TWI427243B - 光源模組 - Google Patents

Description

光源模組

本發明係有關於一種導光元件，尤指一種可有效地改善邊緣出光亮線導光元件。

配合參閱第一圖A及第一圖B，分別為習知之光源模組之立體圖及剖面圖。該光源模組90包含有一導光板92及複數個發光單元95，該導光板92包含一入光面920、一出光面922、一底表面924及一後端面926。該入光面920係供設置該等發光單元95，且該等發光單元95係分別地朝向該入光面920投射光線。該出光面922係鄰接於該入光面920，該底表面924係鄰接於該入光面920且與該出光面922具有一角度傾斜而成楔形，該後端面926係鄰接於該出光面922及該底表面924。

該底表面924係設置有複數個導光單元925，以將入射於該導光板92之光線有效地引導至該後端面926，其中該導光單元925之分佈密度係與其設置位置所接受到的該等發光單元95之光強度成正比，亦即所接受到的光強度愈小，則對應該光強度設置之該導光單元925的密度係相對的增加。

該導光單元925可以調整該導光板92亮度，並將由該發光單元95入射之光線有效地引導之該導光板92的任一角落，進而使該出光 面922得以均勻光亮度的發光。為使得該出光面922均勻光亮度的發光，該導光板92勢必將由該發光單元95由該入光面920投射進入該導光板92之光線盡可能地引導該導光板92之鄰近於該後端面926之位置，由於該後端面926並未設置有該導光單元925以調整光線，因此部份的光線直接地經由該後端面折射出光，使得該後端面926的光強度明顯地大於該出光面922的光強度，致使一邊緣出光亮線的產生；並且，當該導光板92進行拼接時，相鄰之該兩導光板92的交接處係產生明顯可見之一拼接亮線，而影響整體光源模組的出光均勻性。

鑒於先前技術所述，本發明之一目的，在於提供一種光源模組，該光源模組包含至少一發光單元及一導光元件，該導光元件係與該發光單元共同界定一有效出光區域。該導光本體包含一入光面、一出光面、一底表面、一後端面及一第一邊緣區域。該入光面供設置該發光單元，且該發光單元係分別的朝向該入光面投射光線；該出光面鄰接於該入光面之一側；該底表面於對應該有效出光區域處設置有複數個具有一第一設置深度之導光單元；該後端面相對於該入光面並鄰接於該出光面及該底表面；該第一邊緣區域介於該有效出光區域與該後端面之間，且該底表面於對應該第一邊緣區域處設置有至少一具有一第二設置深度之第一光學微結構。

根據本發明的一具體實施例，其中該第二設置深度係大於該第一設置深度。

根據本發明的一具體實施例，其中該第一光學微結構的設置密度 大於該導光單元的設置密度。

根據本發明的一具體實施例，其中該等導光單元之分佈密度係與其設置位置與該發光單元之間的距離成正比。

另外，本發明更提供一種光源模組，該光源模組包含複數個發光單元及複數個導光元件，各該導光元件包含一導光本體，該導光本體係與該等發光單元共同界定一有效出光區域。該導光本體包含一入光面、一出光面、一底表面、一後端面、一第一邊緣區域及一第二邊緣區域。該入光面供設置該等發光單元，且該等發光單元係分別的朝向該入光面投射光線；該出光面鄰接於該入光面之一側；該底表面相對於該出光面並與該出光面具有一角度傾斜，該底表面於對應該有效出光區域處設置有複數個具有一第一設置深度之導光單元；該後端面相對於該入光面並鄰接於該出光面及該底表面；該第一邊緣區域位該有效出光區域與該後端面之間，該底表面於對應第一邊緣區域處設置有至少一具有一第二設置深度之第一光學微結構；該第二邊緣區域介於該第一邊緣區域與該後端面之間，且該底表面於對應該第二邊緣區域處設置有至少一第三設置深度之第二光學微結構；其中，各該導光元件之該後端面係平貼於鄰近的導光元件之該入光面，使得相鄰的兩導光元件之出光面位於同一水平面。

根據本發明的一具體實施例，其中該第二設置深度係大於該第一設置深度，該第三設置深度係大於該第二設置深度。

根據本發明的一具體實施例，其中該第一光學微結構的設置密度大於該導光單元的設置密度，該第二光學微結構的設置密度大於 該第一光學微結構的設置密度。

根據本發明的一具體實施例，其中第二邊緣區域的面積小於或等於該第一邊緣區域的面積。

根據本發明的一具體實施例，其中該入光面於鄰近於該出光面之一側具有一凹槽，各該導光元件具有該後端面之一側係對應地疊置於鄰近的導光本體之該凹槽，並且該後端面平貼於該凹槽鄰近於該出光面之一平面，使得相鄰的兩導光元件之出光面位於同一水平面。

根據本發明的一具體實施例，其中該第一邊緣區域更包含複數個空白部，該等空白部係對應鄰近的導光元件之設置於該入光面之該等發光單元的設置位置設置。

根據本發明的一具體實施例，其中該等導光單元之分佈密度係與其設置位置與該發光單元之間的距離成正比。

本發明之該導光元件係透過於其第一邊緣區域設置之該第一光學微結構以有效地控制該導光元件於其邊緣出光之光強度，以有效地避免該導光元件邊緣亮線的產生。又，透過於其第二邊緣區域設置之該第二光學微結構，以避免拼接亮線的產生，進而提供一均勻光亮度之面形光源。

<先前技術>

90‧‧‧光源模組

92‧‧‧導光板

920‧‧‧入光面

922‧‧‧出光面

924‧‧‧底表面

925‧‧‧導光單元

926‧‧‧後端面

95‧‧‧發光單元

<本發明>

10、20‧‧‧光源模組

12、22‧‧‧發光單元

14、24‧‧‧導光元件

140、240‧‧‧導光本體

142、242‧‧‧入光面

144、244‧‧‧出光面

146、246‧‧‧底表面

147、247‧‧‧導光單元

148、248‧‧‧後端面

150、250‧‧‧第一邊緣區域

152、252‧‧‧第一光學微結構

16、26‧‧‧有效出光區域

245‧‧‧凹槽

253‧‧‧空白部

254‧‧‧第二邊緣區域

256‧‧‧第二光學微結構

D1‧‧‧第一設置深度

D2‧‧‧第二設置深度

D3‧‧‧第三設置深度

第一圖A為習知之光源模組之上視圖。

第一圖B為習知之光源模組之剖視圖。

第二圖為本發明第一實施例之光源模組之立體圖。

第三圖為本發明第一實施例之光源模組之剖視圖。

第四圖為本發明第二實施例之光源模組之立體圖。

第五圖為本發明第二實施例之光源模組之剖視圖。

第六圖為本發明第三實施例之光源模組之剖視圖。

配合參閱第二圖及第三圖，分別為本發明第一實施例之照明模組之立體圖及剖視圖。該照明模組10包含至少一發光單元12及一導光元件14，該發光單元12係與該導光元件14共同界定一有效出光區域16，該有效出光區域16係指由該發光單12元入射至該導光元件14之光線得以均勻地出光之區域。

該發光單元12係提供該光源模組10所需之光源，並分別的朝向該導光元件14之入光面142投射光線。該發光單元12具有一光強度，且該光強度的分佈係隨著光線的傳遞距離增加而逐漸地減弱，意即愈接近於該發光單元12出光處的光強度愈大，愈遠離於該發光單元12出光處的光強度愈小。其中，該發光單元12可以為發光二極體，且更佳地，該發光單元12係可以為側射型(edge-type)的發光二極體，以有效地避免光線由不必要的方位出光，進而提升光使用效率。

該導光元件14係可以引導由該發光單元12輸出之光源，並使該光源均勻地分佈於該導光元件14，以將由該發光單元12輸出之點狀光源轉換為一面形光源輸出。該導光元件14包含一導光本體140，該導光本體140包含一入光面142、一出光面144、一底表面146及一後端面148。該入光面142設置有該發光單元12，且該發光單 元12係朝著該入光面142投射光線。該出光面144鄰接於該入光面142。該底表面146相對於該出光面144並鄰接於該入光面142，並與該出光面144具有一角度傾斜，使該導光本體140成楔形(如第三圖所示)。該後端面148相對於該入光面142設置，並鄰接於該出光面144及該底表面146。

該底表面146於對應於該有效出光區域16處係設置有複數個導光單元147，該等導光單元147具有一第一設置深度D1，於本實施例中，該第一設置深度D1係指各該導光單元147由該底表面146深入該導光本體14內部之距離。

該等導光單元147於該有效出光區域16的分佈密度係與其設置位置所接收到光強度成正比，由上述之發光單元12光強度係隨著光線傳遞距離的增加而其光強度係隨之遞減可推知，該等導光單元147的分佈密度係沿著該底表面146遠離於該入光面142之方向遞增。更進一步地說明，該等導光單元147的設置位置所接收到之光強度愈大，(意即該導光單元147設置愈接近於該入光面142)，則該導光單元147的分佈密度係相對地愈疏，以降低該光源被該等導光單元147散射至該出光面144的機會，使該光源有效地被傳遞至該導光元件14後端。而該導光單元147設置位置所接收到的光強度愈小，(意即該導光單元147設置愈遠離於該入光面142)，則該等導光單元147的分佈密度相對地愈密，使光源被散射至該出光面144的機會提高，以增加該導光元件14之後端亮度，使導光元件147出光均勻性。換言之，該等導光單元147於該有效出光區域16的分佈密度係與其設置位置與該發光單元12之間的距離成正比，如此，由該發光單元12出射至該導光元件14的光線可以有 效地被引導至該整個導光本體140，使該有效出光區域16均勻。

又，該導光元件14更包含有一第一邊緣區域150，該第一邊緣區域150位於該有效出光區域16與該後端面148之間，且該底表面146於對應該第一邊緣區域150處設置有至少一第一光學微結構152。

復參閱第三圖，該第一光學微結構152係具有一第二設置深度D2，其中該第二設置深度D2係指該第一光學微結構152由該底表面146深入該導光本體14內部之距離，且該第二設置深度D2係大於該第一設置深度D1，以減少由該發光單元12出射之部分光線經由全內反射(total internal reflection)而直接地由該後端面148出光的機率，進而使大部分由該入光面142入射之光線皆由該出光面144出射的，可有效地避免該後端面148光強度過大的問題產生，並進一步地提升該出光面144之輝度。

配合參閱第四圖及第五圖，分別為本發明第二實施例之光源模組之立體圖及剖視圖。該光源模組20係包含複數個發光單元22及複數個導光元件24，且該等發光單元22係分別地與各該導光元件24共同界定有一有效出光區域26。

該等發光單元22係用以提供該光源模組20所需之一光源，且該等發光單元22係分別的朝向該導光元件24投射光線。該等發光單元22具有一光強度，且該光強度的分佈係隨著光線的傳遞距離增加而逐漸地減弱，意即愈接近於該發光單元22出光處的光強度愈大，愈遠離於該發光單元22出光處的光強度愈小，其中該等發光單元22係可以為側射型的發光二極體。

該等導光元件24係可以引導由該等發光單元22輸出之光線，並使該光線均勻地分佈於該導光元件24，以將由該發光單元22輸出之點狀光源轉換為一面形光源輸出。各該導光元件24包含一導光本體240，該導光本體240包含一入光面242、一出光面244、一底表面246及一後端面248。

該入光面242係供設置有該等發光單元22，且該等發光單元22係分別地朝向該入光面242投射光線。該底表面246相對於該出光面244並鄰接於該入光面242，且該底表面246係與該出光面244具有一角度傾斜地使該導光本體240成楔形。該後端面248係相對於該入光面242設置，並鄰接於該出光面244及該底表面246。並且，該入光面242於鄰近於該出光面244之一側具有一凹槽245，供該等導光元件24拼接組裝時使用。

於實際拼接時，該導光元件24具有該後端面248之一側係疊置於鄰近的導光元件24之該凹槽245上，如第五圖所示，並且該後端面248係平貼於該凹槽245鄰近於該出光面244之一平面，使得相鄰的兩導光元件24之出光面244可以位於相同的一平面上。

另外，該導光元件24之後端面248係可以直接平貼於鄰近的導光元件24之該入光面242，如第六圖所示，並使該相鄰的兩導光元件24之出光面244可以位於相同的一平面上。

該底表面246於對應於該有效出光區域26處係設置有複數個導光單元247，且該等導光單元247係具有一第一設置深度D1，於本實施例中，該第一設置深度D1係可以指各該導光單元247由該底表面246深入該導光本體24內部之距離。

該等導光單元247於該有效出光區域26的分佈密度係其設置位置所接受到的光強度成正比，意即設置鄰近於該入光面242之該等導光單元247的分佈密度較疏，而設置遠離於該入光面242之該等導光單元247的分佈密度較密；換言之，該等導光單元247於該有效出光區域26的分佈密度係與其設置位置與該發光單元22之間的距離成正比，如此，以有效地將該發光單元22由該入光面242入射之光線引導至該整個導光本體24。

又，該導光元件24更包含有一第一邊緣區域250，該第一邊緣區域250係位於該有效出光區域26與該後端面248之間，且緊鄰於該有效出光區域26，該底表面246於對應該第一邊緣區域250處設置有至少一第一光學微結構252。

復參閱第五圖，該第一光學微結構252係具有一第二設置深度D2，且該第二設置深度D2係大於該第一設置深度D1，以減少由該發光單元22出射之部分光線經由全內反射而直接地由該後端面248出光的機率，進而使大部分由該入光面242入射之光線皆由該出光面244出射的，而提升該出光面244之輝度。

又，為更有效地解決拼接式導光元件24之拼接亮線的問題，該導光元件24更包含有一第二邊緣區域254，該第二邊緣區域254係設置位於該第一邊緣區域250與該後端面248之間，且該第二邊緣區域254之面積係小於或等於該第一邊緣區域250之面積。該第二邊緣區域250係設置有至少一第二光學微結構256，該第二光學微結構256具有一第三設置深度D3，其中該第三設置深度D3係大於該第二設置深度D2。

又，為使得拼接式導光元件24於拼接處之發光單元22的光線致使相鄰的導光元件24的該第一邊緣區域250與對應該發光單元22設置處出現明顯的光點；因此，各該導光元件24係於該第一邊緣區域250設置有複數個空白部253，該等空白部253係對應該等發光單元22設置，即空白部253下方設有發光單元22。該等空白部253係未佈設該導光單元247、該第一光學微結構252或該第二光學微結構256，以避免由該發光單元22輸出的光源被大量地散射而造成對應於該發光單元22設置位置之光點的產生。

由該等發光單元22經由該入光面242入射於該導光本體24的部分光線係經由該等導光單元247散射而由該出光面244折射出光，部份之光線係經由該等導光單元247散射後而朝向該後端面248傳遞，或部分光線係於該導光本體24以全內反射地傳遞至該第一光學微結構252或該第二光學微結構256，並經由該第一光學微結構252或該第二光學微結構256散射而由該出光面244出光。由於該第一光學微結構252及該第二光學微結構256之設置深度皆較該等導光單元247的設置深度來得高，且該導光單元247的設置深度係與其設置位置與該發光單元22之間的距離成正比，如此，可有效地避免大量的光線由該後端面248出光，而達到避免邊緣亮線及拼接亮線的效果。

本發明透過於該導光元件遠離於入光面之一側之一第一邊緣區域內部設有該第一光學微結構，其設置深度大於導光單元之設置深度，以有效地改善習知之單一導光元件與發光單元組合之光源模組之邊緣亮線而導致出光面出光不均勻的問題；又，可於一相鄰於該後端面之一第二邊緣區域設置二光學微結構，其設置深度大 於上述第一光微結構之設置深度，更可以有效地改善習知之導光元件於拼接時產生之拼接亮線，以增加增整體光源模組之出光均勻度。

然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。

10‧‧‧光源模組

12‧‧‧發光單元

14‧‧‧導光元件

142‧‧‧入光面

146‧‧‧底表面

147‧‧‧導光單元

150‧‧‧第一邊緣區域

152‧‧‧第一光學微結構

16‧‧‧有效出光區域

Claims (10)

1. 一種光源模組，包含：複數個發光單元；複數個導光元件，各該導光元件包含一導光本體，該導光本體係與該發光等單元共同界定一有效出光區域，該導光本體包含：一入光面，供設置該等發光單元，且該等發光單元分別地朝向該入光面投射光線；一出光面，鄰接於該入光面；一底表面，相對於該出光面並與該出光面具有一角度傾斜，該底表面於對應該有效出光區域處設置有複數個具有一第一設置深度之導光單元；一後端面，相對於該入光面並鄰接於該出光面及該底表面；及一第一邊緣區域，位於該有效出光區域與該後端面之間，且該底表面於對應第一邊緣區域處設置有至少一具有一第二設置深度之第一光學微結構，其中該第二設置深度大於該第一設置深度；一第二邊緣區域，介於該第一邊緣區域與該後端面之間，該底表面於對應該第二邊緣區域處設置有至少一具有一第三設置深度之第二光學微結構，其中該第三設置深度大於該第二設置深度，且該第三設置深度與該第二設置深度的差值大於該第二設置深度與該第一設置深度的差值；以及一凹槽，形成在該入光面鄰近於該出光面之一側，其中，各該導光本體具有該後端面之一側疊置於鄰近的導光本體 之該凹槽上，使該第二邊緣區域至少對應位於鄰近的導光本體之該凹槽的上方，且各該導光本體之該後端面平貼在鄰近的導光本體之該凹槽鄰近於該出光面之一平面，使得相鄰的兩導光本體的出光面位於同一水平面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中該第一光學微結構的設置密度大於該導光單元的設置密度，該第二光學微結構的設置密度大於該第一光學微結構的設置密度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中該等導光單元之設置密度係與其設置位置與該發光單元之間的距離成正比。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中該第二邊緣區域的面積小於或等於該第一邊緣區域的面積。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中該第一邊緣區域更包含複數個空白部，該等空白部對應於鄰近的導光元件之該等發光單元設置。
6. 一種光源模組，包含：複數個發光單元；複數個導光元件，各該導光元件包含一導光本體，該導光本體係與該等發光單元共同界定一有效出光區域，該導光本體包含：一入光面，供設置該等發光單元，且該等發光單元分別地朝向該入光面投射光線；一出光面，鄰接於該入光面；一底表面，相對於該出光面並與該出光面具有一角度傾斜，該底表面於對應該有效出光區域處設置有複數個具有一第一設置深度之導光單元；一後端面，相對於該入光面並鄰接於該出光面及該底表面； 一第一邊緣區域，位於該有效出光區域與該後端面之間，該底表面於對應第一邊緣區域處設置有至少一具有一第二設置深度之第一光學微結構，其中該第二設置深度大於該第一設置深度；以及一第二邊緣區域，介於該第一邊緣區域與該後端面之間，且該底表面於對應該第二邊緣區域處設置有至少一第三設置深度之第二光學微結構，其中該第三設置深度大於該第二設置深度，且該第三設置深度與該第二設置深度的差值大於該第二設置深度與該第一設置深度的差值；其中，各該導光本體之該後端面係平貼於鄰近的導光本體之該入光面，使得相鄰的兩導光本體之出光面位於同一水平面。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光源模組，其中該第一光學微結構的設置密度大於該導光單元的設置密度，該第二光學微結構的設置密度大於該第一光學微結構的設置密度。
8. 如申請專利範圍第6項所述之光源模組，其中第二邊緣區域的面積小於或等於該第一邊緣區域的面積。
9. 如申請專利範圍第6項所述之光源模組，其中該第一邊緣區域更包含複數個空白部，該等空白部係對應鄰近的導光元件之該等發光單元的設置位置設置。
10. 如申請專利範圍第6項所述之光源模組，其中該等導光單元之設置密度係與其設置位置與該發光單元之間的距離成正比。