CN1866053A - 侧向照明式透镜组 - Google Patents

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一种侧向照明式透镜组，用以导引一发光元件发出的光束至侧向出射，包含一杯体部及一盖体部。杯体部包括一底面、一顶面及一围绕面，底面面向发光元件，顶面具有一外顶面部及一内顶面部，内顶面部使部分透过底面进入的发光元件光束被沿侧向全反射。盖体部设于外顶面部且遮蔽内顶面部，并具有一面向发光元件的反射面，反射面是使通过杯体部中央部位的发光元件光束是被沿侧向反射，以再依序经内顶面部及围绕面射出杯体部。本发明可以避免小角度光束由透镜上方射出，并可提升结构强度而减少透镜组的损坏。

Description

侧向照明式透镜组
【技术领域】
本发明是有关于一种透镜，特别是指一种侧向照明式透镜组。
【背景技术】
参阅图1，习知侧向照明式的发光二极管(LED)透镜，主要包含有面向LED1的底面11、相反于底面11的反射面12、位于侧边且与主轴10呈斜角的第一折射面13及连接底面11与第一折射面13的第二折射面14。习知透镜结构主要使LED1发出的光束分为两光路进行，其一，透过底面11进入且与主轴10夹较小角度的光束是于反射面12产生全反射后再经第一折射面13水平地被折射出透镜。另一光路是，透过底面11进入且与主轴10夹较大角度的光束是于第二折射面14水平地被折射出透镜。
然靠近主轴10附近的小角度光束，无法利用透镜提供的二种光路偏折至两侧方向，使得光束直接向上射出，会导致LED1正上方会出现一亮点。
再者，反射面12与第一折射面13交界处为锐角，而且非常薄，在透镜的制作、运送或使用过程中，轻微地碰撞即极易对此脆弱结构造成损坏，进而影响透镜的出光效率。
【发明内容】
因此，本发明的目的，即在提供一种侧向照明式透镜组，以避免小角度光束由透镜上方射出。
本发明的另一目的，即在提供一种侧向照明式透镜组，以提升结构强度而减少透镜组的损坏。
于是，本发明提供一种侧向照明式透镜组，用以导引一发光元件发出的光束至侧向射出，其特征在于：该透镜组包含一杯体部及一盖体部；该杯体部包括：
一底面，面向该发光元件；
一顶面，具有一外顶面部及一内顶面部，该内顶面部使部分透过该底面进入的该发光元件光束被沿侧向全反射；一围绕面，使经该内顶面部全反射的光束是被沿侧向射出该杯体部；
该盖体部设于该外顶面部且遮蔽该内顶面部，该盖体部具有一面向该发光元件的反射面，该反射面是使通过该杯体部中央部位的该发光元件光束是被沿侧向反射，以再依序经该内顶面部及该围绕面射出该杯体部。
本发明还提供一种侧向照明式透镜组，用以导引一发光元件发出的光束至侧向射出，其特征在于：该透镜组包含一杯体部及一盖体部；该杯体部包括：
一底面，是面向该发光元件；
一顶面，是位于该底面的上方，部分透过该底面进入的该发光元件光束由该顶面被沿侧向全反射；
一围绕面，是设于该顶面的外围，用以将经该顶面全反射的光束被沿侧向射出该杯体部；及
该盖体部，是设于该杯体部上且遮蔽该顶面，该盖体部具有一面向该发光元件的反射面，该反射面是使通过该杯体部邻近中央部位的该发光元件光束是被沿侧向反射，以再经该顶面及该围绕面射出该杯体部。
本发明的侧向照明式透镜组可以避免小角度光束由透镜上方射出，并可提升透镜组的结构强度而减少透镜组的损坏。
【附图说明】
图1是一示意图，说明一习知侧向发射透镜；
图2是一示意图，说明本发明侧向照明式透镜组的一第一较佳实施例，说明一杯体部的中央部位是为实心；及
图3是一示意图，说明本发明侧向照明式透镜组的一第二较佳实施例，说明该杯体部的中央部位是为空心。
【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的二个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
参阅图2，本发明侧向照明式透镜组的第一较佳实施例，用以导引一发光元件2发出的光束至侧向射出，发光元件2在本例中是以LED为例说明，透镜组包含一杯体部3及一盖体部4。
杯体部3是为透光体，其材料包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrolate；PMMA)或聚碳酸酯(polycarbonate；PC)。定义一通过LED的中央轴5，其中，杯体部3及盖体部4是相对于中央轴5呈圆对称。
杯体部3具有一面向LED的底面31、一相反于底面31的顶面32及一外围的围绕面33。顶面32为弯折面，具有一介于内围的内顶面部321及一介于外围的外顶面部322，其中，外顶面部322供盖体部4嵌设或盖设，不以此为限，内顶面部321为由外顶面部322朝内延伸的斜面，围绕面33则连接外顶面部322及底面31。杯体部3结构主要使部分光路分成两路进行，其一，部份由底面31穿透进入杯体部3的入射光束是被斜面沿侧向全反射(TIR)，且全反射光束沿侧向射向围绕面33，并经围绕面33折射射离杯体部3，另外，由底面31穿透进入杯体部3且与中央轴5夹大角度的光束是直接地经由围绕面33折射侧向射离杯体部3。需注意的是，本例中光束是以折射射离围绕面33说明，然围绕面33亦可视需要设计成使光束是垂直地穿透围绕面33射离，不限定于偏折的折射方式。特别说明的是，外顶面部322周围在本例中是以约90度角地与围绕面33相接，避免了锐角结构的脆弱性。
盖体部4具有一中央单元41及一由中央单元41延伸出的周围单元42。中央单元41具有一反射面411，反射面411概呈倒锥面且面向内顶面部321，藉周围单元42搭设于外顶面部322并遮蔽内顶面部321，且反射面411与内顶面部321相隔有一间距6，其搭设方式包括但不限于光学粘合。自发光元件2发出且与中央轴5夹小角度的光束经由底面31进入并穿透杯体部3，且是被反射面411沿侧向反射，反射光束先经由内顶面部321折射进入杯体部3，且折射光束是再经围绕面33折射而射离杯体部3。特别说明的是，反射面411可藉由高反射率材料涂布或镀膜形成，包括但不限于印刷、蒸镀等方式，更佳地，反射面411可为均匀涂布或镀膜的面，或可视需求而设计成局部涂布或镀膜的面，用以调控使光束全部反射或部分反射。与前述相同地，经反射面411反射进入杯体部3的光束不限于必定折射地由内顶面部321入射及围绕面33出射，亦可视需求而采垂直地穿透设计，不限于此。
参阅图3，本发明侧向照明式透镜组的第二较佳实施例，用以导引一发光元件2发出的光束至侧向射出，透镜组包含一杯体部3及一盖体部4。
与第一较佳实施例不同的地方在于，本例中，杯体部3中央部位是为空心，且贯通顶面32及底面31，且空心的空间大小设计是使入射至反射面411的光束不需穿透杯体部3即可直接被反射面411沿侧向反射，也就是说，经由发光元件2发出与中央轴5夹小角度的光束是可不需穿透杯体部3就可直接地到达反射面411，且被反射面411沿侧向反射至杯体部3。而在第一较佳实施例中，顶、底面32、31间的中央部位是为实心，使入射至反射面411的光束是先经由底面31穿透进入杯体部3才再入射至反射面411。藉由空心设计，减少光束穿透过程的衰减量，可大幅增加光束的使用效率。
综上所述，利用本发明侧向照明式透镜组，利用盖体部4的设置使小角度光线可沿侧向射出，而避免小角度光束由透镜上方射出产生亮点；此外，藉由改变反射面411的材料或涂布(或镀膜)图案，调整小角度光束的穿透量，并可选择全部反射或部分反射，更佳地，杯体部3没有习知锐角部分，可降低损坏的机率。且利用杯体部3与盖体部4的组合成透镜组，可提升整体的结构强度，而避免透镜组损坏率。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明的保护范围，即大凡依本发明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍应属于本发明的保护范围内。

Claims (20)

1.一种侧向照明式透镜组，用以导引一发光元件发出的光束至侧向射出，其特征在于：该透镜组包含一杯体部及一盖体部；该杯体部包括：
一底面，面向该发光元件；
一顶面，具有一外顶面部及一内顶面部，该内顶面部使部分透过该底面进入的该发光元件光束被沿侧向全反射；
一围绕面，使经该内顶面部全反射的光束是被沿侧向射出该杯体部；
该盖体部设于该外顶面部且遮蔽该内顶面部，该盖体部具有一面向该发光元件的反射面，该反射面是使通过该杯体部中央部位的该发光元件光束是被沿侧向反射，以再依序经该内顶面部及该围绕面射出该杯体部。
2.依据权利要求1所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：定义一穿过该发光元件的中央轴，且该杯体部及该盖体部相对于该中央轴呈圆对称。
3.依据权利要求1所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该杯体部中央部位为空心，且贯通该顶面及该底面。
4.依据权利要求1所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该杯体部中央部位为实心。
5.依据权利要求1所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该反射面与该内顶面部间相隔有一间距。
6.依据权利要求1所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该杯体部为透光体。
7.依据权利要求1所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该盖体部是粘合于该外顶面部。
8.依据权利要求1所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该反射面是由一高反射率材料镀膜形成。
9.依据权利要求1所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该反射面是由一高反射率材料涂布形成。
10.依据权利要求1所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该反射面呈一倒锥面。
11.一种侧向照明式透镜组，用以导引一发光元件发出的光束至侧向射出，其特征在于：该透镜组包含一杯体部及一盖体部；该杯体部包括：
一底面，是面向该发光元件；
一顶面，是位于该底面的上方，部分透过该底面进入的该发光元件光束由该顶面被沿侧向全反射；
一围绕面，是设于该顶面的外围，用以将经该顶面全反射的光束被沿侧向射出该杯体部；及
该盖体部，是设于该杯体部上且遮蔽该顶面，该盖体部具有一面向该发光元件的反射面，该反射面是使通过该杯体部邻近中央部位的该发光元件光束是被沿侧向反射，以再经该顶面及该围绕面射出该杯体部。
12.依据权利要求11所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：定义一穿过该发光元件的中央轴，且该杯体部及该盖体部是相对于该中央轴呈圆对称。
13.依据权利要求11所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该杯体部中央部位为空心，且贯通该顶面及该底面。
14.依据权利要求11所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该杯体部中央部位为实心。
15.依据权利要求11所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该反射面与该顶面间相隔有一间距。
16.依据权利要求11所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该反射面是由一高反射率材料形成，形成方式选自镀膜或涂布。
17.依据权利要求11所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该反射面呈一倒锥面。
18.依据权利要求11所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该顶面具有一外顶面部及一内顶面部，该外顶面部设于该内顶面部外围。
19.依据权利要求18所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该盖体部是粘合于该外顶面部。
20.依据权利要求18所述的侧向照明式透镜组，其特征在于：该外顶面部是以约90度角与该围绕面连接。
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