光学透镜及应用该光学透镜的发光装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光学透镜及应用该光学透镜的发光装置，且特别是涉及一种具有全反射面的光学透镜及应用该光学透镜的发光装置。
【背景技术】
[0002]传统的光学透镜用以扩大光线的出光角度，使出光光线的照射范围扩大。然而，扩大角度的出光容易导致从小角度出光光线强度不足的问题，进而发生暗带现象。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种光学透镜及应用该光学透镜的发光装置，可补充暗带区域的不足光强。
[0004]根据本发明的一实施例，提出一种光学透镜。光学透镜包括一底面、一出光面及一全反射面。全反射面从底面往外且往出光面方向延伸。其中，通过全反射面，使被全反射面反射的光线的出光角度小于150度，以补充暗带区域的不足光强。
[0005]根据本发明的另一实施例，提出一种发光装置。发光装置包括一电路板、一光学透镜及一发光元件。光学透镜设于电路板上且包括一底面、一出光面及一全反射面。全反射面从底面往外且往出光面方向延伸。其中，通过全反射面，使被全反射面反射的光线的出光角度小于150度，以补充暗带区域的不足光强。发光元件设于光学透镜内。
[0006]为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下:
【附图说明】
[0007]图1A为本发明一实施例的发光装置的俯视图；
[0008]图1B为图1A中沿方向1B-1B’的剖视图；
[0009]图2为图1B的光线的出光角度与出光强度的关系图；
[0010]图3为图1B的第二光束L2的场形图；
[0011]图4为图1B中沿方向4-4’的剖视图；
[0012]图5为本发明另一实施例的反射片的剖视图；
[0013]图6为本发明另一实施例的发光装置的俯视图；
[0014]图7为本发明另一实施例的发光装置的剖视图；
[0015]图8为本发明另一实施例的发光装置的剖视图。
[0016]符号说明
[0017]100:发光装置
[0018]110:发光元件
[0019]120、320、420:光学透镜
[0020]121:透镜本体
[0021]121b:底面
[0022]12 Ir:凹槽
[0023]121sl:入光侧面
[0024]121s2:入光顶面
[0025]121s3:入光平面
[0026]121u:出光面
[0027]121ul:内凹面
[0028]121u2:弧面
[0029]122:凹部
[0030]122sl:全反射面
[0031]122s2:内侧面
[0032]122s3:外边界面
[0033]130:反射片
[0034]130b:反射底面
[0035]130sl:第一反射侧面
[0036]130s2:第二反射侧面
[0037]130r:凹部
[0038]140:电路板
[0039]240:反射隔板
[0040]A1、A2:出光角度
[0041]A3、A4、A5、A6、A7、A8:夹角
[0042]Cl:中心线
[0043]C2、C3:连线
[0044]DAl:暗带区域
[0045]L1:第一光束
[0046]L2:第二光束
[0047]Pl:第一交点
[0048]P2:第二交点
[0049]P3:发光点
[0050]S1、S2:曲线
【具体实施方式】
[0051]请参照图1A及图1B，图1A绘示依照本发明一实施例的发光装置的俯视图，而图1B绘示图1A中沿方向1B-1B’的剖视图。发光装置100例如是直下式背光模块的一部分，其包括数个发光元件110、数个光学透镜120、反射片130及电路板140。此外，本发明实施例的光学透镜120及反射片130不限于应用在直下式背光模块,其也可应用侧光式背光模块，或背光模块以外的其它照明装置。
[0052]发光元件110例如是发光二极管。本实施例中，数个发光元件110设于电路板140上，且排列成阵列状。另一实施例中，数个发光元件110可排列成任意形状。发光元件110设于对应的光学透镜120内，使发光元件110所发射光线可穿透光学透镜120出光，进而产生对应的光学效果，如改变出光光线的出光角度。
[0053]如图1B所示，区域DAl的光强相对于周边而言为不足，因此称为暗带。暗带区域DAl的范围可大于光学透镜120的最大外径，然而也可小于光学透镜120的最大外径。由于本发明实施例光学透镜120的设计，使出光光线补充暗带区域DAl不足的光强，可减少图1B所示的暗带区域DAl的范围或甚至消除整个暗带区域DAl。
[0054]出光光线包括第一光束LI及第二光束L2，其中第一光束LI的出光角度Al小于+/-75度(或说是小于150度)。由于第一光束LI的出光范围涵盖整个暗带区域DA1，因此可补充暗带区域DAl的不足光强。一实施例中，第一光束LI的出光角度Al可介于+/-50度之间或+/-70度之间，该角度范围大致上符合暗带区域DAl的角度范围，使得大部分或甚至全部的第一光束LI可补充暗带区域DAl的不足光强。
[0055]图2绘示图1B的光线的出光角度与出光强度的关系图。曲线SI表示发光元件110的发光光线通过图1B的光学透镜120出光的出光角度与出光强度的关系曲线，而曲线S2表示发光元件的发光光线通过现有光学透镜出光的出光角度与出光强度的关系曲线。t匕较曲线SI及S2可知，由于全反射面122sl的设计，使第一光束LI补充暗带区域DAl的不足光强。
[0056]如图1B所示，光学透镜120还包括透镜本体121及凹部122。透镜本体121具有凹槽121r、底面121b及出光面121u。凹槽121r从底面121b往出光面121u方向延伸。凹部122从透镜本体121的底面121b往出光面121u方向延伸，且包括全反射面122sl及内侧面122s2。
[0057]通过凹部122的全反射面122sl的设计，第一光束LI从凹槽121r的内侧面122s2穿透透镜本体121后入射至全反射面122sl，然后从全反射面122sl反射至出光面121u，再从出光面121u折射出光。进一步地说，由于全反射面122sl的设计,使自全反射面122sl反射的第一光束LI与中心线Cl之间的出光角度Al小于+/-75度，以补充该角度范围的出光强度，进而缩小或消除暗带区域。此处的中心线Cl是光学透镜120的几何中心线，光学透镜120的结构可相对中心线Cl呈对称。此外,发光元件110的发射光线的光轴大致上可与中心线Cl重合。
[0058]如图1B所示，本实施例中，全反射面122sl从底面121b往外且往出光面121u的方向延伸。全反射面122sl是一曲面，本实施例中，全反射面122sl的斜率从中心线Cl往远离中心线Cl的方向渐小,使入射至全反射面122sl的光线可被全反射。其它实施例中，全反射面122sl可以由平面或平面与曲面的组合所建构。只要可以使入射至全反射面122sl的光线被反射光线即可，本发明实施例并不限定全反射面122sl的轮廓。
[0059]此外，全反射面122sl与内侧面122s2相交于一第一交点Pl(以剖面来看是交于一点，实际上是相交于一线)O本实施例中,第一交点Pl是全反射面122sl的顶点，内侧面122s2从第一交点Pl垂直地延伸至底面121b。凹槽121r包括入光侧面121sl及入光顶面121s2，其中入光侧面121sl与入光顶面121s2相交于第二交点P2(以剖面来看是交于一点，实际上是相交于一线)。中心线Cl与底面121b相交于一发光点P3。发光点P3与第一交点Pl的连线C2相对底面121b的夹角A3小于、等于或大于发光点P3与第二交点P2的连线C3相对底面121b的夹角A4。夹角A3与夹角A4的比例可依据暗带所需要的光强而定。举例来说，当暗带区域DAl大于一预设范围时，夹角A3可接近、等于或甚至可超过夹角A4，以反射较多的第一光束LI ;当暗带区域DAl小于一预设范围时，夹角A3可小于夹角A4，以反射较少的第一光束LI。上述的预设范围例如是暗带区域DAl的直径与光学透镜120的外径的比值，如介于0.8至1.5之间的任意数值。
[0060]本实施例中，凹槽12Ir的入光侧面121sl连接于入光顶面121s2，且从底面121b往出光面121u的方向实质上垂直地延伸。另一实施例中，入光侧面121sl可相对底面121b倾斜。
[0061]此外，凹槽121r还包括一入光平面121s3，入光平