專利名稱：運用于led的光纖透鏡的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種運用于LED的光纖透鏡，主要是涉及發光二極管(LED)領域中，光纖透鏡的基本結構改進。
背景技術：
一般的發光二極管(LED)結構，如圖16所示，大略設有一基座20，該基座20內具有一如GaN等發光元件21，該發光元件21外側則罩覆一塑膠透鏡(Plastic Lens)22，由該塑膠透鏡22達到保護發光元件21及聚光的效果。
近來，亦有人針對發光二極管的鏡片進行改進，例如中國臺灣專利證書號碼第M245555號「可增強光強度的透鏡單元及其LED信號燈」新型專利案，是以多個透鏡單元構成一透鏡盤，該透鏡盤包括一圓盤狀本體和定位支柱，于該圓盤狀本體上緊密排列以多個與LED點相同光源相對應的折射/聚光單元；而各透鏡單元為一折射/聚光單元，其一面上排列成水平或垂直或者水平/垂直矩形條紋或者在各折射/聚光單元的一面表面的小曲面凸透鏡上布設排列成水平或垂直或者水平/垂直的矩形條紋，并使各折射/聚光單元呈單凸或雙凸透鏡。
上述公知結構的缺陷如下1、圖16所示的發光二極管，是以塑膠透鏡22形成罩覆，但塑膠透鏡22使用一段時間后約一年，塑膠易因紫外線的照射而老化、霧化，造成塑膠透鏡22的透光性不佳，影響LED的照明度。
2、另外，一般公知的塑膠透鏡22在光線照射后，會因塑膠透鏡22的折射現象，而產生一圈如同被陰影遮住的光暈，影響LED的照明效果。
3、再者，前述中國臺灣第M245555號新型專利案，是在一個弧面的透鏡表面形成緊密排列的多個圓形光點或矩形條紋的「折射/聚光單元」。如此的設計雖具有折射及聚光的效果，但若透鏡是以塑膠制成，則仍有前述塑膠老化、霧化等問題；若是上述透鏡是以玻璃透鏡加工而成，則要于圓弧面的玻璃表面上加工，制造頗為麻煩，甚至照明變化愈多的透鏡，表面加工愈復雜，制造困難度及成本即相對升高。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種運用于LED的光纖透鏡，以改善或克服上述公知結構因紫外線的照射而造成的老化、霧化的缺陷。
本實用新型的技術解決方案是一種運用于LED的光纖透鏡，其中，該熔合光纖透鏡的核心是由多個同一數值孔徑(Numerical Aperture，NA)的單位光纖排列而成，各單元光纖包括有一透明纖核(Core)，透明纖核外部則包覆一纖衣(Cladding)。
有利的是，其中各單位光纖排列成圓形的核心。
其中，各單位光纖可排列成六角形的核心。
其中，各單位光纖可排列成八角形的核心。
其中，各單位光纖的纖核為具有顏色的透明玻璃。
其中，各單位光纖的纖核斷面為圓形。
其中，各單位光纖的纖核斷面為橢圓形。
其中，各單位光纖的纖核斷面為六角形。
其中，該光纖透鏡核心內的各個單位光纖是以透鏡中央為基準而呈一斜角相對排列的錐狀排列結構。
本實用新型對照公知技術的功效一、照明度佳
由于本實用新型光纖透鏡內的每一個單位光纖，皆可單獨傳遞光線，故將玻璃光纖透鏡運用于發光二極管(LED)上，與公知使用塑膠透鏡的發光二極管(LED)相比，具有照明度更亮、更清楚的效果。
二、制造簡單本實用新型的結構，是將多個玻璃制成的單位光纖，利用真空高溫的方式熔合成一光纖透鏡，只須簡單兩面研磨成雙平或弧形凹、凸造型，即可達到聚光變化的照明效果，具有制造簡單的優點。
三、不會受紫外線影響而老化，具有不變色、使用壽命長的優點由于本實用新型各單位光纖皆以玻璃材質制成，故即使長時間曝露于外界，亦不會因紫外線的照射而影響照明度，達到使用壽命長的功效。
四、減少LED的體積由于本實用新型光纖透鏡可制成平板狀，且直接設于LED的發光元件上方，可有效降低LED的透鏡高度，達到減少LED體積的功效。
圖1為本實用新型光纖透鏡的斷面示意圖。
圖2為本實用新型光纖透鏡實施于LED時的局部立體剖面示意圖。
圖3為本實用新型光纖透鏡實施于LED時的照射范圍示意圖。
圖4為本實用新型光纖透鏡實施于LED時的另一照射范圍示意圖。
圖5為本實用新型光纖透鏡另一較佳實施態樣的斷面示意圖。
圖6為本實用新型光纖透鏡又一較佳實施態樣的斷面示意圖。
圖7為本實用新型光纖透鏡再一較佳實施態樣的斷面示意圖。
圖8為本實用新型光纖透鏡再一較佳實施態樣的斷面示意圖。
圖9為本實用新型光纖透鏡再一較佳實施態樣的斷面示意圖。
圖10為本實用新型光纖透鏡呈錐形排列較佳實施態樣的斷面示意圖。
圖11為本實用新型光纖透鏡呈錐形排列另一較佳實施態樣的斷面示意圖。
圖12為本實用新型光纖透鏡呈錐形排列又一較佳實施態樣的斷面示意圖。
圖13為本實用新型光纖透鏡呈扇形排列較佳實施態樣的斷面示意圖。
圖14為本實用新型光纖透鏡呈扇形排列另一較佳實施態樣的斷面示意圖。
圖15為本實用新型光纖透鏡呈扇形排列又一較佳實施態樣的斷面示意圖。
圖16為公知LED結構的局部立體剖面示意圖。
主要元件符號說明10、光纖透鏡 100、光纖透鏡101、光纖透鏡11、單位光纖110、透明纖核111、纖衣12、外纖衣 20、基座21、發光元件 22、塑膠透鏡L1、照明范圍L2、照明范圍L3、照明范圍L4、照明范圍L5、照明范圍S、透鏡中心F、焦點具體實施方式
本實用新型為一種運用于LED的光纖透鏡，如圖1所示，本實用新型的光纖透鏡10的核心是由多個同一數值孔徑(Numerical Aperture，NA)的單位光纖11排列熔合而成，各單元光纖11包括有一玻璃透明纖核(Core)110，而各透明纖核110的斷面可呈六角形、圓形或橢圓形，另外該透明纖核(Core)110亦可為具有顏色的透明玻璃所制成。
同樣如圖1所示，各透明纖核110外部則包覆有一不同折射率的纖衣(Cladding)111，且各單位光纖11排列成圓形的核心(如圖1所示)，并于該核心外圍再設有一外纖衣12形成包覆，并以高壓真空熔合而組成一光纖束棒，最后再切制成薄片狀，或者可將外纖衣12予以磨除，以此而完成本實用新型的光纖透鏡10。
本實用新型運用于發光二極管(LED)時，如圖2、圖3及圖4所示，其中本實用新型的光纖透鏡10可直接裝設于LED基座20的發光元件21的上方(如圖2所示)，由此當LED發出光線后，光線可透過各單位光纖11的纖核110的數值孔徑(NA)，而產生一定的照明范圍，而纖核110所設定的數值孔徑(NA)不同，其照明范圍亦有所不同。
如圖3所示，當各單位光纖11的纖核110的數值孔徑(NA)為0.1時，則光線進入各纖核110所產生的出光角度為11度，故使得實施本實用新型的LED呈現接近直射照明范圍L1的效果。
又如圖4所示，當各單位光纖11的纖核110的數值孔徑(NA)為0.44時，則光線進入各纖核110所產生的出光角度為52度，故使得實施本實用新型的LED可呈現一角度擴散的照明范圍L2的照明效果。由此可知，本實用新型可制造出各種不同數值孔徑(NA)的光纖透鏡10，讓LED的設計廠商可依照其照明的需求，而選擇適當數值孔徑(NA)的光纖透鏡10作為LED透鏡，而使得LED照明范圍的調整更為靈活，且達到可規格化供選擇搭配的目的。
另外，再請配合圖5所示，其中本實用新型的各單位光纖11可排列形成六角形核心的光纖透鏡100；另外，如圖6所示，其中本實用新型的各單位光纖11亦可排列形成八角形核心的光纖透鏡101。
又如圖7所示，其中該圖7的實施狀態，是將光纖透鏡10表面研磨成一弧形面13，以此而使該光纖透鏡10形成一凸透鏡的型態，以此裝設于LED基座20時，即可形成一較大的照明范圍L3。
又如圖8的實施方式，則是將光纖透鏡10表面研磨成一弧凹面14，以此而使該光纖透鏡10形成一凹透鏡的型態，以此裝設于LED基座20時，即可形成一頸縮的照明范圍L4。
再請配合參看圖9所示，其中本實用新型透鏡可于制造時，利用模造的方式一體熱壓形成一拱型的光纖透鏡10，使該光纖透鏡10形成類似凸透鏡的型態，當設置于LED基座20時，可使其照明范圍L5更為擴大。
再如圖10至圖15所示，其中本實用新型透鏡可于制造時，在真空高溫熔合的同時，將核心內的各個單位光纖11形成以透鏡中央S為基準，而以一斜角相對排列或展開排列的錐狀排列結構或扇形排列結構以圖10為例，其中各單位光纖11是形成一向透鏡中心S內縮斜角的錐形排列，而使經過該光纖透鏡10的光線，得以由各單位光纖11呈相對斜錐狀態的導引，而使光線聚集于一焦點F。
又如圖11所示，其中各單位光纖11向透鏡中心S內縮錐形排列的光纖透鏡10，其頂面亦可配合研磨成一弧形面13，而構成本實用新型光纖透鏡10呈現一凸透鏡的實施方式。
再配合參看圖12，其中各單位光纖11向透鏡中心S呈內縮錐形排列的光纖透鏡10，其頂面亦可配合研磨成一弧凹面14，構成本實用新型光纖透鏡10呈現一凹透鏡的實施型態。
再請參看圖13所示，其中本實用新型光纖透鏡10的各單位光纖11，是形成一向透鏡中心S呈外展斜角的扇形排列，而使經過該光纖透鏡10的光線可由各單位光纖11導引，而使光線生成更大范圍的照明。
又如圖14所示，其中各單位光纖11向透鏡中心S呈外展斜角扇形排列的光纖透鏡10，其頂面亦可配合研磨成一弧形面13，而形成又一凸透鏡型態的光纖透鏡10；另如圖15所示，該纖透鏡10的頂面，亦可配合研磨成一弧凹面14，形成另一凹透鏡型態的光纖透鏡10實施例。
雖然本實用新型已以具體實施例揭示，但其并非用以限定本實用新型，任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和范圍的前提下所作出的等同組件的置換，或依本實用新型專利保護范圍所作的等同變化與修飾，皆應仍屬本專利涵蓋的范疇。
權利要求1.一種運用于LED的光纖透鏡，其特征在于，該熔合光纖透鏡的核心是由多個同一數值孔徑的單位光纖排列而成，各單元光纖包括有一透明纖核，透明纖核外部則包覆一纖衣。
2.如權利要求1所述運用于LED的光纖透鏡，其特征在于，各單位光纖是排列成圓形或六角形或八角形的核心。
3.如權利要求1所述運用于LED的光纖透鏡，其特征在于，各單位光纖的纖核為具有顏色的透明玻璃。
4.如權利要求1所述運用于LED的光纖透鏡，其特征在于，各單位光纖的纖核斷面為圓形或橢圓形或六角形及多邊形。
5.如權利要求1所述運用于LED的光纖透鏡，其特征在于，該光纖透鏡核心內的各個單位光纖是以透鏡中央為基準而呈一斜角相對排列的錐狀排列結構。
6.如權利要求1所述運用于LED的光纖透鏡，其特征在于，該光纖透鏡核心內的各個單位光纖是形成向透鏡中心內縮斜角的排列。
7.如權利要求1所述運用于LED的光纖透鏡，其特征在于，該光纖透鏡核心內的各個單位光纖是形成以向透鏡中心外展斜角的扇形排列。
8.如權利要求1或5或6或7所述運用于LED的光纖透鏡，其特征在于，該光纖透鏡的表面研磨成一弧形面。
9.如權利要求1或5或6或7所述運用于LED的光纖透鏡，其特征在于，該光纖透鏡的表面研磨成一弧凹面。
10.如權利要求1或5或6或7所述運用于LED的光纖透鏡，其特征在于，該光纖透鏡為一弧拱型的光纖透鏡。
專利摘要本實用新型公開了一種運用于LED的光纖透鏡，本實用新型主要是鑒于發光二極管(LED)的塑膠鏡片(Plastic Lens)容易老化而使照明度不佳的問題，而以玻璃材質的光纖透鏡來設置于LED上，其中該光纖透鏡主要是由多個同一數值孔徑(Numerical Aperture，NA)的單位光纖排列熔合而成，每一單元光纖包括有一透明纖核(Core)，透明纖核外部則包覆一纖衣(Cladding)，使各單位光纖排列熔合構成的透鏡。由此結構，可使LED的射光角度，因選擇不同數值孔徑的光纖透鏡而變化，更使LED能獲得極佳照明度的功效。
文檔編號H01L33/00GK2904011SQ20062011495
公開日2007年5月23日 申請日期2006年5月12日 優先權日2006年5月12日
發明者呂俊毅 申請人:巨晰光纖股份有限公司