CN104296067B - 导光透镜 - Google Patents

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Abstract

一种导光透镜，用于传导一发光件的光线，并包含：一基部，及一导光部。该导光部包括一连接该基部的内周缘、一相反于该内周缘的外周缘，以及至少一连接于该内周缘与该外周缘之间的光控制单元。该光控制单元具有相邻的一第一导光段与一第二导光段，该第一导光段具有一朝后且呈阶梯状的第一反射面，以及一朝前且表面平整的第一出光面。该第二导光段具有一朝后的第二反射面、一朝前的第三反射面，以及一连接该第二反射面与该第三反射面的一端的第二出光面。通过上述创新结构设计，可产生不同于以往导光透镜的光学作用与光学图案。

Description

导光透镜
技术领域
本发明涉及一种透镜，特别是涉及一种可用于传导一发光件的光线的导光透镜。
背景技术
近年来，以发光二极管灯(LED灯)作为光源的车灯已广泛使用，而LED灯的光源主要是通过一导光透镜向前导出，导光透镜的结构设计会影响投射出的光学图案。参阅图1，以美国专利US7270454号专利案为例，其揭露的一车灯主要包含一发光件11与一透镜12，该透镜12包括一个直接光控制部121，以及一个围绕该直接光控制部121的反射光控制部122。该反射光控制部122的一前表面123与一后表面124皆为非平整的凹凸状表面。进入该反射光控制部122的光线主要为一次反射而出光，射向该后表面124的光线可反射而朝该前表面123射出到外部。而该专利案所形成的光学图案主要为数个环形的相间隔排列的亮纹与暗纹。
当然，目前还有许多种不同的车灯的导光透镜结构，不胜枚举。而除了车灯以外，其他的照明灯具、讯号灯、装饰灯具或广告灯箱等设备，无论是运用于室内或室外场合，也会有使用导光透镜来导光、产生特殊光学图案的需求。有鉴于大众对于导光透镜的使用需求与选择上的考量会有所不同，为了满足广大消费者的需求，本案发明人提出另一种结构创新、光学作用不同的导光透镜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构创新、可导光以产生特殊光学图案的导光透镜。
本发明导光透镜，用于传导一个发光件的光线，并包含：一个位于一个光轴上的基部，该基部包括一个可供该发光件的光线通过的入光面。该导光透镜还包含一个导光部，该导光部围绕该光轴并设置在该基部的周围，该导光部包括一个连接该基部的内周缘、一个相反于该内周缘且远离该基部的外周缘，以及至少一个连接于该内周缘与该外周缘之间的光控制单元，该光控制单元具有相邻的一个第一导光段与一个第二导光段，该第一导光段具有一个朝后且呈阶梯状的第一反射面，以及一个朝前且表面平整的第一出光面，该第一反射面与该第一出光面皆由该内周缘朝该外周缘延伸；该第二导光段具有一个朝后的第二反射面、一个朝前的第三反射面，以及一个连接该第二反射面与该第三反射面的一端并位于该外周缘上的第二出光面，该第二反射面与该第三反射面皆为平整的表面，并且皆由该内周缘朝该外周缘延伸；该发光件发出且通过该入光面的部分光线进入所述第一导光段，并受该第一反射面反射且由该第一出光面射出；该发光件发出且通过该入光面的部分光线进入所述第二导光段，并受到该第二反射面与该第三反射面的反射而自该第二出光面射出。
本发明所述的导光透镜，该导光部包括数个相连接的光控制单元，所述光控制单元连接围绕成环状，每一光控制单元的第一导光段连接相邻的另一光控制单元的第二导光段。
本发明所述的导光透镜，该导光部自该基部朝前且朝远离该光轴的方向逐渐扩大，该导光部还包括一个朝后的第一面，以及一个朝前并界定出一透镜空间的第二面，该第一面是由所述光控制单元的第一反射面与第二反射面共同界定而成，该第二面是由所述光控制单元的第一出光面与第三反射面共同界定而成。
本发明所述的导光透镜，该基部的入光面围绕该光轴并且由后往前逐渐靠近该光轴而呈圆锥面。
本发明的有益效果在于：通过第一导光段的第一反射面将光线朝该第一出光面反射，第二导光段的第二反射面与第三反射面使光线多次反射而可自该第二出光面射出，此种特殊的导光段与反射面设计，乃为创新结构，可产生不同于以往导光透镜的光学作用与光学图案。
附图说明
图1是一种美国专利US7270454号专利案车灯的剖视图；
图2是本发明导光透镜的一较佳实施例的后视立体图；
图3是该较佳实施例的后视图；
图4是沿图3的一A-A线所取的剖视图；
图5是一示意图，显示一发光件的光线受到该较佳实施例传导后所形成的光学图案。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图2、3、4，本发明导光透镜的一较佳实施例，用于传导一发光件20的光线，该发光件20例如一发光二极管(LED)。该导光透镜由树脂材料制成，其外形大致呈碗状，并包含：一基部2，及一导光部3。
该基部2位于一光轴L上，且该光轴L通过该基部2的中心位置。该基部2包括一可供该发光件20的光线通过的入光面21，该入光面21围绕该光轴L并且由后往前逐渐靠近该光轴L而呈圆锥面。
该导光部3围绕该光轴L并设置在该基部2的周围，并且自该基部2朝前且朝远离该光轴L的方向逐渐扩大，换句话说，由后往前逐渐径扩。该导光部3包括一连接该基部2且围绕光轴L的内周缘31、一相反于该内周缘31且远离该基部2并围绕该光轴L的外周缘32，以及至少一连接于该内周缘31与该外周缘32之间的光控制单元33。
具体而言，本实施例的导光部3包括数个光控制单元33，所述光控制单元33连接围绕成环状，每一光控制单元33具有相邻并且皆由该内周缘31朝该外周缘32延伸的一第一导光段4与一第二导光段5，每一光控制单元33的第一导光段4连接相邻的另一光控制单元33的第二导光段5。因此该导光部3整体而言，所述第一导光段4与所述第二导光段5呈现穿插配置。
本实施例的每一第一导光段4具有一朝后的第一反射面41，以及一朝前且具有曲度的第一出光面42。该第一反射面41与该第一出光面42皆由该内周缘31朝该外周缘32延伸。其中，该第一反射面41呈阶梯状，并具有数个间隔的第一区411，以及数个分别与所述第一区411穿插配置的第二区412。通过此阶梯状设计使该第一反射面41形成高低起伏的结构表面。而该第一出光面42表面平整而未设有任何阶梯状结构。
本实施例的每一第二导光段5具有一朝后的第二反射面51、一朝前的第三反射面52、一连接该第二反射面51与该第三反射面52的一端并位于该外周缘32上的第二出光面53，以及二间隔相对且连接在该第二反射面51与该第三反射面52之间的侧面54。其中，该第二反射面51与该第三反射面52皆为平整且具有曲度的表面，并且皆由该内周缘31朝该外周缘32延伸。所述侧面54也是由该内周缘31朝该外周缘32延伸，而且所述侧面54之间的间距是由该内周缘31朝该外周缘32逐渐变大。
进一步地，本实施例的导光部3还包括一朝后的第一面34，以及一朝前并界定出一透镜空间350的第二面35。该第一面34是由所述光控制单元33的第一反射面41与第二反射面51共同界定而成。该第二面35是由所述光控制单元33的第一出光面42与第三反射面52共同界定而成。
参阅图3、4、5，本发明使用时，该发光件20设置于该导光透镜的入光面21的一侧，该发光件20发出的光线可经由该入光面21进入该导光透镜中。其中，该发光件20发出且通过该入光面21的部分光线进入所述第一导光段4，每一第一导光段4中的光线主要先朝该第一出光面42入射，并受到反射(主要是全反射)而朝该第一反射面41入射，该第一反射面41再将光线反射(主要是全反射)且由该第一出光面42射出(如图4的光行进路径A)，而且通过第一反射面41的阶梯面设计，使通过该第一出光面42射出的光线形成亮暗相间隔的条纹，每一第一导光段4导引出的光线分布，形成数个第一亮纹61(图5以点状区域示意)与数个第一暗纹62的交错配置，所述第一暗纹62的光线强度极小或几乎无光线，或第一暗纹62的光线强度小于第一亮纹61的光线强度。
另一方面，该发光件20发出且通过该入光面21的部分光线进入所述第二导光段5，光线在该第二导光段5中传播较长的路径，光线受到每一第二导光段5的第二反射面51与第三反射面52的多次反射(主要是全反射)后，再由该第二出光面53射出(如图4的光行进路径B)。因此，每一第二导光段5所导引出的光线分布，在对应于该第二出光面53处会形成一个第二亮纹71，而该第二亮纹71以外的区域则形成一第二暗纹72，所述第二暗纹72的光线强度极小或几乎无光线，或第二暗纹72的光线强度小于第二亮纹71的光线强度。
因此，本发明整体而言，通过所述第一导光段4与所述第二导光段5将该发光件20的点光源光线向前导光形成特殊光学图案。所述第一亮纹61与第一暗纹62间隔，每一排第一亮纹61与第一暗纹62的一旁则穿插一个长条且径向渐扩的第二暗纹72，加上所述第二亮纹71间隔地围绕成一圈而构成环状间隔亮点，借此搭配形成放射状且富有变化性的特殊发光图案，可提升观看时的新奇感与乐趣。而且第一导光段4主要是使光线于其内部二次反射后射出，第二导光段5使光线于其内部经过更多次反射后再由该外周缘32射出，本发明通过创新结构产生不同于以往导光透镜的光学作用与光学图案。本发明导光透镜与该发光件20可配合应用于车灯、各种场合的照明灯、装饰灯具、讯号灯或广告灯箱等等的设备。

Claims (3)

1.一种导光透镜，用于传导一个发光件的光线，并包含：一个位于一个光轴上的基部，该基部包括一个可供该发光件的光线通过的入光面，其特征在于：该导光透镜还包含一个导光部，该导光部围绕该光轴并设置在该基部的周围，该导光部包括一个连接该基部的内周缘、一个相反于该内周缘且远离该基部的外周缘，以及至少一个连接于该内周缘与该外周缘之间的光控制单元，该光控制单元具有相邻的一个第一导光段与一个第二导光段，该第一导光段具有一个朝后且呈阶梯状的第一反射面，以及一个朝前且表面平整的第一出光面，该第一反射面与该第一出光面皆由该内周缘朝该外周缘延伸；该第二导光段具有一个朝后的第二反射面、一个朝前的第三反射面，以及一个连接该第二反射面与该第三反射面的一端并位于该外周缘上的第二出光面，该第二反射面与该第三反射面皆为平整的表面，并且皆由该内周缘朝该外周缘延伸；该发光件发出且通过该入光面的部分光线进入所述第一导光段，并受该第一反射面反射且由该第一出光面射出；该发光件发出且通过该入光面的部分光线进入所述第二导光段，并受到该第二反射面与该第三反射面的反射而自该第二出光面射出；
其中，该导光部包括数个相连接的光控制单元，所述光控制单元连接围绕成环状，每一光控制单元的第一导光段连接相邻的另一光控制单元的第二导光段。
2.如权利要求1所述的导光透镜，其特征在于：该导光部自该基部朝前且朝远离该光轴的方向逐渐扩大，该导光部还包括一个朝后的第一面，以及一个朝前并界定出一透镜空间的第二面，该第一面是由所述光控制单元的第一反射面与第二反射面共同界定而成，该第二面是由所述光控制单元的第一出光面与第三反射面共同界定而成。
3.如权利要求2所述的导光透镜，其特征在于：该基部的入光面围绕该光轴并且由后往前逐渐靠近该光轴而呈圆锥面。
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