TW201438295A - 透鏡組合及採用該透鏡組合的發光模組 - Google Patents

透鏡組合及採用該透鏡組合的發光模組 Download PDF

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Abstract

一種透鏡組合，包括一第一透鏡以及一與所述第一透鏡配合的第二透鏡，所述第一透鏡收容於所述第二透鏡內，且所述第一透鏡與所述第二透鏡間隔設置，所述第一透鏡的中心軸與所述第二透鏡的中心軸重合，入射至該透鏡組合的光線依次經由所述第一透鏡及第二透鏡的發散後均勻地出射。本發明還涉及採用這種透鏡組合的發光模組。

Description

透鏡組合及採用該透鏡組合的發光模組
本發明涉及一種半導體結構，尤其涉及一種透鏡組合及採用該透鏡組合的發光模組。
現有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，其出光角度更大。
然而，由於發光二極體的本身中部光強較強，側向光強較弱。發光二極體發出的光線經由該透鏡擴散後，其發光角度仍然較小，光強度仍然不夠均勻，從而使得整個發光二極體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。
一種透鏡組合，包括一第一透鏡以及一與所述第一透鏡配合的第二透鏡，所述第一透鏡收容於所述第二透鏡內，且所述第一透鏡與所述第二透鏡間隔設置，所述第一透鏡的中心軸與所述第二透鏡的中心軸重合，入射至該透鏡組合的光線依次經由所述第一透鏡及第二透鏡的發散後均勻地出射。
一種發光模組，其包括基板、設置於基板上的發光元件以及罩設於發光元件上的透鏡組合，所述第一透鏡收容於所述第二透鏡內，且所述第一透鏡與所述第二透鏡間隔設置，所述第一透鏡的中心軸與所述第二透鏡的中心軸重合，所述發光元件入射至該透鏡組合的光線依次經由所述第一透鏡及第二透鏡的發散後均勻地出射。
與習知的發光二極體模組相比，本發明的發光模組中的發光元件發出的光線經由所述第一透鏡及第二透鏡的雙重發散後，其出光角度更大，出光強度更加均勻。
1．．．發光模組
10．．．基板
20．．．發光元件
30．．．透鏡組合
31．．．第一透鏡
33．．．第二透鏡
311、331．．．底面
313、333．．．側面
315、335．．．頂面
317、337．．．凹穴
319、339．．．凹槽
3170．．．第一入光面
3180．．．第一出光面
3370．．．第二入光面
3380．．．第二出光面
圖1為本發明的發光模組的剖面視圖。
圖2為圖1所示的發光模組中的透鏡組合的分解示意圖。
圖3為圖2的倒置圖。
圖4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的透鏡組合30。所述發光元件20發出的光線經由所述透鏡組合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及圖3，所述透鏡組合30包括一第一透鏡31以及與所述第一透鏡31配合的第二透鏡33。本實施例中，所述第一透鏡31的尺寸小於所述第二透鏡33的尺寸，且其可收容於所述第二透鏡33的內部。
所述第一透鏡31大致呈圓柱狀，且其關於中心軸I-I’線中心對稱。本實施例中，所述第一透鏡31可由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等透明材料製成。
所述第一透鏡31包括一水平的底面311、一彎曲的頂面315以及連接所述底面311及頂面315的環形側面313。其中，所述底面311為一圓形的平面；所述側面313自所述底面311的外部周緣豎直向上延伸形成；所述頂面315自所述側面313的頂端外緣向外凸設形成。
所述底面311中心沿著中心軸I-I線朝向所述頂面315的方向凹陷形成一凹穴317。所述凹穴317用於收容所述發光元件20於其內，且所述凹穴317的內表面形成第一入光面3170。所述凹穴317用以將發光元件20入射至其上的光線發散後射入第一透鏡31內部。本實施例中，所述凹穴317的內表面為一穹狀的凹面。
所述側面313與所述頂面315共同形成第一出光面3180。所述第一出光面3180的曲率小於所述第一入光面3170的曲率，以使發光元件20發出的光線在第一出光面3180及第一入光面3170上進行不同程度的發散。
所述頂面315為一自由曲面，其自所述側面313的頂端外周緣斜向上向內延伸至相同的高度後，再斜向下朝向第一透鏡31的中心軸I-I’線延伸並彙聚於中心軸I-I線上。如此，所述頂面315的中心沿著第一透鏡31的中心軸I-I’線朝向所述底面311方向凹陷形成一凹槽319。
所述凹槽319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。
所述第二透鏡33大致呈圓臺狀，其關於中心軸II-II’線中心對稱。本實施例中，所述第二透鏡33可由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等透明材料製成。
所述第二透鏡33包括一水平的底面331、一自所述底面331外部周緣斜向上向內延伸的側面333以及連接所述側面333的彎曲的頂面335。所述第二透鏡33沿著垂直於中心軸II-II’線方向的直徑自底面331朝向頂面335的方向逐漸減小。
所述第二透鏡33的底面331中部朝向所述頂面335的方向凹陷形成一凹穴337。所述凹穴337的剖面呈M狀，且所述凹穴337關於中心軸II-II’線對稱。所述凹穴337的容積大於所述第一透鏡31的體積，其能將所述第一透鏡31收容於其內。與此同時，所述凹穴337的內表面形成第二入光面3370。所述第二入光面3370的曲率大於所述第一出光面3180的曲率。
所述凹穴337沿著所述底面331中部周緣朝向所述頂面335方向延伸至相同的高度後，再朝向所述中心軸II-II’線延伸並彙聚於所述中心軸II-II’線上。
所述周緣側面333與所述頂面335共同形成第二出光面3380。所述第二出光面3380的曲率小於所述第二入光面的曲率3370，以使光線在第二出光面3380及第二入光面3370上進行不同程度的發散。
所述側面333與所述凹穴337與之相應的內表面之間的寬度自所述底面331朝向頂面335的方向逐漸減小。
所述頂面335為一自由曲面，其自所述側面333的頂端外周緣朝向所述中心軸II-II’的方向斜向下延伸且彙聚於所述中心軸II-II’線上。如此，則所述頂面335的中心沿著中心軸II-II’線朝向所述底面331方向凹陷形成一凹槽339。所述頂面335與所述凹穴337的頂端內表面之間的寬度朝向所述中心軸II-II’線的方向逐漸增大。
所述凹槽319大致呈漏斗狀，其能將發光元件20入射至其上的光線折射後向其周緣方向發散。
請再次參見圖1，組裝時，所述發光元件20收容於所述第一透鏡31的凹穴317內，且與所述凹穴317間隔正對設置。所述第一透鏡31收容於所述第二透鏡33的凹穴337內，且與所述第二透鏡33間隔設置。此時，所述第一透鏡31的中心軸I-I’線與所述第二透鏡33的中心軸II-II’線相重合。如此，則發光元件20、第一透鏡31以及第二透鏡33的中心軸在同一直線上。
請參見圖4，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透鏡31的第一入光面3170折射進入第一透鏡31的內部，這部分光線再在所述第一透鏡31的第一出光面3180上折射後發散地出射。緊接著，這部分光線再經由所述第二透鏡33的第二入光面3370折射入第二透鏡33的內部，並經由所述第二透鏡33的第二出光面3380折射後，更加發散且均勻地出射。
由於所述發光元件20發出的光線先後經由第一透鏡31及第二透鏡33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凹槽319與凹槽339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。
1．．．發光模組
10．．．基板
20．．．發光元件
30．．．透鏡組合
31．．．第一透鏡
33．．．第二透鏡
311、331．．．底面
313、333．．．側面
315、335．．．頂面
317、337．．．凹穴
319、339．．．凹槽

Claims (10)

  1. 一種透鏡組合，包括一第一透鏡以及一與所述第一透鏡配合的第二透鏡，其改良在於：所述第一透鏡收容於所述第二透鏡內，且所述第一透鏡與所述第二透鏡間隔設置，所述第一透鏡的中心軸與所述第二透鏡的中心軸重合，入射至該透鏡組合的光線依次經由所述第一透鏡及第二透鏡的發散後，均勻的出射。
  2. 如請求項第1項所述的透鏡組合，其中：所述第二透鏡具有一入光面以及與該入光面相應的一出光面，且所述入光面的曲率大於所述出光面的曲率。
  3. 如請求項第2項所述的透鏡組合，其中：所述第一透鏡具有一入光面以及與該入光面相應的出光面，所述第一透鏡的出光面朝向所述第二透鏡的入光面，且所述第一透鏡的入光面的曲率大於其出光面的曲率。
  4. 如請求項第2項所述的透鏡組合，其中：所述第二透鏡包括一水平的底面、一與該底面相對的頂面以及連接該底面及頂面的側面，所述底面中部朝向所述頂面的方向凹陷形成一凹穴，所述凹穴收容所述第一透鏡於其內部，且所述凹穴的內表面形成所述第二透鏡的入光面，所述第二透鏡的頂面及側面形成所述第二透鏡的出光面。
  5. 如請求項第4項所述的透鏡組合，其中：所述凹穴呈“M”狀。
  6. 如請求項第4項所述的透鏡組合，其中：所述第二透鏡的頂面中心沿著所述第二透鏡的中心軸朝向所述第二透鏡的底面方向凹陷形成一凹槽，且所述凹槽呈漏斗狀。
  7. 如請求項第3項所述的透鏡組合，其中：所述第一透鏡包括一水平的底面、一與該底面相對的頂面以及連接該頂面及底面的環形側面，所述第一透鏡的底面中部朝向其頂面方向凹陷形成一凹穴，所述凹穴的內表面形成所述第一透鏡的入光面。
  8. 如請求項第7項所述的透鏡組合，其中：所述第一透鏡的頂面及側面形成所述第一透鏡的出光面，且所述第一透鏡的頂面中心沿著第一透鏡的中心軸朝向第一透鏡的底面方向凹陷形成一凹槽，且所述凹槽呈漏斗狀。
  9. 一種發光模組，包括基板、設置於基板上的發光元件以及罩設於發光元件上的透鏡組合，其中：所述透鏡組合為請求項第1至8項任意一項所述的透鏡組合，所述的光線由所述發光元件發出。
  10. 如請求項第9項所述的發光模組，其中：所述發光元件與所述第一透鏡及第二透鏡的中心軸在同一直線上。
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