发光装置的制作方法

本发明涉及一种照明装置，特别是涉及一种具有透镜的发光装置。

背景技术：

发光二极管(Light Emitting Diode,LED)因其寿命长、耗电量少、以及发热度小等优点，被大量应用范围于日常生活中的各项用品，其中，更以灯具应用最为常见。

一般而言，当发光二极管应用于发光装置(例如灯具)时，由于一些光学特性的需要，例如使光线准直聚光或均匀散射，在封装时就需要将具有光学结构的二次光学透镜与发光二极管一同封装，由此就能使发光装置达到所要的光学特性。然而，往往具有光学结构的二次光学透镜将会决定发光装置整体的厚度。

因此，如何提供一种兼具公知光线准直聚光或均匀散射效果的薄型透镜的发光装置，实为当前重要课题之一。

技术实现要素：

本案提供一种发光装置，包括光源以及透镜。

光源发出的光线分为主区域光线和侧边区域光线。透镜则具有出光部和入光部，而入光部具有容置空间。光源设置于容置空间，且入光部具有中心区和边缘区，中心区接收主区域光线，而边缘区连接中心区且对应侧边区域光线，边缘区并具有多个相连的楔形结构，由内向外依序排列，而各楔形结构具有入光面以及反射面。侧边区域光线由各楔形结构的入光面入射，且被各入光面对应的反射面所反射，并从出光部出射。距离中心区最远的楔形结构入光面下端尖点与设置光源的平面的垂直距离为最短，而其他各该楔形结构入光面下端尖点与平面的垂直距离，会随着各该楔形结构与该中心区的距离增加而减少。

在一个实施例中，透镜进一步包括多个微结构，且入光部或出光部至少部分具有这些微结构。

本案还提供一种发光装置，包括光源以及透镜。

光源发出的光线分为主区域光线和侧边区域光线。透镜则具有出光部和入光部，而入光部具有容置空间。光源设置于容置空间，且入光部具有中心区和边缘区，中心区接收主区域光线，而边缘区连接中心区且对应侧边区域光线，边缘区并具有多个相连的楔形结构，由内向外依序排列，而各楔形结构具有入光面以及反射面。侧边区域光线由各楔形结构的入光面入射，且被各入光面对应的反射面所反射，并从出光部出射。距离该中心区最远的楔形结构入光面下端尖点与设置光源的平面的垂直距离为最短，而其他各该楔形结构入光面下端尖点与平面的垂直距离相同。

在一个实施例中，透镜进一步包括多个微结构，且入光部或出光部至少部分具有这些微结构。

在一个实施例中，出光部为平面、曲面、凹面、凸面、micro lens面、pizza面、micro pizza面、雾化面或是不规则面。

本案又提供一种发光装置，包括光源以及透镜。

光源发出的光线分为主区域光线和侧边区域光线。透镜则具有出光部和入光部，而入光部具有容置空间。光源设置于容置空间，且入光部具有中心区和边缘区，中心区接收主区域光线，而边缘区连接中心区且对应侧边区域光线，边缘区并具有多个相连的楔形结构，由内向外依序排列，而各楔形结构具有入光面以及反射面。侧边区域光线由各楔形结构的入光面入射，且被各入光面对应的反射面所反射，并从出光部出射。距离该中心区最远的楔形结构入光面下端尖点与设置光源的平面的垂直距离为最短，而其他各该楔形结构入光面下端尖点与平面的垂直距离，会随着各该楔形结构与中心区的距离增加而呈现先递增再递减。

在一个实施例中，透镜进一步包括多个微结构，且入光部或出光部至少部分具有这些微结构。

本案更提供一种发光装置，包括光源以及透镜。

光源发出的光线分为主区域光线和侧边区域光线。透镜则具有出光部和入光部，而入光部具有容置空间。光源设置于容置空间，且入光部具有中心区和边缘区，中心区接收主区域光线，而边缘区连接中心区且对应侧边区域光线，边缘区并具有多个相连的楔形结构，由内向外依序排列，而各楔形结构具有入光面以及反射面。侧边区域光线由各楔形结构的入光面入射，且被各入光面对应的反射面所反射，并从出光部出射。距离该中心区最远的楔形结构入光面下端尖点与设置光源的平面的垂直距离为最短，而其他各该楔形结构入光面下端尖点与平面的垂直距离，会随着各该楔形结构与中心区的距离增加而呈现先递增再持平。

在一个实施例中，透镜进一步包括多个微结构，且入光部或出光部至少部分具有这些微结构。

在一个实施例中，出光部为平面、曲面、凹面、凸面、micro lens面、pizza面、micro pizza面、雾化面或是不规则面。

附图说明

图1为本案发光装置的立体示意图。

图2为本案发光装置的局部爆炸示意图。

图3A至图3C为图1的剖面示意图。

图3D至图3F为本案透镜的另一种形态的剖面示意图。

图4为本案透镜的另一个实施例的剖面示意图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本案优选实施例的发光装置。其中相同的构件将以相同的参照符号加以说明。为使附图简洁，与本案非直接相关的构件将省略不绘出。

请同时参照图1、图2、图3A至图3C，图1为本案发光装置1的立体示意图，图2为本案发光装置1的局部爆炸示意图，图3A至图3C为图1的剖面示意图。

在本实施例中，发光装置1包括光源12以及透镜13。此外，发光装置1进一步包括底板10，且透镜13和光源12都设置于底板10上，底板10可为电路板。而所搭配的发光装置1可为指向性的灯具，例如可为Par灯、MR16灯或是筒灯等。

如图2及图3A所示，透镜13具有入光部13A和出光部13B，而入光部13A具有容置空间，用以容置光源12。如此一来，光源12所发出光线通过透镜13准直后离开发光装置1。

光源12发出的光线分为主区域光线和侧边区域光线，且为了对应光源12的主区域光线和侧边区域光线，透镜13的入光部13A具有中心区131和边缘区132。中心区131接收主区域光线，而边缘区132连接中心区131且对应侧边区域光线。其中，主区域光线与光源12垂直出射的光线夹预设角度范围内的光线。在一些实施例中，预设角度为20-50度。补充说明的是，此处所叙述的“光源垂直出射的光线”，定义为从各该光源中心射出的光线。

此外，边缘区132具有多个相连的楔形结构W，由内向外依序排列，而各楔形结构具有入光面132A以及反射面132B。侧边区域光线由各楔形结构W的入光面132A入射，且被各入光面132A对应的反射面132B所反射，并从出光部13B出射。

如图3A及图3B所示，距离中心区131最远的楔形结构W₄的入光面132A下端尖点的垂直距离h₄₁为最短，而其他各楔形结构W入光面132A下端尖点的垂直距离h，会随着各楔形结构W与中心区131的距离增加而减少。其中，入光面132A下端尖点的垂直距离h是指各楔形结构W的入光面132A下端尖点与设置光源12的平面的垂直距离。此处的平面可为本实施例的底板10。

具体而言，各楔形结构W₁、W₂、W₃、W₄的入光面132A下端尖点的垂直距离h₁₁、h₂₁、h₃₁、h₄₁，将会随着各楔形结构W₁、W₂、W₃、W₄远离中心区131而减少，也就是说，最内侧的楔形结构W₁入光面132A下端尖点的垂直距离h₁₁为最大，楔形结构W₂、W₃入光面132A下端尖点的垂直距离h₂₁、h₃₁为逐渐递减，而最外侧的楔形结构W₄入光面132A下端尖点的垂直距离h₄₁为最小。因此，本实施例的各楔形结构W₁、W₂、W₃、W₄各入光面132A下端尖点的垂直距离h₁₁、h₂₁、h₃₁、h₄₁的关系式为：h₁₁>h₂₁>h₃₁>h₄₁。

本案进一步提供透镜的各楔形结构入光面下端尖点的垂直距离的不同形态；列举下列图3D至图3F说明。如图3D所示，在本实施例中，距离中心区141最远的楔形结构W₄的入光面142A下端尖点的垂直距离h₄₂为最短，而其他各楔形结构W入光面142A下端尖点的垂直距离h都相同。其中，入光面142A下端尖点的垂直距离h是指各楔形结构W的入光面142A下端尖点与设置光源12的平面的垂直距离。此处的平面可为本实施例的底板10。

具体而言，楔形结构W₄的入光面142A下端尖点的垂直距离h₄₂为最短，而其他各楔形结构W₁、W₂、W₃的入光面142A下端尖点的垂直距离h₁₂、h₂₂、h₃₂则相同，也就是说，最内侧的楔形结构W₁入光面142A下端尖点的垂直距离h12，会等于楔形结构W₂、W₃入光面142A下端尖点的垂直距离h₂₂、h₃₂，且会大于最外侧的楔形结构W₄入光面142A下端尖点的垂直距离h₄₂。因此，本实施例的各楔形结构W₁、W₂、W₃、W₄各入光面142A下端尖点的垂直距离h₁₂、h₂₂、h₃₂、h₄₂的关系式为：h₁₂＝h₂₂＝h₃₂>h₄₂。

如图3E所示，在本实施例中，距离中心区151最远的楔形结构W₄的入光面152A下端尖点的垂直距离h₄₃为最短，而其他各楔形结构W入光面152A下端尖点的垂直距离h，会随着各楔形结构W与中心区151的距离增加而呈现先递增再递减。其中，入光面152A下端尖点的垂直距离h是指各楔形结构W的入光面152A下端尖点与设置光源12的平面的垂直距离。此处的平面可为本实施例的底板10。

具体而言，楔形结构W₄的入光面152A下端尖点的垂直距离h₄₃为最短，而其他各楔形结构W₁、W₂、W₃的入光面152A下端尖点的垂直距离h₁₃、h₂₃、h₃₃，会随着各楔形结构W与中心区151的距离增加而呈现先递增再递减，也就是说，最外侧的楔形结构W₄入光面152A下端尖点的垂直距离h₄₃为最短，而最内侧的楔形结构W₁入光面152A下端尖点的垂直距离h₁₃，会小于楔形结构W₂入光面152A下端尖点的垂直距离h₂₃；且楔形结构W₂入光面152A下端尖点的垂直距离h₂₃，也会大于楔形结构W₃入光面152A下端尖点的垂直距离h₃₃。因此，本实施例的各楔形结构W₁、W₂、W₃、W₄各入光面152A下端尖点的垂直距离h₁₃、h₂₃、h₃₃、h₄₃的关系式为：h₄₃<h₁₃<h₃₃<h₂₃或h₄₃<h₃₃<h₁₃<h₂₃。

如图3F所示，在本实施例中，距离中心区161最远的楔形结构W₄的入光面162A下端尖点的垂直距离h₄₄为最短，而其他各楔形结构W入光面162A下端尖点的垂直距离h，会随着各楔形结构W与中心区161的距离增加而呈现先递增再持平。其中，入光面162A下端尖点的垂直距离h是指各楔形结构W的入光面162A下端尖点与设置光源12的平面的垂直距离。此处的平面可为本实施例的底板10。

具体而言，楔形结构W₄的入光面162A下端尖点的垂直距离h₄₄为最短，而其他各楔形结构W₁、W₂、W₃的入光面162A下端尖点的垂直距离h₁₄、h₂₄、h₃₄，会随着各楔形结构W与中心区161的距离增加而呈现先递增再持平，也就是说，最外侧的楔形结构W₄入光面162A下端尖点的垂直距离h₄₄为最短，而最内侧的楔形结构W₁入光面162A下端尖点的垂直距离h₁₄，会小于楔形结构W₂入光面162A下端尖点的垂直距离h₂₄；又楔形结构W₂入光面162A下端尖点的垂直距离h₂₄，会等于楔形结构W₃入光面162A下端尖点的垂直距离h₃₄。因此，本实施例的各楔形结构W₁、W₂、W₃、W₄各入光面162A下端尖点的垂直距离h₁₄、h₂₄、h₃₄、h₄₄的关系式为：h₄₄<h₁₄<h₂₄＝h₃₄。

在本实施例中，并不限制光源12的种类、数量及排列设置方式。就种类而言，光源12可为发光二极管芯片、发光二极管封装体或圆顶发光、钨丝灯、或其他点状或线状的发光元件。就数量而言，虽图示仅绘制一个光源12，但其可为单个或多个，且单个为包含多个发光晶粒封装为一个封装体。就排列设置方式而言，光源12可设置于对应透镜13的中心、或呈直线、圆形、弧形、十字形、数组或其他形状设置。此外，本案的透镜13为了达到优选的效果，也可掺杂一些异质材料，例如可掺杂散射粒子或着色剂，以提升散射效果或改变出光颜色。

以下将详细叙述光源12所提供的光线在透镜13中的光线传递方式。请同时参照图2、图3A至图3C，透镜13具有入光部13A和出光部13B，其中入光部13A面对光源12，使得光源12所发出的光线从入光部13A进入透镜13，并被透镜13导引而从入光部13A出射(图3A箭头为光线离开方向)。且本实施例的透镜13的高度与宽度的比值介于0.1至0.6。优选地高度与宽度的比值介于0.2至0.4之间。

详细而言，本实施例的入光部13A的中心区131可以为一弧形透镜，且边缘区132围绕中心区131设置。本案实施形态的边缘区132的多个相连的楔形结构W从内向外依序配置。边缘区132的各楔形结构W的数目小于6，优选地介于2到5之间，一般而言，楔型结构W的数量越多，整体出光的指向性更佳。

各楔形结构W的反射面132B与下一个楔形结构W的入光面132A连接，而最内侧的楔形结构W₁的入光面132A连接中心区131。换言之，各楔形结构W依序相连并环绕中心区131设置，且最外侧的楔形结构W₄的反射面132B与入光面132A连接。

如图3C所示，在本实施例中，最内侧的楔形结构W₁的楔角尖端与光源12之中心及边缘所夹的角度α₁，会大于最外侧的楔形结构W的楔角尖端与光源中心及边缘所夹的角度α₄。

且各楔形结构W分别对应光源12发出的光线范围中的部分发光角度β，且各楔型结构W所对应的发光角度β相同或不同。各楔形结构W分别对应的各发光角度β是介于5度到25度之间。

此外，每一楔形结构W的入光面132A分别接收光源12所发出的预设角度范围内的光线，并利用各楔形结构W的反射面132B将所接收进来的光线进行全反射，例如，光源12的光线由入光面132A进入，并被反射面132B反射。

每一楔形结构W负责将光源12的侧边区域的光线全反射，最内侧楔形结构W₁负责将发光角度β₁内的侧边区域的光线进行全反射、次一级楔形结构W₂负责将发光角度β₂内的侧边区域的光线进行全反射、再次一级楔形结构W₃负责将发光角度β₃内的侧边区域的光线进行全反射、而最外侧的楔形结构W₄则负责将发光角度β₄内的侧边区域的光线进行全反射。发光角度β₁、β₂、β₃以及β₄大小可以相同或不同。

如图4所示，在本实施例中，透镜17更可具有多个微结构171，且入光部17A或出光部17B至少部分具有该些微结构171。其微结构的形成方式可为浮雕花样(embossment)、喷砂雾化、铸型法、切削式、蚀刻式或印刷式等方式在入光部17A或出光部17B上形成多个呈预定图像分布的凹点、凸点或V型凹槽。

如图3A至图4所示，在本实施例中，透镜13、14、15、16、17的出光部13B、14B、15B、16B、17B可为平面、曲面、凹面、凸面、micro lens面、pizza面、micro pizza面、雾化面或是不规则面。

综上所述，本发明通过将透镜的入光部对应光源设置了中心区和边缘区，且边缘区更具有多个楔形结构，通过各楔形结构可有提供与公知发光装置相同的准直聚光、均匀散热的效果的情况下更薄的透镜以及发光装置。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本案之精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求中。