專利名稱：光學(xué)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)元件，尤指一種具有提升出光均勻度功能的光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)為一種半導(dǎo)體元件，其主要通過半導(dǎo)體 化合物將電能轉(zhuǎn)換為光能以達(dá)到發(fā)光效果，因此具有壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性高及耗電量小等優(yōu)點(diǎn)， 目前已被廣泛地應(yīng)用于居家、辦公、室外與移動(dòng)照明。然而，由于發(fā)光二極管為一種點(diǎn)光源，其出光角度不易控制，因此當(dāng)發(fā)光二極管被 應(yīng)用于照明光源時(shí)，大多需要外加一二次透鏡以控制其照射范圍。并且，由于單一發(fā)光二極 管無法達(dá)到照明所需的光強(qiáng)度，因此需使用多個(gè)發(fā)光二極管以組成一發(fā)光二極管模塊，并 搭配上述的二次透鏡以同時(shí)達(dá)成照射范圍及光照強(qiáng)度的調(diào)整。但是由多個(gè)發(fā)光二極管所組成的發(fā)光二極管模塊，在相鄰兩發(fā)光二極管的光照范 圍非重迭處容易因光強(qiáng)度不足而在光投射面產(chǎn)生光斑，該光斑大大地影響整體的照明質(zhì)量。并且，目前市面上適用于照明環(huán)境的白光二極管多使用藍(lán)光芯片搭配黃色熒光粉 混光以發(fā)出白光，因此所發(fā)出的白光可能因該黃色熒光粉設(shè)置于該藍(lán)光芯片上的位置及其 濃度的不同而使得所發(fā)出的白光的光色有些微的差異，影響照明質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種光學(xué)元件，該光學(xué)元件設(shè)置于發(fā)光二 極管前端，以有效地調(diào)整發(fā)光二極管的光強(qiáng)度分布，從而達(dá)到均勻出光的效果。為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供一種光學(xué)元件，其與至少一發(fā)光二極管搭配組合 以作為照明光源，所述光學(xué)元件包含至少一入光部，其具有一凹槽，凹槽容納有發(fā)光二極管；一出光部，其連接于入光部，所述出光部具有一相反于凹槽的出光面，出光面在其 對(duì)應(yīng)入光部處設(shè)置有多個(gè)同心圓狀排列的第一微透鏡結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選方案，其中所述第一微透鏡結(jié)構(gòu)布設(shè)于出光面的周緣。作為優(yōu)選方案，其中所述第一微透鏡結(jié)構(gòu)布滿于出光面。作為優(yōu)選方案，其中所述第一微透鏡結(jié)構(gòu)呈圓形、三角形、四邊形、六邊行或八邊 形形式地設(shè)置于出光面。作為優(yōu)選方案，其中所述第一微透鏡結(jié)構(gòu)呈圓弧狀地凸出于出光面。作為優(yōu)選方案，其中所述出光面為一呈圓弧狀地朝向相反于凹槽方向凸伸的外凸 曲面。作為優(yōu)選方案，其中所述出光面為一呈圓弧狀地朝向凹槽方向凹陷的內(nèi)凹曲面。作為優(yōu)選方案，其中所述入光部還包含一底面，且凹槽由底面的中央處朝向出光 部方向凹陷，所述凹槽包含一底壁及一連接于底壁的側(cè)壁。[0017]作為優(yōu)選方案，其中所述出光面為一平行于底面的平面。作為優(yōu)選方案，其中所述出光面設(shè)置有多個(gè)由出光部中央處向外發(fā)散的同心圓狀 排列的第二微透鏡結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選方案，其中所述第二微透鏡結(jié)構(gòu)的表面積大于第一微透鏡結(jié)構(gòu)的表面 積。作為優(yōu)選方案，其中所述第二微透鏡結(jié)構(gòu)的表面積小于第一微透鏡結(jié)構(gòu)的表面 積。作為優(yōu)選方案，其中所述光學(xué)元件還包含一位于底面及出光部之間的側(cè)表面，且 側(cè)表面呈直線狀、橢圓形狀、拋物線狀或自由曲線狀地由出光部外徑漸縮地朝向底面延伸。本實(shí)用新型的光學(xué)元件通過多個(gè)同心圓狀排列的第一微透鏡結(jié)構(gòu)以有效地使發(fā) 光二極管出射的光線均勻地在出光部出射，以在標(biāo)的光投影面得到一均勻光強(qiáng)度的投射光

圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的光學(xué)元件立體圖。圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的光學(xué)元件剖視圖。圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的光學(xué)元件上視圖。圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的光學(xué)元件立體圖。圖5為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的光學(xué)元件剖視圖。圖6為本實(shí)用新型第三實(shí)施例的光學(xué)元件剖視圖。圖7為本實(shí)用新型第四實(shí)施例的光學(xué)元件剖視圖。圖8為本實(shí)用新型第五實(shí)施例的光學(xué)元件上視圖。圖9為本實(shí)用新型第五實(shí)施例的光學(xué)元件剖視圖。圖10為本實(shí)用新型第六實(shí)施例的光學(xué)元件上視圖。圖11文本實(shí)用新型第六實(shí)施例的光學(xué)元件剖視圖。主要元件符號(hào)說明光學(xué)元件_10、20、30、40、50、60 ；入光部-12、22、32、42、52；底面-120、220、320、420、520 ；凹槽-122、222、322、422、522 ；底壁-124、224、524；側(cè)壁-126、226、526；出光部-14、24、34、44、54、64；出光面 _140、240、340、440、540、640 ；第一微透鏡結(jié)構(gòu)-142、242、342、442、542、642；偵U表面-16、26、36、46、56、66 ；第二微透鏡結(jié)構(gòu)-644 ；發(fā)光二極管-90。
具體實(shí)施方式
有關(guān)本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及詳細(xì)說明，現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例說明如下配合參閱圖1與圖2，分別為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的光學(xué)元件立體圖與剖視圖。 光學(xué)元件10設(shè)置于至少一發(fā)光二極管90上，通過發(fā)光二極管90改變所發(fā)出光線的光強(qiáng)度 分布。該光學(xué)元件包含有一入光部12及一相對(duì)于入光部12的出光部14，其中光學(xué)元件10 可以采用塑料、玻璃、硅橡膠或硅樹脂等可透光材質(zhì)制成。入光部12包含有一底面120及一由底面120中央處朝出光部14方向凹陷的凹槽 122，凹槽122容設(shè)有發(fā)光二極管90 ；凹槽122具有一底壁IM及一側(cè)壁126，側(cè)壁1 連接 于底壁124。在本實(shí)施例中，底壁IM設(shè)計(jì)為一平面。出光部14連接于入光部12，且出光部14具有一相反于凹槽122的出光面140。在 本實(shí)施例中，出光面140為一平面，且平行于底面120。出光面140在其對(duì)應(yīng)入光部12處設(shè) 置有多個(gè)同心圓狀排列的第一微透鏡結(jié)構(gòu)142。在本實(shí)施例中，第一微透鏡結(jié)構(gòu)142布設(shè)于 整個(gè)出光面140，如圖3所示；其中第一微透鏡結(jié)構(gòu)142可以為圓形、三角形、四邊形、六邊 形、八邊形或其它多邊形形式地設(shè)置于出光面140，且第一微透鏡結(jié)構(gòu)142呈圓弧狀地凸出 于出光面140。另外，光學(xué)元件10還包含一位于底面120及出光部14之間的側(cè)表面16 (參閱圖 1及圖2)，且側(cè)表面16呈直線狀、橢圓形狀、拋物線狀或自由曲線狀(free form curves) (亦即非規(guī)律性的曲線)等的由出光部14外徑漸縮地朝向底面120延伸，以提高側(cè)表面16 的全反射率，進(jìn)而有效地降低光線由側(cè)表面16出光的機(jī)率，提高出光面140出光的效率。發(fā)光二極管90所發(fā)出的光線分別經(jīng)由凹槽122的底壁IM與側(cè)壁1 入射光學(xué) 元件10中，并由出光面140出光，其設(shè)置于出光面140的第一微透鏡結(jié)構(gòu)142可有效地使 出射的光線均勻化，以在光投射面上得到一均勻光強(qiáng)度分布的投射光面。參閱圖4與圖5，分別為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的光學(xué)元件立體圖與剖視圖。光學(xué) 元件20包含一入光部22及一相對(duì)于入光部22的出光部對(duì)，其中光學(xué)元件20可以采用塑 料、玻璃、硅橡膠或硅樹脂等可透光材質(zhì)制成。入光部22具有一底面220及一由底面220中 央處朝出光部M方向凹陷的凹槽222，凹槽222容設(shè)有至少一發(fā)光二極管90 (圖中未示)； 凹槽222包含一底壁2M及一連接于底壁224的側(cè)壁226，在本實(shí)施例中，底壁2M設(shè)計(jì)為 一平面。出光部M連接于入光部22，且出光部M具有一相反于凹槽220的出光面M0。 在本實(shí)施例中，出光面240設(shè)計(jì)為一平面，且平行于底面220。出光面240于其對(duì)應(yīng)入光部 22處的周緣設(shè)置有多個(gè)同心圓狀排列的第一微透鏡結(jié)構(gòu)M2，其中第一微透鏡結(jié)構(gòu)242可 以為圓形、三角形、四邊形、六邊形、八邊形或其它多邊形形式地設(shè)置于出光面M0，且第一 微透鏡結(jié)構(gòu)242呈圓弧狀地凸出于出光面M0。另外，光學(xué)元件20還包含一位于底面220及出光部M之間的側(cè)表面沈，且側(cè)表面 26呈直線狀、橢圓形狀、拋物線狀或自由曲線狀等的由出光部M外徑漸縮地朝向底面220 延伸，以提高側(cè)表面26的全反射率，進(jìn)而有效地降低光線由側(cè)表面沈出光的機(jī)率，提高出 光面240出光的效率。由發(fā)光二極管90出射的光線經(jīng)由底壁2 與側(cè)壁2 入光，并經(jīng)由光學(xué)元件本體 的傳遞，以經(jīng)由出光面240出光，設(shè)置于出光面240周緣的第一微透鏡結(jié)構(gòu)242可有效地避免由藍(lán)光芯片與黃色熒光粉組合的發(fā)光二極管90混光不均勻的現(xiàn)象直接的投射于光投影 面，并有效地提升光線均勻性。參閱圖6，為本實(shí)用新型第三實(shí)施例的光學(xué)元件剖視圖。本實(shí)施例的光學(xué)元件30 大致與上述第二實(shí)施例的光學(xué)元件20相似，其不同之處在于出光部34，出光部34連接于一 入光部32，其中入光部32具有一底面320及一由底面320中央處朝向出光部34方向凹陷 的凹槽322。出光部34具有一相反于凹槽322的出光面340，且出光面340為一呈弧狀地 朝向凹槽322方向凹陷的內(nèi)凹曲面。出光面340在其對(duì)應(yīng)入光部32處的周緣設(shè)置有多個(gè) 同心圓狀排列的第一微透鏡結(jié)構(gòu)342。其中第一微透鏡結(jié)構(gòu)342可以為圓形、三角形、四邊 形、六邊形、八邊形或其它多邊形形式地設(shè)置于出光面340，且第一微透鏡結(jié)構(gòu)342呈圓弧 狀地凸出于出光面340。另外，光學(xué)元件30還包含一位于底面320及出光部34之間的側(cè)表面36，且側(cè)表面 36呈直線狀、橢圓形狀、拋物線狀或自由曲線狀等的由出光部34外徑漸縮地朝向底面320 延伸，以提高側(cè)表面36的全反射率，進(jìn)而有效地降低光線由側(cè)表面36出光的機(jī)率，提高出 光面340出光的效率。參閱圖7，為本實(shí)用新型第四實(shí)施例的光學(xué)元件剖視圖。本實(shí)施例的光學(xué)元件40 大致與上述第二實(shí)施例的光學(xué)元件20相似，其不同之處在于出光部44，出光部44連接于一 入光部42，其中入光部42包含一底面420及一由底面420中央處朝出光部44方向凹陷的 凹槽422。出光部44具有一相反于凹槽422的出光面440，且出光面440為一呈圓弧狀地 朝向相反于凹槽422方向凸伸的外凸曲面。出光面440在其對(duì)應(yīng)入光部42處的周緣設(shè)置 有多個(gè)同心圓狀排列的第一微透鏡結(jié)構(gòu)442。其中第一微透鏡結(jié)構(gòu)442可以為圓形、三角 形、四邊形、六邊形、八邊形或其它多邊形形式地設(shè)置于出光面440，且第一微透鏡結(jié)構(gòu)442 呈圓弧狀地凸出于出光面440。另外，光學(xué)元件40還包含一位于底面420及出光部44之間的側(cè)表面46，且側(cè)表面 46呈直線狀、橢圓形狀、拋物線狀或自由曲線狀等的由出光部44外徑漸縮地朝向底面420 延伸，以提高側(cè)表面46的全反射率，進(jìn)而有效地降低光線由側(cè)表面46出光的機(jī)率，提高出 光面440出光的效益。上述的第二、三、四實(shí)施例分別為不同形式的出光面，可供使用者在不同照明需求 上使用，且設(shè)有第一微透鏡結(jié)構(gòu)的出光面可有效地提升出光均勻度，以提供使用者極佳的 照明質(zhì)量。參閱圖8與圖9，分別為本實(shí)用新型第五實(shí)施例的光學(xué)元件立體圖與仰視立體圖。 光學(xué)元件50包含多個(gè)入光部52及一相對(duì)于入光部52的出光部M，其中光學(xué)元件50可以 采用塑料、玻璃、硅橡膠或硅樹脂等可透光材質(zhì)制成。各入光部52包含一底面520，底面 520具有一朝向出光部M凹陷的一凹槽522，凹槽522容納有至少一發(fā)光二極管90(圖中 未示)。各凹槽522具有一底壁5M及一側(cè)壁526，側(cè)壁5 連接于底壁524，且在本實(shí)施例 中，底壁5 設(shè)計(jì)為一平面。出光部M連接于入光部52，且出光部M具有一相反于凹槽522的出光面M0，出 光面540在其對(duì)應(yīng)入光部52處設(shè)置有多個(gè)同心圓狀排列的第一微透鏡結(jié)構(gòu)M2，以有效地 使出射于出光面的光線均勻化，以在一標(biāo)的光投影面得到一均勻光強(qiáng)度分布的出光平面。 其中各第一微透鏡結(jié)構(gòu)542可以為圓形、三角形、四邊形、六邊形、八邊形或其它多邊形形式地設(shè)置于出光面M0，且第一微透鏡結(jié)構(gòu)542呈圓弧狀地凸出于出光面M0。另外，光學(xué)元件50還包含一位于底面520及出光部M之間的側(cè)表面56，且側(cè)表面 56呈直線狀、橢圓形狀、拋物線狀或自由曲線狀等的由出光部M外徑漸縮地朝向底面520 延伸，以提高側(cè)表面56的全反射率，進(jìn)而有效地降低光線由側(cè)表面56出光的機(jī)率，提高出 光面540出光的效益。設(shè)置于凹槽522的發(fā)光二極管90分別地朝向各底壁5M與各側(cè)壁5 入光，并經(jīng) 由光學(xué)元件50本體的傳遞而由出光面MO出光。由于出光面540在其對(duì)應(yīng)于各入光部52 處設(shè)置有第一微透鏡結(jié)構(gòu)M2，可有效地避免光投影面上的光斑的產(chǎn)生，達(dá)到整體出光均勻 的提升。參閱圖10及圖11，分別為本實(shí)用新型第六實(shí)施例的光學(xué)元件上視圖及剖視圖。光 學(xué)元件60大致與上述第五實(shí)施例相似，其不同之處在于其出光面的微透鏡結(jié)構(gòu)的設(shè)置方 式不同，細(xì)述如下一出光部64連接于多個(gè)入光部62，各入光部62包含一底面620及一由底面620 中央處朝出光部64方向凹陷的凹槽622。出光部64具有一相反于凹槽622的出光面640， 且出光面640在其對(duì)應(yīng)各入光部62處設(shè)置有多個(gè)同心圓狀排列的第一微透鏡結(jié)構(gòu)642，并 且在出光面640的其余部分還設(shè)置有多個(gè)由出光部64中央處向外發(fā)散的同心圓狀排列的 第二微透鏡結(jié)構(gòu)644。在本實(shí)施例中，第二微透鏡結(jié)構(gòu)644的表面積大于第一微透鏡結(jié)構(gòu) 642的表面積，以有效地使提升出光的均勻度，并在一標(biāo)的光投影面得到一均勻光強(qiáng)度分布 的出光平面。另外，第二微透鏡結(jié)構(gòu)644的表面積還可以等于或小于第一微透鏡結(jié)構(gòu)642 的表面積，以均勻化入射光，使用者可根據(jù)自身需求得到極佳的照明質(zhì)量。其中第一微透鏡 結(jié)構(gòu)642及第二微透鏡結(jié)構(gòu)644可以為圓形、三角形、四邊形、六邊形、八邊形或其它多邊形 形式地設(shè)置于出光面640，且第一微透鏡結(jié)構(gòu)642與第二微透鏡結(jié)構(gòu)644呈圓弧狀地凸出于 出光面640。另外，光學(xué)元件60還包含一位于底面620及出光部64之間的側(cè)表面66，且側(cè)表面 66呈直線狀、橢圓形狀、拋物線狀或自由曲線狀等的由出光部64外徑漸縮地朝向底面620 延伸，以提高側(cè)表面66的全反射率，進(jìn)而有效地降低光線由側(cè)表面66出光的機(jī)率，提高出 光面640出光的效率。設(shè)置于凹槽622的發(fā)光二極管90分別朝向各底壁6M與各側(cè)壁6 入光，并經(jīng)由 光學(xué)元件60本體的傳遞而由出光面640出光。由于出光面640在其對(duì)應(yīng)于各入光部62處 設(shè)置有第一微透鏡結(jié)構(gòu)642，并在出光面640的其余部分設(shè)置有第二微透鏡結(jié)構(gòu)644，可更 進(jìn)一步地提升整體的出光均勻度，以避免光斑在光投影面產(chǎn)生。綜上所述，本實(shí)用新型的光學(xué)元件利用設(shè)置于出光面的第一微透鏡結(jié)構(gòu)以有效地 使由發(fā)光二極管所出射的光線均勻地投射于一標(biāo)的光投影面，以在標(biāo)的光投影面得到一均 勻光強(qiáng)度的投射光面，并達(dá)到避免光斑產(chǎn)生而影響整體出光質(zhì)量的效果。以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用以限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍， 舉凡根據(jù)本實(shí)用新型專利精神所作的等效變化與修飾等，皆應(yīng)同理屬于本實(shí)用新型的專利 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)元件，其與至少一發(fā)光二極管搭配組合為照明光源，其特征在于，所述光學(xué) 元件包含至少一入光部，其具有一凹槽，凹槽容納有發(fā)光二極管；以及一出光部，其連接于入光部，所述出光部具有一相反于凹槽的出光面，出光面在其對(duì)應(yīng) 入光部處設(shè)置有多個(gè)同心圓狀排列的第一微透鏡結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述第一微透鏡結(jié)構(gòu)布設(shè)于出光面的周緣。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述第一微透鏡結(jié)構(gòu)布滿于出光面。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述第一微透鏡結(jié)構(gòu)呈圓形、三角形、 四邊形、六邊形或八邊形形式地設(shè)置于出光面。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述第一微透鏡結(jié)構(gòu)呈圓弧狀地凸出 于出光面。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述出光面為一呈圓弧狀地朝向相反 于凹槽方向凸伸的外凸曲面。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述出光面為一呈圓弧狀地朝向凹槽 方向凹陷的內(nèi)凹曲面。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述入光部還包含一底面，且凹槽由底 面的中央處朝向出光部方向凹陷，所述凹槽包含一底壁及一連接于底壁的側(cè)壁。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述出光面為一平行于底面的平面。
10.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述出光面設(shè)置有多個(gè)由出光部中央 處向外發(fā)散的同心圓狀排列的第二微透鏡結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求10所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述第二微透鏡結(jié)構(gòu)的表面積大于 第一微透鏡結(jié)構(gòu)的表面積。
12.如權(quán)利要求10所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述第二微透鏡結(jié)構(gòu)的表面積小于 第一微透鏡結(jié)構(gòu)的表面積。
13.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述光學(xué)元件還包含一位于底面及出 光部之間的側(cè)表面，且側(cè)表面呈直線狀、橢圓形狀、拋物線狀或自由曲線狀地由出光部 外徑 漸縮地朝向底面延伸。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)元件，該光學(xué)元件與至少一發(fā)光二極管搭配組合以作為照明光源，所述光學(xué)元件包含至少一入光部及一出光部，所述入光部具有一凹槽，容納有發(fā)光二極管；所述出光部連接于入光部，出光部具有一相反于凹槽的出光面，出光面在其對(duì)應(yīng)入光部處設(shè)置有多個(gè)同心圓狀排列的第一微透鏡結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的光學(xué)元件通過多個(gè)同心圓狀排列的第一微透鏡結(jié)構(gòu)以有效地使發(fā)光二極管出射的光線均勻地在出光部出射，以在標(biāo)的光投影面得到一均勻光強(qiáng)度的投射光面。
文檔編號(hào)F21V5/04GK201852038SQ201020636038
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者鄧舜文, 顏加松, 黃新杰 申請(qǐng)人:浚洸光學(xué)科技股份有限公司