TW201420963A - 光學元件以及應用該光學元件的發光元件 - Google Patents

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Abstract

一種光學元件，包括導光板以及錐狀反射器，導光板具有第一表面，第二表面，以及連接在第一表面與第二表面之間的第一側面與第二側面，導光板的中部形成有一個通孔，所述通孔由第二側面環繞而成，錐狀反射器設置於導光板的通孔之中，所述錐狀反射器具有頂面以及側面，所述錐狀反射器的頂面與第一表面以及第二表面平行，所述錐狀反射器的側面收容在導光板的通孔之中。本發明還提供了一種應用上述光學元件的發光元件。

Description

光學元件以及應用該光學元件的發光元件
本發明涉及一種光學元件，尤其涉及一種使光場分佈均勻的光學元件以及應用該光學元件的發光元件。
發光二極體(Light Emitting Diode，LED)是一種可將電流轉換成特定波長範圍的光電半導體元件。發光二極體以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與積體電路匹配、驅動簡單、壽命長等優點，從而可作為光源而廣泛應用於照明領域。
對於發光二極體光源來說，其光場分佈通常集中在發光二極體光源的正上方位置。然而，在很多應用場合，通常需要一個光場分佈較為均勻的發光二極體光源。因此，有必要為發光二極體光源設計一個光學元件以改變其光場分佈。
有鑒於此，有必要提供一種可使光場分佈均勻的光學元件以及應用該光學元件的發光二極體光源。
一種光學元件，包括：
導光板，具有第一表面，與第一表面平行的第二表面，以及連接在第一表面與第二表面之間的第一側面與第二側面，導光板的中部形成有一個通孔，所述通孔由第二側面環繞而成；以及
錐狀反射器，設置於導光板的通孔之中，所述錐狀反射器具有頂面以及側面，所述錐狀反射器的頂面與第一表面以及第二表面平行，所述錐狀反射器的側面收容在導光板的通孔之中。
一種發光元件，包括：
光學元件，包括導光板以及錐狀反射器，導光板具有第一表面，與第一表面平行的第二表面，以及連接在第一表面與第二表面之間的第一側面與第二側面，導光板的中部形成有一個通孔，所述通孔由第二側面環繞而成，錐狀反射器設置於導光板的通孔之中，所述錐狀反射器具有頂面以及側面，所述錐狀反射器的頂面與第一表面以及第二表面平行，所述錐狀反射器的側面收容在導光板的通孔之中；以及
發光二極體光源，具有一個出光面，發光二極體光源的出光面設置於導光板的通孔之中且與錐狀反射器的側面相對設置，從發光二極體光源的出光面出射的光線經錐狀反射器的側面反射後，從導光板的第二側面入射至導光板中。
在上述光學元件以及發光元件中，由於導光板內部形成有通孔以及通孔內部設置有錐狀反射器，當在通孔內部設置發光二極體光源時，發光二極體光源所發出的光線將被錐狀反射器的側面所反射，然後藉由導光板的第二側面進入至導光板中。即，發光二極體光源的光線集中的區域被錐狀反射器所分散，從而使發光二極體光源的光場分佈變的均勻。
請參見圖1至圖2，本發明實施例提供的光學元件10包括導光板110以及錐狀反射器120。
導光板110具有第一表面111，與第一表面111平行的第二表面112，以及連接在第一表面111與第二表面112之間的第一側面113與第二側面114。在本實施例中，第一側面113形成在導光板110的外部，第二側面114形成在導光板110的內部。導光板110的中部形成有一個通孔115，所述通孔115由第二側面114環繞而成。在本實施例中，所述通孔115在垂直於從第一表面111到第二表面112方向上的橫截面的形狀為圓形。根據需要，所述通孔115的橫截面亦可以是多邊形形狀。
錐狀反射器120設置於導光板110的通孔115之中。所述錐狀反射器120具有頂面121以及側面122。所述錐狀反射器120的側面122傾斜於其頂面121設置。所述錐狀反射器120的頂面與第一表面111與第二表面112平行，所述錐狀反射器120的側面收容在導光板110的通孔115之中。根據需要，所述錐狀反射器120為圓錐狀或者棱錐狀。根據需要，錐狀反射器120的頂面的形狀與大小與通孔115在垂直於從第一表面111到第二表面112方向上的橫截面的形狀與大小相同，從而使錐狀反射器120的頂面121可有效收容在通孔115中。
圖3所示為應用上述光學元件10的發光元件。所述發光元件進一步包括一個發光二極體光源20。所述發光二極體光源20具有一個出光面21。發光二極體光源20的出光面21設置於導光板110的通孔115之中且與錐狀反射器120的側面122相對設置。在工作過程中，從發光二極體光源的出光面出射的光線經過錐狀反射器120的側面反射後，從導光板110的第二側面114入射至導光板110中，然後再經過導光板110出射到外界環境。
在上述光學元件10以及發光元件中，由於導光板110內部形成有通孔115以及通孔115內部設置有錐狀反射器120，當在通孔115內部設置發光二極體光源20時，發光二極體光源20所發出的光線將被錐狀反射器120的側面122所反射，然後藉由導光板110的第二側面114進入至導光板110中。即，發光二極體光源20的光線集中的區域被錐狀反射器120所分散，從而使發光二極體光源20的光場分佈變的均勻。
所述光學元件並不限於上述實施方式。請參見圖4，本發明另一實施例提供的光學元件30還包括塗覆在導光板110的第一表面111上的第一反射層116。當光學元件30替換光學元件10而應用到發光元件中時，所述第一反射層116可將從導光板110的第二側面114進入的光線反射向上，從而從導光板110的第二表面112以及第一側面113出射。根據需要，錐狀反射器120的側面122亦可以塗覆有第二反射層123，用於將發光二極體光源20的出光面所發出的光線充分反射，從而從導光板110的第二側面114進入至導光板110。
請參見圖5，本發明再一實施例提供的光學元件40還可以進一步包括設置於導光板110的第二表面112上的凸起117。當光學元件40替換光學元件10而應用到發光元件中時，所述凸起117可以對從導光板110的第二表面112出射的光線進行散射，從而進一步發光元件的出光均勻。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10、30、40．．．光學元件
110．．．導光板
111．．．第一表面
112．．．第二表面
113．．．第一側面
114．．．第二側面
115．．．通孔
116．．．第一反射層
117．．．凸起
120．．．錐狀反射器
121．．．頂面
122．．．側面
123．．．第二反射層
20．．．發光二極體光源
21．．．出光面
圖1係本發明實施例所提供的光學元件的立體分解圖。
圖2係本發明實施例所提供的光學元件的截面示意圖。
圖3係應用圖2中的光學元件的發光元件的截面示意圖。
圖4係本發明提供的光學元件的另一實施例的截面示意圖。
圖5係本發明提供的光學元件的再一實施例的截面示意圖。
111．．．第一表面
112．．．第二表面
113．．．第一側面
114．．．第二側面
115．．．通孔
121．．．頂面
122．．．側面
20．．．發光二極體光源
21．．．出光面

Claims (10)

  1. 一種光學元件，包括：
    導光板，具有第一表面，與第一表面平行的第二表面，以及連接在第一表面與第二表面之間的第一側面與第二側面，導光板的中部形成有一個通孔，所述通孔由第二側面環繞而成；以及
    錐狀反射器，設置於導光板的通孔之中，所述錐狀反射器具有頂面以及側面，所述錐狀反射器的頂面與第一表面以及第二表面平行，所述錐狀反射器的側面收容在導光板的通孔之中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中，所述錐狀反射器為圓錐狀或者棱錐狀。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中，所述導光板的第二表面形成有多個凸起。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中，所述導光板的第一表面塗覆有第一反射層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之光學元件，其中，所述錐狀反射器的側面塗覆有第二反射層。
  6. 一種發光元件，包括：
    光學元件，包括導光板以及錐狀反射器，導光板具有第一表面，與第一表面平行的第二表面，以及連接在第一表面與第二表面之間的第一側面與第二側面，導光板的中部形成有一個通孔，所述通孔由第二側面環繞而成，錐狀反射器設置於導光板的通孔之中，所述錐狀反射器具有頂面以及側面，所述錐狀反射器的頂面與第一表面以及第二表面平行，所述錐狀反射器的側面收容在導光板的通孔之中；以及
    發光二極體光源，具有一個出光面，發光二極體光源的出光面設置於導光板的通孔之中且與錐狀反射器的側面相對設置，從發光二極體光源的出光面出射的光線經錐狀反射器的側面反射後，從導光板的第二側面入射至導光板中。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之發光元件，其中，所述錐狀反射器為圓錐狀或者棱錐狀。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之發光元件，其中，所述導光板的第二表面形成有多個凸起。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之發光元件，其中，所述導光板的第一表面塗覆有第一反射層。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之發光元件，其中，所述錐狀反射器的側面塗覆有第二反射層。
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