光學(xué)元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種光學(xué)元件，尤指一種使用于路燈的透鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極體(light emitting d1de, LED)為一種半導(dǎo)體元件,主要透過半導(dǎo)體化合物將電能轉(zhuǎn)換為光能以達(dá)到發(fā)光效果，因此具有壽命長、穩(wěn)定性高及耗電量小等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛地應(yīng)用于居家、辦公、室外與行動(dòng)照明，并取代燈管及白熾燈泡等傳統(tǒng)的非指向性發(fā)光源。
[0003]由于發(fā)光二極體為點(diǎn)狀光源且具有高指向性，導(dǎo)致發(fā)光二極體的照射面相較于傳統(tǒng)發(fā)光源窄小，若直接作為照明使用，必然會(huì)產(chǎn)生光線強(qiáng)度過于集中而造成人眼不適的現(xiàn)象。
[0004]因此，在多數(shù)的應(yīng)用場合中，會(huì)在發(fā)光二極體上方或周圍設(shè)置至少一個(gè)光學(xué)元件，來調(diào)整光線的分布狀態(tài)，以改善光線強(qiáng)度過于集中的問題，并可依實(shí)際需求以調(diào)整光學(xué)元件的外型輪廓，以使光型符合應(yīng)用需求。
[0005]在路燈的應(yīng)用上，由于牽涉到行車安全，需要在路面上形成均勻的光強(qiáng)度分布，以便駕駛?cè)嗽谝雇頃r(shí)可清楚地看到路面上各處的情況。為達(dá)到上述目的，傳統(tǒng)的路燈的光強(qiáng)度峰值分布在離垂直方向60度左右，如此可使較多的光線斜向地由路面一側(cè)向路面的中央投射，以使路面可接受到較為均勻的照明。雖然燈座向上傾斜可以提供均勻的照明，但同時(shí)使得光線直射到人眼的視線當(dāng)中形成直接眩光，讓人容易感到疲勞，并增加行車危險(xiǎn)性。再者，發(fā)光二極體的高指向性將更會(huì)加深此問題的嚴(yán)重性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于先前技術(shù)所述，本發(fā)明的目的在于，提供一種光學(xué)元件，所述光學(xué)元件用來改變通過的光線的光強(qiáng)度分布，并供應(yīng)用于道路照明。
[0007]為達(dá)上述目的，本發(fā)明揭示內(nèi)容提供一種光學(xué)元件，所述光學(xué)元件用以改變發(fā)光二極體發(fā)出的光線的光強(qiáng)度分布。光學(xué)元件包含一出光曲面及一位于出光曲面相反側(cè)的底面，出光曲面及底面配合界定一負(fù)透鏡部、二第一正透鏡部及二第二正透鏡部，第一正透鏡部及第二正透鏡部呈交錯(cuò)排列地環(huán)繞負(fù)透鏡部，第一正透鏡部具有一第一曲率，第二正透鏡部具有一第二曲率，第二曲率大于第一曲率。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，光學(xué)元件更包含一側(cè)面，所述側(cè)面連接底面及出光曲面。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，底面形成有一朝向出光曲面的方向凹陷的凹槽，凹槽對應(yīng)位于負(fù)透鏡部下方。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，由凹槽的剖面觀之，凹槽大致呈彈頭形。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，由凹槽的剖面觀之，凹槽包含一第一線段及一連接于第一線段的第二線段，第二線段設(shè)置鄰近于出光曲面，第一線段的曲率大于第二線段的曲率。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，底面形成有二朝向相反于出光曲面的方向凸出的凸柱。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，凸柱對應(yīng)位于第二正透鏡部下方。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，凸柱成圓柱狀。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，由光學(xué)元件的俯視角度觀之，底面大致呈矩形。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，光學(xué)元件為一體成型。
[0017]通過上述，本發(fā)明光學(xué)元件可用來改變通過的光線的光強(qiáng)度分布，并供應(yīng)用于道路照明。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明揭示內(nèi)容的光學(xué)元件的一立體圖。
[0019]圖2為本發(fā)明揭示內(nèi)容的光學(xué)元件的另一立體圖。
[0020]圖3為本發(fā)明揭示內(nèi)容的光學(xué)元件的頂視圖。
[0021]圖4為本發(fā)明揭示內(nèi)容的光學(xué)元件的底視圖。
[0022]圖5為本發(fā)明揭示內(nèi)容的光學(xué)元件的一剖視圖。
[0023]圖6為本發(fā)明揭示內(nèi)容的光學(xué)元件的另一剖視圖。
[0024]圖7為對應(yīng)通過本發(fā)明揭示內(nèi)容光學(xué)元件的光線的配光曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]請參考隨附圖示，本發(fā)明的以上及額外目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將透過本發(fā)明的較佳實(shí)施例的以下闡釋性及非限制性詳細(xì)描敘予以更好地理解。
[0026]配合參閱圖1及圖2，分別為本發(fā)明揭示內(nèi)容的光學(xué)元件的剖視圖。光學(xué)元件I用以改變發(fā)光二極體5 (如圖5所不)發(fā)出的光源的光強(qiáng)度分布。發(fā)光二極體5具有一光軸，光學(xué)元件I的中心軸與所述光軸重合。
[0027]光學(xué)元件I的外型大致呈矩形，光學(xué)元件I系使用透光樹脂，例如為環(huán)氧樹脂或、硅樹脂、玻璃或上述材料的組合物通過射出或壓模等方式做而成，且較佳地，光學(xué)元件I系一體成型。光學(xué)元件I包含一出光曲面10、一位于出光曲面10相反側(cè)的底面12，以及一連接出光曲面10及底面12的側(cè)面14。
[0028]出光曲面10及底面12配合界定一負(fù)透鏡部2、二第一正透鏡部3及二第二正透鏡部4。負(fù)透鏡部2會(huì)使得通過的光線具有較大的發(fā)散角度，第一正透鏡部3及第二正透鏡部4會(huì)使得通過的光線具有較小的發(fā)散角度。
[0029]配合參閱圖3，為本發(fā)明揭示內(nèi)容的光學(xué)元件的頂視圖。由光學(xué)元件I的頂視角度觀之，光學(xué)元件I大致呈矩形。第一正透鏡部3及第二正透鏡部4呈交錯(cuò)排列地環(huán)繞負(fù)透鏡部2，第一正透鏡部3具有一第一曲率半徑Rl (如圖5所示)，第二正透鏡部4具有一第二曲率半徑R2(如圖6所示)，第二曲率半徑R2大于第一曲率半徑R1。申言之，第一正透鏡部3的曲率小于第二正透鏡部4的曲率。在此要說明的是，由于第二曲率小于第一曲率，故光線通過第一正透鏡部3的曲折角度會(huì)大于通過第二正透鏡部4的光線的曲折角度。
[0030]配合參閱圖4，分別為本發(fā)明揭示內(nèi)容的光學(xué)元件的底視圖。由光學(xué)元件I的仰視角度觀之，光學(xué)元件I大致呈矩形，且更佳地，光學(xué)元件I呈具圓角修飾的矩形。復(fù)參閱圖5及圖6，底面12形成有一朝向出光曲面10的方向凹陷的凹槽120 ;從凹槽120的剖面觀之，凹槽120大致呈半圓形。更精確地，凹槽120包含一第一線段122及一連接于第一線段122的第二線段124，第二線段124設(shè)置較靠近于出光曲面10，第一線段122的曲率大于第二線段124的曲率。所述凹槽12對應(yīng)位于負(fù)透鏡部2的下方。
[0031]發(fā)光二極體5主要設(shè)置在凹槽120中，并朝向第一線段122及第二線段124的方向發(fā)出光線。在此要說明的是，由于第一線段122的曲率大于第二線段124的曲率，故光線通過第一線段122進(jìn)入光學(xué)元件I被曲折的角度會(huì)小于光線通過第二線段124進(jìn)入光學(xué)元件I被曲折的角度，藉以使發(fā)光二極體5發(fā)出的光線能夠傳遞至整個(gè)光學(xué)元件1，通過光學(xué)元件I的光線的配光曲線如圖7所示。在圖7中，發(fā)光二極體5及光學(xué)元件I是擺在圖中所示的圓心位置，且發(fā)光二極體5面向圖中O度的方向，且發(fā)光二極體5的光軸與O度軸重合，其中發(fā)光二極體5的光軸指的是發(fā)光二極體5發(fā)出的光線在空間中分布的對稱軸。在圖7中所標(biāo)示的配光曲線LI及L2分別用以表示通過光學(xué)元件I的光線在O度及90度軸向的光強(qiáng)度分布；由配光曲線LI可以得知，通過光學(xué)元件I的O度軸向位置的光線主要會(huì)聚在O度兩側(cè)各55至60度的位置，由配光曲線L2可以得知，通過光學(xué)元件I的90度軸向的光線主要會(huì)聚在O度兩側(cè)各70至80度的位置。
[0032]此外，底面12形成有二朝向相反于出光曲面10的方向凸出的凸柱126，由圖2所示的視角觀之，凸柱126的外觀呈圓柱狀，實(shí)際實(shí)施時(shí)則不以此為限。所述凸柱126對應(yīng)位于第二正透鏡部4下方，如圖5所示。所述凸柱126主要用以將光學(xué)元件I撐立于一平面S上。
[0033]然以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，當(dāng)不能限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾等，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明的專利涵蓋范圍意圖保護(hù)的范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光學(xué)元件，用以與一發(fā)光二極體搭配使用，該光學(xué)元件包含一出光曲面及一位于該出光曲面相反側(cè)的底面，該出光曲面及該底面配合界定一負(fù)透鏡部、二第一正透鏡部及二第二正透鏡部，所述第一正透鏡部及所述第二正透鏡部呈交錯(cuò)排列地環(huán)繞該負(fù)透鏡部，所述第一正透鏡部具有一第一曲率，所述第二正透鏡部具有一第二曲率，該第二曲率小于該第一曲率。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，更包含一側(cè)面，連接該底面及該出光曲面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)元件，其特征在于，該底面形成有一朝向該出光曲面的方向凹陷的凹槽，該凹槽對應(yīng)位于該負(fù)透鏡部下方。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件，其特征在于，由該凹槽的剖面觀之，該凹槽大致呈彈頭形。
5.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件，其特征在于，由該凹槽的剖面觀之，該凹槽包含一第一線段及一連接于該第一線段的第二線段，該第二線段設(shè)置鄰近于該出光曲面，該第一線段的曲率大于該第二線段的曲率。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，該底面形成有二朝向相反于該出光曲面的方向凸出的凸柱。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述凸柱對應(yīng)位于所述第二正透鏡部下方。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件，其特征在于，該凸柱呈圓柱狀。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，由該光學(xué)元件的俯視角度觀之，該底面大致呈矩形。
10.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，該光學(xué)元件為一體成型。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光學(xué)元件，包含一出光曲面及一位于出光曲面相反側(cè)的底面，出光曲面及底面配合界定一負(fù)透鏡部、二第一正透鏡部及二第二正透鏡部，第一正透鏡部及第二正透鏡部呈交錯(cuò)排列地環(huán)繞負(fù)透鏡部，第一正透鏡部具有一第一曲率，第二正透鏡部具有一第二曲率，第二曲率小于第一曲率。本發(fā)明光學(xué)元件可用來改變通過的光線的光強(qiáng)度分布，并供應(yīng)用于道路照明。
【IPC分類】F21Y101-02, F21V5-04
【公開號】CN104806974
【申請?zhí)枴緾N201410042014
【發(fā)明人】周萬順, 林明憲
【申請人】一詮精密電子工業(yè)(中國)有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月29日