導(dǎo)光元件與應(yīng)用此導(dǎo)光元件的光源裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種導(dǎo)光元件與應(yīng)用此導(dǎo)光元件的光源裝置。此導(dǎo)光元件包括主體。主體具有出光面、底面以及側(cè)面。側(cè)面位于底面和出光面之間。底面相對(duì)于出光面。主體具有錐狀鏤空部，此錐狀鏤空部包括底端部和頂端部。底端部位于主體的底面，且具有第一鏤空截面積。頂端部相對(duì)于底端部，且具有第二鏤空截面積。第二鏤空截面積小于第一鏤空截面積。光源裝置包括上述導(dǎo)光元件以及發(fā)光二極管。此發(fā)光二極管鄰設(shè)于錐狀鏤空部的底端部，以透過(guò)底端部來(lái)發(fā)射光線至錐狀鏤空部?jī)?nèi)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】導(dǎo)光元件與應(yīng)用此導(dǎo)光元件的光源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種導(dǎo)光元件與應(yīng)用此導(dǎo)光元件的光源裝置，特別是有關(guān)于一種可均勻化光線的導(dǎo)光元件與應(yīng)用此導(dǎo)光元件的光源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光源裝置在人類(lèi)的生活中扮演了重要的角色，舉凡各種建筑物、交通工具或是裝飾品，皆可見(jiàn)到其應(yīng)用。對(duì)于人類(lèi)而言，光源裝置已不僅是一種提供照明的工具而已，光源裝置對(duì)于人類(lèi)的生活具有強(qiáng)大的影響力。
[0003]目前常見(jiàn)的光源裝置包括有白熾燈、熒光燈和發(fā)光二極管(LED)燈等等…。傳統(tǒng)的白熾燈是將鎢絲通電，以產(chǎn)生高熱發(fā)光來(lái)進(jìn)行照明。然而這種發(fā)光方式非常耗電，使得白熾燈漸漸被熒光燈所取代。
[0004]熒光燈是利用施加高電壓于電極上來(lái)發(fā)射電子，使得電子撞擊水銀蒸氣的原子，產(chǎn)生電離和激發(fā)現(xiàn)象。當(dāng)水銀蒸氣原子從激發(fā)狀態(tài)回到原始狀態(tài)時(shí)，會(huì)發(fā)出波長(zhǎng)為253.7納米(nm)的電磁波，此波長(zhǎng)屬于人眼不可見(jiàn)光的范圍。因此，再利用各種不同的熒光物質(zhì)來(lái)吸收此電磁波并將其轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，即可使熒光燈發(fā)出各種不同的顏色。
[0005]雖然熒光燈具有比白熾燈更好的發(fā)光效率，但由于內(nèi)含汞蒸氣，在提倡環(huán)保節(jié)能的現(xiàn)代社會(huì)中，人們?nèi)詷O思開(kāi)發(fā)新的省電及符合環(huán)保需求的發(fā)光裝置來(lái)取代熒光燈，也因此，發(fā)光二極管照明模塊被開(kāi)發(fā)出來(lái)，并被人們寄予厚望。發(fā)光二極管在一適當(dāng)?shù)捻樝蚱珘合?，電子、空穴?huì)被分 別注入N、P兩端，接著空穴電子便會(huì)在P/N界面區(qū)域結(jié)合而使得發(fā)光二極管發(fā)光。此因電子由高能量狀態(tài)掉回低能量狀態(tài)與空穴結(jié)合，將能量以光的形式釋放出來(lái)。
[0006]發(fā)光二極管具有比熒光燈更好的發(fā)光效率，因此在節(jié)能方面的表現(xiàn)也超越熒光燈。然而，由于發(fā)光二極管的光線具有很高的方向性，因此應(yīng)用發(fā)光二極管的光源裝置的光均勻性通常很差。
[0007]因此，需要一種新的導(dǎo)光元件與應(yīng)用此導(dǎo)光元件的光源裝置，以提供較均勻的光線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的一方面是在提供于一種導(dǎo)光元件與應(yīng)用此導(dǎo)光元件的光源裝置。此導(dǎo)光元件具有錐狀鏤空部，此錐狀鏤空部可均勻發(fā)光二極管的光線，以使應(yīng)用此導(dǎo)光元件的光源裝置提供較高均勻度的光線。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，此導(dǎo)光元件包括主體。主體具有出光面、底面以及側(cè)面，其中側(cè)面位于底面和出光面之間，底面相對(duì)于出光面。主體具有錐狀鏤空部，此錐狀鏤空部用以接收外部光線且包括底端部和頂端部。底端部位于主體的底面,且具有第一鏤空截面積。頂端部相對(duì)于底端部，且具有第二鏤空截面積，其中第二鏤空截面積小于第一鏤空截面積。[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，此光源裝置包括導(dǎo)光元件和發(fā)光二極管。此導(dǎo)光元件包括主體。主體具有入光面、出光面、底面以及側(cè)面，其中側(cè)面位于底面和出光面之間，底面是相對(duì)于出光面，側(cè)面鄰接于底面。主體具有錐狀鏤空部，此錐狀鏤空部用以接收外部光線且包括底端部和頂端部。底端部位于主體的底面，且具有第一鏤空截面積。頂端部是相對(duì)于底端部，且具有第二鏤空截面積，其中第二鏤空截面積小于第一鏤空截面積。發(fā)光二極管鄰設(shè)于錐狀鏤空部的底端部，以透過(guò)底端部來(lái)發(fā)射光線至錐狀鏤空部?jī)?nèi)。
[0011]由上述說(shuō)明可知，本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)光元件利用錐狀鏤空部來(lái)折射及擴(kuò)散光線，以將發(fā)光二極管的光線均勻地射出，如此應(yīng)用此導(dǎo)光元件的光源裝置亦可提供較均勻的光線。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，上文特舉數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0013]圖1是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置的垂直剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖1a是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的錐狀鏤空部的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖1b是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管光線在導(dǎo)光元件中的路徑。
[0016]圖2是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置的垂直剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2a是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的錐狀鏤空部的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置的垂直剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3a是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的錐狀鏤空部的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]主要元件符號(hào)說(shuō)明:
[0021]100:光源裝置110:導(dǎo)光元件
[0022]112:側(cè)面114:出光面
[0023]116:底面118:側(cè)面
[0024]120:發(fā)光二極管120a:出光面
[0025]200:光源裝置210:導(dǎo)光元件
[0026]300:光源裝置310:導(dǎo)光元件
[0027]Hl:錐狀鏤空部BHl:底端部
[0028]THl:頂端部
[0029]H2:錐狀鏤空部BH2:底端部
[0030]TH2:頂端部
[0031]H3:錐狀鏤空部BH3:底端部
[0032]TH3:頂端部
[0033]Cl:曲線C2:曲線
[0034]Θ:頂角Q:底端部中心點(diǎn)
[0035]L:連線α:夾角
[0036]P:目標(biāo)點(diǎn) rl、r2:直徑
【具體實(shí)施方式】[0037]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1和圖la，圖1是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置100的垂直剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖1a是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的錐狀鏤空部Hl的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置100包括導(dǎo)光元件110與發(fā)光二極管120。本實(shí)施例的光源裝置100使用發(fā)光二極管120來(lái)作為發(fā)光源，但本發(fā)明的實(shí)施例并不受限于此。發(fā)光二極管120具有發(fā)光面120a，以借由發(fā)光面120a射出光線至導(dǎo)光兀件110。
[0038]導(dǎo)光元件110的主體具有出光面114、底面116以及側(cè)面112、118，其中側(cè)面112、118位于出光面114和底面116之間，底面116相對(duì)于出光面114。在本實(shí)施例中，出光面114具有微結(jié)構(gòu)，以使導(dǎo)光元件110內(nèi)的光線從出光面114射出，但本發(fā)明的實(shí)施例并不受限于此。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，底面116也可具有微結(jié)構(gòu)來(lái)使導(dǎo)光元件100內(nèi)的光線從底面116射出，以提供兩個(gè)照明方向。另外，雖然本實(shí)施例的導(dǎo)光元件110具有兩個(gè)側(cè)面，但本發(fā)明的實(shí)施例并不受限于此。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，導(dǎo)光元件可僅具有一個(gè)側(cè)面，例如圓形導(dǎo)光兀件。
[0039]導(dǎo)光元件主體具有錐狀鏤空部H1，此錐狀鏤空部Hl具有底端部BHl和頂端部THl。底端部BHl位于導(dǎo)光兀件110的底面116,而頂端部THl則靠近導(dǎo)光兀件110的出光面114，并相對(duì)于底端部BHl。錐狀鏤空部Hl的頂端部THl具有直徑rl，而底端部BHl具有直徑r2，其中r2大于rl，意即頂端部THl的鏤空部分的水平截面積小于底端部BHl的鏤空部分的水平截面積。在本實(shí)施例中，錐狀鏤空部Hl的側(cè)壁的剖面形狀為曲線Cl，且此曲線Cl由多條直線CLl和CL2所構(gòu)成，其中直線CLl和CL2的斜率可為漸增、漸減或任意排列。另外，錐狀鏤空部Hl的頂角Θ (角錐張開(kāi)的角度)介于20度至65度之間。
[0040]發(fā)光二極管120鄰設(shè)于錐狀鏤空部Hl的底端部BHl，以透過(guò)底端部BHl來(lái)發(fā)射光線至錐狀鏤空部Hl內(nèi)。請(qǐng)參照?qǐng)Dlb，其繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管光線在導(dǎo)光元件中的路徑，其中虛線代表發(fā)光二極管光線在導(dǎo)光元件110內(nèi)的路徑。從圖1b可了解，當(dāng)發(fā)光二極管120的光線進(jìn)入錐狀鏤空部Hl后，發(fā)光二極管120的光線可透過(guò)錐狀鏤空部Hl的側(cè)壁以不同角度進(jìn)入導(dǎo)光元件中，如此可使發(fā)光二極管120的光線均勻地從導(dǎo)光元件110的出光面114發(fā)射至外部。
[0041]由上述說(shuō)明可知，本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)光元件110利用錐狀鏤空部Hl來(lái)均勻化發(fā)光二極管的光線，如此本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置100即可提供均勻的光線。
[0042]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2和圖2a，圖2是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置200的垂直剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2a是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的錐狀鏤空部H2的立體結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置200包括導(dǎo)光元件210與發(fā)光二極管120。導(dǎo)光元件210類(lèi)似于導(dǎo)光元件110，但不同之處在于導(dǎo)光元件210具有錐狀鏤空部H2。
[0043]此錐狀鏤空部H2具有底端部BH2和頂端部TH2。底端部BH2位于導(dǎo)光元件210的底面116，而頂端部TH2則靠近導(dǎo)光元件210的出光面114，并相對(duì)于底端部BH2。錐狀鏤空部H2的頂端部TH2具有直徑rl，而底端部BH2具有直徑r2，其中r2大于rl，意即頂端部BH2的鏤空部分的水平截面積小于頂端部TH2的鏤空部分的水平截面積。
[0044]在本實(shí)施例中，錐狀鏤空部H2為多邊形圓錐狀，但本發(fā)明的實(shí)施例并不受限于此。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，錐狀鏤空部可為多邊形圓錐狀，且其側(cè)壁的剖面形狀可為曲線或直線Cl。另外，錐狀鏤空部H2亦具有頂角Θ。另外，底端部BHl跟頂端部THl的橫截面形狀可相同或不相同。[0045]發(fā)光二極管120鄰設(shè)于錐狀鏤空部H2的BH2，以透過(guò)底端部來(lái)發(fā)射BH2光線至錐狀鏤空部H2內(nèi)。當(dāng)發(fā)光二極管120的光線進(jìn)入錐狀鏤空部Hl后，發(fā)光二極管120的光線可透過(guò)錐狀鏤空部Hl的側(cè)壁以不同角度進(jìn)入導(dǎo)光元件中，如此可使發(fā)光二極管120的光線均勻地從導(dǎo)光元件110的出光面114發(fā)射至外部。
[0046]由上述說(shuō)明可知，本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)光元件210利用錐狀鏤空部H2來(lái)均勻化發(fā)光二極管的光線，如此本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置200即可提供均勻的光線。
[0047]請(qǐng)參照?qǐng)D3，其是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置300的垂直剖面結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置300包括導(dǎo)光元件310與發(fā)光二極管120。導(dǎo)光元件310類(lèi)似于導(dǎo)光元件110，但不同之處在于導(dǎo)光元件210具有錐狀鏤空部H3。
[0048]此錐狀鏤空部H3具有底端部BH3和頂端部TH3。底端部BH3位于導(dǎo)光元件310的底面116，而頂端部TH3則靠近導(dǎo)光元件310的出光面114，并相對(duì)于底端部BH3。錐狀鏤空部H3的頂端部TH3具有直徑rl，而底端部BH3具有直徑r2，其中r2大于rl，意即頂端部BH3的鏤空部分的水平截面積小于頂端部TH3的鏤空部分的水平截面積。
[0049]請(qǐng)參照?qǐng)D3a，其是繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的錐狀鏤空部H3的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，錐狀鏤空部H3的側(cè)壁的剖面形狀為曲線C2。曲線C2上的目標(biāo)點(diǎn)P與底端部BH3中心點(diǎn)Q形成直線L。直線L與底端部BH3之間距有夾角a。當(dāng)夾角α的角度增加時(shí)，目標(biāo)點(diǎn)P所對(duì)應(yīng)的切線斜率也會(huì)隨的增加。意即，曲線C2上的目標(biāo)點(diǎn)P的斜率隨著目標(biāo)點(diǎn)P高度增加而隨著增加，進(jìn)而形成如圖3a的曲線C2的形狀。
[0050]發(fā)光二極管120鄰設(shè)于錐狀鏤空部H3的BH3，以透過(guò)底端部來(lái)發(fā)射BH3光線至錐狀鏤空部H3內(nèi)。當(dāng)發(fā)光二極管120的光線進(jìn)入錐狀鏤空部H3后，發(fā)光二極管120的光線可透過(guò)錐狀鏤空部H3的側(cè)壁以不同角度進(jìn)入導(dǎo)光元件中，如此可使發(fā)光二極管120的光線均勻地從導(dǎo)光元件110的出光面114發(fā)射至外部。
[0051]由上述說(shuō)明可知，本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)光元件310利用錐狀鏤空部H3來(lái)均勻化發(fā)光二極管的光線，如此本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置300即可提供均勻的光線。
[0052]雖然本發(fā)明已以數(shù)個(gè)實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，在本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中任何具有普通知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)光兀件，包括: 一主體，具有一出光面、一底面以及一側(cè)面，其中該側(cè)面位于該底面和該出光面之間，該底面相對(duì)于該出光面，該主體具有一錐狀鏤空部，該錐狀鏤空部用以接收外部光線且包括: 一底端部，位于該主體的該底面，且具有一第一鏤空截面積；以及 一頂端部，相對(duì)于該底端部，且具有一第二鏤空截面積，其中該第二鏤空截面積小于該第一鏤空截面積。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其中該錐狀鏤空部為多邊形圓錐狀。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其中該錐狀鏤空部的一側(cè)壁的剖面為一曲線，而該曲線由多條直線所構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其中該錐狀鏤空部的該底端部具有一中心點(diǎn)，該錐狀鏤空部的一側(cè)壁的剖面為一曲線，該中心點(diǎn)與該曲線上的一目標(biāo)點(diǎn)的連線與該底端部間具有一夾角，該目標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的一斜率隨著該夾角的角度增加而增加。
5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其中該錐狀鏤空部的該頂端部具有一夾角，該夾角介于20度至65度之間。
6.一種光源裝置，包括: 一導(dǎo)光元件,包括一主體,具有一出光面、一 底面以及一側(cè)面,其中該側(cè)面位于該底面和該出光面之間，該底面相對(duì)于該出光面，該主體具有一錐狀鏤空部，該錐狀鏤空部用以接收外部光線且包括: 一底端部，位于該主體的該底面，且具有一第一鏤空截面積；以及 一頂端部，相對(duì)于該底端部，且具有一第二鏤空截面積，其中該第二鏤空截面積小于該第一鏤空截面積；以及 一光源，鄰設(shè)于該錐狀鏤空部的該底端部，以透過(guò)該錐狀鏤空部來(lái)發(fā)射一光線至該主體內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的光源裝置，其中該導(dǎo)光元件的該錐狀鏤空部為多邊形圓錐狀。
8.如權(quán)利要求6所述的光源裝置，其中該錐狀鏤空部的一側(cè)壁的剖面為一曲線，而該曲線由多條直線所構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求6所述的光源裝置，其中該錐狀鏤空部的該底端部具有一中心點(diǎn)，該錐狀鏤空部的一側(cè)壁的剖面為一曲線，該中心點(diǎn)與該曲線上的一目標(biāo)點(diǎn)的連線與該底端部間具有一夾角，該目標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的一斜率隨著該夾角的角度增加而增加。
10.如權(quán)利要求6所述的光源裝置，其中該錐狀鏤空部的該頂端部具有一夾角，該夾角介于20度至65度之間。
【文檔編號(hào)】F21V8/00GK103900032SQ201310023517
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月24日
【發(fā)明者】陳蔚軒, 楊凱鈞, 鐘元振 申請(qǐng)人:瑞儀光電股份有限公司