专利名称：集光单元、光电装置及发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光电装置及发光装置，尤其涉及该光电装置及发光装置中的集光单元。
背景技术：
近几年来世界面临能源短缺的问题，使得绿色能源的应用大幅升高。其中太阳与我们生活息息相关，太阳产生的能量近乎无限，取之不尽，用之不竭；相较于风力、地热等能源的取得，太阳光的取得显得较为容易。太阳光的能量包含光能和热能，其中光能的利用，可由光导引的方式以作为照明、 或是由太阳能电池将光能转换成电力。太阳能电池的特性是会随着太阳光线强度越大，其输出功率也会随之放大。故为了增加太阳能电池接收的光强度，可以由一集光单元将光线集中，以增加太阳能电池的输出功率或是照明效率。因此，集光单元之结构就显得相当重要。因此，如何提供一种集光单元，能提升光线集中的效能，进而改善光电装置及发光装置之效率，实为当前重要课题之一。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种集光单元，旨在解决上述的问题。本发明还提供了采用上述集光单元的光电装置。本发明还提供了采用上述集光单元的发光装置。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的本发明的集光单元包括一入光面；所述的入光面具有一入光微结构；一反射斜面；以及一出光面；所述的出光面具有一出光微结构；一光线由该入光面进入该集光单兀， 并经过该反射斜面而由该出光面射出该集光单元。本发明的光电装置包括上述的集光单元以及一光电组件；所述的光电组件设置于该光线所通过之光路径上。本发明的发光装置包括上述的集光单元和一储能单元；所述的储能单元设置于光线所通过之光路径上；以及一发光单元；所述的发光单元与该储能单元电性连接并发光。与现有技术相比，本发明的有益效果是能进一步提升光线集中效能；如此，应用本发明之集光单元之光电装置及发光装置可分别增加发电效率及照明效率。
图I为本发明第一实施例之一种光电装置的不意图；图2为本发明第二实施例之一种光电装置的示意图；图3A及图3B为本发明第三实施例之一种发光装置的示意图；以及
图4为本发明第四实施例之一种发光装置的示意图。
具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述有鉴于上述课题，本发明之目的为提供一种能够提升光线集中的效能，进而改善光电装置及发光装置之效率之集光单元。为达上述目的，依据本发明之一种集光单元包含一入光面、一反射斜面以及一出光面。入光面具有一入光微结构。出光面具有一出光微结构，一光线由入光面进入集光单元，并经过反射斜面而由出光面射出集光单元。在一实施例中，出光面之面积小于入光面之面积。在一实施例中，入光面为一导光板之一表面，反射斜面为导光板之另一表面，出光面连接入光面及反射斜面。在一实施例中，入光面为一第一导光板之一表面，反射斜面为一第二导光板之一表面，出光面为第二导光板之另一表面，第一导光板与第二导光板系相互迭置。在一实施例中，集光单兀更包含一黏合胶，其设置于第一导光板与第二导光板之间。在一实施例中，入光面与反射斜面分别为一第一导光板之一表面，出光面为一第二导光板之一表面，第一导光板邻设于第二导光板。在一实施例中，集光单元更包含一反射组件。第一导光板导引光线至反射组件，反射组件反射光线至第二导光板。在一实施例中，入光微结构或出光微结构包含网点、V沟、R沟之至其中少之一。在一实施例中，入光微结构或出光微结构为凸状及凹状之至少其中之一。为达上述目的，依据本发明之一种光电装置包含如上所述之集光单元以及一光电组件。光电组件设置于从集光单元所射出之光线通过之光路径上。在一实施例中，光电组件为一太阳能电池或一光传感器。在一实施例中，光电组件设置于出光面。为达上述目的，依据本发明之一种发光装置包含如上所述之集光单元、一储能单元以及一发光单元。储能单元设置于从集光单元所射出之光线通过之光路径上。发光单元与储能单元电性连接并发光。在一实施例中，储能单元包含一太阳能电池。在一实施例中，储能单元设置于出光面。在一实施例中，发光单元包含至少一发光二极管组件。在一实施例中，集光单元更包含一光传感器，其邻设于发光单元，发光单元之发光强度依据光传感器之一感测值而改变。承上所述，在本发明之集光单元、光电装置及发光装置中，入光面与出光面分别具有一入光微结构及一出光微结构，由微结构可大幅提升光线集中的效能。此外，反射斜面可改变光线的行进方向，由此，出光面可不必与入光面同样大小，而可设计为面积比入光面更小，进而能进一步提升光线集中效能。如此，应用本发明之集光单元之光电装置及发光装置可分别增加发电效率及照明效率。
图I为本发明第一实施例之一种光电装置I的不意图。光电装置I包含一集光单元10以及一光电组件P。需注意的是,集光单元10在此是以与光电组件P搭配为例,但在其它实施例中，集光单元10可单独存在或与其它组件搭配使用。集光单兀10包含一入光面101、一反射斜面102以及一出光面103。于此,集光单兀10系以包含一导光板104为例，而入光面101为导光板104之一表面,反射斜面102为导光板104相对于入光面101之另一表面，且反射斜面102与入光面101是相对且不平行， 而使得导光板104为一楔形导光板。出光面103连接入光面101及反射斜面102。入光面 101具有一入光微结构105,出光面103具有一出光微结构106。入光微结构105或出光微结构106可例如包含网点、V沟、R沟之至少其中之一，并可为为凸状及凹状之至少其中之一；在此，入光微结构105是以复数凸状V沟为例，出光微结构106是以复数凸状网点为例， 凸状V沟可由射出成型导光板时一并形成，而凸状网点可由印刷而设置于出光面103。光线是由入光面101进入集光单元10，并经过与入光面101相对且不平行的反射斜面102将光线反射至出光面103的方向，而由出光面103射出集光单元10。当光线经由入光微结构105进入集光单元10并由出光微结构106射出集光单元 10时，光线之集中效能得到大幅提升。此外，反射斜面102可改变光行进方向，使得出光面 103能设计为面积较入光面更小，在此，出光面103之面积小于入光面101之面积，由此可更提升光线集中效能。光电组件P设置于从集光单元10所射出之光线通过之光路径上，在此，光电组件 P是以设置于集光单元10之一侧，并邻设于出光面103为例，其中，光电组件P可与出光面 103接触或不接触。光电组件P可例如为一太阳能电池或一光传感器，在此，光电组件P是以太阳能电池为例。由于光线由微结构105、106集中，而由面积较小的出光面103射出，而使得光强度增加，以致光电组件P之产电功率得到提升。从集光单元10射出之光线除了可用于光电组件P之外，更可用于照明或其它方面。图2为本发明第二实施例之一种光电装置2的示意图。光电装置2包含一集光单元20以及一光电组件P。需注意者，集光单元20在此是以与光电组件P搭配为例，但在其它实施例中，集光单元20可单独存在或与其它组件搭配使用。集光单元20包含一入光面201、一反射斜面202以及一出光面203。在此，集光单兀20系以包含一第一导光板204及一第二导光板207为例,第一导光板204与第二导光板 207是相互并排迭置。其中，入光面201为第一导光板204之一表面,反射斜面202为第二导光板207之一表面，出光面203为第二导光板207之另一表面并连结于第二导光板207 之反射斜面202。入光面201具有一入光微结构205,出光面203具有一出光微结构206。此外,第一导光板204与入光面201相对之一表面亦具有一微结构208。上述微结构205、206、208 可例如包含网点(可为透明)、V沟、R沟之至少之一，并可为凸状及凹状之至少之一；在此， 微结构205、206、208皆以凸状网点为例。光线是由入光面201进入集光单元20，并穿过微结构208而入射第二导光板207，再经过反射斜面202反射而由出光面103射出集光单元 20。集光单元20更包含一黏合胶209，其设置于第一导光板204与第二导光板207之间，用以黏合两导光板204、207(图式为分解示意图)。黏合胶209之折射率可介于第一导光板204与第二导光板207之间,例如黏合胶209之折射率大于第一导光板204之折射率, 并小于第二导光板207之折射率，由此可避免光线从第一导光板204至第二导光板207之间的全反射现象，进而提升光线使用效能。光电组件P设置于从集光单元20所射出之光线通过之光路径上，在此，光电组件P 是以设置于集光单元20之外，并邻设于出光面203为例。光电组件P可例如为一太阳能电池或一光传感器，在此，光电组件P是以太阳能电池为例。由于光线由微结构205、206、208 集中而使光强度增加，以致光电组件P之输出功率得到提升。从集光单元20射出之光线除了可用于光电组件P之外，更可用于照明或其它方面。例如当光电组件P为一光传感器时，则可确认由出光面203所射出的出光量是否足够。图3A为本发明第三实施例之一种发光装置(亦可称为一光电装置)3a的示意图。 发光装置3a包含一集光单元30a以及一光电组件P。需注意的，集光单元30a在此是以与光电组件Pl搭配为例，但在其它实施例中，集光单元30a可单独存在或与其它组件搭配使用。集光单元30a包含一入光面301、一反射斜面302以及一出光面303。在此，集光单兀30a是以包含一第一导光板304及一第二导光板307为例,第一导光板304是邻设于第二导光板307，例如两导光板304、307例如是夹设一角度设置，在此是以两导光板304、307 实质垂直设置。入光面301为第一导光板304之一表面，反射斜面302为第一导光板304 之另一表面，且入光面301与反射斜面302相对设置。出光面303为第二导光板307之另一表面。入光面301具有一入光微结构305,出光面303可以是第二导光板307与第一导光板302相邻表面以外的任一表面，且具有一出光微结构306。上述微结构305、306可例如包含网点、V沟、R沟之至少之一，并可为凸状及凹状之至少之一；于此，微结构305、306皆以凸状网点为例。另外，集光单元30a更可包含一反射组件309。第一导光板304导引光线至反射组件309，反射组件309反射光线至第二导光板307。在此，反射组件309设置于第一导光板 304及第二导光板307之间，并位于第一导光板304与第二导光板307的交界处，以导引光线由第一导光板304射至第二导光板307。光线经由入光面301及入光微结构305进入集光单元30a，再经由反射斜面302反射至反射组件309。反射组件309将光线反射至第二导光板307，而第二导光板307之微结构308可反射光线(提升光线使用效能)，最后光线经由出光面303及出光微结构306而射出集光单元30a。光电组件Pl在此是以一发光单元为例，其可包含至少一发光二极管组件、有机发光组件、荧光灯或其它种类之发光组件。在此，光电组件Pi是设置于一灯罩C上并发出光线。在本实施例中，由微结构305、306，光线之集中效能与使用效能可大幅提升。并且可将室外的光线集中导引至室内，并辅以光电组件Pl发光。故当使用者觉得经由集光单元集光后，室内光线仍不足时，则可开启发光单元，进而增加室内光线强度。图3B为本发明第三实施例之另一种发光装置(亦可称为一光电装置)3b的示意图。发光装置3b包含一集光单兀30b、一光电组件P2以及一发光单兀L。需注意的,集光
6单元30b在此是以与光电组件P2及发光单元L搭配为例，但在其它实施例中，集光单元30b 可单独存在或与其它组件搭配使用。集光单元30b包含一入光面301、一反射斜面302以及一出光面303。在此，集光单兀30b是以包含一第一导光板304及一第二导光板307为例,第一导光板304系邻设于第二导光板307，例如两导光板304、307例如是夹设一角度设置，在此是以两导光板304、307 实质垂直设置。入光面301为第一导光板304之一表面，反射斜面302为第一导光板304 之另一表面，且入光面301与反射斜面302相对设置。出光面303为第二导光板307之另一表面。入光面301具有一入光微结构305,出光面303可以是第二导光板307与第一导光板302相邻表面以外的任一表面，且具有一出光微结构306。上述微结构305、306可例如包含网点、V沟、R沟之至少之一，并可为凸状及凹状之至少之一；在此，微结构305、306皆以凸状网点为例。光电组件P2设置于光线所通过之光路径上；在此，光电组件P2是以设置于第一导光板304及第二导光板307之间，并邻设于第一导光板304为例。光电组件P2可例如为一储能单元(例如太阳能电池)或一光传感器。若光电组件P2为储能单元，则光电组件P2 可吸收部分光线以产生电力，并让另一部分光线通过，并且光电组件P2可与设置于第二导光板307 —侧的发光单元L电性连接(图未显示)，使光电组件P2供应电力至发光单元L 以使其发光；若光电组件P2为光传感器，则光电组件P2可与发光单元L电性连接，并可感测周遭光线强度，使得发光单元L依据光电组件P2之一感测值来控制，例如第二导光板307 的出光面303是朝向室内，作为室内照明，当光电组件P2感测第二导光板307的出光面303 之光强度，发现光强度不足(小于一默认值时)，光电组件P2即可发出控制讯号以开启发光单元L，进而调整室内的光强度。另外，集光单元30b更可包含一反射组件309。第一导光板304导引光线至反射组件309，反射组件309反射光线至第二导光板307。在此，反射组件309设置于第一导光板 304及第二导光板307之间，并位于第一导光板304与第二导光板307的交界处，以导引光线由第一导光板304射至第二导光板307。光线经由入光面301及入光微结构305进入集光单元30，再经由反射斜面302反射至光电组件P2及反射组件309。其中，光电组件P2可具有透光部或是光电组件P2之面积较小，不会遮住全部的光线，使得至少一部分光线能到达反射组件309。反射组件309将光线反射至第二导光板307，而第二导光板307之微结构 308可反射光线(提升光线使用效能)，最后光线经由出光面303及出光微结构306而射出集光单元30b。发光单元L可包含至少一发光二极管组件、有机发光组件、荧光灯或其它种类之发光组件。在此，发光单元L是设置于一灯罩C上并发出光线。在本实施例中，由微结构305、306，光线之集中效能与使用效能可大幅提升。并且可将室外的光线集中导引至室内，并辅以发光单元L发光。除了用以照明之外，更可供光电组件P2发电。此外，若光线强度不足，光电组件P2可感测周遭光强度，以调整发光单元L 之驱动讯号而提升发光强度进行亮度补偿。图4为本发明第四实施例之一种发光装置(亦可称为一光电装置)4的示意图。 发光装置4包含一集光单兀40、二光电组件P3、P4以及一发光单兀L。需注意者,集光单元40在此是以与光电组件P3、P4及发光单元L搭配为例，但在其它实施例中，集光单元40可单独存在或与其它组件搭配使用。与第三实施例主要不同在于，发光装置4包含二光电组件P3、P4，且光电组件P3、 P4之位置与第三实施例之光电组件P1、P2之位置不相同。此外,第二导光板307与出光面 303相对之一表面亦具有一微结构308,而使得第二导光板307可以二面出光。而发光单兀 L是以设置于出光面303为例，当然，发光装置4也可以具有二发光单元L，分别设置于微结构308所设置的表面，以及出光面303。在本实施例中，光电组件P3为储能单元，例如为一太阳能电池。光电组件P3可连结出光面303或邻设于出光面303 ;在此是以光电组件P3邻设于出光面303为例，且光电组件P3设置于一灯罩C上。光电组件P4为光传感器，其是邻设于发光单元L，用以感测周遭光线强度，使得发光单元L依据光电组件P4之一感测值来控制，进而调整发光强度。当发光单元L的电力不足时，光电组件P3可协助供电给发光单元L。综上所述，在本发明之集光单元、光电装置及发光装置中，入光面与出光面分别具有一入光微结构及一出光微结构，藉由微结构可大幅提升光线集中的效能。此外，反射斜面可改变光线的行进方向，藉此，出光面可不必与入光面同样大小，而可设计为面积比入光面更小，进而能进一步提升光线集中效能。如此，应用本发明之集光单元之光电装置及发光装置可分别增加发电效率及照明效率。以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明之精神与范畴，而对其进行之等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求所保护的范围中。
权利要求
1.一种集光单兀，其特征在于包括一入光面；所述的入光面具有一入光微结构；一反射斜面；以及一出光面；所述的出光面具有一出光微结构；一光线由该入光面进入该集光单元，并经过该反射斜面而由该出光面射出该集光单元。
2.根据权利要求I所述的集光单元，其特征在于该出光面之面积小于该入光面之面积。
3.根据权利要求I所述的集光单兀，其特征在于该入光面为一导光板之一表面，该反射斜面为该导光板之另一表面，该出光面连接该入光面及该反射斜面。
4.根据权利要求I所述的集光单兀，其特征在于该入光面为一第一导光板之一表面， 该反射斜面为一第二导光板之一表面，该出光面为该第二导光板之另一表面，该第一导光板与该第二导光板是相互迭置。
5.根据权利要求4所述的集光单元，其特征在于还包括一黏合胶；所述的黏合胶设置在该第一导光板与该第二导光板之间。
6.根据权利要求I所述的集光单元，其特征在于该入光面与该反射斜面分别为一第一导光板之一表面，该出光面为一第二导光板之一表面，该第一导光板邻设于该第二导光板。
7.根据权利要求6所述的集光单兀,其特征在于还包括一反射组件；该第一导光板导引该光线至该反射组件，该反射组件反射该光线至该第二导光板。
8.根据权利要求I所述的集光单元，其特征在于该入光微结构或该出光微结构包含网点、V沟、R沟之至少其中之一。
9.根据权利要求8所述的集光单元，其特征在于该入光微结构或该出光微结构为凸状及凹状之至少其中之一。
10.一种光电装置，其特征在于包括如权利要求第I项-第9项中任一项所述的集光单元；以及一光电组件；所述的光电组件设置于该光线所通过之光路径上。
11.根据权利要求10所述的光电装置，其特征在于该光电组件为一太阳能电池、一光传感器或一发光单兀。
12.根据权利要求10所述的光电装置，其特征在于该光电组件设置在出光面。
13.一种发光装置，其特征在于包括如权利要求第I项-第8项中任一项所述的集光单元和一储能单元；所述的储能单元设置于光线所通过之光路径上；以及一发光单元；所述的发光单元与该储能单元电性连接并发光。
14.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于该储能单元包含一太阳能电池。
15.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于该储能单元设置于出光面。
16.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于该发光单元包含至少一发光二极管组件。
17.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于还包括一光传感器；所述的光传感器邻设于该发光单元，该发光单元之发光强度依据该光传感器之一感测值而改变。
全文摘要
本发明涉及一种集光单元、光电装置及发光装置，本发明的集光单元包括一入光面；所述的入光面具有一入光微结构；一反射斜面；以及一出光面；所述的出光面具有一出光微结构；一光线由该入光面进入该集光单元，并经过该反射斜面而由该出光面射出该集光单元；本发明的有益效果是能进一步提升光线集中效能；如此，应用本发明之集光单元之光电装置及发光装置可分别增加发电效率及照明效率。
文档编号F21V23/04GK102588889SQ20121003482
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者叶钧皓 申请人:苏州向隆塑胶有限公司