TWI438381B - 多點光源模組 - Google Patents

Description

多點光源模組

本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種多點光源模組。

發光二極體(Light emitting diode,LED)係以半導體材料電致發光的點光源，其具有壽命長、溫度低、能源利用率高等優點，近年來發光二極體已廣泛應用於螢幕背光源、檯燈、大型顯示看板、交通號誌、車用煞車燈、電源指示燈等。傳統光源已逐漸被發光二極體所取代。

由於發光二極體為點光源，若要做為面光源必須使用多顆線性排列的發光二極體、散熱板及導光板，若要做為多點光源必須使用多顆垂直排列的發光二極體及立體散熱架，因此在線路設計上或散熱需求上均會遭遇困難，無法與一般燈具的線路設計相同，因而增加燈具製作的成本。

本發明係有關於一種多點光源模組，其利用結構上可相互堆疊的透鏡組來產生多點光源的效果。因此，單一光源所發出的光線，可經由結構上相互堆疊的透鏡組改變出光角度，以改善傳統多點光源必須使用多顆發光二極體所遇到的線路設計或散熱需求的問題。

根據本發明之一方面，提出一種多點光源模組，包括一光源以及一透鏡組。透鏡組配置於光源的一出光方向上。透鏡組包括一柱狀透鏡以及一第一錐形透鏡。柱狀透鏡具有一第一端面以及一第二端面。第一端面鄰近光源。第二端面與第一端面相對。第二端面自其外周向內漸縮而呈一角錐狀，以做為一第一反射面。第一錐形透鏡堆疊於柱狀透鏡上，第一錐形透鏡具有一第三端面與一第四端面。第四端面與第三端面相對。第三端面配置於第二端面上，且第三端面與第一反射面的外型相互配合。第四端面自其外周向內漸縮而呈一角錐狀，以做為一第二反射面。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本實施例之多點光源模組，係利用結構上可相互堆疊的透鏡組來產生多點光源的效果。透鏡組配置於光源的的一出光方向上，其包括一柱狀透鏡以及至少一錐形透鏡。光源例如為發光二極體，其鄰近於柱狀透鏡的一端面，以使光源朝柱狀透鏡內射入光線。至少一錐形透鏡堆疊於柱狀透鏡的另一端面上，且錐形透鏡與柱狀透鏡的外型相互配合。本實施例藉由結構上相互堆疊的透鏡組來改變出光角度，以使單一光源所發出的光線具有多點光源的效果。

以下係提出各種實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並非用以限縮本發明欲保護之範圍。

第1A及1B圖分別繪示依照本發明一實施例之燈具結構的示意圖，而第2A圖繪示第1B圖中多點光源模組的部分分解示意圖，而第2B圖繪示第2A圖之多點光源模組的光路示意圖。請參照第1A及1B圖，多點光源模組100、燈座132以及燈罩140組成一燈具結構150。多點光源模組100包括一光源102以及一透鏡組104，其中透鏡組104配置於光源102的一出光方向上。燈座132用以固定透鏡組104於光源102的出光方向上。燈罩140固定於燈座132上，且覆蓋透鏡組104於燈罩140中。雖然本實施例中，係以燈罩140來增加燈具外型上的變化，但本發明對此不加以限定；另外，多點光源模組100亦可在不被燈罩140包覆下，直接顯露於燈座132上，可做為照明及/或立體裝飾之用。

請參照第1A圖，透鏡組104包括柱狀透鏡110以及第一錐形透鏡120。在第1B圖中，透鏡組104更可包括一個或多個第二錐形透鏡130，其外型及結構與第一錐形透鏡120相同，並可依序堆疊於第一錐形透鏡120上。有關第二錐形透鏡130之細部內容，請參考下列對第一錐形透鏡120之說明。柱狀透鏡110具有一第一端面112以及一第二端面114。第二端面114與第一端面112相對。第一端面112鄰近光源102，且面向光源102的一出光面。第二端面114自其外周向內漸縮而呈一角錐狀，以做為一第一反射面114a。從第1A及1B圖來看，第一反射面114a例如為一V形尖端的圓椎面。

此外，柱狀透鏡110還具有一第一外環面116，環繞於第一反射面114a之周圍。第一反射面114a具有一第一頂部P1，參見第2A圖。第一頂部P1的角度θ1介於60～120度之間。在本實施例中，光源102為一點光源，而光源102之光線L1、L2可經由柱狀透鏡110的第一端面112入射至柱狀透鏡110中。在第2B圖中，部分光線L1經由第一反射面114a反射後，直接由第一外環面116射出於柱狀透鏡110之外，而部分光線L2可經由第一外環面116全反射後，穿過第一反射面114a而射向第一錐形透鏡120。

第一錐形透鏡120可堆疊於柱狀透鏡110上。請參照第2A及2B圖所示，第一錐形透鏡120具有一第三端面122與一第四端面124。第四端面124與第三端面122相對。第一錐形透鏡120之第三端面122與第一反射面114a的外型相互配合，以便第一錐形透鏡120之第三端面122配置於柱狀透鏡110之第二端面114上。第四端面124自其外周向內漸縮而呈一角錐狀，以做為一第二反射面124a。從第1A圖來看，第二反射面124a例如為一V形尖端的圓椎面，與第一反射面114a的形狀相同。

此外，第一錐形透鏡120還具有一第二外環面126，環繞於各個第二反射面124a之周圍。第二反射面124a具有一第二頂部P2，參見第2A圖。第二頂部P2的角度θ2介於60～120度之間。

此外，當第一錐形透鏡120的外徑與柱狀透鏡110的外徑一致時，第一錐形透鏡120的第二外環面126將於堆疊方向上切齊於柱狀透鏡110的第一外環面116。另外，請參照第2B圖，部分光線L2穿過第一反射面114a而射向第一錐形透鏡120時，可經由第二反射面124a反射後，直接由第二外環面126射出於第一錐形透鏡120之外，或穿過第二反射面124a後射向第二錐形透鏡130，再經由其所有的反射面反射後，直接由其所有的外環面射出於第二錐形透鏡130之外，依此類推。因此，單一點光源102射向透鏡組104之光線L1、L2可經由第一反射面114a以及至少一個第二反射面124a反射後分別形成一立體光錐，以達到立體多點光源的效果。

請參照第3A及3B圖，其分別繪示依照本發明一實施例之錐形透鏡的剖面示意圖。第一錐形透鏡120的第三端面122具有一第三頂部P3，第三頂部P3之尖端可為一圓導角R或一平角S。在一實施例中，當第一錐形透鏡120藉由模造成型的方式形成於一模穴中時，可藉由圓導角R或平角S來增加第一錐形透鏡120的脫模能力。

接著，請參照第4圖，其繪示依照本發明一實施例之透鏡組104的組裝示意圖。在組裝上，柱狀透鏡110的第一外環面116上例如設有一卡槽162，而第一錐形透鏡120的第二外環面126上例如設有一卡勾164。卡勾164可固定在卡槽162中，以使柱狀透鏡110與第一錐形透鏡120在堆疊方向上相互卡合。此外，第一錐形透鏡120的第二外環面126上亦可設有另一卡槽166，其可對應於第二錐形透鏡130上所設置的卡勾(未繪示)，以使第一錐形透鏡120與第二錐形透鏡130在堆疊方向上相互卡合。

請參照第5A～5C圖，其分別繪示依照本發明一實施例之錐形透鏡的剖面示意圖。錐形透鏡170具有相同的外型，且在結構上可相互堆疊。與上述實施例不同的是，錐形透鏡170的第三端面172與第四端面174可為一圓弧面C1(見第5A圖)、複合式斜面C2(見第5B圖)或兩者組合之組合面C3(見第5C圖)，可讓使用者以不同角度觀看時，產生不同的發光效果。圓弧面C1的曲率可由外向內依序增加或減少，並交會於頂部P4上。複合式斜面C2的斜率可由外向內依序增加或減少，並交會於頂部P4上。頂部P4的尖端例如為圓導角、稜角或平角，本發明不加以限制。

本發明上述實施例所揭露之多點光源模組，係利用單一光源朝透鏡組發射光線，並經由結構上相互堆疊的透鏡組改變出光角度，以產生多點光源的效果。由於單一光源的線路設計及散熱需求與一般燈具的設計相同，故可避免傳統多點光源必須使用多顆發光二極體而遇到線路設計或散熱需求的問題。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧多點光源模組

102‧‧‧光源

104‧‧‧透鏡組

110‧‧‧柱狀透鏡

112‧‧‧第一端面

114‧‧‧第二端面

114a‧‧‧第一反射面

116‧‧‧第一外環面

120‧‧‧第一錐形透鏡

122‧‧‧第三端面

124‧‧‧第四端面

124a‧‧‧第二反射面

126‧‧‧第二外環面

130‧‧‧第二錐形透鏡

132‧‧‧燈座

140‧‧‧燈罩

150‧‧‧燈具結構

162‧‧‧卡槽

164‧‧‧卡勾

P1~P4‧‧‧頂部

R‧‧‧圓導角

S‧‧‧平角

C1‧‧‧圓弧面

C2‧‧‧複合式斜面

C3‧‧‧組合面

第1A及1B圖分別繪示依照本發明一實施例之燈具結構的示意圖。

第2A圖繪示第1B圖中多點光源模組的部分分解示意圖。

第2B圖繪示第2A圖之多點光源模組的光路示意圖。

第3A及3B圖分別繪示依照本發明一實施例之錐形透 鏡的剖面示意圖。

第4圖繪示依照本發明一實施例之透鏡組的組裝示意圖。

第5A~5C圖分別繪示依照本發明一實施例之錐形透鏡的剖面示意圖。

100．．．多點光源模組

102．．．光源

104．．．透鏡組

110．．．柱狀透鏡

114．．．第二端面

114a．．．第一反射面

116．．．第一外環面

120．．．第一錐形透鏡

122．．．第三端面

124．．．第四端面

124a．．．第二反射面

126．．．第二外環面

132．．．燈座

140．．．燈罩

150．．．燈具結構

Claims (11)

1. 一種多點光源模組，包括：一光源；以及一透鏡組，配置於該光源的一出光方向上，該透鏡組包括：一柱狀透鏡，具有一第一端面以及一第二端面，該第一端面鄰近該光源，且面向該光源的一出光面，該第二端面與該第一端面相對，該第二端面自其外周向內漸縮而呈一角錐狀，其中，該第二端面為一第一反射面；以及一第一錐形透鏡，堆疊於該柱狀透鏡上，該第一錐形透鏡具有一第三端面與一第四端面，該第四端面與該第三端面相對，該第三端面配置於該第二端面上，且該第三端面與該第一反射面的外型相互配合，該第四端面自其外周向內漸縮而呈一角錐狀，其中，該第四端面為一第二反射面，且該第一反射面與該第二反射面相互平行。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多點光源模組，其中該透鏡組更包括至少一第二錐形透鏡，堆疊於該第一錐形透鏡上，該第二錐形透鏡與該第一錐形透鏡的外型及結構相同。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多點光源模組，其中該柱狀透鏡具有一第一外環面，環繞於該第一反射面之周圍。
4. 如申請專利範圍第3項所述之多點光源模組，其中該第一錐形透鏡具有一第二外環面，環繞於該第二反射面之周圍。
5. 如申請專利範圍第4項所述之多點光源模組，其中該第一外環面於堆疊方向上切齊於該第二外環面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之多點光源模組，其中該第一反射面具有一第一頂部，該第一頂部的角度介於60～120度之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之多點光源模組，其中該第二反射面具有一第二頂部，該第二頂部的角度介於60～120度之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之多點光源模組，其中該光源為一點光源，該點光源射向該透鏡組之光線經由該第一反射面以及該第二反射面反射後分別形成一立體光錐。
9. 如申請專利範圍第1項所述之多點光源模組，其中該第三端面具有一第三頂部，該第三頂部的尖端為一圓導角或一平角。
10. 如申請專利範圍第1項所述之多點光源模組，其中該柱狀透鏡與該第一錐形透鏡以相對應之一卡勾以及一卡槽相互卡合。
11. 如申請專利範圍第1項所述之多點光源模組，更包括一燈座，該燈座固定該透鏡組於該光源的該出光方向上。