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透鏡及採用該透鏡的發光模組 Download PDF

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Abstract

一種透鏡，所述透鏡一體成型，其包括一基座、設置於所述基座上的第一發散部及第二發散部，所述第二發散部凹陷形成有收容孔，所述第一發散部收容於所述第二發散部的所述收容孔內，且所述收容孔的內表面與所述第一發散部的側面及頂面之間間隔設置，所述第一發散部凹陷形成有用於收容發光元件的容置槽。本發明還涉及採用該透鏡的發光模組。

Description

透鏡及採用該透鏡的發光模組
本發明涉及一種半導體結構，尤其涉及一種透鏡及採用該透鏡的發光模組。
傳統的發光二極體模組一般包括一基板、設置於基板上的電路結構以及設置於基板上並電性連接所述電路結構的發光二極體。為了增大發光二極體的出光角度，通常會在發光二極體的上方設置一透鏡。所述發光二極體發出的光線經由於所述透鏡擴散後，其出光角度變大。
然而，由於一般的透鏡僅具有一個入光面以及與該入光面對應的一個出光面，發光二極體發出的光線經由該透鏡折射後，發光角度仍然較小，光強度仍然不均勻，從而使整個發光模組不能達到更佳的出光效果。
有鑒於此，有必要提供一種出光效果好的發光模組。
一種透鏡，所述透鏡一體成型，其包括一基座、設置於所述基座上的第一發散部及第二發散部，所述第二發散部凹陷形成有收容孔，所述第一發散部收容於所述第二發散部的所述收容孔內，且所述收容孔的內表面與所述第一發散部的側面及頂面之間間隔設置，所述第一發散部凹陷形成有用於收容發光元件的容置槽。
一種發光模組，包括一基板、設置於基板上的發光元件以及位於基板上且罩設所述發光元件的透鏡，所述透鏡一體成型，其包括一基座、設置於所述基座上的第一發散部及第二發散部，所述第二發散部凹陷形成有收容孔，所述第一發散部收容於所述第二發散部的所述收容孔內，且所述收容孔的內表面與所述第一發散部的側面及頂面之間間隔設置，所述第一發散部凹陷形成有用於收容發光元件的容置槽，所述發光元件發出的光線入射至該透鏡後，依次經由所述第一發散部及第二發散部的發散後，均勻地出射。
與傳統技術相比，光線經由本發明的透鏡的第一發散部及第二發散部的雙重發散後，其出光角度更大，出光強度更均勻。
1．．．發光模組
10．．．基板
20．．．發光元件
30．．．透鏡
40．．．基座
41．．．上表面
42．．．通孔
43．．．下表面
50．．．第一發散部
51．．．主體部
52．．．容置槽
53．．．突出部
55．．．收容孔
56,66．．．凹槽
60．．．第二發散部
61,511．．．側面
63,531．．．頂面
521．．．第一入光面
522．．．第一出光面
551．．．第二入光面
555．．．收容空間
661．．．第二出光面
圖1為本發明的發光模組的剖面示意圖。
圖2為圖1所示的發光模組中的透鏡的立體圖。
圖3為圖2的倒置圖。
圖4為本發明的發光模組中的透鏡沿IV-IV線的剖面示意圖。
圖5為本發明的發光模組的光路示意圖。
請參閱圖1，本發明的發光模組1包括一基板10、設置於基板10上的發光元件20以及設置於基板10上且罩設所述發光元件20的透鏡30。所述發光元件20發出的光線經由所述透鏡30發散後均勻地出射。
所述基板10為一絕緣板體，其可由陶瓷(Ceramic)、矽(Si)、藍寶石(Sapphire)、碳化矽(SiC)等材料製成。
本實施例中，所述發光元件20為發光二極體。當然，於其他實施例中，所述發光元件20也可為鐳射二極體等其他發光體。
請一併參見圖2至圖4，所述透鏡30包括一基座40、設於基座40上的第一發散部50及設於基座40上且收容所述第一發散部50於其內部的第二發散部60。
所述基座40呈圓盤狀，其關於中心軸O-O’中心對稱。所述基座40具有一上表面41（如圖中虛線所示）以及與該上表面41相對的一下表面43。所述基座40的中心形成一通孔42。所述通孔42沿中心軸O-O’方向貫穿基座40的上表面41及下表面43。本實施例中，所述通孔42的橫截面呈矩形。當然，所述通孔42的橫截面可以為圓形、菱形或其他形狀。
所述第一發散部50自基座40的上表面41的中心垂直向上延伸。本實施例中，所述第一發散部50一體形成於所述基座40上，且其材料與所述基座40的材料相同。
所述第一發散部50大致呈圓柱狀，且其中心軸與基座40的中心軸O-O’重合。
所述第一發散部50包括一自基座40上表面41垂直向上延伸的主體部51以及自所述主體部51頂端外周緣向外凸起的突出部53。
所述主體部51呈圓柱狀，其中心軸與O-O’線重合。所述主體部51的橫截面的半徑小於所述基座40的半徑。如此，則使得所述主體部51與基座40沿IV-IV線的剖面大致呈“凸”字型。
所述主體部51包括一自所述基座40的上表面41一體向上延伸的環狀側面511。所述突出部53自所述環狀側面511的頂端向外凸設。所述突出部53包括一連接所述環狀側面511的頂面531。
所述主體部51底端表面正對所述通孔42的位置上開設有一容置槽52。所述容置槽52自所述基座40的上表面41沿著中心軸O-O’線內凹形成。所述容置槽52與所述通孔42相互連通。所述容置槽52的高度大於所述主體部51的高度，而小於所述主體部51與突出部53的高度之和。
所述容置槽52的各處的橫截面呈圓形，且其直徑自連接通孔42的底端向遠離通孔42的頂端方向逐漸減小。所述容置槽52的底端的直徑大於所述通孔42的寬度。如此，則使得該容置槽52與通孔42沿著IV-IV線的剖面大致呈蘑菇狀。
所述容置槽52與所述通孔42配合以將所述發光元件20收容於其內。本實施例中，所述容置槽52的內表面為一穹狀的凹面。本實施例中，所述容置槽52的內表面為一光滑的曲面。當然，所述容置槽52的內表面也可以為粗糙面。
所述容置槽52的內表面形成所述第一發散部50的第一入光面521。所述環狀側面511與所述頂面531共同形成所述第一發散部50的第一出光面522。所述第一出光面522的曲率與所述第一入光面521的曲率不同，以使發光元件20發出的光線在第一出光面522及第一入光面521上進行不同程度的折射。本實施例中，所述第一出光面522的曲率小於所述第一入光面521的曲率。
所述突出部53的頂面531為一自由曲面，其自所述主體部51的環狀側面511的頂端外周緣斜向上向O-O’方向延伸至相同的高度後，再斜向下朝向中心軸O-O’線延伸並彙聚於中心軸O-O’線上一點。如此，所述頂面531的中心沿著中心軸O-O’線朝向所述基座40方向凹陷形成一凹槽56。
所述凹槽56大致呈漏斗狀，其用以將入射至其上的光線折射後向其周緣方向發散。
所述第二發散部60形成於所述第一發散部50的週邊，且所述第二發散部60間隔收容所述第一發散部50於其內。本實施例中，所述第二發散部60一體形成於所述基座40上，且所述第二發散部60及第一發散部50連接基座40的底端的表面在同一平面內。
所述第二發散部60的外部輪廓大致呈圓臺狀，且其中心軸與O-O’線重合。
所述第二發散部60自所述基座40上表面外周緣斜向上朝向中心軸O-O’線的方向延伸形成。所述第二發散部60的底端外緣與所述基座40的上表面41的外緣平齊。所述第二發散部60包括一外周緣側面61以及一頂面63。所述周緣側面61自基座40上表面41斜向上朝向O-O’線方向延伸，所述頂面63自所述周緣側面61的頂端周緣朝向中心軸O-O’線斜向下延伸且彙聚於所述中心軸O-O’線上的一點。如此，則所述頂面63的中心形成一凹槽66。所述凹槽66大致呈漏斗狀，其能將入射至其上的光線折射後向其周緣方向發散。
所述第二發散部60連接基座40的底端表面中央沿著O-O’線垂直向上內凹形成一收容孔55。所述第二發散部60收容所述第一發散部50於該收容孔55內。所述第二發散部60因設置該收容孔55而具有一內表面。所述內表面沿著IV-IV線的剖面線大致呈“M”狀。所述內表面與所述第一發散部50的環狀側面511及頂面533均間隔設置。由於所述第一發散部50及第二發散部60自所述基座40的上表面41延伸形成，從而在所述第二發散部60的內表面、所述第一發散部50的環狀側面511、頂面533以及所述基座40的上表面41之間形成一封閉的收容空間555。
所述第二發散部60的內表面形成其第二入光面551，所述第二發散部60的外周緣側面61及頂面63共同形成其第二出光面661。
所述第二出光面661與所述第二入光面551的曲率不同，其用以將入射至其上的光線進行不同程度的發散。本實施例中，所述第二出光面661的曲率小於所述第二入光面551的曲率。
請再次參見圖1，組裝後，所述發光元件20穿過所述透鏡30的基座40上的通孔42且與所述第一發散部50的容置槽52間隔正對設置。而透鏡30的第一發散部50收容於所述收容孔55內，且與所述第二發散部60間隔設置。所述基座40、第一發散部50、第二發散部60以及所述收容孔55均關於O-O’線中心對稱。發光元件20、第一發散部50以及第二發散部60的中心軸在同一直線上。
請參見圖5，所述發光模組1工作時，發光元件20發出的光線首先在所述第一發散部50的第一入光面521上折射進入第一發散部50的內部，這部分光線再在所述第一發散部50的第一出光面522上折射後發散地射向第二發散部60。
緊接著，射向第二發散部60的光線再經由所述第二發散部60的第二入光面551折射進入第二發散部60的內部，並經由所述第二發散部60的第二出光面661折射後，更加發散地均勻地出射。
由於所述發光元件20發出的光線先後經由第一發散部50及第二發散部60的發散作用後出射，使得整個發光模組1的發光角度變大。而且，由於所述發光元件20中部光強較強的光線也經過第一發散部50的凹槽56與第二發散部60的凹槽66的雙重發散後，其強度也變得更加均勻，從而提高了整個發光模組1的出光效果；再者，由於所述第一發散部50及第二發散部60一體形成於所述基座40上，因此，在其與發光元件20對位元元時，僅需要將發光元件20與所述第一發散部50的容置槽52正對，即可實現所述發光元件20與第一發散部50及第二發散部60的正對設置，也使得整個發光模組1的組裝過程簡單方便。
521．．．第一入光面
522．．．第一出光面
551．．．第二入光面
661．．．第二出光面

Claims (10)

  1. 一種透鏡，其改良在於：所述透鏡一體成型，其包括一基座、設置於所述基座上的第一發散部及第二發散部，所述第二發散部凹陷形成有收容孔，所述第一發散部收容於所述第二發散部的所述收容孔內，且所述第二發散部的內表面與所述第一發散部的側面及頂面之間間隔設置，所述第一發散部凹陷形成有用於收容發光元件的容置槽。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡，其中：所述第一發散部及第二發散部的中心軸重合。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡，其中：所述第一發散部具有一第一入光面以及與該第一入光面相應的第一出光面，所述第一出光面的曲率小於所述第一入光面的曲率。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的透鏡，其中：所述第一發散部的頂面中心朝向所述基座的方向凹陷形成一漏斗狀的凹槽。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡，其中：所述第二發散部具有一第二入光面以及與該第二入光面相應的第二出光面，所述第二出光面的曲率小於所述第二入光面的曲率。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的透鏡，其中：所述第二發散部的縱截面呈“M”狀。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的透鏡，其中：所述第二發散部的頂部中心形成一朝向所述基座方向凹陷的漏斗狀的凹槽。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡，其中：所述基座呈圓盤狀，其中心開設有一貫穿上下表面的通孔，所述通孔與所述容置槽配合收容發光元件於其內部。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的透鏡，其中：所述基座的中心軸與所述第一發散部以及第二發散部的中心軸重合。
  10. 一種發光模組，包括一基板、設置於基板上的發光元件以及位於基板上且罩設所述發光元件的透鏡，其中：所述透鏡為申請專利範圍第1至9項中的任一項中的透鏡，所述發光元件發出的光線入射至該透鏡後，依次經由所述第一發散部及第二發散部的發散後，均勻地出射。
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