TWI532222B - 發光裝置及其透鏡結構 - Google Patents

Description

發光裝置及其透鏡結構

本發明係關於一種發光裝置，且特別係關於一種發光裝置及其透鏡結構。

一般的發光二極體封裝體之發光角度係固定的(例如：大約為120度左右)，為了滿足各種不同發光模組對於光學特性的需求，製造商通常會在發光二極體封裝體上方覆蓋一個二次光學透鏡，用以調整發光二極體封裝體所放射的光形。

發光二極體封裝體包含發光二極體晶片、反射杯以及螢光材料。螢光材料與發光二極體晶片係封裝於反射杯的凹槽中。此發光二極體封裝體僅由其上表面出光，故製造者僅需基於發光二極體封裝體的上表面出光光形，來設計二次光學透鏡的出光面以及入光面之形狀。

隨著製造技術的進步，可直接在發光二極體晶片上包覆螢光膜片，而無須將發光二極體晶片封裝於反射杯中。然而，由於少了反射杯，故發光二極體晶片的側面所發出的光線會直接照到電路板，而反射至二次光學透鏡，進而導致發光 二極體晶片正上方的亮度過強。

有鑑於此，本發明之一目的係在於防止發光元件的光線照到電路板所產生的反射光，導致發光元件正上方的亮度過強的問題。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，一種發光裝置包含一電路板、一發光元件以及一透鏡結構。發光元件係設置於電路板上。發光元件包含一發光頂面以及一發光側面。發光側面鄰接發光頂面與電路板。發光頂面具有一中心點以及一光軸。光軸通過中心點。透鏡結構覆蓋發光元件，並用以接收來自發光元件的一光線。透鏡結構包含一外表面。外表面包含一全反射部以及一出光部。光軸通過全反射部。出光部圍繞全反射部。全反射部係用以全反射部份來自中心點之光線。出光部係用以使來自中心點之另一光線離開透鏡結構。

依據本發明之另一實施方式，一種透鏡結構包含一底面、一內表面以及一外表面。內表面係凹陷於底面。外表面包含一全反射部以及一出光部。出光部圍繞全反射部。透鏡結構之一中心軸與底面之一虛擬共平面相交於一交點。全反射部實質上滿足： Q1為全反射部之一第一點，Q2為相鄰第一點Q1之一第二點，Q3為一第三點。第三點係位於第二點至交點的連線上，且第 三點至第一點的連線係實質上垂直於交點至第一點的連線，R1為交點至第一點的距離，△R1為第二點至第三點的距離，△θ1為第一點至交點的連線與第二點至交點的連線之夾角，n為透鏡結構之材質的折射率。

藉由上述實施方式，由於來自發光元件之發光頂面中心點的部份光線會被全反射部所全反射，故即使發光元件之發光側面朝向電路板發出的光線會被電路板向上地反射，也不會造成發光元件正上方的亮度過高。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

100‧‧‧電路板

101‧‧‧上表面

200‧‧‧發光元件

201‧‧‧發光頂面

202‧‧‧發光側面

210‧‧‧發光二極體晶片

220‧‧‧波長轉換包覆體

300‧‧‧透鏡結構

310、310a‧‧‧外表面

311、311a‧‧‧全反射部

312、312a‧‧‧出光部

3121‧‧‧曲面區

3122‧‧‧平面區

3123、3126a、313、350、360‧‧‧交界

3124a‧‧‧粗糙區

3125a‧‧‧平滑區

320‧‧‧內表面

330‧‧‧底面

340‧‧‧側面

350‧‧‧交界

360‧‧‧交界

A‧‧‧光軸

C‧‧‧中心軸

d1、d2、d3、d4、d5、d6‧‧‧距離

L1、L2‧‧‧虛擬連接線

I‧‧‧交點

O‧‧‧中心點

P‧‧‧虛擬共平面

Q1‧‧‧第一點

Q2‧‧‧第二點

Q3‧‧‧第三點

Q4‧‧‧第四點

Q5‧‧‧第五點

Q6‧‧‧第六點

R1、R2‧‧‧距離

△R1、△R2‧‧‧距離

△θ1、△θ2‧‧‧夾角

V1‧‧‧傳統曲線

V2‧‧‧改良曲線

θ _i ‧‧‧入射角

α、β‧‧‧夾角

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依據本發明一實施方式之發光裝置的剖面圖；第2圖繪示第1圖之透鏡結構的局部側視圖；第3圖繪示第2圖之透鏡結構的局部側視圖；第4圖繪示第2圖之透鏡結構的局部側視圖；第5圖繪示依據本發明一實驗結果之亮度分佈曲線的對照圖；以及第6圖繪示依據本發明另一實施方式之發光裝置之側視圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。另外，為了便於讀者觀看，圖式中各元件的尺寸並非依實際比例繪示。

第1圖繪示依據本發明一實施方式之發光裝置的剖面圖。如第1圖所示，於本實施方式中，發光裝置包含電路板100、發光元件200以及透鏡結構300。發光元件200係設置於電路板100上，並可受電路板100上的驅動電路(未示於圖中)驅動而發光。透鏡結構300覆蓋發光元件200，用以接收來自發光元件200的光線，並改變該光線的行進路徑，以產生所需的光形。發光元件200具有發光頂面201以及發光側面202。發光側面202鄰接發光頂面201與電路板100。更具體地說，電路板100具有朝向透鏡結構300的上表面101。發光元件200係設置於電路板100的上表面101上，而發光側面202鄰接發光頂面201與電路板100的上表面101。發光元件200的發光頂面201與發光側面202均可供發光元件200內的光線向外放射。

舉例來說，於部份實施方式中，發光元件200包含發光二極體晶片210以及波長轉換包覆體220。發光二極體晶片210係設置於電路板100的上表面101上，亦即，發光二極體晶片210之下表面係固定於電路板100的上表面101。波長轉 換包覆體220包覆發光二極體晶片210之剩餘表面(包含頂面及側面)，以轉換發光二極體晶片210之剩餘表面的放射光線的波長，而得到符合所需的波長的光線。發光二極體晶片210之剩餘表面的放射光線可通過波長轉換包覆體220，並從波長轉換包覆體220的側面及頂面穿出。因此，波長轉換包覆體220的側面即為發光元件200的發光側面202，而波長轉換包覆體220的頂面即為發光元件200的發光頂面201。於部份實施方式中，發光二極體晶片210可為藍光發光二極體晶片或紫外光發光二極體晶片，波長轉換包覆體220可為螢光膜片，其可將部份藍光或紫外光轉換為紅光或綠光或黃光，但本發明不以此為限。

由於發光側面202可供發光二極體晶片210所發出的光線向外放射，且發光側面202鄰接電路板100的上表面101。因此，發光二極體晶片210所發出的光線可能會穿過發光側面202而向下地行進至電路板100之上表面101。當此光線抵達電路板100之上表面101時，會被上表面101向上地反射，使得發光元件200正上方的亮度過高。

為了解決發光元件200正上方亮度過高的問題，本發明提出以下技術方案。如第1圖所示，透鏡結構300包含外表面310以及內表面320。外表面310與內表面320係相背對的。內表面320比外表面310更靠近發光元件200，使得發光元件200發出的光線會先通過內表面320進入透鏡結構300，再從外表面310離開透鏡結構300。於本實施方式中，外表面310包含全反射部311以及出光部312。發光頂面201具有中心點O 以及光軸A。光軸A係通過中心點O並垂直於發光頂面201。光軸A係通過全反射部311，而出光部312圍繞全反射部311。當發光元件200發光時，全反射部311可全反射部份來自發光頂面201之中心點O的光線，而出光部312可使來自中心點O的光線離開透鏡結構300。

在上述實施方式中，由於來自發光頂面201之中心點O的部份光線會被全反射部311所全反射，故即使發光二極體晶片210通過發光側面202朝向電路板100發出的光線會被上表面101向上地反射，也不會造成發光元件200正上方的亮度過高。

第2圖繪示第1圖之透鏡結構300的局部側視圖。如第2圖所示，全反射部311與出光部312相交於一交界313。換句話說，位於交界313與光軸A之間的部份外表面310為全反射部311，而剩餘部份的外表面310為出光部312。交界313與中心點O定義虛擬連接線L1。虛擬連接線L1與光軸A定義夾角α。夾角α係介於6度至18度之間。由於夾角α可界定出交界313的位置，故可進一步界定全反射部311的涵蓋範圍。在上述範圍內的夾角α所界定出的全反射部311之涵蓋範圍，可有效地避免發光元件200(可參閱第1圖)正上方的亮度過高。

為了利於全反射部311全反射來自中心點O的光線，於部份實施方式中，本發明之一實施方式提出以下技術方案。於此可參閱第3圖，本圖繪示第2圖之透鏡結構300的局部側視圖。如第3圖所示，全反射部311具有第一點Q1以及第二點Q2。第一點Q1與第二點Q2相鄰。值得注意的是，本文中所 述之「兩點相鄰」係代表兩點的間距極小，使得一點的切平面通過另一點的切平面。舉例來說，第二點Q2與第一點Q1的間距極小，使得第一點Q1的切平面通過第二點Q2。第二點Q2至中心點O的連線上可選擇一第三點Q3，該第三點Q3至第一點Q1的連線係實質上垂直於中心點O至第一點Q1的連線。中心點O至第一點Q1的距離為R1，第二點Q2至第三點Q3的距離為△R1，第一點Q1至中心點O的連線與第二點Q2至中心點O的連線定義夾角△θ1，透鏡結構300之材質具有折射率n。全反射部311實質上滿足：

當全反射部311實質上滿足上述關係式時，全反射部311可有效地全反射來自中心點O的光線，其原理如以下所述。外表面310外側的介質為空氣，其折射率為1。外表面310內側的介質為透鏡結構300之材質，其折射率為n。根據司乃耳定律(Snell’s Law)，當光線從外表面310內側前進至外表面310時，會發生折射，若入射角為θ _i ，且折射角為θt，則n×sin θ _i =1×sin θ _t 。在全反射的情況下，折射角θt為90度，則n×sin θ _i =1×sin 90°=1，故，此時的θ _i 又稱為臨界角。若欲確保光線從外表面310內側前進至外表面310時發生全反射，則此光線在外表面310的入射角θ _i 較佳滿足。另由於第三點Q3至第一點Q1的連線係實質上垂直於此入射光的 前進方向，因此入射角θ _i 與∠Q2Q1Q3係相等的。故只要滿足，即可讓來自中心點O的光線在外表面310發生全反射。此外，由於第一點Q1與第二點Q2的間距極小，故△θ1極小，故第一點Q1至第三點Q3的距離約等於R1˙△θ1，因此。根據上述原理，只要全反射部311滿足 ，即可讓來自中心點O的部份光線在外表面310發生全反射，而克服發光元件200正上方過亮的問題。

為了利於出光部312讓來自中心點O的光線離開外表面310，於部份實施方式中，本發明之一實施方式提出以下技術方案。於此可參閱第4圖，本圖繪示第2圖之透鏡結構300的局部側視圖。如第4圖所示，全反射部311具有第四點Q4以及第五點Q5。第四點Q4與第五點Q5相鄰。更具體地說，第五點Q5與第四點Q4的間距極小，使得第四點Q4的切平面通過第五點Q5。第五點Q5至中心點O的連線上可選擇一第六點Q6，該第六點Q6至第四點Q4的連線係實質上垂直於中心點O至第四點Q4的連線。中心點O至第四點Q4的距離為R2，第五點Q5至第六點Q6的距離為△R2，第四點Q4至中心點O的連線與第五點Q5至中心點O的連線定義夾角△θ2，出光部312實質上滿足：

當出光部312實質上滿足上述關係式時，來自中心點O的光線可離開外表面310，其原理如以下所述。外表面310外側的介質為空氣，其折射率為1。外表面310內側的介質為透鏡結構300之材質，其折射率為n。根據司乃耳定律(Snell’s Law)，當光線抵達外表面310的入射角θ _i 滿足時，光線會發生全反射而無法離開外表面310。若欲確保光線從外表面310內側前進至外表面310時，能夠折射而離開外表面310時，則此光線在外表面310的入射角θ _i 較佳滿足。另由於第六點Q6至第四點Q4的連線係實質上垂直於此入射光的前進方向，因此入射角θ _i 與∠Q5Q4Q6係相等的。故只要滿足，即可讓來自中心點O的光線能夠從外表面310的內側折射至外表面310的外側。此外，由於第四點Q4與第五點Q5的間距極小，故△θ2極小，故第四點Q4至第六點Q6的距離約為R2˙△θ2，因此。根據上述原理，只要出光部312滿足，即可讓來自中心點O的光線在前進至外表面310時，折射至外表面310外側，以利出光。

於部份實施方式中，如第2圖所示，透鏡結構300具有中心軸C。中心軸C與發光頂面201(可參閱第2圖)之光軸 A重合。換句話說，透鏡結構300係軸對稱於發光頂面201之光軸A。透鏡結構300包含底面330以及側面340。內表面320係凹陷於底面330。側面340係鄰接外表面310以及底面330。底面330具有一虛擬共平面P，此虛擬共平面P係指延伸自底面330之一假想平面，且該假想平面與底面330係共平面的。中心軸C與底面330之虛擬共平面P相交於一交點I。交點I與發光頂面201之中心點O重合。換句話說，於第3圖中，第三點Q3亦係位於第二點Q2至交點I的連線上，且第三點Q3至第一點Q1的連線亦係實質上垂直於交點I至第一點Q1的連線，R1亦為交點I至第一點Q1的距離，且△θ1亦為第一點Q1至交點I的連線與第二點Q2至交點I的連線之夾角。另外，於第4圖中，第六點Q6亦係位於第五點Q5至交點I的連線上，第六點Q6至第四點Q4的連線亦係實質上垂直於交點I至第四點Q4的連線，R2亦為交點I至第四點Q4的距離，且△θ2亦為第四點Q4至交點I的連線與第五點Q5至交點I的連線之夾角。

於部份實施方式中，如第2圖所示，外表面310實質上滿足：Y=-0.0004X ⁶+0.0090X ⁵-0.0790X ⁴+0.3410X ³-0.8387X ²+1.3205X+3.52，其中Y為外表面310之任一點至中心點O(或交點I)在平行光軸A(或中心軸C)之方向上的距離(亦即，第2圖中的縱向距離)，X為外表面310之該點至光軸A在垂直光軸A之方向上的距離(亦即，第2圖中的橫向距離)。當外表面310實質上滿足以上關 係式時，全反射部311能夠全反射來自中心點O的光線，而出光部312能夠讓來自中心點O的光線離開外表面310。

於部份實施方式中，如第2圖所示，內表面320實質上滿足：y=-1.395x ⁵+5.113x ⁴-6.742x ³+3.060x ²-0.698x+3，其中y為內表面320之任一點至中心點O(或交點I)在平行光軸A(或中心軸C)之方向上的距離(亦即，第2圖中的縱向距離)，x為內表面320之該點至光軸A(或中心軸C)在垂直光軸A(或中心軸C)之方向上的距離(亦即，第2圖中的橫向距離)。當內表面320實質上滿足以上關係式，且外表面310實質上滿足Y=-0.0004X ⁶+0.0090X ⁵-0.0790X ⁴+0.3410X ³-0.8387X ²+1.3205X+3.52時，可較佳地確保全反射部311能夠全反射來自中心點O的光線，並確保出光部312能夠讓來自中心點O的光線離開外表面310。

於部份實施方式中，如第2圖所示，內表面320為曲面，且此曲面上任一點至中心點O(或交點I)的橫向距離與該點至中心點O(或交點I)的縱向距離成反比。出光部312包含曲面區3121以及平面區3122。曲面區3121係鄰接於全反射部311與平面區3122之間。平面區3122係鄰接於側面340。曲面區3121與平面區3122相交於一交界3123。平面區3122與側面340相交於一交界350。內表面320與底面330相交於一交界360。交界360至光軸A(或中心軸C)在平行光軸A(或中心軸C)的方向上定義距離d1。交界3123至光軸A(或中心軸C)在平行光軸A(或中心軸C)的方向上定義距離d2。交界350至光軸A(或中心軸C)在平行光軸A(或中心軸C)的方向上定義距離 d3。距離d1、d2與d3的關係較佳係滿足4 d2/d16，且d3>d2。藉此設計，可有效地讓光線在全反射部311全反射，並在出光部312離開透鏡結構300。

於部份實施方式中，如第2圖所示，內表面320至中心點O(或交點I)在平行光軸A(或中心軸C)的方向上的最大距離為距離d4。平面區3122至中心點O(或交點I)在平行光軸A(或中心軸C)的方向上定義距離d5。外表面310至中心點O(或交點I)在平行光軸A(或中心軸C)的方向上的最大距離為距離d6。距離d4、d5與d6的關係較佳係滿足1.2 d6/d41.8，且d5>0.5mm。藉此設計，可有效地讓光線在全反射部311全反射，並在出光部312離開透鏡結構300。

於部份實施方式中，透鏡結構300之材質為透光塑料，其折射率係介於1.45至1.65之間。值得注意的是，本文所述之「一數值介於A至B之間」除了代表該值可為大於A且小於B的任意值，亦代表該值可等於A或等於B。

第5圖繪示依據本發明一實驗結果之亮度分佈曲線的對照圖。如第5圖所示，傳統曲線V1為採用不具全反射部的透鏡結構之發光裝置的亮度分佈曲線，改良曲線V2為採用本發明之透鏡結構300之發光裝置的亮度分佈曲線。從傳統曲線V1與改良曲線V2可得知，傳統曲線V1在中央部份的亮度明顯升高，即代表了發光元件200正上方過亮的現象；相對地，改良曲線V2在中央部份的亮度並無明顯升高，即代表發光元件200正上方不會發生過亮的現象。由此可知，本發明實施方式之透鏡結構300確實可改善發光元件200正上方過亮的問 題。

第6圖繪示依據本發明另一實施方式之發光裝置之側視圖。如第6圖所示，本實施方式與前述實施方式之間的主要差異在於本實施方式之外表面310a係局部粗糙的，而前述外表面310係平坦的。具體來說，外表面310a之全反射部311a係粗糙的。舉例來說，全反射部311a之粗糙度的VDI數號係介於10至30之間。本文所述之「VDI數號」係指由德國工程標準所界定的表面粗糙度值。藉由全反射部311a的粗糙化設計，可讓發光裝置的亮度分佈曲線更為平順。

於部份實施方式中，如第6圖所示，不僅全反射部311a可整體均為粗糙的，出光部312a亦可為局部粗糙的。進一步來說，出光部312a具有粗糙區3124a以及平滑區3125a。粗糙區3124a係鄰接於平滑區3125a與全反射部311a之間。換句話說，出光部312a上較靠近全反射部311a的區域係粗糙的，而出光部312a上較遠離全反射部311a的區域係平滑的。粗糙區3124a比平滑區3125a更為粗糙。舉例來說，粗糙區3124a之粗糙度的VDI數號係介於10至30之間。粗糙區3124a與平滑區3125a定義一交界3126a。交界3126a與中心點O(或交點I)定義虛擬連接線L2。虛擬連接線L2與光軸A(或中心軸C)定義夾角β。夾角β小於36度。藉由夾角β可界定出交界3126a的位置，進而界定出粗糙的全反射部311a以及粗糙區3124a的涵蓋範圍。在此涵蓋範圍下的全反射部311a以及粗糙區3124a，可讓發光裝置的光形更為平順。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。

100‧‧‧電路板

101‧‧‧上表面

200‧‧‧發光元件

201‧‧‧發光頂面

202‧‧‧發光側面

210‧‧‧發光二極體晶片

220‧‧‧波長轉換包覆體

300‧‧‧透鏡結構

310‧‧‧外表面

311‧‧‧全反射部

312‧‧‧出光部

320‧‧‧內表面

330‧‧‧底面

340‧‧‧側面

A‧‧‧光軸

O‧‧‧中心點

Claims (17)

1. 一種發光裝置，包含：一電路板；一發光元件，設置於該電路板上，該發光元件包含一發光頂面以及一發光側面，該發光側面鄰接該發光頂面與該電路板，該發光頂面具有一中心點以及一光軸，該光軸通過該中心點；以及一透鏡結構，覆蓋該發光元件，用以接收來自該發光元件的一光線，該透鏡結構包含一外表面，該外表面包含一全反射部以及一出光部，該光軸通過該全反射部，該出光部圍繞該全反射部，該全反射部係用以全反射部份來自該中心點之光線，該出光部係用以使來自該中心點之另一光線離開該透鏡結構，其中該外表面實質上滿足：Y=-0.0004X ⁶+0.0090X ⁵-0.0790X ⁴+0.3410X ³-0.8387X ²+1.3205X+3.52，其中Y為該外表面之任一點至該中心點在平行該光軸之方向上的距離，X為該外表面之該點至該光軸在垂直該光軸之方向上的距離。
2. 如請求項1所述之發光裝置，其中該全反射部與該出光部的一交界與該中心點定義一虛擬連接線，該虛擬連接線與該光軸定義一夾角，該夾角係介於6度至18度之間。
3. 如請求項1所述之發光裝置，其中該全反射 部實質上滿足： 其中Q1為該全反射部之一第一點，Q2為相鄰該第一點Q1之一第二點，Q3為一第三點，該第三點係位於該第二點至該中心點的連線上，且該第三點至該第一點的連線係實質上垂直於該中心點至該第一點的連線，R1為該中心點至該第一點的距離，ΔR1為該第二點至該第三點的距離，Δθ1為該第一點至該中心點的連線與該第二點至該中心點的連線之夾角，n為該透鏡結構之材質的折射率。
4. 如請求項1所述之發光裝置，其中該出光部實質上滿足： 其中Q4為該出光部之一第四點，Q5為相鄰該第四點之一第五點，Q6為一第六點，該第六點係位於該第五點至該中心點的連線上，且該第六點至該第四點的連線係實質上垂直於該中心點至該第四點的連線，R2為該中心點至該第四點的距離，ΔR2為該第五點至該第六點的距離，Δθ2為該第四點至該中心點的連線與該第五點至該中心點的連線之夾角，n為該透鏡結構之材質的折射率。
5. 如請求項3至4之其中一請求項所述之發光 裝置，其中該透鏡結構包含一內表面，該內表面與該外表面係相背對的，該內表面實質上滿足：y=-1.395x ⁵+5.113x ⁴-6.742x ³+3.060x ²-0.698x+3,其中y為該內表面之任一點至該中心點在平行該光軸之方向上的距離，x為該內表面之該點至該光軸在垂直該光軸之方向上的距離。
6. 如請求項1所述之發光裝置，其中該外表面之該全反射部係粗糙的。
7. 如請求項6所述之發光裝置，其中該全反射部的粗糙度之VDI數號係介於10至30之間。
8. 如請求項6所述之發光裝置，其中該出光部具有一粗糙區以及一平滑區，該粗糙區係鄰接於該平滑區與該全反射部之間，該粗糙區與該平滑區之一交界與該中心點定義一虛擬連接線，該虛擬連接線與該光軸定義一夾角，該夾角係小於36度。
9. 如請求項8所述之發光裝置，其中該粗糙區的粗糙度之VDI數號係介於10至30之間。
10. 一種透鏡結構，包含：一底面； 一內表面，凹陷於該底面；以及一外表面，該外表面包含一全反射部以及一出光部，該出光部圍繞該全反射部，該透鏡結構之一中心軸與該底面之一虛擬共平面相交於一交點，該全反射部實質上滿足： 其中Q1為該全反射部之一第一點，Q2為相鄰該第一點Q1之一第二點，Q3為一第三點，該第三點係位於該第二點至該交點的連線上，且該第三點至該第一點的連線係實質上垂直於該交點至該第一點的連線，R1為該交點至該第一點的距離，ΔR1為該第二點至該第三點的距離，Δθ1為該第一點至該交點的連線與該第二點至該交點的連線之夾角，n為該透鏡結構之材質的折射率，其中該外表面實質上滿足：Y=-0.0004X ⁶+0.0090X ⁵-0.0790X ⁴+0.3410X ³-0.8387X ²+1.3205X+3.52，其中Y為該外表面之任一點至該底面在平行該中心軸之方向上的距離，X為該外表面之該點至該中心軸在垂直該光軸之方向上的距離。
11. 如請求項10所述之透鏡結構，其中該全反射部與該出光部的一交界與該交點定義一虛擬連接線，該虛擬連接線與該中心軸定義一夾角，該夾角係介於6度至18度之間。
12. 如請求項10所述之透鏡結構，其中該出光 部實質上滿足： 其中Q4為該出光部之一第四點，Q5為相鄰該第四點Q4之一第五點，Q6為一第六點，該第六點係位於該第五點至該交點的連線上，且該第六點至該第四點的連線係實質上垂直於該交點至該第四點的連線，R2為該交點至該第四點的距離，ΔR2為該第五點至該第六點的距離，Δθ2為該第四點至該交點的連線與該第五點至該交點的連線之夾角。
13. 如請求項10或12所述之透鏡結構，其中該內表面實質上滿足：y=-1.395x ⁵+5.113x ⁴-6.742x ³+3.060x ²-0.698x+3,其中y為該內表面之任一點至該底面在平行該中心軸之方向上的距離，x為該內表面之該點至該中心軸在垂直該中心軸之方向上的距離。
14. 如請求項10所述之透鏡結構，其中該外表面之該全反射部係粗糙的。
15. 如請求項10所述之透鏡結構，其中該全反射部的粗糙度之VDI數號係介於10至30之間。
16. 如請求項14所述之透鏡結構，其中該出光部具有一粗糙區以及一平滑區，該粗糙區係鄰接於該平滑區 與該全反射部之間，該粗糙區與該平滑區之一交界與該交點定義一虛擬連接線，該虛擬連接線與該中心軸定義一夾角，該夾角係小於36度。
17. 如請求項16所述之透鏡結構，其中該粗糙區的粗糙度之VDI數號係介於10至30之間。