TWI567338B - 具有通孔之透鏡以及發光模組 - Google Patents

具有通孔之透鏡以及發光模組 Download PDF

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TWI567338B TW104126672A TW104126672A TWI567338B TW I567338 B TWI567338 B TW I567338B TW 104126672 A TW104126672 A TW 104126672A TW 104126672 A TW104126672 A TW 104126672A TW I567338 B TWI567338 B TW I567338B
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Description

具有通孔之透鏡以及發光模組
本發明主要關於一種透鏡，尤指一種具有通孔之透鏡。
隨著電子科技的進步，發光二極體(Light Emitting Diode，簡稱LED)因其具有高亮度、體積小、低耗電量以及壽命長等優點，故已被廣泛地應用各式照明燈具或顯示器中。
然而，發光二極體具有之發光角度較小的缺點，進而影響了照明之效果。因此於習知之技術中，利用了透鏡來改善發光二極體之發光角度。雖然習知之透鏡已符合一般使用的目的，但還需進一步之加強與改進。
本發明之目的為提供一種具有通孔之透鏡以及發光模組，其具有較低之製作成本，並能有效的提升光取出率。
本發明提供了一種具有通孔之透鏡，包括一環狀部以及至少三個反射部。環狀部具有一內側壁。反射部排列於環狀部之內側壁，且反射部環繞形成一通孔。
本發明提供了一種具有上述透鏡之發光模組。發光模組更包括一基板以及一發光元件。基板具有一承載面。透 鏡之環狀部以及反射部設置於承載面。發光元件設置於承載面，且位於通孔內並被反射部所環繞。
本發明提供了一種具有通孔之透鏡，包括一環狀部以及至少三個反射部。環狀部具有一內側壁。反射部排列於環狀部之內側壁，且反射部環繞形成一通孔。每一反射部具有一第一弧面、相對於第一弧面之一第二弧面、以及連接第一弧面以及第二弧面之一突出端。突出端環繞排列於通孔，且第一弧面與第二弧面之間的距離由突出端至遠離突出端逐漸增加。
本發明提供了一種具有上述透鏡之發光模組。發光模組更包括一基板以及一發光元件。基板具有一承載面。透鏡之環狀部以及反射部設置於承載面。發光元件設置於承載面，且位於通孔內並被反射部所環繞。
綜上所述，本發明之具有通孔之透鏡以及發光模組。藉由透鏡之通孔，能讓由發光元件之頂面所產生之光線直接經由通孔通過透鏡，進而提高了發光模組之亮度，並能藉由直接通孔來減少透鏡之材料成本。此外，藉由環狀部與反射部之結構能有效的利用發光元件之側面所產生之光線，進行提高了光取出率。
1‧‧‧發光模組
10‧‧‧基板
11‧‧‧承載面
20‧‧‧發光元件
21‧‧‧背面
22‧‧‧頂面
23‧‧‧側面
30‧‧‧透鏡
31‧‧‧環狀部
311‧‧‧內側壁
312‧‧‧頂部
32‧‧‧反射部
321‧‧‧底面
322‧‧‧入光面(弧面)
323‧‧‧出光面(弧面)
324‧‧‧連接面
325‧‧‧突出端
326‧‧‧頂端
33‧‧‧通孔
331‧‧‧間隙
AX1‧‧‧中心軸
H1‧‧‧高度
W1‧‧‧距離
D1‧‧‧垂直方向
P1‧‧‧連接點
L1‧‧‧連接線
L2‧‧‧連接界線
T1‧‧‧連接界面
第1圖為本發明之發光模組之第一實施例的立體圖。
第2圖為本發明之發光模組之第一實施例的俯視圖。
第3圖為第2圖之AA剖面線之剖視圖。
第4圖為本發明之發光模組之第二實施例的俯視圖。
第5圖為本發明之發光模組之第三實施例的俯視圖。
第6圖為本發明之發光模組之第四實施例的俯視圖。
第7圖為本發明之發光模組之第五實施例的俯視圖。
第8圖為本發明之發光模組之第六實施例的俯視圖。
第9圖為本發明之發光模組之第七實施例的俯視圖。
第10圖為第9圖之BB剖面線之剖視圖。
以下之說明提供了許多不同的實施例、或是例子，用來實施本發明之不同特徵。以下特定例子所描述的元件和排列方式，僅用來精簡的表達本發明，其僅作為例子，而並非用以限制本發明。
本說明書於不同的例子中沿用了相同的元件標號及/或文字。前述之沿用僅為了簡化以及明確，並不表示於不同的實施例以及設定之間必定有關聯。圖式中之形狀、尺寸、以及厚度可能為了清楚說明之目的而未依照比例繪製或是被簡化，僅提供說明之用。
第1圖為本發明之發光模組1之第一實施例的立體圖。第2圖為本發明之發光模組1之第一實施例的俯視圖。第3圖為第2圖之AA剖面線之剖視圖。於本實施例中，發光模組1可為一直下式發光二極體背光模組，其可應於一顯示器中。發 光模組1包括一基板10、一發光元件20以及一透鏡30。基板10具有一承載面11，發光元件20以及透鏡30設置於承載面11上。
發光元件20用以產生光線。發光元件20可為一發光二極體，並位於透鏡30內。於一些實施例中，發光模組1可包括多個發光元件20以及多個透鏡30。發光元件20以及透鏡30以陣列的方式排列於基板10上。
透鏡30用以改變發光模組1所產生之光線之行進路徑。透鏡30可為一透光材質所製成，例如玻璃、聚酸甲酯(Poly methyl Methacrylate,PMMA)或聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)。透鏡30具有一環狀部31以及至少三個反射部32。於一些實施例中，環狀部31與三個反射部32為一體成形，且可由相同之材質所製成。環狀部31以及反射部32設置於基板10之承載面11上。
環狀部31為一環狀中空結構，可沿一垂直方向D1延伸。上述垂直方向D1垂直於承載面11。於本實施例中，環狀部31具有沿垂直方向D1延伸之中心軸AX1。環狀部31具有一內側壁311，環繞於中心軸AX1，且垂直於承載面11。
反射部32排列於環狀部31之內側壁311，且反射部32環繞形成一通孔33。換句話說，反射部32環繞中心軸AX1並呈放射狀排列。
發光元件20位於通孔33內並被反射部32所環繞，且發光元件20之中心位於中心軸AX1上。發光元件20具有一背面21、一頂面22、以及多個側面23。背面21連接於基板10之承載面11。頂面22相反於背面21。側面23朝向透鏡30之反射部32 的入光面322。頂面22於垂直於承載面11之垂直方向D1上並未被反射部32所覆蓋。
每一反射部32具有一底面321、一入光面322、一出光面323、一連接面324、一突出端325、以及一頂端326。底面321接觸且平行於承載面11。入光面322沿垂直方向D1延伸且垂直於底面321。於本實施例中，入光面322為一弧面。兩相鄰之反射部32之入光面322之間形成一間隙331。透鏡30於垂直於垂直方向D1之一橫截面上，間隙331大致為一三角形，且兩相鄰之反射部32之入光面322形成一V型。
出光面323相反於底面321，且出光面323相對於底面321傾斜。於本實施例中，出光面323為一弧面。弧面323至內側壁311的距離W1由底面321朝向遠離底面321之方向相對於內側壁311逐漸變短。上述之距離W1經由平行於底面321之方向被測量。
弧面323至底面321的高度H1由內側壁311朝向遠離內側壁311之方向減少。換句話說，透鏡30由環狀部31至突出端325的相對於承載面11之高度H1逐漸減少。上述之高度H1經由沿著垂直方向D1而被測量。
兩相鄰之反射部32的弧面323相交於一連接線L1。兩相鄰之反射部32之間以一連接界面T1相互連接，且連接界面T1連接於內側壁311。此外，連接面324接觸內側壁311。
於本實施例中，突出端325位於入光面322上，且可大致沿垂直方向D1延伸。突出端325遠離內側壁311並連接出光面323，且突出端325環繞通孔33。突出端325鄰近於發光元 件20之中心軸AX1，換句話說，突出端325至中心軸AX1之間的距離為透鏡30至中心軸AX1之間的最短距離。
於本實施例中，突出端325至中心軸AX1之間的距離大致相等於入光面322至中心軸AX1之間的距離。此外，頂端326連接於環狀部31之一頂部312。
於本實施例中，發光元件20可經由側面23發光。藉由透鏡30之結構，由發光元件20之頂面22(以及側面23)所射出之光線能直接經由通孔33以及通孔33之間隙331直接通過透鏡30或是經由入光面322的反射通過透鏡30，進而減少了光線之損耗並提高了發光模組1之亮度。此外更可藉由通孔33以及通孔33之間隙331來減少透鏡30之材料成本。
再者，由發光元件20之側面23(以及頂面22)所產生之光線可經由入光面322進入反射部32，且經由出光面323射出反射部32。因此，藉由環狀部31與反射部32之結構能有效的利用發光元件20之側面23所產生之光線，進行提高了光取出率。
第4圖為本發明之發光模組1之第二實施例的俯視圖。於第4圖中，反射部32為三個。第5圖為本發明之發光模組1之第三實施例的俯視圖。於第5圖中，反射部32為5個。第6圖為本發明之發光模組1之第四實施例的俯視圖。於第6圖中，反射部32為6個。
第7圖為本發明之發光模組1之第五實施例的俯視圖。反射部32的弧面323相交於一連接點P1。兩相鄰之反射部32之間以一連接界線L2相互連接，且連接界線L2鄰近於內側壁 311。藉此可擴大通孔33之體積，並可減少透鏡30所使用之材料。
第8圖為本發明之發光模組1之第六實施例的俯視圖。反射部32的弧面兩兩相鄰且具有一間隙331。換句話說，間隙331接觸內側壁311。藉此可進一步擴大通孔33之體積，並可減少透鏡30所使用之材料。
第9圖為本發明之發光模組1之第七實施例的俯視圖。第10圖為第9圖之BB剖面線之剖視圖。反射部32具有弧面323(出光面323)、相對於弧面323之弧面322(入光面322)、以及連接弧面322、323之突出端325。反射部32以中心軸AX1為中心呈放射狀排列。弧面322及/或弧面323由突出端325至底面321逐漸遠離中心軸AX1。
突出端325環繞排列於通孔33，且弧面323與弧面322之間的距離由突出端325至遠離突出端325逐漸增加。突出端325至中心軸AX1之間的距離為透鏡30至中心軸AX1之間的最短距離。
發光元件20之頂面22於垂直於承載面11之一垂直方向D1上並未被反射部32之突出端325所覆蓋。於另一實施例中，發光元件20之頂面22於垂直方向D1上可被反射部32之突出端325所覆蓋。換句話說，突出端325於垂直方向D1上位於頂面22之上方。藉此可增加發光模組1於側向的發光亮度。
綜上所述，本發明之具有通孔之透鏡以及發光模組。藉由透鏡之通孔，能讓由發光元件之頂面所產生之光線直接經由通孔通過透鏡，進而提高了發光模組之亮度，並能藉由 通孔來減少透鏡之材料成本。此外，藉由環狀部與反射部之結構能有效的利用發光元件之側面所產生之光線，進行提高了光取出率。
上述已揭露之特徵能以任何適當方式與一或多個已揭露之實施例相互組合、修飾、置換或轉用，並不限定於特定之實施例。
本發明雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考而非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本發明之範圍，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。
1‧‧‧發光模組
10‧‧‧基板
11‧‧‧承載面
30‧‧‧透鏡
31‧‧‧環狀部
311‧‧‧內側壁
312‧‧‧頂部
32‧‧‧反射部
322‧‧‧入光面
325‧‧‧突出端
33‧‧‧通孔
331‧‧‧間隙
L1‧‧‧連接線
T1‧‧‧連接界面

Claims (22)

  1. 一種具有通孔之透鏡，包括：一環狀部，具有一內側壁；以及至少三個反射部，排列於該環狀部之該內側壁，且該些反射部環繞形成一通孔，其中每一該些反射部具有一底面與一弧面，該些弧面至內側壁的距離由該底面朝向遠離該底面之方向相對於該內側壁逐漸變短。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有通孔之透鏡，其中該些反射部的該些弧面兩兩相鄰且具有一間隙。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具有通孔之透鏡，其中該些反射部的該些弧面相交於一連接點。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具有通孔之透鏡，其中該些反射部的該些弧面相交於一連接線。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之具有通孔之透鏡，其中該些兩相鄰之反射部之間以一連接界線相互連接，且該連接界線鄰近於該內側壁。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之具有通孔之透鏡，其中該些兩相鄰之反射部之間以一連接界面相互連接，且該連接界面連接於該內側壁。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之具有通孔之透鏡，其中每一該些反射部具有一頂端，連接於該環狀部之一頂部。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之具有通孔之透鏡， 其中每一該些反射部具有一出光面以及遠離該內側壁並連接該出光面之一突出端，其中該出光面為一弧面，且該些突出端環繞該通孔。
  9. 一種具有如申請專利範圍由第1項至第8項任一項所述之具有通孔之透鏡的發光模組，更包括：一基板，具有一承載面，其中該透鏡之該環狀部以及該些反射部設置於該承載面；以及一發光元件，設置於該承載面，且位於該通孔內並被該些反射部所環繞。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之發光模組，其中該發光元件具有連接於該基板之一背面、相反於該背面之一頂面以及朝向該透鏡之一側面，其中該頂面於垂直於該承載面之一垂直方向上並未被該些反射部所覆蓋。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之發光模組，其中每一該些反射部具有一突出端，鄰近於該發光元件之一中心軸，其中該中心軸垂直於該承載面，其中該突出端至該中心軸之間的距離為該透鏡至該中心軸之間的最短距離。
  12. 一種具有通孔之透鏡，包括：一環狀部，具有一內側壁；以及至少三個反射部，排列於該環狀部之該內側壁，且該些反射部環繞形成一通孔，其中每一該些反射部具有一第一弧面、相對於該第一弧面之一第二弧面、以及連接該第一弧面以及該第二弧面之一突出端，其中該突出端環繞排列於該通孔，且該第一弧面與該 第二弧面之間的距離由該突出端至遠離該突出端逐漸增加。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之具有通孔之透鏡，其中該些反射部的該些第一弧面兩兩相鄰且具有一間隙。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之具有通孔之透鏡，其中該些反射部的該些第一弧面相交於一連接點。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之具有通孔之透鏡，其中該些反射部的該些第一弧面相交於一連接線。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之具有通孔之透鏡，其中該些兩相鄰之反射部之間以一連接界線相互連接，且該連接線連接於該內側壁。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之具有通孔之透鏡，其中該些兩相鄰之反射部之間以一連接界面相互連接，且該連接界面連接於該內側壁。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之具有通孔之透鏡，其中該些反射部以一中心軸為中心呈放射狀排列，其中該突出端至該中心軸之間的距離為該透鏡至該中心軸之間的最短距離。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之具有通孔之透鏡，其中該第一弧面由該突出端至該底面逐漸遠離該中心軸。
  20. 一種具有如申請專利範圍由第12項至19項任一項所述之具有通孔之透鏡的發光模組，更包括： 一基板，具有一承載面，其中該透鏡之該環狀部以及該些反射部設置於該承載面；以及一發光元件，設置於該承載面，且位於該通孔內並被該些反射部所環繞。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之發光模組，其中該發光元件具有連接於該基板之一背面、相反於該基面之一頂面以及朝向該透鏡之一側面，其中該頂面於垂直於該承載面之一垂直方向上並未被該些反射部所覆蓋。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之發光模組，其中每一該些反射部具有一突出端，鄰近於該發光元件之一中心軸，其中該中心軸垂直於該承載面，其中該突出端至該中心軸之間的距離為該透鏡至該中心軸之間的最短距離。
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