TW498563B - Optical multiple-member, especially to use with light-emitting-diode - Google Patents

Description

498563 五、發明説明（1 ) 本發明是有關於一種光學多重構件，尤其是與發光 二極體一起使用之光學多重構件。 此爲眾所周知，在印刷電路板上安裝發光二極體 (L E D : L i g h t E m i 11 i n g D i 〇 d e )陣列而使用於照明之目的 。例如在廣告照明中，像是字母背景照明，塑料背景照 明等等在安全照明中，像是救護道路照明、方向照明’ 標記照明，以及在用於車輛照明中是爲所熟知，不使用 傳統之白熾燈或氣體放電燈而使用LED，其具有較長 的使用壽命年限，當在可見光之光譜範圍中將電能轉變 成輻射能時具有更佳的效率，因此相關的具有較小的功 率損失以及較小的位置需求。尤其在廣告照明中產生由 LED所提供關於幾何造形與顏色多樣化之高度彈性具 有重要的意義。 在所使用的圖案中DE 298 1 8 609 U1說明一種印刷 電路板之配置用於任何發光二極體照明單元之製造，其 中設有多個扁平的相關之具有發光二極體之印刷電路板 ，其形成多角形並且彼此經由小徑相連接。由此等印刷 電路板之矩陣形的配置可以將任何數量或部份數量之具 有發光二極體之印刷電路板拆出，因此此部份數量本身 產生關於其幾何尺寸之多樣化配置之可能性。發光二極 體通常在基本上具有點形光源’其例如具有圓錐體形的 輻射而有1 2 0 °之擴散角度。 本發明的目的是說明一種光學系統，其以簡單的方 式在大量生產的方法中可以製成’並且它使得能夠針對 498563 五、發明説明（2 ) 幾何形狀作彈性的調整。 此目的根據本發明以一種尤其是與發光二極體一起 使用之光學多重構件而達成，其具有多個光學個別元件 一其光線透過或反射， 一其彼此連接以形成光學多重構件，其少介於個別元件 之間設有設定缺口，以及 一其可彼此分離以形成包括一或多個光學個別元件之光 學構件。 本發明以此原理爲基礎，其說明一種由模組方式所 形成之光學多重構件，其具有多個彼此牢固連接之光學 個別構件，其中此光學多重構件可以被分開成光學構件 ，它可以包括多個光學個別構件。因此它在光學構件之 成型之中提供大的彈性，其可與光學多重構件一起製成 ，因爲它可以簡單的方式對幾何形狀作適應調整。 介於個別構件之間設有其設定缺口 ◦此等缺口因此 可以沿著個別構件之周圍之封閉線而設置。因此使用者 可以在沒有工具的情況下’例如沿著邊緣，將光學多重 構件分開成包括一或多個光學個別構件之光學構件。 雖然此光學多重構件可以在大量製造方法中生產， 使得可以使用於單件或小的組套系列’其此外需要特殊 的發展，例如製造特殊的射出成形（injection molding) 的形狀。 尤其有利的是此光學多重構件與以LED配備之多個 印刷電路板所構成之多重配置相連接，此多重配置同樣 -4- 498563 五、發明説明（3 ) 是 在 小 的 數 量 中 由彼 此 牢 固連接之印刷電路板中，具有 任何 可 々BE 擇 數 a 的發 光 二 極體與幾乎任何的形狀。 此 等 個 別 構 件 之幾 何 形 狀因此可以被各個形成此多 重 配 置 而 具 有 LED的 印 刷 I電路板調整。 此 光 學 多 重 構 件可 以 以 簡單的方式，例如以射出成 形 的 方 法 製 成 〇 在使 用 中 其具有大的可照明或背景照明 之 表 面 可 以 接 合多 個 光 學多重構件。 在 本 發 明 之 有 利的 實 施 形式中，此光學多重構件具 有 配 置 於 二 度 空 間矩 陣 結 構中之一些光學個別構件。此 種 光 學 多 重 構1 [牛是可特別簡單的製成並且可彈性地使用。 在 本 發 明 另 一 個有 利 的 實施形式中，此等個別構件 具 有 —- 正 方 形 的 基礎 表 面 ，因此說明此被劃分或行與列 之 矩 陣 結 構 之 單 元之 每 —* 個個別構件。 在 本 發 明 之 另 一個 有 利 的實施形式中提供具有減少 的 材料 厚 度 以 形 成設 定 缺 口區域。當此等設定缺口藉由 具 有 減 少 材 料 厚 度的 區 域 而形成時，因此，此光學多重 構 件 可 以 具 有 平 坦光 滑 不 中斷之表面，其容易淸理淨化 〇 此 外 其 可 以 簡單 的 方 式並且以少的費用製成射出成 形 的 形 狀 其 具 有減 少 材 料厚度之區域。 在 本 發 明 其 他 的實 施 形 式中，此光學多重構件具有 光 滑 平 坦 之 表 面 ◦因 此 還 可以在包括多個光學個別構件 之 光 學 構 件 中 其中 每 -* 個光學個別構件各自配置一發 光 二 極 體 而 達 成均 勻 的 照明密度而在光學個別構件之 間 沒 有 可 見 光 之 轉換 (transition)。此均勻的照明密度或 -5- 498563 五、發明説明（4 ) 均勻的亮度分佈因此是與此所欲使用以及因此光學構件 的大小與幾何形狀無關。 在本發明另一個有利的實施形式中設有在個別構件 之間所形成之設定缺口區段。藉由形成區段的這些設定 缺口是可特別簡單的製成，並且可以由使用者以手操作 的方式或機械的方式輕易的將它分開。 在本發明另一個有利的實施形式中，此各個光學設 備各自具有裝置用於在入射光線的表面上產生均勻的照 明密度。因此可實現例如均勻明亮照明之公司標識記號 (Logo)、照明文字等。 在本發明另一個有利的實施形式中，此光學多重構 件是由一種PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯）材料所構成。此 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)是非常流行，它使得在製造 中容易操作，具有出色的光學特性並且可以簡單的方式 著色，其尤其在廣告照明與安全照明（例如是救護道路 照明）中是重要的。 在本發明另一個有利的實施例中，此等光學個別構 件具有彼此相同的幾何形狀。因此可以有高的調變強度 ，與例如用於射出成型方法之簡單的形狀製造，以及光 線之均勻良好之分佈。 此等光學個別構件以及因此此光學多重構件可以根據 使用的情況而具有反射、散射或聚集成束之光學儀器。 本發明的原理避免產生要求特殊之LED -光學裝置及 其製造而用於各別的使用，例如公司之識別標誌與廣告 _6_ 498563 五、發明説明（5 ) 之照明等。 本發明其他的細節是在申請專利範圍附屬項中說明。 本發明以下根據實施例與圖示作進一步說明。 圖示之簡單說明 第1 a圖是具有正方形個別構件之光學多重構件之俯 視圖。 第1 b圖是第1 a圖之光學多重構件之側視圖。 第2圖是根據第ia圖之光學多重構件，其中突顯呈 現一個包括多個光學個別構件之光學構件。 第3a圖是具有所設置，LED之印刷電路板之多重配 置之俯視圖。 第3 b圖是第3 a圖之多重配置之側視圖。 第4a圖是具有根據第2圖之光學構件之第3a圖之多 重配置之俯視圖。 第4b圖是具有根據第4a圖之光學構件之多重配置之 側視圖。 第1 a圖顯示光學多重構件1，其具有多個配置於矩 陣形結構中具有正方形基礎表面之光學個別構件2。介 於光學個別構件2之間設有沿著光學個別構件2之邊緣 之設定缺口 3。此等設定缺口 3是配置於兩個互相垂直 的方向中。須產生此等設定缺口 3，使得沿著此等設定 缺口 3之光學多重構件1之材料厚度是如此小，以致可 以用簡單的機械或手工操作的方式將光學多重構件1分 開或包括一或多個光學個別構件2之多個光學構件◦例 -7- 498563 五、發明説明（6 ) 如可以不使用工具而以人手工操作的方式沿著斷裂邊緣 ’將光學多重構件1分開成包括一或多個光學個別構件 2之多個光學構件。 每一個光學個別構件2具有一光學裝置，其各自配 置一發光二極體或雷射二極體。此光學個別構件2之光 學裝置將入射光線（其由點形之發光二極體呈圓錐形的 發射出）轉換成在均勻之發光密度中平行之光射◦有關 於此，可以例如設有菲仕蘭-光學裝置。 此根據第1 a圖之配置具有優點，此光學多重構件可 以以簡單的方式以大量生產的方法（例如藉由射出成形 的方法）製成。由於光學多重構件之矩陣形的結構具有 多個配置於陣列（array)中之光學個別構件2，其本身彼 此在其幾何大小中相同，可以簡單，彈性地調整所欲之 光學配置之大小，以及因此當連接任何數目之光學個別 構件時之光學構件之大小。此等設定缺口 3具有減少之 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯）材料之材料厚度，由於其可 達成之均勻照明密度而允許跨越經由多個光學個別構件 而與相對應配置之發光二極體共同地實現安全照明裝置 ，舞台燈光與廣告照明。 與根據第1 a圖之實現不同，可以根據使用的情形， 此等光學個別元件之光學裝置還可以實現反射、散射、 或光束。如果在光學多重構件中光學個別構件的數目或 是光學多重構件的大小對於使用的情況不夠使用，則可 以將多個光學多重構件（使用之）例如經由粘貼而接合’ 498563 五、發明説明（7 ) 以便達成任何大小之表面。 第1 b圖顯示經由第1 a圖之光學多重構件1之橫截面 。因此明顯地可看出介於此等光學個別構件2之間的設 定缺口 3具有較小的材料厚度。此光學多重構件或光學 個別構件2之正面4具有光滑平坦的表面，因此例如在 使用中的污染在外部區域中較少存留，並且可以簡單的 方式淨化。每個光學個別構件2之反面5具有用於發光 裝置之插入孔，例如是發光二極體或雷射二極體。 第2圖顯示光學多重構件1，其中一個包括8個光學 個別構件2之光學構件1 1沿著介於光學個別構件2之 間的設定缺口 3而由此分開。顯而易見的，不但此剩餘 的光學多重構件1 *而且光學構件Π沿著其他的設定缺 口 3在形成其他的光學個別構件下被分開。 第3 a圖顯示配備具有LED之印刷電路板之多重配置 20，其中此多重配置20具有多個LED晶片24，其具 有配置於印刷電路板20上之大面積接觸2 1。此LED 晶片24各自具有真正的LED光源23與反射器22。還 有在此可產生一種發光二極體的模組（module)結構’因 此同樣可產生任何數目的發光二極體，其彼此牢固地連 接。 第3b圖顯示經由具有所配備LED之印刷電路板20 (其具有根據第3a圖之LED晶片24)之橫截面。須形成 此後者（LED晶片），使得插入連接可與光學個別構件2 之具有插入孔之反面5 —起製成。 -9- 498563 五、發明説明（8 ) 第4a圖顯示第2圖之光學構件Π，其插在具有所配 備LED之印刷電路板20之多重配置上。因此要辨識出 ，須配置各光學構件Π之光學個別構件2之中央點’ 使得它與LED-光源23相對應符合。因此各個光學個別 構件2配置-LED晶片24。 第4b圖顯示經由光學構件1 1之連接與根據第4a圖 之具有所配備LED之印刷電路板20之多重配置之橫截 面。此光學個別構件2是以其反面5，各自插在具有所 配備LED之印刷電路板20之多重配置之LED-晶片24 上。可以看出，此光學個別構件2與整個的光學構件 11，具有光滑平坦之表面。 除了此所描述之光學個別構件2之正方形2形狀之 外，它還可以具有其他的形狀’像是蜂巢形、三角形、 長方形等。 參考符號說明 1 .....光學多重構件 2 .....個別構件 3 .....設定缺口 4 .....正面 5 .....反面 11.....構件 2 0.....多重配置 2 1.....大面積接觸 22.....反射器 -10- 498563 五、發明説明（9 •發光二極體 • LED-晶片 23· · · · 24· · · · -11-

Claims (1)

1. 498563

   煩

   Γ]

   >ί 内 容 六、申請專利範圍 第901 17428號「尤其是與發光二極體一起使用之光學多重構 件」專利案 （90年1 1月修正） 六申請專利範圍 1· 一種尤其是與發光二極體（23)—起使用之光學多重構件 (1) ’其具有多個光學個別構件（2)，其特徵爲： 一其讓光線通過或反射， 一其彼此連接以形成光學多重構件（1)，其中在光學個別 構件（2)之間設有額定之缺口， 一其可以彼此分開以形成包括一或多個光學個別構件（2) 之光學構件（11)。 2_如申請專利範圍第1項之光學多重構件（1)，其中光學多 重構件（1)具有配置於二度空間矩陣結構中之多個光學個 別構件（2)。 3. 如申請專利範圍第2項之光學多重構件（1)，其中此等光 學個別構件（2)具有正方形之底面，並且各自藉由矩陣結構 之列與行而實現矩陣結構的某一個單元（cell)。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光學多重構件（1)， 其中爲了形成額定缺口（3)而設置了具有減少材料厚度的 區域。 ί 5.如申請專利範圍第1至3項中任一項之光學多重構件（1)， ' 其中爲了形成設定缺口（3)而設置介於個別構件（2)之間的 區段。 6.如申請專利範圍第4項之光學多重構件（1)，其中爲了形 成設定缺口（3)而設置介於個別構件（2)之間的區段。 498563 、申請專利範圍 7.如申請專利範圍第1至3項中任一項之光學多重構件（1)， 其中此光學多重構件（1)具有光滑平坦之表面（4)。 8·如申請專利範圍第4項之光學多重構件（1)，其中此光學 多重構件（1)具有光滑平坦之表面（4)。 9·如申請專利範圍第7項之光學多重構件（1)，其中個別構 件（2)之個別光學設備具有裝置，用於在入射的光線中在 表面（4)上產生均勻的照明密度。 10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光學多重構件（1)， 其中此光學多重構件（1)是由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)材 料所構成。 11. 如申請專利範圍第9項之光學多重構件（1)，其中此光學 多重構件（1)是由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)材料所構成。 1Z如申請專利範圍第1至3項中任一項之光學多重構件（1)， 其中此等個別光學設備（2)具有彼此相同的幾何形狀。 η如申請專利範圍第10項之光學多重構件（1)，其中此等個 別光學設備（2)具有彼此相同的幾何形狀。 14. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光學多重構件（1) ’ 其中此光學個別元件（2)在其反面（5)上具有插入孔’用於 容納發光二極體（23)。 15. 如申請專利範圍第9項之光學多重構件（1)，其中此光學 個別元件（2)在其反面（5)上具有插入孔’用於容納發光二 極體（23)。 -2-