全效集光方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种全效集光方法，是令一初级透镜的有效入光角度等于或大于发光源的出光角度，并使该初级透镜的出光角度等于或小于终端透镜的有效入光角度；藉此，即可将发光源散射的所有光线经该初级透镜全数收集，并转换成为供终端透镜的有效入光角度范围内的光线，达到提升该终端透镜投射而出的光线亮度。
【专利说明】全效集光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种全效集光方法，尤其是指一种能提升该投射而出的光线亮度的创新方法。
【背景技术】
[0002]发光二极管(light emitting diode, LED)及表面粘着型发光二极管(surface-mount device light emitting diode, SMD LED)的出光角度均有其既定的范围值，若用户端需求的出光角度不在该既定的范围值内时，则必须委托制造厂另外客制化生产制造，只是制造厂为维持其生产成本与在经济效益的考量下，通常会抬高售价并要求需采购一定的数量；但此却造成用户端购买成本提高，而且常有用户端需求的数量远不及制造厂设定购买的数量，于是用户端常因此迟迟无法下单。
[0003]又，正因上述的情形，导致目前市面上所见的应用LED的相关产品，在实际的应用上，均需搭配一反射元件，以将LED外围微弱的散射光线通过反射元件的反射集中投射而出；然而原本即微弱的散射光线在经反射元件的反射后，将使亮度衰减，对于提升LED的整体出光亮度相当有限。
[0004]于是，本案发明人有鉴于此，故而秉持多年该相关行业的丰富设计开发及实际制作经验，进一步研究创新，提供一种能达到更佳的出光效率的全效集光方法。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的，是提供一种全效集光方法，其主要是通过将发光源散射的所有光线全数收集，并将所收集的光线的投射角度转换成为在终端透镜的有效入光角度范围内，以在所有光线均被收集不浪费的情形下，达到提升自终端透镜投射而出的光线亮度的效果。
[0006]上述本发明的主要目的与功效，是由以下的具体技术手段所达成:
[0007]一种全效集光方法，是令一初级透镜的有效入光角度等于或大于发光源的出光角度，并使该初级透镜投射而出的光线的出光角度等于或小于终端透镜的有效入光角度；藉此，即可将发光源散射的所有光线经该初级透镜全数收集，并转换成为供终端透镜的有效入光角度范围内的光线，达到提升该终端透镜投射而出的光线亮度的目的。
[0008]如上所述本发明的全效集光方法，其中，在初级透镜与终端透镜之间可进一步设置至少一中间透镜；当仅设置一中间透镜时，该初级透镜投射而出的光线的出光角度等于或小于中间透镜的有效入光角度，该中间透镜投射而出的光线的出光角度等于或小于终端透镜的有效入光角度；当设置多个中间透镜时，该初级透镜投射而出的光线的出光角度等于或小于第一中间透镜的有效入光角度，该第一中间透镜投射而出的光线的出光角度等于或小于第二中间透镜的有效入光角度，依此类推，至最终的中间透镜投射而出的光线的出光角度等于或小于终端透镜的有效入光角度；如此设置，即使经过多级透镜集光、投射，仍可将发光源投射而出的光线全数收集。[0009]如上所述本发明的全效集光方法，其中，该发光源为发光二极管(LED)或表面粘着型发光二极管(SMD LED)其中之一。
[0010]如上所述本发明的全效集光方法，其中，终端透镜的出光面上形成有相互交叉的X轴向棱线及Y轴向棱线，将出光面依顺时针方向划分出第一~四区域曲面，在X轴向棱线上任意二点的Y轴向曲率均相同，在Y轴向棱线上任意二点的X轴向曲率均相同，而第一~四区域曲面中的X轴向曲率相等。
[0011]如上所述本发明的全效集光方法，其中，终端透镜的出光面上的第一~四区域曲面中的X轴向曲率不相等。
[0012]如上所述本发明的全效集光方法，其中，终端透镜的出光面上的第一~四区域曲面中的Y轴向曲率相等。
[0013]如上所述本发明的全效集光方法，其中，终端透镜的出光面上的第一~四区域曲面中的Y轴向曲率不相等。
[0014]如上所述本发明的全效集光方法，其中，终端透镜的出光面上的第一、二区域曲面间的X轴向棱线或第三、四区域曲面间的X轴向棱线与X轴间具有一夹角。
[0015]如上所述本发明的全效集光方法，其中，该夹角的角度介于0-30度之间。
[0016]如上所述本发明的全效集光方法，其中，当终端透镜的出光面上的第一~四区域曲面中的X、Y轴向曲率均相等时，可进一步在终端透镜的出光面侧再设置一光形透镜。
[0017]本发明的全效集光方法与现有相较，至少具有如下优点:
[0018]本发明的方法，其的初级透镜的有效入光角度等于或大于发光源的出光角度，因此不论发光源是采用发光二极管(LED)或表面粘着型发光二极管(SMD LED)而有不同的发光角度，均可将可将发光源散射的所有光线经该初级透镜全数收集，并转换成为所需的出光角度，无须再仰赖发光二极管制造商生产昂贵的客制化产品，也不再受限于既有的发光二极管或表面粘着型发光二极管的出光角度。
[0019]本发明的方法，其的初级透镜的有效入光角度等于或大于发光源的出光角度，而其出光角度等于或小于终端透镜的有效入光角度，因此可将发光源散射的所有光线经该初级透镜全数收集后，转换成为供终端透镜的有效入光角度范围内的光线，而达有效提升该发光源投射而出的光线亮度的目的。
[0020]本发明的方法，即使在初级透镜与终端透镜之间设有一个以上的中间透镜，因前一级的透镜的出光角度等于或小于下一级透镜的有效入光角度，故仍然能有效全数收集发光源投射而出的光线。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中:
[0022]图1为本发明的全效集光方法的其一较佳实施例示意图；
[0023]图2为本发明的全效集光方法的其二较佳实施例示意图；
[0024]图3为本发明的终端透镜出光面的构造示意图；
[0025]图4为以本发明的全效集光方法搭配出光面曲率相同的终端透镜的光形投射状态不意图；[0026]图5为以本发明的全效集光方法搭配光形透镜的光形投射状态示意图；
[0027]图6为以本发明的全效集光方法搭配其一出光面曲率不相同的终端透镜的光形投射状态示意图；
[0028]图7为以本发明的全效集光方法搭配其二出光面曲率不相同的终端透镜的光形投射状态示意图；
[0029]图8为本发明的全效集光方法的另一较佳实施例示意图。
[0030]附图标号:
[0031]I发光源2初级透镜
[0032]3终端透镜31出光面
[0033]311 X轴向棱线312 Y轴向棱线
[0034]313~316第一~四区域曲面
[0035]4光形透镜5中间透镜
【具体实施方式】
[0036]为令本发明所运用的技术内容、发明目的及其达成的功效有更完整且清楚的揭露，兹于下详细说明之，并请一并参阅所揭的图式及图号:`[0037]请参看图1，为本发明之全效集光方法的其一较佳实施例示意图。该其一方法是使用发光二极管(light emitting diode, LED)为发光源I,在该发光源I的出光侧设一初级透镜2，该初级透镜2的出光侧设终端透镜3，令初级透镜2的有效入光角度等于或大于发光源I的出光角度，并使该初级透镜`2投射而出的光线的出光角度等于或小于终端透镜3的有效入光角度。
[0038]如此一来，即可将发光源I投射而出的所有光线经该初级透镜2全数收集，并通过该初级透镜2将所收集的光线转换成为投射进入终端透镜3的有效入光角度范围内的光线，达到提升该终端透镜3投射而出的光线亮度的目的。
[0039]请参看图2，为本发明的全效集光方法的其二较佳实施例示意图。该其二方法与其一方法相同，其差异仅在该其二方法是使用表面粘着型发光二极管(surface-mountdevice light emitting diode, SMD LED)为发光源I。由于该初级透镜2的有效入光角度等于或大于发光源I的出光角度，因此，出光角度较大的表面粘着型发光二极管的发光源1，其投射而出的光线仍然可以全数进入初级透镜2，且为初级透镜2转换成为投射进入终端透镜3的有效入光角度范围内的光线，达到提升该终端透镜3投射而出的光线亮度的目的。
[0040]此外，本发明的方法，可进一步通过终端透镜3其出光面31的曲率的变化，调整终端透镜3投射而出的光线的光形。
[0041]其中，请参看图3，是在终端透镜3的出光面31上形成有相互交叉的X轴向棱线311及Y轴向棱线312，将出光面依顺时针方向划分出第一~四区域曲面313~316，在X轴向棱线311上任意二点的Y轴向曲率均相同，在Y轴向棱线312上任意二点的X轴向曲率均相同，而第一~四区域曲面313~316中的X轴向曲率相等；或不相等；及Y轴向曲率相等；或不相等。在图4所示的实施例中，第一~四区域曲面313~316中的X轴向曲率及Y轴向曲率均相等；参看图5，是进一步在终端透镜3的出光面侧再设置一光形透镜4，以利用该光形透镜4的折射，使投射而出的光线成为所需的光形。
[0042]请再参看图3、图6、图7，揭示改变该终端透镜3的出光面31上的第一~四区域曲面313~316中的X轴向曲率或Y轴向曲率时，投射而出的光形变化模拟情形。
[0043]另，在实际的使用上，可再进一步在终端透镜3的出光面31上的第一、二区域曲面313、314间的X轴向棱线311或第三、四区域曲面315、316间的X轴向棱线311与X轴间具有一夹角Θ，该夹角Θ的角度介于0-30度之间。
[0044]请参看图8，其揭示本方法的另一较佳实施例。在该实施例中，主要是在初级透镜2与终端透镜3之间进一步设置至少一中间透镜5。其中，当初级透镜2与终端透镜3之间仅设置一中间透镜5时，是令该初级透镜2投射而出的光线的出光角度等于或小于中间透镜5的有效入光角度，该中间透镜5投射而出的光线的出光角度等于或小于终端透镜3的有效入光角度；而当初级透镜2与终端透镜3之间设置有多个中间透镜5时，该初级透镜2投射而出的光线的出光角度等于或小于第一中间透镜5的有效入光角度，该第一中间透镜5投射而出的光线的出光角度等于或小于第二中间透镜5的有效入光角度，依此类推，至最终的中间透镜5投射而出的光线的出光角度等于或小于终端透镜3的有效入光角度；亦即令前一级的透镜的出光角度等于或小于下一级透镜的有效入光角度，如此，即使发光源I的投射而出的光线经过多级透镜集光、投射，仍可确保将发光源I投射而出的光线全数收集再投射而出。
[0045]以上所举者仅为本发明的部份实施例，并非用以限制本发明，依本发明的创意精神及特征，稍加变化修饰而成者，`亦应包括在本专利范围之内。
【权利要求】
1.一种全效集光方法，其特征在于，是令一初级透镜的有效入光角度等于或大于发光源的出光角度，并使所述初级透镜投射而出的光线的出光角度等于或小于终端透镜的有效入光角度。
2.如权利要求1所述的全效集光方法，其特征在于，在所述初级透镜与终端透镜之间设置至少一中间透镜，且令前一级的透镜的出光角度等于或小于下一级透镜的有效入光角度。
3.如权利要求1或2所述的全效集光方法，其特征在于，所述发光源为发光二极管或表面粘着型发光二极管。
4.如权利要求3所述的全效集光方法，其特征在于，所述终端透镜的出光面上形成有相互交叉的X轴向棱线及Y轴向棱线，将出光面依顺时针方向划分出第一~四区域曲面，在所述X轴向棱线上任意二点的Y轴向曲率均相同，在所述Y轴向棱线上任意二点的X轴向曲率均相同，所述第一~四区域曲面中的X轴向曲率相等；或不相等；所述第一~四区域曲面中的Y轴向曲率相等；或不相等。
5.如权利要求4所述的全效集光方法，其特征在于，在所述第一~四区域曲面中的X轴向曲率相等及所述第一~四区域曲面中的Y轴向曲率相等下，在所述终端透镜的出光面侧再设置一光形透镜。
6.如权利要求5所述的全效集光方法，其特征在于，所述终端透镜的出光面上的第一、二区域曲面间的X轴向棱线或第三、四区域曲面间的X轴向棱线与X轴间具有一夹角。
7.如权利要求6所述的全效集光方法，其特征在于，所述夹角的角度介于0-30度之间。
8.如权利要求4所述的全效集光方法，其特征在于，所述终端透镜的出光面上的第一、二区域曲面间的X轴向棱线或第三、四区域曲面间的X轴向棱线与X轴间具有一夹角。
9.如权利要求8所述的全效集光方法，其特征在于，所述夹角的角度介于0-30度之间。
【文档编号】F21V5/04GK103672727SQ201210358314
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月24日 优先权日:2012年9月24日
【发明者】黄国进 申请人:黄国进