[實用新型]非球面正照角光學鏡片及其所構成的發光二極管組件

無效

• 申請號: 200820131021.7
• 申請日: 2008-07-10
• 公開（公告）號: CN201252110Y
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 施柏源;林楷謀;廖怡芬
• 申請（專利權）人: 一品光學工業股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L25/00;H01L25/075
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司
• 代理人: 郭鴻禧;羅延紅

技術領域

本實用新型涉及一種非球面正照角光學鏡片及其所構成的發光二極管組件，具體地講，涉及一種應用LED光源產生光型(distribution?pattern)的光學鏡片及其所構成的發光二極管組件，可供單顆或組成LED陣列的照明使用。

背景技術

發光二極管(LED)具有低電壓、低耗電、壽命長的優點，已大量應用于顯示(indicator)、照明(illuminator)等領域。然而，由于LED芯片發出的光線為點光源并具有亮度不均勻的特性，所以對于如何聚集光線已有研究學者進行了多項研究，除了縮小芯片、提高發光效率外，使用光學鏡片也是重要的技術開發方向。

在LED光學鏡片的設計上，可分為一次光學鏡片(primary?optical?lens)和二次光學鏡片(secondary?optical?lens)。一次光學鏡片為在LED芯片上直接封裝的透鏡，一般以聚集(concentrate)光線為主；二次光學鏡片為使用在單顆或數顆LED陣列(Array)中的透鏡，以分散光束為主。在現有技術的一次光學鏡片設計上，例如，ES2157829使用對稱的非球面透鏡，日本專利JP3032069、JP2002-111068、JP2005-203499、美國專利US2006/187653、中國專利CN101013193等使用球面透鏡，日本專利JP2002-221658對Bulk型LED使用球面透鏡等。對于高階的運用，一次光學鏡片除了要能聚集光線之外，還需要能夠以均勻的光強度(peak?intensity)產生特定的光型，例如大角度、小角度、圓形、橢圓形等特殊光型，來搭配LED陣列使用，以產生最佳的光學效果。一次光學鏡片的運用如圖1所示，在LED芯片21上覆有透鏡23，當LED芯片21發射光線時，經由透鏡23聚集后發出預定光型的光線。在現有技術的一次光學鏡片中，如日本專利JP2004-356512、JP2005-229082、JP2006-072874、JP2007-140524、JP2007-115708、美國專利US2005/162854、US2006/105485、US2006/076568、US2007/114551、US2007/152231、US7,344,902、US7,345,416、US7,352,011、臺灣專利TW?M332796等使用光學鏡片以產生光型；再如日本專利JP60007425、美國專利WO/2007/100837產生橢圓光型等；或如中國專利200710118965.0產生小于160度的矩形、正方形或條狀光型等。

隨著科技的進步，電子產品不斷地朝向輕薄短小以及多功能的方向發展，而在電子產品中，如數字相機(Digital?Still?Camera)、計算機相機(PC?camera)、網絡相機(Network?camera)、移動電話(手機)等已具備鏡頭之外，甚至個人數字助理(PDA)等裝置也有加上鏡頭的需求。因此，用于這類產品的LED閃光燈或照明用的LED燈具，常以單顆或多顆LED組件組成陣列。然而，為了攜帶方便及符合人性化的需求，LED閃光燈或照明用的LED燈具不僅需要符合的光通量，以使不同光型LED組件互相搭配，同時也需要有較小的體積與較低的成本。在LED一次光學鏡片的需求上，現有的復雜外型或具有衍射面的光學鏡片具有制造困難、塑料射出變形、玻璃不易成型或成本高等缺點。因此，使用外型簡單、易于制造的發光二極管鏡片設計與組成，可聚集LED發射的光線并以均勻的光強度(peak?intensity)產生大于72°且小于108°的正照角圓形光型的LED組件，且光通量比值大于85％的要求，為使用者迫切的需求。

實用新型內容

本實用新型主要目的在于提供一種非球面正照角光學鏡片，并將其應用于LED組件上。此LED組件由發光二極管芯片(LED?die)以發射光線、光學鏡片以聚集光線并以均勻光強度形成大于72°且小于108°的正照角圓形光型、在光學鏡片與發光二極管間以封膠(seal?gel)所填塞構成。其中，光學鏡片為具有凹面及凸面的由光學材料所制成的鏡片，其凹面為朝向光源的光源側光學面，其凸面為朝向像側的像側光學面，且凹面及凸面中的至少一個光學面為非球面，并可滿足以下條件：