TWI555951B - 光束整形發光裝置 - Google Patents

Description

光束整形發光裝置

本揭露係關於一種發光裝置，是有關於一種光束整形發光裝置。

照明的手段日新月異，從以燃燒物品的方式做為光源的的火把、油燈及蠟燭等光源，演進成以通電方式發光的白熾燈泡、日光燈管、省電燈泡及發光二極體等光源。各種不同的光源通常擁有各種不同的光學特性，例如發光角度及投影形狀。在使用特定光源時，其光學特性不見得能夠符合使用需求。

本揭露提出一種光束整形發光裝置，藉以令所發出之光線經過形狀調整。

本揭露提出一種光束整形發光裝置，包括一光源及一光束整形件。光源用以提供一光線。光線經過光束整形件後之光線之視野(Field of Vision，FOV)為68度至90度之範圍內。

根據本揭露之光束整形發光裝置，能夠藉由光束整形反射杯或光束整形膜，指定所發出之光線之視野之角度範圍。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本揭露之精神與原理，並且提供本揭露之 專利申請範圍更進一步之解釋。

1、2、3、6‧‧‧光束整形發光裝置

10‧‧‧基板

100‧‧‧孔洞

11、11a、21、31‧‧‧光源

12、12a‧‧‧光束整形反射杯

120‧‧‧凸塊

1201‧‧‧入光口

1202‧‧‧出光口

121‧‧‧第一反射面

1211‧‧‧第一區域

1212‧‧‧第二區域

122‧‧‧第二反射面

123、123a‧‧‧第三反射面

124‧‧‧第四反射面

125‧‧‧連接反射面

126‧‧‧交接處

22、32‧‧‧框架

231‧‧‧第一光束整形膜

2311‧‧‧第一本體

2312‧‧‧第一微結構

23120‧‧‧三角柱體之其中一側面

2313‧‧‧第一溝槽

232‧‧‧第二光束整形膜

2321‧‧‧第二本體

2322‧‧‧第二微結構

23220‧‧‧三角柱體之其中一側面

2323‧‧‧第二溝槽

33、33’、43、53‧‧‧光束整形膜

331‧‧‧本體

332、332’、432、532‧‧‧微結構

3321、3321’‧‧‧第三溝槽

3322、3322’、4322、5322‧‧‧子微結構

3323、3323’‧‧‧第四溝槽

4321‧‧‧第五溝槽

4323‧‧‧第六溝槽

5321‧‧‧第七溝槽

5323‧‧‧第八溝槽

B‧‧‧基準面

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3、D3’、D3”‧‧‧第三方向

D4、D4’、D4”‧‧‧第四方向

D5‧‧‧第五方向

D6‧‧‧第六方向

DH‧‧‧水平方向

DV‧‧‧垂直方向

G1、G2‧‧‧間距

L1‧‧‧第一邊長

L2‧‧‧第二邊長

R11、R12‧‧‧主要視野

R21、R22‧‧‧邊緣視野

S‧‧‧投影面

θ1、θ2、θ2’、θ2”、θ3、θ4、θ5、θ6‧‧‧夾角

θFOV‧‧‧對角線角度

第1圖繪示依照本揭露之一實施例之光束整形發光裝置之俯視示意圖。

第2圖繪示第1圖之光束整形發光裝置沿II-II線剖面之側視剖面示意圖。

第3圖繪示第1圖之光束整形發光裝置沿III-III線剖面之側視剖面示意圖。

第4圖繪示第1圖之光束整形發光裝置沿IV-IV線剖面之側視剖面示意圖。

第5圖繪示第1圖之光束整形發光裝置沿V-V線剖面之側視剖面示意圖。

第6圖繪示第1圖之光束整形發光裝置所發出之光線之視野的立體示意圖。

第7圖繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置之側視剖面示意圖。

第8圖繪示第7圖之光束整形發光裝置之第一光束整形膜之俯視示意圖。

第9圖繪示第7圖之光束整形發光裝置之第二光束整形膜之側視示意圖。

第10圖繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置之 側視剖面示意圖。

第11圖繪示第10圖之光束整形發光裝置之光束整形膜之俯視示意圖。

第12圖繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置之光束整形膜之俯視示意圖。

第13圖繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置之光束整形膜之俯視示意圖。

第14圖繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置之光束整形膜之俯視示意圖。

第15圖繪示第14圖之光束整形膜沿XV-XV線剖面之側視剖面示意圖。

第16圖繪示第14圖之光束整形膜沿XVI-XVI線剖面之側視剖面示意圖。

第17圖繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置之側視剖面示意圖。

第18圖繪示第1圖之光束整形發光裝置之量測光型圖。

第19圖繪示第1圖之光束整形發光裝置之模擬光型圖。

第20圖繪示第1圖之光束整形發光裝置之實際投影輝度圖。

第21圖繪示第1圖之光束整形發光裝置之模擬投影輝度圖。

第22圖繪示第7圖、第8圖、第9圖之光束整形發光裝置之模擬投影輝度圖。

第23圖繪示第10圖及第11圖之光束整形發光裝置之模擬投 影輝度圖。

第24圖繪示使用第13圖之光束整形膜之光束整形發光裝置之模擬投影輝度圖。

第25圖繪示第17圖之光束整形發光裝置之模擬投影輝度圖。

第26圖、第27圖、第28圖、第29圖、第30圖、第31圖及第32圖繪示第1圖之光束整形發光裝置搭配不同形狀及尺寸之光源之模擬光型圖。

第33圖繪示第1圖之光束整形發光裝置之其中一組光束整形反射杯及光源沿實質上平行於第一邊長之方向之模擬光跡圖。

第34圖繪示第1圖之光束整形發光裝置之其中一組光束整形反射杯及光源沿實質上平行於第二邊長之方向之模擬光跡圖。

以下在實施方式中詳細敘述本揭露之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何本領域中具通常知識者了解本揭露之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何本領域中具通常知識者可輕易地理解本揭露相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本揭露之觀點，但非以任何觀點限制本揭露之範疇。

請參照第1圖、第2圖、第3圖、第4圖、第5圖第6圖，第1圖繪示依照本揭露之一實施例之光束整形發光裝置 1之俯視示意圖，第2圖繪示第1圖之光束整形發光裝置1沿II-II線剖面之側視剖面示意圖，第3圖繪示第1圖之光束整形發光裝置1沿III-III線剖面之側視剖面示意圖，第4圖繪示第1圖之光束整形發光裝置1沿IV-IV線剖面之側視剖面示意圖，第5圖繪示第1圖之光束整形發光裝置1沿V-V線剖面之側視剖面示意圖，第6圖繪示第1圖之光束整形發光裝置1所發出之光線之視野的立體示意圖。

於本實施例中，光束整形發光裝置1可包括二個光源11、11a及二個光束整形反射杯12、12a。光源11、11a用以提供光線。光源11、11a可為相同色溫或相異色溫的發光二極體，形狀可例如但不限於為正方形，邊長尺寸可例如但不限於為40密爾(mil)。光束整形反射杯12、12a可左右對稱且彼此相連，且可做為光束整形件。光源11、11a及光束整形反射杯12、12a皆設置於基板10。光束整形反射杯12、12a之凸塊120可嵌設於基板10之孔洞100內。光源11、11a可先以回焊(reflow)方式固定於一基板10上，光束整形反射杯12、12a可例如但不限於以膠合方式固定於此基板10上。或者，光源11、11a及光束整形反射杯12、12a亦可同時以回焊方式固定於基板10上。基板10的厚度可大於或等於0.3mm。

以下將說明，於本揭露一實施例中，其中一個光源11及其中之一個光束整形反射杯12的結構及相應關係，而另一光源11a及另一光束整形反射杯12a的細節則將不贅述。

光束整形反射杯12具有一入光口1201、一出光口1202、二第一反射面121、二第二反射面122、二第三反射面123、123a、二第四反射面124及多個連接反射面125。出光口1202所圍繞之面積大於入光口1201所圍繞之面積。光源11設置於入光口1201。光束整形反射杯12之高度，即入光口1201及出光口1202的距離可為2.36mm。

第一反射面121、第二反射面122、第三反射面123、123a及第四反射面124皆位於入光口1201及出光口1202之間。第一反射面121之相對兩側分別與二第二反射面122相連。第二反射面122之相對兩側分別與二第一反射面121相連。

其中一個第一反射面121之朝向出光口1202的一側經由多個連接反射面125與第三反射面123相連。另一個第一反射面121之朝向出光口1202的一側經由多個連接反射面125與第三反射面123a相連。第一反射面121比第三反射面123、123a接近入光口1201。第三反射面123、123a比第一反射面121接近出光口1202。其中，第三反射面123a可與另一光束整形反射杯12a相連，且第三反射面123a的面積小於第三反射面123的面積。第三反射面123、123a可為平面。第三反射面123、123a朝向入光口1201的一側可定義一基準面B。

各第四反射面124之相對兩側分別與第三反射面123、123a相連。各第四反射面124之朝向入光口1201的一側與各第二反射面122相連。第二反射面122比第四反射面124接近 入光口1201。第四反射面124比第二反射面122接近出光口1202。基準面B貫穿第二反射面122及第四反射面124的交接處。另外，第四反射面124可與另一光束整形反射杯12a相連。

第三反射面123與第一反射面121相連的一側具有一第一邊長L1，第四反射面124與第二反射面122相連的一側具有一第二邊長L2。第一邊長L1大於第二邊長L2。於本實施例中，第一邊長L1可為2.82mm，第二邊長L2可為2.25mm。

如第1圖及第2圖所示，第一反射面121之一第一區域1211具有一第一曲率半徑。第一區域1211位於第一反射面121之中央，即位於第一邊長L1的二分之一個第一邊長L1的位置。第一曲率半徑可大於或等於3.0mm。於本實施例中，第一曲率半徑可為5.0mm。

如第1圖及第3圖所示，第一反射面121之一第二區域1212具有一第二曲率半徑。第二區域1212比第一區域1211接近第二反射面122。第二區域1212位於第一區域1211與第二反射面122之間。於本實施例中，第二區域1212位於與第一區域1211相距四分之一個第一邊長L1的位置。第一曲率半徑大於第二曲率半徑。第二曲率半徑可為1.0mm~10mm。於本實施例中，第二曲率半徑可為2.0mm。

如第1圖及第4圖所示，第一反射面121及第二反射面122之交接處126之曲率半徑可為1.5mm~2mm。於本實施例中，交接處126之曲率半徑可為1.6mm。

如第1圖及第5圖所示，第四反射面124之曲率半徑與第二反射面122之曲率半徑相同。第二反射面122及第四反射面124之曲率半徑可為3.2mm~4mm。於本實施例中，第二反射面122及第四反射面124之曲率半徑可為3.5mm。

如第1圖及第6圖所示，於本揭露一實施例中，光束整形發光裝置1的視野是指其發出的光線需要覆蓋的有效範圍。有效範圍定義為距離光束整形發光裝置1公尺處的矩形投影面S，矩形投影面S具有一水平方向DH及一垂直方向DV。第一邊長L1之方向可平行於垂直方向DV，第二邊長L2之方向可平行於水平方向DH。矩形投影面S的長寬比例可依需求而定義不同比例，例如可為4：3或16：9。矩形投影面S內的通量大於光源11、11a之通量的百分之40，且最小照度值與最大照度值的比值大於0.25。視野可藉由測量水平及垂直的角度得到其對角線角度θFOV。於本實施例中，視野指的是光源11、11a所發出之光線經過光束整形反射杯12、12a後之有效範圍。光束整形發光裝置1所發出之光線之視野為68度至90度之範圍內。於其他實施例中，其他光束整形發光裝置之視野也可使用相類似的定義。

請參照第7圖、第8圖及第9圖，第7圖繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置2之側視剖面示意圖，第8圖繪示第7圖之光束整形發光裝置2之第一光束整形膜231之俯視示意圖，第9圖繪示第7圖之光束整形發光裝置2之第二光束整形膜232之側視示意圖。

於本實施例中，光束整形發光裝置2所發出之光線之視野為68度至90度之範圍內。光束整形發光裝置2可包括一光源21、一框架22、一第一光束整形膜231及一第二光束整形膜232。光源21設置於框架22內。第一光束整形膜231覆蓋於光源21上且受框架22支撐。第二光束整形膜232堆疊於第一光束整形膜231上。第一光束整形膜及第二光束整形膜232可做為光束整形件。於本實施例中，光源21之尺寸可與光源11之尺寸相同，框架22的高度可小於1mm，長與寬可各為1.5mm。

於本揭露一實施例中，第一光束整形膜231包括一第一本體2311及多個第一微結構2312，且第一本體2311及第一微結構2312可一體不可分離地形成。此些第一微結構2312以一第一設置圖樣設置於第一本體2311上，且此些第一微結構2312之高度(即最遠離第一本體2311的位置至第一本體2311的距離)可大於1μm。第一設置圖樣可為一陣列。此些第一微結構2312之間具有多個第一溝槽2313。此些第一溝槽2313沿一第一方向D1延伸。此些第一微結構2312之形狀可例如為但不限於為三角柱體。各第一微結構2312係以三角柱體之其中一側面23120朝向第一本體2311。

於本揭露一實施例中，第二光束整形膜232包括一第二本體2321及多個第二微結構2322，第二本體2321及第二微結構2322可一體不可分離地形成。此些第二微結構2322以一第二設置圖樣設置於第二本體2321上，且此些第二微結構2322之 高度可大於1μm。第二設置圖樣可為另一陣列。此些第二微結構2322之間具有多個第二溝槽2323。此些第二溝槽2323沿一第二方向D2延伸。此些第二微結構2322之形狀可例如為但不限於為三角柱體，各第二微結構2322係以三角柱體之其中一側面23220朝向第二本體2321。

第一方向D1及第二方向D2投影於光源21所在之平面的夾角θ1可為85~95度。於本實施例中，第一方向D1及第二方向D2投影於光源21所在之平面的夾角θ1可為90度。第一方向D1及第二方向D2與水平方向DH及垂直方向DV的夾角為45度。

請參照第10圖及第11圖，第10圖繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置3之側視剖面示意圖，第11圖繪示第10圖之光束整形發光裝置3之光束整形膜33之俯視示意圖。

於本實施例中，光束整形發光裝置3所發出之光線之視野為68度至90度之範圍內。光束整形發光裝置3可包括一光源31、一框架32及一光束整形膜33。光源31設置於框架32內。光束整形膜33覆蓋於光源31上且受框架32支撐。光束整形膜33可做為光束整形件。

於本揭露一實施例中，光束整形膜33包括一本體331及多個微結構332，本體331及此些微結構332可一體不可分離地形成。此些微結構332以一第三設置圖樣設置於本體331 上，且此些微結構332之高度可大於1μm。第三設置圖樣可為一陣列。此些微結構332之間具有多個第三溝槽3321。此些第三溝槽3321沿一第三方向D3延伸。各微結構332包括多個子微結構3322。此些子微結構3322以一第四設置圖樣設置於本體331上。第四設置圖樣可為一陣列。此些子微結構3322之間具有多個第四溝槽3323。此些第四溝槽3323沿一第四方向D4延伸。其中，此些子微結構3322之形狀可例如為但不限於為四角錐體。各子微結構3322係以四角錐體之底面朝向本體331。於本實施例中，第三方向D3及第四方向D4投影於光源31所在之平面的夾角θ2可為90度。第三方向D3實質上平行於水平方向DH，第四方向D4實質上平行於垂直方向DV。各子微結構3322之底面(即四角錐體之底面)可為正方形。相鄰微結構332之多個第四溝槽3323為彼此相連。

請參照第12圖，繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置之光束整形膜33’之俯視示意圖。本實施例之光束整形發光裝置及其光束整形膜33’與第10圖所示之光束整形發光裝置3及其光束整形膜33相似，且可做為光束整形件。然而，於本實施例中，微結構332’間的第三溝槽3321’沿一第三方向D3’延伸，子微結構3322’間的第四溝槽3323’沿一第四方向D4’延伸。第三方向D3’及第四方向D4’投影於光源(未繪示)所在之平面的夾角θ2’可為90度。第三方向D3’與垂直方向DV及水平方向DH之夾角可為45度，第四方向D4’與垂直方向DV及水平 方向DH之夾角亦可為45度。各子微結構3322’之底面(即四角錐體之底面)可為正方形，且正方形的兩個對角線分別與水平方向DH及垂直方向DV平行。相鄰微結構332’之多個第四溝槽3323’為彼此相連。

請參照第13圖，繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置之光束整形膜43之俯視示意圖。本實施例之光束整形發光裝置及其光束整形膜43與第10圖所示之光束整形發光裝置3及其光束整形膜33相似，且可做為光束整形件。然而，於本實施例中，微結構432間的第五溝槽4321沿一第三方向D3”延伸，子微結構4322間的第六溝槽4323沿一第四方向D4”延伸。第三方向D3”及第四方向D4”投影於光源(未繪示)所在之平面的夾角θ2”為90度。第三方向D3”與水平方向DH平行，第四方向D4”與垂直方向DV平行。第五溝槽4321之間的間距G1小於第六溝槽4323之間的間距G2。各子微結構4322之底面(即四角錐體之底面)為非正方形的矩形。相鄰微結構432之多個第六溝槽4323為彼此相連。

請參照第14圖、第15圖及第16圖，第14圖繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置之光束整形膜53之俯視示意圖，第15圖繪示第14圖之光束整形膜53沿XV-XV線剖面之側視剖面示意圖，第16圖繪示第14圖之光束整形膜53沿XVI-XVI線剖面之側視剖面示意圖。本實施例之光束整形發光裝置及其光束整形膜53與第10圖所示之光束整形發光裝置3及 其光束整形膜33相似，且可做為光束整形件。然而，於本實施例中，微結構532間的第七溝槽5321沿一第五方向D5延伸，子微結構5322間的第八溝槽5323沿一第六方向D6延伸。第五方向D5及第六方向D6投影於光源(未繪示)所在之平面的夾角θ3大於90度，且與夾角θ3互為補角之夾角θ4小於90度。第五方向D5及第六方向D6彼此不平行。各子微結構5322之底面(即四角錐體之底面)為非正方形的菱形，且菱形中較長的對角線與小於90度之夾角θ4的中線平行，也與水平方向DH平行。菱形中較短的對角線與大於90度之夾角θ3的中線平行，也與垂直方向DV平行。相鄰微結構432之多個第八溝槽5323彼此錯開而不相連。

如第15圖所示，於本實施例中，各子微結構5322的頂點沿著與小於90度之夾角θ4的中線平行的方向的夾角θ5可為140度。如第16圖所示，於本實施例中，各子微結構5322的頂點沿著與大於90度之夾角θ3的中線平行的方向的夾角θ6可為110度。

請參照第17圖，繪示依照本揭露之另一實施例之光束整形發光裝置6之側視剖面示意圖。本實施例之光束整形發光裝置6與第7圖所示之光束整形發光裝置2相似。然而，於本實施例中，採用彼此堆疊光束整形膜53及光束整形膜33’做為光束整形件。其中，光束整形膜53堆疊於光束整形膜33’上。

請參照第1圖、第18圖、第19圖、第20圖及第 21圖，第18圖繪示第1圖之光束整形發光裝置1之量測光型圖，第19圖繪示第1圖之光束整形發光裝置1之模擬光型圖，第20圖繪示第1圖之光束整形發光裝置1之實際投影輝度圖，第21圖繪示第1圖之光束整形發光裝置1之模擬投影輝度圖。

如第18圖及第19圖示例所示，於本揭露一實施例中，不論是量測光型圖還是模擬光型圖中，光束整形發光裝置1所發出之光線的角度皆可呈現矩形。如第20圖及第21圖示例所示，不論是實際投影輝度圖還是模擬投影輝度圖中，光束整形發光裝置1投影至平面之光線的形狀分布皆可呈現矩形。於第20圖之模擬投影輝度圖之一實施例中，光源11、11a的光通量(flux)可分別設定為200流明(lm)，且分別在對角線之視野為82度的情況下擷取16：9及4：3的矩形投影面積。於投影面積擷取16：9的場合中，投影面積內的最小照度(illuminance)為38.2勒克斯(lux)，投影面積內的最大照度為91.8勒克斯，投影面積中心至角落的均勻度(uniformity，及角落的照度除以中心的照度)為0.42，投影面積內的光效率為百分之47.2。於投影面積擷取4：3的場合中，投影面積內的最小照度為37.1勒克斯，投影面積內的最大照度為91.8勒克斯，投影面積中心至角落的均勻度為0.40，投影面積內的光效率為百分之53.3。

請參照第7圖、第8圖、第9圖及第22圖，第22圖繪示第7圖、第8圖、第9圖之光束整形發光裝置2之模擬投影輝度圖。如第22圖示例所示，光束整形發光裝置2投影至平 面之光線的形狀分布略呈現正方形。於第22圖之模擬投影輝度圖之一實施例中，光源21的光通量可設定為260流明，且在對角線之視野為82度的情況下擷取4：3的矩形投影面積。其中，投影面積內的最小照度為39.6281勒克斯，投影面積內的最大照度為123.441勒克斯，平均照度為84.9796勒克斯，投影面積內之光通量為123.201流明，對比(contrast)為0.513973，方均根(root mean square，RMS)對比為0.234023。

請參照第10圖、第11圖及第23圖，第23圖繪示第10圖及第11圖之光束整形發光裝置3之模擬投影輝度圖。如第23圖示例所示，光束整形發光裝置3投影至平面之光線的形狀分布略呈現正方形。於第23圖之模擬投影輝度圖之一實施例中，光源31的光通量可設定為260流明，且在對角線之視野為82度的情況下擷取4：3的矩形投影面積。其中，投影面積內的最小照度為34.7524勒克斯，投影面積內的最大照度為122.582勒克斯，平均照度為80.899勒克斯，投影面積內之光通量為117.285流明，對比為0.558235，方均根對比為0.26214，投影面積中心至角落的均勻度為0.28，投影面積內的光效率為百分之45.1。

請參照第13圖及第24圖，第24圖繪示使用第13圖之光束整形膜43之光束整形發光裝置之模擬投影輝度圖。如第24圖示例所示，使用光束整形膜43之光束整形發光裝置投影至平面之光線的形狀分布略呈現矩形。於第24圖之模擬投影輝 度圖之一實施例中，光源的光通量可設定為260流明，且在對角線之視野為82度的情況下擷取4：3的矩形投影面積。其中，投影面積內的最小照度為34.84勒克斯，投影面積內的最大照度為115.36勒克斯，平均照度為74.6254勒克斯，投影面積內之光通量為108.19流明，對比為0.536，方均根對比為0.256，投影面積中心至角落的均勻度為0.3，投影面積內的光效率為百分之0.416。

請參照第17圖及第25圖，第25圖繪示第17圖之光束整形發光裝置6之模擬投影輝度圖。如第25圖示例所示，使用光束整形膜33’及光束整形膜53之光束整形發光裝置6投影至平面之光線的形狀分布略呈現矩形。於第25圖之模擬投影輝度圖之一實施例中，光源的光通量可設定為260流明，且在對角線之視野為82度的情況下擷取4：3的矩形投影面積。其中，投影面積內的最小照度為28.241勒克斯，投影面積內的最大照度為132.995勒克斯，平均照度為83.017勒克斯，投影面積內之光通量為120.356流明，對比為0.6497，方均根對比為0.2918，投影面積中心至角落的均勻度為0.21，投影面積內的光效率為百分之46。

請參照第1圖、第26圖、第27圖、第28圖、第29圖、第30圖、第31圖及第32圖，繪示第1圖之光束整形發光裝置1搭配不同形狀及尺寸之光源11、11a之模擬光型圖。

如第20圖、第26圖、第27圖、第28圖、第29圖、第30圖、第31圖及第32圖示例所示，模擬投影輝度圖中，不 論光源11、11a的形狀及尺寸為何，光束整形發光裝置1投影至平面之光線的形狀分布可皆呈現矩形。故光源11、11a的形狀及尺寸對於光線的形狀分布影響不大。

於第26圖之模擬投影輝度圖之一實施例中，光源11、11a的光通量可分別設定為200流明(lm)，實質上平行於第二邊長L2的尺寸為1.1mm，實質上平行於第一邊長L1的尺寸為1.1mm的十六分之九，且在對角線之視野為82度的情況下擷取4：3的矩形投影面積。投影面積內的最小照度為38.2勒克斯，投影面積內的最大照度為109.7勒克斯，投影面積中心至角落的均勻度為0.35，投影面積內的光效率為百分之56.9。

於第27圖之模擬投影輝度圖之一實施例中，光源11、11a的光通量可分別設定為200流明(lm)，實質上平行於第二邊長L2的尺寸為1.1mm，實質上平行於第一邊長L1的尺寸為1.1mm的四分之三，且在對角線之視野為82度的情況下擷取4：3的矩形投影面積。投影面積內的最小照度為40.7勒克斯，投影面積內的最大照度為104.0勒克斯，投影面積中心至角落的均勻度為0.39，投影面積內的光效率為百分之57.1。

於第28圖之模擬投影輝度圖之一實施例中，光源11、11a的光通量可分別設定為200流明(lm)，實質上平行於第二邊長L2的尺寸為1.1mm的四分之三，實質上平行於第一邊長L1的尺寸為1.1mm，且在對角線之視野為82度的情況下擷取4：3的矩形投影面積。投影面積內的最小照度為45.2勒克斯，投影 面積內的最大照度為97.7勒克斯，投影面積中心至角落的均勻度為0.46，投影面積內的光效率為百分之57.3。

於第29圖之模擬投影輝度圖之一實施例中，光源11、11a的光通量可分別設定為200流明(lm)，實質上平行於第二邊長L2的尺寸為1.1mm的十六分之九，實質上平行於第一邊長L1的尺寸為1.1mm，且在對角線之視野為82度的情況下擷取4：3的矩形投影面積。投影面積內的最小照度為50.6勒克斯，投影面積內的最大照度為96.6勒克斯，投影面積中心至角落的均勻度為0.52，投影面積內的光效率為百分之57.1。

於第26圖、第27圖、第28圖、第29圖中，光源11、11a實質上平行於第一邊長L1的尺寸相較於第二邊長L2的尺寸逐漸增加，均勻度也逐漸增加。故在增加光源11、11a實質上平行於第一邊長L1相較於第二邊長L2的尺寸時，能夠提升投影面積中心至角落的均勻度。

於第30圖之模擬投影輝度圖之一實施例中，光源11、11a的光通量可分別設定為200流明(lm)，光源11、11a之形狀為圓形，直徑為0.6mm，且在對角線之視野為82度的情況下擷取4：3的矩形投影面積。投影面積內的最小照度為49.9勒克斯，投影面積內的最大照度為113.2勒克斯，投影面積中心至角落的均勻度為0.44，投影面積內的光效率為百分之57.1。

於第31圖之模擬投影輝度圖之一實施例中，光源11、11a的光通量可分別設定為200流明(lm)，光源11、11a之 形狀為圓形，直徑為1.1mm，且在對角線之視野為82度的情況下擷取4：3的矩形投影面積。投影面積內的最小照度為44.9勒克斯，投影面積內的最大照度為101.0勒克斯，投影面積中心至角落的均勻度為0.44，投影面積內的光效率為百分之57.0。

於第32圖之模擬投影輝度圖之一實施例中，光源11、11a的光通量可分別設定為200流明(lm)，光源11、11a之形狀為圓形，直徑為1.4mm，且在對角線之視野為82度的情況下擷取4：3的矩形投影面積。投影面積內的最小照度為36.3勒克斯，投影面積內的最大照度為101.0勒克斯，投影面積中心至角落的均勻度為0.36，投影面積內的光效率為百分之57.0。

以下將說明第1圖所示之一實施例中，光束整形反射杯12的設計流程。

請參照第33圖及第34圖，第33圖繪示第1圖之光束整形發光裝置1之一實施例中，其中一組光束整形反射杯12及光源11沿實質上平行於第一邊長L1之方向之模擬光跡圖，第34圖繪示第1圖之光束整形發光裝置1之其中一組光束整形反射杯12及光源11沿實質上平行於第二邊長L2之方向之模擬光跡圖。其中，光源11之一側緣沿著同側的第四反射面124之頂緣照射出光束整形反射杯12的範圍為主要視野R11，光源11之一側緣沿著相反側的第四反射面124之頂緣照射出光束整形反射杯12的範圍為邊緣視野R21。光源11之一側緣沿著同側的第一反射面121之頂緣照射出光束整形反射杯12的範圍為主要視野 R12，光源11之一側緣沿著相反側的第一反射面121之頂緣照射出光束整形反射杯12的範圍為邊緣視野R22。由第33圖及第34圖可知，主要視野R11、R12的光線強度比邊緣視野R21、R22的光線強度強，且當第一反射面121之頂緣或第四反射面124之頂緣愈靠近光源11時，視野角度愈大。

因此，本揭露之一個或多個實施例中，在設計光束整形反射杯12時，若要使實質上平行於第二邊長L2之方向的主要視野R12及邊緣視野R22之角度變大，則可縮短第一反射面121之頂緣至光源11的距離。而對角線的視野可由主要視野R11、R12及邊緣視野R21、R22根據第一邊長L1與第二邊長L2之比例調整而計算獲得。另外，光源11之尺寸相對於光束整形反射杯12的尺寸愈小，則主要視野R11、R12及邊緣視野R21、R22的差距愈小。

於本揭露一實施例中，可調整第一反射面121、第二反射面122及第四反射面124之曲率半徑，並調整第一邊長L1與第二邊長L2之比例。第一反射面121之頂緣及第四反射面124之頂緣的高度差異，可藉由第三反射面123的斜面在不影響邊緣視野R22的情況下加以連貫。

另外，第7圖、第8圖及第9圖所示之光束整形發光裝置2的視野，可藉由光線進入第一光束整形膜231及第二光束整形膜232的最大角度、第一光束整形膜231及第二光束整形膜232的折射率、夾角θ1及第一微結構2312與第二微結構2322 頂端的夾角而加以調整。

第10圖、第11圖、第12圖及第13圖所示之諸多實施例中，光束整形發光裝置3的視野，可藉由光線進入光束整形膜33、33’及43的最大角度、光束整形膜33、33’及43的折射率及子微結構3322、3322’及4322之頂端的夾角而加以調整。

此外，第14圖、第15及第16圖所示之一實施例中，光束整形膜53所造成的視野，可藉由光線進入光束整形膜53的最大角度、光束整形膜53的折射率、夾角θ3、夾角θ4及子微結構5322頂端的夾角θ5及夾角θ6而加以調整。其中，改變夾角θ5及夾角θ6時調整視野的角度較改變夾角θ3及夾角θ4時明顯。

綜上所述，本揭露之光束整形發光裝置，能夠指定所發出之光線之視野之角度範圍。其中，光束整形發光裝置可藉由光束整形反射杯之反射面的曲率半徑的配置，調整光源所發出之光線離開光束整形發光裝置時的視野角度，也能調整投影置平面之光線的形狀。另外，光束整形發光裝置可藉由光束整形膜之微結構的配置，調整光源所發出之光線離開光束整形發光裝置時的視野角度，也能調整投影置平面之光線的形狀。

雖然本揭露以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。在不脫離本揭露之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本揭露之專利保護範圍。關於本揭露所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧光束整形發光裝置

10‧‧‧基板

11、11a‧‧‧光源

12、12a‧‧‧光束整形反射杯

1201‧‧‧入光口

1202‧‧‧出光口

121‧‧‧第一反射面

1211‧‧‧第一區域

1212‧‧‧第二區域

122‧‧‧第二反射面

123、123a‧‧‧第三反射面

124‧‧‧第四反射面

125‧‧‧連接反射面

126‧‧‧交接處

DH‧‧‧水平方向

DV‧‧‧垂直方向

L1‧‧‧第一邊長

L2‧‧‧第二邊長

Claims (20)

1. 一種光束整形發光裝置，包括：一光源，用以提供一光線；以及一光束整形件，該光線經過該光束整形件後之視野(Field of Vision，FOV)為68度至90度之範圍內；其中該光束整形件包括一光束整形反射杯，具有一入光口、一出光口及一第一反射面，該出光口所圍繞之面積大於該入光口所圍繞之面積，該光源設置於該入光口，該第一反射面位於該入光口及該出光口之間，該第一反射面之一第一區域具有一第一曲率半徑，該第一反射面之一第二區域具有一第二曲率半徑，該第一曲率半徑大於該第二曲率半徑，該第一區域相鄰於該入光口且該第二區域相鄰於該入光口。
2. 如請求項1所述之光束整形發光裝置，其中該第一曲率半徑為大於或等於3.0mm，該第二曲率半徑為1.0mm~10mm。
3. 如請求項1所述之光束整形發光裝置，其中該光束整形反射杯更具有一第二反射面，該第二反射面位於該入光口及該出光口之間，該第一反射面與該第二反射面相連，該第二區域比該第一區域接近該第二反射面。
4. 如請求項3所述之光束整形發光裝置，其中該第一反射面及該第二反射面交接處之曲率半徑為1.5mm~2mm。
5. 如請求項3所述之光束整形發光裝置，其中該第二反射面之曲率半徑為3.2mm~4mm。
6. 如請求項3所述之光束整形發光裝置，其中該第一區域位於該第一反射面之中央，該第二區域位於該第一區域與該第二反射面之間。
7. 如請求項1所述之光束整形發光裝置，其中該光束整形反射杯更具有一第二反射面及一第三反射面，該第一反射面之一側與該第二反射面相連，該第一反射面之另一側與該第三反射面相連，該第一反射面比該第三反射面接近該入光口，該第三反射面比該第一反射面接近該出光口，該第三反射面為平面。
8. 如請求項7所述之光束整形發光裝置，其中該光束整形反射杯更具有一第四反射面，該第四反射面之一側與該第三反射面相連，該第四反射面之另一側與該第二反射面相連，該第二反射面比該第四反射面接近該入光口，該第四反射面比該第二反射面接近該出光口，該第四反射面之曲率半徑與該第二反射面之曲率半徑相同。
9. 如請求項8所述之光束整形發光裝置，其中該第三反射面於與該第一反射面相連的一側具有一第一邊長，該第四反射面於與該第二反射面相連的一側具有一第二邊長，該第一邊長大於該第二邊長。
10. 一種光束整形發光裝置，包括：一光源，用以提供一光線；以及一光束整形件，該光線經過該光束整形件後之視野 (Field of Vision，FOV)為68度至90度之範圍內；其中該光束整形件包括一第一光束整形膜，覆蓋於該光源上，該第一光束整形膜包括一第一本體及多個第一微結構，該些第一微結構以一第一設置圖樣設置於該第一本體上，該些第一微結構之間具有多個第一溝槽，該些第一溝槽沿一第一方向延伸，該些第一微結構覆蓋於該光源上且該光源朝向該些第一微結構發光。
11. 如請求項10所述之光束整形發光裝置，其中該第一設置圖樣為一陣列。
12. 如請求項10所述之光束整形發光裝置，其中該些第一微結構之形狀為三角柱體，各該第一微結構係以三角柱體之其中一側面朝向該第一本體。
13. 如請求項10所述之光束整形發光裝置，其中該光束整形件更包括一第二光束整形膜，堆疊於該第一光束整形膜上，該第二光束整形膜包括一第二本體及多個第二微結構，該些第二微結構以一第二設置圖樣設置於該第二本體上，該些第二微結構之間具有多個第二溝槽，該些第二溝槽沿一第二方向延伸。
14. 如請求項13所述之光束整形發光裝置，其中該第二設置圖樣為一陣列。
15. 如請求項13所述之光束整形發光裝置，其中該第一方向及該第二方向投影至一平面的夾角為85~95度。
16. 如請求項13所述之光束整形發光裝置，其中該些第二微結構之形狀為三角柱體，各該第二微結構係以三角柱體之其中一側面朝向該第二本體。
17. 如請求項10所述之光束整形發光裝置，其中各該第一微結構包括多個子微結構，該些子微結構以一第二設置圖樣設置於該第一本體上，該些子微結構之間具有多個第二溝槽，該些第二溝槽沿一第二方向延伸。
18. 如請求項17所述之光束整形發光裝置，其中該第二設置圖樣為一陣列。
19. 如請求項17所述之光束整形發光裝置，其中該第一方向投影至一平面的方向及該第二方向投影至該平面之方向為彼此非平行。
20. 如請求項17所述之光束整形發光裝置，其中該些子微結構之形狀為四角錐體，各該子微結構係以四角錐體之底面朝向該第一本體。