TWI554722B - A lens structure and a light source module using the lens structure - Google Patents

A lens structure and a light source module using the lens structure Download PDF

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TWI554722B TW103126053A TW103126053A TWI554722B TW I554722 B TWI554722 B TW I554722B TW 103126053 A TW103126053 A TW 103126053A TW 103126053 A TW103126053 A TW 103126053A TW I554722 B TWI554722 B TW I554722B
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Description

透鏡結構與使用該透鏡結構的光源模組
本發明係有關於一種透鏡結構，尤指一種可提升光源分布均勻度以及整體光學品味的雙層透鏡結構。
緣，目前市面上所普遍應用之顯示裝置類型諸如發光二極體(LED)元件，由於其冷發光，耗電量低、壽命長、反應速度快等等優點，其應用範圍已逐漸涵蓋了電腦或家電產品的指示燈、液晶顯示裝置(LCD)的背光源，甚至於交通號誌、車用指示燈、警示燈諸如此類等等。
然，當前以發光二極體結合二次光學透鏡(2nd Lens)結構之設計更為廣泛應用，其應用技術領域甚至擴及於導光裝置的專有技術應用之領域；緣此，除俾使該導光裝置之整體設計趨於薄型化之外，該導光裝置之光學透鏡所形成之光源分布更需經縝密的計算其各個發光源之間是否會產生光源分布不均、眩光過強或發光源過熱等等情形後，始可進一步將該導光裝置與其相關部件進一步封裝，於此不僅影響該光學透鏡整體的製程加工成本大幅提升，更會影響該導光裝置之成像效果與光學品味；故綜合前述所提，實為有待改善。
有鑒於上述之缺失，本發明之目的在於提供一種透鏡結構，而透過該透鏡結構係可提升光源分布均勻度、光源分布範圍等整體光學之品味。
為達成上述之目的，本發明所提之一種透鏡結構，包含有一第一反射面相對應並相隔於一第二反射面；其中，相鄰於該第一反射面與第二反射面係各別對應設有一第一出光面以及一第二出光面；該第一反射面可反射光源由該第一 出光面出光形成一第一出光路徑，該第二反射面可反射光源由該第二出光面出光形成一第二出光路徑。
而本發明所提之一種光源模組，係包含如前述一透鏡結構以及至少一光源件鄰設於該透鏡結構
綜合上述，本發明之功效與特點在於，係透過該透鏡結構之第一反射面與第二反射面構成具有雙層反射面的特殊結構，此時，源於該光源件所產生形成若干輻射發散狀的初始光源，並經該透鏡結構之第一反射面與第二反射面反射後，再藉由各出光面出光而形成較佳地光學品味之光源分布及其效果，藉以達到本發明所提之預期功效及目的。
有關於本發明所提供之一種透鏡結構以及使用該透鏡結構的光源模組的結構特點、組裝方式以及其使用功效等等，將於後續的實施方式詳細說明描述；然而，於本發明領域中具有通常知識者應能明確知悉，該等詳細說明以及本發明所列舉之實施例，係僅用於說明本發明之結構特點、組裝方式以及其使用功效，並非用以限制本發明之專利申請範圍。
1‧‧‧透鏡結構
3‧‧‧光源模組
5‧‧‧導光裝置
10‧‧‧第一鏡體
102‧‧‧第一出光面
11‧‧‧第一反射面
112‧‧‧第一內緣
12‧‧‧頂部
13‧‧‧縮垣
132‧‧‧第一入光部
14‧‧‧底部
20‧‧‧第二鏡體
202‧‧‧第二出光面
21‧‧‧第二反射面
212‧‧‧第二內緣
22‧‧‧頂部
23‧‧‧第二入光部
232‧‧‧第二連接部
234‧‧‧容設空間
24‧‧‧底部
25‧‧‧支撐部
30‧‧‧光源件
40‧‧‧反射件
50‧‧‧擴散件
M‧‧‧基準線
L1‧‧‧第一出光路徑
L2‧‧‧第二出光路徑
θ1‧‧‧第一角度
θ2‧‧‧第二角度
第1圖係本發明一較佳實施例之結構立體示意圖。
第2圖係本發明一較佳實施例之結構側視示意圖。
第3圖係沿第1圖中割面線A-A之結構剖視示意圖。
第4圖係本發明一較佳實施例之結構分解立體示意圖。
第5圖係本發明一較佳實施例之結構分解側視示意圖。
第6圖係本發明一較佳實施例之結構立體示意圖。
第7圖係本發明一較佳實施例之出光路徑示意圖。
第8圖係本發明另一較佳實施例之結構剖視示意圖。
第9圖係本發明應用於導光裝置之結構示意圖。
以下將藉由所列舉之實施例配合隨附之圖式，詳述本發明之結構裝置與其特徵，首先在此說明，在以下將要介紹之各實施例以及圖式中，相同之參考號碼，表示相同或類似之物件或其結構特徵。
請先參閱第1圖至第5圖，本發明一較佳實施例所提供之一種可提升光源分布均勻度的透鏡結構1，其包含有：一第一鏡體10，係相連於一第二鏡體20。
其中，該第一鏡體10呈實體狀，具有一頂部12以及一底部14環設一第一出光面102；該第二鏡體20呈實體狀，具有一頂部22以及一底部24環設一第二出光面202而；其中，該第二鏡體20之底部24係設有至少一支撐部25用以輔助支撐呈平穩之效，而於本實施例中，係設有三個相鄰該等支撐部25。
其中，自該第一鏡體10之頂部12朝該底部14的方向係凹設一預定距離後呈一不同曲率半徑的第一反射面11，該第一反射面11之反射面線條匯集處係形成一第一內緣112，而自該第一鏡體10之底部14的外緣同時朝該第二鏡體20之底部24的方向係形成一縮垣13，該縮垣13之曲面線條匯集處係形成一第一入光部132，本例中係為一凸柱；其中，該第一入光部132係呈包含但不限於凸弧狀、凹弧狀、錐狀、環狀、棘輪狀或鋸齒狀等等；而於本實施例中，該第一鏡體10之第一內緣112係相對應且相鄰於該第一入光部132，該第一鏡體10之第一入光部132係呈弧形凸起狀。
其中，自該第二鏡體20之頂部22朝該底部24的方向係凹設一預定距離後呈一不同曲率半徑的第二反射面21，該第二反射面21之曲面線條匯集處係形成一第二內緣212，該第一鏡體10之第一反射面11係相對應並相鄰於該第二鏡體20之第二反射面21；其中，自該第二鏡體20之底部24身部朝該第 二內緣212的方向係凹設形成一第二入光部23，該第二入光部23之曲面線條匯集處係形成一第二連接部232，本例中係為一插孔，並使得該第二鏡體20之底部24自形成一容設空間234；於本實施例中，該第二鏡體20之第二內緣212係相對應且相鄰於該第二連接部232，該第一鏡體10之底部14的第一入光部132係相連於該第二鏡體20之頂部22的第二內緣212以及該底部24之第二連接部232，並使得該第一鏡體10之第一入光部132的凸弧狀係恰凸設於該第二鏡體20之容設空間234中。
其中，於本實施例中，該第一鏡體10之第一反射面11的內壁面係具有光源反射之特性，該第二鏡體20之第二反射面21的內壁面係具有光源反射之特性，而該第一鏡體10與第二鏡體20的出光面102,202、該第一鏡體10之縮垣13以及該第二鏡體20之第二入光部23基本上係皆具有光源穿透之特性。
一基準線M形成在該第一鏡體10與第二鏡體20的中心，即該第一反射面11相對在該第二反射面21上方，該第一反射面11遠離該基準線M呈漸升狀，該第二反射面21遠離該基準線M呈漸升狀。
其中，該第一出光面102朝靠近該第二反射面21的方向相對該基準線M呈漸擴狀，該第二出光面202朝遠離該第一反射面11的方向相對該基準線M呈漸縮狀。
以上為詳述本發明較佳實施例之各相關部件結構，其後將接續詮釋本發明一較佳實施例所提之一種使用該透鏡結構1的光源模組3結構態樣與其功效。
請參閱第6圖及第7圖，本發明一較佳實施例所提之一種使用前述透鏡結構1的光源模組3，其包含有：一光源件30，該光源件30係用以產生形成若干初始入射光源， 該光源件30係設置鄰近於該透鏡結構1之第二鏡體20的容設空間234，該光源件30係恰相對應於該透鏡結構1之第一鏡體10的第一入光部132；其中，於本實施例中，該光源件30係為一LED模組。
承上所述，首先，將該透鏡結構1以側視任一方向觀測之，再令該透鏡結構1配以一基準線M為中心基準線且劃分呈一X-Y座標暨界定象限表示之，其次，係因透過該光源件30設置鄰近於該透鏡結構1之第二鏡體20的容設空間234，該第一鏡體10之底部14的第一入光部132係相連於該第二鏡體20之頂部22的第二內緣212以及該底部24之第二連接部232，並使得該第一鏡體10之第一入光部132的凸弧狀係恰凸設於該第二鏡體20之容設空間234中，更令該光源件30恰相對應於該透鏡結構1之第一鏡體10的第一入光部132，俾使該透鏡結構1形成具有雙層反射面的特殊結構。
此時，自該光源件30同一基點所產生形成呈若干輻射發散狀的初始光源，並經該透鏡結構1之第一反射面11與第二反射面21反射後，便分別形成一第一出光路徑L1以及一第二出光路徑L2；其中，該第一出光路徑L1係經穿透該透鏡結構1之第一鏡體10的第一入光部132後，再藉由該透鏡結構1之第一反射面11的內壁面具有光源反射之特性形成反射，最後，再經穿透該第一鏡體10之第一出光面102的外緣並座落於前述X-Y座標所界定之第一象限後而形成的出光路徑；其中，該第二出光路徑L2係經穿透該透鏡結構1之第二鏡體20的第二入光部23後，再藉由該透鏡結構1之第二反射面21的內壁面具有光源反射之特性形成反射，最後，再經穿透該第二鏡體20之第二出光面202的外緣並座落於前述X-Y座標所界定之第一象限後而形成的出光路徑。
承上所述，於本發明所揭示的實施例中，該第一出光路徑L1與基準線M交接後而與其形成一第一角度θ1係界於80°至90°之間，該第二出光路徑L2與基準線M交接後而與其形成一第二角度θ2係界於90°至100°之間； 更佳地，若令該透鏡結構1之第一角度θ1為85°時，同時，亦令該第二出光路徑L2之第二角度θ2為95°時，將使得本發明所揭示的實施例所提之光源模組3達到最佳的光學品味效果。
如第8圖所示，本發明透鏡結構另一較佳實施例，與前述實施例大體相同，其不同點在於：該第一入光部132不同於前述呈凸起狀，該第一入光部132改呈凹入狀，該第二連接部232形成有一肉厚。
其後將接續詮釋本發明一較佳實施例所提之一種使用前述光源模組3的導光裝置5結構態樣與其功效。
請再一併參閱第9圖，係為本發明一較佳實施例所提之一種使用前述光源模組3的導光裝置5，其包含有：
一反射件40，係用以輔助反射光源。
一擴散件50，係用以輔助產生較佳的光學品味。
其中，該光源模組3係設置於該反射件40上且界於該反射件40與該擴散件50之間，並相鄰於該擴散件50形成一預定距離。
除如上述所揭示的實施例之外，本發明亦可實施如下：例如，該透鏡結構1不限定如前述為環形或圈形，其也可為多邊形或其他各種形狀；亦不限定須對稱，只要一部分亦可構成。
或者，該第一鏡體10與第二鏡體20不限定如前述為組合分離結構，該第一鏡體10與第二鏡體20也可改為一體成型。
或是，除如前揭透鏡結構1的該第一鏡體10與第二鏡體20係皆呈實體狀之外，其任一者亦可呈中空狀。
還是，該第一反射面11不限定如前述為弧面或曲面，其也可為多個較小的反射區塊構成；同理，該第二反射面21不限定如前述為弧面或曲面，其也可為多個較小的反射區塊構成。
綜合上述，本發明之功效與特點在於，係透過該透鏡結構1構成具有雙層反射面的特殊結構，源於該光源件30所產生形成呈若干該等輻射發散狀的初始光源，並經該透鏡結構1之第一反射面11與第二反射面21反射後，再藉由該透鏡結構1之第一出光面102與第二出光面202出光而形成較佳地光學品味之光源分布及其效果，藉以達到本發明所提之預期功效及目的。
3‧‧‧光源模組
102‧‧‧第一出光面
11‧‧‧第一反射面
202‧‧‧第二出光面
21‧‧‧第二反射面
30‧‧‧光源件
M‧‧‧基準線
L1‧‧‧第一出光路徑
L2‧‧‧第二出光路徑
θ1‧‧‧第一角度
θ2‧‧‧第二角度

Claims (10)

  1. 一種透鏡結構，包含有：一第一反射面(11)相對應並相隔於一第二反射面(21)；其中，相鄰於該第一反射面(11)與第二反射面(21)係各別對應設有一第一出光面(102)以及一第二出光面(202)；該第一反射面(11)可反射光源由該第一出光面(102)出光形成一第一出光路徑(L1)，該第二反射面(21)可反射光源由該第二出光面(202)出光形成一第二出光路徑(L2)。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的透鏡結構，其包含有一第一鏡體(10)以及一第二鏡體(20)，該第一反射面(11)係設於該第一鏡體(10)，該第二反射面(21)係設於該第二鏡體(20)。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述的透鏡結構，其中該第一鏡體(10)形成一第一入光部(132)，該第一鏡體(10)之第一入光部(132)相連於該第二鏡體(20)。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述的透鏡結構，其中該第一鏡體(10)的第一入光部(132)係呈凸起狀或凹入狀。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的透鏡結構，其包含有一第二入光部(23)位於該第二反射面(21)相反於該第一反射面(11)的一側。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述的透鏡結構，其中該第一出光面(102)係朝靠近該第二反射面(21)的一側形成，該第二出光面(202)係朝遠離該第一反射面(11)的一側形成。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述的透鏡結構，其定義有一基準線(M)，該第一出光面(102)朝靠近該第二反射面(21)的方向相對該基準線(M)呈漸擴狀，該第二出光面(202)朝遠離該第一反射面(11)的方向相對該基準線(M)呈漸縮狀。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述的透鏡結構，其定義有一基準線(M)，該第一出光路徑(L1)與該基準線(M)形成一第一角度(θ1)界於80°至90°之間。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述的透鏡結構，其中該第二出光路徑(L2)與該透鏡結構(1)之基準線(M)形成一第二角度(θ2)界於90°至100°之間。
  10. 一種使用如前述申請專利範圍第1至9項其中任何一項所述透鏡結構的光源模組，其更包含有至少一光源件(30)鄰設於該透鏡結構(1)。
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