TWI377709B - Led lens and light source device using the same - Google Patents

Description

I I 1377709 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種發光二極體鏡片及其光源裝 置，尤其是關於一種適用於液晶顯示面板的背光模組， 用以形成均勻的碟狀光型的發光二極體鏡片及其光源 裝置。 【先前技術】 液晶顯示器係廣泛地應用於電視、筆記型電腦、平 版型電腦及手機等具有顯示功能的電子產品上。於液晶 顯示器中，已知可採用冷陰極螢光燈（CCFL)、場效發光 器（EL)與發光二極體（Light-Emitting Diodes, LED)等可 見光源來作為其背光源。近年來，由於LED具有光亮度 均勻、使用壽命長、體積自由度大、低電壓（或交流）驅 動、不需要逆變器及色域寬廣等的優點，使得LED漸漸 取代傳統的冷陰極螢光燈而成為主流的趨勢。 LED背光裝置係由多個LED排列成與液晶顯示器大 小相符的陣列。為使顯示器各點的光度均勻且儘量沒有 亮點產生，於習知技術中，主要藉由改良覆蓋於LED上 的光通量控制鏡片，使led的亮度分布均勻。因此，現 今採用LED做為背光源的顯示器中，如何增進LED背 光源的光亮度均勻性或加大光分布範圍，則為主要的改 善重點，例如專利文獻1(美國專利號US7348723 B2)、 專利文獻2(美國專利號US7963680)、專利文獻3(美國專 利號US7621657)、專利文獻4(美國專利US7798679)、 I t'利文獻5(美國專利US78_4 B2)、專利文獻6(美國 U USm653〇)、專利文獻7(美國專利 〇90116245)、專利文獻8(美國專利US7474475)及專 利文獻9(美國專利US7746565)。 專利文獻1揭露了—種鏡片及光源裝置，其光源装 、如帛1圖所不’包含一固定於基板12的發光元件 以及一鏡片13。發光元件n係容置於鏡片13的半球 凹槽10中’且光束自發光元件11發出後係穿透出鏡 片13的光出射面130。光出射面13〇包括第一出光區域 30a以及第二出光區域u〇b，其中第一出光區域_ 二向光轴略微向下凹曲的凸起配置。㈣裝置i構成的 刀佈如第2 _ ’為一近軸區的亮度高於離軸區 (Off-Axis Region)亮度的單峰所構成的圓形光型。 然而，如此的光型分佈將造成各光源裝置丨的近軸 區過亮而有均紐不足的缺點，使其應用時容易在背光 ，組產生〶點；且更由於近軸區較亮’使得採用此光源 裝置1的背光模組必須縮短各光源裝置1間的距離，以 解決均光性不足的問題。再者，由於顯示勞幕趨於薄型 化的需求以及成本上的考量’增加光源裝置i的散光性 以縮短發光元件至液晶面板的距離或增加各發光元件間 的距離，S此類光源裝置必須改進的問題。缺而，若藉 由增加光出射面請的折射能力以增加光源裝置心 光性，將可能導致菲料反射現象發生，而造成光通量 降低。此外，由於光源裝置！具有入射角愈大則出射角 與入射角比值愈小’以及當人射角大於半功率角的範圍 1377709 (Half-Intensity-AngUlar_Range)時，入射角等於出射角的 特性，造成入射角等於出射角的區域的光被集中，而產 生了圍繞中央亮點的圓盤亮線。進一步地，力了使此圓 盤亮線不明顯，需藉由降低光源裝置丨的散光性而克 服，亦即此光源裝置1難以使散光性與均光性兼備。專 利文獻3所揭露的光源裝置類似於專利文獻丨，其同樣 具有近轴區過亮且難以達到高散光性要求的缺點。 專利文獻6揭露了 一種光源裝置，其光學鏡片的入 射面及出射面皆設有凸面及凹面，其中各凸面皆設置於 光源裝置的光軸上，而各凹面係位於鏡片的邊緣處，且 兩凸面間及兩凹面間的曲率不同，進而形成近似鐘型的 鏡片。然而，其亦為近軸區亮度較高的設計，且由於各 凹面係使側向光束被折射成向上光束，而各凸面係使向 上光束被折射成側向光束，故此類光源裝置仍具有均光 性及散光性不足的缺點。 專利文獻5、7則是進一步的揭露了入射面具有鋸齒 狀結構與凹部的光學鏡片，以達到散熱及避免產生環形 光圈的目的，然而其同樣為近軸區亮度較高的設計，而 無法滿足高均光與高散光的需求。 為了加強光源裝置的散光性，於專利文獻2、4、8 及9所揭露的光源裝置的光學鏡片中，其入射側皆具有 凹槽（或凹曲部）且出射側皆具有設置於中央的凹部與圍 繞該凹部的凸部。其令，專利文獻2的光學鏡片之出射 面的中央凹部為錐狀且入射側的凹槽為圓頭的子彈狀， 1377709 其入射側的凹槽的開口直徑小於高度，並符合特 使得中央凹部處僅發生折射而不反射。如此，當專 獻2的光學鏡片覆蓋於LED上時，會產生—光分佈較卢 且近軸區亮度較弱料型，然而如此的設計仍然益= f薄型化，要求。另外，專利文獻4雖減低了近轴區的 党度，並藉由光入射面的曲面來增進鏡片的屈折力並同 時達到均光目的，但此類的技術於實際應用時，其所構 成的光源裝置所發出的光型仍有中央暗區過大的問題， 以至於其較難應用於要求更薄型化的顯示裝置中。 專利文獻8、9分別揭露了 一種光源裝置，其發光二 極體鏡片的面形均較為複雜，不易製造，且其鏡片的出 射側之光軸上皆設置有一凹部，且入射至凹部的光束會 被全反射至鏡片的折射部，藉此，減弱近軸區的光強度 並增加光的發散角度。然而，專利文獻8、9除了有加工 繁雜的缺點外，其複合球面的面形還導致鏡片的厚度較 大且精度較低，不利於薄型顯示器的製作。 從廣義上來s兒’除了球面和平面以外的表面都可以 稱為非球面，包括非對稱性的空間曲面（或稱自由曲 面）。由於非球面鏡片在簡化光電裝置的結構、減小系統 的尺寸和重量等方面有顯著的作用，因此非球面鏡片在 各領域的光電儀器中得到愈來愈廣泛的應用。 右應用於液晶螢幕的led組件設計不良時’可能會 ^成亮點、色差、需高密度佈局或增加其他可加強均光 等功效的元件的配置的缺點。其中，當LED組件具有近 1377709 轴區，度過高的問題時，可能會導致色差而影響液晶榮 幕的/寅色性。此外，高密度佈局的LED組件更影響了製 ie成本散熱及裝置壽命，而增加其他元件的配置更影 響了顯示螢幕的體積。由於顯示螢幕趨於薄型化、畫質 擬真及成本最小化的需求，如何在高均光度的要求下同 時增加光源裝置的散光性、降低色差並使發光二極體鏡 片趨於薄型化，為現今LED背光模組的製造商急欲改善 的問題。 【發明内容】 一本發明主要目的在於提供一種發光二極體鏡片及 其光源裝置，以應用於LED背光模組中。藉此，形成一 近軸區亮度低於離軸區亮度的光型，並提高光發散角度 (emission angle)與光強度均勻性，以形成均勻的碟狀光 型，用以提升顯示品質、降低色差及滿足高均光、高散 光性與薄型化的需求，並有效減少LED光源裝置的配置 數目進而減少LED背光模組的體積、減少背光模組中熱 能的累積與降低成本。 … 根據本發明之目的，提出一種發光二極體鏡片，適 用於一發光二極體背光源之一光源裝置，該光源裝置包 含一發光二極體及本發明的發光二極體鏡片，發光二極 體鏡片係設置於發光二極體的發光面之上緣。發光二極 體鏡片包括一光入射面、一光出射面與一鏡片底表面， 該鏡片底表面係自光入射面延伸出並與光出射面相 接。光出射面係為非球面，且對稱於光源裝置的一光 1377709 • #，光出射面包含一凹陷部及一凸屮 位於光出射面的中央，凸出部 二’-中凹陷部係 緣朝光人射㈣方向τ凹並於近漸m的内 的凹面。光入射面係為一叫而 、浙/、光軸垂直 第一朵與你田rs'、 ，且對稱於光軸並包含一 第先予作用區及一第二光學作用區。 係設置於光入射面的中央.筮_ 先子作用區 -光學作用第一光學作用區係連接第 學作用區之間具有一光程變化 /、第一先

一ff的發光面中心的連線與光軸間具有夾角V發光 一極體鏡片之光程變化點滿足以下條件： X 0.71 > cos >〇.5i ......式（1)。 其中，將發光二極體的發光面中心至光人射面上 :點的距離定義為發光二極體的發光面中心至該點 $程長，則自光入射面與光軸的交會處起至光程變化點 前，光程長漸減短；自光程變化點起，光或 保持-定值;即，當發光二極體的發光面中心 面上任一點的連線與光軸的夾角θ<0〇時，隨著❹漸 大，自發光二極體的發光面中心所發出的光束至光入 面的光程長將漸減；當θ()時，隨著θ漸大，自發光 一極體的發光面中心所發出的光束至光入射面 長將維持一定值或漸增之一。 们光転 較佳地’發光二極體鏡片可更滿足以下條件使得 本發明的發光二極體鏡片可進一步地具有適當的屈折 1377709 力’以增進光源裝置的均光性，gp，發光二極體的發光 面令心至光程變化點的光程長可為至光入射面與光軸 交點的光程長之50%〜80% : 式（2)。 05 脊<〇·8 其中，〇/。為發光二極體的發光面中心至光入射面 與光軸的交點的連線長度；珂為發光二極體的發光面 中心至光程變化點的距離；若符合式（2)，可使光入射 面上光程變化點之切線的斜率控制在適當大小，並控制 第一光學作用區中光程長漸縮短的變化量，有助於使進 入發光二極體鏡片的光線不致於過度發散。。 較佳地，發光二極體鏡片可更滿足以下條件，使得 本發明的發光二極體鏡片可進一步地具有適當的屈折 力，並控制所發出光型的中央暗區之直徑為較適當的大 小’以增進光源裝置的均光性： 式（3)。 1Λ / tan& 1〇<——L<50 tan6k 其中，θε為光出射面與光軸的交點至光出射面的一 至南點的連線與光軸的夾角，而光出射面的至高點係為 自光出射面沿著光軸方向至發光二極體的發光面所處 的平面具有最大距離的位置；θΐ{為光入射面與光轴的交 點至光程變化點的連線與光軸的夾角；若符合式（3)， 可加大出射面之凹陷部的曲率並縮小入射面之曲率，使 相對於光型中心區域的光線不致於過度發散，而達到均 光的效果 牛5二光一極體鏡片可更滿足以下條件，以進 tf有適當的屈折力，以增㈣源裝置的均光性： 1<—rL 1 式（4) 3~0.5*Re ~2 ..· 伞而為，出射面的至高點沿著垂直於光軸的 的吉"\的距離’〜為發光二極體鏡片之光出射面 的直徑。若滿足式（4)，即 Ρ先出射面之至向點至光軸的 l —ί等於發光二極體鏡片的半徑（〇·5%)的三 時：可加大凹陷部的相對長度，使出射於凹陷部 可以適g分散，避免在近轴區域過度集中；或， 二光出射面之至局點至光軸的水平距離小 體^的半徑（^)的二分之—時，可限制凹陷部的相 使出射於凹陷部的光線不致於過度發散， 到均光效果。 於發光二極體鏡片中’光入射面的第一光學作用區 ^為-對稱於光軸的非球面，而第二光學作用區係為以 毛光二極體的發光面中心為圓心的球面。 根據本發明之目的，再提出一種光源裝置，1包含 如前所述的發光二極體鏡片與發光二極體。發光二極體 用以發出一光束，且具有一發光面。其中，經由發光二 極體鏡片的光人射面人射且出射於光出射面的光束係 以光軸為中心形成近軸區較暗且離軸區較亮的一光型。 較佳地，光源裝置可更滿足以下條件，以根據發光 二極體的發光面直徑（與光源總光通量成正比）來修正 1377709 發光二極體鏡片的光入射面面形，使得本發明的發光二 極體鏡片及其光源裝置可進一步地薄型化，且增進立均 光性： ~ 式（5)。 (0.51+ ^005^) ^ 〇P0 *tan^ 其中，0k為該光入射面與該光轴的交點至該光程變 化點的連線與該光軸的夾角；L為該發光二極體的發光 面直徑；m，為自該發光二極體的發光面邊緣所發出的光 束至該光程變化點的最短光程長；為該發光二極體的 φ 發光面邊緣至該光程變化點的連線與該發光二極體的 發光面所處的平面的夾角；两為該發光二極體的發光 . 面中心至該光程變化點的距離。 於光源裝置中，發光二極體鏡片之鏡片底表面所處 的平面可與發光一極體的發光面所處的平面間具有一 間距；在不同的應用t，此間距可為發光二極體發光層 厚度之1〜3倍距離（如〇」〜〇 3mm)，但不為所限。 於光源裝置中，自發光二極體發出的光束係先經過籲 低折射率的介質，再入射至發光二極體鏡片，其中低折 射率的介質係指折射率較發光二極體鏡片的折射率低 的介質；在不同的應用中，此介質可為空氣、透明的矽 膠或混入螢光粉的矽膠（光波長轉換元件、WCC、 wavelength conversion component)等，但不為所限。 藉由本發明之發光二極體鏡片及其光源裝置，可且 有下列一個或多個優點： 1377709 ,(1)藉由本發明的發光二極體鏡片所構成的光源裝 • 置’可產生近軸區亮度低於離轴區亮度的光型並同時提 高光發散角，以改善近軸區過亮的問題及增進色均句 度。此外’更可有效地減少背光模組中的光源裝置與其 他可加強均光等功效的元件的配置數量，進而減少led 背光模組的體積、減少背光模組中熱能的累積與降低成 本0 (2)進一步地，藉由本發明的式（5)，其代表著發光 • 二極體的發光面長度的一半與發光二極體的發光面中心 至光程變化點的光程長乘以光入射面與光軸交點至光程 變化點的連線之斜率的法線的比值，以限定光程變化點 的位置、夾角0k(相當於光入射面中第一光學作用區的 面形）與發光二極體的發光面長度的關係，使得本發明的 發光二極體鏡片及其光源裝置可進一步地薄型化，且增 進其均光性。 曰 (3) 進一步地，藉由本發明的式（2)，其代表著自發 .光二極體的發光面中心所發出的光束至光入射面的最大 光程長（即豕)與最小光程長（即两）的比值，以限定光入 射面的形狀，使得本發明的發光二極體鏡片可進一步地 具有適當的屈折力，以增進光源裝置的均光性。 (4) 進一步地，藉由本發明的式（3)，其相當於鏡片 之光出射面的凹陷部的近似曲率半徑與光入射面的第一 光學作用區的近似曲率半徑的比值，以限定光出射面的 凹陷。卩與光入射面的第一光學作用區的形狀關係，使得 本lx明的發光二極體鏡片可進一步地具有適當的屈折 13

I I1377709 力，以增進光源裝置的均光性。 (5)進一步地，藉由本發明的式（4)，以限定光出射 面中至高點的位置（亦即凹陷部與凸出部的交界處），由 於當式（4)的比值過小時，會提高近轴區的光亮度並可能 導致光發散角降低’並容易產生亮圈而導致光均勻性不 足；而當式（4)的比值過大時，則有所形成光型的中央暗 區直徑過大並亦容易產生亮圈，以至於均光性不足的問 題’因此式（4)可使得本發明的發光二極體鏡片的光出射 面可進一步地具有適當的屈折力，以增進光源裝置的均 光性。 【實施方式】 為使本發明更加明確詳實，茲列舉較佳實施例並配 合下列圖示，將本發明之結構及其技術特徵詳述如後。 請參閱第3圖’其係為本發明之發光二極體鏡片及 其光源裝置之結構示意圖。本發明之光源裝置2適用於 發光二極體背光模組中，其包括發光二極體3與發光二 極體鏡片4。發光二極體3包括基板3〇、發光二極體晶 片31以及螢光黏膠層32 ’而發光二極體晶片3丨係設置 於基板30的一凹部令，且該凹部可填充有螢光黏膠層 32’使發光二極體晶片31被覆蓋並固定於基板上， 並使基板30的凹部的表面做為發光二極體3的發光面。 其中，螢光黏膠層32的材料例如為矽氧樹脂，並混合有 例如螢光粉的波長轉換物質。發光二極體鏡片4係設置 於發光二極體3的發光面之上緣，使發光二極體鏡片4 1377709 ,,的一鏡片光轴Z垂直於發光二極體3之發光面。對於 精確的組合工藝，可使發光二極體鏡片4之鏡片光軸乂 通過發光二極體3的發光面之幾何中心。製作發二 體鏡片4的材料可為玻璃或透明樹脂，透明樹脂例: (Polymethyl Methacrylate, PMMA) > ^ ^ 酸醋⑽yCarbonate，PC)、聚乳酸(PLA)，但不為所限= 了節省成本，可採用折射率為^至⑸的光學塑^ 發光二極體鏡片4包括一光入射面4〇、一 41與-鏡片底表面42,其中鏡片底表面42係自工： :40延伸出並與光出射面41相接。如第3圖所示，發 :-極體鏡片4可使來自發光二極體偏 的實施例中，鏡片底表面42上可财： =的材質’以增加光源裝置2的光利用率。 發光二極體鏡片4之鏡片底表面42所 :間距，U光二極體3的發光面所處的平面間具有 曰 如此一來將更有利於散熱。其中，鏡 ，所處的平面與發光二極體3的發光面兄= =發光二極體鏡片4折射率的介質，此=巨 孔、明的石夕膠或混入螢光粉的石夕膠等不為所限: 置2 2 : : ?光出射面41係為對稱於光源裝 出部?u : 非球面，*包含一凹陷部410及-凸 i凹陷部410係位於光出射面41的中央，該 =係連接於凹陷部41〇之外圍。、施 例中，光出射面41可fT貫施 412係大致上盘 括垂直。H12’該垂直部 九軸z+仃，並連接於凸出部411外圍， ^//709 其有助於降低雜光現象。設置於發光二極體鏡片 =凹陷部410係使光束Lb £進-步地往垂直於光轴2的 方向偏折，以降低光源裝置2所發出光型的近軸處亮度， 並增加其光發散角度。請同時參閱第3及4圖，光^z 與=出射面41的凹陷部410之交點為£〇，於較佳的實施 歹1 ，E〇亦為光出射面41的對稱中心；光出射面41 =部410與凸出部411之交界處具有一光出射面…的 、^點Et，其定義為於光出射面41上，自光出射面41 著光軸Z方向至發光二極體3的發光面所處的平面具 ^最大距離的對應位置。於較佳的實施例中，為了使^ =二極體鏡片4的光出射面41具有適#的曲折力，以使 光束Lb分佈的更均句同時降低亮圈的產生，並 的光發散角度至少為m。，發光二極體鏡片4的= t射面41之凹陷部·可為自凸出部4η的内緣朝光入 面41的方向下凹並於近軸處逐漸與光軸ζ垂直的凹 面，且可滿足式（4)之條件，以避免當光出射面41的至高 Ψ t /口著垂直於光軸Ζ的平面至光軸ζ的距離（L3)與光 ，射面41的半徑（〇5*心）的比值過大或過小時，分別造成 、，原裝置2所發出的光型具有明顯的中央暗區（亦即中央 曰區直彳^過大）或具有亮圈而使均光性不足的問題。 ，本發月之發光二極體鏡片4的光出射面為對稱 :光軸Z的非球面，於本發明的各實施例中係採用如 的非泉面方程式（aSphericai surface f〇rmuia)來表示 球面的形狀： 1377709 , 其中’ Z(h)為鏡片之光學面上任一點以光軸方向至 鏡片中心點切平面的距離（SAG值）’ c是非球面頂點的 曲率，h為鏡片之光學面上任一點沿垂直光軸的方向至 光轴的距離，K為圓錐係數（conic constant)、A2、a4、 A6、A8、Aw分別二、四、六、八、十階的非球面修正 係數（Nth Order Aspherical Coefficient)。需注意的是， 這裡所列的非球面方程式僅為非球面形狀表現的一種 方式，任何可表示軸對稱的非球面方程式應當皆可利用 • 以製作出本發明之發光二極體鏡片4’而不應當為此所 用區401係連接第一光學作 且可為非球面或為以該發光 圓心的球面。由此，入射篦 發光二極體鏡片4的光入射面40包含一第一光學作 用區40。及—第二光學作龍4()卜第—光學作用區子彻 係設置於光人射面4〇的中央且可為非球面，第二光學作 一光學作用區4〇〇與鏡片底表面42,

以增加光源裝置2的光發散

光入射面40與光出射面41， 角度。其中， 極體鏡片4低 方便比較說明 17 ，-極體鏡片4的光入射面4〇除了可 =外’亦即’光入射面40的第二光學。圖所示的 於發光二極體3的發光面_心 作二區彻相對 圖所示的態樣，亦即’光入射面二：光為… 相對於發光二極體3的發光面中心q 作用區4〇1 發光二極體鏡片4的光入射面4 =與第二光學作龍彻的交界處為—第^作用區 该光程變化點P〇至發光二極 i化點P。’ 盥# U7P弓目‘丄 的發光面中心〇的連绩 :先軸Z間具有夾角θ。。發光二極體3 :連： 發光二極體鏡片4的光入射面40上任一點的遠^ ::的夾角為θ ’當θ<θ。時，隨著Θ漸大，自發：一 =程長將漸減；當似〇日夺，隨著θ漸大自^光 =3的發光面中心〇所發出的光束^至光入二： 的先程長將維持一定值(如第6圖所示)或漸增 所示）之一。 口 為了達到本發明的目的，亦即使本發明的光源裝置2 具有高均紐並使光發散角度至少為12『，本發明的發 光二極體鏡片4須滿足式（1)的條件，以限制光程變化點 P〇於光入射面40的位置。其中，由於c〇s0◦可由下列方 程式所推導出： (0.5L + m'cosΘ ^ 〇 〇P0*tan&. ......式 。 因此，本發明之式（1)還同時說明了瓦(發光二極體3 1377709 .的發光面中，u 〇至光入射面40與光轴z的交點l的連 線長度）、ek(光入射面40與光軸z的交點ι〇至光程變化 點P〇的連線與光轴z的夾角）、L(發光二極體3的發光 面直徑）、m’（自發光二極體3的發光面邊緣所發出的光 束Lb至光程變化點匕的最短光程長）、θ。(發光二極體3 的發光面邊緣至光程變化，點Ρ〇的連線與發光二極體3 的發光面所處的平面的夹角）、两(發光二極體3的發光 面中心〇至光程變化點Pg的距離）的關係，以說明本發 •明的光入射面40是如何構成的，以利於製作本發明之 發光二極體鏡片4。 凊參閱第7a圖，其係為本發明之光源裝置2照射 於相距為22.5 111111之薄板（大小為1〇(^1〇〇111111)上的照 度曲線圖以習知技術的光源裝置照射於 相距為22.5 mm之相同薄板上的照度曲線圖。相異於習 知技術，本發明之光源裝置2的照度更均勻，且中央暗 區的直徑（約為以光軸為中心的兩照度峰值間距）較小而 # 適當’以利於用在薄型化的顯示裝置中。 較佳地，為使本發明的發光二極體鏡片4可進一步 地薄型化，並控制光源裝置2所發出的光型之中央暗區 的大小為適十，從而降低色差並增進其均光性，本發明 的發光二極體鏡片4可進一步地滿足式（5)之要求，以根 據所要求的發光一極體3的發光面長度來修正光程變化 點p〇的位置與夾角ek的大小（相當於光入射面中第一光 學作用區的面形）。 19 1377709 於其他較佳的實施例中，為使本發明的發光二極體 :4可進一步地具有適當的屈折力，以增進光源裝置 的均光H，本發明的發光二極體鏡片4可進一步地滿 之要求，以較最小光程長(即和與最大光程長 尸％ )的比值範圍，來說明本發明較佳實施例之發光二 極體鏡片4的光人射面4G的形狀’以利於製作本發明之 發光二極體鏡片4。

另外，為使本發明之光源裝置2可應用於薄型顯示 裝置中，於較佳的實施例中，本發明之發光二極體鏡片4 的光出射面41上任-點沿光軸z方向至光入射面4〇或 鏡片底表面42的距離係小於或等於5 。 另外，為調整本發明之光源裝置2所發出的光型， 使其光型的中央暗區的直梅鱼; __ J且仫興72度適中，以利於應用於 薄尘顯不裝置中，於較佳的實施例令，本發明之發光二 極體鏡片4可進-步滿足式（3)之要求，以限定其光出^

面4〗的凹陷部411與光入射面4〇的第一光學作用區4⑻ 的形狀關係，使得本發明的發光二極體鏡片4可進一 + 地具有適當的屈折力，以增進光源裝置2的均光性。^ 為说明根據本發明的主要技術特徵所衍生的各 施例，以下將列出共7種態樣的發光二 而本發明的發光二極體鏡片4的尺寸、各；=及4各 成的數據皆應不為所限。另外，於各實施例中所採 發光二極體3的發光面的直徑L均為21 _，發光二 體3的發光面中心〇至發光二極體鏡片4之光入射^ 20 U77709 相對於發光二極體3的開口中心0,的距離涵均為〇 2 mm 〇 〈第一實施例> 月參考第8圖及第9圖’其分別為本發明之光源事 置的第一實施例示意圖及其極座標光強度分佈圖（p〇lar candela distribution plot) ° 下列表（一）為本例中發光二極體鏡片4的光出射面 41於式（6)中的各項係數：

下列表（二）列有本例中發光二極體鏡片4的各項數 值（如第5圖所示）及其折射率（Nd):

L3(mm) Re (mm) h (mm) Ri (mm) I0E0 (mm) L2 (mm) Nd 3.615 1 15.000 0.696 3.500 2.199 0.581 1.490~ 本實施例中，發光二極體鏡片4係由折射率（Nd)為 1.49的聚甲基丙烯酸曱酯（pMMA)材質所製成，其構成 的光源裝置2之最大有效發散角約為15〇。，發光二極體 3之發光面中心至其所發出光型的光強度峰值的連線與 光軸z間的夾角約為66。。其中，有效發散角定義為具 有最大光通量的半值的臨界角。發光二極體鏡片4的光 21 1377709 入射面40上的光程變換點至發光二極體3的發光面中、、 的連線與光軸Z間的史角％為48。，故其餘弦值符合式 (1)。於此實施例中，當發光二極體3的發光面中心至發 光二極體鏡片4的光入射面40上任一點的連線盥光軸乙 的夾肖θ<48。時，隨著θ漸大，自發光二極體3、的發光 面中心所發出的光束Lb至光入射面4〇的光程長將漸 減；當θ^48。時，隨著θ漸大，自發光二極體3的發光 面中心所發出的光束Lb至光入射面4〇的光程長將漸 增。光入射面40的第二光學作用區4〇1相對於發光二極 體3為一凸面。發光二極體鏡片4的光入射面4〇與光出 射面41之其他的技術特徵已載於先前的描述中Ϊ故於 此便不再贅述。 、 於本實施例中，式（2)至（5)的計算結果如下： 〇h tan A tan0k — 〇5*Re~ (0.5L + m'cos0c) 〇P0 *tanOk 0.717 6.072 0.482 0.726 因此，本實施例的發光二極體鏡片4係符合式（2) (4) (5)之要求’但其光出射面41由於凹陷部“ο的释 度較大，而使光束Lb容易於凹陷部41〇發生全反射， 1377709 如此-來將可能減低光利用率…由於當凹陷部4l〇 的tanee與光入射φ 40的第一光學作用區4〇〇之响的 比值不滿足式（3)時’將使其所構成的光源裝置2的光型 的光發散角較小，且造成所發出的光型的中央暗區的直 徑較大，因此以下將修正第一實施例以列出效果更佳的 第二實施例。 <第二實施例> 請參考第10圖及第11圖，其分別為本發明之光源 裝置的第二實施例示意圖及其極座標光強度分佈圖。 下列表（三）為本例中發光二極體鏡片4的光出射面 41於式（6)中的各項係數：

下列表（四）列有本例中發光二極體鏡片4的各項數 值（如第5圖所示）及其折射率（Nd): 表)、本實施例發光二極體鏡片的各項數值 COS0〇 〇h (mm) OP0 (mm) tanGk m，（mm) cos0c tan0e 0.668 1.869 1.341 1.025 0.897 -0.059 19.559 L3(mm) Re (mm) h (mm) R,(mm) I0E0 (mm) L2 (mm) Nd 3.435 15 0.696 3.5 2.199 0.176 1.49

本實施例中，發光二極體鏡片4係由折射率（Nd)為 1.49的聚曱基丙烯酸曱酯（PMMA)材質所製成，其構成 的光源裝置2之最大有效發散角約為150°，發光二極體 23 1377709 之發光面中心至其所發出光型的光強度峰值的連绛與 光軸Z間的夾角約為67。。發光二極體鏡片4的光入射 面40上的光程變換點至發光二極體3的發光面中心的連 線與光軸z間的夾角θ〇為48。，故其餘弦值符合式（1)。 於此實施例中’當發光二極體3的發光面中心至發光二 極體鏡片4的光入射面40上任一點的連線與光軸ζ的 夾角θ< 48。時，隨著θ漸大，自發光二極體3的發光面 中“所發出的光束Lb至光入射面40的光程長將漸減； 當θ^48。時，隨著θ漸大，自發光二極體3的發光面中 〜所發出的光束Lb至光入射面40的光程長將漸增。光 入射面40的第二光學作用區4〇1相對於發光二極體3為 一凸面。發光二極體鏡片4的光入射面4〇與光出射面 41之其他的技術特徵已載於先前的描述中，故於此便不 再贅述。 於本實施例中，式（2)至（5)的計算結果如下： 〇p〇 0.717 Of〇~ tan(9e tan A 19.082 L, 0.458 0.5* Re (O.5L + m'cos0c) 0.726 OP0* tan Ok 因此，本實施例的發光二極體鏡片4係符合式 至（5)之要求，藉此以產生近軸區亮度低於離轴區亮度的 24 1377709 光，型並同時提高光發散角，以改善近軸區過亮的問題及 增進色均勻度。由於本實施例中的發光二極體鏡片4係 符合式（4)，且其凹陷部410較淺而tanee較大，使得光束 Lb不易於凹陷部41〇發生全反射，進而在增加發光二極 體鏡片4的光出射面41之偏折力的同時，亦使其能維 持高度的光利用性，除此之外，還使得本實施例^光源 裝置2所發出的光型之中央暗區的直徑較小而適當，以 提南其均光性。 • <第三實施例〉 請參考第12圖及第13圖，其分別為本發明之光源 裝置的第二實施例示意圖及其極座標光強度分佈圖。 下列表（五）為本例中發光二極體鏡片4的光出射面 41於式（6)中的各項係數：

下列表（六）列有本例中發光二極體鏡片4的各項數 值（如第5圖所示）及其折射率（Nd): 参f六）、本實施例發光二極體鏡片的各項數值 COS0〇 Ol〇 (mm) 〇P〇 (mm) tan0k m’（mm) COS0c tan0e 0.605 2.300 1.598 0.955 0.993 0.224 16.664 L3 (mm) Re (mm) h (mm) R^mm) I0E0 (mm) L2(mm) Nd 3.524 14.80 0.767 3.8 1.9 0.211 1.51 本實施例中’發光二極體鏡片4係由折射率（Nd)為 51的光學塑料所製成，其構成的光源裝置2之最大有 25 1377709 效發散角約為150。，發光二極體3之發光面中心至其所 m的光強度峰值的連線與絲z間的夾角約為 。發光一極體鏡片4的光入射面40上的光程變換點 至發光二極體3的發光面中心的連線與妹z間的夹角 θ〇為52.7，故其餘弦值符合式（丨）^於此實施例中，當 ^光-極體3的發光面中心、至發光二極體鏡片4的光入 左，40上任一點的逹線與光軸ζ的夹角52 了。時， Ρ:著Θ漸大’自發光二極體3的發光面中心所發出的光 左fb至光入射面4〇的光程長將漸減；當u 7。時， :著Θ漸大’自發光一極體3的發光面中心所發出的光 朿Lb至光入射面4〇的光程長將漸增。光入射面4〇的第 :光學作用區401相對於發光二極體3為一凸面。發光 :極體鏡片4的光入射面4〇與光出射面41之其他的技 術特徵已載於先前的描述中，故於此便不再贅述。 於本實施例中，式（2)至（5)的計算結果如下： tan A tanOkL, Q.5*Re ~ (0.5L+m'cose^) 〇P0* tan 0k 0.695 · 17.451 0.476 0.834 此，本實施例的發光二極體鏡片4係符合式（2) 26 1377709 .I至.(5)之要求，藉此以產生近軸區亮度低於離軸區亮度的 光型並同時提高光發散角，以改善近軸區過亮的問題及 增進色均勻度。由於本實施例中的發光二極體鏡片4係 符合式（4) ’且其凹陷部41〇較淺而較大，使得光束 Lb不易於凹陷部41〇發生全反射，進而在增加發光二極 體鏡片4的光出射面41之偏折力的同時，亦使其能維 持高度的光利用性，除此之外，還使得本實施例的光源 裝置2所發出的光型之中央暗區的直徑較小而適當，以 鲁 提兩其均光性。 <第四實施例> 請參考第14圖及第15圖，其分別為本發明之光源 裝置的第四實施例示意圖及其極座標光強度分佈圖。 下列表（七）為本例中發光二極體鏡片4的光出射面 41於式（6)中的各項係數： 表（七）、本實施例光出射面之非球面係數 曲率(C) K A2 A4 Αβ As Ai〇 A,2 A14 -6.418h+12 -2.975E+041.957E-02 2.253E-03 -2.770E-04 8.017E-06 -4.706E-0R -1 \ Q〇7F 11 下列表（八）列有本例中發光二極體鏡片4的各項數 值（如第5圖所示）及其折射率（Nd): 表（八）、本實施例發光二極體鏡片的各頊數傕 COS0O OI0 (mm) OP0 (mm) tanGk m’(mm) COS0c tan0e 0.646 2.36 1.648 0.971 1.084 0.192 16.683 L3(mm) Re (mm) h (mm) Ri(mm) I0E0 (mm) L2(mm) Nd 3.528 14.8 0.864 3.5 1.79 0.211 1.49 27 1377709 本實施例中，發光二極體鏡片4係由折射率⑽為 1.49的光學塑料所製成，其構成的光源裝置2之最大有 效發散角約為154。，發光二極體3之發光面中心至其所 發出光型的光強度峰值的連線與光軸z間的炎角約為 69。。發光二極體鏡片4的光入射面4〇上的光程變換點 至發光二極體3的發光面中^的連線與光軸z間的爽角 θ0為50°，故其餘弦值符合式（1卜於此實施例中當發 光二極體3的發光財心至發光二極體鏡片4的光入射 面40上任一點的連線與光軸ζ的夾角θ< 5〇。時，隨著 Θ漸大，自發光二極體3的發光面中心所發出的光束 至光入射面40的光程長將漸減；當0^5〇。時，隨著0 漸大，自發光二極體3的發光面中心所發出的光束Lb 至光入射面40的光程長將漸增。光入射面4〇的第二光 學作用區401相對於發光二極體3為一凹面。發光二極 體鏡片4的光入射面4〇與光出射面41之其他的技術特 徵已載於先刖的描述_，故於此便不再贅述。 於本實施例中，式至（5)的計算結果如下： 远= 0.698 〇h tanO 17.188 tan A 0.5* Re 0.477 (O.5L + m'cos0r) OP0* tan 0k 0.787 28 13/7709 因此，本實施例的發光二極體鏡片4係符合式（2) 至（5)之要求，藉此以產生近軸區亮度低於離轴區亮度的 光型並同時提高光發散角，以改善近軸區過亮的問題及 增進色均勻度。另夕卜，當光入射面4〇之第二光學作用區 4〇1相對於發光二極體3的發光面中心〇為凹面時，相 較於凸面（如第一實施例至第三實施例所示）可使光源裝 置2具有較優良的均勻度。 <第五實施例> 請參考第16圖及第17圖，其分別為本發明之光源 裝置的第五實施例示意圖及其極座標光強度分佈圖。 下列表（九）為本例中發光二極體鏡片4的光出射面 41於式（6)中的各項係數：

下列表（十）列有本例中發光二極體鏡片4的各項數 值（如第5圖所示）及其折射率（Nd): 表（十）、本實施例發光二極體鏡片的各項數值 COS0〇 Ol〇 (mm) OP0 (mm) tan0k m，（mm) COS0c tan0e 0.66 2.2 1.55 0.989 1.029 0.112 16.673 L3(mm) Re (mm) h (mm) Ri(mm) I0E0 (mm) L2 (mm) Nd 3.526 14.8 0.822 3.44 2 0.211 1.49— 本實施例中’發光二極體鏡片4係由折射率（Nd)為 1.49的光學塑料所製成，其構成的光源裝置2之最大有 29 1377709 效發散角約為154。’發光二極體3之發光面令心 發出光型的光強度峰值的連線與光轴Z間的夾角約為 68。。發光二極體鏡片4的光入射面仂上的光程變換點 至發光二極體3的發光面中心、的連線與絲z間的夾角 θ〇為48.7 ’故其餘弦值符合式⑴。於此實施例中當 發光二極體3的發光面中心至發光二極體鏡片4的光入 f，40上任一點的連線與光軸ζ的夾角θ〈 尸時， 隨著Θ漸大’自發光二極體3的發光面中心所發出的光 至光入射面40的光程長將漸減；當θ^48 7。時， 心著Θ漸大，自發光一極體3的發光面中心所發出的光 束Lb至光入射面40的光程長將漸增。光入射面4〇的第 二光學作用區401相對於發光二極體3為一凹面。發光 =極體鏡片4的光入射面4〇與光出射面41之其他的技 術特徵已載於先釗的描述中，故於此便不再贅述。 於本實施例中，式（2)至（5)的計算結果如下： 〇ι〇 0.705 tan<9e 16.855 L, 0.5*心一 0.476 (O.SL + zw'cos^J 〇P0*tan6~~ 0.760 因此’本實施例的發光二極體鏡片4係符合式（2) 至（5)之要求’藉此以產生近軸區亮度低於離軸區亮度的 30 1377709 光.型並同時提高光發散角，以改善近軸區過亮的問題及 增進色均勻度β <第六實施例> 請參考第18圖及第19圖，其分別為本發明之光源 裝置的第六實施例示意圖及其極座標光強度分佈圖。 下列表（十一）為本例中發光二極體鏡片4的光出射 面40於式（6)中的各項係數：

下列表（十二）列有本例中發光二極體鏡片4的各項 數值（如第5圖所示）及其折射率（Nd): 表i(十二）、_實施例發光二極體鏡片的各項數值 COS0〇 〇l〇 (mm) OP0 (mm) tanGk m，(mm) COS0c tan0e 0.648 2.36 1.648 0.971 1.087 0.189 21.431 L3(mm) Re (mm) h (mm) Rj(mm) I〇E0 (mm) L2 (mm) Nd 3.33 14.4 0.867 3.5 1.84 0.155 1.53 本實施例中 ’發光二極體鏡片4係由折射率 (Nd)為 1.53的光學塑料所製成，其構成的光源裝置2之最大有 效發散角約為154。’發光二極體3之發光面中心至其所 發出光型的光強度峰值的連線與光軸Z間的夾角約為 68°。發光二極體鏡片4的光入射面40上的光程變換點 至發光二極體3的發光面中心的連線與光軸z間的夾角 θ〇為50°，故其餘弦值符合式（1)。於此實施例中，當發 31 1377709 =極上體任3一的:的光面中心至發光二極體鏡片4的光入.射 ❹漸大二23=:中夾角—，隨著 至先入射面40的光程長將‘面^;:發出的光束以 漸大，自發光二極體3的# ’田=50。時，隨著θ f先射面4〇的光程長將漸增。光入射面40的第一朵 :作用區4〇1相對於發光二極 ==射面4〇與光出射面心二

〇P〇 W 徵已載於先相描料，故於此便不再贅述。㈣ 料實_巾，式⑺至（5)料算結果如下： 0.689 22.073 0.463 0.785 tan0e _ tan0k L, q.s*re ~ (O.SZ-fm^os^) 〇Po*tan0k 因此，本實施例的發光二極體鏡片4係符合式⑺ 至（5)之要纟藉此以產生近軸區亮度低於離軸區亮度的 光型並同時提高光發散角，以改善近㈣過亮的問題及 增進色均勻度。另外，相較於第4實施例，本實施例更 藉由提高式（3)的比值’使得所構成的光源裝置2所發出 的光束Lb分配的廣而均勻，以提升其均勻度。 <第七實施例> 32 1377709 ,請參考第20圖及第21圖，其分別為本發明之光源 裝置的第七實施例示意圖及其極座標光強度分佈圖。 下列表（十三）為本例中發光二極體鏡片4的光出射 面41於式（6)中的各項係數： 表（十三）、本實施例光出射面之非球面係數 曲率(c) K A2 A4 Ae Ag A10 A12 -6.418E+12 -2.229E+06 2.013E-02 -1.443E-03 2.083E-05 -4.889E-Q7 9.438E-09 -9.54QE-lf 下列表（十四）列有本例中發光二極體鏡片4的各項 數值（如第5圖所示）及其折射率（Nd): 表四）、产實施例發光二極體鏡只的久須動信 COS0Q OI0 (mm) OP0 (mm) tan0k m，（mm) cos0c tan0e 0.707 3.300 2.008 0.755 1.467 0.252 37.365 L3 (mm) Re (mm) h (mm) Ri(mm) I〇E0 (mm) L2 (mm) Nd 2.830 15.500 1.220 4.000 1.519 0.076 1.490 本貫施例中，發光 ......- 丨工姐现乃 π丨'丁、两U别平（JNd)馮

1.49的光學塑料所製成，其構成的光源裝置2之最大有 效發散角約為156。，發光二極體3之發光面中心至其所 發出光型的光強度峰值的連線與光軸z間的夾角約為 70°。發光二極體鏡片4的光入射面4〇上的光程變換點 至發光二極體3的發光面中心的連線與光軸z間的夹角 Θ。為45。’故其餘弦值符合式⑴。於此實施例中，當發 光二極體3的發光面中心至發光二極體鏡片4的光二 面40上任一點的連線與光軸Z的夾角θ<45。時，隨著 ^大，自發光二極體3的發光面中心所發出的光束U 先入射面40的光程長將漸減；當Θ-45。時，隨著θ 33 1377709 漸大，自發光二極體3的發光面中心所發出的光束 至光入射面4〇的光程長維持為2.008 mm。亦即，第二 光學作用區401係為以發光二極體3的發光面中心為圓 心且半徑為2.008 mm的球面。發光二極體鏡片4的光 入射面40與光出射面41之其他的技術特徵已載於先前 的描述中，故於此便不再贅述。 於本實施例中 — ’式（2)至（5)的計算結果如 〇h 0.609 tan叹 tan0t 49.47 re ~ 0.365 (0.5Z +wfcos^r) 0.936 〇p〇 *tana 因此，本實施例的發光二極體鏡片4係符合式（2) 至（5)之要求，藉此以產生近軸區亮度低於離軸區亮度的 光型並同時提高光發散角，以改善近軸區過亮的問^及 :進色均勻度。另外，相較於第4實施例，本實施例更 藉由提高式（3)的比值，使得所構成的光源裝£ 2所發出 的光束Lb分配的廣而均勻，以提升其均勻度。 綜上所述，藉由本發明的發光二極體鏡片及其光源 二ί .可產生近軸區亮度低、具有高發散角及高均光度 塔肚'狀光型。藉此，當本發明的發光二極體鏡片及其光 …、置應用於LED背光模組巾時，可有效提升顯示品 降低色差及滿足高均光與高散光性的需求 減少LED組件的配置數目進 =效 積、減少背光模組中熱能的累積的體 :藉由式⑺+ U二本製作再出者^ 二f佳的光源裝置，尤其’用以修正先 出 碟狀光型之中央暗區需為適當的大小，以進一步斤 的顯示n卜 Μ並且使制於❹在薄型 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何 離本發明之精神與㈣’而對其進行之等效修改或變 更，均應包含於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 第1圖係為習知技藝之光源裝置之示意圖； 第2圖係為習知技藝之光源裝置之光型示意圖； 第3圖係為本發明之發光二極體鏡片及其光源裝置之 結構不意圖； 第4圖係為本發明之光源裝置之局部放大示意圖； 第5圖係為本發明之發光二極體鏡片之夾角θ與光束 入射至鏡片的光入射面的任一點之光程長的關 係圖； 第6圖係為本發明之發光二極體鏡片之夾角θ與光束 入射至鏡片的光入射面的任一點之光程長的又 一關係圖； 第7a圖係為本發明之光源裝置照射於薄板上的照度曲 35 I* I* 第7b圖 第8圖 第9圖 第10 [ 第11圖 第12 [ 第13圖 第14 [ 第15圖 第16 [ 第17圖 第18 [ 線圖； 係為習知技術之光源裝置照射於薄板上的照度 曲線圖； 係為本發明之光源裝置之第一實施例的示意圖 Ε3 · 係為本發明之光源裝置之第一實施例的極座標 光強度分佈圖； 目係為本發明之光源裝置之第二實施例的示意 圖； 係為本發明之光源裝置之第二實施例的極座標 光強度分佈圖； ^係為本發明之光源裝置之第三實施例的示意 圖， 係為本發明之光源裝置之第三實施例的極座標 光強度分佈圖； I係為本發明之光源裝置之第四實施例的示意 圖； 係為本發明之光源裝置之第四實施例的極座標 光強度分佈圖； I係為本發明之光源裝置之第五實施例的示意 圖， 係為本發明之光源裝置之第五實施例的極座標 光強度分佈圖； I係為本發明之光源裝置之第六實施例的示意 36 1377709 圖； •l 第19圖係為本發明之光源裝置之第六實施例的極座標 光強度分佈圖； 第20圖係為本發明之光源裝置之第七實施例的示意 圖；以及 第21圖係為本發明之光源裝置之第七實施例的極座標 光強度分佈圖。

37 1377709 【主要元件符號說明】 1 :光源裝置 10 :凹槽 11 :發光元件 12 :基板 13 :鏡片 130 :光出射面 130a :第一出光區域 130b :第二出光區域 2 :光源裝置 3:發光二極體 30 :基板 31 :發光二極體晶片 32 :螢光黏膠層 4 :發光二極體鏡片 40 :光入射面 41 :光出射面 42 :鏡片底表面 400 :第一光學作用區 401 :第二光學作用區 410 :凹陷部 411 :凸出部 38 、412 :垂直部 Lb :光東 Z :光轴 P〇 :光程變化點 E〇:光軸與光出射面的凹陷部之交點 Et.光出射面的至高點 1〇:光入射面與光軸的交點 ：光入射面相對於發光二極體的開口中心 〇:發光二極體之發光面 上％:發光二極體的發光面 父點的連線長度 中心 中心至光入射面與光軸的 光：體m體之發光面中心至光入射面相對於發 九一極體的開口中心的連線長度 ：光入射面與光軸的交 陷部之交點的連線長度至先軸與先出射面的凹 L:發光二極體的發光面直徑 於上先工出射面的至高點延光軸方向至通過£。且垂直 於先軸之平面的距離 〇生且 轴的Ϊ離光出射面的至高點沿著垂直於光轴的平面至光 程變的發光面邊緣所發出的光束至光 且垂直於光軸 h .光程變化點沿光軸方向至通過〇, 39 之平面的距離 θ〇 :光程變化點5欲， & r 與光轴間的爽肖.、 極X光面中心之連線 h .光入射面與光軸之交點至光程變化點的連線與 无軸間的夾角 0C :發光二極體的發光面邊緣至光程變化點的連線 與發光二極體的發光面所處的平面的夾角 光出射面與光軸的交點至光出射面的至高點的 連線與光軸的夾角

Claims (1)

1. '、申請專利範園： I二，發光二極體鏡片，適用於—發光二極體背光源之 一、…原裝置，該光源裝置包含一發光二極體及該發 一極體鏡片，該於 艘的-發光面之=艘鏡片係設置於該發光二極 * 一 ==極趙鏡片包括一光入射面、一光出射面 屮、二片底表面’該鏡片底表面係自該光入射面延伸 ^與該光出射面相接；該光出射面係為非球面且 ^稱於該光《置的—光軸，該光出射面包含-凹陷 3及-凸出部，該凹陷部係位於該光出射面的中央， °Λ凸出部係連接於該凹陷部之外圍； 一楚該光入射面係為一凹面，且對稱於該光軸並包含 一光學作用區及一第二光學作用區；該第一光學 用區係叹置於該光入射面的中央該第二光學作用 2連接該第-光學作用區與該鏡片底表面，該第一 •予作用區與該第二光學作用區之間具有—光程變 該光程化點至該發光二極體的該發光面中心 =線與該光轴間具有夾角％;該發光二極體 該光程變化點滿足以下條件： 〇-71 >c〇S0o> 0.51 ； 八中，忒發光二極體的該發光面中心至該光入射 =亡任一點的連線與該光轴的夾角為θ，當θ<θ。時， 迎考Θ漸大’自&發光二極體的該發光面中心所發出 的-光束至該光入射面的光程長將漸減；當 41 時，隨著Θ漸大，自該發光二極體的該發 發出的該光束至該光入射面的光程長將維持一^ 或漸增之一。 疋值 2.如申請專利範圍第i項所述的發光二極體鏡片 足以下條件： / 0_5 脊 0.8 ; 其中，⑽。為該發光二極體的該發光面中心 點的距離:瓦為該發光二極體的該發光面; ^ ^光入射面與該光軸的一交點的連線長度。 專：範圍第丨項所述的發光二極體鏡：，更滿 足以下條件： tan色 10^-~^<50 tan A 其中，Ge為該光出射面與該光軸的交點至該光出 ‘面?至尚點的連線與該光軸的夾角，而該光出射 的该至高點係為自該光出射面沿著該光軸方向至 =發光7~極體的該發光面所處的平面具有最大距離 磁位置，0k為该光入射面與該光軸的該交點至該光程 邊化點的連線與該光軸的夾角。 ^申明專利範圍第1項所述的發光二極體鏡片，其中 ^光入射面的該第一光學作用區係為一對稱於該光 軸的非球面，而該第二光學作用區係為以該發光二極 42 '體的該發光面中心為圓心的一球面。 t請專利範圍第i項所述的發光二極體鏡片，㈠ 之該凹陷部為自該凸出部的内緣朝該光 面=::::於近軸處逐漸與該光軸垂直的凹 一 < 0.5* Re 其中，L3為該光出射面的一至高點沿著垂吉 光軸的平面至該光軸的距離，而該光出射 點係為自該光出射面沿著該絲方向尚 光面所處的平面具有最大距離的位置；、為 ^發光一極體鏡片之該光出射面的直徑。 6·=專利範圍第i項所述的發光二極體鏡片，其中 面上任一點沿該光轴方向至該光入射面或 鏡片底表面的距離係小於或等於5 7. 一種光源裝置，包含： ::光二極體，具有一發光面，用以發出一光束; 如申請專利範圍第1項至第6項之任_項所、+、 :發光二極體鏡片’其係設置於該發光二極體^ 先面之上緣，該發光二極體鏡片包含一光=該= 光出射面與一鏡片底表面，’ — 射面延伸出並與該光出射面相^底表面係自該光入 其+，經由該發光二極體鏡片的該光入射面入射 43 1377709 且出射於該光出射面的該光束係以該光源裝置的一光 軸為中心形成一近軸區較暗且一離軸區較亮的一光 型。 8.如申請專利範圍第7項所述的光源裝置，更滿足以下 條件： η7^(0.5Ι + /»·〇〇8^) ^ 〇P0 *\.m0k ， 一其中，為該發光二極體鏡片之該光入射面與該 光軸的一父點至該光入射面之一光程變化點的連線 與該光軸的夾角；L為該發光二極體的該發光面直 控；m’為自該發光二極體的該發光面邊緣所發出的該 ^至該光程變化點的最短光程長；t為該發光二極 體的該發光面邊緣至該光程變化點的連線盘 二極體的該發光面所處的平面的夹角；两為該= -極體的發光面中心至該光程變化點的距離。 9.如申睛專利範圍第7項所述的光源裝置，其中該發 二極體鏡片之該鏡片底表面所處的平面係與 二極體的該發光面所處的平面間具有—間距， 1〇双如申請專利範圍第7項所述的光源裝置 :光：極體發出的該光束係先經過低折射率的：： 質，再入射至該發光二極體鏡片，其中該 射率較該發光二極體鏡片的折射率低的介質。，、9折 44