專(zhuān)利名稱(chēng)：大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置，特別是涉及一種可因聚光區(qū)域的面積、立體形狀不同而由具有數(shù)個(gè)不同焦點(diǎn)的透鏡所組裝而成的大型聚光透鏡模塊。
背景技術(shù)：
以往利用單一透鏡匯聚光源治療患者患部的光學(xué)儀器，若是光源照射面積較大，則需要采用尺寸較大的透鏡，才能達(dá)到良好的聚焦效果，如此一來(lái)，卻可能衍生以下問(wèn)題I. 一體成型的透鏡的模具或加工費(fèi)較為高昂。2.欲改變單一透鏡的設(shè)計(jì)時(shí)，需重新設(shè)計(jì)及制作透鏡的模具或加工透鏡成品。·3.制造時(shí)，不同光學(xué)儀器的機(jī)種不能共享單一透鏡部件。另一種改善匯聚效果的光學(xué)儀器設(shè)計(jì)如圖I所示，是將發(fā)光二極管91連接的電路基板92設(shè)計(jì)呈圓弧形，使得多個(gè)呈矩陣式地設(shè)于該電路基板92的發(fā)光二極管91可以由不同角度將入射光匯聚于一處，以增強(qiáng)照射的效果，值得一提的是，圖I的電路基板92雖是以圓弧形呈現(xiàn)，但也可以為其他幾何形狀。但是，如此的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)仍有下列極待改良的地方I.光學(xué)儀器的聚光效果較差，不具高強(qiáng)度聚光能力。2.欲改變光學(xué)儀器的設(shè)計(jì)時(shí)，需重新設(shè)計(jì)并制作模具。3.制造時(shí)，不同光學(xué)儀器的機(jī)種不能共享模具及部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有匯聚功能且能擴(kuò)充光源指向性并有效降低制造成本的大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置。本發(fā)明大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置包含一發(fā)光元件組及一聚焦模塊。該聚焦模塊包括至少一具有一第一焦點(diǎn)的第一透鏡，及至少一具有一第二焦點(diǎn)的第二透鏡，該第一透鏡包括一鄰近該發(fā)光元件組的第一入光面、一與該第一入光面相間隔的第一出光面及一連接該第一入光面與第一出光面的第一圍繞面，該第二透鏡連設(shè)于該第一透鏡的部分第一圍繞面且具有一鄰近該發(fā)光兀件組的第二入光面、一與該第二入光面相間隔的第二出光面及一連接該第二入光面與第二出光面的第二圍繞面；該發(fā)光元件組分別照光于該第一透鏡的第一入光面及該第二透鏡的第二入光面，且通過(guò)該第一出光面及第二出光面而匯聚于第一焦點(diǎn)及第二焦點(diǎn)。較佳地，該聚焦模塊包括數(shù)個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡的第二圍繞面具有二相間隔的連接面部及一連接所述連接面部的內(nèi)表面部，該內(nèi)表面部連設(shè)于該第一透鏡的第一圍繞面，兩兩相鄰第二透鏡分別通過(guò)所述連接面部相互緊密頂?shù)?。更佳地，該第一透鏡的第一入光面及第一出光面的外周緣呈圓形，該聚焦模塊包括四個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡的第二入光面與第二出光面的輪廓呈長(zhǎng)條弧形，兩兩相鄰的第二透鏡通過(guò)所述二連接面部相互緊密頂?shù)侄B成一圍繞連接該第一透鏡的環(huán)形。更佳地，每一第二透鏡的第二圍繞面還具有一與該內(nèi)表面部相間隔的外表面部，該聚焦模塊還包括八個(gè)分別具有一第三焦點(diǎn)的第三透鏡，每一第三透鏡包括一鄰近該發(fā)光元件組的第三入光面、一與該第三入光面相間隔的第三出光面及一連接該第三入光面與第三出光面的第三圍繞面，每一第三圍繞面具有二相間隔的接合面部及一連接所述接合面部的觸抵面部，兩兩相鄰的第三透鏡分別通過(guò)所述接合面部相互緊密頂?shù)?，且所述第三透鏡的觸抵面部分別連設(shè)于該第二透鏡的外表面部而呈一圍繞所述第二透鏡的環(huán)形。較佳地，該第一透鏡的第一入光面與第一出光面的外周緣呈矩形，該聚焦模塊包括兩個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡具有一形狀與該第一透鏡的第一圍繞面相配合的內(nèi)表面，且所述第二透鏡分別通過(guò)內(nèi)表面夾設(shè)該第一透鏡。較佳地，該發(fā)光元件組具有數(shù)個(gè)并排成一平面的發(fā)光二極管。本發(fā)明的另一目的在于提供一具有匯聚功能的聚焦模塊。本發(fā)明聚焦模塊包含至少一具有一第一焦點(diǎn)的第一透鏡及至少一具有一第二焦點(diǎn)的第二透鏡，該第一透鏡包括一第一入光面、一與該第一入光面相間隔的第一出光面及 一連接該第一入光面與第一出光面的第一圍繞面；該第二透鏡連設(shè)于該第一透鏡的部分第一圍繞面且包括一第二入光面、一與該第二入光面相間隔的第二出光面及一連接該第二入光面與第二出光面的第二圍繞面。較佳地，該聚焦模塊包含數(shù)個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡的第二圍繞面具有二相間隔的連接面部及一連接所述連接面部的內(nèi)表面部，該內(nèi)表面部連設(shè)于該第一透鏡的第一圍繞面，兩兩相鄰第二透鏡分別通過(guò)所述連接面部相互緊密頂?shù)?。更佳地，該第一透鏡的第一入光面及第一出光面的外周緣呈圓形，該聚焦模塊包括四個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡的第二入光面與第二出光面的輪廓呈長(zhǎng)條弧形，兩兩相鄰的第二透鏡分別通過(guò)所述連接面部相互緊密頂?shù)侄B成一圍繞連接該第一透鏡的環(huán)形。更佳地，每一第二透鏡的第二圍繞面還具有一與該內(nèi)表面部相間隔的外表面部，該聚焦模塊還包括八個(gè)分別具有一第三焦點(diǎn)的第三透鏡，每一第三透鏡包括一鄰近該發(fā)光元件組的第三入光面、一與該第三入光面相間隔的第三出光面及一連接該第三入光面與第三出光面的第三圍繞面，每一第三圍繞面具有二相間隔的接合面部及一連接所述接合面部的觸抵面部，兩兩相鄰的第三透鏡分別通過(guò)所述接合面部相互緊密頂?shù)郑宜龅谌哥R的觸抵面部分別連設(shè)于該第二透鏡的外表面部而呈一圍繞所述第二透鏡的環(huán)形。較佳地，該第一透鏡的第一入光面與第一出光面的外周緣呈矩形，該聚焦模塊包括兩個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡具有一形狀與該第一透鏡的第一圍繞面相配合的內(nèi)表面，所述第二透鏡分別通過(guò)內(nèi)表面夾設(shè)該第一透鏡。本發(fā)明的有益效果在于I.復(fù)眼式透鏡是利用多個(gè)小透鏡的對(duì)稱(chēng)特性組裝而成，其開(kāi)發(fā)的模具不僅制造成本較低且更具設(shè)計(jì)的彈性。2.直接使用平面基板搭配復(fù)眼式透鏡的光學(xué)特性即可達(dá)到更佳的聚光效果及簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)與組裝的難度，并降低人力成本。3.需要配合生物體的不同曲面而修正光指向性時(shí)，可經(jīng)由更換不同曲率的透鏡完成。4.復(fù)眼式透鏡組可容許透鏡依其組裝原則而增加或減少透鏡組數(shù)，以配合欲照射面積的大小。
5.除了可以匯聚發(fā)光組件組的光照射角度，還能依照待聚光區(qū)域的形狀而調(diào)整光的指向性，如此一來(lái)，可以讓發(fā)光元件組的照射面積更為集中，且使照射的功率更為提升。


圖I是一示意圖，說(shuō)明一習(xí)知光源設(shè)計(jì)；圖2是一側(cè)面示意圖，說(shuō)明本發(fā)明大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置的第一較佳實(shí)施例的設(shè)計(jì)；圖3是該第一較佳實(shí)施例的一聚焦模塊的立體分解圖，說(shuō)明聚焦模塊的設(shè)計(jì)；圖4是該第一較佳實(shí)施例的一聚焦模塊的組合俯視示意圖，說(shuō)明聚焦模塊的設(shè)計(jì)；圖5是一側(cè)面示意圖，說(shuō)明該第一較佳實(shí)施例的聚焦模塊的另一聚焦設(shè)計(jì)； 圖6是一分解示意圖，說(shuō)明本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的聚焦模塊的組合方式；圖7是該第二較佳實(shí)施例的聚焦模塊的俯視組合圖，說(shuō)明聚焦模塊的設(shè)計(jì)；圖8是該第二較佳實(shí)施例的側(cè)面示意圖，說(shuō)明發(fā)光元件組與聚焦模塊的設(shè)計(jì)；圖9是一俯視示意圖，說(shuō)明本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的聚焦模塊的組合方式；圖10是一側(cè)面示意圖，說(shuō)明本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的聚焦模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考附圖的三個(gè)較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，將可清楚的呈現(xiàn)。 在本發(fā)明被詳細(xì)描述之前，要注意的是，在以下的說(shuō)明內(nèi)容中，類(lèi)似的組件是以相同的編號(hào)來(lái)表不。參閱圖2及圖3，本發(fā)明大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置2的第一較佳實(shí)施例包含一發(fā)光元件組3及一聚焦模塊4。發(fā)光元件組3包括數(shù)個(gè)并排成一平面的發(fā)光二極管(LED) 31，聚焦模塊4包括一具有一第一焦點(diǎn)Fl的第一透鏡41，及四個(gè)分別具有一第二焦點(diǎn)F2的第二透鏡42。同時(shí)，第一透鏡41與第二透鏡42分別為凸透鏡(當(dāng)然也可以依照照射區(qū)域的形狀，而更改成凹透鏡)。第一透鏡41包括一鄰近發(fā)光元件組3的第一入光面411、一與第一入光面411相間隔的第一出光面412及一連接第一入光面411與第一出光面412的第一圍繞面413，第一透鏡41的第一入光面411及第一出光面412的外周緣呈圓形。每一第二透鏡42連設(shè)于第一透鏡41的部分第一圍繞面413，且具有一鄰近發(fā)光元件組3的第二入光面421、一與第二入光面421相間隔的第二出光面422,及一連接第二入光面421與第二出光面422的第二圍繞面423。第二入光面421與第二出光面422輪廓呈長(zhǎng)條弧形，每一第二圍繞面423具有二相間隔的連接面部424，及一連接所述連接面部424且呈弧狀的內(nèi)表面部425，該內(nèi)表面部425連設(shè)于第一透鏡41的第一圍繞面413，兩兩相鄰的第二透鏡42分別通過(guò)連接面部424相互緊密頂?shù)侄B成一圍繞第一透鏡41的環(huán)形(如圖4所示)。發(fā)光元件組3分別照光于第一透鏡41的第一入光面411及第二透鏡42的第二入光面421，且通過(guò)第一出光面412及第二出光面422而分別匯聚于第一焦點(diǎn)Fl及第二焦點(diǎn)F2。本實(shí)施例中，發(fā)光元件組3發(fā)射不同角度的照射光于第一透鏡41及第二透鏡42時(shí)，照射光將分別向第一焦點(diǎn)Fl及第二焦點(diǎn)F2的方向匯聚，以提升發(fā)光元件組3照射區(qū)域的功率。此聚焦模塊4的優(yōu)點(diǎn)在于利用第一凸透鏡41及第二凸透鏡42可以組成一個(gè)復(fù)眼式透鏡；此復(fù)眼式透鏡與單一同樣尺寸的凸透鏡相比，只需開(kāi)設(shè)兩個(gè)體積較小的模具即可以分別制成第一透鏡41及第二透鏡42，如此一來(lái)，通過(guò)較小型的透鏡組裝成大型透鏡，不但可以降低模具的制造成本，除此之外，通過(guò)彈性的組裝還可以讓聚焦模塊4具有多重焦點(diǎn)，以增加其多元的指向性。參閱圖5，本實(shí)施例針對(duì)欲治療較深層的患部，只需調(diào)整第一透鏡41及第二透鏡42的曲率半徑，讓發(fā)光元件組3的各個(gè)光束穿透第一透鏡41及第二透鏡42之后，能由不同的方向入射匯聚于欲治療的深層患部，避免患部表面所受的照光面積太過(guò)集中而導(dǎo)致傷害，進(jìn)而增強(qiáng)深層治療的療效。參閱圖6及圖7，本發(fā)明第二較佳實(shí)施例與第一較佳實(shí)施例的差異在于每一第二透鏡42的第二圍繞面423還具有一與內(nèi)表面部425相間隔的外表面部426，聚焦模塊4還包括八個(gè)分別具有一第三焦點(diǎn)F3的第三透鏡43，每一第三透鏡43包括一鄰近該發(fā)光元件組3的第三入光面431、一與該第三入光面431相間隔的第三出光面432及一連接該第三·入光面431與第三出光面432的第三圍繞面433，每一第三透鏡43的第三圍繞面433具有二相間隔的接合面部434及一連接所述接合面部434的觸抵面部435，兩兩相鄰的第三透鏡43分別通過(guò)接合面部434相互緊密頂?shù)?，且借該觸抵面部435連設(shè)該第二透鏡42的外表面部426而呈一圍繞所述第二透鏡42的環(huán)形。配合圖8所示，本實(shí)施例中，發(fā)光元件組3通過(guò)具有三種不同焦點(diǎn)的復(fù)眼式透鏡讓照射光的照射角度更為聚集以達(dá)到多樣的指向效果。以照射一立體區(qū)域?yàn)槔?，因?yàn)榱Ⅲw的照射區(qū)域需要較為多樣的指向性，因此通過(guò)設(shè)計(jì)不同焦點(diǎn)的復(fù)眼式透鏡除了可以將光線更為匯聚以外，還可借此調(diào)整聚光區(qū)域的大小及照射光入射的角度，增加照射區(qū)域所接受的照射光功率，以滿(mǎn)足不同聚光面積的需求，增加聚光面積的擴(kuò)充性。參閱圖9及圖10，本發(fā)明第三較佳實(shí)施例與第一較佳實(shí)施例的差異在于該第一透鏡41的第一入光面411與第一出光面412的外周緣呈矩形，該聚焦模塊4包括數(shù)個(gè)第二透鏡42，每一第二透鏡42具有一形狀與該第一透鏡41的第一圍繞面413相配合的內(nèi)表面427，兩兩相鄰的第二透鏡42分別通過(guò)內(nèi)表面427(如圖10所示)夾設(shè)第一透鏡41。本實(shí)施例中，聚焦模塊4可以針對(duì)長(zhǎng)條形的照射區(qū)域，讓復(fù)眼式透鏡是以外周緣呈矩形的一第一透鏡41與輪廓呈長(zhǎng)條弧形的兩個(gè)第二透鏡42為一基本設(shè)計(jì)單元，再依照射區(qū)域的面積選取適當(dāng)?shù)幕驹O(shè)計(jì)單元數(shù)量組成相配合的復(fù)眼式透鏡組。也就是說(shuō)，透鏡的組合可以依照不同照射區(qū)域的形狀及面積而采用不同形狀的透鏡，借由豐富的擴(kuò)充性，讓照射的功率更為平均及提高，進(jìn)而達(dá)到更好的照射效果。綜上所述，與單一透鏡相比，通過(guò)數(shù)個(gè)分別具有不同焦點(diǎn)的透鏡所組成的復(fù)眼式透鏡，因其使用透鏡的尺寸較小，除了組裝較為方便之外，還可以節(jié)省透鏡模具的制造成本。另外，若是照射區(qū)域?yàn)榱Ⅲw或是形狀較為特殊時(shí)，通過(guò)變更不同焦點(diǎn)的透鏡，可以任意的組合以改變聚光區(qū)域的形狀、大小及照射的指向性，特別適合用在客制化的用途上，所以確實(shí)能達(dá)成本發(fā)明的目的。但以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即凡依本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)及發(fā)明說(shuō)明內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明 的范圍。
權(quán)利要求
1.一種大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置，包含一發(fā)光元件組及一聚焦模塊；其特征在于該聚焦模塊包括至少一具有一第一焦點(diǎn)的第一透鏡，及至少一具有一第二焦點(diǎn)的第二透鏡，該第一透鏡包括一鄰近該發(fā)光兀件組的第一入光面、一與該第一入光面相間隔的第一出光面及一連接該第一入光面與第一出光面的第一圍繞面，該第二透鏡連設(shè)于該第一透鏡的部分第一圍繞面且具有一鄰近該發(fā)光元件組的第二入光面、一與該第二入光面相間隔的第二出光面及一連接該第二入光面與第二出光面的第二圍繞面；該發(fā)光元件組分別照光于該第一透鏡的第一入光面及該第二透鏡的第二入光面，且通過(guò)該第一出光面及第二出光面而匯聚于第一焦點(diǎn)及第二焦點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置，其特征在于該聚焦模塊包括數(shù)個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡的第二圍繞面具有二相間隔的連接面部及一連接所述連接面部的內(nèi)表面部，該內(nèi)表面部連設(shè)于該第一透鏡的第一圍繞面，兩兩相鄰第二透鏡分別通過(guò)所述連接面部相互緊密頂?shù)帧?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置，其特征在于該第一透鏡的第一入光面及第一出光面的外周緣呈圓形，該聚焦模塊包括四個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡的第二入光面與第二出光面的輪廓呈長(zhǎng)條弧形，兩兩相鄰的第二透鏡通過(guò)所述二連接面部相互緊密頂?shù)侄B成一圍繞連接該第一透鏡的環(huán)形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置，其特征在于每一第二透鏡的第二圍繞面還具有一與該內(nèi)表面部相間隔的外表面部，該聚焦模塊還包括八個(gè)分別具有一第三焦點(diǎn)的第三透鏡，每一第三透鏡包括一鄰近該發(fā)光元件組的第三入光面、一與該第三入光面相間隔的第三出光面及一連接該第三入光面與第三出光面的第三圍繞面，每一第三圍繞面具有二相間隔的接合面部及一連接所述接合面部的觸抵面部，兩兩相鄰的第三透鏡分別通過(guò)所述接合面部相互緊密頂?shù)郑宜龅谌哥R的觸抵面部分別連設(shè)于該第二透鏡的外表面部而呈一圍繞所述第二透鏡的環(huán)形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置，其特征在于該第一透鏡的第一入光面與第一出光面的外周緣呈矩形，該聚焦模塊包括兩個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡具有一形狀與該第一透鏡的第一圍繞面相配合的內(nèi)表面，且所述第二透鏡分別通過(guò)內(nèi)表面夾設(shè)該第一透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置，其特征在于該發(fā)光元件組具有數(shù)個(gè)并排成一平面的發(fā)光二極管。
7.—聚焦模塊，其特征在于該聚焦模塊包含至少一具有一第一焦點(diǎn)的第一透鏡及至少一具有一第二焦點(diǎn)的第二透鏡，該第一透鏡包括一第一入光面、一與該第一入光面相間隔的第一出光面及一連接該第一入光面與第一出光面的第一圍繞面；該第二透鏡連設(shè)于該第一透鏡的部分第一圍繞面且包括一第二入光面、一與該第二入光面相間隔的第二出光面及一連接該第二入光面與第二出光面的第二圍繞面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚焦模塊，其特征在于該聚焦模塊包含數(shù)個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡的第二圍繞面具有二相間隔的連接面部及一連接所述連接面部的內(nèi)表面部，該內(nèi)表面部連設(shè)于該第一透鏡的第一圍繞面，兩兩相鄰第二透鏡分別通過(guò)所述連接面部相互緊密頂?shù)帧?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚焦模塊，其特征在于該第一透鏡的第一入光面及第一出光面的外周緣呈圓形，該聚焦模塊包括四個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡的第二入光面與第二出光面的輪廓呈長(zhǎng)條弧形，兩兩相鄰的第二透鏡分別通過(guò)所述連接面部相互緊密頂?shù)侄B成一圍繞連接該第一透鏡的環(huán)形。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚焦模塊，其特征在于每一第二透鏡的第二圍繞面還具有一與該內(nèi)表面部相間隔的外表面部，該聚焦模塊還包括八個(gè)分別具有一第三焦點(diǎn)的第三透鏡，每一第三透鏡包括一鄰近該發(fā)光兀件組的第三入光面、一與該第三入光面相間隔的第三出光面及一連接該第三入光面與第三出光面的第三圍繞面，每一第三圍繞面具有二相間隔的接合面部及一連接所述接合面部的觸抵面部，兩兩相鄰的第三透鏡分別通過(guò)所述接合面部相互緊密頂?shù)?，且所述第三透鏡的觸抵面部分別連設(shè)于該第二透鏡的外表面部而呈一圍繞所述第二透鏡的環(huán)形。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚焦模塊，其特征在于該第一透鏡的第一入光面與第一出光面的外周緣呈矩形，該聚焦模塊包括兩個(gè)第二透鏡，每一第二透鏡具有一形狀與該第一透鏡的第一圍繞面相配合的內(nèi)表面，所述第二透鏡分別通過(guò)內(nèi)表面夾設(shè)該第一透鏡。
全文摘要
一種大型多光源復(fù)眼式聚光透鏡裝置，包含一發(fā)光元件組及一聚焦模塊。聚焦模塊包括至少一具有一第一焦點(diǎn)的第一透鏡，及至少一具有一第二焦點(diǎn)的第二透鏡，第一透鏡包括一第一入光面、一與第一入光面相間隔的第一出光面及一連接第一入光面與第一出光面的第一圍繞面。第二透鏡連設(shè)于第一透鏡的部分第一圍繞面，且具有一鄰近發(fā)光元件組的第二入光面及第二出光面；發(fā)光元件組分別照光于第一透鏡的第一入光面及第二透鏡的第二入光面，且通過(guò)第一出光面及第二出光面而匯聚于第一焦點(diǎn)及第二焦點(diǎn)。
文檔編號(hào)F21V5/04GK102927525SQ201110228950
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
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