CN106410021B - 高聚光的透镜结构 - Google Patents

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Abstract

一种高聚光的透镜结构，其包含有一结合部以及一导光部，所述导光部设置于所述结合部上。所述导光部包含有一第一截顶圆锥导光结构以及一第二截顶圆锥导光结构，所述第一截顶圆锥导光结构具有一第一底面及一第一顶面，所述第一底面结合于所述结合部，所述第一顶面的面积小于所述第一底面的面积。所述第二截顶圆锥导光结构具有一第二底面及一第二顶面，所述第二底面结合于所述第一顶面，所述第二底面的面积小于所述第一顶面的面积，且所述第二顶面的面积小于所述第二底面的面积。

Description

高聚光的透镜结构
技术领域
本发明涉及一种透镜结构，特别是有关一种具有高聚旋光性及薄型化且适用于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的透镜结构。
背景技术
近来，发光二极管已广泛地应用于人们日常的照明系统中，例如居家照明、路灯照明或交通号志照明等。现有的发光二极管模块包含有一发光二极管芯片及一透镜，发光二极管芯片用于发出光线，而透镜用于收敛发光二极管芯片所发出的光线。然而，为将发光二极管芯片所发出的光线收敛至特定角度内，需搭配具有长高形外形结构的透镜，因而限制发光二极管模块的高度，不利发光二极管模块于薄型化的发展方向。
发明内容
因此，本发明提供一种具有高聚旋光性及薄型化的透镜结构，以解决上述问题。
为了达成上述目的，本发明公开一种高聚光的透镜结构，其设置于一发光模块及一基板上，所述透镜结构包含有一结合部以及一导光部，所述结合部结合于所述基板且覆盖所述发光模块，所述导光部设置于所述结合部上。所述导光部包含有一第一截顶圆锥导光结构以及一第二截顶圆锥导光结构，所述第一截顶圆锥导光结构具有一第一底面及一第一顶面，所述第一底面结合于所述结合部，所述第一顶面的面积小于所述第一底面的面积。所述第二截顶圆锥导光结构与所述第一截顶圆锥导光结构同轴设置，所述第二截顶圆锥导光结构具有一第二底面及一第二顶面，所述第二底面结合于所述第一顶面，所述第二底面的面积小于所述第一顶面的面积，且所述第二顶面的面积小于所述第二底面的面积。
根据本发明其中之一实施例，本发明进一步公开所述第一底面的边缘由所述第二底面的边缘沿所述第二底面的径向方向延伸出一第一底面径向距离，所述第一顶面的边缘由所述第二底面的边缘沿所述第二底面的径向方向延伸出一第一顶面径向距离，且所述第一底面径向距离大于所述第一顶面径向距离。
根据本发明其中之一实施例，本发明进一步公开所述第一底面径向距离实质上等于0.2毫米，且所述第一顶面径向距离实质上等于0.11毫米。
根据本发明其中之一实施例，本发明进一步公开所述导光部进一步包含有一第三截顶圆锥导光结构，其与所述第二截顶圆锥导光结构同轴设置，所述第三截顶圆锥导光结构具有一第三底面及一第三顶面，所述第三底面结合于所述第二顶面，所述第三底面的面积小于所述第二顶面的面积，且所述第三顶面的面积小于所述第三底面的面积。
根据本发明其中之一实施例，本发明进一步公开所述第二底面的边缘由所述第三底面的边缘沿所述第三底面的径向方向延伸出一第二底面径向距离，所述第二顶面的边缘由所述第三底面的边缘沿所述第三底面的径向方向延伸出一第二顶面径向距离，且所述第二底面径向距离大于所述第二顶面径向距离。
根据本发明其中之一实施例，本发明进一步公开所述第二底面径向距离实质上等于0.2毫米，且所述第二顶面径向距离实质上等于0.11毫米。
根据本发明其中之一实施例，本发明进一步公开所述第一底面的边缘、所述第二底面的边缘及所述第三底面的边缘共同位于一虚拟球面上。
根据本发明其中之一实施例，本发明进一步公开所述虚拟球面的半径实质上等于1.9毫米。
根据本发明其中之一实施例，本发明进一步公开所述发光模块的几何中心通过所述虚拟球面的球心。
根据本发明其中之一实施例，本发明进一步公开所述第一底面的边缘、所述第二底面的边缘及所述第三底面的边缘彼此共轴球面设置。
综上所述，本发明高聚光的透镜结构的导光部是由多个截顶圆锥导光结构，且本发明透镜结构的导光部的出光面是由各截顶圆锥导光结构的底面、顶面及侧面所构成，因此本发明透镜结构的导光部的出光面非为一光滑连续的曲面，其可有效降低透镜结构的整体高度，不仅有利于透镜结构朝薄型化的方向发展并可将发光模块所发出的光线收敛至特定角度内。有关本发明前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
附图说明
图1为本发明实施例透镜结构的外观示意图。
图2为本发明实施例透镜结构的爆炸示意图。
图3为本发明实施例透镜结构的剖面示意图。
其中，附图标记说明如下：
1000 透镜结构
1 发光模块
10 出光轴
11 出光面
2 基板
3 凹杯
4 结合部
5 导光部
50 第一截顶圆锥导光结构
501 第一底面
502 第一顶面
503 第一侧面
51 第二截顶圆锥导光结构
511 第二底面
512 第二顶面
513 第二侧面
52 第三截顶圆锥导光结构
521 第三底面
522 第三顶面
53 第四截顶圆锥导光结构
54 第五截顶圆锥导光结构
55 第六截顶圆锥导光结构
56 第七截顶圆锥导光结构
57 第八截顶圆锥导光结构
6 虚拟球面
60 半径
61 球心
B1、B2、B3、T1、T2 点
D 距离
X1 径向方向
C1 第一底面径向距离
D1 第一顶面径向距离
C2 第二底面径向距离
D2 第二顶面径向距离
具体实施方式
以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。请参阅图1至图3，图1为本发明实施例一透镜结构1000的外观示意图，图2为本发明实施例透镜结构1000的爆炸示意图，图3为本发明实施例透镜结构1000的剖面示意图。如图1至图3所示，透镜结构1000设置于一发光模块1及一基板2上。在本实施例中，发光模块1可为一发光二极管(LightEmitting Diode，LED)芯片，基板2可为一发光二极管基板且所述发光二极管基板上可形成有一凹杯3，所述发光二极管芯片(即发光模块1)设置于凹杯3内。
进一步地，透镜结构1000包含有一结合部4以及一导光部5，结合部4结合于基板2且覆盖凹杯3的开口及发光模块1，以使发光模块1密封于凹杯3内，借此发光模块1所发出的光线便会通过结合部4与导光部5透射出透镜结构1000外。实际上，结合部4沿凹杯3的开口外缘延伸一距离D，以将发光模块1的一线缆(未绘示于图中)封装。导光部5设置于结合部4上，在本实施例中导光部5可与结合部4为一体成型。
另外，导光部5包含有一第一截顶圆锥导光结构50、一第二截顶圆锥导光结构51以及一第三截顶圆锥导光结构52。第一截顶圆锥导光结构50具有一第一底面501及一第一顶面502，第一底面501结合于结合部4，且第一顶面502的面积小于第一底面501的面积(如图3所示)。第二截顶圆锥导光结构51与第一截顶圆锥导光结构50同轴设置，即第二截顶圆锥导光结构51与第一截顶圆锥导光结构50分别同轴于发光模块1的一出光轴10，其中出光轴10垂直于发光模块1的一出光面11且通过出光面11的几何中心。
如图3所示，第二截顶圆锥导光结构51具有一第二底面511及一第二顶面512，第二底面511结合于第一顶面502，即第二底面511与第一顶面502为共平面，第二底面511的面积小于第一顶面502的面积，且第二顶面512的面积小于第二底面511的面积。进一步地，第三截顶圆锥导光结构52与第二截顶圆锥导光结构51同轴设置，即第三截顶圆锥导光结构52、第二截顶圆锥导光结构51与第一截顶圆锥导光结构50分别同轴于发光模块1的出光轴10，第三截顶圆锥导光结构52具有一第三底面521及一第三顶面522，第三底面521结合于第二顶面512，即第三底面521与第二顶面512为共平面，第三底面521的面积小于第二顶面512的面积，且第三顶面522的的面积小于第三底面521的面积。
进一步地，第一截顶圆锥导光结构50的第一底面501的边缘(即点B1)由第二截顶圆锥导光结构51的第二底面511的边缘(即点B2)沿第二底面511的径向方向X1延伸出一第一底面径向距离C1，第一截顶圆锥导光结构50的第一顶面502的边缘(即点T1)由第二截顶圆锥导光结构51的第二底面511的边缘(即点B2)沿第二底面511的径向方向X1延伸出一第一顶面径向距离D1，其中第一底面径向距离C1大于第一顶面径向距离D1。第二截顶圆锥导光结构51的第二底面511的边缘(即点B2)由第三截顶圆锥导光结构52的第三底面521的边缘(即点B3)沿第三底面521的径向方向X1延伸出一第二底面径向距离C2，第二截顶圆锥导光结构51的第二顶面512(即点T2)由第三截顶圆锥导光结构52的第三底面521的边缘(即点B3)沿第三底面521的径向方向X1延伸出一第二顶面径向距离D2，其中第二底面径向距离C2大于第二顶面径向距离D2。
在本实施例中，第一底面径向距离C1可实质上等于第二底面径向距离C2，且第一顶面径向距离D1可实质上等于第二顶面径向距离D2。实际上，第一底面径向距离C1与第二底面径向距离C2均可实质上等于0.2毫米，且第一顶面径向距离D1与第二顶面径向距离D2均可实质上等于0.11毫米，但本发明不受此限。
值得一提的是，第一截顶圆锥导光结构50的第一底面501的边缘(即点B1)、第二截顶圆锥导光结构51的第二底面511的边缘(即点B2)及第三截顶圆锥导光结构52的第三底面521的边缘(即点B3)共同位于一虚拟球面6上，即第一截顶圆锥导光结构50的第一底面501的边缘(即点B1)、第二截顶圆锥导光结构51的第二底面511的边缘(即点B2)及第三截顶圆锥导光结构52的第三底面521的边缘(即点B3)彼此共轴球面设置，其中虚拟球面6的半径60可实质上等于1.9毫米。另外，发光模块1的几何中心(即出光轴10)通过虚拟球面6的球心61。
除此之外，第一截顶圆锥导光结构50进一步包含有一第一侧面503，第二截顶圆锥导光结构51进一步包含有一第二侧面513，第一侧面503连接第一底面501与第一顶面502，第二侧面513连接第二底面511与第二顶面512，而根据上述第一底面径向距离C1与第一顶面径向距离D1的结构设计，第一侧面503是为一圆锥斜面且其斜率是由第一底面径向距离C1与第一顶面径向距离D1决定，且根据上述第二底面径向距离C2与第二顶面径向距离D2的结构设计，第二侧面513是为一圆锥斜面且其斜率是由第二底面径向距离C2与第二顶面径向距离D2决定。
这样一来，第一侧面503及第二侧面513便可用于反射由发光模块1所射出的光线，以收敛发光模块1所发出的光线至特定角度(例如60度)内。如图3所示，本发明透镜结构1000进一步包含有一第四截顶圆锥导光结构53、一第五截顶圆锥导光结构54、一第六截顶圆锥导光结构55、一第七截顶圆锥导光结构56以及一第八截顶圆锥导光结构57，而第三截顶圆锥导光结构52、第四截顶圆锥导光结构53、第五截顶圆锥导光结构54、第六截顶圆锥导光结构55、第七截顶圆锥导光结构56以及第八截顶圆锥导光结构57的结构设计及作用原理与第一截顶圆锥导光结构50与第二截顶圆锥导光结构51相同，为求简洁，在此不再赘述。
相较于现有技术，本发明高聚光的透镜结构的导光部是由多个截顶圆锥导光结构，且本发明透镜结构的导光部的出光面是由各截顶圆锥导光结构的底面、顶面及侧面所构成，因此本发明透镜结构的导光部的出光面非为一光滑连续的曲面，其可有效降低透镜结构的整体高度，不仅有利于透镜结构朝薄型化的方向发展并可将发光模块所发出的光线收敛至特定角度内。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高聚光的透镜结构，其设置于一发光模块及一基板上，其特征在于，
所述透镜结构包含有：
一结合部，其结合于所述基板且覆盖所述发光模块；以及
一导光部，其设置于所述结合部上，所述导光部包含有：
一第一截顶圆锥导光结构，其具有一第一底面及一第一顶面，所述第一底面结合于所述结合部，所述第一顶面的面积小于所述第一底面的面积；
一第二截顶圆锥导光结构，其与所述第一截顶圆锥导光结构同轴设置，所述第二截顶圆锥导光结构具有一第二底面及一第二顶面，所述第二底面结合于所述第一顶面，所述第二底面的面积小于所述第一顶面的面积，且所述第二顶面的面积小于所述第二底面的面积；以及
一第三截顶圆锥导光结构，其与所述第二截顶圆锥导光结构同轴设置，所述第三截顶圆锥导光结构具有一第三底面及一第三顶面，所述第三底面结合于所述第二顶面，所述第三底面的面积小于所述第二顶面的面积，且所述第三顶面的面积小于所述第三底面的面积，所述第一底面的边缘、所述第二底面的边缘及所述第三底面的边缘共同位于一虚拟球面上，所述虚拟球面位于所述导光部内。
2.如权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，所述第一底面的边缘由所述第二底面的边缘沿所述第二底面的径向方向延伸出一第一底面径向距离，所述第一顶面的边缘由所述第二底面的边缘沿所述第二底面的径向方向延伸出一第一顶面径向距离，且所述第一底面径向距离大于所述第一顶面径向距离。
3.如权利要求2所述的透镜结构，其特征在于，所述第一底面径向距离等于0.2毫米，且所述第一顶面径向距离等于0.11毫米。
4.如权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，所述第二底面的边缘由所述第三底面的边缘沿所述第三底面的径向方向延伸出一第二底面径向距离，所述第二顶面的边缘由所述第三底面的边缘沿所述第三底面的径向方向延伸出一第二顶面径向距离，且所述第二底面径向距离大于所述第二顶面径向距离。
5.如权利要求4所述的透镜结构，其特征在于，所述第二底面径向距离等于0.2毫米，且所述第二顶面径向距离等于0.11毫米。
6.如权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，所述虚拟球面的半径等于1.9毫米。
7.如权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，所述发光模块的几何中心通过所述虚拟球面的球心。
8.如权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，所述第一底面的边缘、所述第二底面的边缘及所述第三底面的边缘彼此共轴球面设置。
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