专利名称：照明装置及光学元件固定结构的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种照明装置，且特别是有关于一种具有光学元件固定 结构的照明装置。
背景技术：
发光二极管(LED, Light Emitting Diode)主要为 一种利用III-V族或II -IV族化合物半导体材料所构成的发光元件。由于发光二极管发光的原理与传统 鵠丝灯泡有所不同，相对于鵠丝灯泡易于耗费电力、散发大量热量、不耐碰 撞及使用寿命较短等缺点，发光二极管则具有体积小、寿命长、驱动电压低、 反应速度快及耐震性佳等特性，因而广泛被应用在照明装置、交通号志、户 外广告牌、汽车光源等电子产品领域。在居家照明装置中，传统的台灯、桌灯或立灯主要采用寿命长、耗电量 少的省电灯管作为光源，但近年来发光二极管的技术突飞猛进，f然成为新 一代的照明光源。因此，各式各样的LED台灯渐渐商品化，更有厂商强调 防炫光护眼台灯以增加消费者的青睐。此种防炫光护眼台灯是利用装设在灯 罩下方的滤光片，以偏光原理过滤对眼睛造成伤害或干扰视力的反射光和炫 光，但相对地减低了照明的亮度。此外，为了让台灯内各个发光二极管所发出的点光源集合成一个面光源 且均匀照明在桌面上，常见以灯罩、反光片来收集可用的照明光线，而传统 上，透镜组是利用黏胶等物质黏贴于灯罩上，以提供理想的面光源来均匀照 明在桌面上。发明内容本发明提供一种照明装置，其利用透镜让各个发光二极管能均匀发光， 以提供理想的面光源。本发明提供一种光学元件固定结构，不需以背胶固定各个透镜在支撑片 上，以节省工时及降低不良率。本发明提供一种照明装置，包括多个发光二极管、多个透镜以及一支撑 板。这些发光二极管用以提供一照明光源。透镜配置于发光二极管的光路上， 这些透镜分别具有一本体以及至少一导入件，本体具有一入光面以及位于相 对侧的一出光面。此外，支撑板具有多个容置空间，用以固定这些透镜，其 中这些容置空间的一侧具有一嵌入部，以使导入件导入于各个嵌入部中，并 使这些透镜的本体配置于这些容置空间内。本发明又提供一种光学元件固定结构，适用于一照明装置，该照明装置 具有多个发光二极管，该光学元件固定结构包括多个透镜以及一支撑板，这 些透镜配置于这些发光二极管的光路上，这些透镜分别具有一本体以及至少 一导入件，该本体具有一入光面以及位于相对侧的一出光面。支撑板具有多 个容置空间，用以固定这些透镜，其中这些容置空间的一側具有一嵌入部， 以使导入件导入于各个嵌入部中，并使这些透镜的本体配置于这些容置空间 内。在本发明的一实施例中，导入件包括一平板部，该平板部延伸出该本体 之外。在本发明的一实施例中，这些透镜的入光面为一凹面结构。此外，入光 面可具有一光学紋路。在本发明的一实施例中，容置空间的底面具有一开口 ，而这些透镜本体 的出光面对应显露于该开口中。在本发明的一实施例中，这些透镜与这些发光二极管以一对一的型态或 一对多的型态配置。本发明的照明装置具有光学元件固定结构，其藉由支撑板将多个透镜配 置在多个发光二极管的光路上，以使发光二极管利用透镜折射光线来得到理 想均匀发光的面光源。此外，透镜不需以背胶固定在支撑板上，而是以容置 空间与透镜本体紧扣而固定，因此组装容易、重工率低而降低不良率。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并 配合所附图式，作详细i兌明如下。
图1是本发明一实施例的照明装置及其光学元件固定结构的示意图； 图2A是本发明的光学元件固定结构的上视示意图；图2B是本发明的光学元件固定结构的下视示意图；图3是透镜以一倾斜角度組装至支撑板上的剖面示意图。
具体实施方式
图1是本发明一实施例的照明装置及其光学元件固定结构的示意图。需 事先说明的是，本发明的照明装置虽以台灯作为一实施例，但亦可用在以发 光二极管作为照明光源的手电筒、计算机用的照明灯等。至于台灯的底座、 电源、电路板以及支撑灯罩的外观结构并非本发明的重点，仅以文字描述， 因此并未以图式呈现。请参考图1，照明装置100具有一个或多个发光二极管110，其配置在 电路板上，以接收由外部电源所提供的工作电流而发光。这些发光二极管110 例如是白光发光二极管，或是由红、绿、蓝光发光二极管所组成的发光元件， 本实施例中为朗伯式(Lambertian)发光二极管。发光二极管110以内部的 半导体芯片作为电极，再以透明的封胶材料包覆于半导体芯片之外，以形成 一发光区112，用以提供所需的照明光源。这些发光二极管110所发出的光 由点光源集合成一个面光源，以照明在物面上，而照明装置常见以遮光罩(灯 罩)120或配置在遮光罩120上的反光片来收集可用的照明光线，以增加照 明的亮度。在本实施例中，照明装置100具有由至少 一 个透镜130以及 一 支撑板140 所组成的光学元件固定结构，其配置于遮光罩120内，用以增加照明的亮度， 并使发光二极管110能均匀发光以提供理想的面光源。这些透镜130配置在 这些发光二极管110的光路上，而光线经由透镜130的入光面132入射之后， 再由位于相对侧的出光面134出射而均匀照明在物面上。值得注意的是，透镜130为一光学透镜具有控制发光角度及调整光形的 功效，支撑板140为一般可透光的材质，例如是透明的压克力，但亦可是玻 璃或其它可透光的材质。再者，发光二极管110发光时会使系统温度升高， 若这些透镜130以背胶的方式固定在支撑板140上时，背胶会受到高热的影 响而减少寿命，背胶的不良率增加也会造成重工率过高的问题，因此本发明 利用支撑板140上的固定机构来組装这些透镜130，不需使用背胶，以节省 工时及降低不良率。图2A是本发明的光学元件固定结构的上视示意图，而图2B是本发明的光学元件固定结构的下视示意图。图3是透镜以一倾斜角度组装至支撑板上的剖面示意图。请先参考图2A,在支撑板140上设有至少一个容置空间142,而这些容置空间142用以 固定各个透镜130于图1的发光二极管110的光路上。这些透镜130的入光 面132例如为具有一预定深度的凹面结构，因而发光二极管110的发光区112 可部分地容纳于此凹面结构中。此外，这些透4竟130的入光面132更可形成 类似同心圓、蜂窝图案或复眼图案的光学紋路，以使光线通过透镜130之后 的亮度均匀化。另外，这些透镜130的出光面134可为一平面或一曲面。这 些容置空间142的底面例如具有一开口 144，而各个透4竟130的出光面134 对应显露于开口 144中。在图2A中，这些容置空间142的一側具有类似导沟的嵌入部146,而 位于导沟的底部的二镂空区域C1、 C2 (见图2B)可让二导入件136以倾斜 的方式进入于导沟内，如此透镜130与容置空间142的可在最小的公差尺寸 下以紧配的方式固定。请参考图3，当透镜130以倾斜的方式导入时，透镜130具有一导入部 136,而导入部136包括一平板部138。平板部138延伸出透镜本体131之外， 并且平板部138的厚度小于等于嵌入部146可容纳的最大宽度，故平板部138 可导入于嵌入部146中。接着，透镜本体131相对于嵌入部146逆向旋转以 导正其入光面朝向正上方，再将透镜本体131压入于容置空间142内，即可 将透镜本体130紧扣于容置空间142内。在本实施例中，虽然图1所示的透镜130与发光二极管110的配置关系 为一对一，但一个透镜130对应多个发光二极管110的配置关系仍可具体实 施。当一个透镜130与多个发光二极管110 (例如2个或3个)以一对多的 型态配置时，每一个透镜130的面积至少能涵盖二个或二个以上的发光区 112。此外，图1中的发光二极管110除了位于中央区域的正向发光型态的 发光二极管之外，亦有位于周围区域的側向发光型态的发光二极管，其光线 可经由位于支撑板140上方的挡光片反射以及遮光罩120反射之后，而照明 在物面上，以使照明光线均匀化。因此，本发明的照明装置100不易造成刺 眼或酸痛，适合长时间阅读。当然，本发明的照明装置100亦可利用装设在 遮光罩120(灯罩)下方的滤光片(图中未示)，以偏光原理过滤对眼睛造成 伤害或干扰视力的反射光和炫光，以进一步保护眼睛。在上述实施例中，透镜本体131较佳以射出成形的方式与导入件136 — 体成形，而支撑板140较佳以模造成形的方式形成各个容置空间142及嵌入 部146。在其它实施例中，透镜本体131亦可藉由卡固结构、锁固结构或具 有简易、快速及重工容易的结构固定于支撑板140上，以提高組装的良率。综上所述，本发明的照明装置具有光学元件固定结构，其藉由支撑板将 多个透镜配置在多个发光二极管的光路上，以使发光二极管利用透镜折射光 线来得到理想均匀发光的面光源。此外，透镜不需以背胶固定在支撑板上， 而是以容置空间与透镜本体紧扣而固定，因此组装容易、重工率低而降低不 良率。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作 些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种照明装置，其特征是，包括至少一发光二极管，用以提供一照明光源；至少一透镜，配置于上述发光二极管的光路上，上述透镜分别具有一本体以及至少一导入件，上述本体具有一入光面以及位于相对侧的一出光面；以及一支撑板，上述支撑板具有至少一个容置空间，用以固定上述透镜，其中上述容置空间的一侧具有一嵌入部，以使上述导入件导入于各上述嵌入部中，并使上述透镜的本体配置于上述容置空间内。
2. 根据权利要求1所述的照明装置，其特征是，其中上述导入件包括一 平板部，上述平板部延伸.出上述本体之外。
3. 根据权利要求1所述的照明装置，其特征是，其中上述透镜的上述入 光面为 一 凹面结构或一 光学紋路。
4. 根据权利要求1所述的照明装置，其特征是，其中上述透镜的上述出 光面为一平面或一曲面。
5. 根据权利要求1所述的照明装置，其特征是，其中上述容置空间的底 面具有一开口，而上述透镜的上述出光面对应显露于上述开口。
6. 根据权利要求1所述的照明装置，其特征是，其中上述支撑板的材料 包括压克力。
7. 根据权利要求1所述的照明装置，其特征是，其中上述透镜与上述发 光二极管以 一 对 一 的型态配置。
8. 根据权利要求1所述的照明装置，其特征是，其中上述透镜与上述发 光二极管以一对多的型态配置。
9. 一种光学元件固定结构，适用于一照明装置，上述照明装置具有至少 一发光二极管，其特征是，上述光学元件固定结构包括至少一透镜，配置于上述发光二极管的光路上，上述透镜分别具有一本 体以及至少一导入件，上述本体具有一入光面以及位于相对侧的一出光面； 以及一支撑板，上述支撑板具有至少一个容置空间，用以固定上述透镜，其 中上述容置空间的一侧具有一嵌入部，以使上述导入件导入于各上述嵌入部中，并使上述透镜的本体配置于上述容置空间内。
10.根据权利要求9所述的光学元件固定结构，其特征是，其中上述导入 件包括一平板部，上述平板部延伸出上述本体之外。
全文摘要
一种具有光学元件固定结构的照明装置，包括多个发光二极管、多个透镜以及一支撑板。透镜配置于这些发光二极管的光路上，并具有至少一导入件，其中支撑板具有多个容置空间，而这些容置空间的一侧具有一嵌入部，以使导入件导入于各个嵌入部中，并使这些透镜本体配置于这些容置空间内。因此，本发明可轻易、快速固定透镜于支撑板上，以提高良率。
文档编号F21V17/10GK101334139SQ200710127070
公开日2008年12月31日 申请日期2007年6月28日 优先权日2007年6月28日
发明者刘千华, 陈秋嘉 申请人:华信精密股份有限公司