CN101527338A - 透镜组件及其组合结构 - Google Patents

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陈庆仲
林容生
倪靖琮
陈宗杰
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Abstract

本发明提供一种透镜组件，可搭配发光二极管封装结构使用，该透镜组件具有座体；座体的正面上具有至少一个第一屈光体；座体反面设有凹穴，凹穴对应第一屈光体；另在凹穴一侧相通有至少一个凹陷部；另该屈光体表面为非球面状的外凸曲面，该外凸曲面中央内凹形成凹部。本发明还提供一种透镜组件的组合结构，其包括：电路板；电连接于电路板上的至少一个发光二极管封装结构，其具有第二屈光体；以及透镜组件，固接于电路板上，并罩于发光二极管封装结构上方。该发光二极管封装结构所发出光线导向侧边，以产生非对称及状似蝙蝠之翼(batwing)的光形，在照明灯具应用上能够使照射区域获得均匀照度，以增加光的利用率，并降低生产成本。

Description

透镜组件及其组合结构
技术领域
本发明有关一种透镜组件及其组合结构。
背景技术
发光二极管封装结构是一种固态的半导体组件，具有体积小、寿命长、耗电量低、反应速率快、耐震性特佳等优点，适用于各种电器、信息广告牌、通信产品等发光组件。
传统的发光二极管封装结构上所使用的透镜组件，如中国台湾专利证书第262604号的一种发光二极管透镜，用以导引发光二极管所发出的光束至预定射出方向，透镜包含面对发光二极管的底面、相反于底面的反射面及垂直预定射出方向的穿透面。反射面各部分对称地呈抛物线形状，发光二极管位于抛物线的焦点上。穿透该底面进入透镜的光束在反射面被沿预定射出方向反射至穿透面，且反射光束以与穿透面垂直地穿出并射离透镜。
中国台湾专利公开编号第2004028899号的一种透镜，包括底部表面、反射表面，与该透镜的中轴成斜角的第一折射表面以及自该底部表面向该第一折射表面延伸为平滑曲面的第二折射表面。透过该底部表面进入该透镜并直接射入于该反射表面的光从该反射表面反射至该第一折射表面，并被该第一折射表面折射，以实际垂直于该透镜的该中轴的方向射出该透镜。透过该底部表面进入该透镜并直接入射于该第二折射表面的光由该第二折射表面折射，以实质垂直于该透镜的该中轴的方向退出该透镜。发光二极管(LED)可方便地使用该透镜，以提供一种侧发光的发光装置，并提供一种可连接于透镜的透镜盖。
上述两种传统的透镜将光线导至大角度时，所设计的透镜外型皆为自由曲面，该自由曲面无法利用计算机运算设计，导致制作透镜的模具不易制作，造成成本增加。
另外，中国台湾专利公开第200507293号的一种多重曲率透镜主要由多个具有不同曲率的透镜部所构成，其适于对发光二极管进行封装。其中，多个具有不同曲率的透镜部互相连接，并且在制作上可一体成形。此外，本发明的具有多重曲率透镜的发光二极管封装结构主要由芯片、承载器及上述的多重曲率透镜所构成。其中，芯片配置于承载器上，而多重曲率的透镜将芯片及部分的承载器包覆于内，借由多重曲率的透镜将发光二极管芯片所发出的部分光线导向透镜的侧边。此公开专利的发光二极管封装结构需封装两次，且透镜的大小限制了发光二极管封装结构的尺寸，无法适用于不同尺寸的发光二极管封装结构的封装。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种透镜组件及其组合结构，以增加光的利用率，并简化生产组装，降低生产成本。
为达到上述目的，本发明提供一种透镜组件，搭配发光二极管封装结构使用，该透镜组件包括：
座体；以及
至少一个第一屈光体，其具有非球面状的外凸曲面，并位于该座体的正面上；
其中该座体反面设有至少一个凹穴，该凹穴对应该第一屈光体；
该第一屈光体具有凹部，该凹部在该外凸曲面中央内凹成形。
另外，该凹穴一侧设至少一个凹陷部，该凹陷部与该凹穴相通。
本发明还提供一种透镜组件的组合结构，其包括：
电路板；
至少一个发光二极管封装结构，其电连接于该电路板上，所述发光二极管封装结构上具有第二屈光体；以及
透镜组件，其固接于该电路板上，并罩于该发光二极管封装结构上方，该透镜组件具有座体及该座体正面上至少一个第一屈光体，该座体反面设有至少一个凹穴，该凹穴对应该第一屈光体，该屈光体表面为非球面状的外凸曲面，该外凸曲面中央凹设有凹部；
其中，该发光二极管封装结构的第二屈光体的中心轴偏离该第一屈光体的凹部的中心轴，使该发光二极管封装结构所发出的部分光线导向第一屈光体侧边。
由以上技术方案可以看出，本发明的透镜组件及具有其的组合结构，在发光二极管封装结构与透镜组件组合后，使该发光二极管封装结构的中心轴偏离该透镜组件的中心轴，使发光二极管封装结构所发出光线导向侧边，以产生非对称及状似蝙蝠之翼的(batwing)光形，在照明灯具应用上能够使照射区域获得均匀照度，以增加光的利用率。另外，透镜组件上可具有两个或两个以上第一屈光体，因而该透镜组件可以对应多个发光二极管封装结构组合，此设计可以使照射区域范围大，且能获得更加的均匀照度，而且使生产组装简化，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明透镜组件的立体示意图；
图2为本发明透镜组件的仰视示意图；
图3为本发明透镜组件的侧视示意图；
图4为本发明的透镜组件与发光二极管封装结构组合示意图；
图5为本发明的透镜组件与发光二极管封装结构组合侧视截面图；
图6为本发明的透镜组件与发光二极管组合俯视示意图；
图7A为本发明的配光曲线测量示意图；
图7B为本发明的另一配光曲线测量示意图；
图8为本发明的另一实施例示意图。
附图标记说明
透镜组件    1
座体        11
第一屈光体  12
凹穴        13
凹陷部      14
定位部      15
外凸曲面    16
凹部        17
中心轴      18
发光二极管封装结构2
底座        21
第二屈光体  22
中心轴      221
导电引脚    23
电路板      3
组装部      31
光线        4
具体实施方式
有关本发明的技术内容及详细说明，现配合附图说明如下。
请参阅图1、图2及图3，分别为本发明透镜组件的立体、仰视及侧视示意图。如图1、图2及图3所示，本发明的透镜组件1，其具有座体11及该座体11正面中央设有第一屈光体12。该座体11反面凹设有对应该第一屈光体12的凹穴13，该凹穴13一侧设有至少一个凹陷部14，该凹陷部14与凹穴13相通，该凹陷部14提供发光二极管封装结构(图中未示出)的导电引脚容置或延伸于该座体11外部，该凹穴13容置该发光二极管封装结构。另在该座体11的反面位置上具有两个或两个以上定位部15，该定位部15为座体11反面上的柱状体，用来将该透镜组件1定位安装在电路板(图中未示出)上。该第一屈光体12表面为非球面状的外凸曲面16，该外凸曲面16具有中央内凹所形成的凹部17。
请参阅图4，为本发明的透镜组件与发光二极管封装结构组合示意图。如图4所示，在本发明的透镜组件1与该发光二极管封装结构2组合时，先将发光二极管封装结构2的两个导电引脚23电连接在电路板3上，将该透镜组件1罩于该发光二极管封装结构2上方，使该发光二极管封装结构2容置于该座体11的凹穴13中。该发光二极管封装结构2的底座21的导电引脚23容置于该凹陷部14中，或者通过凹陷部14而延伸于该座体11外部。该座体11的定位部15定位于该电路板3的组装部31中，这样即完成该透镜组件1与该发光二极管封装结构2的组合。由于在座体11的凹穴13及凹陷部14的设计，使该透镜组件1可以组合不同的发光二极管封装结构2来搭配使用。在图4中，该组装部31为洞孔。
请参阅图5、图6，为本发明的透镜组件与发光二极管组合侧视截面图及俯视示意图。如图5、图6所示，在该透镜组件1与该发光二极管封装结构2组合后，该发光二极管封装结构2的第二屈光体22的中心轴221偏离该第一屈光体12的中心轴18。
当发光二极管封装结构2被点亮时，该发光二极管封装结构2所发出的部分光线4导向该第一屈光体12侧边，呈现出非对称及状似蝙蝠之翼(batwing)的光形，使用在照明灯具上能够使照射区域获得均匀照度，以增加光的利用率。
请参阅图7A及图7B，均为本发明的配光曲线测量示意图。如图7A所示，在发光二极管封装结构2的第二屈光体22的中心轴221对准该第一屈光体12的凹部17的中心轴18时，该相对光强度(Intensity)为1，光曲线峰值(peak)在-50～50度角(Angle)之间，如图7A所示。
当发光二极管封装结构2的第二屈光体22的中心轴221偏离该第一屈光体12的中心轴18时，该相对光强度(Intensity)为1，光曲线峰值(peak)偏移角度(Angle)落在约25度左右，如图7B所示。
请参阅图8，为本发明的另一实施例示意图。如图8所示，本实施例揭示一种复合式透镜组件5，其上具有两个或两个以上第一屈光体51以及两个或两个以上凹穴13，因而该复合式透镜组件5可以对应多个发光二极管封装结构2进行组合，此设计可以使照射区域范围加大，且能获得更佳的均匀照度，而且使生产组装简化，降低生产成本。
上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡是根据本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，都被本发明的保护范围所涵盖。

Claims (11)

1、一种透镜组件，搭配发光二极管封装结构使用，其特征在于，所述透镜组件包括：
座体；以及
至少一个第一屈光体，其具有非球面状的外凸曲面，并位于该座体的正面上；
其中该座体反面设有至少一个凹穴，该凹穴对应该第一屈光体；
该第一屈光体具有凹部，该凹部在该外凸曲面中央内凹成形。
2、如权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，所述凹穴一侧设有凹陷部，该凹陷部与该凹穴相通。
3、如权利要求1所述的透镜组件，其特征在于，所述座体的反面位置上具有两个或两个以上定位部。
4、如权利要求3所述的透镜组件，其特征在于，所述定位部为柱状体。
5、一种透镜组件的组合结构，其特征在于，所述组合结构包括：
电路板；
至少一个发光二极管封装结构，其电连接于该电路板上，所述发光二极管封装结构上具有第二屈光体；以及
透镜组件，其固接于该电路板上，并罩于该发光二极管封装结构上方，该透镜组件具有座体及该座体正面上至少一个第一屈光体，该座体反面设有至少一个凹穴，该凹穴对应该第一屈光体，该屈光体表面为非球面状的外凸曲面，该外凸曲面中央凹设有凹部；
其中，该发光二极管封装结构的第二屈光体的中心轴偏离该第一屈光体的凹部的中心轴，使该发光二极管封装结构所发出的部分光线导向第一屈光体侧边。
6、如权利要求5所述的透镜组件的组合结构，其特征在于，所述电路板上具有组装部。
7、如权利要求6所述的透镜组件的组合结构，其特征在于，所述组装部为在电路板上的洞孔。
8、如权利要求5所述的透镜组件的组合结构，其特征在于，所述凹穴一侧设有凹陷部，该凹陷部与该凹穴相通。
9、如权利要求5所述的透镜组件的组合结构，其特征在于，所述座体的反面具有至少一个定位部。
10、如权利要求9所述的透镜组件的组合结构，其特征在于，所述定位部为座体反面上的柱状体。
11、如权利要求5所述的透镜组件的组合结构，其特征在于，所述发光二极管封装结构上设有两个导电引脚，该导电引脚电连接于该电路板上。
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