CN101806425A - 光学透镜结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学透镜结构，适于包覆一发光源。发光源适于提供一照明光。光学透镜结构包括一个槽沟结构以及二个光学出光面。二个光学出光面位于槽沟结构的相对两侧，并与槽沟结构实体上连接。来自发光源的照明光会从这些光学出光面传递至远离发光源的方向。

Description

光学透镜结构

技术领域

本发明涉及透镜结构，且特别是有关于一种侧射型的光学透镜结构。

背景技术

随着半导体科技的进步，现今的发光二极管已具备了高亮度的输出，加上发光二极管具有省电、体积小、低电压驱动以及不含汞等优点，因此发光二极管已广泛地应用在显示器与照明等领域。

一般来说，现有技术所设计的侧射型光学透镜结构搭配发光二极管使用时，其所产生的光形，如图1A与图1B所绘示，其中图1A绘示现有技术的侧射型光学透镜结构在0度至180度之间所产生的光形图，而图1B绘示现有技术的侧射型光学透镜结构在-120度至+120度所产生的光谱图。

在图1A与图1B中，发光二极管通常是搭配使用现有技术侧射型光学透镜结构来进行侧向式发光，以运用于景观照明之类的领域。然而，采用上述的光学透镜结构所产生的光形，并未将中间部分的光强度缩减至最低(例如是趋近于零)，因此，当运用在景观照明时，便无法产生较佳的效果。此外，采用此种光学透镜结构亦无法产生非对称性的光形。

因此，如何设计一种光学透镜结构可有效地降低中间部分的光强度以运用于景观照明，以及可将所降低的光强度导引至侧向发出以提高侧向发光的亮度，便为一项重要的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光学透镜结构，其搭配发光源的使用，而可产生较佳的侧射光型。

本发明提出一种光学透镜结构，适于包覆一发光源。发光源配置于一虚拟平面上，且发光源适于提供一照明光。光学透镜结构包括一个槽沟结构以及二个光学出光面。槽沟结构在虚拟平面上的正投影会将光学透镜结构在虚拟平面上的正投影一分为二。发光源位于槽沟结构在虚拟平面的正投影上。二个光学出光面位于槽沟结构的相对两侧，并与槽沟结构实体上连接。来自发光源的照明光会从这些光学出光面传递至远离发光源的方向。

在本发明的一实施例中，槽沟结构在虚拟平面上的正投影位于光学透镜结构在虚拟平面上的正投影的对称轴上。

在本发明的一实施例中，来自发光源的照明光会被槽沟结构全反射至这些光学出光面。

在本发明的一实施例中，该槽沟结构的深度小于该光学出光面至该发光源的距离。

在本发明的一实施例中，槽沟结构的宽度介于0.01mm至1mm之间。

在本发明的一实施例中，发光源为一发光二极管芯片。

在本发明的一实施例中，光学透镜结构的材质为光学高分子材料。

在本发明的一实施例中，光学高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。

在本发明的一实施例中，发光源为一发光二极管。此发光二极管包括一发光二极管芯片以及一封装胶体。发光二极管芯片配置于封装胶体内。

在本发明的一实施例中，封装胶体的材质为光学高分子材料。

在本发明的一实施例中，光学高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。

在本发明的一实施例中，由于光学透镜结构具有一个槽沟结构，且此槽沟结构位于二个光学出光面之间。因此，配置于此光学透镜结构内的发光源，其所出射的光形将可较佳地仅由二个光学出光面出射，以解决现有技术光学透镜结构在中间部分仍会有光强度的问题。如此一来，将一发光源搭配使用本发明的光学透镜结构后，其可产生较佳的侧向出射光形，进而于景观照明的用途可具有较佳的表现。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A绘示现有技术的侧射型光学透镜结构在0度至180度之间所产生的光形图；

图1B绘示现有技术的侧射型光学透镜结构在-120度至+120度所产生的光谱图；

图2A为本发明一实施例的光学透镜结构的立体示意图；

图2B为图2A所绘示的光学透镜结构的俯视投影图；

图2C为沿图2B的剖线AA’所绘示的光学透镜结构的剖面示意图；

图3为发光源搭配使用本发明的光学透镜结构所产生的光形分布图；

图4为另一实施形态的发光源的立体图；

图5为本发明一实施例的光学透镜模块的立体示意图。

【主要元件符号说明】

10、10’：发光源

12：照明光

12’：发光二极管芯片

14’：封装胶体

200：光学透镜结构

200a、210a：正投影

210：槽沟结构

222、224：光学出光面

300：光学透镜模块

310：基座

312：容置空间

W1：宽度

D1：深度

P1：虚拟平面

具体实施方式

图2A为本发明一实施例的光学透镜结构的立体示意图，图2B为图2A所绘示的光学透镜结构的俯视投影图，而图2C为沿图2B的剖线AA’所绘示的光学透镜结构的剖面示意图。请同时参考图2A、图2B与图2C，本实施例的光学透镜结构200适于包覆一发光源10，其中发光源10配置于一虚拟平面P1上，且发光源10适于提供一照明光12，如图2A所示。

光学透镜结构200包括一个槽沟结构210以及二个光学出光面222、224。槽沟结构210在虚拟平面P1上的正投影210a会将光学透镜结构200在虚拟平面P1上的正投影200a一分为二，如图2A与图2B所绘示。发光源210位于槽沟结构210在虚拟平面P1的正投影210a上。

在本实施例中，槽沟结构210在虚拟平面P1上的正投影210会位于光学透镜结构200在虚拟平面上的正投影200a的对称轴(未绘示)上，亦即是，槽沟结构210在虚拟平面P1上的正投影210会将光学透镜结构200在虚拟平面上的正投影200a均分为两部分，如图2B所绘示。然而，在其它实施例中，根据使用者的需求，如欲设计非对称的光形，槽沟结构210在虚拟平面P1上的正投影210也可以是采用不均分的设计。

在本实施例中，槽沟结构210不会暴露出发光源10，也就是说，槽沟结构210的深度D1以不曝露出发光源10为限制，其中深度D1根据使用者的设计可以是任意大于零的数值，如图2C所绘示。另外，槽沟结构210的宽度W1较佳地为采用介于0.01mm至1mm之间的宽度作为设计。然而，在其它实施例中，依据使用者的需求，上述的宽度W1亦可作适当的调整，上述仅为举例说明，非用以限定本发明。

二个光学出光面222、224位于槽沟结构210的相对两侧，并与槽沟结构210实体上连接，如图2A与图2C所绘示。来自发光源10的照明光12会从这些光学出光面222、224传递至远离发光源10的方向。详细来说，配置于光学透镜结构200内的发光源10的照明光12例如是采用均匀发散的光型，且光学透镜结构200具有上述的槽沟结构210。因此，来自发光源10的照明光12会被槽沟结构210全反射至这些光学出光面222、224。也就是说，在光学透镜结构200内的照明光12传递至槽沟结构210时，槽沟结构210会改变照明光12传递方向，其中改变其传递方向的原理例如是众所周知的光学反射定律。如此一来，在光学透镜结构200内的照明光12便无法直接地由槽沟结构210传递出去，而会被全反射或折射至光学出光面222、224，如此一来，可获得如图3所绘示的光型分布。

由图3可知，发光源10设置于上述的光学透镜结构200内，可有效降低中央部分(或称位于槽沟结构210的部分)的光强度，且发光源10所提供的照明光12的主要光强度会直接由光学透镜结构200的两侧(如本实施例提及的光学出光面222、224)传递出去，而形成如图3所绘示的光型。如此一来，将一光源搭配使用本实施例的光学透镜结构200的设计，在景观照明上将可获得较佳的光型表现。

值得一提的是，上述的发光源10例如是使用一发光二极管芯片，或是其它光源。此外，本实施例的光学透镜结构200的材质例如是采用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、或是其它光学高分子材料。

另外，本发明的光学透镜结构200亦可采用二次光学的概念。举例来说，先将发光源10设计为一次光学的发光源，接着，再搭配使用本发明的光学透镜结构200，即可形成所谓二次光学的概念，详细说明如下。

上述的发光源10也可以是使用如图4所绘示的一发光二极管10’，其中发光二极管10’包括一发光二极管芯片12’以及一封装胶体14’。发光二极管芯片12’配置于封装胶体14’内。在本实施例中，封装胶体14’的材质例如是采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、或其它光学高分子材料。详细来说，依封装胶体14’所设计的形状，发光二极管10’所发出的光形亦会不同，如此即为一次光学。在本实施例中，发光二极管10’的光型可以设计为朗伯型的光型，如此一来，将发光二极管10’设置于如图2A的发光源10的位置上，即为二次光学的设计概念。需要说明的是，将上述的发光二极管10’设置于本发明的光学透镜结构200内，同样达到上述的优点，不同处仅在于此处系采用二次光学的概念。

另外，在本实施例中，可根据光学透镜结构200的概念，设计一具有上述光学透镜结构200的光学透镜模块300，如图5所示。光学透镜模块300除了具有上述的光学透镜结构200外，更具有一基座310。基座310具有一容置空间312，其中上述的发光源10或发光二极管10’适于配置于此容置空间312内，以使光学透镜结构200可与发光源10或发光二极管14’结合，而可具有上述所提及的功效，其中相关原理与描述可参考上述，在此不再赘言。

综上所述，本发明的光学透镜结构具有一个槽沟结构，且此槽沟结构位于二个光学出光面之间。如此一来，设置于此光学透镜结构内的发光源，其所提供的光形将可较佳地仅由二个光学出光面出射，而无现有技术光学透镜结构在中间部分仍会有光强度的问题。换言的，采用本发明的光学透镜结构，可产生较佳的侧向出射光形，且于景观照明的用途上可具有较佳的表现。

虽然本发明已以多个实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种光学透镜结构，适于包覆一发光源，且该发光源适于提供一照明光，其特征在于该光学透镜结构包括：

一个槽沟结构；以及

二个光学出光面，位于该槽沟结构的相对两侧，并与该槽沟结构实体上连接，其中来自该发光源的该照明光会从该些光学出光面传递至远离该发光源的方向。

2.如权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，该槽沟结构的宽度介于0.01mm至1mm之间。

3.如权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，来自该发光源的照明光会被该槽沟结构全反射至该些光学出光面。

4.如权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，该槽沟结构的深度小于该光学出光面至该发光源的距离。

5.如权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，该发光源为一发光二极管芯片。

6.如权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，该光学透镜结构的材质为光学高分子材料。

7.如权利要求6所述的光学透镜结构，其特征在于，该光学高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。

8.如权利要求1所述的光学透镜结构，其中该发光源为一发光二极管，其特征在于该发光二极管包括：

一发光二极管芯片；以及

一封装胶体，其中该发光二极管芯片配置于该封装胶体内。

9.如权利要求8所述的光学透镜结构，其特征在于，该封装胶体的材质为光学高分子材料。

10.如权利要求9所述的光学透镜结构，其特征在于，该光学高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。

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