高聚光的透鏡結構的製作方法

2024-03-30 16:14:05 1

本發明涉及一種透鏡結構，特別是有關一種具有高聚旋光性及薄型化且適用於發光二極體(Light Emitting Diode，LED)的透鏡結構。

背景技術：

近來，發光二極體已廣泛地應用於人們日常的照明系統中，例如居家照明、路燈照明或交通號誌照明等。現有的發光二極體模塊包含有一發光二極體晶片及一透鏡，發光二極體晶片用於發出光線，而透鏡用於收斂發光二極體晶片所發出的光線。然而，為將發光二極體晶片所發出的光線收斂至特定角度內，需搭配具有長高形外形結構的透鏡，因而限制發光二極體模塊的高度，不利發光二極體模塊於薄型化的發展方向。

技術實現要素：

因此，本發明提供一種具有高聚旋光性及薄型化的透鏡結構，以解決上述問題。

為了達成上述目的，本發明公開一種高聚光的透鏡結構，其設置於一發光模塊及一基板上，所述透鏡結構包含有一結合部以及一導光部，所述結合部結合於所述基板且覆蓋所述發光模塊，所述導光部設置於所述結合部上。所述導光部包含有一第一截頂圓錐導光結構以及一第二截頂圓錐導光結構，所述第一截頂圓錐導光結構具有一第一底面及一第一頂面，所述第一底面結合於所述結合部，所述第一頂面的面積小於所述第一底面的面積。所述第二截頂圓錐導光結構與所述第一截頂圓錐導光結構同軸設置，所述第二截頂圓錐導光結構具有一第二底面及一第二頂面，所述第二底面結合於所述第一頂面，所述第二底面的面積小於所述第一頂面的面積，且所述第二頂面的面積小於所述第二底面的面積。

根據本發明其中之一實施例，本發明進一步公開所述第一底面的邊緣由所述第二底面的邊緣沿所述第二底面的徑向方向延伸出一第一底面徑向距離，所述第一頂面的邊緣由所述第二底面的邊緣沿所述第二底面的徑向方向延伸出一第一頂面徑向距離，且所述第一底面徑向距離大於所述第一頂面徑向距離。

根據本發明其中之一實施例，本發明進一步公開所述第一底面徑向距離實質上等於0.2毫米，且所述第一頂面徑向距離實質上等於0.11毫米。

根據本發明其中之一實施例，本發明進一步公開所述導光部進一步包含有一第三截頂圓錐導光結構，其與所述第二截頂圓錐導光結構同軸設置，所述第三截頂圓錐導光結構具有一第三底面及一第三頂面，所述第三底面結合於所述第二頂面，所述第三底面的面積小於所述第二頂面的面積，且所述第三頂面的面積小於所述第三底面的面積。

根據本發明其中之一實施例，本發明進一步公開所述第二底面的邊緣由所述第三底面的邊緣沿所述第三底面的徑向方向延伸出一第二底面徑向距離，所述第二頂面的邊緣由所述第三底面的邊緣沿所述第三底面的徑向方向延伸出一第二頂面徑向距離，且所述第二底面徑向距離大於所述第二頂面徑向距離。

根據本發明其中之一實施例，本發明進一步公開所述第二底面徑向距離實質上等於0.2毫米，且所述第二頂面徑向距離實質上等於0.11毫米。

根據本發明其中之一實施例，本發明進一步公開所述第一底面的邊緣、所述第二底面的邊緣及所述第三底面的邊緣共同位於一虛擬球面上。

根據本發明其中之一實施例，本發明進一步公開所述虛擬球面的半徑實質上等於1.9毫米。

根據本發明其中之一實施例，本發明進一步公開所述發光模塊的幾何中心通過所述虛擬球面的球心。

根據本發明其中之一實施例，本發明進一步公開所述第一底面的邊緣、所述第二底面的邊緣及所述第三底面的邊緣彼此共軸球面設置。

綜上所述，本發明高聚光的透鏡結構的導光部是由多個截頂圓錐導光結構，且本發明透鏡結構的導光部的出光面是由各截頂圓錐導光結構的底面、頂面及側面所構成，因此本發明透鏡結構的導光部的出光面非為一光滑連續的曲面，其可有效降低透鏡結構的整體高度，不僅有利於透鏡結構朝薄型化的方向發展並可將發光模塊所發出的光線收斂至特定角度內。有關本發明前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考附圖實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

附圖說明

圖1為本發明實施例透鏡結構的外觀示意圖。

圖2為本發明實施例透鏡結構的爆炸示意圖。

圖3為本發明實施例透鏡結構的剖面示意圖。

其中，附圖標記說明如下：

1000 透鏡結構

1 發光模塊

10 出光軸

11 出光面

2 基板

3 凹杯

4 結合部

5 導光部

50 第一截頂圓錐導光結構

501 第一底面

502 第一頂面

503 第一側面

51 第二截頂圓錐導光結構

511 第二底面

512 第二頂面

513 第二側面

52 第三截頂圓錐導光結構

521 第三底面

522 第三頂面

53 第四截頂圓錐導光結構

54 第五截頂圓錐導光結構

55 第六截頂圓錐導光結構

56 第七截頂圓錐導光結構

57 第八截頂圓錐導光結構

6 虛擬球面

60 半徑

61 球心

B1、B2、B3、T1、T2 點

D 距離

X1 徑向方向

C1 第一底面徑向距離

D1 第一頂面徑向距離

C2 第二底面徑向距離

D2 第二頂面徑向距離

具體實施方式

以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。請參閱圖1至圖3，圖1為本發明實施例一透鏡結構1000的外觀示意圖，圖2為本發明實施例透鏡結構1000的爆炸示意圖，圖3為本發明實施例透鏡結構1000的剖面示意圖。如圖1至圖3所示，透鏡結構1000設置於一發光模塊1及一基板2上。在本實施例中，發光模塊1可為一發光二極體(Light Emitting Diode，LED)晶片，基板2可為一發光二極體基板且所述發光二極體基板上可形成有一凹杯3，所述發光二極體晶片(即發光模塊1)設置於凹杯3內。

進一步地，透鏡結構1000包含有一結合部4以及一導光部5，結合部4結合於基板2且覆蓋凹杯3的開口及發光模塊1，以使發光模塊1密封於凹杯3內，藉此發光模塊1所發出的光線便會通過結合部4與導光部5透射出透鏡結構1000外。實際上，結合部4沿凹杯3的開口外緣延伸一距離D，以將發光模塊1的一線纜(未繪示於圖中)封裝。導光部5設置於結合部4上，在本實施例中導光部5可與結合部4為一體成型。

另外，導光部5包含有一第一截頂圓錐導光結構50、一第二截頂圓錐導光結構51以及一第三截頂圓錐導光結構52。第一截頂圓錐導光結構50具有一第一底面501及一第一頂面502，第一底面501結合於結合部4，且第一頂面502的面積小於第一底面501的面積(如圖3所示)。第二截頂圓錐導光結構51與第一截頂圓錐導光結構50同軸設置，即第二截頂圓錐導光結構51與第一截頂圓錐導光結構50分別同軸於發光模塊1的一出光軸10，其中出光軸10垂直於發光模塊1的一出光面11且通過出光面11的幾何中心。

如圖3所示，第二截頂圓錐導光結構51具有一第二底面511及一第二頂面512，第二底面511結合於第一頂面502，即第二底面511與第一頂面502為共平面，第二底面511的面積小於第一頂面502的面積，且第二頂面512的面積小於第二底面511的面積。進一步地，第三截頂圓錐導光結構52與第二截頂圓錐導光結構51同軸設置，即第三截頂圓錐導光結構52、第二截頂圓錐導光結構51與第一截頂圓錐導光結構50分別同軸於發光模塊1的出光軸10，第三截頂圓錐導光結構52具有一第三底面521及一第三頂面522，第三底面521結合於第二頂面512，即第三底面521與第二頂面512為共平面，第三底面521的面積小於第二頂面512的面積，且第三頂面522的的面積小於第三底面521的面積。

進一步地，第一截頂圓錐導光結構50的第一底面501的邊緣(即點B1)由第二截頂圓錐導光結構51的第二底面511的邊緣(即點B2)沿第二底面511的徑向方向X1延伸出一第一底面徑向距離C1，第一截頂圓錐導光結構50的第一頂面502的邊緣(即點T1)由第二截頂圓錐導光結構51的第二底面511的邊緣(即點B2)沿第二底面511的徑向方向X1延伸出一第一頂面徑向距離D1，其中第一底面徑向距離C1大於第一頂面徑向距離D1。第二截頂圓錐導光結構51的第二底面511的邊緣(即點B2)由第三截頂圓錐導光結構52的第三底面521的邊緣(即點B3)沿第三底面521的徑向方向X1延伸出一第二底面徑向距離C2，第二截頂圓錐導光結構51的第二頂面512(即點T2)由第三截頂圓錐導光結構52的第三底面521的邊緣(即點B3)沿第三底面521的徑向方向X1延伸出一第二頂面徑向距離D2，其中第二底面徑向距離C2大於第二頂面徑向距離D2。

在本實施例中，第一底面徑向距離C1可實質上等於第二底面徑向距離C2，且第一頂面徑向距離D1可實質上等於第二頂面徑向距離D2。實際上，第一底面徑向距離C1與第二底面徑向距離C2均可實質上等於0.2毫米，且第一頂面徑向距離D1與第二頂面徑向距離D2均可實質上等於0.11毫米，但本發明不受此限。

值得一提的是，第一截頂圓錐導光結構50的第一底面501的邊緣(即點B1)、第二截頂圓錐導光結構51的第二底面511的邊緣(即點B2)及第三截頂圓錐導光結構52的第三底面521的邊緣(即點B3)共同位於一虛擬球面6上，即第一截頂圓錐導光結構50的第一底面501的邊緣(即點B1)、第二截頂圓錐導光結構51的第二底面511的邊緣(即點B2)及第三截頂圓錐導光結構52的第三底面521的邊緣(即點B3)彼此共軸球面設置，其中虛擬球面6的半徑60可實質上等於1.9毫米。另外，發光模塊1的幾何中心(即出光軸10)通過虛擬球面6的球心61。

除此之外，第一截頂圓錐導光結構50進一步包含有一第一側面503，第二截頂圓錐導光結構51進一步包含有一第二側面513，第一側面503連接第一底面501與第一頂面502，第二側面513連接第二底面511與第二頂面512，而根據上述第一底面徑向距離C1與第一頂面徑向距離D1的結構設計，第一側面503是為一圓錐斜面且其斜率是由第一底面徑向距離C1與第一頂面徑向距離D1決定，且根據上述第二底面徑向距離C2與第二頂面徑向距離D2的結構設計，第二側面513是為一圓錐斜面且其斜率是由第二底面徑向距離C2與第二頂面徑向距離D2決定。

這樣一來，第一側面503及第二側面513便可用於反射由發光模塊1所射出的光線，以收斂發光模塊1所發出的光線至特定角度(例如60度)內。如圖3所示，本發明透鏡結構1000進一步包含有一第四截頂圓錐導光結構53、一第五截頂圓錐導光結構54、一第六截頂圓錐導光結構55、一第七截頂圓錐導光結構56以及一第八截頂圓錐導光結構57，而第三截頂圓錐導光結構52、第四截頂圓錐導光結構53、第五截頂圓錐導光結構54、第六截頂圓錐導光結構55、第七截頂圓錐導光結構56以及第八截頂圓錐導光結構57的結構設計及作用原理與第一截頂圓錐導光結構50與第二截頂圓錐導光結構51相同，為求簡潔，在此不再贅述。

相較於現有技術，本發明高聚光的透鏡結構的導光部是由多個截頂圓錐導光結構，且本發明透鏡結構的導光部的出光面是由各截頂圓錐導光結構的底面、頂面及側面所構成，因此本發明透鏡結構的導光部的出光面非為一光滑連續的曲面，其可有效降低透鏡結構的整體高度，不僅有利於透鏡結構朝薄型化的方向發展並可將發光模塊所發出的光線收斂至特定角度內。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。