TW201640055A - 光學透鏡 - Google Patents

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Abstract

一種光學透鏡包括光學部。所述光學部包括平行且相背的底面及頂面。所述底面中部向所述頂面凹陷形成有第一凹槽。該底面包括霧化區及網點區。所述霧化區及網點區均環繞所述第一凹槽設置。所述霧化區設置有霧化結構。所述網點區設置有網點凸起。所述霧化區的平均表面粗糙度小於所述網點區的平均表面粗糙度。

Description

光學透鏡
本發明涉及一種光學透鏡。
在背光模組或其他照明裝置中，為使光源發出的光線具有較大的照射範圍，通常會在光源的出光方向上設置一個光學透鏡。當光線到達所述光學透鏡時，部分光線發生反射，部分折射進入所述光學透鏡的光線在所述光學透鏡內部發生全反射，導致光線利用率不高。因此，為提高光線的利用率，通常會對所述光學透鏡進行光學設計。目前，通常採用的光學設計係在所述光學透鏡靠近所述光源的表面設置均勻分佈的微結構凸起。如此雖能提高光線利用率，但使得光照均勻性降低，且色差增大。
有鑑於此，有必要提供一種能夠提高光照均勻性同時降低色差的光學透鏡。
一種光學透鏡包括光學部。所述光學部包括平行且相背的底面及頂面。所述底面中部向所述頂面凹陷形成有第一凹槽。該底面包括霧化區及網點區。所述霧化區及網點區分別環繞所述第一凹槽設置。所述霧化區設置有霧化結構。所述網點區設置有網點凸起。所述霧化區的平均表面粗糙度小於所述網點區的平均表面粗糙度。
相較於先前技術，本發明提供的光學透鏡藉由在其光學部的底面設置具有不同表面粗糙度的霧化區及網點區，使得經所述光學透鏡出射的光具有更高的均勻性，同時使得色差降低。
圖1為本發明第一實施方式提供的光學透鏡的立體示意圖。
圖2為圖1所示光學透鏡另一視角的立體示意圖。
圖3為圖1所示光學透鏡沿III-III線的剖面示意圖。
圖4為圖1所示光學透鏡的仰視圖。
圖5為本發明第二實施方式提供的光學透鏡的仰視圖。
圖6為本發明第三實施方式提供的光學透鏡的仰視圖。
圖7為本發明第四實施方式提供的光學透鏡的仰視圖。
圖8為本發明第五實施方式提供的光學透鏡的網點凸起的立體示意圖。
圖9為本發明第六實施方式提供的光學透鏡的網點凸起的立體示意圖。
圖10為本發明第七實施方式提供的光學透鏡的網點凸起的立體示意圖。
圖11為本發明第八實施方式提供的光學透鏡的網點凸起的立體示意圖。
圖12為本發明第九實施方式提供的光學透鏡的網點凸起的立體示意圖。
圖13為光線透過本發明所提供的光學透鏡後產生的照度圖。
圖14為光線透過先前技術中的光學透鏡後產生的照度圖。
下面將結合附圖及實施方式對本發明提供的光學透鏡作進一步的詳細說明。
請參閱圖1，本發明第一實施方式中，所述光學透鏡100大致呈碗狀，其可採用透明樹脂、玻璃等具有較好透光性的材料製成。所述光學透鏡100包括光學部11及安裝部12。
請一併參閱圖1，圖2及圖3，本實施方式中，所述光學部11大致呈半球狀，包括底面111、第一側面112、第二側面113及頂面114。所述第一側面112與所述底面111垂直連接。所述第二側面113連接在所述第一側面112與所述頂面114之間。所述頂面114平行於所述底面111。所述第二側面113為向遠離所述底面111的方向凸起的弧面。
請一併參閱圖2、圖3及圖4，所述底面111中部向所述頂面114凹陷形成一個第一凹槽115，用於收容光源(圖未示)。所述第一凹槽115大致呈半橢球狀。所述第一凹槽115平行於所述底面111的方向上的半徑自所述底面111向所述頂面114逐漸減小。所述第一凹槽115平行於所述底面111方向上的最大半徑R1max 小於或等於所述第一凹槽115垂直於所述底面111的最大深度D1max 。
本實施方式中，所述底面111包括一個霧化區1112及一個網點區1113。所述霧化區1112及所述網點區1113均環繞所述第一凹槽115設置。優選地，所述霧化區1112較所述網點區1113靠近所述第一凹槽115，即，所述網點區1113與所述第一凹槽115分別位於所述霧化區1112的相背兩側。所述霧化區1112及所述網點區1113均呈圓環狀。所述第一凹槽115、霧化區1112及網點區1113同心設置。所述霧化區1112設置有霧化結構。所述霧化區1112的表面粗糙度自遠離所述第一凹槽115向靠近所述第一凹槽115的方向上逐漸減小。所述網點區1113的表面粗糙度自遠離所述第一凹槽115向靠近所述第一凹槽115的方向上逐漸減小。所述網點區1113的平均表面粗糙度大於所述霧化區1112的平均表面粗糙度。所述網點區1113的最小表面粗糙度大於所述霧化區1112的最大表面粗糙度。所述網點區1113設置有網點凸起1114。本實施方式中，所述網點凸起1114呈金字塔截頂狀。所述網點凸起1114呈環形陣列排布。本實施方式中，所述網點凸起1114呈圓環狀陣列排布。每一圓環上的兩個相鄰的所述網點凸起1114之間的間距相同。每一圓環上的所述網點凸起1114的數量相同，且自所述第一凹槽115向遠離所述第一凹槽115的徑向上每一圓環上的每兩個相鄰的所述網點凸起1114之間的間距L1逐環遞增。
請一併參閱圖1及圖3，所述頂面114中部向所述底面111凹陷形成一個第二凹槽116。所述第二凹槽116大致呈圓錐狀。所述第二凹槽116與所述第一凹槽115共軸，且與所述第一凹槽115相互間隔。自所述頂面114向所述底面111的方向上，所述第二凹槽116被平行於所述頂面114的的平面所截得的面的半徑R2逐漸減小。所述第二凹槽116被平行於所述頂面114的平面所截得的面的最大半徑R2max 大於所述第二凹槽116垂直於所述頂面114的最大深度D2max ，且大於或等於所述第一凹槽115平行於所述底面111的方向上的最大半徑R1max 。所述第二凹槽116垂直於所述頂面114的最大深度D2max 小於所述第一凹槽115垂直於所述底面111的最大深度D1max 。
請一併參閱圖1、圖2、圖3及圖4，所述安裝部12環設於所述光學部11。本實施方式中，所述安裝部12與所述光學部11一體成型。所述安裝部12在平行於所述底面111的方向上自所述第一側面112向遠離所述第一側面112的方向延伸，並在垂直於所述底面111的方向上向遠離所述頂面114的方向延伸。所述安裝部12具有與所述底面111平行且相背的安裝面121。所述安裝面121與所述底面111共同形成階梯狀結構。所述安裝部12還包括三個等角分佈的安裝端122。所述安裝端122向遠離所述第一側面112的方向凸起。每個所述安裝端122分別開設有一個安裝孔1221。本實施方式中，所述安裝孔1221為盲孔。
請參閱圖5，本發明第二實施方式提供的光學透鏡200與本發明第一實施方式提供的光學透鏡100大致相同，其不同之處在於所述底面211可包括複數霧化區2112及複數網點區2113。
所述複數霧化區2112及複數網點區2113均呈圓環狀且均環繞所述第一凹槽215設置。所述底面211自靠近所述第一凹槽215向遠離所述第一凹槽215的方向依次為霧化區2112與網點區2113交替排列。每個所述霧化區2112內的表面粗糙度自遠離所述第一凹槽215向靠近所述第一凹槽215的方向逐漸減小。每個所述霧化區2112的平均表面粗糙度自遠離所述第一凹槽215向靠近所述第一凹槽215方向依次減小。每個所述網點區2113內的表面粗糙度自遠離所述第一凹槽215向靠近所述第一凹槽215的方向逐漸減小。每個所述網點區2113的平均表面粗糙度自遠離所述第一凹槽215向靠近所述第一凹槽215方向依次減小。
請參閱圖6，本發明第三實施方式提供的光學透鏡300與本發明第一實施方式提供的光學透鏡100大致相同，其不同之處在於所述網點凸起3114的排列方式。
具體地，所述網點凸起3114呈圓環狀排布。每一圓環上的兩個相鄰的所述網點凸起3114之間的間距相同。自所述第一凹槽315向遠離所述第一凹槽315的方向每一圓環上的所述網點凸起3114的數量逐環遞增，且每兩個相鄰圓環之間的間距L2相同。
請參閱圖7，本發明第四實施方式提供的光學透鏡400與本發明第一實施方式提供的光學透鏡100大致相同，其不同之處在於所述網點凸起4114的排列方式。
具體地，所述網點凸起4114大致呈方形環狀陣列排布。每一方形環具有四個端點，每一方形環上的所述網點凸起4114越靠近所述端點排列越稀疏。
請參閱圖8，本發明第五實施方式提供的光學透鏡與本發明第一至四實施方式中的光學透鏡大致相同，其不同之處在於，所述網點凸起5114呈圓錐狀。可以理解的係，所述網點凸起5114也可呈其他錐體狀，例如三棱錐、四棱錐等。
請參閱圖9，本發明第六實施方式提供的光學透鏡與本發明第一至四實施方式中的光學透鏡大致相同，其不同之處在於，所述網點凸起6114呈圓柱狀。可以理解的係，所述網點凸起6114也可呈其他柱狀，例如正棱柱狀。
請參閱圖10，本發明第七實施方式提供的光學透鏡與本發明第一至四實施方式中的光學透鏡大致相同，其不同之處在於，所述網點凸起7114呈半球狀。
請參閱圖11，本發明第八實施方式提供的光學透鏡與本發明第一至四實施方式中的光學透鏡大致相同，其不同之處在於，所述網點凸起8114大致呈葫蘆狀。
請參閱圖12，本發明第九實施方式提供的光學透鏡與本發明第一至四實施方式中的光學透鏡大致相同，其不同之處在於，所述網點凸起9114大致呈倒置半圓柱狀。
其他實施方式中，所述第一側面112、第二側面113及頂面114中的至多兩個表面形成有霧化結構。優選地，所述第一側面112及第二側面113表面形成霧化結構。所述第一側面112及第二側面113的表面粗糙度自所述底面111向所述頂面114逐漸降低。
請一併參閱圖13及圖14，相較於先前技術，本發明提供的光學透鏡藉由在其光學部的底面設置不同表面粗糙度的霧化區及網點區，使得經所述光學透鏡出射的光具有更高的均勻性，同時使得色差降低。
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及所列之數據為作試驗及參考之所用，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。
100、200、300、400‧‧‧光學透鏡
11‧‧‧光學部
12‧‧‧安裝部
111、211‧‧‧底面
112‧‧‧第一側面
113‧‧‧第二側面
114‧‧‧頂面
115、215、315‧‧‧第一凹槽
1112、2112‧‧‧霧化區
1113、2113‧‧‧網點區
1114、3114、4114、5114、6114、7114、8114、9114‧‧‧網點凸起
116‧‧‧第二凹槽
121‧‧‧安裝面
122‧‧‧安裝端
1221‧‧‧安裝孔
無
12‧‧‧安裝部
111‧‧‧底面
115‧‧‧第一凹槽
1112‧‧‧霧化區
1113‧‧‧網點區
1114‧‧‧網點凸起
121‧‧‧安裝面
122‧‧‧安裝端
1221‧‧‧安裝孔

Claims (10)

  1. 一種光學透鏡，包括光學部，所述光學部包括平行且相背的底面及頂面，所述底面中部向所述頂面凹陷形成有第一凹槽，該底面包括霧化區及網點區，所述霧化區及網點區均環繞所述第一凹槽設置，所述霧化區設置有霧化結構，所述網點區設置有網點凸起，所述霧化區的平均表面粗糙度小於所述網點區的平均表面粗糙度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述霧化區、所述網點區及所述第一凹槽同心設置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光學透鏡，其中，所述霧化區及所述網點區的表面粗糙度自遠離所述第一凹槽向靠近所述第一凹槽方向均逐漸減小，所述網點區的最小表面粗糙度大於所述霧化區的最大表面粗糙度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，網點凸起呈金字塔截頂狀、錐體狀、柱狀、半球狀、葫蘆狀、倒置半圓柱狀或倒置三棱柱狀。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述光學部還包括連接在所述底面及頂面之間的第一側面及第二側面，所述第一側面與所述底面垂直連接，所述第二側面連接在所述第一側面與所述頂面之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光學透鏡，其中，所述第一側面、所述第二側面及所述頂面中的至多兩個表面形成有霧化結構。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光學透鏡，其中，所述第一側面及第二側面形成有表面霧化結構，且所述表面霧化結構的粗糙度自所述底面向所述頂面方向逐漸減小。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學透鏡，其中，所述第一凹槽平行於所述底面的半徑自所述底面向所述頂面逐漸減小，所述第一凹槽平行於所述底面的最大半徑小於或等於所述第一凹槽垂直於所述底面的最大深度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光學透鏡，其中，所述頂面中部向所述底面形成有第二凹槽，所述第二凹槽與所述第一凹槽共軸，所述第二凹槽與所述第一凹槽相互間隔，所述第二凹槽平行於所述頂面的最大半徑大於所述第二凹槽垂直於所述頂面的最大深度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光學透鏡，其中，所述第二凹槽平行於所述頂面的最大半徑大於或等於所述第一凹槽平行於所述底面的最大半徑，所述第二凹槽垂直於所述頂面的最大深度小於所述第一凹槽垂直於所述底面的最大深度。
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