二次光學元件及光源模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是有關于一種二次光學元件及光源模塊，且特別是有關于一種可使照度均勻化的二次光學元件及光源模塊。
【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting D1de,簡稱LED)因其反應速度快、體積小、省電、低污染、高可靠度、適合量產等優(yōu)點而被廣泛地應用于照明及背光源等領域中。在LED照明中，由于LED的出光場型為朗伯特(Lambertian)場型，此出光場型在目標照射平面上會呈現非均勻的照度，而當人眼的視野內存在極高的輝度或輝度對比時，將使人眼產生不舒適感。因此，如何改善眩光以及使照度均勻化為非常重要的議題。
[0003]在現有技術中，用以改善眩光的照明設備包括側入式平板燈以及傳統(tǒng)格柵燈，其利用導光結構設計或是反射罩的設計來控制出光場型并消彌視野內的高輝度或高輝度對t匕，然其缺點為出光效率不高。是以，如何改善眩光以及使照度均勻化，并具有高出光效率，實為一重要的研發(fā)課題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供一種二次光學元件及光源模塊，二次光學元件可改善眩光以及使照度均勻化，光源模塊具有高出光效率。
[0005]本發(fā)明的一種二次光學兀件適于配置在發(fā)光兀件的上方。二次光學兀件包括入光面、出光面以及連接面，其中入光面包括第一入光面以及第二入光面。第二入光面環(huán)繞第一入光面，且第一入光面為一朝出光面凹陷的曲面。出光面與入光面相對且包括第一出光面以及第二出光面。第二出光面環(huán)繞第一出光面。第一出光面為平面或朝入光面凹陷的自由曲面。第二出光面為自由曲面。第二出光面的直徑大于第二入光面的直徑，且連接面連接于第二入光面與第二出光面之間。
[0006]在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一入光面、第二入光面、第一出光面以及第二出光面共用同一中心軸。
[0007]在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一入光面為圓弧面。發(fā)光兀件具有光射出面。光射出面位于第一入光面的下方，且光射出面與第一入光面在垂直于光射出面的方向上的最大距離小于第一入光面的曲率半徑。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一入光面的直徑大于光射出面的寬度。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述的連接面與第二入光面在二次光學元件內的夾角落在125度至145度的范圍內。
[0010]本發(fā)明的一種光源模塊包括多個發(fā)光兀件以及多個上述的二次光學兀件。
[0011]基于上述，本發(fā)明的上述實施例的二次光學元件通過第一入光面及連接面的設計控制出光場型，以改善眩光，并通過第二出光面的自由曲面設計實現照度均勻化。并且，上述二次光學元件可應用在高出光效率的架構(如直下式光源模塊)中，從而達到改善眩光、使照度均勻化以及具有高出光效率的目的。
[0012]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的一實施例的一種光源模塊的爆炸示意圖；
[0014]圖2是圖1中的二次光學元件的第一種剖面示意圖；
[0015]圖3是圖1中的二次光學元件的俯視示意圖；
[0016]圖4是圖1中的二次光學元件的仰視示意圖；
[0017]圖5是圖1中的二次光學元件的第二種剖面示意圖。
[0018]附圖標記說明:
[0019]100:光源模塊；
[0020]110:發(fā)光元件；
[0021]120、120A: 二次光學元件；
[0022]122:入光面；
[0023]122a:第一入光面；
[0024]122b:第二入光面；
[0025]124:出光面；
[0026]124a、124a’:第一出光面；
[0027]124b:第二出光面；
[0028]126:連接面；
[0029]130:電路板；
[0030]140:光學膜片；
[0031]AA:截面積；
[0032]Dl:方向；
[0033]H:最大距離；
[0034]O:中心軸；
[0035]R:參考平面；
[0036]RR:參考平面；
[0037]R122a、R122b、R124a、R124a，、R124b:直徑；
[0038]SllO:光射出面；
[0039]T124、T126:厚度；
[0040]WllO:寬度；
[0041]X:截線；
[0042]Θ:夾角。
【具體實施方式】
[0043]圖1是本發(fā)明的一實施例的一種光源模塊的爆炸示意圖。圖2是圖1中的二次光學元件的第一種剖面示意圖。圖3是圖1中的二次光學元件的俯視示意圖。圖4是圖1中的二次光學元件的仰視示意圖。請參照圖1及圖2，光源模塊100包括多個發(fā)光元件110以及多個二次光學元件120，其中各二次光學元件120設置在其中一個發(fā)光元件110的上方，用以改變發(fā)光元件110的光場型并使照度均勻化。舉例而言，各發(fā)光元件110例如是發(fā)光二極管，而各二次光學元件120例如是二次透鏡。
[0044]光源模塊100可進一步包括電路板130，其中發(fā)光元件110設置在電路板130上且例如呈陣列排列。各二次光學元件120對應其中一個發(fā)光元件110設置在電路板130上，且發(fā)光元件110位于二次光學元件120與電路板130之間。二次光學元件120可通過粘著層、卡榫或固定件等固定在電路板130上。另外，依據不同的設計需求，光源模塊100還可進一步包括至少一光學膜片140設置在光源模塊100的出光側，如二次光學元件120的上方。舉例而言，光學膜片140為擴散片時,可使光源模塊100的輝度均勻化。
[0045]請參照圖2至圖4，二次光學元件120包括入光面122、出光面124以及連接面126，其中入光面122包括第一入光面122a以及第二入光面122b。第二入光面122b環(huán)繞第一入光面122a,且第一入光面122a為一朝出光面124凹陷的曲面。
[0046]發(fā)光兀件110具有光射出面S110。光射出面SllO位于第一入光面122a的下方，且第一入光面122a的直徑R122a大于光射出面SllO的寬度W110。進一步而言，本實施例使第一入光面122a的正投影完全覆蓋光射出面SllO的正投影，以使第一入光面122a涵蓋發(fā)光元件110的出光范圍。具體地，光射出面SllO的寬度WllO例如為3mm，而第一入光面122a 的直徑 R122a 為 6.58mm。
[0047]第一入光面122a例如為圓弧面。通過使光射出面SllO與第一入光面122a在垂直于光射出面SllO的方向Dl上的最大距離H小于第一入光面122a的曲率半徑,來自光射出面SllO的大部分光束進入二次光學元件120后的傳遞路徑會因斯奈爾定律(Snell’s law)而偏折，從而達到匯聚的效果。舉例而言，第一入光面122a的曲率半徑例如為5.148_。
[0048]在本實施例中，第二入光面122b可設計為不同形態(tài)或可通過在第二入光面122b上設置其他構件以與示出在圖1中的電路板130相接合。本發(fā)明不用以限