TW201730604A - 用來導引複數個發光元件所發出之光線之導光結構與其發光裝置 - Google Patents

用來導引複數個發光元件所發出之光線之導光結構與其發光裝置 Download PDF

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Abstract

一種導光結構，其係用來導引複數個發光元件所發出之光線，且包含有一彈性基座以及複數個導光柱，該彈性基座上係分離形成有複數個穿孔，該複數個導光柱係分別彈性卡合於該複數個穿孔，該複數個發光元件係分別設置於該複數個導光柱之一端；本發明之導光結構利用該複數個導光柱來導引該複數個發光元件所發出之光線，且另利用該彈性基座使該複數個發光元件的其中之一所發出之光線僅能通過相對應之該導光柱，藉此確保該複數個發光元件所發出之光線可以精確地被導引至正確的位置，故有效地減少使用者誤判。

Description

用來導引複數個發光元件所發出之光線之導光結構與其發光裝置
本發明關於一種導光結構與發光裝置，尤指一種用來導引複數個發光元件所發出之光線之導光結構與發光裝置。
現有電子裝置常利用導光結構將發光元件所發出之光線導引至面板模組上，因此使用者可藉由觀察面板模組所顯示之光線位置以及顏色判斷電子裝置當前之工作狀態。然而受到發光元件之發光特性的影響，發光元件所發出之光線並非朝單一方向筆直前進，而是以點光源形式發散，因此發光元件所發出之光線不僅會朝相對應之導光結構行進，亦會朝其他相鄰之導光結構行進，使得單一發光元件所發出的光線可能會同時藉由不同導光結構被導引至面板模組之不同位置，此時面板模組上所顯示的光線位置無法正確地相對應於發光元件，因此使用者便不能依據面板模組上所顯示的光線位置正確地判斷電子裝置當前工作狀態。此外，當複數個發光元件所發出之光線同時朝同一導光結構射出，且光線之顏色不同時，光線之顏色會互相影響而造成混色，因此使用者也不能依據面板模組上所顯示的光線顏色正確地判斷電子裝置當前之工作狀態。
雖然目前常利用延長發光元件之間的間隔距離或是在發光元件之間設置隔板以解決上述問題，然而上述解決方案需要較大的機構空間且造成組裝不便，因此在電子裝置輕薄化的趨勢下，如何於有限的機構空間中提供一種能夠正確地導引發光元件所發出之光線的導光結構，以使光線能以正確的位置以及顏色顯示於面板模組上，便成為業界努力的課題之一。
為解決上述問題，本發明提供一種用來導引複數個發光元件所發出之光線之導光結構與發光裝置。
為達成上述目的，本發明揭露一種用來導引複數個發光元件所發出之光線之導光結構，其包含有一彈性基座以及複數個導光柱，該彈性基座上係分離形成有複數個穿孔，該複數個導光柱係分別彈性卡合於該複數個穿孔，該複數個發光元件係分別設置於該複數個導光柱之一端，且該複數個導光柱係用來導引該複數個發光元件所發出之光線。
根據本發明其中之一實施例，本發明另揭露各導光柱具有一第一端以及一第二端，各導光柱之該第一端之外徑小於各導光柱之該第二端之外徑。
根據本發明其中之一實施例，本發明另揭露當該導光柱穿設於相對應之該穿孔時，該導光柱之該第一端之外壁不接觸相對應之該穿孔之內壁，且該導光柱之該第二端之外壁係抵接於相對應之該穿孔之內壁，以使該導光柱彈性卡合於相對應之該穿孔。
根據本發明其中之一實施例，本發明另揭露各穿孔之孔徑係大於各導光柱之該第一端之外徑且小於各導光柱之該第二端之外徑。
根據本發明其中之一實施例，本發明另揭露各導光柱之該第二端係形成有一容置空間，其係用來容置相對應之該發光元件。
根據本發明其中之一實施例，本發明另揭露各導光柱之該第二端係形成有一凸面，其係朝該容置空間凸出且用來匯聚相對應之該發光元件所發出之光線，且各導光柱之該第一端係形成有一凹面，其係用來發散相對應之該發光元件所發出之光線。
根據本發明其中之一實施例，本發明另揭露該導光結構另包含有一非導電背膠層，其係形成於該彈性基座之一側且用來貼合於承載該複數個發光元件之一電路板，藉以結合該彈性基座與該電路板。
根據本發明其中之一實施例，本發明另揭露該導光結構另包含有一離型紙，其係可分離地結合於該非導電背膠層上。
根據本發明其中之一實施例，本發明另揭露該彈性基座係由橡膠或泡棉材質所製成。
根據本發明其中之一實施例，本發明另揭露該彈性基座之顏色為黑色或深色。
根據本發明其中之一實施例，本發明另揭露各導光柱係由透光聚碳酸酯（Polycarbonate, PC）材料所製成。
為達成上述目的，本發明另揭露一種發光裝置，其包含有一電路板、複數個發光元件以及一導光結構，該複數個發光元件係分離設置於該電路板上，該導光結構包含有一彈性基座以及複數個導光柱，該彈性基座上係分離形成有複數個穿孔，該複數個導光柱係分別彈性卡合於該複數個穿孔，該複數個發光元件係分別設置於該複數個導光柱之一端，且該複數個導光柱係用來導引該複數個發光元件所發出之光線。
綜上所述，本發明之導光結構利用分離設置於彈性基座上的複數個導光柱來導引複數個發光元件所發出之光線，且利用彈性基座隔離通過複數個導光柱之光線，使得任一發光元件所發出之光線僅能通過相對應之導光柱，如此一來便可作為密集佈設之發光元件之載體，且兼具有效利用機構空間及組裝便利性之優點。再者，本發明之發光裝置可確保複數個發光元件所發出之光線於正確的位置上顯示正確的顏色，以使使用者能正確地判斷本發明之發光裝置的目前工作狀態。另外，本發明之發光元件係設置於導光柱之容置空間內，因此發光元件所發出的光線可先經由凸面匯聚再經由凹面發散，以避免於行進的過程中產生不必要的損耗，且讓使用者可於各個角度觀察到由凹面所發散出來的光線。
以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。請參閱第1圖與第2圖，第1圖為本發明實施例一發光裝置1之內部結構示意圖，第2圖為本發明實施例第1圖發光裝置1之元件***示意圖。如第1圖至第2圖所示，本發明發光裝置1包含有一電路板10、複數個發光元件11以及一導光結構12。複數個發光元件11係分離設置於電路板10上，各發光元件11係可為發光二極體（Light Emitting Diode, LED）；導光結構12可分離地結合於電路板10上，導光結構12可分別將複數個發光元件11所發出之光線導引至發光裝置1之一面板（未顯示於圖中）上，以使使用者可依據該面板所顯示之光線的位置以及顏色判斷發光裝置1的工作狀態。於此實施例中，如第2圖所示，發光裝置1包含有十一個發光元件11，然而本發明發光元件11之數量以及設置位置並不侷限於本發明圖式所繪示。
請參閱第3圖，第3圖為本發明實施例導光結構12之元件***示意圖，如第3圖所示，導光結構12包含有一彈性基座120以及複數個導光柱121，彈性基座120係可分離地結合於電路板10上，複數個導光柱121係分離設置於彈性基座120上，且係對應於複數個發光元件11，也就是說，如第2圖以及第3圖所示，本發明導光柱121之數量以及設置位置分別對應於發光元件11之數量以及設置位置，使得當彈性基座120結合於電路板10上時，各發光元件11皆位於相對應之導光柱121之一端。另外，導光柱121係用來導引發光元件11所發出之光線，而彈性基座120係用來避免複數個發光元件11的其中之一所發出之光線進入鄰近發光元件11所相對應之導光柱121，因此於此實施例中，導光柱121可較佳地由透光聚碳酸酯（Polycarbonate, PC）材料所製成，以使導光柱121可具有良好的導光性，而彈性基座120之顏色可為黑色或深色，以使彈性基座120可具有良好的遮光性。此外，彈性基座120可係由橡膠或泡棉材質所製成，以使當彈性基座120結合於發光裝置1之電路板10時，彈性基座120可受外力而產生變形，藉以吸收組裝發光裝置1之其他零件時所產生的組裝公差，因此增加組裝便利性。
如第3圖所示，於此實施例中，導光結構12可另包含有一非導電背膠層122以及一離型紙123，非導電背膠層122係形成於彈性基座120之一側，離型紙123係可分離地結合於非導電背膠層122上，當欲將彈性基座120結合於電路板10上時，只要將離型紙123由彈性基座120之該側撕下，即可將彈性基座120之該側通過非導電背膠層122貼合於承載發光元件11之電路板10，以結合彈性基座120與電路板10。值得一提的是，當彈性基座120藉由非導電背膠層122與電路板10彼此結合時，非導電背膠層122可有效地避免電路板10發生短路。然而本發明彈性基座120與電路板10的結合方式並不以此為限，舉例來說，彈性基座120與電路板10也可透過螺絲或是卡勾等結構互相固定。
請參閱第4圖，第4圖為本發明實施例導光柱121之剖面示意圖。如第4圖所示，導光柱121具有一第一端1210以及一第二端1211，導光柱121之第二端1211係形成有一容置空間1212，其係用來容置相對應之發光元件11。導光柱121之第二端1211係形成有一凸面1213，其係朝容置空間1212凸出，且導光柱121之第一端1210係形成有一凹面1214；其中凸面1213用來匯聚相對應之發光元件11所發出之光線，而凹面1213用來發散相對應之該發光元件11所發出之光線，舉例來說於光學結構方面，凸面1213可為一凸透鏡結構，凹面1214可為一凹透鏡結構，當導光結構12結合於電路板10時，發光元件11容置於容置空間1212內且正好位於該凸透鏡結構之焦點位置上，如此一來作為點光源之發光元件11所發射之光線通過該凸透鏡結構後可被匯聚為平行光線，且該平行光線通過該凹透鏡結構後可被發散，如此一來使用者便可於各角度清楚觀看到導光柱121所匯出之光線。
請參閱第5圖，第5圖為本發明實施例彈性基座120之剖面示意圖。如第3圖至第5圖所示，彈性基座120上係分離形成有複數個穿孔1200，複數個導光柱121係分別彈性卡合於複數個穿孔1200內。具體來說，導光柱121之第一端1210具有一外徑D1，導光柱121之第二端1211具有一外徑D2，穿孔1200具有一孔徑D3，其中導光柱121之第一端1210之外徑D1小於導光柱121之第二端1211之一外徑D2，且穿孔1200之孔徑D3係大於導光柱121之第一端1210之外徑D1且小於導光柱121之第二端1211之外徑D2，也就是說，於此實施例中，本發明導光柱121的外徑由第二端1211朝第一端1210漸縮，而穿孔1200的孔徑D3為一定值，然導光柱121以及穿孔1200之形狀並不局限於本實施例。
請參閱第6圖，第6圖為本發明實施例導光柱121卡合於彈性基座120之剖面示意圖。如第4圖至第6圖所示，為了使得導光柱121彈性地卡合於彈性基座120，穿孔1200之孔徑D3係大於導光柱121之第一端1210之外徑D1，因此當導光柱121之第一端1210通過穿孔1200時，導光柱121之第一端1210之外壁不接觸穿孔1200之內壁。另一方面，穿孔1200之孔徑D3小於導光柱121之第二端1211之外徑D2，當導光柱121之第二端1211通過穿孔1200時，導光柱121之第二端1211之外壁會抵接於穿孔1200之內壁，使得穿孔1200之內壁受到導光柱121之第二端1211推擠而造成彈性變形且產生彈性恢復力，以使彈性基座120透過該彈性恢復力穩固地將導光柱121彈性卡合於穿孔1200內。值得注意的是，當導光柱121彈性地卡合於彈性基座120時，導光柱121之第二端1211係位於彈性基座120之該側，以使當彈性基座120結合於電路板10時，設置於電路板10上之發光元件11容置於導光柱121之第二端1211之容置空間1212內。由於導光柱121之第二端1211與穿孔1200之內壁造成緊配合，故可避免導光柱121由其第一端1210脫離於穿孔1200，且導光柱121之第二端1211與穿孔1200間並無空隙，故可有效避免發光元件11所發射光線產生漏光效應。
請參閱第7圖，第7圖為本發明實施例發光裝置1之剖面示意圖。如第1圖、第2圖、第3圖以及第7圖所示，當導光結構12之彈性基座120透過非導電背膠層123結合於電路板10上時，由於穿孔1200之孔徑D3小於導光柱121之第二端1211之外徑D2，且電路板10緊抵導光柱121之第二端1211，故導光柱121可彈性地卡合於穿孔1200內，且導光柱121無法相對於彈性基座120滑動，因此可避免導光柱121由彈性基座120之該側或是另一側脫離於彈性基座120。
此外，由於發光元件11位於容置空間1212內，且位於凸面1213之焦點位置上，因此發光元件11所發出之光線經由導光柱121之第二端1211之凸面1213匯聚（如第7圖箭頭方向所示），使得發光元件11所發出之光線之行進方向受凸面1213折射而調變為平行於導光柱121之一軸線方向X1，進而使發光元件11所發出之光線沿導光柱121之軸線方向X1由導光柱121之第二端1211朝第一端1210筆直前進，以避免發光元件11所發出之光線於行進的過程中產生過多的損耗。再者，當發光元件11所發出之光線行進至導光柱121之第一端1210之凹面1214時，發光元件11所發出之光線之行進方向會受凹面1213折射而相對於導光柱121之軸線方向X1向外發散（如第7圖箭頭方向所示），因此有助於使用者於各個角度都能清楚觀察到由導光柱121第一端1210之凹面1213所發散出來的光線。
相較於先前技術，本發明之導光結構利用分離設置於彈性基座上的複數個導光柱來導引複數個發光元件所發出之光線，且利用彈性基座隔離通過複數個導光柱之光線，使得任一發光元件所發出之光線僅能通過相對應之導光柱，如此一來便可利用彈性基座作為密集佈設之發光元件之載體，且兼具有效利用機構空間及組裝便利性之優點。再者，本發明之發光裝置可確保複數個發光元件所發出之光線於正確的位置上顯示正確的顏色，以使使用者能正確地判斷本發明之發光裝置的目前工作狀態。另外，本發明之發光元件所發出的光線先經由導光柱之凸面匯聚再經由凹面發散，以避免於行進的過程中產生不必要的損耗，且讓使用者可於各個角度清楚觀察到由凹面所發散出來的光線。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1‧‧‧發光裝置 10‧‧‧電路板 11‧‧‧發光元件 12‧‧‧導光結構 120‧‧‧彈性基座 1200‧‧‧穿孔 121‧‧‧導光柱 1210‧‧‧第一端 1211‧‧‧第二端 1212‧‧‧容置空間 1213‧‧‧凸面 1214‧‧‧凹面 122‧‧‧非導電背膠層 123‧‧‧離型紙 D1、D2‧‧‧外徑 D3‧‧‧孔徑 X1‧‧‧軸線方向
第1圖為本發明實施例發光裝置之內部結構示意圖。 第2圖為本發明實施例第1圖發光裝置之元件***示意圖。 第3圖為本發明實施例導光結構之元件***示意圖。 第4圖為本發明實施例導光柱之剖面示意圖。 第5圖為本發明實施例彈性基座之剖面示意圖。 第6圖為本發明實施例導光柱卡合於彈性基座之剖面示意圖。 第7圖為本發明實施例發光裝置之剖面示意圖。
1‧‧‧發光裝置
10‧‧‧電路板
11‧‧‧發光元件
12‧‧‧導光結構
120‧‧‧彈性基座
121‧‧‧導光柱
1210‧‧‧第一端
1211‧‧‧第二端
1212‧‧‧容置空間
1213‧‧‧凸面
1214‧‧‧凹面
122‧‧‧非導電背膠層
X1‧‧‧軸線方向

Claims (20)

  1. 一種用來導引複數個發光元件所發出之光線之導光結構，其包含有： 一彈性基座，其上係分離形成有複數個穿孔；以及 複數個導光柱，其係分別彈性卡合於該複數個穿孔，該複數個發光元件係分別設置於該複數個導光柱之一端，且該複數個導光柱係用來導引該複數個發光元件所發出之光線。
  2. 如請求項1所述之導光結構，其中各導光柱具有一第一端以及一第二端，各導光柱之該第一端之外徑小於各導光柱之該第二端之外徑。
  3. 如請求項2所述之導光結構，其中當該導光柱穿設於相對應之該穿孔時，該導光柱之該第一端之外壁不接觸相對應之該穿孔之內壁，且該導光柱之該第二端之外壁係抵接於相對應之該穿孔之內壁，以使該導光柱彈性卡合於相對應之該穿孔。
  4. 如請求項3所述之導光結構，其中各穿孔之孔徑係大於各導光柱之該第一端之外徑且小於各導光柱之該第二端之外徑。
  5. 3或4所述之導光結構，其中各導光柱之該第二端係形成有一容置空間，其係用來容置相對應之該發光元件。
  6. 如請求項5所述之導光結構，其中各導光柱之該第二端係形成有一凸面，其係朝該容置空間凸出且用來匯聚相對應之該發光元件所發出之光線，且各導光柱之該第一端係形成有一凹面，其係用來發散相對應之該發光元件所發出之光線。
  7. 如請求項1所述之導光結構，其另包含有一非導電背膠層，其係形成於該彈性基座之一側且用來貼合於承載該複數個發光元件之一電路板，藉以結合該彈性基座與該電路板。
  8. 如請求項1所述之導光結構，其另包含有一離型紙，其係可分離地結合於該非導電背膠層上。
  9. 如請求項1所述之導光結構，其中該彈性基座係由橡膠或泡棉材質所製成。
  10. 如請求項1所述之導光結構，其中該彈性基座之顏色為黑色或深色。
  11. 如請求項1所述之導光結構，其中各導光柱係由透光聚碳酸酯（Polycarbonate, PC）材料所製成。
  12. 一種發光裝置，其包含有： 一電路板； 複數個發光元件，其係分離設置於該電路板上；以及 一導光結構，其包含有： 一彈性基座，其上係分離形成有複數個穿孔；以及 複數個導光柱，其係分別彈性卡合於該複數個穿孔，該複數個發光元件係分別設置於該複數個導光柱之一端，且該複數個導光柱係用來導引該複數個發光元件所發出之光線。
  13. 如請求項12所述之發光裝置，其中各導光柱具有一第一端以及一第二端，各導光柱之該第一端之外徑小於各導光柱之該第二端之外徑。
  14. 如請求項13所述之發光裝置，其中當該導光柱穿設於相對應之該穿孔時，該導光柱之該第一端之外壁不接觸於相對應之該穿孔之內壁，且該導光柱之該第二端之外壁係抵接於相對應之該穿孔之內壁，以使該導光柱彈性卡合於相對應之該穿孔。
  15. 如請求項14所述之發光裝置，其中各穿孔之孔徑係大於各導光柱之該第一端之外徑且小於各導光柱之該第二端之外徑。
  16. 如請求項13、14或15所述之發光裝置，其中各導光柱之該第二端形成有一容置空間，其係用來容置相對應之該發光元件。
  17. 如請求項16所述之發光裝置，其中各導光柱之該第二端形成有一凸面，其係朝該容置空間凸出且用來匯聚相對應之該發光元件所發出之光線，且各導光柱之該第一端形成有一凹面，其係用來發散相對應之該發光元件所發出之光線。
  18. 如請求項12所述之發光裝置，其中該導光結構另包含有一非導電背膠層，其係形成於該彈性基座之一側且用來貼合於該電路板，藉以結合該彈性基座與該電路板。
  19. 如請求項18所述之發光裝置，其中該導光結構另包含有一離型紙，其係可分離地結合於該非導電背膠層上。
  20. 如請求項12所述之發光裝置，其中該彈性基座係由橡膠或泡棉材質所製成，且該彈性基座之顏色為黑色或深色。
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