TWI499743B

TWI499743B - 發光裝置及其光學透鏡

Info

Publication number: TWI499743B
Application number: TW101113642A
Authority: TW
Inventors: Jyh Ming Chen
Original assignee: Aether Systems Inc
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2015-09-11
Also published as: TW201344104A

Description

發光裝置及其光學透鏡

本發明係關於一種發光裝置及其光學透鏡。

近年來，由於發光二極體(Light Emitting Diode,LED)在製程與材料方面的不斷改良，發光二極體的發光效率已經大幅地提升。不同於一般的日光燈或省電燈泡，發光二極體具有低耗電量、使用壽命長、安全性高、發光響應時間短及體積小等特性，因而發光二極體的應用範圍已從早期的訊號指示燈廣泛地應用於顯示器的背光源、運輸裝置的照明設備、投影機之光源乃至一般照明等。

針對白光發光二極體的製作方式，常見的技術是以藍色或紫外光發光二極體配合螢光粉激發來混合成白光，但由於螢光粉本身存在轉換效率不佳等因素，因而以此方法所製作之白光發光二極體的發光效率不佳。而另一方式則是使用紅色、綠色、藍色發光二極體來進行混色，並透過調變各發光二極體之電流強度，來改變發光二極體所呈現之顏色，以達成所需要的白光。

雖然採用紅色、綠色、藍色發光二極體混光之方式的發光效率較高，但由於光線在穿過不同介質時，不同波長的光線其折射角也有差異，因此當以紅色、綠色、藍色發光二極體作為光源時，當距離光源較近之位置觀察光源時，將可察覺光源之射出光並非均勻的白光，而仍可區分出紅色、綠色與藍色不同的光線。

因此，如何提供一種發光裝置及其光學透鏡，使其能夠控制光束的路徑，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能夠控制光束的行經路徑的發光裝置及其光學透鏡。

為達上述目的，依據本發明之一種發光裝置包括一發光源及一光學透鏡。發光源產生至少一種顏色的光束。光學透鏡具有一光入射區域、一光反射區域與一光射出區域。光反射區域的至少一部份具有複數個微結構體。發光源所產生的光束射入光入射區域，至少一部分的微結構體反射來自光入射區域的光束，並經由光射出區域射出。

在本發明之一實施例中，至少一微結構體係依據最大強度之入射光束設計，俾使最大強度之入射光束反射至光射出區域之一特定位置。

在本發明之一實施例中，每一微結構體係分別依據最大強度之入射光束設計，俾使最大強度之入射光束反射至光射出區域之一特定位置。

在本發明之一實施例中，發光源發出的光束為圓形對稱光時，在同一水平位置之微結構體係具有相同結構。

在本發明之一實施例中，發光源發出的光束為圓形對稱光時，微結構體中垂直相鄰之二微結構體的結構係不相同。

在本發明之一實施例中，發光源發出的光束為非圓形對稱光時，微結構體係為陣列設置，且至少二微結構體的結構係不相同。

在本發明之一實施例中，光反射區域係為全反射區域。

為達上述目的，依據本發明之一光學透鏡包括一光入射區域、一光反射區域及一光射出區域。光反射區域的至少一部份具有複數個微結構體。其中一發光源所產生之至少一種顏色的光束射入光入射區域，至少一部分的微結構體反射來自光入射區域的光束，並經由光射出區域射出。

在本發明之一實施例中，各微結構體之高度或深度介於20微米至60微米。

在本發明之一實施例中，各微結構體之寬度介於200微米至1000微米。

在本發明之一實施例中，各微結構體之曲率半徑介於100微米至1000微米。

在本發明之一實施例中，各微結構體與該光射出區域的夾角介於50至80度。

在本發明之一實施例中，光反射區域係為全反射區域。

在本發明之一實施例中，光反射區域為全反射區域。

承上所述，因本發明之一種發光裝置及其光學透鏡是藉由在光反射區域設置複數個微結構體，並透過微結構體反射自光入射區域的光束，從而實現能夠控制光束的行經路徑。

以下將參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例之發光裝置及其光學透鏡，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

首先，請參照圖1，其為本發明較佳實施例之一種發光裝置1的示意圖。於此，發光裝置1包括一發光源11及一光學透鏡12。

發光源11是設置於一基板(圖未顯示)上，並與一驅動電路(圖未顯示)電性連接。較佳地是，發光源11與驅動電路分別設置於基板的相對兩面，且驅動電路藉由基板上的佈線控制發光源11點亮與否。於此，發光元件可以是但不限定為發光二極體(LED)。

在本實施例中，發光源11係可產生一種顏色的光束，例如是但不限定為產生波長範圍約為400~450奈米的紫光、450~520奈米的藍光、520~560奈米的綠光、560~600奈米的黃光、600~625奈米的橘光或625~700奈米的紅光等。於此，發光源11發出的光束係為圓形對稱光。其中，前述之光束係由多條波長相同之光線集合而成。

光學透鏡12設置於發光源11的上方，且光學透鏡12包含一光入射區域121、一光反射區域122及一光射出區域123。光入射區域121面對發光源11，且發光源11所產生的光束射入光入射區域121。於此，光反射區域122可為全反射區域，該光反射區域122係利用入射角大於臨界角而形成全反射區域。

另外，光反射區域122的至少一部份具有複數個微結構體M。於此，至少一個微結構體M是依據最大強度之入射光束設計，較佳的是，每一微結構體M係分別依據最大強度的入射光束來設計。具體而言，每一微結構M會依據所有入射至微結構M的光束中之強度最大(例如最大流明)的光束所欲反射至光射出區域123的哪一位置(特定位置)來設計。此處所指的特定位置係依照實際需求來定義，後述之各實施態樣可以做進一步解釋。

在本實施例中，微結構體M是以環狀設置的方式設置於光反射區域122，且微結構體M中垂直相鄰之二微結構體M的結構係不相同，例如是相鄰之二微結構體M之高度、深度、寬度或曲率半徑至少其中之一個參數為不相同。

需注意的是，為了方便說明，後述之圖示與實施例所揭示的光束係僅為示意之用，然並不以此為限制。

具體而言，實際的光束行徑情況並不像後述內容如此單純，亦即，光束由發光源11射出後是將以不同比例的比重射向各微結構體M。此知識係為該領域之技術者所共同瞭解，在此將不再贅述。

再請參照圖1所示，由於光束是由發光源11所射出，並朝各方向行進(如圖1中所標示的L₁ 、L₂ 與L₃ )，因而當光束L₁ 、L₂ 、L₃ 通過光入射區域121後，會以複數個不同的路徑繼續行進。接著，光束L₁ 、L₂ 、L₃ 經由個別微結構體M的反射，而朝向光射出區域123行進，並經由光射出區域123射出。需特別注意的是，此處為方便說明，僅標示三個路徑不同的光束L₁ 、L₂ 、L₃ ，於實際運用時，本實施例的光路徑並不僅限於此。

藉由在光反射區域122設置微結構體M，以重新定向光束L₁ 、L₂ 、L₃ ，並控制反射光束的光路徑，從而使得由光射出區域123所射出的光束L₁ 、L₂ 、L₃ 可呈現多種不同的態樣。例如：是將不同路徑的光束聚集在光射出區域123的一點後射出(如圖1所示)，或是將不同路徑的光束分別導向光射出區域123不同點後射出(未顯示於圖中)，或是使射出光射出區域123的光束L₁ 、L₂ 、L₃ 幾乎與出光面垂直(未顯示於圖中)，或是使得光束L₁ 、L₂ 、L₃ 以特定方向自光射出區域123射出而增加出光角度(未顯示於圖中)。

另外，再請參照圖2A及圖2B，其係分別為本發明另一較佳實施例之一種發光裝置2的示意圖及剖面圖。發光裝置2包括一發光源21及一光學透鏡22。於此，發光源21係可產生具有兩種以上顏色的光束。在本實施例中，係以發光源21具有一紅光發光元件R、一綠光發光元件G及一藍光發光元件B為例，且前述之三個發光元件R、G、B是相鄰設置。其中，紅光發光元件R、綠光發光元件G及藍光發光元件B是設置於一基板211上，並與一驅動電路212電性連接。較佳地是，前述之發光元件R、G、B與驅動電路212分別設置於基板211的相對兩面，且驅動電路212藉由基板211上的佈線控制發光元件R、G、B點亮與否。於此，發光元件可以是但不限定為發光二極體(LED)。於本實施例中，發光源21所發出的光束為非圓形對稱光。

另外，請參照圖2B所示，光學透鏡22設置於發光源21的上方，且光學透鏡22包含一光入射區域221、一光反射區域222及一光射出區域223。光入射區域221面對發光源21，且紅光發光元件R、綠光發光元件G及藍光發光元件B所產生之光束L_R 、L_G 、L_B 射入光入射區域221。

本實施例中之光反射區域222的至少一部份具有複數個微結構體M。在本實施例中，一方面是由於紅光發光元件R、綠光發光元件G及藍光發光元件B設置位置的關係，當光束L_R 、L_G 、L_B 通過光入射區域221時，將以不同的光路徑射向位於其光路徑上的微結構體M；而另一方面亦是由於光束L_R 、L_G 、L_B 的波長範圍皆不相同，折射率亦不相同，所以當光束L_R 、L_G 、L_B 通過光入射區域221時，也會影響折射後光束的行進路徑。接著，經由相對應的微結構體M的反射，光束L_R 、L_G 、L_B 將朝著光射出區域223行進，並經由光射出區域223射出。

承上，本發明之微結構的設計(尺寸及與光射出區域的夾角)皆會考慮到實際光束會發散的特性，但為簡化說明，本發明其餘說明部分皆不再論述此一細節。

在本實施例中，藉由在光反射區域222設置微結構體M，以重新定向光束L_R 、L_G 、L_B ，並控制反射光束的光路徑，將可提高紅光、綠光及藍光的混光效果，從而使得通過光射出區域223之出射光束成為色彩均勻的複色光束，並使得光射出區域223於各角度具有實質上相同的出光強度。

更具體的說，各微結構M是對應其所接收之光強度最大的光束，而設計有不同的高度、深度、寬度或曲率半徑，且每一個微結構體M與光射出區域223的夾角可依照實際需要設計，也就是說，每一個微結構體M與光射出區域223的夾角角度皆可不同或部份相同、部分不同，以符合實際需求來控制每一反射至光射出區域223的光路徑與位置。

因此，本實施例的微結構體M可使射至光射出區域223的光束依據實際需求而做出變化，以使發光裝置2發出的光束呈均勻或是有特別的配置。於本實施例中，由於發光源21發出的光束為非圓形對稱光，所以微結構體M係為陣列設置，且至少二微結構體M的結構係不相同。

承上，本發明實施例之發光源亦可依據實際需求而做發光元件顏色或位置的配置。舉例來說，發光源21可以是複數個排列成矩陣形或是環形的發光元件，且發光元件的個數並不限制，另，各發光元件的顏色亦可依實際需求而做調整。藉由前述各種發光元件的設置，可發出圓形對稱光束或非圓形對稱光束，微結構體M的設置也會對應變更。舉例而言，當發光源發出的光為圓形對稱光束時，在同一水平位置之微結構體係具有相同結構，且微結構體中垂直相鄰之二微結構體的結構係不相同；當發光源發出的光為非圓形對稱光束時，微結構體係為陣列設置，且至少二微結構體的結構係不相同。

接著，舉例說明依據本發明較佳實施例之微結構體M的多種變化態樣。如圖3A所示，微結構體M為一外凸式的結構。各微結構體M係相鄰設置，且相鄰設置的兩個微結構體M係具有不同的尺寸。當然，本實施例之各微結構體M亦可依實際需求設計成相同尺寸或是部份相同、部分不同的型態。

在本實施例中，各微結構體M之高度H是介於20微米至60微米之間，而寬度W是介於200微米至1000微米之間，且曲率半徑是介於100微米至1000微米之間。其中，較佳地是，微結構體M之高度H可介於20微米至40微米。此外，各微結構體M的切面與光射出區域的夾角是介於50至80度。其中，較佳地是，夾角是介於60至80度。

而如圖3B所示，微結構體M可以是一個或數個平面所組成的，而各微結構體M之寬度W是介於200微米至1000微米之間。此外，各微結構體M與光射出區域的夾角是介於50至80度。其中，較佳地是，微結構體M與光射出區域的夾角是介於60至80度。

再如圖3C所示，微結構體M亦可以為一內凹式的結構，各微結構體M之深度D是可介於20微米至60微米之間，而寬度W是可介於200微米至1000微米之間，且曲率半徑是可介於100微米至1000微米之間。其中，較佳地是，微結構體M之深度D可介於20微米至40微米之間。此外，各微結構體M的切面與光射出區域的夾角是介於50至80度。其中，較佳地是，夾角介於60至80度。

另外，各微結構體M的結構亦可以是前述各種態樣的混搭或是其他設計。

需特別注意的是，以上為了方便說明，圖3A至圖3C所顯示之各微結構體M的高度H、深度D、寬度W及曲率半徑的尺寸關係(比例)僅為示意，並不代表實際的尺寸關係。

另外，如前所述，微結構體M係可以如圖3D所示，是以環狀的方式設置於光反射區域，或如圖3E所示，是以陣列的方式設置於光反射區域。

當然，與前述呼應，微結構體M亦可依照實際需求而做配置位置的調整。另外，微結構體M的設置方式亦可搭配發光元件的位置而做調整。

另外，較佳地是，在光學透鏡的每一個光反射區域皆完整設置微結構體M。然而，在實際運用時，也可以依據應用端的需求，僅於部分的光反射區域上設置微結構體M。

以下為簡化圖式的繪製，圖式中微結構體的比例會適度放大，以方便後續說明。

接著，請參照圖4A及圖4B，其係分別為本發明較佳實施例之一種發光裝置3的示意圖及剖面圖。發光裝置3包括一發光源31及一光學透鏡32。

在本實施例中，是以發光源31具有四個發出第一顏色的光束的發光元件311與四個發出第二顏色的光束的發光元件312為例，且發光元件311及發光元件312是以環狀設置的方式安裝於基板313的表面上。在實際運用時，發光源31中的發光元件311、312係可以依據產品的需求或設計的考量而有不同的設置方式及不同數量的選擇，而設置的方式例如是，等間距排列方式、不規則排列方式、雙環排列的方式、三環或三環以上的排列。

在本實施例中，光學透鏡32是由一第一透鏡部321、一第二透鏡部322、一第三透鏡部323及一第四透鏡部324所構成。第一透鏡部321位於光學透鏡32的中央部分，第二透鏡部322圍繞且連接於第一透鏡部321，第三透鏡部323圍繞且連接第二透鏡部322，而第四透鏡部324圍繞設置於第三透鏡部323的下方。其中，發光元件311及發光元件312是位於第一透鏡部321、第二透鏡部322、第三透鏡部323與第四透鏡部324所形成之環形容置空間中。

接著，請參照圖5A至圖5B，以進一步說明光學透鏡32之第一透鏡部321、第二透鏡部322、第三透鏡部323及第四透鏡部324與發光元件311所發出之第一顏色的光束L₄ 及發光元件312所發出之第二顏色的光束L₅ 之間的關係。

如圖5A所示，本實施例之第一透鏡部321具有一第一表面S₁ 、一第二表面S₂ 及一第三表面S₃ ，且第二表面S₂ 設置多個微結構體M。光束L₄ 及L₅ 分別由第一表面S₁ 射入光學透鏡32之第一透鏡部321，並分別由第二表面S₂ 之微結構體M進行反射，再透過第三表面S₃ 將出射光束射出。

如圖5B所示，第二透鏡部322具有一第一表面S₄ 及一第二表面S₅ ，且第二表面S₅ 設置多個微結構體M。第三透鏡部323具有一第一表面S₇ 及一第二表面S₈ ，且第二表面S₈ 具有多個微結構體M。光束L₄ 及L₅ 分別由第二透鏡部322之第一表面S₄ 射入，並由第二透鏡部322之第二表面S₅ 之微結構體M進行反射，穿過第三透鏡部323，再經由第四透鏡部324之一表面S₆ 將出射光束射出。此外，就第三透鏡部323而言，光束L₄ 及L₅ 分別由第三透鏡部323之第一表面S₇ 射入，並由第三透鏡部323之第二表面S₈ 之微結構體M進行反射，再經由第四透鏡部324之表面S₆ 將出射光束射出。在本實施例中，第二透鏡部322之第一表面S₄ 與第三透鏡部323之第一表面S₇ 為一相互延伸之表面，而第二透鏡部322之第二表面S₅ 與第三透鏡部323之第二表面S₈ 則具有不相同的曲率半徑。

因此，第一透鏡部321之第一表面S₁ 、第二透鏡部322之第一表面S₄ 與第三透鏡部323之第一表面S₇ 構成了光學透鏡32的光入射區域，而第一透鏡部321之第二表面S₂ 、第二透鏡部322之第二表面S₅ 與第三透鏡部323之第二表面S₈ 則構成了光學透鏡32的光反射區域，第一透鏡部321的第三表面S₃ 與第四透鏡部324的表面S₆ 形成了光學透鏡32的光射出區域。

因而，藉由上述揭露之結構，光學透鏡32不但可以有效地提升發光源31的出光角度，進而增加發光品質，更可以透過光學透鏡32與發光源31之發光元件311、312的對應設置關係，使得發光元件311所發出之第一顏色的光束L₄ 與發光元件312所發出之第二顏色的光束L₅ ，以分離的形式呈現。

接著，請參照圖6，其係為本發明較佳實施例之另一種發光裝置4的示意圖。與發光裝置2相較，不同的地方在於發光裝置4之發光源41係具有一發出單一顏色的光束的發光元件411，例如但不限定是藍色發光二極體，且發光元件411上包覆一波長轉換材料T。其中，前述之波長轉換材料T係包含螢光粉(例如但不限定是黃色螢光粉)，其是用以改變發光元件411所發出之光束的波長。

當光束通過波長轉換材料T時，由於光束所通過波長轉換材料T的行程長短不一，所以會被轉換為一具有至少兩種以上波長範圍的光束，於此係以光束L₆ 、L₇ 為例。由於光束L₆ 、L₇ 的波長範圍不同以及原行徑路徑不同，因此當光束L₆ 、L₇ 通過光入射區域221後，將以不同的光路徑射向相對應的微結構體M。經由微結構體M的反射，光束L₆ 、L₇ 將由光射出區域223所射出。因此，透過光反射區域222之微結構體M將光束L₆ 、L₇ 重新定向，再由光射出區域223所射出之出射光束，將具有較佳的發光品質。當然，亦可利用微結構體M尺寸以及與光射出區域223夾角的調整，使得光束L₆ 、L₇ 射至光射出區域223的位置呈一距離。

接著，請參照圖7，其係為本發明較佳實施例之另一種發光裝置5的示意圖。發光裝置5包括一發光源51及一光學透鏡52。

在本實施例中，發光源51產生具有單一波長範圍的光束L。光學透鏡52是由一第一透鏡部521、一第二透鏡部522及一第三透鏡部523所構成。第一透鏡部521位於光學透鏡52的中央部分，第二透鏡部522圍繞且連接於第一透鏡部521，且第二透鏡部522具有複數個微結構體M，第三透鏡部523圍繞設置於第二透鏡部522的下方。其中，發光源51是位於第一透鏡部521、第二透鏡部522及第三透鏡部523所形成之容置空間中。

發光源51所發出之光束L由第一透鏡部521及第三透鏡部523面對光源之一入光面射入光學透鏡52，其中部分的光束L經由第一透鏡部521及第三透鏡部523折射後，分別由第一透鏡部521及第三透鏡部523之一出光面射出，而另一部份的光束L則經由第一透鏡部521而進入第二透鏡部522。進入第二透鏡部522的光束L將射向微結構體M，並經由微結構體M的反射而從第三透鏡部523之出光面射出。

再請參照圖8A至圖8G，說明以本實施例之發光裝置如何控制出光形狀的具體例子。首先，請參照圖8A及圖8B，圖8B係為圖8A中沿著剖面線A₁ -A₂ 的剖面圖。本實施例之發光裝置6包括一發光源61及一光學透鏡62。光學透鏡62包含一光入射區域621、一光反射區域622及一光射出區域623。發光源61與光學透鏡62的特徵、結構與功能可參考前述說明，在此不再贅述。

當光束通過光入射區域621而行進至如圖8B所示之位於剖面線A₁ -A₂ 上的兩行微結構體M₁ 、M₂ 時，光束L₁₁ 、L₂₁ 、L₃₁ 與光束L₁₂ 、L₂₂ 、L₃₂ 分別經由微結構體M₁ 、M₂ 的反射，而朝向光射出區域623行進，並在光射出區域623上之第一位置P₁ 至第二位置P₂ 之間射出，形成一條狀出光面。

接著，請參照圖8C及圖8D，圖8D係為圖8C中沿著剖面線A₃ -A₄ 的剖面圖。當光束通過光入射區域621而行進至如圖8D所示之位於剖面線A₃ -A₄ 上的兩行微結構體M₃ 、M₄ 時，光束L₄₁ 、L₅₁ 、L₆₁ 與光束L₄₂ 、L₅₂ 、L₆₂ 分別經由微結構體M₃ 、M₄ 的反射，而朝向光射出區域623行進，並在光射出區域623上之第三位置P₃ 至第四位置P₄ 之間射出，形成一條狀出光面。

如圖8E及圖8F所示，圖8F係為圖8E中沿著剖面線A₅ -A₆ 的剖面圖。當光束通過光入射區域621而行進至如圖8F所示之位於剖面線A₅ -A₆ 上之兩行微結構體M₅ 、M₆ 時，光束L₇₁ 、L₈₁ 、L₉₁ 與光束L₇₂ 、L₈₂ 、L₉₂ 分別經由微結構體M₅ 、M₆ 的反射，而朝向光射出區域623行進，並在光射出區域623上之第五位置P₅ 至第六位置P₆ 之間射出，形成一條狀出光面。

承上，由於通過光入射區域621的光束會行進至光反射區域622中的每一行微結構體M，又，透過每一行光微結構體M的反射會形成一條狀出光面，因此複數條出光面疊合一起會形成一大範圍出光面。如圖8G所示，在光射出區域623上形成一類矩形的出光面S。

因此，藉由在光學透鏡62之光反射區域622環繞形成以陣列方式所設置的微結構體M，將可以使得發光源61所產生的光束，在經由相對應之微結構體M的反射後，可依照使用者的需求在光射出區域623形成各種圖案之出光面(未示於圖中)。當然，前述陣列設置的微結構體M僅用於說明之用並不以此為限，亦即微結構體M為環形設置時，亦可達到相同的效果。

本發明較佳實施例之再一種較佳實施例提供一光學透鏡包括一光入射區域、一光反射區域及一光射出區域。光反射區域的至少一部份具有複數個微結構體，其中一發光源所產生之至少一種顏色的光束射入光入射區域，微結構體反射各波長的光束，並經由光射出區域射出。另外，本發明之光學透鏡並不以前述態樣為限。

綜上所述，因依據本發明之一種發光裝置及其光學透鏡是藉由在光反射區域設置複數個微結構體，並透過各微結構體反射自光入射區域之各顏色的光束，從而實現能夠控制光束的行經路徑。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，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。

1、2、3、4、5、6‧‧‧發光裝置

11、21、31、41、51、61‧‧‧發光源

12、22、32、52、62‧‧‧光學透鏡

121、221、621‧‧‧光入射區域

122、222、622‧‧‧光反射區域

123、223、623‧‧‧光射出區域

211、313‧‧‧基板

212‧‧‧驅動電路

311、312、411‧‧‧發光元件

321、521‧‧‧第一透鏡部

322、522‧‧‧第二透鏡部

323、523‧‧‧第三透鏡部

324‧‧‧第四透鏡部

A₁ -A₂ 、A₃ -A₄ 、A₅ -A₆ ‧‧‧剖面線

B‧‧‧藍光發光元件

D‧‧‧深度

G‧‧‧綠光發光元件

H‧‧‧高度

L、L₁ ~L₇ 、L₁₁ ~L₉₂ 、L_B 、L_G 、L_R ‧‧‧光束

M、M₁ ~M₆ ‧‧‧微結構體

P₁ ‧‧‧第一位置

P₂ ‧‧‧第二位置

P₃ ‧‧‧第三位置

P₄ ‧‧‧第四位置

P₅ ‧‧‧第五位置

P₆ ‧‧‧第六位置

R‧‧‧紅光發光元件

S‧‧‧出光面

S₁ 、S₄ 、S₇ ‧‧‧第一表面

S₂ 、S₅ 、S₈ ‧‧‧第二表面

S₃ ‧‧‧第三表面

S₆ ‧‧‧表面

T‧‧‧波長轉換材料

W‧‧‧寬度

圖1為依據本發明較佳實施例之一種發光裝置的示意圖；圖2A為依據本發明較佳實施例之一種發光裝置的示意圖；圖2B為依據本發明較佳實施例之一種發光裝置的剖面圖；圖3A至圖3E為依據本發明較佳實施例之微結構體的變化態樣之示意圖；圖4A為依據本發明較佳實施例之一種發光裝置的示意圖；圖4B為依據本發明較佳實施例之一種發光裝置的剖面圖；圖5A至圖5B為依據本發明較佳實施例之光束通過光學透鏡的示意圖；圖6為依據本發明較佳實施例之另一種發光裝置的示意圖；圖7為依據本發明較佳實施例之另一種發光裝置的示意圖；以及圖8A至圖8G為依據本發明較佳實施例之另一種發光裝置的示意圖。

1．．．發光裝置

11．．．發光源

12．．．光學透鏡

121．．．光入射區域

122．．．光反射區域

123．．．光射出區域

L₁ 、L₂ 、L₃ ．．．光束

M．．．微結構體

Claims

一種發光裝置，包括：一發光源，產生至少一顏色的光束；以及一光學透鏡，設置於發光源的上方並具有一光入射區域、一光反射區域與一光射出區域，該光入射區域面對該發光源，該光反射區域的至少一部份具有複數個微結構體，其中該發光源所產生的光束射入該光入射區域，至少一部分的該等微結構體反射來自該光入射區域的光束，並經由該光射出區域射出。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中至少一微結構體係依據最大強度之入射光束設計，俾使最大強度之入射光束反射至該光射出區域之一特定位置。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中每一微結構體係分別依據最大強度之入射光束設計，俾使最大強度之入射光束反射至該光射出區域之一特定位置。
如申請專利範圍第3項所述之發光裝置，其中該發光源發出的光束為圓形對稱光時，在同一水平位置之該等微結構體係具有相同結構。
如申請專利範圍第4項所述之發光裝置，其中該等微結構體中垂直相鄰之二微結構體的結構係不相同。
如申請專利範圍第3項所述之發光裝置，其中該發光源發出的光束為非圓形對稱光時，該等微結構體係為陣列設置，且至少二微結構體的結構係不相同。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該光反射區域係為全反射區域，該光反射區域係利用入射角大於臨界角而形成全反射區域。
一種光學透鏡，包括：一光入射區域；一光反射區域，該光反射區域的至少一部份具有複數個微結構體；以及一光射出區域，其中一發光源所產生之至少一種顏色的光束射入該光入射區域，至少一部分的該等微結構體反射來自該光入射區域的光束，並經由該光射出區域射出。
如申請專利範圍第8項所述之光學透鏡，其中至少一微結構體係依據最大強度之入射光束設計，俾使最大強度之入射光束反射至該光射出區域之一特定位置。
如申請專利範圍第8項所述之光學透鏡，其中每一微結構體係分別依據最大強度之入射光束設計，俾使最大強度之入射光束反射至該光射出區域之一特定位置。
如申請專利範圍第10項所述之光學透鏡，其中該發光源發出的光束為圓形對稱光時，在同一水平位置之該等微結構體係具有相同結構。
如申請專利範圍第11項所述之光學透鏡，其中該等微結構體中垂直相鄰之二微結構體的結構係不相同。
如申請專利範圍第10項所述之光學透鏡，其中該發光源發出的光束為非圓形對稱光時，該等微結構體係為陣列設置，且至少二微結構體的結構係不相同。
如申請專利範圍第8項所述之光學透鏡，其中各該微結構體之高度或深度介於20微米至60微米。
如申請專利範圍第8項所述之光學透鏡，其中各該微結構體之寬度介於200微米至1000微米。
如申請專利範圍第8項所述之光學透鏡，其中各該微結構體之曲率半徑介於100微米至1000微米。
如申請專利範圍第8項所述之光學透鏡，其中各該微結構體與該光射出區域的夾角介於50至80度。
如申請專利範圍第8項所述之光學透鏡，其中該光反射區域係為全反射區域，該光反射區域係利用入射角大於臨界角而形成全反射區域。