CN112032672A - 混光透镜 - Google Patents

Abstract

一种混光透镜，包括入光侧、出光侧及环形侧壁。环形侧壁具有凹向上段及凹向下段，凹向上段的第一下缘连接入光侧。凹向下段的第二上缘及第二下缘分别连接出光侧及凹向上段的第一上缘。凹向上段的第一内反射面及凹向下段的第二内反射面上配置有侧凹部，侧凹部由第一下缘延伸至第二上缘，侧凹部具有第一侧缘、第二侧缘及连接第一侧缘及第二侧缘的反射凹面。在侧凹部的一剖面上，第一侧缘及第二侧缘之间的直线的长度为2a，直线上的相异两点的距离为L1，且相异两点到反射凹面上的一点的距离分别为L2及L3，L2与L3的和为2a，2a大于L1。

Description

混光透镜

技术领域

本发明涉及一种透镜，尤其涉及一种混光透镜。

背景技术

全内反射透镜(total internal reflection lens)针对广照射面积进行设计时，是藉由控制内全反射面的入射角，使得光路交叉而达到较大的照度半角。混光透镜的设计理念则是将不同波长的光作迭加以形成白光，故将光路设计朝同一位置聚集的型态，以将不同波长的光聚焦在同一位置。由于广照射面积与混光的基本设计原理的不同，使得习知技术的全内反射透镜在针对多芯片光源或红绿蓝白型彩光光源之广照射面积的需求进行设计时，会因为光路交叉过多而导致混光不均匀的问题。因此，习知技术尚未能提供可兼顾混光与广照射面积的需求的透镜。

本“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”中所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中具有通常知识者所知道的习知技术。此外，在“背景技术”中所揭露的内容并不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本发明申请前已被所属技术领域中具有通常知识者所知晓或认知。

发明内容

本发明提供了一种混光透镜，可兼顾对于多芯片光源或红绿蓝白型彩光光源的混光与广照射面积的需求。

本发明所提供混光透镜包括入光侧、出光侧以及环形侧壁。环形侧壁连接于入光侧及出光侧之间且具有凹向上段及凹向下段，凹向上段具有第一上缘、第一下缘及连接于第一上缘及第一下缘之间的第一内反射面，第一下缘连接入光侧。凹向下段具有第二上缘、第二下缘及连接于第二上缘及第二下缘之间的第二内反射面，第二上缘连接出光侧，第二下缘连接第一上缘。第一内反射面及第二内反射面上配置有多个侧凹部，各侧凹部由第一下缘延伸至第二上缘，各侧凹部具有第一侧缘、第二侧缘及连接于第一侧缘及第二侧缘之间的反射凹面。在各侧凹部的一剖面上，第一侧缘及第二侧缘之间形成长度为2a的直线，直线上的相异两点的距离为L1，且相异两点到反射凹面上的一点的距离分别为L2及L3，L2与L3的和为2a，且2a大于L1。

藉由环形侧壁的凹向上段、凹向下段及侧凹部，多芯片光源或红绿蓝白型彩光光源所发出的光线在通过本发明的混光透镜后可形成混合均匀且具有广照射面积的射出光。因此，本发明的混光透镜可兼顾对于多芯片光源或红绿蓝白型彩光光源的混光与广照射面积的需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的混光透镜的立体外观示意图；

图2为本发明一实施例的混光透镜的侧视平面示意图；

图3为图2中C区域的放大图；

图4为本发明一实施例的混光透镜的下视平面示意图；

图5为沿图2中D-D割线的剖面图；

图6为图5中E区域的放大图；

图7为本发明一实施例的混光透镜的使用示意图；以及

图8为本发明一实施例的混光透镜的上视平面示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、顶、底、侧等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1为本发明一实施例的混光透镜的立体外观示意图。图2为本发明一实施例的混光透镜的侧视平面示意图。图3为图2中C区域的放大图。图4为本发明一实施例的混光透镜的下视平面示意图。图5为沿图2中D-D割线的剖面图。图6为图5中E区域的放大图。图7为本发明一实施例的混光透镜的使用示意图。请参考图1至7，本实施例的混光透镜10包括入光侧110、出光侧120及环形侧壁130。环形侧壁130连接于入光侧110及出光侧120之间，且具有凹向上段131及凹向下段132。凹向上段131具有第一上缘、第一下缘及连接于第一上缘及第一下缘之间的第一内反射面1311，第一下缘连接入光侧110。凹向下段132具有第二上缘、第二下缘及连接于第二上缘及第二下缘之间的第二内反射面1321，第二上缘连接出光侧120，第二下缘连接第一上缘。第一内反射面1311及第二内反射面1321上配置有多个侧凹部133，各侧凹部133由第一下缘延伸至第二上缘，各侧凹部133具有第一侧缘1331、第二侧缘1332及连接于第一侧缘1331及第二侧缘1332之间的反射凹面1333。在各侧凹部133的剖面上，第一侧缘1331及第二侧缘1332之间连接形成直线，直线的长度为2a，直线上的相异A、B两点的距离为L1(图未标示)，相异A、B两点到反射凹面1333上的P点的距离分别为L2(图未标示)及L3(图未标示)，L2与L3的和为2a，且2a大于L1；也就是说，在各侧凹部133的剖面上，第一侧缘1331及第二侧缘1332之间连接形成的直线及反射凹面1333之间的关系符合椭圆方程，在各侧凹部133的剖面上，第一侧缘1331及第二侧缘1332之间连接形成的直线及反射凹面1333构成半椭圆形。此外，第一内反射面1311、第二内反射面1321及反射凹面1333为全反射面。另外，混光透镜10的材质可为玻璃或塑料。

上述的入光侧110与出光侧120可沿第一轴Z排列，第一轴Z、第二轴X及第三轴Y相交于一交点且相互垂直，第二轴X与第三轴Y所构成的平面X-Y与各侧凹部133相交形成各侧凹部133的剖面。此外，各侧凹部133的第一侧缘1331与第二侧缘1332之间的距离L1由出光侧120朝入光侧110的方向逐渐增加。

上述的入光侧110还可包括底凹部111，底凹部111由入光侧110朝出光侧120延伸。底凹部111的剖面可为矩形、圆形、梯形、三角形等几何形状或非几何形状。在本实施例中，底凹部111可包括顶面1111及环侧面1112，环侧面1112具有相对两端，环侧面1112的其中一端与顶面1111相接，环侧面1112的另一端环绕形成底开口1113，且底开口1113的孔径R1大于顶面1111的直径D1。底开口1113的孔径R1可例如为9毫米(mm)，顶面1111的直径D1可例如为8mm，但不以此为限。

上述的出光侧120还可包括顶凹部121及出光面122，顶凹部121由出光侧120朝入光侧110延伸，且出光面122配置于顶凹部121的周围。顶凹部121的剖面可为矩形、圆形、梯形、三角形等几何形状或非几何形状。此外，顶凹部121还可包括底面1211及环侧面1212，环侧面1212具有相对两端，环侧面1212的其中一端与底面1211相接，环侧面1212的另一端环绕形成顶开口1213。详细而言，在本实施例中，顶开口1213的孔径R2可大于底面1211的直径D2，且出光面122配置于顶凹部121的顶开口1213的周围。顶开口1213的孔径R2可例如为33mm至35mm，底面1211的直径D2可例如为31mm至33mm，且环侧面1212与底面1211的夹角α可为100°，但不以此为限。

本实施例的混光透镜10于使用时，光源20可放置于底凹部111内，光源20发出的光线由入光侧110进入混光透镜10中时产生折射形成朝环形侧壁130前进的第一折射光，第一折射光受到环形侧壁130的凹向上段131及凹向下段132的全反射作用，可形成交叉、准直及发散等光线并由出光面122射出。此外，在第一轴Z与第三轴Y所构成的平面YZ上的第一折射光到达环形侧壁130时，还可受到侧凹部133的全反射作用而朝平行于第二轴X的方向反射，最终由出光面122射出。由此可见，经过凹向上段131、凹向下段132及侧凹部133的作用，当多芯片光源20或红绿蓝白型彩光光源20所发出的光线由入光侧110进入本实施例的混光透镜10后，可以形成如交叉、准直及发散等不同类型或/且朝不同方向前进的光线。据此，多芯片光源20或红绿蓝白型彩光光源20所发出的光线通过本实施例的混光透镜10后可形成混合均匀且具有广照射面积的射出光(由出光侧122射出)。因此，本实施例的混光透镜10可兼顾对于多芯片光源20或红绿蓝白型彩光光源20的混光与广照射面积的需求。此外，藉由顶凹部121，可以减少本实施例的混光透镜10的整体重量及原料。并且，当本实施例的混光透镜10的原料为塑料时，成型周期亦可以减少。

图8为本发明一实施例的混光透镜的上视平面示意图。请参考图1、7及8，本实施例的混光透镜10还可包括多个配置于出光侧120的光扩散微结构140。光扩散微结构140可以印刷或激光蚀刻出光侧120的方式而形成，但不以此为限，光扩散微结构140亦可以射出成型的方式形成于出光侧120上。光扩散微结构140的形状例如可以是半球状凸点、球冠状凸点、长方体状凸点、六方体状凸点、半球状凹点、球冠状凹点、长方体状凹点、六方体状凹点等，但本发明不以此为限。详细而言，在本实施例中，光扩散微结构140配置于出光侧120的出光面122上。此外，光扩散微结构140的排列方式可为蜂巢状，但不以此为限。光扩散微结构140可破坏光线于混光透镜10的出光面的全反射，提高混光透镜10内的光线由出光侧120出光的比例，从而提高出光侧120的亮度，同时光扩散微结构140可改变光线由混光透镜10的出光面进入空气的入射角及折射角，达到再次发散及扩大角度的效果。

综上所述，本发明实施例的混光透镜，藉由凹向上段、凹向下段及侧凹部，可提高多芯片光源或红绿蓝白型彩光光源所发出的光线的混光均匀性及照射面积。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种混光透镜，其特征在于，包括：

一入光侧；

一出光侧；以及

一环形侧壁，连接于所述入光侧及所述出光侧之间，且具有一凹向上段及一凹向下段，所述凹向上段具有一第一上缘、一第一下缘及一连接于所述第一上缘及所述第一下缘之间的第一内反射面，所述第一下缘连接所述入光侧，所述凹向下段具有一第二上缘、一第二下缘及一连接于所述第二上缘及所述第二下缘之间的第二内反射面，所述第二上缘连接所述出光侧，所述第二下缘连接所述第一上缘；

其中，所述第一内反射面及所述第二内反射面上配置有多个侧凹部，各所述多个侧凹部由所述第一下缘延伸至所述第二上缘，各所述多个侧凹部具有一第一侧缘、一第二侧缘及一连接于所述第一侧缘及所述第二侧缘之间的反射凹面；以及，在各所述多个侧凹部的一剖面上，所述第一侧缘及所述第二侧缘之间形成一直线，所述直线的长度为2a，所述直线上的相异两点的距离为L1，所述相异两点到所述反射凹面上的一点的距离分别为L2及L3，L2与L3的和为2a，且2a大于L1。

2.如权利要求1所述的混光透镜，其特征在于，所述入光侧与所述出光侧沿一第一轴排列，所述第一轴、一第二轴及一第三轴相交于一交点且相互垂直，所述第二轴与所述第三轴所构成的一平面与各所述多个侧凹部相交形成各所述多个侧凹部的所述剖面。

3.如权利要求1所述的混光透镜，其特征在于，各所述多个侧凹部的所述第一侧缘与所述第二侧缘之间的距离由所述出光侧朝所述入光侧的方向逐渐增加。

4.如权利要求1所述的混光透镜，其特征在于，所述第一内反射面、所述第二内反射面及所述反射凹面为全反射面。

5.如权利要求1所述的混光透镜，其特征在于，所述入光侧更包括一底凹部，所述底凹部由所述入光侧朝所述出光侧延伸。

6.如权利要求5所述的混光透镜，其特征在于，所述底凹部更包括一顶面及一环侧面，所述环侧面具有相对两端，所述环侧面的其中一端与所述顶面相接，所述环侧面的另一端环绕形成一底开口，所述底开口的孔径大于所述顶面的直径。

7.如权利要求1所述的混光透镜，其特征在于，所述出光侧更包括一顶凹部及一出光面，所述顶凹部由所述出光侧朝所述入光侧延伸，且所述出光面配置于所述顶凹部的周围。

8.如权利要求7所述的混光透镜，其特征在于，所述顶凹部更包括一底面及一环侧面，所述环侧面具有相对两端，所述环侧面的其中一端与所述底面相接，所述环侧面的另一端环绕形成一顶开口，所述顶开口的孔径大于所述底面的直径，且所述出光面配置于所述顶凹部的所述顶开口的周围。

9.如权利要求1所述的混光透镜，其特征在于，所述混光透镜更包括多个光扩散微结构，所述多个光扩散微结构配置于所述出光侧。

10.如权利要求1所述的混光透镜，其特征在于，所述多个光扩散微结构排列成蜂巢状。

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