光学元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种光学元件，尤指一种使用于路灯的透镜。
【背景技术】
[0002]发光二极体(light emitting d1de, LED)为一种半导体元件,主要透过半导体化合物将电能转换为光能以达到发光效果，因此具有寿命长、稳定性高及耗电量小等优点，目前已被广泛地应用于居家、办公、室外与行动照明，并取代灯管及白炽灯泡等传统的非指向性发光源。
[0003]由于发光二极体为点状光源且具有高指向性，导致发光二极体的照射面相较于传统发光源窄小，若直接作为照明使用，必然会产生光线强度过于集中而造成人眼不适的现象。
[0004]因此，在多数的应用场合中，会在发光二极体上方或周围设置至少一个光学元件，来调整光线的分布状态，以改善光线强度过于集中的问题，并可依实际需求以调整光学元件的外型轮廓，以使光型符合应用需求。
[0005]在路灯的应用上，由于牵涉到行车安全，需要在路面上形成均匀的光强度分布，以便驾驶人在夜晚时可清楚地看到路面上各处的情况。为达到上述目的，传统的路灯的光强度峰值分布在离垂直方向60度左右，如此可使较多的光线斜向地由路面一侧向路面的中央投射，以使路面可接受到较为均匀的照明。虽然灯座向上倾斜可以提供均匀的照明，但同时使得光线直射到人眼的视线当中形成直接眩光，让人容易感到疲劳，并增加行车危险性。再者，发光二极体的高指向性将更会加深此问题的严重性。
【发明内容】
[0006]鉴于先前技术所述，本发明的目的在于，提供一种光学元件，所述光学元件用来改变通过的光线的光强度分布，并供应用于道路照明。
[0007]为达上述目的，本发明揭示内容提供一种光学元件，所述光学元件用以改变发光二极体发出的光线的光强度分布。光学元件包含一出光曲面及一位于出光曲面相反侧的底面，出光曲面及底面配合界定一负透镜部、二第一正透镜部及二第二正透镜部，第一正透镜部及第二正透镜部呈交错排列地环绕负透镜部，第一正透镜部具有一第一曲率，第二正透镜部具有一第二曲率，第二曲率大于第一曲率。
[0008]根据本发明的一实施方式，光学元件更包含一侧面，所述侧面连接底面及出光曲面。
[0009]根据本发明的一实施方式，底面形成有一朝向出光曲面的方向凹陷的凹槽，凹槽对应位于负透镜部下方。
[0010]根据本发明的一实施方式，由凹槽的剖面观之，凹槽大致呈弹头形。
[0011]根据本发明的一实施方式，由凹槽的剖面观之，凹槽包含一第一线段及一连接于第一线段的第二线段，第二线段设置邻近于出光曲面，第一线段的曲率大于第二线段的曲率。
[0012]根据本发明的一实施方式，底面形成有二朝向相反于出光曲面的方向凸出的凸柱。
[0013]根据本发明的一实施方式，凸柱对应位于第二正透镜部下方。
[0014]根据本发明的一实施方式，凸柱成圆柱状。
[0015]根据本发明的一实施方式，由光学元件的俯视角度观之，底面大致呈矩形。
[0016]根据本发明的一实施方式，光学元件为一体成型。
[0017]通过上述，本发明光学元件可用来改变通过的光线的光强度分布，并供应用于道路照明。
【附图说明】
[0018]图1为本发明揭示内容的光学元件的一立体图。
[0019]图2为本发明揭示内容的光学元件的另一立体图。
[0020]图3为本发明揭示内容的光学元件的顶视图。
[0021]图4为本发明揭示内容的光学元件的底视图。
[0022]图5为本发明揭示内容的光学元件的一剖视图。
[0023]图6为本发明揭示内容的光学元件的另一剖视图。
[0024]图7为对应通过本发明揭示内容光学元件的光线的配光曲线图。
【具体实施方式】
[0025]请参考随附图示，本发明的以上及额外目的、特征及优点将透过本发明的较佳实施例的以下阐释性及非限制性详细描叙予以更好地理解。
[0026]配合参阅图1及图2，分别为本发明揭示内容的光学元件的剖视图。光学元件I用以改变发光二极体5 (如图5所不)发出的光源的光强度分布。发光二极体5具有一光轴，光学元件I的中心轴与所述光轴重合。
[0027]光学元件I的外型大致呈矩形，光学元件I系使用透光树脂，例如为环氧树脂或、硅树脂、玻璃或上述材料的组合物通过射出或压模等方式做而成，且较佳地，光学元件I系一体成型。光学元件I包含一出光曲面10、一位于出光曲面10相反侧的底面12，以及一连接出光曲面10及底面12的侧面14。
[0028]出光曲面10及底面12配合界定一负透镜部2、二第一正透镜部3及二第二正透镜部4。负透镜部2会使得通过的光线具有较大的发散角度，第一正透镜部3及第二正透镜部4会使得通过的光线具有较小的发散角度。
[0029]配合参阅图3，为本发明揭示内容的光学元件的顶视图。由光学元件I的顶视角度观之，光学元件I大致呈矩形。第一正透镜部3及第二正透镜部4呈交错排列地环绕负透镜部2，第一正透镜部3具有一第一曲率半径Rl (如图5所示)，第二正透镜部4具有一第二曲率半径R2(如图6所示)，第二曲率半径R2大于第一曲率半径R1。申言之，第一正透镜部3的曲率小于第二正透镜部4的曲率。在此要说明的是，由于第二曲率小于第一曲率，故光线通过第一正透镜部3的曲折角度会大于通过第二正透镜部4的光线的曲折角度。
[0030]配合参阅图4，分别为本发明揭示内容的光学元件的底视图。由光学元件I的仰视角度观之，光学元件I大致呈矩形，且更佳地，光学元件I呈具圆角修饰的矩形。复参阅图5及图6，底面12形成有一朝向出光曲面10的方向凹陷的凹槽120 ;从凹槽120的剖面观之，凹槽120大致呈半圆形。更精确地，凹槽120包含一第一线段122及一连接于第一线段122的第二线段124，第二线段124设置较靠近于出光曲面10，第一线段122的曲率大于第二线段124的曲率。所述凹槽12对应位于负透镜部2的下方。
[0031]发光二极体5主要设置在凹槽120中，并朝向第一线段122及第二线段124的方向发出光线。在此要说明的是，由于第一线段122的曲率大于第二线段124的曲率，故光线通过第一线段122进入光学元件I被曲折的角度会小于光线通过第二线段124进入光学元件I被曲折的角度，藉以使发光二极体5发出的光线能够传递至整个光学元件1，通过光学元件I的光线的配光曲线如图7所示。在图7中，发光二极体5及光学元件I是摆在图中所示的圆心位置，且发光二极体5面向图中O度的方向，且发光二极体5的光轴与O度轴重合，其中发光二极体5的光轴指的是发光二极体5发出的光线在空间中分布的对称轴。在图7中所标示的配光曲线LI及L2分别用以表示通过光学元件I的光线在O度及90度轴向的光强度分布；由配光曲线LI可以得知，通过光学元件I的O度轴向位置的光线主要会聚在O度两侧各55至60度的位置，由配光曲线L2可以得知，通过光学元件I的90度轴向的光线主要会聚在O度两侧各70至80度的位置。
[0032]此外，底面12形成有二朝向相反于出光曲面10的方向凸出的凸柱126，由图2所示的视角观之，凸柱126的外观呈圆柱状，实际实施时则不以此为限。所述凸柱126对应位于第二正透镜部4下方，如图5所示。所述凸柱126主要用以将光学元件I撑立于一平面S上。
[0033]然以上所述，仅为本发明的较佳实施例，当不能限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围意图保护的范畴。
【主权项】
1.一种光学元件，用以与一发光二极体搭配使用，该光学元件包含一出光曲面及一位于该出光曲面相反侧的底面，该出光曲面及该底面配合界定一负透镜部、二第一正透镜部及二第二正透镜部，所述第一正透镜部及所述第二正透镜部呈交错排列地环绕该负透镜部，所述第一正透镜部具有一第一曲率，所述第二正透镜部具有一第二曲率，该第二曲率小于该第一曲率。
2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，更包含一侧面，连接该底面及该出光曲面。
3.如权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，该底面形成有一朝向该出光曲面的方向凹陷的凹槽，该凹槽对应位于该负透镜部下方。
4.如权利要求3所述的光学元件，其特征在于，由该凹槽的剖面观之，该凹槽大致呈弹头形。
5.如权利要求3所述的光学元件，其特征在于，由该凹槽的剖面观之，该凹槽包含一第一线段及一连接于该第一线段的第二线段，该第二线段设置邻近于该出光曲面，该第一线段的曲率大于该第二线段的曲率。
6.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，该底面形成有二朝向相反于该出光曲面的方向凸出的凸柱。
7.如权利要求6所述的光学元件，其特征在于，所述凸柱对应位于所述第二正透镜部下方。
8.如权利要求7所述的光学元件，其特征在于，该凸柱呈圆柱状。
9.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，由该光学元件的俯视角度观之，该底面大致呈矩形。
10.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，该光学元件为一体成型。
【专利摘要】本发明公开了一种光学元件，包含一出光曲面及一位于出光曲面相反侧的底面，出光曲面及底面配合界定一负透镜部、二第一正透镜部及二第二正透镜部，第一正透镜部及第二正透镜部呈交错排列地环绕负透镜部，第一正透镜部具有一第一曲率，第二正透镜部具有一第二曲率，第二曲率小于第一曲率。本发明光学元件可用来改变通过的光线的光强度分布，并供应用于道路照明。
【IPC分类】F21Y101-02, F21V5-04
【公开号】CN104806974
【申请号】CN201410042014
【发明人】周万顺, 林明宪
【申请人】一诠精密电子工业(中国)有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2014年1月29日