CN103836537A

CN103836537A - 发光二极管透镜结构

Info

Publication number: CN103836537A
Application number: CN201310664088.2A
Authority: CN
Inventors: 唐德龙; 魏志铭
Original assignee: Dongguan Ledlink Optics Inc
Current assignee: Dongguan Ledlink Optics Inc
Priority date: 2012-12-15
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2014-06-04

Abstract

本发明公开一种发光二极管透镜结构，其具有一本体，该本体之外表面由一入光面的边缘连接一出光面的边缘所构成，且该入光面之中心位置朝该出光面方向凹置收束，并于收束最末端位置形成一发散平面，又该发散平面半径R为0.05mm～1mm之圆形面。如此，透过收束之该出光面加强发散该发光二极管所射出之中心光源，及藉该发散平面之面积限制该发光二极管所射出之中心光源量，即可改善照明范围之中心部份与周缘部份之光强度差异，使提供均匀照度之照明效果。

Description

发光二极管透镜结构

技术领域

本发明涉及光学透镜之技术领域，特别是关于一种发光二极管透镜结构，其利用二次光学折射原理改变原发光二极管之发光角度、光度分布及照度分布而调整照明范围内之照度分布，以广泛发光二极管于各应用领域之适用性。

背景技术

发光二极管（Light Emitting Diode, LED）以其低耗电、高效能及寿命长等特性袭卷整个照明市场。一时之间，LED大举取代传统光源而广泛应用于显示器背光源、广告广告牌、路灯、天井灯或桌灯等照明设备中。然，LED之光线发散角度一般仅约120°，相较于传统光源系具有较狭小之照明范围，连带地影响应用照明设备之光照效果。又或，LED所射出之光源多集中于中心处，使中心处之光源相较于周边处之光源更具有较强辐射强度，造成亮度大小差异甚巨而无法提供均匀地照明效果。为改善上述问题，LED照明设备多配置光学透镜，以利用光学透镜之二次光学原理调整LED光源所发射光源之光径方向，亦即，针对原LED光源之投射照度、发光角度及照射光之均匀度进行改善后产生各类适用性较佳的光形布局，使于各种不同之使用条件下皆可提供最佳之照明状态。

又，受装置微型化的趋势影响，或为符合高均光、高照度及高照射范围等市场需求，单一LED照明装置中可能装设有多颗LED，又每一颗LED皆配置一光学透镜，故连带使光学透镜之构造设计及外观体积受限制，影响光学透镜所能产生的二次光学效果，造成LED照明装置无法提供最佳之照明状态。对此，如何进一步善用二次光学之折射及反射原理而提升该光学透镜之光径调整功能，即为本领域相关从业者极欲改善之课题。

发明内容

本发明之目的在于提供一种发光二极管透镜结构，可适用于液晶显示器之背光模块或其它照明设备中，使改善照明范围之全域光照强度。

为达上述目的，本发明之该发光二极管透镜结构具有一本体，该本体之外表面由一入光面的边缘连接一出光面的边缘所构成，其特征在于：该入光面之中心位置朝该出光面方向凹置收束，并于收束最末端位置形成一发散平面，且该发散平面为半径R之圆形面，0.05mm≦R≦1mm。

为均匀投射光形之光照辐度，该出光面之中心位置朝该发散平面方向凹置收束，以透过二次光学之折射进一步发散该发光二极管所射出之中心光源。

其中，该入光面设有复数个圆形纹凸结构，且该等圆形纹凸结构环绕该出光面之中心位置渐扩设置。该入光面非凹置收束处设有复数个粒状结构或雾面结构，以加强发散该发光二极管所射出之光源而改善光均度。并且，该发光二极管透镜结构更包含三个凸柱，设于该入光面上供以对应一基座而相互连接设置。

附图说明

图1　为本发明较佳实施例之一立体示意图。

图2　为本发明较佳实施例之一光迹示意图。

图3 为本发明较佳实施例之一光迹辐照图。

图4　为本发明较佳实施例之二光迹示意图。

图5 为本发明较佳实施例之二光迹辐照图。

图6 为本发明光线过于发散光迹辐照图。

图7 为本发明光线过于集中光迹辐照图。

图8 为本发明较佳实施例之三立体示意图。

图9　为本发明较佳实施例之三剖面示意图。

具体实施方式

请参阅图1，其为本发明实施例之一实施态样之立体示意图。以显示器之背光模块为例，如图所示，该发光二极管透镜结构1供以与一发光二极管（图未示）组合而应用为背光源，其具有一本体10及三个凸柱11。该本体10之外表面由一入光面100的边缘连接一出光面101的边缘所构成，该入光面100之中心位置朝该出光面101方向凹置形成一容置空间，供以容置该发光二极管，且该容置空间可为该入光面100以一弧面或一平面朝该出光面101方向收束形成，而于最末端位置形成呈圆形面之一发散平面1000，使该容置空间略呈锥柱状空间结构，又该发散平面1000之半径R为0.05mm≦R≦1mm。并且，该入光面100之周缘位置设有该等凸柱11，供以对应一基座（图未示）相互连接设置，使方便应用照明装置进行组装。

当该发散平面1000之半径R为0.05mm时，即如图2及图3所示，其分别为本发明实施例之一光迹示意图及辐照图，该发光二极管所射出之中心光源将受该发散平面1000面积之限制，而仅有部份光束经该发散平面1000入射后由该出光面101射出，其余部份光束则受该容置空间之壁面阻挡而产生光学折射，使偏移光径而进一步发散该发光二极管所射出之部份中心光源，形成强度均匀之光照效果。

或者，如图4及图5所示，其分别为本发明实施例之二光迹示意图及辐照图，当该发散平面1000之半径R为1mm时，该发光二极管透镜结构1具有较大面积之该发散平面1000，相对地，由该出光面101中心部位所射出之光束量亦随之增加。如此，相较于R为0.05mm，即形成光照范围较小但平均光照度较强之光照效果。由此可知，由于本发明之该发光二极管透镜结构1排除半径太小之发散平面1000，例如小于临界值0.05mm而造成如图6所示之中央照射区域光线过于发散，或半径太大之发散平面1000，例如大于临界值1mm而造成图7所示之中央照射区域光线过于集中等二种照射均匀度不佳等情况，故可最佳化改善原光源路径而达最佳均光照明效果之功效。

再者，为均匀投射光形之光照辐度，该发光二极管透镜结构1更可如图8、9所示，其为本发明较佳实施例之三立体示意图及剖面示意图，该出光面101之中心位置朝该发散平面1000方向凹置收束而形成一凹点1010，以藉该凹点1010中具有较尖锐端角之收束端进一步利用二次光学之反射原理发散该发光二极管所射出之中心光源。同时，该入光面100设有复数个圆形纹凸结构1001，且该等圆形纹凸结构1001环绕该出光面101之中心位置渐扩设置，但此仅为举例而非限制，该入光面100非凹置收束处亦可为雾面结构或设有复数个粒状结构1002，以藉该等设置加强发散该发光二极管所射出之光源，使有效改善光均度并提升光照质量。

当然，以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims

1.一种发光二极管透镜结构，具有一本体，该本体之外表面由一入光面的边缘连接一出光面的边缘所构成，其特征在于：

该入光面之中心位置朝该出光面方向凹置收束，并于收束最末端位置形成一发散平面，且该发散平面为半径R之圆形面，0.05mm≦R≦1mm。

2.根据权利要求1所述的发光二极管透镜结构，其特征在于：该出光面之中心位置朝该发散平面方向凹置收束。

3.根据权利要求1或2所述的发光二极管透镜结构，其特征在于：该入光面设有复数个圆形纹凸结构，且该等圆形纹凸结构是环绕该出光面之中心位置渐扩设置。

4.根据权利要求1或2所述的发光二极管透镜结构，其特征在于：该入光面非凹置收束处设有复数个粒状结构。

5.根据权利要求1或2所述的发光二极管透镜结构，其特征在于：该入光面非凹置收束处为雾面结构。

6.根据权利要求1或2所述的发光二极管透镜结构，其特征在于：更包含三个凸柱，设于该入光面上供以对应一基座而相互连接设置。