发光元件及其透镜制造技术

一种发光元件包括一发光二极管以及设于该发光二极管外围的一透镜，该发光二极管的发光晶片具有一发光面，该透镜对应发光面具有一出光面，该出光面上设有若干圈凹槽，每一圈凹槽由一第一槽壁以及一第二槽壁合围形成，该第一槽壁形成为锥面的一部分，且该第一槽壁所在圆锥的锥顶位于发光晶片的发光面上，该发光晶片发出的光经由该出光面上的第二槽壁折射后发射出去。本发明专利技术还揭示了一种透镜。该发光二极管的光通过第二槽壁产生折射改变原来的方向，进而产生良好的聚光或散光效果，且由于该第一槽壁所在圆锥的锥顶位于发光晶片的发光面上，可尽量避免光由该第一槽壁上射出，从而减少光于该第一槽壁上产生反射，以减少光的损失，从而提高光的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种透镜，特别是涉及一种用于发光二极管的透镜改良结构。
技术介绍
发光二极管是利用半导体材料中的电子与空穴结合时能量带位阶的改 变，以发光的形式释放出能量。由于发光二极管具有体积小、寿命长、驱动 电压低、反映速度快、耐震性佳等优点，已应用在广告板、交通标志、日常 照明等各种应用领域中。为了更好地利用发光二极管，在发光二极管的周围可包覆一层透镜对光 进行二次引导，透镜的表面通常设计成简单的光滑弧形，然而使用此种透镜 的发光二极管的聚、散光效果并不够理想。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种具有较佳聚、散光效果的透镜及使用该透镜 的发光元件。一种发光元件包括一发光二极管以及设于该发光二极管外围的 一透镜， 该发光二极管包括一发光晶片，该发光晶片具有一发光面，该透镜对应所述 发光面具有一出光面，该出光面上设有若干圈凹槽，每一圈凹槽由一第一槽 壁以及一第二槽壁合围形成，该第一槽壁形成为锥面的一部分，且该第一槽 壁所在圆锥的锥顶位于发光晶片的发光面上，该发光晶片发出的光经由该出 光面上的第二槽壁折射后发射出去。一种透镜，该透镜用于对一发光二极管导光，该透镜的表面包括一出光 面，该出光面上设有若干圈凹槽，每一圈凹槽由一第一槽壁以及一第二槽壁 合围形成，该第一槽壁形成为锥面的一部分，且所有第一槽壁所在圆锥的锥 顶位于同一点。与现有技术相比，该发光二极管工作时，该发光晶片发出光，该光通过该透镜射向透镜的出光面，并于这些凹槽的第二槽壁上产生折射，光产生折 射后改变原来的方向，使得该发光元件产生良好的聚光或散光效果，从而可 提高光的利用率。另外，由于该第一槽壁所在圓锥的锥顶位于发光晶片的发 光面上，可尽量避免光由该第一槽壁上射出，从而可减少光于该第一槽壁上 产生反射，以减少光的损失，进一步提高光的利用率。下面参照附图，结合具体实施例对本专利技术作进一步的描述。附图说明图1为本专利技术第一较佳实施例中发光元件的立体示意图。图2为图1所示发光元件的内部示意图。 图3为本专利技术第二较佳实施例中发光元件的内部示意图。 图4为本专利技术第三较佳实施例中发光元件的内部示意图。 图5为本专利技术第四较佳实施例中发光元件的内部示意图。 图6为本专利技术第五较佳实施例中发光元件的立体示意图。 图7为图6所示发光元件的内部示意图。具体实施例方式图1与图2所示为本专利技术第一较佳实施例中的发光元件10,该发光元件 10包括一发光二极管12及一透镜16,该透镜16包覆在该发光二极管12周 围对发光二极管12的光进行引导。该发光二极管12可为炮弹型发光二极管(Lamp LED),也可为表面贴装 型发光二极管(SMD Type LED )。该发光二极管12通常包括一发光晶片121、 一基座124及一封装体125,该发光晶片121贴附在该基座124上，该封装 体125罩设在该发光晶片121的上方并可与基座124连接固定，从而该封装 体125构成该发光晶片121的一保护层。该封装体125通常为一透明胶体， 该发光晶片121发出的光通过该封装体125向外射出时该封装体125对该发 光晶片121的光也具有一定的导向作用，通常称之为发光二极管的一次光学 结构。该透镜16为透明胶体，如环氧树脂、硅胶、压克力等。该透镜16包覆于该发光二极管12的封装体125外围，该透镜16包括设于其外表面上的一 出光面160，该出光面160的上半部分为半球面162,该出光面160的下半部 分为圆柱侧面161，该出光面160的半球面162沿周向均匀分布有若干环形 的凹槽163，这些环形的凹槽163的外径由上而下逐渐增大。每一凹槽163 由一第一槽壁及一第二槽壁合围形成，本实施例中，第一槽壁为一上槽壁165, 第二槽壁为一下槽壁166，该上槽壁165可看作以发光晶片121的发光面的 某一点为锥顶的某一锥面的一部分(截面为直线)，该上槽壁165的外径由上 而下逐渐减小。特别地在本实施例中，该上槽壁165所在圓锥的锥顶位于发 光晶片121的发光面122的中心点0处。该下槽壁166为向外凸出的圆周弧 面(截面为凸出的弧线)。特别是，该出光面160的半球面162的顶部设有一 凹陷部168,该凹陷部168的表面向下凹i殳成型而未"i殳凹槽163,该凹陷部 168相对于中心点O呈凹透镜形状。如图2所示，该发光元件10工作时，该发光二极管12的发光晶片121 发出光，该光通过该发光晶片121外围的封装体125进而射向透镜16的出光 面160 (由于发光晶片121距离出光面160较远，可将发光晶片121的光看 作沿直线才更射到出光面160)，光在这些凹槽163的下槽壁166和凹陷部168 上产生折射，光产生折射后改变原来的方向均向下偏转，从而产生良好的散 光效果，使离发光二极管12具有相同距离的接受面上的照度更加均匀，光照 效果更加柔和，有利于室内照明。另外，由于该上槽壁165所在圆锥的锥顶 位于发光晶片121的发光面122的中心点O处，根据光的直线传播原理，可 尽量避免光由该上槽壁165上射出，从而可减少光于该上槽壁165上产生反 射，以减少光的损失，进一步提高光的利用率。仿真结果证明，凹陷部168 的对发光晶片121的散光效果与在凹陷部168上开设若干凹槽163的散光效 果大体相同，因此在该出光面160的半球面162的顶部设有凹陷部168,不 仅可达到与在整个半球面162上开设凹槽163近似的散光效果，而且可免去 部分加工工序，节约成本和时间。当然，上述凹槽163的下槽壁166不限于上述的向外凸出的圆周弧面， 还可为其他形状。如图3所示，该发光元件20的透镜26的凹槽263的下槽 壁266 (即第二槽壁)为向内凹进的圆周弧面(截面为凹进的弧线)；如图4所示，该发光元件30的透镜36的凹槽363的下槽壁366 (即第二槽壁)为 锥面的一部分(截面为直线)，该下槽壁366的外径由上而下逐渐减小或者逐 渐增大，但该下槽壁366所在圆锥的锥顶不位于发光晶片121的发光面122 上；如图5所示，该发光元件40的透镜46的凹槽463的下槽壁466 (即第 二槽壁)为上述图2至图4所示形状的任意组合，即部分下槽壁466为向外 凸出的圆周弧面，部分下槽壁466为向内凹进的圓周弧面，还有一部分下槽 壁466为锥面的一部分。与第一较佳实施例相似的，在上述透镜26、 36、 46 的顶部各设有与凹陷部168相同的凹陷部268、 368、 468。图6与图7为本专利技术第五较佳实施例中发光元件50的示意图，该发光元 件50包括一透镜56，该透镜56与第一较佳实施例中不同的是该透镜56 的凹槽563的下槽壁566 (即第二槽壁)为锥面的一部分(截面为直线)，该 下槽壁566所在圓锥的锥顶位于发光晶片121的发光面122的中心点0处， 该下槽壁566的外径由上而下逐渐减小，该上槽壁565 (即第一槽壁)为向 外凸出的圆周弧面(截面为凸出的弧线)；另外，该透镜56的出光面561的 球面的顶部设有一凸起部568,该凸起部568的表面向上凹设成型为凸透镜 形状而未设凹槽563。当然，上述上槽壁565的形状还可为其他形状，如向内凹进的圓周弧 面，锥面的一部分，或是向外凸出的圆周弧面、向内凹进的圓周弧面、锥面 的一部分的任意组合。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件，包括一发光二极管以及设于该发光二极管外围的一透镜，该发光二极管包括一发光晶片，该发光晶片具有一发光面，该透镜对应所述发光面具有一出光面，其特征在于：该出光面上设有若干圈凹槽，每一圈凹槽由一第一槽壁以及一第二槽壁合围形成，该第一槽壁形成为锥面的一部分，且该第一槽壁所在圆锥的锥顶位于发光晶片的发光面上，该发光晶片发出的光经由该出光面上的第二槽壁折射后发射出去。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄中元，郭哲豪，查新祥，余业飞，杨林，
申请(专利权)人：富准精密工业深圳有限公司，鸿准精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]