòu)成一光源模塊。參閱圖4,該電路板32可以為印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)、金屬基電路板(metal core PCB)、陶瓷電路板或復合材料電路板(composite material PCB),用以將該發(fā)光二極管32產(chǎn)生的熱能快速導離。該電路板32具有一上表面320及相反于該上表面320的一下表面322,該發(fā)光二極管30設置于該上表面320,該卡鉤2208卡掣于該下表面322，以使該發(fā)光二極管30位于該電路板32及該光學元件20之間，并朝向該光學元件20的入光部220發(fā)出光線。該第一導光部222及該第二導光部224用以接收由該入光部220向上傳遞的光線，并將該光線引導至該出光部226。該第一導光部222的直徑隨著遠離該入光部220而遞減，如此一來，由該發(fā)光二極管30發(fā)出的具有寬光強度分布的光線在通過直徑逐漸縮小的該第一導光部222后，可使得光強度分布逐漸地縮小。該第二導光部224的直徑隨著遠離該第一導光部222而遞減,并且,該第一導光部222的高度Hl小于該第二導光部224的高度H2 (如圖3所示)，該第二導光部224主要用以調(diào)整通過的光線的分布角度；在本實施例中，該第二導光部224是用以更進一步地縮小通過的光線的分布角度。該出光部226大致呈半球狀，借以將光線集中角度的出射，其中，由出光部226出射的光線的出射角度約為60度。配合參閱圖5，其為本實用新型第二實施例的光學元件的剖視圖。在本圖標中，此光學兀件20a與第一實施例的光學兀件20類似,且相同的兀件標不以相同的符號。值得注意的是，兩者的差異在于如圖5所示的第二導光部224a的直徑隨著遠離該第一導光部222而遞增。同樣地，該第二導光部224a主要用以調(diào)整通過的光線的分布角度，且在此該第二導光部224a是用以擴大通過的光線的角度，并將光線傳遞至該出光部226，使出光部226得以出射預定光型的光線。光學元件20a的各元件的功能與相關說明，實際上與第一實施例的光學元件20相同，在此不予贅述。光學元件20a至少可達到與光學元件20相同的功能。當然，該光學元件20a也可以與一電路板及復數(shù)發(fā)光二極管共同組成一光源模塊。配合參閱圖6，其為本實用新型第三實施例的光學元件的剖視圖。在本圖標中，此光學兀件20b與第一實施例的光學兀件20類似,且相同的兀件標不以相同的符號。值得注意的是，兩者的差異在于如圖6所示的第二導光部224b的直徑為一定值。同樣地，該第二導光部224b主要用以調(diào)整通過的光線的分布角度，且在此該第二導光部224b是用以維持通過的光線的角度，并將光線傳遞至該出光部226，使出光部226得以出射預定光型的光線。光學元件20b的各元件的功能與相關說明，實際上與第一實施例的光學元件20相同，在此不予贅述。光學元件20b至少可達到與光學元件20相同的功能。當然，該光學元件20b也可以與一電路板及復數(shù)發(fā)光二極管共同組成一光源模塊。[0063]本實用新型借由一體成型的光學元件20、20a、20b以將發(fā)光二極管30發(fā)出的寬光強度分布的光線調(diào)整成為窄光強度分布的光線，如此一來，可避免發(fā)光二極管30點亮時產(chǎn)生的熱能而導致光源模塊無法使用的情形產(chǎn)生，且有效地降低該光學元件20、20a、20b的制作難度。然而以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例，當不能限定本實用新型實施的范圍，即凡是依本實用新型權(quán)利要求所作的均等變化與修飾，仍應屬于本實用新型的專利涵蓋范圍意圖保護的范疇。
權(quán)利要求1.一種光學元件，其特征在于，其包含 一本體，該本體具有一入光部、一第一導光部、一第二導光部及一出光部，該第一導光部連接于該入光部，該第二導光部連接于該第一導光部，該出光部連接于該第二導光部，該入光部具有一凹槽，該凹槽的口徑隨著接近該導光部而遞減，該第一導光部的直徑隨著遠離該入光部而遞減。
2.如權(quán)利要求I所述的光學元件，其特征在于，所述第二導光部的直徑隨著遠離所述第一導光部而遞減。
3.如權(quán)利要求I所述的光學元件，其特征在于，所述第二導光部的直徑隨著遠離所述第一導光部而遞增。
4.如權(quán)利要求I所述的光學元件，其特征在于，所述第二導光部的直徑為一定值。
5.如權(quán)利要求I所述的光學元件，其特征在于，所述凹槽具有一側(cè)壁及連接于該側(cè)壁的一頂壁，該頂壁設有復數(shù)微結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求I所述的光學元件，其特征在于，所述入光部朝著相反于該導光部的方向延伸形成有復數(shù)卡鉤。
7.如權(quán)利要求I所述的光學元件，其特征在于，所述第一導光部的高度小于所述第二導光部的高度。
8.一種光源模塊，其特征在于，其包含 一電路板； 復數(shù)發(fā)光二極管，設置于該電路板上并與該電路板形成電性連接；以及 一光學元件，設置于該發(fā)光二極管上，該光學元件具有一本體，該本體具有一入光部、一第一導光部、一第二導光部及一出光部，該第一導光部連接于該入光部，該第二導光部連接于該第一導光部，該出光部連接于該第二導光部，該入光部具有一凹槽，該凹槽的口徑隨著接近該第一導光部而遞減，該第一導光部的直徑隨著遠離該入光部而遞減。
9.如權(quán)利要求8所述的光源模塊，其特征在于，所述第二導光部的直徑隨著遠離所述第一導光部而遞減。
10.如權(quán)利要求8所述的光源模塊，其特征在于，所述第二導光部的直徑隨著遠離所述第一導光部而遞增。
11.如權(quán)利要求8所述的光源模塊，其特征在于，所述第二導光部的直徑為一定值。
12.如權(quán)利要求8所述的光源模塊，其特征在于，所述凹槽具有一側(cè)壁及連接于該側(cè)壁的一頂壁，該頂壁設有復數(shù)微結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求8所述的光源模塊，其特征在于，所述入光部朝著相反于所述出光部的方向延伸形成有復數(shù)卡鉤，該卡鉤貫穿該電路板并卡掣于該電路板，所述發(fā)光二極管位于該電路板及該光學元件之間。
14.如權(quán)利要求8所述的光源模塊，其特征在于，所述第一導光部的高度小于所述第二導光部的高度。
專利摘要本實用新型公開了一種光源模塊及其光學元件，該光源模塊包含一電路板、復數(shù)發(fā)光二極管及一光學元件。該發(fā)光二極管設置于該電路板上并與該電路板形成電性連接，該光學元件設置于該等發(fā)光二極管上，該光學元件包含一本體，該本體具有一入光部、一第一導光部、一第二導光部及一出光部，該第一導光部連接于該入光部，該第二導光部連接于該第一導光部，該出光部連接于該第二導光部，該入光部具有一凹槽，該凹槽的口徑隨著接近該第一導光部而遞減，該第一導光部的直徑隨著遠離該入光部而遞減。本實用新型可重新分布來自一寬光強度分布的光源的光線，并輸出一窄光強度分布的光線。
文檔編號F21S8/00GK202813095SQ20122049201
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者許書誠 申請人:蕙萰科技股份有限公司