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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

一種光源模組，包括一光源及正對該光源設置之透鏡，該透鏡包括與光源正對設置之入光面、與該入光面相對設置之出光面及連接該入光面與出光面之連接面，該連接面為圍繞該入光面設置之環狀平面，該出光面與連接面之外周緣相對接，該透鏡還包括由該出光面向外凸伸而出之複數環狀第一凸起部，第一凸起部鄰近該連接面設置。

Description

透鏡及使用該透鏡之光源模組
本發明涉及光學領域，特別涉及一種透鏡及使用該透鏡之光源模組。
目前，在背光照明當中，為均勻光線，通常會在光源上搭配擴散透鏡使用，使光源發出之光線能以較大角度出射，從而達到大面積照明之效果。
在實際使用中，光源發出之光線相對於光源之光軸大致分佈於180度內之空間角內，其中大部分光線相對於光軸集中分佈於120度內之空間角內，即大致朝向光源之正面方向出射。然而，仍有部分光線會以相對於光源之光軸以較大之角度進入透鏡，如在120度至180度之間。這部分光線以較大之角度進入透鏡後，經過透鏡之折射後發散，有時會反向於光源之正面方向出射，這樣，這部分光線就不能得到實際利用而帶來照明效果，進而降低光源之照明效率。
一種透鏡，包括入光面、與該入光面相對設置之出光面及連接該入光面與出光面之連接面，該連接面為圍繞該入光面設置之環狀平面，該出光面與連接面之外周緣相對接，該透鏡還包括由該出光面向外凸伸而出之複數第一凸起部，該等第一凸起部鄰近該連接面設置。
一種光源模組，包括一光源及正對該光源設置之透鏡，該透鏡包括與光源正對設置之入光面、與該入光面相對設置之出光面及連接該入光面與出光面之連接面，該連接面為圍繞該入光面設置之環狀平面，該出光面與連接面之外周緣相對接，該透鏡還包括由該出光面向外凸伸而出之複數第一凸起部，該等第一凸起部鄰近該連接面設置。
自光源相對於其光軸以較大角度出射之光線在透鏡之第一凸起部處發生折射或全反射後改變出射方向，其中至少部分光線相對於光軸之出射角度減小，從而得以加強光源模組之照明。與習知技術相比，本發明之光源模組實現提高對光源發出光線之利用效率之效果。
圖1為本發明一實施例之光源模組之立體示意圖。
圖2為圖1中所示之光源模組之透鏡之倒置示意圖。
圖3為圖1中所示之光源模組沿III-III線之剖視示意圖。
圖4為圖3中IV部分之放大示意圖。
請參閱圖1至圖3，本發明一實施例提供之光源模組100包括一光源10及正對該光源10設置之一透鏡20。該透鏡20包括與光源10正對設置之一入光面21、與該入光面21相對設置之一出光面22及連接該入光面21與出光面22之一連接面23。該光源10具有一光軸I。該光源10發出之光線相對於該光軸I大致分佈於180度內之空間角內，其中大部分光線相對於該光軸I集中分佈於120度內之空間角內。
在本實施例中，該光源10為發光二極體，包括基座12及固定於基座12上之發光二極體晶片14。該基座12由環氧樹脂、矽膠或陶瓷等絕緣材料製成。該發光二極體晶片14由氮化鎵、氮化銦鎵、氮化鋁銦鎵等半導體材料製成，其可受電流激發產生可見光。
上述透鏡20由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯等透明材料一體製成，也可以分層製成。該透鏡20內可以進一步均勻摻雜有螢光粉，螢光粉可由釔鋁石榴石、矽酸鹽等螢光材料製成。
該透鏡20位於該光源10之正上方並與該光源10間隔設置。該入光面21由該透鏡20之底面中部向該透鏡20內部凹陷而形成。該連接面23為該透鏡20之底面中圍繞該入光面21設置之環狀平面。該出光面22包括位於該入光面21上方之頂壁面221及自該連接面23之外周緣向上延伸形成之、並與該頂壁面221之外周緣相對接之一側壁面222。在本實施例中，該側壁面222為柱面，可以理解地，該側壁面222也可以為錐面或旋轉曲面。在使用中，該透鏡20之連接面23與用以承載該透鏡20之安裝平面（圖未示）相貼合。該出光面22之側壁面222之底部周緣與連接面23之外周緣相對接。在本實施例中，該透鏡20之入光面21為一自由曲面，可以理解地，該透鏡20之入光面21也可以是橢球面、球面或者抛物面。該透鏡20之入光面21圍設出一容置空間24用以收容該光源10。
該出光面22之頂壁面221包括一中央面2211及圍繞該中央面2211設置並與該中央面2211平滑連接之一週邊面2212。在本實施例中，該中央面2211為一平面，可以理解地，該中央面2211也可以是自由曲面、橢球面、球面或者抛物面。該週邊面2212朝向遠離入光面21之方向彎曲。在本實施例中，該週邊面2212為一自由曲面，可以理解地，該週邊面2212也可以是橢球面、球面或者抛物面。
在本實施例中，該透鏡20為中心軸對稱結構，其具有一中心軸X。該透鏡20之入光面21關於該透鏡20之中心軸X呈中心軸對稱。該透鏡20之出光面22關於該透鏡20之中心軸X呈中心軸對稱。該透鏡20之連接面23垂直於該透鏡20之中心軸X。該光源10之光軸I與該透鏡20之中心軸X相重合設置。
請同時參閱圖4，該透鏡20還包括由該出光面22向外凸伸而出之複數第一凸起部30。該等第一凸起部30相鄰排布於該出光面22之側壁面222上。該第一凸起部呈環狀，沿該側壁面222之周向延伸。每相鄰二第一凸起部30之間形成一環狀第一溝槽32。在本實施例中，該第一凸起部30鄰近該連接面23設置。該等第一溝槽32依次、間隔設置。在本實施例中，該第一凸起部30之截面呈三角形。可以理解地，每一環狀第一凸起部30之截面形狀可以根據實際之出光需求做調整，比如梯形、半圓形、拱形或不規則圖形。另外，該等第一凸起部30在截面形狀、尺寸上可以一致或不同。
該透鏡20進一步包括複數第二溝槽40開設於該連接面23上。該第二溝槽40呈環狀。該等環狀第二溝槽40整體上呈同心圓狀排布。在本實施例中，該第二溝槽40設置在連接面23上鄰近出光面22之側壁面222之位置。該等第二溝槽40間隔設置，每相鄰二第二溝槽40之間形成一環狀第二凸起部42。在本實施例中，每一環狀第二凸起部42之截面呈三角形。可以理解地，每一環狀第二凸起部42之截面形狀可以根據實際之出光需求做調整，比如梯形、半圓形、拱形或不規則圖形。另外，該等第二凸起部42在截面形狀、尺寸上可以一致或不同。
使用中，當該光源10發出之光線經透鏡20之入光面21進入透鏡20後，經由該透鏡20之出光面22射出透鏡20。自光源10相對於其光軸I以較小角度出射之光線經過透鏡20之折射後以相對於其光軸I較大角度出射，使得光線朝向透鏡20之周側方向發散。自光源10相對於其光軸I以較大角度出射之光線在透鏡20之第一凸起部30或第二凸起部42處發生折射或全反射後改變出射方向，其中至少部分光線相對於光軸I之出射角度減小，從而得以加強光源模組100之照明。與習知技術相比，本發明之光源模組100實現提高對光源10發出光線之利用效率之效果。
100‧‧‧光源模組
10‧‧‧光源
12‧‧‧基座
14‧‧‧發光二極體晶片
20‧‧‧透鏡
21‧‧‧入光面
22‧‧‧出光面
221‧‧‧頂壁面
2211‧‧‧中央面
2212‧‧‧週邊面
222‧‧‧側壁面
23‧‧‧連接面
30‧‧‧第一凸起部
32‧‧‧第一溝槽
40‧‧‧第二溝槽
42‧‧‧第二凸起部
 
100‧‧‧光源模組
10‧‧‧光源
12‧‧‧基座
14‧‧‧發光二極體晶片
20‧‧‧透鏡
21‧‧‧入光面
22‧‧‧出光面
221‧‧‧頂壁面
2211‧‧‧中央面
2212‧‧‧週邊面
222‧‧‧側壁面
23‧‧‧連接面

Claims (10)

  1. 一種透鏡，包括入光面、與該入光面相對設置之出光面及連接該入光面與出光面之連接面，該連接面為圍繞該入光面設置之環狀平面，該出光面與連接面之外周緣相對接，其改良在於：該透鏡還包括由該出光面向外凸伸而出之複數第一凸起部，第一凸起部鄰近該連接面設置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡，其中第一凸起部呈環狀排布，第一凸起部相鄰設置，每相鄰二第一凸起部之間形成一環狀第一溝槽。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之透鏡，其中該第一凸起部之截面呈三角形。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡，其中該透鏡還包括開設於該連接面上之複數第二溝槽，第二溝槽設置在連接面上鄰近出光面之位置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之透鏡，其中第二溝槽呈環狀排布，第二溝槽間隔設置，每相鄰二第二溝槽之間形成一環狀第二凸起部。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之透鏡，其中該第二凸起部之截面呈三角形。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之透鏡，其中環狀第二溝槽呈同心圓狀排布。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡，其中該出光面包括位於該入光面上方之頂壁面及自該連接面之外周緣向上延伸形成之、並與該頂壁面之外周緣相對接之側壁面，第一凸起部位於該側壁面上。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡，其中該透鏡為中心軸對稱結構，其具有一中心軸，該入光面關於該透鏡之中心軸呈中心軸對稱，該透鏡之出光面關於該透鏡之中心軸呈中心軸對稱，該透鏡之連接面垂直於該透鏡之中心軸。
  10. 一種光源模組，包括一光源及正對該光源設置之透鏡，其改良在於：該透鏡為如申請專利範圍第1-9項中任一項所述之透鏡。
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