本發(fā)明涉及一種照明裝置，特別是涉及一種具有透鏡的發(fā)光裝置。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)因其壽命長、耗電量少、以及發(fā)熱度小等優(yōu)點(diǎn)，被大量應(yīng)用范圍于日常生活中的各項(xiàng)用品，其中，更以燈具應(yīng)用最為常見。

一般而言，當(dāng)發(fā)光二極管應(yīng)用于發(fā)光裝置(例如燈具)時(shí)，由于一些光學(xué)特性的需要，例如使光線準(zhǔn)直聚光或均勻散射，在封裝時(shí)就需要將具有光學(xué)結(jié)構(gòu)的二次光學(xué)透鏡與發(fā)光二極管一同封裝，由此就能使發(fā)光裝置達(dá)到所要的光學(xué)特性。然而，往往具有光學(xué)結(jié)構(gòu)的二次光學(xué)透鏡將會(huì)決定發(fā)光裝置整體的厚度。

因此，如何提供一種兼具公知光線準(zhǔn)直聚光或均勻散射效果的薄型透鏡的發(fā)光裝置，實(shí)為當(dāng)前重要課題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本案提供一種發(fā)光裝置，包括光源以及透鏡。

光源發(fā)出的光線分為主區(qū)域光線和側(cè)邊區(qū)域光線。透鏡則具有出光部和入光部，而入光部具有容置空間。光源設(shè)置于容置空間，且入光部具有中心區(qū)和邊緣區(qū)，中心區(qū)接收主區(qū)域光線，而邊緣區(qū)連接中心區(qū)且對應(yīng)側(cè)邊區(qū)域光線，邊緣區(qū)并具有多個(gè)相連的楔形結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依序排列，而各楔形結(jié)構(gòu)具有入光面以及反射面。側(cè)邊區(qū)域光線由各楔形結(jié)構(gòu)的入光面入射，且被各入光面對應(yīng)的反射面所反射，并從出光部出射。距離中心區(qū)最遠(yuǎn)的楔形結(jié)構(gòu)入光面下端尖點(diǎn)與設(shè)置光源的平面的垂直距離為最短，而其他各該楔形結(jié)構(gòu)入光面下端尖點(diǎn)與平面的垂直距離，會(huì)隨著各該楔形結(jié)構(gòu)與該中心區(qū)的距離增加而減少。

在一個(gè)實(shí)施例中，透鏡進(jìn)一步包括多個(gè)微結(jié)構(gòu)，且入光部或出光部至少部分具有這些微結(jié)構(gòu)。

本案還提供一種發(fā)光裝置，包括光源以及透鏡。

光源發(fā)出的光線分為主區(qū)域光線和側(cè)邊區(qū)域光線。透鏡則具有出光部和入光部，而入光部具有容置空間。光源設(shè)置于容置空間，且入光部具有中心區(qū)和邊緣區(qū)，中心區(qū)接收主區(qū)域光線，而邊緣區(qū)連接中心區(qū)且對應(yīng)側(cè)邊區(qū)域光線，邊緣區(qū)并具有多個(gè)相連的楔形結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依序排列，而各楔形結(jié)構(gòu)具有入光面以及反射面。側(cè)邊區(qū)域光線由各楔形結(jié)構(gòu)的入光面入射，且被各入光面對應(yīng)的反射面所反射，并從出光部出射。距離該中心區(qū)最遠(yuǎn)的楔形結(jié)構(gòu)入光面下端尖點(diǎn)與設(shè)置光源的平面的垂直距離為最短，而其他各該楔形結(jié)構(gòu)入光面下端尖點(diǎn)與平面的垂直距離相同。

在一個(gè)實(shí)施例中，透鏡進(jìn)一步包括多個(gè)微結(jié)構(gòu)，且入光部或出光部至少部分具有這些微結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，出光部為平面、曲面、凹面、凸面、micro lens面、pizza面、micro pizza面、霧化面或是不規(guī)則面。

本案又提供一種發(fā)光裝置，包括光源以及透鏡。

光源發(fā)出的光線分為主區(qū)域光線和側(cè)邊區(qū)域光線。透鏡則具有出光部和入光部，而入光部具有容置空間。光源設(shè)置于容置空間，且入光部具有中心區(qū)和邊緣區(qū)，中心區(qū)接收主區(qū)域光線，而邊緣區(qū)連接中心區(qū)且對應(yīng)側(cè)邊區(qū)域光線，邊緣區(qū)并具有多個(gè)相連的楔形結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依序排列，而各楔形結(jié)構(gòu)具有入光面以及反射面。側(cè)邊區(qū)域光線由各楔形結(jié)構(gòu)的入光面入射，且被各入光面對應(yīng)的反射面所反射，并從出光部出射。距離該中心區(qū)最遠(yuǎn)的楔形結(jié)構(gòu)入光面下端尖點(diǎn)與設(shè)置光源的平面的垂直距離為最短，而其他各該楔形結(jié)構(gòu)入光面下端尖點(diǎn)與平面的垂直距離，會(huì)隨著各該楔形結(jié)構(gòu)與中心區(qū)的距離增加而呈現(xiàn)先遞增再遞減。

在一個(gè)實(shí)施例中，透鏡進(jìn)一步包括多個(gè)微結(jié)構(gòu)，且入光部或出光部至少部分具有這些微結(jié)構(gòu)。

本案更提供一種發(fā)光裝置，包括光源以及透鏡。

光源發(fā)出的光線分為主區(qū)域光線和側(cè)邊區(qū)域光線。透鏡則具有出光部和入光部，而入光部具有容置空間。光源設(shè)置于容置空間，且入光部具有中心區(qū)和邊緣區(qū)，中心區(qū)接收主區(qū)域光線，而邊緣區(qū)連接中心區(qū)且對應(yīng)側(cè)邊區(qū)域光線，邊緣區(qū)并具有多個(gè)相連的楔形結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依序排列，而各楔形結(jié)構(gòu)具有入光面以及反射面。側(cè)邊區(qū)域光線由各楔形結(jié)構(gòu)的入光面入射，且被各入光面對應(yīng)的反射面所反射，并從出光部出射。距離該中心區(qū)最遠(yuǎn)的楔形結(jié)構(gòu)入光面下端尖點(diǎn)與設(shè)置光源的平面的垂直距離為最短，而其他各該楔形結(jié)構(gòu)入光面下端尖點(diǎn)與平面的垂直距離，會(huì)隨著各該楔形結(jié)構(gòu)與中心區(qū)的距離增加而呈現(xiàn)先遞增再持平。

在一個(gè)實(shí)施例中，透鏡進(jìn)一步包括多個(gè)微結(jié)構(gòu)，且入光部或出光部至少部分具有這些微結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，出光部為平面、曲面、凹面、凸面、micro lens面、pizza面、micro pizza面、霧化面或是不規(guī)則面。

附圖說明

圖1為本案發(fā)光裝置的立體示意圖。

圖2為本案發(fā)光裝置的局部爆炸示意圖。

圖3A至圖3C為圖1的剖面示意圖。

圖3D至圖3F為本案透鏡的另一種形態(tài)的剖面示意圖。

圖4為本案透鏡的另一個(gè)實(shí)施例的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照相關(guān)附圖，說明依本案優(yōu)選實(shí)施例的發(fā)光裝置。其中相同的構(gòu)件將以相同的參照符號加以說明。為使附圖簡潔，與本案非直接相關(guān)的構(gòu)件將省略不繪出。

請同時(shí)參照圖1、圖2、圖3A至圖3C，圖1為本案發(fā)光裝置1的立體示意圖，圖2為本案發(fā)光裝置1的局部爆炸示意圖，圖3A至圖3C為圖1的剖面示意圖。

在本實(shí)施例中，發(fā)光裝置1包括光源12以及透鏡13。此外，發(fā)光裝置1進(jìn)一步包括底板10，且透鏡13和光源12都設(shè)置于底板10上，底板10可為電路板。而所搭配的發(fā)光裝置1可為指向性的燈具，例如可為Par燈、MR16燈或是筒燈等。

如圖2及圖3A所示，透鏡13具有入光部13A和出光部13B，而入光部13A具有容置空間，用以容置光源12。如此一來，光源12所發(fā)出光線通過透鏡13準(zhǔn)直后離開發(fā)光裝置1。

光源12發(fā)出的光線分為主區(qū)域光線和側(cè)邊區(qū)域光線，且為了對應(yīng)光源12的主區(qū)域光線和側(cè)邊區(qū)域光線，透鏡13的入光部13A具有中心區(qū)131和邊緣區(qū)132。中心區(qū)131接收主區(qū)域光線，而邊緣區(qū)132連接中心區(qū)131且對應(yīng)側(cè)邊區(qū)域光線。其中，主區(qū)域光線與光源12垂直出射的光線夾預(yù)設(shè)角度范圍內(nèi)的光線。在一些實(shí)施例中，預(yù)設(shè)角度為20-50度。補(bǔ)充說明的是，此處所敘述的“光源垂直出射的光線”，定義為從各該光源中心射出的光線。

此外，邊緣區(qū)132具有多個(gè)相連的楔形結(jié)構(gòu)W，由內(nèi)向外依序排列，而各楔形結(jié)構(gòu)具有入光面132A以及反射面132B。側(cè)邊區(qū)域光線由各楔形結(jié)構(gòu)W的入光面132A入射，且被各入光面132A對應(yīng)的反射面132B所反射，并從出光部13B出射。

如圖3A及圖3B所示，距離中心區(qū)131最遠(yuǎn)的楔形結(jié)構(gòu)W₄的入光面132A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₄₁為最短，而其他各楔形結(jié)構(gòu)W入光面132A下端尖點(diǎn)的垂直距離h，會(huì)隨著各楔形結(jié)構(gòu)W與中心區(qū)131的距離增加而減少。其中，入光面132A下端尖點(diǎn)的垂直距離h是指各楔形結(jié)構(gòu)W的入光面132A下端尖點(diǎn)與設(shè)置光源12的平面的垂直距離。此處的平面可為本實(shí)施例的底板10。

具體而言，各楔形結(jié)構(gòu)W₁、W₂、W₃、W₄的入光面132A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₁₁、h₂₁、h₃₁、h₄₁，將會(huì)隨著各楔形結(jié)構(gòu)W₁、W₂、W₃、W₄遠(yuǎn)離中心區(qū)131而減少，也就是說，最內(nèi)側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₁入光面132A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₁₁為最大，楔形結(jié)構(gòu)W₂、W₃入光面132A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₂₁、h₃₁為逐漸遞減，而最外側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₄入光面132A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₄₁為最小。因此，本實(shí)施例的各楔形結(jié)構(gòu)W₁、W₂、W₃、W₄各入光面132A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₁₁、h₂₁、h₃₁、h₄₁的關(guān)系式為：h₁₁>h₂₁>h₃₁>h₄₁。

本案進(jìn)一步提供透鏡的各楔形結(jié)構(gòu)入光面下端尖點(diǎn)的垂直距離的不同形態(tài)；列舉下列圖3D至圖3F說明。如圖3D所示，在本實(shí)施例中，距離中心區(qū)141最遠(yuǎn)的楔形結(jié)構(gòu)W₄的入光面142A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₄₂為最短，而其他各楔形結(jié)構(gòu)W入光面142A下端尖點(diǎn)的垂直距離h都相同。其中，入光面142A下端尖點(diǎn)的垂直距離h是指各楔形結(jié)構(gòu)W的入光面142A下端尖點(diǎn)與設(shè)置光源12的平面的垂直距離。此處的平面可為本實(shí)施例的底板10。

具體而言，楔形結(jié)構(gòu)W₄的入光面142A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₄₂為最短，而其他各楔形結(jié)構(gòu)W₁、W₂、W₃的入光面142A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₁₂、h₂₂、h₃₂則相同，也就是說，最內(nèi)側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₁入光面142A下端尖點(diǎn)的垂直距離h12，會(huì)等于楔形結(jié)構(gòu)W₂、W₃入光面142A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₂₂、h₃₂，且會(huì)大于最外側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₄入光面142A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₄₂。因此，本實(shí)施例的各楔形結(jié)構(gòu)W₁、W₂、W₃、W₄各入光面142A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₁₂、h₂₂、h₃₂、h₄₂的關(guān)系式為：h₁₂＝h₂₂＝h₃₂>h₄₂。

如圖3E所示，在本實(shí)施例中，距離中心區(qū)151最遠(yuǎn)的楔形結(jié)構(gòu)W₄的入光面152A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₄₃為最短，而其他各楔形結(jié)構(gòu)W入光面152A下端尖點(diǎn)的垂直距離h，會(huì)隨著各楔形結(jié)構(gòu)W與中心區(qū)151的距離增加而呈現(xiàn)先遞增再遞減。其中，入光面152A下端尖點(diǎn)的垂直距離h是指各楔形結(jié)構(gòu)W的入光面152A下端尖點(diǎn)與設(shè)置光源12的平面的垂直距離。此處的平面可為本實(shí)施例的底板10。

具體而言，楔形結(jié)構(gòu)W₄的入光面152A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₄₃為最短，而其他各楔形結(jié)構(gòu)W₁、W₂、W₃的入光面152A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₁₃、h₂₃、h₃₃，會(huì)隨著各楔形結(jié)構(gòu)W與中心區(qū)151的距離增加而呈現(xiàn)先遞增再遞減，也就是說，最外側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₄入光面152A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₄₃為最短，而最內(nèi)側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₁入光面152A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₁₃，會(huì)小于楔形結(jié)構(gòu)W₂入光面152A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₂₃；且楔形結(jié)構(gòu)W₂入光面152A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₂₃，也會(huì)大于楔形結(jié)構(gòu)W₃入光面152A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₃₃。因此，本實(shí)施例的各楔形結(jié)構(gòu)W₁、W₂、W₃、W₄各入光面152A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₁₃、h₂₃、h₃₃、h₄₃的關(guān)系式為：h₄₃<h₁₃<h₃₃<h₂₃或h₄₃<h₃₃<h₁₃<h₂₃。

如圖3F所示，在本實(shí)施例中，距離中心區(qū)161最遠(yuǎn)的楔形結(jié)構(gòu)W₄的入光面162A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₄₄為最短，而其他各楔形結(jié)構(gòu)W入光面162A下端尖點(diǎn)的垂直距離h，會(huì)隨著各楔形結(jié)構(gòu)W與中心區(qū)161的距離增加而呈現(xiàn)先遞增再持平。其中，入光面162A下端尖點(diǎn)的垂直距離h是指各楔形結(jié)構(gòu)W的入光面162A下端尖點(diǎn)與設(shè)置光源12的平面的垂直距離。此處的平面可為本實(shí)施例的底板10。

具體而言，楔形結(jié)構(gòu)W₄的入光面162A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₄₄為最短，而其他各楔形結(jié)構(gòu)W₁、W₂、W₃的入光面162A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₁₄、h₂₄、h₃₄，會(huì)隨著各楔形結(jié)構(gòu)W與中心區(qū)161的距離增加而呈現(xiàn)先遞增再持平，也就是說，最外側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₄入光面162A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₄₄為最短，而最內(nèi)側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₁入光面162A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₁₄，會(huì)小于楔形結(jié)構(gòu)W₂入光面162A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₂₄；又楔形結(jié)構(gòu)W₂入光面162A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₂₄，會(huì)等于楔形結(jié)構(gòu)W₃入光面162A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₃₄。因此，本實(shí)施例的各楔形結(jié)構(gòu)W₁、W₂、W₃、W₄各入光面162A下端尖點(diǎn)的垂直距離h₁₄、h₂₄、h₃₄、h₄₄的關(guān)系式為：h₄₄<h₁₄<h₂₄＝h₃₄。

在本實(shí)施例中，并不限制光源12的種類、數(shù)量及排列設(shè)置方式。就種類而言，光源12可為發(fā)光二極管芯片、發(fā)光二極管封裝體或圓頂發(fā)光、鎢絲燈、或其他點(diǎn)狀或線狀的發(fā)光元件。就數(shù)量而言，雖圖示僅繪制一個(gè)光源12，但其可為單個(gè)或多個(gè)，且單個(gè)為包含多個(gè)發(fā)光晶粒封裝為一個(gè)封裝體。就排列設(shè)置方式而言，光源12可設(shè)置于對應(yīng)透鏡13的中心、或呈直線、圓形、弧形、十字形、數(shù)組或其他形狀設(shè)置。此外，本案的透鏡13為了達(dá)到優(yōu)選的效果，也可摻雜一些異質(zhì)材料，例如可摻雜散射粒子或著色劑，以提升散射效果或改變出光顏色。

以下將詳細(xì)敘述光源12所提供的光線在透鏡13中的光線傳遞方式。請同時(shí)參照圖2、圖3A至圖3C，透鏡13具有入光部13A和出光部13B，其中入光部13A面對光源12，使得光源12所發(fā)出的光線從入光部13A進(jìn)入透鏡13，并被透鏡13導(dǎo)引而從入光部13A出射(圖3A箭頭為光線離開方向)。且本實(shí)施例的透鏡13的高度與寬度的比值介于0.1至0.6。優(yōu)選地高度與寬度的比值介于0.2至0.4之間。

詳細(xì)而言，本實(shí)施例的入光部13A的中心區(qū)131可以為一弧形透鏡，且邊緣區(qū)132圍繞中心區(qū)131設(shè)置。本案實(shí)施形態(tài)的邊緣區(qū)132的多個(gè)相連的楔形結(jié)構(gòu)W從內(nèi)向外依序配置。邊緣區(qū)132的各楔形結(jié)構(gòu)W的數(shù)目小于6，優(yōu)選地介于2到5之間，一般而言，楔型結(jié)構(gòu)W的數(shù)量越多，整體出光的指向性更佳。

各楔形結(jié)構(gòu)W的反射面132B與下一個(gè)楔形結(jié)構(gòu)W的入光面132A連接，而最內(nèi)側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₁的入光面132A連接中心區(qū)131。換言之，各楔形結(jié)構(gòu)W依序相連并環(huán)繞中心區(qū)131設(shè)置，且最外側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₄的反射面132B與入光面132A連接。

如圖3C所示，在本實(shí)施例中，最內(nèi)側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₁的楔角尖端與光源12之中心及邊緣所夾的角度α₁，會(huì)大于最外側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W的楔角尖端與光源中心及邊緣所夾的角度α₄。

且各楔形結(jié)構(gòu)W分別對應(yīng)光源12發(fā)出的光線范圍中的部分發(fā)光角度β，且各楔型結(jié)構(gòu)W所對應(yīng)的發(fā)光角度β相同或不同。各楔形結(jié)構(gòu)W分別對應(yīng)的各發(fā)光角度β是介于5度到25度之間。

此外，每一楔形結(jié)構(gòu)W的入光面132A分別接收光源12所發(fā)出的預(yù)設(shè)角度范圍內(nèi)的光線，并利用各楔形結(jié)構(gòu)W的反射面132B將所接收進(jìn)來的光線進(jìn)行全反射，例如，光源12的光線由入光面132A進(jìn)入，并被反射面132B反射。

每一楔形結(jié)構(gòu)W負(fù)責(zé)將光源12的側(cè)邊區(qū)域的光線全反射，最內(nèi)側(cè)楔形結(jié)構(gòu)W₁負(fù)責(zé)將發(fā)光角度β₁內(nèi)的側(cè)邊區(qū)域的光線進(jìn)行全反射、次一級楔形結(jié)構(gòu)W₂負(fù)責(zé)將發(fā)光角度β₂內(nèi)的側(cè)邊區(qū)域的光線進(jìn)行全反射、再次一級楔形結(jié)構(gòu)W₃負(fù)責(zé)將發(fā)光角度β₃內(nèi)的側(cè)邊區(qū)域的光線進(jìn)行全反射、而最外側(cè)的楔形結(jié)構(gòu)W₄則負(fù)責(zé)將發(fā)光角度β₄內(nèi)的側(cè)邊區(qū)域的光線進(jìn)行全反射。發(fā)光角度β₁、β₂、β₃以及β₄大小可以相同或不同。

如圖4所示，在本實(shí)施例中，透鏡17更可具有多個(gè)微結(jié)構(gòu)171，且入光部17A或出光部17B至少部分具有該些微結(jié)構(gòu)171。其微結(jié)構(gòu)的形成方式可為浮雕花樣(embossment)、噴砂霧化、鑄型法、切削式、蝕刻式或印刷式等方式在入光部17A或出光部17B上形成多個(gè)呈預(yù)定圖像分布的凹點(diǎn)、凸點(diǎn)或V型凹槽。

如圖3A至圖4所示，在本實(shí)施例中，透鏡13、14、15、16、17的出光部13B、14B、15B、16B、17B可為平面、曲面、凹面、凸面、micro lens面、pizza面、micro pizza面、霧化面或是不規(guī)則面。

綜上所述，本發(fā)明通過將透鏡的入光部對應(yīng)光源設(shè)置了中心區(qū)和邊緣區(qū)，且邊緣區(qū)更具有多個(gè)楔形結(jié)構(gòu)，通過各楔形結(jié)構(gòu)可有提供與公知發(fā)光裝置相同的準(zhǔn)直聚光、均勻散熱的效果的情況下更薄的透鏡以及發(fā)光裝置。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本案之精神與范疇，而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于后附的權(quán)利要求中。