透鏡及采用該透鏡的發光裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種光學元件，尤其設及一種可用于聚光的透鏡W及采用該透鏡的發 光裝置。
【背景技術】
[0002] 傳統的光源一般包括基板W及設置在基板上的發光元件。為了獲取更高的光強 度，通常會在基板上設置反光杯對發光元件發出的光線聚集。然而，經過反光杯反射后聚集 的光線的光強仍然不適用于對光強度要求較高的場合。如何提高光源的光強度成為業界亟 待解決的技術問題之一。
【發明內容】
[0003] 有鑒于此，有必要提供一種可提高光強度的透鏡W及使用該透鏡的發光裝置。
[0004] 一種透鏡，包括基部W及設置在基部上的聚光部，所述基部包括第一基部W及第 二基部，所述聚光部包括第一聚光部及第二聚光部，所述第一聚光部及第二聚光部分別自 所述第一基部及第二基部的同側向外延伸形成，所述第一聚光部具有第一光軸，所述第二 聚光部具有第二光軸，所述第一聚光部的第一光軸與第二聚光部的第二光軸呈角度設置并 且在延長線上相交。 陽〇化]一種發光裝置，包括上述透鏡W及與所述透鏡的聚光部對應設置的發光元件，且 所述發光元件的中屯、分別位于所述聚光部的光軸所在的直線上。
[0006] 本發明的透鏡及采用該透鏡的發光裝置中，由于所述透鏡的第一聚光部的第一光 軸及第二聚光部的第二光軸相交，從而使得自第一聚光部及第二聚光部沿著第一光軸附近 及第二光軸附近入射入透鏡的光線在透鏡的一側形成光強更高的光斑。
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發明的第一實施例的透鏡的立體示意圖。
[0008] 圖2為本發明第一實施例透鏡與發光元件組成的發光裝置的剖面示意圖，其中圖 2中的透鏡為圖1所示的透鏡沿II-II線的剖視圖。
[0009] 圖3為本發明的發光兀件的光強分布不意圖。
[0010] 圖4為本發明的第二實施例的透鏡的立體示意圖。
[0011] 圖5為本發明第二實施例的透鏡與發光元件組成的發光裝置的剖面示意圖，其中 圖5中的透鏡為圖4所示的透鏡沿著V-V線的剖視圖。
[0012] 圖6為本發明第=實施例的透鏡與發光元件組成的發光裝置的剖面示意圖。
[0013] 圖7為本發明第四實施例的透鏡與發光元件組成的發光裝置的剖面示意圖。
[0014] 圖8為本發明第五實施例的透鏡與發光元件組成的發光裝置的剖面示意圖。
[0015] 圖9為本發明的第六實施例的透鏡與發光元件組成的發光裝置的剖面示意圖。
[0016] 主要元件符號說明
如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本發明。
【具體實施方式】
[0017] 第一實施例 請參見圖1及圖2,本實施例的透鏡100包括基部10W及設置在基部10 -側表面的聚 光部20。所述聚光部20包括第一聚光部21及第二聚光部22。所述第一聚光部21具有第 一光軸LI,所述第二聚光部22具有第二光軸L2。所述第一聚光部21的第一光軸Ll與第 二聚光部22的第二光軸L2呈角度設置并且在延長線上相交。
[0018] 所述透鏡100由透光材料制成，如聚甲基丙締酸甲醋（PMMA)或者聚碳酸醋 (Polycarbonate)。所述基部10與所述第一聚光部21W及第二聚光部22-體成型。當然， 所述基部10也可W與所述第一聚光部21、第二聚光部22分開制作，然后再將結合在一起。
[0019] 所述基部10呈平板狀，其包括第一表面101W及與該第一表面101相對且平行設 置的第二表面102。本實施例中，所述第一表面101W及第二表面102均為平整的表面。
[0020] 請參見圖2,所述第一聚光部21自所述基部10的第二表面102朝向遠離所述第一 表面101的方向延伸。所述第一聚光部21包括位于第一光軸Ll一側的第一曲面211W及 位于所述第一光軸Ll另外一側的第二曲面212。本實施例中，所述第一曲面211位于所述 第一光軸Ll的左側，所述第二曲面212位于所述第一光軸Ll的右側。所述第一曲面211 與第二曲面212的曲率不等。優選地，所述第一曲面211的曲率大于所述第二曲面212的 曲率。也即，所述第一聚光部21呈非對稱結構。所述第一聚光部21的第一光軸Ll與垂直 于所述基部10第一表面101的直線Ol-or之間形成夾角a1，aI小于90度。
[0021] 所述第二聚光部22位于所述第一聚光部21的一側，且自所述基部10的第二表面 102向遠離第一表面101的方向延伸。本實施例中，所述第二聚光部22位于所述第一聚光 部21的右側。所述第二聚光部22包括位于所述第二光軸L2 -側的第一曲面221W及位 于所述第二光軸L2另外一側的第二曲面222。本實施例中，所述第二聚光部22的第一曲面 221位于所述第二光軸L2的右側，所述第二聚光部22的第二曲面222位于所述第二光軸 L2的左側。也即，所述第二聚光部22的第二曲面222W及第一聚光部21的第二曲面212 位于所述第二聚光部22的第一曲面221W及第一聚光部21的第一曲面211之間。所述第 二聚光部22的第一曲面221的曲率大于所述第二聚光部22的第二曲面222的曲率。本實 施例中，所述第二聚光部22呈非對稱結構。所述第二聚光部22的第二光軸L2與垂直于所 述基部10第一表面101的直線02-02'之間形成夾角a2,a2小于90度。
[0022] 所述第二聚光部22可W與所述第一聚光部21具有相同的大小和形狀，第二聚光 部22也可W與第一聚光部21具有不同的大小和形狀，只要所述第二聚光部22與所述第二 光軸L2與所述第一光軸Ll能夠相交即可。此外，所述第二聚光部22與所述第一聚光部21 的形狀和大小不限定于上述的形狀，其還可呈現出環狀。
[0023] 本實施例中，沿著所述第一聚光部21的第一光軸Ll入射入透鏡100的光線及沿 著第二聚光部22的第二光軸L2入射入透鏡100的光線，在基部10的第一表面101出射后 可聚集在基部10第一表面101的一側形成光斑C。
[0024] 請再次參見圖2,本發明還設及采用上述透鏡100的發光裝置200,其包括上述透 鏡100W及與所述透鏡100的第一聚光部21及第二聚光部22對應設置的發光元件30。本 實施例中，所述發光元件30包括第一發光元件31W及第二發光元件32。
[00巧]所述第一發光元件31與所述透鏡100的第一聚光部21對應設置，且其位于所述 第一聚光部21的第一光軸Ll所在的直線上。所述第二發光元件32與所述透鏡100的第 二聚光部22對應設置，且其位于所述第二聚光部22的第二光軸L2所在的直線上。本實施 例中，所述第一發光元件31的中屯、位于所述第一光軸Ll所在的直線上，所述第二發光元件 32的中屯、位于所述第二光軸L2所在的直線上。
[00%] 所述第一發光元件31及第二發光元件32均為光指向性佳的發光器件。所述第一 發光元件31及第二發光元件32可采用發光二極管，如紫外發光二極管。所述第一發光元 件31及第二發光兀件32發出的光線分別沿著所述第一聚光部21的第一光軸Ll及第二聚 光部22的第二光軸L2的附近進入透鏡100,經由所述透鏡100聚光后會聚在光斑C處，W 使得光斑C處的光強最大。
[0027] 上述發光裝置200中，如圖2所示，所述第一發光元件31中屯、發出沿著所述第一 聚光部21的第一光軸Ll的入射光線與直線01-01'之間的夾角為a1，所述第二發光元件 32中屯、發出的沿著所述第二聚光部22的第二光軸L2的入射光線與直線02-02'之間的夾 角為a2。第一發光元件31的中屯、距離基部10第一表面101的垂直距離為D1，第二發光 元件32的中屯、距離基部10第一表面101的垂直距離為D2。過光斑C的中屯、向基部10的 第一表面101做垂線L0。第一發光元件31中屯、距離所述垂線LO的距離為Al,第二發光元 件32中屯、距離所述垂線LO的距離為A2。光斑C的中屯、距離基部10第一表面101的距離 為L。所述透鏡100的折射率為N，則有如下關系式： Dl*Tan(al)+L*Tan(Sini(N*Sin(al)))=Al(I) D2*Tan(a2)+L*Tan(Sin'(N*Sin(a2))) =A2 (2) 上式（I)和（2)分別描述了第一發光元件31與第二發光元件32發出的沿著第一聚光 部21的第一光軸Ll和第二聚光部22的第二光軸L2的入射光線所滿足的條件。
[0028] 為了更為準確地描述第一發光元件31與第二發光元件32發出的不同入射角的光 線與上述其他參數之間的關系，上述公式可引入參數5 : Dl*Tan(al)+L*Tan(Sini(N*Sin(al))) =A1+5 1 (3)D2*Tan(a2)+L*Tan(Sini(N*Sin(a2)))=A^5 2(4) 如圖3所示，其中，參數5I表示的是第一發光元件31的福射