TWI384166B - 電子裝置及其發光單元 - Google Patents

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電子裝置及其發光單元
本發明係有關於一種發光單元，特別係有關於一種可改善黃暈現象的發光單元。
白光發光二極體元件受到螢光粉塗佈不均勻的影響，普遍具有黃暈現象。當搭配聚光型的光學元件時，黃暈現象將更為明顯。在習知技術中，為消除黃暈現象，在聚光型光學元件的出光面做霧化處理。然而，習知技術增加了光線的出光角度(至少5度)，因此無法符合小角度出光的需求。此外，習知技術的混光效果有限，並無法有效消除黃暈現象。
本發明即為了欲解決習知技術之問題而提供之一種發光單元，包括一光源以及一光學元件。光源提供一主光線以及一側光線。光學元件包括一第一進光面、一第二進光面、一配光面、一出光面以及一法線，該法線垂直於該出光面，其中，該第二進光面為一散射表面，該主光線從該第一進光面進入該光學元件，並從該出光面射出，該側光線從該第二進光面進入該光學元件，由該配光面所反射，並從該出光面射出。
在本發明之實施例中，由於側光線(黃光)於第二進光面受到霧化表面的影響而散射，因此有足夠的空間以及裕度透過設計配光面的形狀而調整側光線的方向，以調整混光效果，降低黃暈現象，並達成小角度出光的需求。
在一實施例中，更可以透過選擇主光線較強的光源達到控制出光角度的效果，在此實施例中，側光線的出光角度可以介於30度至60度之間，以達到充分混光及消除黃暈的效果。
經研究後發現，光源(發光二極體)的黃光多來自於從光源側面所射出之側光線，因此，本發明控制光源之側光線的方向，以改善黃暈性果。
參照第1圖，其係顯示本發明第一實施例之發光單元100，包括一光源110以及一光學元件120。光源110提供一主光線111以及一側光線(黃光)112。光學元件120包括一第一進光面121、一第二進光面122、一配光面123、一出光面124以及一法線125，該法線125垂直於該出光面124。其中，該第二進光面122為一霧化表面，該主光線111從該第一進光面121進入該光學元件120，並從該出光面124射出，該側光線112從該第二進光面122進入該光學元件120，由該配光面123所反射，並從該出光面124射出。
該光源110為發光二極體。
該光學元件120為一集光器(collimator)。該第一進光面121為一凸面(convex surface)。該光學元件120更具有一凹槽126，該凹槽126包括一凹槽頂部(第一進光面121)以及一凹槽側壁(第二進光面122)，該第一進光面形成於該凹槽頂部，該第二進光面形成於該凹槽側壁。
在第一實施例中，配光面123為相對於該出光面124 具有一致的斜率。
參照第2圖，其係顯示本發明第二實施例之發光單元100’。同第一實施例，發光單元100’包括一光源110以及一光學元件120。光源110提供一主光線111以及一側光線112。光學元件120包括一第一進光面121、一第二進光面122、一配光面123’、一出光面124以及一法線125，該法線125垂直於該出光面124，其中，該第二進光面122為一霧化表面，該主光線111從該第一進光面121進入該光學元件120，並從該出光面124射出，該側光線112從該第二進光面122進入該光學元件120，由該配光面123’所反射，並從該出光面124射出。在該第二實施例中，配光面123’為相對於該出光面124的斜率則隨不同的配光面位置而變化。
在上述實施例中，可以透過設計配光面的形狀以設計側光線112從該出光面124射出時的出光方向，例如，在第一實施例中，側光線112與法線125之間的夾角可以介於30度至60度之間，在第二實施例中，側光線112與法線125之間的夾角可以小於30度。在本發明之實施例中，由於側光線112於第二進光面122受到霧化表面的影響而散射，因此有足夠的空間以及裕度透過設計配光面的形狀而調整側光線112的方向，以調整混光效果，降低黃暈現象，並達成小角度出光的需求。
在一實施例中，更可以透過選擇主光線較強的光源達到控制出光角度的效果，在此實施例中，側光線的出光角度可以介於30度至60度之間，以達到充分混光及消除黃 暈的效果。
參照第3圖，其係顯示本發明第三實施例之發光單元200。發光單元200包括一光源110以及一光學元件220。光源110提供一主光線111以及一側光線112。光學元件220包括一第一進光面221、第二進光面222、一配光面223、一出光面224以及一法線225。該法線225垂直於該出光面224。該第二進光面222為一霧化表面，該主光線111從該第一進光面221進入該光學元件220，並從該出光面224射出，該側光線112從該第二進光面222進入該光學元件220，由該配光面223所反射，並從該出光面224射出。在該第三實施例中，光學元件220為菲涅爾透鏡(Fresnel lens)。在此實施例中，該法線225平行於第二進光面222。在該第三實施例中，配光面223亦可經過適當設計，以改善黃暈效果並控制出光角度。
在上述實施例中，第二進光面為一霧化表面以提供散射效果。然並未限制本發明，第二進光面上亦可形成有其他型式的散射結構以提供散射之功能。
參照第4圖，其係顯示本發明實施例之發光單元100應用於一電子裝置1之中的情形，其中，該發光單元100對一成像單元10提供一成像光線101。該光線101係由上述之主光線111以及側光線112所構成。
雖然本發明已以具體之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧電子裝置
10‧‧‧成像單元
100、100’、200‧‧‧發光單元
101‧‧‧成像光線
110‧‧‧光源
111‧‧‧主光線
112‧‧‧側光線
120、220‧‧‧光學元件
121、221‧‧‧第一進光面
122、222‧‧‧第二進光面
123、123’、223‧‧‧配光面
124、224‧‧‧出光面
125、225‧‧‧法線
第1圖係顯示本發明第一實施例之發光單元；第2圖係顯示本發明第二實施例之發光單元；第3圖係顯示本發明第三實施例之發光單元；以及第4圖係顯示本發明實施例之發光單元應用於一電子裝置之中的情形。
100‧‧‧發光單元
110‧‧‧光源
111‧‧‧主光線
112‧‧‧側光線
120‧‧‧光學元件
121‧‧‧第一進光面
122‧‧‧第二進光面
123‧‧‧配光面
124‧‧‧出光面
125‧‧‧法線

Claims (20)

  1. 一種發光單元，包括：一光源，提供一主光線以及一側光線；以及一光學元件，包括一第一進光面、一第二進光面、一配光面、一出光面以及一法線，該法線垂直於該出光面，其中，該第二進光面為一散射表面，該主光線從該第一進光面進入該光學元件，並從該出光面射出，該側光線經由該第二進光面產生散射作用後進入該光學元件而達到均勻混光之功效，然後再由該配光面所反射，並從該出光面射出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中，該光源為發光二極體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中，該第一進光面為一凸面(convex surface)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之發光單元，其中，該光學元件為一集光器(collimator)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之發光單元，其中，該光學元件更具有一凹槽，該凹槽包括一凹槽頂部以及一凹槽側壁，該第一進光面形成於該凹槽頂部，該第二進光面形成於該凹槽側壁。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之發光單元，其中，該光學元件為一菲涅爾透鏡(Fresnel lens)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之發光單元，其中，該法線平行於該第二進光面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中， 該側光線從該出光面射出後，該側光線與該法線之間具有一夾角，該夾角小於30度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中，該側光線從該出光面射出後，該側光線與該法線之間具有一夾角，該夾角介於30度至60度之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中，該第二進光面為一霧化表面。
  11. 一種電子裝置，包括：一成像單元，以及一發光單元，該發光單元對該成像單元提供一成像光線，該發光單元包括：一光源，提供一主光線以及一側光線；以及一光學元件，包括一第一進光面、一第二進光面、一配光面、一出光面以及一法線，該法線垂直於該出光面，其中，該第二進光面為一散射表面，該主光線從該第一進光面進入該光學元件，並從該出光面射出，該側光線經由該第二進光面產生散射作用後進入該光學元件而達到均勻混光之功效，然後再由該配光面所反射，並從該出光面射出，該主光線以及該側光線構成該成像光線。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中，該光源為發光二極體。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中，該第一進光面為一凸面(convex surface)。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之電子裝置，其中，該光學元件為一集光器(collimator)。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中，該光學元件更具有一凹槽，該凹槽包括一凹槽頂部以及一凹槽側壁，該第一進光面形成於該凹槽頂部，該第二進光面形成於該凹槽側壁。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之電子裝置，其中，該光學元件為一菲涅爾透鏡(Fresnel lens)。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之電子裝置，其中，該法線平行於該第二進光面。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中，該側光線從該出光面射出後，該側光線與該法線之間具有一夾角，該夾角小於30度。
  19. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中，該側光線從該出光面射出後，該側光線與該法線之間具有一夾角，該夾角介於30度至60度之間。
  20. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中，該第二進光面為一霧化表面。
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