TWI404890B - 照明裝置 - Google Patents

Description

照明裝置

本發明涉及一種照明裝置，尤其涉及一種減少光損失之照明裝置。

目前，發光二極體(Light Emitting Diode,LED)因具光質佳及發光效率高等特性而逐漸取代冷陰極螢光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)作為照明裝置之發光元件，具體可參見Michael S.Shur等人於文獻Proceedings of the IEEE,Vol.93,No.10(2005年10月)中發表之“Solid-State Lighting：Toward SuperiorIllumination”一文。

對於現有採用發光二極體作為發光元件之照明裝置，其通常具有近似圓對稱之光場，這些光場之中心光強度較強，由中心向四週擴散之區域光強度越來越弱。目前主要係通過使用導光板來使發光二極體之出光均勻，但由於發光二極體發出之光線於導光板內會發生全反射，使其不能全部導出，光損失較大。

有鑑於此，有必要提供一種能夠減少光損失之照明裝置。

一種照明裝置，其包括一光源及一與該光源相對設置之光擴散元件，該光擴散元件包括一透光基板及形成於該透光基板遠離於該光源之表面上之微透鏡結構，其中，該透光基板正對該光源之發光區域開設有一通孔，該微透鏡結構包括第一微透鏡陣列與第二微透鏡陣列，該第一微透鏡陣列圍繞通孔中心呈輻射狀排佈。

相較於先前技術，該光源發出之光線經過該光擴散元件時，其光線之中心部分可直接從通孔出光，亮度較大。且由於第一微透鏡陣列與第二微透鏡陣列可起到相互補償作用，該光源發出之光線之非中心部分被破壞全反射而均勻導出，從而使該光源發出之所有光線全部導出，減少光損失。

200‧‧‧照明裝置

10‧‧‧透光基板

20‧‧‧光源

100‧‧‧光擴散元件

102‧‧‧表面

40‧‧‧微透鏡結構

60‧‧‧通孔

402‧‧‧第一微透鏡陣列

404‧‧‧第二微透鏡陣列

4022‧‧‧柱狀透鏡

4042‧‧‧半球形透鏡

圖1係本發明實施例提供之照明裝置之立體分解示意圖。

圖2係圖1組裝後之立體示意圖。

圖3係圖2之局部剖視示意圖。

下面將結合附圖，對本發明實施例作進一步之詳細說明。

請一併參閱圖1至圖3，本發明實施例提供了一種照明裝置200。該照明裝置200包括一光源20及與該光源20相對設置之光擴散元件100。

該光源20為點光源，於本實施例中，該光源20為發光二極體(Light Emitting Diode，LED)，且其出光面為矩形。

該光擴散元件100包括一透光基板10及形成於該透光基板10遠離於該光源20之表面102上之微透鏡結構40。該透光基板10之厚度為100微米至1毫米，該透光基板10可貼附於該光源20上，亦可通過貼附於其他載體而與該光源20間隔一定距離。該透光基板10正對該光源20之發光區域開設有一通孔60，該通孔60之形狀與該光源20之出光面形狀對應。該光源20發出之光之中心部分可從該通孔60發射出來。該通孔60之形狀可為圓形或多邊形。於本實施例中，該通孔60之形狀為正方形，該正方形之邊長為50微米至5毫米。

該微透鏡結構40包括第一微透鏡陣列402與第二微透鏡陣列404，該第一微透鏡陣列402圍繞通孔60中心呈輻射狀排佈。該第一微透鏡陣列402包括複數平行排列之柱狀透鏡4022，每個柱狀透鏡4022之中心軸線平行於該透光基板10。該柱狀透鏡4022之截面為半圓形、三角形或梯形，本實施例中，該柱狀透鏡4022之截面為半圓形，該柱狀透鏡4022之直徑為40至60微米。

當該通孔60之形狀為多邊形時，該複數柱狀透鏡4022由該多邊形之每條邊開始以平行於該多邊形之每條邊呈輻射狀排佈。每個柱狀透鏡4022之長度等於與其平行之多邊形之邊之邊長。於本實施例中，第一微透鏡陣列402圍繞通孔60呈十字形分佈，該柱狀透鏡4022之長度等於該正方形邊長。該第二微透鏡陣列404分佈於該十字形區域以外之區域。該第一微透鏡陣列402與第二微透鏡陣列404可凸出形成或凹陷形成於 該透光基板10表面，於本實施例中，該第一微透鏡陣列402與第二微透鏡陣列404均凸出形成於該透光基板10表面。該第一微透鏡陣列402、第二微透鏡陣列404與該透光基板10一體成型。

該第二微透鏡陣列404為複數半球形透鏡4042排列而成，該半球形透鏡4042之直徑為10微米至500微米。當然，亦不侷限於本實施例中之半球形，還可為鋸齒形或菱柱形透鏡。

該第一微透鏡陣列402與第二微透鏡陣列404所占該透光基板10之面積為整個透光基板10之面積之10至90%。該第一微透鏡陣列402與第二微透鏡陣列404均勻排佈於該透光基板10表面。

該光源20發出之光線之中心部分可直接從通孔60出光，亮度較大，而非中心部分被第一微透鏡陣列402與第二微透鏡陣列404破壞全反射，從而使該光源20發出之光之非中心部分可均勻導出，減少光損失。

相較於先前技術，該光源發出之光線經過該光擴散元件時，由於第一微透鏡陣列與第二微透鏡陣列可起到相互補償作用，從而使該光源發出之所有光線高比率導出，減少光損失。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下 申請專利範圍內。

200‧‧‧照明裝置

20‧‧‧光源

10‧‧‧透光基板

100‧‧‧光擴散元件

102‧‧‧表面

40‧‧‧微透鏡結構

60‧‧‧通孔

402‧‧‧第一微透鏡陣列

404‧‧‧第二微透鏡陣列

4022‧‧‧柱狀透鏡

4042‧‧‧半球形透鏡

Claims (10)

1. 一種照明裝置，其包括一光源及一與該光源相對設置之光擴散元件，該光擴散元件包括一透光基板及形成於該透光基板遠離於該光源之表面上之微透鏡結構，其改進在於，該透光基板正對該光源之發光區域開設有一通孔，該微透鏡結構包括第一微透鏡陣列與第二微透鏡陣列，該第一微透鏡陣列圍繞通孔中心呈輻射狀排佈。
2. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，該通孔之形狀為圓形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，該第一微透鏡陣列包括複數平行排列之柱狀透鏡，每個柱狀透鏡之中心軸線平行於該透光基板，該第二微透鏡陣列包括複數半球形透鏡。
4. 如申請專利範圍第3項所述之照明裝置，其中，該柱狀透鏡之截面為半圓形、三角形或梯形。
5. 如申請專利範圍第4項所述之照明裝置，其中，該柱狀透鏡之截面為半圓形。
6. 如申請專利範圍第5項所述之照明裝置，其中，該柱狀透鏡之直徑為40至60微米。
7. 如申請專利範圍第3項所述之照明裝置，其中，該通孔之形狀為多邊形，該複數柱狀透鏡由該多邊形之每條邊開始以平行於該多邊形之每條邊呈輻射狀排佈。
8. 如申請專利範圍第7項所述之照明裝置，其中，每個柱狀透鏡之長度等於與其平行之多邊形之邊之邊長。
9. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，該第一微透鏡陣列與第二微透鏡陣列凸出形成或凹陷形成於該透光基板表面。
10. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，該第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列與該透光基板一體成型。