CN201281290Y - 双侧照明的光学透镜体 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种双侧照明的光学透镜体,主要用以导引发光组件的发光角度可向两相对外边扩散射出。其包括:基座,所述基座设有开口向下供嵌设发光组件的容槽,所述基座上端面以光轴为基准设有对称的两个非球面凸体,所述两个非球面凸体间形成凹曲面,所述容槽顶面设有凹圆弧,所述两个非球面凸体相对外侧形成有对称的锥侧边;据以提供发光组件的光线可经由凹曲面、两个非球面凸体及两个锥侧边,进行依次加大远离光轴的三种不同发散形态区域,使光强度分布呈双侧偏光照明近似蝶形,从而实现大幅降低发光组件的使用数量及降低制造成本的目的。

Description

双侧照明的光学透镜体
技术领域
本实用新型涉及一种光学透镜体,尤指一种提供配合发光组件组装连接, 可将发光组件的光线至少以三种不同远离光学透镜体的光轴折射形态分布,形 成具双侧强光照明的光学透镜体。
背景技术
传统的透镜内部都是以封装发光二极管芯片的形态而制造,且将透镜设为 半球顶柱体,以将发光二极管芯片发出的光线予以集中。但是,前述发光形态 过于集中在光轴区域附近,由于其光源能量较为集中,为了令其具有较大面积 的光源,必须配合导光板的作用以改善前述问题。又,当发光二极管直接设于 导光板下方时,为了克服发光二极管发光面积小的问题,相对需要使用多数个 发光二极管才能达到面光源所需的均匀性。
因此,为了配合在特定面积的导光板下方有效地减少发光二极管的使用数
量,诸多业内人士转向以透镜的造型样态进行开发,如专利号为US 6679621的 美国专利,其利用特殊的透镜外型设计,使发光二极管的光线得以经透镜产生 垂直于光轴的平行光向外射出,即可改善上述光源面积小的问题。但是,该专 利整体结构的发光效率除了会受到多次反射、折射的损耗影响而降低外,还由 于多数光线被折射成与光轴呈垂直方向,反而造成光轴附近区域光能量不足的 现象。
于是有业内人士以前述专利案的缺点及使用形态,又开发出具有双侧偏光 照明及中间区域照明都较为均匀的透镜体,如专利号为US 2007/0029563 Al、 专利名称为发光二极管与透镜体(LIGH-EMITTING DIODE AND VEHICULAR LAMP)的美国专利,其在透镜体于光轴内部密封包覆有发光二极管,该透镜体延光轴方向的前端设有两凸曲线体,在两个凸曲线体间的位置形成凸曲线边。 前述揭示的技术,是利用两个球面凸曲线体使发光二极管的光東可自其曲面呈 外扩形态折射而出,并且令其中间区域仍然分布有较为均匀的照明光线。
但是,除了上述揭示的透镜体技术,具有可提供发光二极管向侧边投射出 更为广角范围的照明功能外,应当能再开发出优于前述公开技术的光学透镜。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的主要目的在于提供一双侧照明的光学透镜体,其 可提供发光组件的光线以光学透镜体的光轴为基准中心,并且以远离光轴的发 散折射形态,令其光强度分布可呈双侧偏光照明的特征,而可直接应用在面光 源系统,并且具有可大幅降低发光组件的使用数量及降低制造成本的效益。
为达成上述目的,本实用新型釆用的技术方案是: 一种双侧照明的光学透
镜体,其包括:基座,所述基座设有开口向下供嵌设发光组件的容槽,所述基
座上端面以光轴为基准设有对称的两个非球面凸体,所述两个非球面凸体间形 成凹曲面,所述容槽顶面设有凹圆弧,所述两个非球面凸体相对外侧斜削有对 称的锥侧边。
釆用上述技术方案所获得的有益效果是:借由凹曲面可将发光组件靠近光 轴附近的光线自左右两侧折射呈发散形态远离光轴,再由两个非球面凸体折射 出较凹曲面更远离光轴的大角度侧折射光,并且利用两个锥侧边折射出与光轴 近似垂直的光线,使发光组件能够提供向两恻呈均匀发散的发光面积,从而实 现大幅降低发光组件的使用数量及降低制造成本的目的。
附图说明
图1为本实用新型的双侧照明的光学透镜体的立体示意图; 图2为本实用新型的双侧照明的光学透镜体的另一角度立体示意图,该图 示出了本实用新型的双恻照明的光学透镜体的底部形态; 图3为本实用新型的双侧照明的光学透镜体的前视图;图4为本实用新型的双侧照明的光学透镜体的侧视图,该图示出了本实用 新型的双侧照明的光学透镜体的左右两侧对称结构中的其中 一侧; 图5为本实用新型的双侧照明的光学透镜体的俯视图; 图6为本实用新型的双侧照明的光学透镜体的前视剖面示意图; 图7为本实用新型的双侧照明的光学透镜体的前视剖面及光线折射照明示 意图;
图8为本实用新型的双侧照明的光学透镜体的光照度模拟验证分布图。 附图标记说明
基座 10 光轴 100 容槽 11
凹圆弧 12 非球面凸体 13 凹曲面 14
锥侧边 15 蝴蝶形状 16 发光组件 20
光线 21 夹角 a
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。 首先,如图1至图7所示,根据本实用新型的双侧照明的光学透镜体较佳 实施例,其包括:高透光性的基座10,该基座IO设有开口向下的容槽11,可 提供发光组件20直接嵌套定位,容槽11顶面设有凹圆弧12,使发光组件20的 发光端得以容置,作为入光面,此外,在基座IO的上表面以中心光轴IOO为基 准向两侧间隔适当距离设有对称的两个非球面凸体13,且在两个非球面凸体13 的交集处形成有凹曲面14,又,两个非球面凸体13相对外侧则斜削形成有对称 的锥侧边15;其中,凹曲面14的厚度由光轴100向外依序递增,而非球面凸体 13的厚度是由最高点向外依序呈递减形态,使该双恻照明的光学透镜体上表面 由前视图(如图3所示)观看概呈连续波浪曲面,自俯视图(如图5所示)观 看其上表面轮廓则概呈双翼展开的蝴蝶形状16;
据此,当发光组件20所发出的光线21自凹圆弧12,即由入光面通过折射,可依基座10的光轴100为基准概分为:凹曲面14、非球面凸体13、及锥侧边 15三个发散面,即出光面的设计,具有逐渐加大远离于光轴100的折射角度的 不同区域,以得到近似蝴蝶形状16 (如图5所示)的光照面积及较大面积的强 光范围(如图8所示),其中,该光学透镜体的基座IO是以光轴100为对称的 圆柱体,而光强度分布区域是由两个非球面凸体13的高点与基座10的上表面 距离、配合非球面凸体13的高点与光轴100的距离、以及非球面凸体13的高 点与凹曲面14低点的高度差等因素加以规范调整。
如图8所示,为本实用新型的双侧照明的光学透镜体提供发光组件的发光 角度向两侧外边扩散的光照度模拟验证分布图。其借由锥侧边的设计可令光线 折射角度与光轴夹角接近垂直状态。
再者,说明该两个非球面凸体13相对外侧斜削的对称锥侧边15,是延光轴 100在光线21射出方向呈渐缩状态,而与光轴100间的夹角a约为10。角左右, 以使当发光组件20的光线21自凹圆弧12的入光面射入两个非球面凸体13后, 可依据基座IO的光轴IOO为基准偏向两相对外恻进行第一次扩光折射,再由两 个非球面凸体13、凹曲面14、及两个锥侧边15作为光出射面进行第二次扩光 折射,并且借由该两锥恻边15可使第二次扩光折射角度扩大至接近1S0。夹角。 其中,该光学透镜体的凹圆弧12设在基座IO的光轴IOO上,其凹圆弧12的开 口周圆约与两个非球面凸体13的中心间距相同,而两个非球面凸体13的中心 点略低于基座10的上端面,且两个中心点的距离是在大于非球面凸体13的半 径值和小于非球面凸体13的直径值之间。
本实用新型提供的较佳实施例是将光学透镜体底部设计成具开口向下的容 槽11,以提供发光组件20可以直接套设连接,并且利用在容槽11顶面设计凹 圆弧12,以供发光组件20芯片得以容置其中,再以凹圆弧12作为入光面,进 行第一次折射远离光轴的发散形态,再由上述凹曲面M、非球面凸体13及锥恻 边15作为出光面,再依序进行第二次渐次加大折射角度的光线发散。
以上所述仅为本实用新型的较佳具体实施例,并非用来局限本实用新型的专利范围,凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化,均同理 包含于本实用新型的范围内。

Claims (3)

1、一种双侧照明的光学透镜体,其包括:基座,所述基座设有开口向下供嵌设发光组件的容槽,所述基座上端面以光轴为基准设有对称的两个非球面凸体,所述两个非球面凸体间形成有凹曲面,其特征在于,所述容槽顶面设有凹圆弧,所述两个非球面凸体相对外侧形成有对称的锥侧边。
2、 根据权利要求l所述的双侧照明的光学透镜体,其特征在于,所述两侧 锥侧边延所述光轴在光线射出方向呈渐缩状态。
3、 根据权利要求l或2所述的双侧照明的光学透镜体,其特征在于,所述 锥侧边与所述光轴夹角为10°。
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