一種透鏡結(jié)構(gòu)、光源裝置以及光源模塊，所述光源裝置包括發(fā)光元件以及透鏡結(jié)構(gòu)。發(fā)光元件適于發(fā)出光束。透鏡結(jié)構(gòu)包括第一表面、相對(duì)于第一表面的第二表面以及連接第一表面與第二表面的四個(gè)全反射面。第一表面具有凹陷處。發(fā)光元件配置于凹陷處。第二表面為自由曲面。光束透過(guò)第一表面進(jìn)入至透鏡結(jié)構(gòu)中，并透過(guò)第二表面離開(kāi)透鏡結(jié)構(gòu)。一種光源模塊亦被提出。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
透鏡結(jié)構(gòu)、光源裝置以及光源模塊
本專利技術(shù)是有關(guān)于一種透鏡結(jié)構(gòu)、光源裝置以及光源模塊，且特別是有關(guān)于一種包括自由曲面以及全反射面的透鏡結(jié)構(gòu)、光源裝置以及光源模塊。
技術(shù)介紹
在照明系統(tǒng)中，常使用全反射(Total Internal Reflection，TIR)準(zhǔn)直透鏡(Collimator Lens)來(lái)收集光源所發(fā)出的光束,進(jìn)而達(dá)成特定的照射角度并提升投射光形的均勻度。一般而言，全反射準(zhǔn)直透鏡包括上曲面、下曲面，以及連接上曲面與下曲面的全反射杯面。其中與光源的光軸夾角較大的光束，經(jīng)由下曲面折射至全反射杯面，再由全反射杯面反射至上曲面，最后由上曲面離開(kāi)全反射準(zhǔn)直透鏡；而與光源的光軸夾角較小的光束，經(jīng)由下曲面直接折射至上曲面，并由上曲面離開(kāi)全反射準(zhǔn)直透鏡。透過(guò)上述的全反射準(zhǔn)直透鏡可有效地集中光束、降低光束的出光角度，進(jìn)而使光束有效率地傳遞至所欲照射的物體上。然而，在現(xiàn)有的全反射準(zhǔn)直透鏡中，其上曲面、下曲面以及全反射杯面多對(duì)光源的光軸呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，故經(jīng)由現(xiàn)有的全反射準(zhǔn)直透鏡所投射出的光形亦多為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的圖形，例如圓形、正六角型等。如此一來(lái)，若所欲照射的區(qū)域?yàn)榫匦螀^(qū)域，例如廣告看板，則現(xiàn)有的全反射準(zhǔn)直透鏡則易有下列缺點(diǎn)。圖1A繪示經(jīng)過(guò)現(xiàn)有的全反射準(zhǔn)直透鏡的光束投射于矩形目標(biāo)物上的情形，請(qǐng)參照?qǐng)D1A，經(jīng)過(guò)現(xiàn)有的全反射準(zhǔn)直透鏡的光束投射于矩形目標(biāo)物200上所形成的光斑10不易涵蓋目標(biāo)物200的四個(gè)角落，而使光束投射于矩形目標(biāo)物200上的均勻性不佳。圖1B繪示經(jīng)過(guò)另一現(xiàn)有的全反射準(zhǔn)直透鏡的光束投射于矩形目標(biāo)物上的情形。請(qǐng)參照?qǐng)D1B，若為了顧及均勻性而使光斑涵蓋目標(biāo)物200的四個(gè)角落，則會(huì)有部分光束自目標(biāo)物200的四周溢出(即區(qū)域Z)，進(jìn)而造成光束照射目標(biāo)物200效率不佳的問(wèn)題。圖2繪示出經(jīng)過(guò)現(xiàn)有的全反射準(zhǔn)直透鏡的光束投射于矩形目標(biāo)物上的情形。請(qǐng)參照?qǐng)D2，在照明看板的應(yīng)用上，常需將光源置于矩形目標(biāo)物200的下邊緣，此時(shí)必需將全反射準(zhǔn)直透鏡30傾斜一角度以照亮整個(gè)矩形目標(biāo)物200。然而，由于單位面積上的照度與此單位面積與光源的距離的平方成反比，因此距離光源較遠(yuǎn)的a區(qū)域的照度會(huì)遠(yuǎn)小于距離光源30較近的b區(qū)域的照度，而使光束投射于矩形目標(biāo)物200上的均勻性不佳。此外，也有部分的光束自矩形目標(biāo)物200的上邊緣B溢出，而降低了光束照射目標(biāo)物200的效率。除此之外，幾種與光源系統(tǒng)相關(guān)的裝置或構(gòu)件亦被提出。舉例來(lái)說(shuō)，中國(guó)臺(tái)灣專利公開(kāi)第201105902號(hào)揭露了一種反射件，反射件的一部分圍設(shè)于發(fā)光二極管，藉由反射件可增加發(fā)光二極管模塊的光線利用率。另外，中國(guó)臺(tái)灣專利公開(kāi)第201032359號(hào)揭露了一種透鏡部，透鏡部具有入光面、出光面、第一側(cè)表面以及第二側(cè)表面。美國(guó)專利第7891835號(hào)揭露了一種遮蔽元件具有反射面，用以引導(dǎo)光束至預(yù)定的一側(cè)邊。美國(guó)專利第7854536號(hào)揭露了一種裝置，其包括發(fā)光二極管以及光 學(xué)元件，發(fā)光二極管與光學(xué)元件之間設(shè)有反射件。美國(guó)專利第7637630號(hào)揭露了一種遮蔽裝置，其引導(dǎo)發(fā)光二極管光裝置所發(fā)出的光束。美國(guó)專利第7674018號(hào)揭露了一種透鏡，發(fā)光二極管所發(fā)出的光束可經(jīng)由透鏡的一區(qū)域入射后，再由透鏡的另一區(qū)域出射。美國(guó)專利第5757557號(hào)揭露了一種透鏡體，其具有前表面以及側(cè)表面，光源所發(fā)出的光束照射至側(cè)表面時(shí)將被反射而從前表面出射。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種透鏡結(jié)構(gòu)，其能提供均勻的出光強(qiáng)度。本專利技術(shù)提供一種光源裝置，其能提供良好的照明效果。本專利技術(shù)提供一種光源模塊，其能提供良好的照明效果。本專利技術(shù)的其他目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本專利技術(shù)所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。為達(dá)上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本專利技術(shù)的一實(shí)施例提出一種透鏡結(jié)構(gòu)。此透鏡結(jié)構(gòu)適于導(dǎo)引光束。此透鏡結(jié)構(gòu)包括具有凹陷處的第一表面、相對(duì)于第一表面且為自由曲面的第二表面以及連接第一表面與第二表面的四個(gè)全反射面。光束透過(guò)第一表面進(jìn)入至透鏡結(jié)構(gòu)中，并透過(guò)第二表面離開(kāi)透鏡結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)的另一實(shí)施例提出一種光源裝置，其包括上述的透鏡結(jié)構(gòu)以及發(fā)光元件。發(fā)光元件配置于凹陷處。本專利技術(shù)的再一實(shí)施例提出一種光源模塊，其包括多個(gè)第一光源裝置。第一光源裝置以矩陣排列，且每一第一光源裝置包括第一發(fā)光元件與第一透鏡結(jié)構(gòu)。第一發(fā)光元件適于發(fā)出第一光束。第一透鏡結(jié)構(gòu)包括第一表面、第二表面以及四個(gè)全反射面。第一表面具有第一凹陷處。第一發(fā)光元件配置于第一凹陷處。第二表面相對(duì)于第一表面，且第二表面為自由曲面。第一光束透過(guò)第一表面進(jìn)入至透鏡結(jié)構(gòu)中，并透過(guò)第二表面離開(kāi)透鏡結(jié)構(gòu)。四個(gè)第一全反射面連接第一表面與第二表面。本專利技術(shù)的實(shí)施例可具有下列優(yōu)點(diǎn)或功效的至少其一。在本專利技術(shù)的實(shí)施例中，藉由將透鏡結(jié)構(gòu)的第二表面設(shè)計(jì)為自由曲面，并搭配四個(gè)或四個(gè)以上的全反射面設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)整光源裝置與光源模塊的出光 光形以及出光強(qiáng)度分布，從而能提供良好的照明效果。承接上述，本專利技術(shù)提供一種光源裝置，包括:一發(fā)光兀件,適于發(fā)出一光束；以及一透鏡結(jié)構(gòu)，包括:一第一表面，具有一凹陷處，該發(fā)光元件配置于該凹陷處；—第二表面,相對(duì)于該第一表面,且該第二表面為一自由曲面，其中該光束透過(guò)該第一表面進(jìn)入至該透鏡結(jié)構(gòu)中，并透過(guò)該第二表面離開(kāi)該透鏡結(jié)構(gòu)；以及四個(gè)全反射面，連接該第一表面與該第二表面。本專利技術(shù)還提供一種透鏡結(jié)構(gòu)，適于導(dǎo)引一光束，該透鏡結(jié)構(gòu)包括:一第一表面，具有一凹陷處；—第二表面,相對(duì)于該第一表面,且該第二表面為一自由曲面，其中該光束透過(guò)該第一表面進(jìn)入至該透鏡結(jié)構(gòu)中，并透過(guò)該第二表面離開(kāi)該透鏡結(jié)構(gòu)；以及四個(gè)全反射面，連接該第一表面與該第二表面。本專利技術(shù)還提供一種光源模塊，包括:多個(gè)第一光源裝置，該些第一光源裝置以矩陣排列，且每一第一光源裝置包括一第一發(fā)光元件與一第一透鏡結(jié)構(gòu)，該第一發(fā)光元件適于發(fā)出一第一光束，該第一透鏡結(jié)構(gòu)包括:一第一表面，具有一第一凹陷處，該第一發(fā)光元件配置于該第一凹陷處；—第二表面,相對(duì)于該第一表面,且該第二表面為一自由曲面，其中該第一光束透過(guò)該第一表面進(jìn)入至該透鏡結(jié)構(gòu)中，并透過(guò)該第二表面離開(kāi)該透鏡結(jié)構(gòu)；以及四個(gè)全反射面，連接該第一表面與該第二表面。為讓本專利技術(shù)的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說(shuō)明如下。附圖說(shuō)明圖1A、圖1B、圖2繪示經(jīng)過(guò)現(xiàn)有的全反射準(zhǔn)直透鏡的光束投射于矩形目標(biāo)物上的情形。圖3為本專利技術(shù)一實(shí)施例的光源裝置的透視示意圖。圖4為圖3的光源裝置的上視示意圖。圖5為圖3的光源裝置的下視示意圖。圖6為圖3的光源裝置的前視示意圖。圖7為圖3的光源裝置的后視示意圖。圖8為圖3的光源裝置的左視示意圖。 圖9為圖3的光源裝置的右視示意圖。圖1OA繪示本專利技術(shù)一實(shí)施例的光源裝置照射于目標(biāo)物上的情形。圖1OB繪示本專利技術(shù)一實(shí)施例的光源裝置與目標(biāo)物的底面不共面的情形。圖11為本專利技術(shù)一實(shí)施例的光源裝置的光強(qiáng)度分布圖。圖12為本專利技術(shù)一實(shí)施例的光源裝置的配光曲線圖。圖13繪示本專利技術(shù)一實(shí)施例的光源模塊及光源模塊照射目標(biāo)物的情形。圖14為本專利技術(shù)一實(shí)施例的光源模塊的光強(qiáng)度分布圖。10、20:光斑30:全反射準(zhǔn)直透鏡1000:光源模塊100、100’:光源裝置100A、100B:光學(xué)單元110:發(fā)光元件120:透鏡結(jié)構(gòu)122:第一表面122a:凹陷處124:第二表面126、126a、126b、126c本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光源裝置，包括：一發(fā)光元件，適于發(fā)出一光束；以及一透鏡結(jié)構(gòu)，包括：一第一表面，具有一凹陷處，該發(fā)光元件配置于該凹陷處；一第二表面，相對(duì)于該第一表面，且該第二表面為一自由曲面，其中該光束透過(guò)該第一表面進(jìn)入至該透鏡結(jié)構(gòu)中，并透過(guò)該第二表面離開(kāi)該透鏡結(jié)構(gòu)；以及四個(gè)全反射面，連接該第一表面與該第二表面。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林孟萱，廖建中，李俊葦，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：揚(yáng)升照明股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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