CN102777854A

CN102777854A - 具复数介质之led光学透镜

Info

Publication number: CN102777854A
Application number: CN2012102011444A
Authority: CN
Inventors: 唐德龙; 黄韦强
Original assignee: YANGZHOU LEDLINK OPTICAL CO Ltd
Current assignee: YANGZHOU LEDLINK OPTICAL CO Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2012-11-14

Abstract

本发明公开了一种具复数介质之LED光学透镜，供以组装于一LED光源，其包含一光密介质本体及至少一光疏介质，该光密介质本体之折射率为n₁，且具有一第一本体及一第二本体。该第一本体及该第二本体分设有等数量之第一孔穴及第二孔穴，当该第一本体接合该第二本体而形成该光密介质本体时，该第一孔穴位置对应该第二孔穴位置而形成封闭式之至少一容置室，供以容置该光疏介质，该光疏介质之折射率为n₂，并满足n₁＞n₂之关系式。因此，该光疏介质透过三次光学折射原理即可改变及调整该LED光源之光形，以提增该LED光源之发光角度及照明范围。

Description

具复数介质之LED光学透镜

技术领域：

本发明是与光学透镜之技术领域相关，特别是关于一种利用三次光学之折射或反射原理改变原发光二极管发光角度之具复数介质之LED光学透镜，以提增照明范围而适用于各式灯具之不同需求。

背景技术：

发光二极管(LED)具有低耗电、高效能及寿命长等特性而广泛应用于各式背光源或灯泡灯管中。然而，LED之发光角度一般仅约120°，使照明范围受限制，且因LED之发光光线一般系较集中于中心处，造成中心处与周边处之亮度大小差异甚巨而无法提供均匀的照明效果。如此，采用LED作为光源之各式LED照明装置将因受限于LED光源之原发光角度及原光线分布性而具有较小的照明范围及较差之光均度，难以符合使用者需求。因此，LED照明装置多配置有光学透镜，以利用光学透镜之二次光学原理调整LED光源所发射之光，使针对原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，而可于各种不同之使用条件下皆提供最佳之照明状态。

且，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，如何进一步利用三次光学之折射及反射原理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：

有鉴于已知技术的问题，本发明之目的在于提供一种利用三次光学原理之具复数介质之LED光学透镜，以提增原LED之发光角度，进而广泛LED之适用性。

根据本发明之目的，该具复数介质之LED光学透镜供以组装于一LED光源，其包含一光密介质本体及至少一光疏介质。该光密介质本体之折射率为n₁，具有一第一本体及一第二本体，该第一本体具有开放式之至少一第一孔穴；该第二本体具有开放式之至少一第二孔穴，且该第二孔穴数量等于该第一孔穴数量，又该第一本体与该第二本体对合连接设置而形成该光密介质本体，且该第一孔穴位置对应该第二孔穴位置而形成封闭式之至少一容置室。并且，该光疏介质系填充于该容置室内，且其折射率为n₂，并满足n₁＞n₂之关系式。

为利用三次光学之折射或反射原理改善该LED光源之光径走向，该光疏介质填充于该容置室后形成一反射手段，供以将该LED光源所发射之光经该反射手段后为光学反射。或者，该光疏介质填充于该容置室后形成一折射手段，供以将该LED光源所发射之光经该折射手段后为光学折射。

其中，该第一本体与该第二本体之侧表面设有一侧部光均匀手段，供以将该LED光源所发射之光经该侧部光均匀手段后针对一侧部目标照射区域呈均匀之光照射分布。该第一本体与该第二本体之顶表面设有一顶部光均匀手段，供以将该LED光源所发射之光经该顶部光均匀手段后针对一顶部目标照射区域呈均匀之光照射分布。并且，该第一本体上系设有一第一插合孔与一第一插合件，该第二本体上设有一第二插合孔与一第二插合件；且该第一插合孔系对应该第二插合件设置，该第一插合件系对应该第二插合孔设置；另外该光密介质本体为塑料，该光疏介质为空气。

再者，为达上述目的，本发明之具复数介质之LED光学透镜供以组装于一LED光源，其特征在于：该具复数介质之LED光学透镜具有一光密介质本体，该光密介质本体之折射率为n₁，且该光密介质本体系为一体成形；该光密介质本体中设有至少一光疏介质，该光疏介质之折射率为n₂，并满足n₁＞n₂之关系式。

为达上述目的，本发明之具复数介质之LED光学透镜供以组装于一LED光源，其特征在于：该具复数介质之LED光学透镜由至少三个光密介质本体接合而成，并于内部形成封闭式之至少一容置室，该容置室供以填充至少一光疏介质，且各该光密介质本体之折射率为n₁，而该光疏介质之折射率为n₂，并满足n₁＞n₂之关系式。

综上所述，该具复数介质之LED光学透镜是利用光线传输于不同介质间所产生的偏移角度调整及改变该LED光源之原光径方向，使提升照射光之均匀度，并且，当偏移角度达最大值而形成全反射时，即可提增该LED光源之原发光角度而扩大照明范围。

附图说明：

图1为本发明第一较佳实施例之一实施态样之分解图。

图2为本发明第一较佳实施例之一实施态样之立体外观图。

图3为本发明第一较佳实施例之一实施态样之剖视图。

图4为本发明第一较佳实施例之一实施态样之光迹图。

图5为本发明第一较佳实施例之另一实施态样之剖视图

图6为本发明第一较佳实施例之另一实施态样之光迹图。

图7为本发明第二较佳实施例之立体外观图。

图8为本发明第二较佳实施例之剖视示意图。

图9为本发明第三较佳实施例之立体外观图。

图10为本发明第三较佳实施例之剖视示意图。

具体实施方式：

为使贵审查委员能清楚了解本发明之内容，谨以下列说明搭配图式，敬请参阅。

请参阅图1～4，其为本发明第一较佳实施例之一实施态样之分解图、立体外观图、剖视图及光迹图。如图所示，该具复数介质之LED光学透镜1是供以组装于一LED光源(图未示)，其包含一光密介质本体10及三个光疏介质11，且该光密介质本体10可呈由塑料材质所制成之圆柱状设置，而该光疏介质11可为空气，如此，该光密介质本体10之折射率n₁大于该光疏介质11之折射率n₂。该LED光学透镜1可非一体成型，即该光密介质本体10具有一第一本体100及一第二本体101，该第一本体100设有开放式之三个第一孔穴1000、一第一插合孔1001及一第一插合件1002，而该第二本体101设有与该等第一孔穴1000相同数量之三个开放式第二孔穴1010、一第二插合孔1011与一第二插合件1012，且该第二插合孔1011对应该第一插合件1002设置，该第二插合件1012对应该第一插合孔1001设置。透过该第一插合件1002嵌合该第二插合孔1011，及该第二插合件1012嵌合该第一插合孔1001，使该第一本体100与该第二本体101对合连接而形成该光密介质本体10，并且，各该第一孔穴1000之位置系对应各该第二孔穴1010位置而形成封闭式之三个容置室，供以容置该光疏介质11。

且，该第一本体100与该第二本体101之顶表面可设有一顶部光均匀手段，例如于该顶表面周缘设置相连接之复数个平面12，供以将该LED光源所发射之光经该顶部光均匀手段后针对一顶部目标照射区域呈均匀之光照射分布。该第一本体100与该第二本体101之侧表面设有一侧部光均匀手段，以透过栉比鳞次之复数个凸叶13使该LED光源所发射之光经该侧部光均匀手段后，针对一侧部目标照射区域呈均匀之光照射分布。值得注意的是，该等凸叶13呈平面状且彼此相接环绕设于该第一本体100与该第二本体101之侧表面而形成一层一层的叶环，使于图3之剖视图中，该第一本体100与该第二本体101之侧边缘呈锯齿状。

本实施例中，该等容置室分别呈漏斗状空间结构，其尖嘴端均朝向该LED光学透镜1底部，且该等容置室相距该LED光学透镜1底部之距离越远，则漏斗状空间结构越大。使该光疏介质11填充于该容置室即形成一反射手段，供以将该LED光源所发射之光经该反射手段后为光学反射，换言之，当该LED光源之光欲穿射最邻近该LED光学透镜1底部之第一容置室时，因该光密介质本体10及该光疏介质11之折射率满足n₁＞n₂之关系式，故依全反射原理，该LED光源所发射之部份光将全反射于该第一容置室下表面。又，另一部份光经该第一容置室折射后持续朝该LED光学透镜1顶部传送，使进一步反射于该第二容置室或该第三容置室之下表面，如此，透过迭置之该等光疏介质11即可有效提增发光角度及照明范围。

承上，请再参阅图5、6，其为本发明第一较佳实施例之另一实施态样之剖视图及光迹图。如图所示，为使该光疏介质11填充于该容置室后形成一折射手段，供以将该LED光源所发射之光经该折射手段后为光学折射，该等容置室分别呈半椭圆状空间结构，其弧边均朝向该LED光学透镜1顶部设置，且该等容置室相距该LED光学透镜1底部之距离越远，则半椭圆状空间结构越大，以进一步折射该LED光源所发射之光而提升均光度。

请参阅图7、8，其分别为本发明第二较佳实施例之立体外观图及剖视示意图。如图所示，该具复数介质之LED光学透镜2系供以组装于一LED光源(图未示)，以透过三次光学之反射原理改善该LED光源之原发光角度及照明范围。该LED光学透镜2具有一光密介质本体20及一光疏介质21，该光密介质本体20可由塑料材质一体成形而制成上宽下窄之杯体结构，且其折射率为n₁，而该光疏介质21可呈漏斗状设置并设于该光密介质本体20中。又，该光疏介质21可为空气，故其折射率n₂小于该光密介质本体20之折射率n₁。如此，当该LED光源之光径偏移达一定角度时，将全反射于该光疏介质21，使该LED光源具有较广之照明范围。

请参阅图9、10，其分别为本发明第三较佳实施例之立体外观图及剖视示意图。如图所示，该具复数介质之LED光学透镜3供以组装于一LED光源(图未示)，且该LED光学透镜3为由三个光密介质本体30接合而成之塑料杯体，并于内部形成封闭式之一容置室。该容置室可呈半椭圆状空间结构，供以填充透明之一光疏介质31，且该光密介质本体30之折射率为n₁，而该光疏介质31之折射率为n₂，使满足n₁＞n₂之关系式。如此，该LED光源所发射垂直射入该容置室之部分光将因该光疏介质31而产生折射，使加强发散以提升照明范围。

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

1.一种具复数介质之LED光学透镜，其特征在于：供以组装于一LED光源，包含：一光密介质本体，其折射率为n₁，包含：一第一本体，具有开放式之至少一第一孔穴；及一第二本体，具有开放式之至少一第二孔穴，且该第二孔穴数量等于该第一孔穴数量，又该第一本体与该第二本体系对合连接设置而形成该光密介质本体，且该第一孔穴位置系对应该第二孔穴位置而形成封闭式之至少一容置室；及至少一光疏介质，填充于该容置室内，且其折射率为n₂，并满足n₁＞n₂之关系式。

2.根据权利要求1所述的具复数介质之LED光学透镜，其特征在于：所述之具复数介质之LED光学透镜，其中该光疏介质填充于该容置室后形成一反射手段，供以将该LED光源所发射之光经该反射手段后为光学反射。

3.根据权利要求1所述的具复数介质之LED光学透镜，其特征在于：所述的该光疏介质填充于该容置室后形成一折射手段，供以将该LED光源所发射之光经该折射手段后为光学折射。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的具复数介质之LED光学透镜，其特征在于：所述的该第一本体与该第二本体之侧表面设有一侧部光均匀手段，供以将该LED光源所发射之光经该侧部光均匀手段后针对一侧部目标照射区域呈均匀之光照射分布。

5.根据权利要求4所述的具复数介质之LED光学透镜，其特征在于：所述的该第一本体与该第二本体之顶表面设有一顶部光均匀手段，供以将该LED光源所发射之光经该顶部光均匀手段后针对一顶部目标照射区域呈均匀之光照射分布。

6.根据权利要求5所述的具复数介质之LED光学透镜，其特征在于：所述的该第一本体上设有一第一插合孔与一第一插合件，该第二本体上设有一第二插合孔与一第二插合件；且该第一插合孔对应该第二插合件设置，该第一插合件对应该第二插合孔设置；另外该光密介质本体为塑料，该光疏介质为空气。

7.一种具复数介质之LED光学透镜，供以组装于一LED光源，其特征在于：该具复数介质之LED光学透镜具有一光密介质本体，该光密介质本体之折射率为n₁，且该光密介质本体为一体成形；该光密介质本体中设有至少一光疏介质，该光疏介质之折射率为n₂，并满足n₁＞n₂之关系式。

8.一种具复数介质之LED光学透镜，供以组装于一LED光源，其特征在于：该具复数介质之LED光学透镜系由至少三个光密介质本体接合而成，并于内部形成封闭式之至少一容置室，该容置室供以填充至少一光疏介质，且各该光密介质本体之折射率为n₁，而该光疏介质之折射率为n₂，并满足n₁＞n₂之关系式。