专利名称：透镜及发光二极管模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学元件，特别是指一种透镜及应用该透镜的发光二极管模组。
背景技术：
作为一种新兴的光源，发光二极管凭借其发光效率高、体积小、重量轻、环保等优点，已被广泛地应用到当前的各个领域当中，大有取代传统光源的趋势。然而，发光二极管近似于一个点光源，其出射光线具有一定的发散角，不加光学设计则难用于远距离照明。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够缩小光源发散角的透镜，以及使用该透镜的发光
二极管模组。一种透镜，其包括一底面、一与所述底面相对的出光面以及连接所述底面与出光面的反射侧面。所述出光面包括位于其中央的第一出光面及环绕该第一出光面的第二出光面。所述底面具有一收容槽，该收容槽的内壁为透镜的入射面，该入射面包括与所述第一出光面对应的第一入射面及与所述第二出光面对应的第二入射面。所述第一入射面与第一出光面组成一凸透镜部，所述反射侧面为一抛物面，该凸透镜部与反射侧面具有相同的中心轴及相同的焦点，且该焦点位于收容槽内。一种发光二极管模组，其包括发光二极管及与其搭配的透镜。该透镜包括一底面、 一与所述底面相对的出光面以及连接所述底面与出光面的反射侧面。所述出光面包括位于其中央的第一出光面及环绕该第一出光面的第二出光面。所述底面具有一收容槽，该收容槽的内壁为透镜的入射面，该入射面包括与所述第一出光面对应的第一入射面及与所述第二出光面对应的第二入射面。所述第一入射面与第一出光面组成一凸透镜部，所述反射侧面为一抛物面，该凸透镜部与反射侧面具有相同的中心轴及相同的焦点，且该焦点位于收容槽内。所述发光二极管收容于所述收容槽内且设于所述焦点处，所述发光二极管发出的一部分光线从所述第一入射面进入透镜从第一出光面射出，另一部分光线从第二入射面进入透镜后，经反射侧面反射从第二出光面射出。与现有技术相比，由于所述凸透镜部与所述反射侧面具有相同的中心轴及相同的焦点，所述发光二极管发出的光线不管是通过凸透镜部折射，还是通过反射侧面反射后从第二出光面出射均近似为平行光，因此，透镜的出射光线具有很小的发散角。
图1为本发明实施方式提供的透镜的立体示意图。图2为本发明实施方式提供的发光二极管模组的剖视图。主要元件符号说明发光二极管模组100电路板10
发光二极管20
封装基座21
发光二极管芯片22
封装体23
透镜30
底面31
出光面32
反射侧面33
入射面34
第一表面211
第二表面212
收容槽311
第一出光面321
第二出光面322
第一入射面341
第二入射面34具体实施例方式以下将结合附图对本发明作进一步的详细说明。请参阅图1及图2，本发明实施方式提供的发光二极管模组100包括电路板10、设置在电路板10上的发光二极管20及罩设在发光二极管20上的透镜30。本实施方式中，所述发光二极管20包括封装基座21、发光二极管芯片22及封装体 23。所述封装基座21具有相对的第一表面211及第二表面212，其中，所述第二表面212面向所述电路板10。所述发光二极管芯片22贴设在封装基座21的第一表面211上，所述封装体23形成在封装基座21的第一表面211上并包覆所述发光二极管芯片22。所述封装体23的可选自环氧树脂、硅树脂等中的一种或几种的混合。所述封装体23内还可掺杂有荧光粉，所述荧光粉可选自钇铝石榴石、铽钇铝石榴石、氮化物、硫化物及硅酸盐中的一种或几种的组合。所述发光二极管20可通过表面贴装等方式固定到电路板10上，并与电路板10电连接。所述透镜30包括一面向电路板10的底面31、一与所述底面31相对的出光面32 以及连接所述底面31与出光面32的反射侧面33。本实施方式中，所述底面31和出光面 32均为圆形，所述反射侧面33为一具有反射能力的抛物面。所述出光面32包括位于其中央的第一出光面321及环绕该第一出光面321的第二出光面322。本实施方式中，所述第一出光面321为一凸面，所述第二出光面322为一平面。所述第一出光面321与反射侧面33具有相同的中心轴，所述第二出光面322与所述第一出光面321的中心轴垂直。所述底面31中央具有一收容槽311，所述发光二极管20收容于该收容槽311中。 由于发光二极管20收容在该收容槽311中，一方面，所述透镜30的底面31可通过粘胶等直接固定在电路板10上，从而无需采用其他支撑结构来固定透镜30 ；另一方面，发光二极管20几乎所有的出射光均能入射到透镜30中。所述收容槽311的内壁组成透镜30的入射面34，该入射面34包括与所述第一出光面321对应的第一入射面341及与所述第二出光面322对应的第二入射面342。本实施方式中，所述收容槽311为圆柱状，所述第一入射面341是位于收容槽311的顶部的平面，所述第二入射面342位于收容槽311的侧面。所述发光二极管20入射到第一入射面341的光线会从所述第一出光面321出射，所述发光二极管20入射到第二入射面342的光线经过透镜30的反射侧面33反射后从所述第二出光面322出射。所述反射侧面33的反射能力可通过在反射侧面33上涂镀反射膜达成，或利用全反射原理达成，即，使发光二极管20入射到反射侧面33上的光线的入射角均大于透镜30 材料的全反射临界角。所述第一入射面341与第一出光面321组成一凸透镜部，该凸透镜部与所述反射侧面33具有相同的中心轴及相同的焦点，且该焦点位于收容槽311内，所述发光二极管20 设于所述凸透镜部与所述反射侧面33的焦点处，如此，发光二极管20发出的一部分光线经过凸透镜部折射后大致成为平行光，另一部分光线经过反射侧面33反射后也大致成为平行光。为避免所述发光二极管20发出的光线未经反射侧面33反射，而直接从所述第二出光面322出射，本实施方式中，所述第一出光面321的边缘到透镜30的底面31的距离小于第二出光面322到透镜30的底面31的距离，且所述发光二极管20的发光二极管芯片22 上任一点与第一出光面321的边缘的连线均与反射侧面33相交。另外，为使经反射侧面33反射得到的平行光均能够从第二出光面322直接出射， 本实施方式中，所述反射侧面33与底面31连接的一端的直径小于第二出光面322的内径。本实施方式中，由于所述凸透镜部与所述反射侧面33具有相同的中心轴及相同的焦点，所述发光二极管20发出的光线不管是通过凸透镜部折射，还是通过反射侧面33反射后从第二出光面322出射均近似为平行光，因此，透镜30的出射光线具有很小的发散角。可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种像应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种透镜，其特征在于该透镜包括一底面、一与所述底面相对的出光面以及连接所述底面与出光面的反射侧面，所述出光面包括位于其中央的第一出光面及环绕该第一出光面的第二出光面，所述底面具有一收容槽，该收容槽的内壁为透镜的入射面，该入射面包括与所述第一出光面对应的第一入射面及与所述第二出光面对应的第二入射面，所述第一入射面与第一出光面组成一凸透镜部，所述反射侧面为一抛物面，该凸透镜部与反射侧面具有相同的中心轴及相同的焦点，且该焦点位于收容槽内。
2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于所述第二出光面为一平面且与反射侧面的中心轴垂直。
3.如权利要求1所述的透镜，其特征在于所述第一出光面为一凸面，所述第一入射面为一平面。
4.如权利要求1所述的透镜，其特征在于所述收容槽为圆柱状，所述第一入射面位于收容槽的顶部，所述第二入射面位于收容槽的侧面。
5.如权利要求1所述的透镜，其特征在于所述反射侧面上涂镀有反射膜。
6.如权利要求1所述的透镜，其特征在于所述反射侧面的反射能力通过全反射原理达成。
7.如权利要求3所述的透镜，其特征在于所述第一出光面的边缘到透镜的底面的距离小于第二出光面到透镜的底面的距离，且所述焦点与第一出光面的边缘的连线与反射侧面相交。
8.如权利要求1所述的透镜，其特征在于所述反射侧面与底面连接的一端的直径小于第二出光面的内径。
9.一种发光二极管模组，包括发光二极管及与其搭配的透镜，其特征在于该透镜为权利要求1-8中任一项所述的透镜，所述发光二极管收容于所述收容槽内且设于所述焦点处，所述发光二极管发出的一部分光线从所述第一入射面进入透镜从第一出光面射出，另一部分光线从第二入射面进入透镜后，经反射侧面反射从第二出光面射出。
10.如权利要求9所述的发光二极管模组，其特征在于所述发光二极管模组还包括一电路板，所述发光二极管及透镜均固定在该电路板上。
全文摘要
本发明涉及一种透镜，其包括一底面、一与所述底面相对的出光面以及连接所述底面与出光面的反射侧面。所述出光面包括位于其中央的第一出光面及环绕该第一出光面的第二出光面。所述底面具有一收容槽，该收容槽的内壁为透镜的入射面，该入射面包括与所述第一出光面对应的第一入射面及与所述第二出光面对应的第二入射面。所述第一入射面与第一出光面组成一凸透镜部，所述反射侧面为一抛物面，该凸透镜部与反射侧面具有相同的中心轴及相同的焦点，且该焦点位于收容槽内。本发明还涉及一种具有上述透镜的发光二极管模组。
文档编号F21V5/04GK102410492SQ20101028947
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者张秀萍 申请人:富士迈半导体精密工业(上海)有限公司, 沛鑫能源科技股份有限公司