TWI525289B - 光學元件製造方法 - Google Patents

Description

光學元件製造方法

本發明提供一種光學元件及其製造方法，其是與光學元件的結構及其製造方法有關。

燈具，基於防塵或其他光學面向的考量均會於表面裝配一光學元件10作為燈罩，如圖1所示，透過作為燈罩的光學元件10阻絕外界的粉塵達到防塵效果，或是透過作為燈罩的光學元件10本身的所光學特性改變出光的效果或特性；而一般用以作為燈罩的光學元件10多以塑膠材質或玻璃材質所製成，以玻璃材質製成燈罩的光學元件具有整體重量較重，且材料成本較高之缺失；而以塑膠材質製成燈罩的光學元件雖然可以改善上揭缺失，但仍有不易散熱，材質易劣化之缺失待改善；有鑑於此，本發明人潛心研究並更深入構思，歷經多次研發試作後，終於發明出一種光學元件製造方法。

本發明提供一種光學元件製造方法，其主要目的是改善一般光學元件不具散熱效果而易劣損之缺失。

為達前述目的，本發明提供一種光學元件，包含： 一光學單元，由可透光的材質所製成並具有一光學體；以及一導熱單元，埋設於該光學體內，使該導熱單元接觸該光學體。

為達上述相同目的，本發明更提供一種光學元件的製造方法，包含依序進行：定位步驟，將一導熱單元定位於一成形模具中；配置步驟，將可固化且可透光的光學基材填注於該成形模具中，使該光學基材包覆該導熱單元；以及成形步驟，該光學基材固化成為光學體，使光學體包覆該導熱單元。

同樣為達上述相同目的，本發明再提供一種光學元件的製造方法，包含依序進行：提供第一本體，該第一本體由塑料或玻璃所製成；第一配置步驟，將一導熱單元放置於該第一本體上；第二配置步驟，於該導熱單元及該第一本體上覆蓋可固化且可透光的光學基材，該光學基材為塑料；以及成形步驟，使該光學基材固化成為第二本體，使該導熱單元局部位於該第一本體與該第二本體之間。

同樣為達上述相同目的，本發明又更提供一種光學元件的製造方法，包含依序進行：提供第一本體，該第一本體由玻璃所製成；導熱單元配置步驟，將一導熱單元放置於該第一本體上並置 入一成形模具中；配置步驟，將可燒結成形的光學基材粉末填注於該成形模具中，使該光學基材局部包覆該導熱單元，該光學基材為玻璃粉末，該玻璃粉末的熔點低於該第一本體的熔點；以及成形步驟，該光學基材透過燒結成形為第二本體，使該導熱單元局部位於該第一本體與該第二本體之間。

本發明透過該光學元件的製造方法製造該光學元件，而該光學元件的光學體內埋設有導熱單元，導熱單元作為導熱的媒介而能均勻分散光學體吸收的熱能，避免光學體吸收熱能而產生局部過熱之異常現象，降低光學體產生過熱劣損之狀況，並進而提高整體光學元件的使用壽命。

《習知技術》

10‧‧‧光學元件

《本發明》

20‧‧‧光學單元

21‧‧‧光學體

211‧‧‧微結構

21A‧‧‧第一本體

21B‧‧‧第二本體

30‧‧‧導熱單元

31‧‧‧導熱件

311‧‧‧導熱部

312‧‧‧導出部

40‧‧‧散熱單元

41‧‧‧環體

42‧‧‧散熱鰭片

A‧‧‧定位步驟

B‧‧‧配置步驟

C‧‧‧成形步驟

I‧‧‧提供第一本體步驟

II‧‧‧第一配置步驟

III‧‧‧第二配置步驟

IV‧‧‧成形步驟

i‧‧‧提供第一本體步驟

ii‧‧‧導熱單元配置步驟

iii‧‧‧配置步驟

iv‧‧‧成形步驟

圖1 為一般燈具裝配光學元件作為燈罩的示意圖。

圖2 為本發明光學元件的立體結構示意圖，且顯示導熱單元為由複數導熱件構成導熱網之狀態。

圖3 為本發明光學元件的結構剖視圖。

圖4 為本發明光學元件的立體結構示意圖，且顯示導熱單元為複數導熱件之狀態。

圖5 為本發明光學元件的光學體周緣再設置散熱單元之實施態樣。

圖6 為本發明光學元件的光學體由第一本體及第二本體組成之實施態樣。

圖7 為製造本發明光學元件的製造方法流程圖，且是製造由單體式的光 學體之實施例。

圖8 為製造本發明光學元件的製造方法流程圖，且是製造由第一本體及第二本體構成光學體之實施例。

圖9 為製造本發明光學元件的製造方法流程圖，且是製造由第一本體及第二本體構成光學體之另一實施例。

為使貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如後：本發明光學元件之較佳實施例如圖2至6所示，包含：一光學單元20，由可透光的材質所製成並具有一光學體21；一導熱單元30，包含至少一導熱件31，該導熱件31由一體的一導熱部311及一導出部312所構成，該導熱單元30的導熱件31埋設於該光學體21內，使該導熱單元30的導熱件31之導熱部311接觸該光學體21，而該導出部312不與該光學體21接觸，使該光學體21局部包覆該導熱單元30；且該導熱單元30可為由複數導熱件31構成之導熱網(如圖2所示)或平行配置之複數導熱件31(如圖4所示)，當然，該導熱單元30亦能僅為單一導熱件31，其數量並不受限；以及一散熱單元40，設置於該光學體21的周緣，該散熱單元40具有一環體41以及複數成形於該環體41上之散熱鰭片42，而該導熱單元30的導出部312接觸該散熱單元30。

以上為本發明光學元件之結構組態及特徵，在本實施例之中，該光學體21是以單一結構體作說明，當然該光學體21也可以是其他需 要導熱的光學元件。當本發明光學元件作為燈具的燈罩使用時，燈具運作產生的熱是直接接觸作為燈罩使用的該光學元件之光學體21，而該光學元件的光學體21內因設置有導熱單元30的導熱件31，該光學體21內的導熱件31之導熱部311能均勻吸收熱能，使該光學元件的光學體21之熱量均勻分散至導熱件31的導熱部311，確保該光學元件的光學體21不會產生局部過熱的現象發生；且當該光學體21的熱量均勻傳導至導熱件31的導熱部311後，由於該導熱件31的導出部312是接觸於該散熱單元40，而該散熱單元40是設置於該光學體21的周緣並與外界的大氣接觸，因此該光學體21上的熱量便能透過該導熱單元30的導熱件31傳導至該散熱單元40，而該散熱單元40則藉由較大的表面積將熱量散出，達到散熱之效果；特別說明的是，在本較佳實施例中該導熱件31是以銅金屬絲作說明，當然只要導熱係數優於光學體21，並不限定該導熱件31所選用的材料。

另外，在本較佳實施例中，該導熱單元30是藉由多數導熱件 31交叉排列所編織成的金屬導熱網，導熱網的態樣能進一步使該光學體21的熱量以較短路徑傳導至該散熱單元40上，而金屬網態樣的導熱單元30亦能提升整體光學元件的結構強度，並能在該光學體21不慎破裂時提供一定的支撐效果避免整片直接掉落砸傷下方人員。

當然，在不設置該散熱單元40的狀態下，只要使該導熱單元 30的導熱件31之導出部312直接伸出該光學體21外，亦能達到散熱的效果；另外，當該光學體21使用於散熱效果需求較低的燈具時，除了可以不設置該散熱單元40之外，更不需要使該導熱單元30的導熱件31之導出部312伸出該光學體21外，只要於該光學體21內設置有該導熱單元30的導熱件31之導 熱部311，該導熱件31便能吸收熱能並將熱能均勻傳導至該導熱部311所到之處，而能達到均勻導熱、避免該光學體21產生局部過熱之現象發生；而上揭實施例的光學體21為單體結構形態，當然該光學體21亦能如圖6所示由一第一本體21A及一第二本體21B所構成，該第一本體21A及該第二本體21B層疊結合構成該光學體21，而該導熱單元30則位於該第一本體21A與該第二本體21B之間，藉此結構組態同樣能達成與上揭實施例相同之目的及功效，且該第一本體21A及該第二本體21B可由塑膠或玻璃所製成，而該光學體21可由兩者同為塑膠或玻璃製成的第一本體21A及第二本體21B組成，或是由兩者為不同材質製成之第一本體21A、第二本體21B所組成，均能達成與上揭實施例相同之目的及功效；另外，為更提高該導熱單元30的導熱效果，在該光學體21由第一本體21A及第二本體21B所構成之狀態下，可於該第一本體21A或該第二本體21B上設置複數微結構211，而該導熱單元30再設置於該微結構211上，藉非平面的微結構211增加表面積，同時增加導熱單元30的導熱件31之鋪設面積，並進而提高導熱效果；由上述可知，透過該光學元件的光學體21內埋設有該導熱單元30，該導熱單元作為導熱的媒介而能均勻分散光學體21吸收的熱能，避免光學體21吸收熱能而產生局部過熱之異常現象，降低光學體21因過熱劣損之狀況發生，並進而提高該光學元件的使用壽命。

而本發明更提供一種製造上述光學元件的製造方法，如圖7所示，包含依序進行：定位步驟A，將一導熱單元30定位於一成形模具中；配置步驟B，將可固化且可透光的光學基材填注於該成形模 具中，使該光學基材完全或局部包覆該導熱單元30，該光學基材為塑料；以及成形步驟C，該光學基材固化成為光學體21，使光學體21完全或局部包覆該導熱單元30。

而當該光學體21是由第一本體21A及第二本體21B構成之光 學元件的製造方法，如圖8所示，則包含依序進行：提供第一本體步驟I，該第一本體21A由塑料或玻璃所製成；第一配置步驟II，將一導熱單元30放置於該第一本體21A上；第二配置步驟III，於該導熱單元30及該第一本體21A上覆蓋可固化且可透光的光學基材，該光學基材為塑料；以及成形步驟IV，使該光學基材固化成為第二本體21B，使該導熱單元30局部或完全位於該第一本體21A與該第二本體21B之間。

而當該光學體21是由第一本體21A及第二本體21B構成，且 該第一本體21A及第二本體21B是熔點不同的玻璃製成時，該光學元件的製造方法如圖9所示，包含依序進行：提供第一本體步驟i，該第一本體21A由玻璃所製成；導熱單元配置步驟ii，將一導熱單元30放置於該第一本體21A上並置入一成形模具中；配置步驟iii，將可燒結成形的光學基材粉末填注於該成形模具中，使該光學基材局部包覆該導熱單元30，該光學基材為玻璃粉末，該玻璃粉末的熔點低於該第一本體21A的熔點；以及成形步驟iv，該光學基材透過燒結成形為第二本體21B，使 該導熱單元30局部或完全位於該第一本體21A與該第二本體21B之間。

以上為製造該光學元件的製造方法，其製造方法簡單而能快速、大量製造，製造成本低廉，且製造後之光學元件具有上述目的及功效，確實為一具有高經濟價值及產品競爭力之光學元件。

20‧‧‧光學單元

21‧‧‧光學體

30‧‧‧導熱單元

31‧‧‧導熱件

311‧‧‧導熱部

312‧‧‧導出部

40‧‧‧散熱單元

41‧‧‧環體

Claims (2)

1. 一種光學元件的製造方法，包含依序進行：提供第一本體，該第一本體由塑料或玻璃所製成；第一配置步驟，將一導熱單元放置於該第一本體上；第二配置步驟，於該導熱單元及該第一本體上覆蓋可固化且可透光的光學基材，該光學基材為塑料；以及成形步驟，使該光學基材固化成為第二本體，使該導熱單元局部位於該第一本體與該第二本體之間。
2. 一種光學元件的製造方法，包含依序進行：提供第一本體，該第一本體由玻璃所製成；導熱單元配置步驟，將一導熱單元放置於該第一本體上並置入一成形模具中；配置步驟，將可燒結成形的光學基材粉末填注於該成形模具中，使該光學基材局部包覆該導熱單元，該光學基材為玻璃粉末，該玻璃粉末的熔點低於該第一本體的熔點；以及成形步驟，該光學基材透過燒結成形為第二本體，使該導熱單元局部位於該第一本體與該第二本體之間。