[實用新型]凸面菲涅爾發光二極管光學鏡片及其構成發光二極管組件

無效

• 申請號: 200820133158.6
• 申請日: 2008-09-19
• 公開（公告）號: CN201273524Y
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 徐三偉;陳翊民
• 申請（專利權）人: 一品光學工業股份有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;H01L33/00;F21Y101/02
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本實用新型涉及一種發光二極管光學鏡片及其所構成的發光二極管組件，尤其涉及一種可產生光強度(peak?intensity)為橢圓照角光型(Ellipticangular?distribution?pattern)的菲涅爾光學鏡片，供應用于由LED發光源以產生光型的發光二極管組件，而可應用于LED照明、手機或相機的閃光燈。

背景技術

發光二極管(light?emitting?diode，簡稱LED)具有低電壓、低耗電、壽命長的優點，已大量應用于顯示裝置(indicator)、照明裝置(illuminator)等領域。由于LED更具有光顏色單純、小型化、可平面封裝的特點，已使用在手機相機的閃光燈上。然而由于LED晶片發出的光線具有點光源、亮度不均勻的特性，對于光線的聚集已有研究學者進行多項研究，如縮小晶片、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)及二次光學鏡片(secondary?optical?lens)；一次光學鏡片為在LED晶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)，以分散光束為主。在現有的一次光學鏡片設計上，如ES2157829是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等是使用球面透鏡；JP2002-221658是對Bulk型LED使用球面透鏡等。對于高階的運用上，一次光學鏡片除要能聚集光線外，更能在均勻的光強度(peak?intensity)產生特定的光型(distribution?pattern)，例如大角度、小角度、圓形、橢圓形等特殊光型，以搭配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1A、1B所示，在LED晶片21上覆有一透鏡23，當LED晶片21發出光線，經由透鏡23聚集后發出預定的光型光線，或在一次光學鏡片上，再加上一層二次光學鏡片，以求均勻化的效果。所述一次光學鏡片有各種不同的設計，其中一次光學鏡片采用菲涅爾(Fresnel)式的光學面，在現有技術上，如德國專利WO/2003/083943；日本專利JP2005-049367等；美國專利US6,726,859、公開號US2007/0275344、US2008/0158854；歐洲專利EP1091167；及中國臺灣省專利TW200711186等；然而，上述的現有技術主要是以菲涅爾式鏡片覆蓋于數個LED上或供為投射裝置(projector)用的二次光學鏡片(secondary?lens)。但隨LED發光效能快速發展，單顆LED的運用日漸重要。LED陣列或多顆LED組成的光源，可透由彼此間交叉光線通過透鏡予以補償而成為均勻的光線；但單顆LED在一次鏡片設計上，遠較LED陣列或多顆LED組成的光源為復雜，必須考慮一次光學鏡片(primary?lens)的聚光效率與光強度的均勻化；如日本專利JP2005-257953、美國專利US?2006/0027828是使用單面或兩面的菲涅爾鏡片放置于LED發光體上方，以產生均勻的光線，如圖1A、1B；再如中國臺灣專利TW560085利用拋物碗形側面與菲涅爾透鏡以減少光束發散并構成光束均勻的光型；又如韓國專利1020070096368與中國臺灣省專利I261654將菲涅爾式鏡片制成LED一次光學鏡片，但其光型以圓形照角為主，對于具有實際應用的橢圓形照角光型的單顆LED組件，尚難以擴展運用。