TWI522568B - 微結構之排列方法 - Google Patents

Description

微結構之排列方法

本發明係有關於一種光學透鏡的設計方法，尤指一種光學透鏡的微結構之排列方法。

發光二極體(light emitting diode,LED)為一種半導體元件，主要透過半導體化合物將電能轉換為光能以達到發光效果，因此具有壽命長、穩定性高及耗電量小等優點，目前已被廣泛地應用於居家、辦公、室外與行動照明。

然而，由於發光二極體為一種點光源，其出光角度不易控制，因此當發光二極體被應用於照明光源時，多需要外加一二次透鏡以控制其照射範圍。並且，由於單一個發光二極體並無法達到照明所需的光強度，因此需使用多個發光二極體以組成一發光二極體模組，並搭配上述之二次透鏡以同時達成照射範圍及光照強度的調整。

但，由多個發光二極體所組成的發光二極體模組，於相鄰兩發光二極體之光照範圍非重疊處容易因光強度不足而於光投射面產生光斑，其光斑係大大地影響整體的照明品質。

並且，目前市面上適用於照明環境之白光二極體多使用藍光晶片搭配黃色螢光粉混光以發出白光，因此所發出的白光可能因該黃色螢光粉設置於該藍光晶片上之位置及其濃度的不同而使得所發出之白光的光色有些微的差異，影響照明品質。

鑒於先前技術所述，本發明之一目的，在於提供一種光學透鏡，所述光學透鏡用以提供集中且均勻(即無光斑產生)的光型。

本技術態樣一實施方式提供一種微結構之排列方法，係應用於一光學透鏡，光學透鏡包含一入光部及一連接於入光部之出光部，出光部包含一出光面，出光面上設置有複數微結構。所述微結構之排列方法包含以下步驟:獲得排列在第一圈之所述微結構的數量；獲得每圈之所述微結構的增加數量；通過關係式y=360/(k+n(x-1))確定排列在第一圈之所述微結構的間隔角度，其中，x為所述微結構的圈數，y為在第x圈所述微結構排列的間隔角度，k為排列在第一圈之所述微結構的數量，n為每一圈之所述微結構的增加數量。

在本技術態樣其他實施方式中，排列在第一圈之該等微結構的數量可以大於5，當然，排列在第一圈之該等微結構的數量也可以等於5。

在本技術態樣其他實施方式中，所述微結構與該光學透鏡為一體成型。

在本技術態樣其他實施方式中，所述微結構係朝向相反於該入光部的方向凸設於該出光面。

在本技術態樣其他實施方式中，所述微結構大致呈圓弧狀凸出。

在本技術態樣其他實施方式中，微結構之排列方法更包含排列一微結構在出光面的中心位置，排列在第一圈的所述微結構係環繞排列在出光面的中心位置之該微結構。

1‧‧‧光學透鏡

10‧‧‧入光部

100‧‧‧凹穴

12‧‧‧出光部

120‧‧‧出光面

122‧‧‧微結構

2‧‧‧發光二極體

第一圖為本揭示內容之微結構之排列方法流程圖。

第二圖為本揭示內容之光學透鏡之立體圖。

第三圖為本揭示內容之光學透鏡之剖視圖。

第四圖為本揭示內容之一微結構分佈示意圖。

第五圖為對應第四圖的配光曲線圖。

第六圖為本揭示內容之另一微結構分佈示意圖。

第七圖為對應第六圖的配光曲線圖。

第八圖為本揭示內容之又一微結構分佈示意圖。

第九圖為對應第八圖的配光曲線圖。

請參考隨附圖式，本揭示內容之以上及額外目的、特徵及優點將透過本揭示內容之較佳實施例之以下闡釋性及非限制性詳細描敘予以更好地理解。

配合參閱第一圖，本揭示內容提供一種微結構之排列方法流程圖。所述微結構之排列方法係應用於一光學透鏡1(如第二圖及第三圖所示)。光學透鏡1是使用透明材料，例如(但不限定)為聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，簡稱PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，簡稱PC)或玻璃製成，且光學透鏡可以藉由射出成型技術或模造成型技術所製得。

配合參閱第二圖及第三圖，光學透鏡1包含一入光部10及一出光部12，出光部12連接於該入光部10。入光部10的外型大致呈截頭圓錐狀，且入光部10具有較大直徑的一端部與出光部12連接。入光部10形成有一朝向出光部12的方向凹陷的凹穴100，所述凹穴100供容納發光二極體2。出光部12大致呈圓柱狀，且出光部12的直徑大於入光部10的直徑。出光部12包含一出光面120，出光面120上設置有複數微結構122，所述微結構122係朝著相反於入光部10的方向凸設於出光面120，且所述微結構122大致呈圓弧狀凸出。在此要說明的是，所述微結構122是與光學透鏡1為一體成型。

復參閱第一圖，所述微結構之排列方法包含以下步驟:

步驟一，獲得排列在第一圈之所述微結構122的數量。

步驟二，獲得每一圈之所述微結構122的增加數量。

步驟三，通過關係式y=360/(k+n(x-1))確定排列在第一圈之微結構122的間隔角度，其中，x為該等微結構122的圈數，y為在第x圈微結構122排列的間隔角度，k為排列在第一圈之微結構122的數量，n為每一圈之微結構122的增加數量。

藉由上述步驟，可以得到排列在第一圈的所述微結構122的排列的間隔角度，藉此就可以完成第一圈的所述微結構122的排列。

再者，獲得每一圈之所述微結構122的增加數量就可以確定排列在第二圈的所述微結構122的數量，並藉由所述關係式以確定排列在第二圈的所述微結構122的間隔角度。

配合參閱第四圖，為本揭示內容之一微結構分佈示意圖。在第四圖中，排列在第一圈的微結構122的數量為6個，且每一圈之微結構122的增加數量為2個。藉此，可以得知排列在第一圈的微結構122的間隔角度為60度。排列在第二圈的微結構122的數量為8個，且間隔角度為45度。排列在第三圈的微結構122的數量為10個，且間隔角度為36度。排列在第四圈的微結構122的數量為12個，且間隔角度為30度。排列在第五圈的微結構122的數量為14個，且間隔角度為25.7度。排列在第六圈的微結構122的數量為16個，且間隔角度為22.5度。排列在第七圈的微結構122的數量為18個，且間隔角度為20度。排列在第八圈的微結構122的數量為20個，且間隔角度為18度。排列在第九圈的微結構122的數量為22個，且間隔角度為16.36度。排列在第十圈的微結構122的數量為24個，且間隔角度為15度。如此一來，就可以完成如第四圖所示之微結構排列。第五圖為光線通過如第四圖所示之微結構排列的配光曲線圖。

配合參閱第六圖，為本揭示內容之另一微結構分佈示意圖。在第六圖中，排列在第一圈的微結構122的數量為6個，且每一圈之微結構122的增加數量為3個。藉此，可以得知排列在第一圈的微結構122的間隔角度為60度。排列在第二圈的微結構122的數量為9個，且間隔角度為40度。排列在第三圈的微結構122的數量為12個，且間隔角度為30度。排列在第四圈的微結構122的數量為15個，且間隔角度為24度。排列在第五圈的微結構122的數量為18個，且間隔角度為20度。排列在第六圈的微結構122的數量為21個，且間隔角度為17.14度。排列在第七圈的微結構122的數量為24個，且間隔角度為15度。排列在第八圈的微結構122的數量為27個，且間隔角度為13.33度。排列在第九圈的微結構122的數量為30個，且間隔角度為12度。排列在第十圈的微結構122的數量為33個，且間隔角度為10.91度。如此一來，就可以完成如第六圖所示之微結構排列。第七圖為光線通過如第六圖所示之微結構排列的配光曲線圖。

配合參閱第八圖，為本揭示內容之又一微結構分佈示意圖。在第八圖中，排列在第一圈的微結構122的數量為6個，且每一圈之微結構122的增加數量為4個。藉此，可以得知排列在第一圈的微結構122的間隔角度為60度。排列在第二圈的微結構122的數量為10個，且間隔角度為36度。排列在第三圈的微結構122的數量為14個，且間隔角度為25.7度。排列在第四圈的微結構122的數量為18個，且間隔角度為20度。排列在第五圈的微結構122的數量為22個，且間隔角度為16.36度。排列在第六圈的微結構122的數量為26個，且間隔角度為13.84度。排列在第七圈的微結構122的數量為30個，且間隔角度為12度。排列在第八圈的微結構122的數量為34個，且間隔角度為10.59度。排列在第九圈的微結構122的數量為38個，且間隔角度為9.47度。排列在第十圈的微結構122的數量為42個，且間隔角度為8.57度。如此一來，就可以完成如第八圖所示之微結構排列。第九圖為光線通過如第八圖所示之微結構排列的配光曲線圖。

藉由所述微結構122的設置，可以使通過光學透鏡的光型集中並達成均光的效果。

然以上所述者，僅為本揭示內容之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。

 

1‧‧‧光學透鏡

10‧‧‧入光部

100‧‧‧凹穴

12‧‧‧出光部

120‧‧‧出光面

122‧‧‧微結構

Claims (7)

1. 一種微結構之排列方法，係應用於一光學透鏡，該光學透鏡包含一入光部及一連接於該入光部之出光部，該出光部包含一出光面，該出光面上設置有複數微結構，該等微結構之排列方法包含以下步驟:
   獲得排列在第一圈之所述微結構的數量；
   獲得每圈之所述微結構的增加數量；
   通過關係式y=360/(k+n(x-1))確定排列在第一圈之該等微結構的間隔角度，其中，x為該等微結構的圈數，y為在第x圈該等微結構排列的間隔角度，k為排列在第一圈之該等微結構的數量，n為每一圈之該等微結構的增加數量。
2. 如請求項1所述之微結構之排列方法，其中排列在第一圈之該等微結構的數量大於5。
3. 如請求項1所述的微結構之排列方法，其中排列在第一圈之該等微結構的數量等於5。
4. 如請求項1所述之微結構之排列方法，所述微結構與該光學透鏡為一體成型。
5. 如請求項1所述之微結構之排列方法，其中所述微結構係朝向相反於該入光部的方向凸設於該出光面。
6. 如請求項5所述之微為結構之排列方法，其中所述微結構的外型呈圓弧狀凸出。
7. 如請求項1所述之微結構之排列方法，更包含排列一微結構在出光面的中心位置，排列在第一圈的微結構係環繞排列在出光面的中心位置的微結構。