适用于半导体灯的光学装置制造方法及图纸

一种适用于半导体灯的光学装置，包括一基座、一透明本体以及一反射面。基座用于架设一半导体发光装置于其上，而透明本体封装半导体发光装置。反射面覆盖在透明本体的一顶端的一预定区域，且反射面具有曝露透明本体的一开口。从半导体发光装置射出的光穿过反射面的开口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种电发光装置，且特别是有关于一种利用发光二极管(light emitting diode, LED)的电发光装置。
技术介绍
发光二极管是半导体二极管的光源(semiconductor diode based lightsource)，当二极管被施予顺向偏压时(切换为开启)，电子能在装置中与空穴再结合而以光子形式释放能量。这个效应称为电致发光(electroluminescence)且光的颜色(对应于光子的能量)是视半导体的能隙(energy gap)而定。当作为光源时，发光二极管较白炽光源呈现出许多优点。这些优点包括低能耗、长寿命、强度提升、小尺寸、快速切换及较好的耐久性与可靠度。然而，作为光源的发光二极管有其缺点。其中一个缺点是从发光二极管晶片射出的光集中在与发光二极管晶片表面的垂直或正交方向上，例如，发光二极管的光是在直向方向较强且在侧边方向剧烈缩减。为了让发光二极管的光更像在全部方向具均勻光射出强度的传统白炽光源，因而使用反射体来将发光二极管的光从直向导引至侧向。然而，导引光线仅利于侧向方向而牺牲在直向方向的光，并不足以成为有效率的均勻广角光源。因此，提供一种能够从发光二极管晶片均勻地在大部份方向射出光的发光二极管灯泡是重要的课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种光学装置，以使半导体灯能成为均勻的广角光源。本专利技术提出一种适用于半导体灯(semiconductortased lamp)的光学装置。此光学装置包括一基座、一透明本体以及一反射面。基座用于架设一半导体发光装置于其上，而透明本体封装半导体发光装置。反射面覆盖在透明本体的一顶端的一预定区域，且反射面具有曝露透明本体的一开口。从半导体发光装置射出的光穿过反射面的开口，同时，部分射出光借助反射面导引至侧面朝下及介于其间的方向。本专利技术另提出一种适用于半导体灯的光学装置。此光学装置包括一基座、一透明本体及一反射面。基座用于架设一或多个发光二极管，而透明本体封装所述发光二极管。反射面覆盖在透明本体的一顶端的一预定区域，且反射面具有曝露透明本体的一开口。从所述发光二极管射出的光穿过反射面的开口。本专利技术的光学装置中，由于反射面的开口可让部份光线通过，而反射面可将部份光线反射，所以能让光线均勻地往多个方向传递。因此，本专利技术的光学装置可让半导体灯成为均勻的广角光源。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明图1为根据本专利技术实施例的适用于半导体灯的光学装置的剖面图。图2绘示图1中的光学装置的工作机制。图3A绘示在图1中的光学装置中的光行进路径。图;3B绘示新增至图1中的光学装置的部份及相关的光行进路径。图4A及图4B绘示图1的光学装置的一些设计变化。图5A至图5D绘示本专利技术的发光二极管灯的模拟结果。主要元件符号说明100:光学装置 110:发光装置 120:基座 130 透明本体135:边界 140 反射面 142 倾斜区域 145:开口 202 边界210、215、218、220、225、310、315、320、325、330、335、350、355、450、455、460、465 光360 平台 365 反射侧壁 400 光学装置 430 透明本体432:凸形区域 435、437 边界 440 反射面480 具有雾状表面的半透明盖体500、520、M0、560 圆极座标图502、504、522、M2、M4、562 远场分布506 圆角刻度θ 入射角具体实施例方式本专利技术揭露适用于半导体灯的光学装置，此光学装置将半导体灯的指向性光扩展至广角度的方向上，使得半导体灯的光型图类似于传统白炽灯泡。图1为本专利技术实施例的适用于半导体灯的光学装置100的剖面图。光学装置100 包括架设于基座120的半导体发光装置110。常见种类的半导体发光装置110是发光二极管，发光装置110可以是一个发光二极管或一个发光二极管阵列所形成。发光装置110的发光面被透明本体130所封装，而反射面140形成在透明本体130的顶端。反射面140可具有位于反射面140外环的倾斜区域142。较佳地，反射面140是透明本体130的顶端表面的一部份，其镜反射从发光装置110的光至具高光强度的广角度。反射面140可由镀于透明本体130顶端的金属层或借助在透明本体130顶端黏上薄层的板金所形成。请再参考图1，反射面140具有一开口 145，其大致曝露透明本体130的中央部份， 因此发光装置110的中央区域亦被暴露。开口 145容许发光装置110提供的光直接照耀至透明本体130夕卜。如图1所示，透明本体130在开口 145中的边界135具有一特别的凹形轮廓，其与反射面140—起设计，以借助称为全内反射(total internalreflection)的光学现象来反射发光装置110提供的部份光至侧面方向。图2绘示全内反射的机制。当光穿过介于不同反射系数(nl及π2)材料的边界 202时，光210将在边界202发生部份折射(如光218)及部份反射(如光215)。然而，如果入射角θ大于一临界角，光220将停止穿过边界202，而是在内部被完全反射回去(如光225)，亦即发生全内反射。上述的临界角是指光线接近与边界平行，亦即入射角等于临界角时，光被折射而沿边界行进。全内反射只会发生在当光从较高折射系数(nl为较高折4射系数)的介质行进至较低折射系数(n2为较低折射系数)的介质。举例来说，当光从玻璃传递至空气时可能会发生，但从空气传递至玻璃时不会发生。制作透明本体130的材料可以是玻璃或透明聚合物，如丙烯酸树脂(acrylics)、聚碳酸酯(polycarbonate)、氯乙烯 (polyvinyl chloride))、聚乙炼(polyethylene)、聚对苯二甲酸乙二酉旨(ter印hthalate， PET)。图3A绘示在图1中的光学装置100中的光行进路径。如图3A，从发光装置110的外部区域射出的光310以较小入射角入射边界135时，部份光310被折射成光315。如此的折射光315是直接从发光装置110传出。请再参考图3A，从发光装置110的中央区域射出的另一光320以较大的入射角入射边界135而产生全内反射。因此，光320自边界135及反射面140依序反射，并在侧面方向从透明本体130射出而成为光325。明显地，边界135沿着开口 145尺寸的轮廓设计决定了直接射至直向方向的光(以光315表示)的量，以及射至侧面方向的光(以光325表示)的量。一般来说，开口 145的尺寸小于发光装置110的尺寸。图;3B除了绘示图1的光学装置100之外，还绘示了相关的光行进路径。如图3B， 发光装置100是借助平台360呈载。平台360具有倾斜的反射侧壁365，到达反射面140的光330被反射成侧面光束335。到达反射面140的倾斜区域142的另一光350被反射向下， 然后再被平台360的反射侧壁365反射，最后成为具有较小朝下角度的侧面光束355。图4A及图4B绘示图1的光学装置100的一些设计变化。如图4A，光学装置400 具有与图1的光学装置100相同的发光装置110，但是封装发光装置110的透明本体430的中央从反本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光学装置，适用于半导体灯，其特征在于该光学装置包括：一个基座，用于架设一个半导体发光装置；一个透明本体，封装该半导体发光装置；以及一个反射面，覆盖在该透明本体的顶端的一个预定区域，该反射面具有曝露该透明本体的一个开口，其中，从该半导体发光装置射出的光穿过该反射面的该开口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘克迅，
申请(专利权)人：绿种子能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：VG