TWI472815B - Light steering device - Google Patents

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Description

光轉向裝置
本發明是有關於一種光學元件，特別是指一種可以將一光源的光線進行轉向的光轉向裝置。
參閱圖1，為現有的一種照明裝置1，包含一側光源11，及一用以將該側光源11轉向的導光板12，該導光板12具有一面向該側光源11的入光面121，及一能將光線進行全反射的反射斜面122。透過該反射斜面122的設計，可以將該側光源11所散發的光線轉向而改變出光方向。然而，光線由該導光板12之入光面121進入時並非全為筆直的往該反射斜面122前進，因此導致由該反射斜面122全反射後的出光量降低。
為了改善上述問題，嘗試於該反射斜面122設置一用以將光線直接反射的反射件(圖未示)，但反而會讓光學效能(optical efficiency)大幅下降。
因此，本發明之目的，即在提供一種在不影響光學效能的情況下提升出光量的光轉向裝置。
於是本發明光轉向裝置，用以將一光源的光線 進行轉向，該光轉向裝置包含一導光板，及一轉向單元。該導光板具有一用以接收該光源之光線的第一入光面，及一反向於該第一入光面的第一反射斜面。該轉向單元包括至少一個轉向元件，該轉向元件與該導光板之間存在有空氣介面。該光源之一部分的光線是由該導光板的第一反射斜面進行第一次全反射而轉向，另一部分的光線會在穿過該導光板的第一反射斜面後，經過該轉向元件與該導光板之間的空氣介面，再進入該轉向元件後進行第二次全反射而轉向。
本發明之功效在於，透過提供至少兩個讓光線進行全反射的結構，可以有效提高出光量，且透過該轉向單元的使用，可以稍微降低該導光板的加工精度要求，亦可降低製造成本。
2‧‧‧光轉向裝置
3‧‧‧導光板
31‧‧‧準直段
311‧‧‧第一入光面
312‧‧‧連接面
32‧‧‧導光段
33‧‧‧全反射段
331‧‧‧第一反射斜面
4‧‧‧轉向單元
41‧‧‧轉向元件
411‧‧‧本體
412‧‧‧夾持件
413‧‧‧第二入光面
414‧‧‧第二反射斜面
415‧‧‧微結構
9‧‧‧光源
A‧‧‧空氣介面
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明現有的一照明裝置；圖2是一立體圖，說明本發明光轉向裝置之第一較佳實施例；圖3是一側視圖，輔助說明圖2；圖4是一側視圖，說明本發明光轉向裝置之第二較佳實施例；圖5是一局部放大圖，輔助說明圖4中一微結構的態 樣；圖6是一側視圖，說明本發明光轉向裝置之第三較佳實施例；及圖7、8皆是側視圖，說明該第三較佳實施例中，一轉向單元中不同形態之轉向元件的組合態樣。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖2與圖3，本發明光轉向裝置2之第一較佳實施例，用以將一光源9的光線進行轉向，該光轉向裝置2包含一導光板3，及一轉向單元4，該導光板3與該轉向單元4之間存在有空氣介面A。該導光板3包括一用以接收該光源9之光線的準直段31、一連接該準直段31的導光段32，及一連接該導光段32的全反射段33。其中，該準直段31是由該導光段32往該光源9的方向漸縮並具有一面向該光源9且呈平面狀的第一入光面311，及二分別由該第一入光面311的兩側延伸而連接該導光段32且呈拋物面的連接面312，該全反射段33具有一第一反射斜面331。
該轉向單元4包括一轉向元件41，於本實施例中，該轉向元件41為三角柱狀之菱鏡。該轉向元件41具有一本體411，該本體411具有一朝向該導光板3的第二入光面413，及一相反於該第二入光面413的第二反射斜面 414。
由於該準直段31是由該導光段32往該光源9的方向漸縮並具有兩個呈拋物面的連接面312，因此該光源9的光線經由該第一入光面311進入後，透過該二連接面312會讓光線產生準直的作用，而讓大部分的光線可以在該導光段32內較為筆直的朝向該轉向單元4的方向前進，再進入該全反射段33，讓光線經由該第一反射斜面331進行全反射而轉向。未被全反射的光線會進入該轉向元件41之本體411的第二入光面413，並經由該第二反射斜面414進行全反射而轉向。要特別說明的是，該全反射段33之第一反射斜面331的斜率，與該本體411之第二入光面413的斜率，皆是經過計算能使光線產生全反射而轉向，且讓該光源9的入光方向與出光方向的夾角是小於180°。同時，該第一反射斜面331與第二反射斜面414是讓光線轉向同一方向。本發明中所指的同一方向，並非限定所有光線皆以相同角度轉向，而是指一個較大範圍的面積。例如，以圖3所示的角度來說，同一方向指的是讓該光源9的光線皆轉向第三、四象限的方向。
透過上述設計，可以讓該光源9之光線在通過該準直段31後可以較為筆直的往該轉向單元4的方向前進，並且經過該第一、二反射斜面331、414的兩次全反射，讓光線皆轉向同一方向，達到提高出光量之功效。
參閱圖4與圖5，本發明光轉向裝置2之第二較 佳實施例，與該第一較佳實施例不同處在於：於本實施例中，該轉向元件41是另一種形態，且該轉向元件41還具有兩個由該本體411兩相反端往該導光板3的方向彎折延伸的夾持件412，及一設置於該第二入光面413的微結構415，該轉向元件41透過該二夾持件412夾置固定於該導光板3的全反射段33上。於本實施例中，該微結構415是連續的V型切割(V-cut)結構，但不以此為限。
藉此，本實施例除了能達成與該第一較佳實施例相同的功效外，透過該微結構415還能提昇光線的轉向效果，而能進一步提高出光量。
參閱圖6，本發明光轉向裝置2之第三較佳實施例，與該第一較佳實施例不同處在於：該轉向單元4是包括兩個轉向元件41。該二轉向元件41可以是如圖6所示，選擇兩種不同形態的轉向元件41進行組合，也可以是如圖7、8所示，選擇兩個相同形態的轉向元件41進行組合。
藉此設計，只要增加轉向元件41的數量，就能增加全反射的次數，而能提高出光量。於實際使用時，亦可依據需求使用三個以上的轉向元件41連續排列，更進一步提高出光量。
綜上所述，本發明光轉向裝置2透過讓光線進行至少兩次的全反射，且皆轉向同一方向，而能有效提高出光量，且透過該轉向單元4的使用，可以稍微降低該導光板3的加工精度要求，亦可降低製造成本，故確實能達 成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧光轉向裝置
3‧‧‧導光板
31‧‧‧準直段
311‧‧‧第一入光面
312‧‧‧連接面
32‧‧‧導光段
33‧‧‧全反射段
331‧‧‧第一反射斜面
4‧‧‧轉向單元
41‧‧‧轉向元件
411‧‧‧本體
413‧‧‧第二入光面
414‧‧‧第二反射斜面
9‧‧‧光源

Claims (8)

  1. 一種光轉向裝置，用以將一光源的光線進行轉向，該光轉向裝置包含：一導光板，具有一用以接收該光源之光線的第一入光面，及一反向於該第一入光面的第一反射斜面；及一轉向單元，包括至少一個轉向元件，該轉向元件與該導光板之間存在有空氣介面；該光源之一部分的光線是由該導光板的第一反射斜面進行第一次全反射而轉向，另一部分的光線會在穿過該導光板的第一反射斜面後，經過該轉向元件與該導光板之間的空氣介面，再進入該轉向元件後進行第二次全反射而轉向。
  2. 如請求項1所述的光轉向裝置，其中，該導光板包括一用以接收該光源之光線的準直段、一連接該準直段的導光段，及一連接該導光段的全反射段，該第一反射斜面是形成於該全反射段上，該轉向單元的轉向元件具有一本體，該本體具有一朝向該導光板之全反射段的第二入光面，及一相反於該第二入光面的第二反射斜面，該光源的光線通過該導光段進入該全反射段後，經由該第一反射斜面進行全反射而轉向，未被全反射的光線會進入該轉向元件之本體的第二入光面，並經由該第二反射斜面進行全反 射而轉向，該第一反射斜面與第二反射斜面是讓光線轉向同一方向。
  3. 如請求項2所述的光轉向裝置，其中，該轉向單元的轉向元件還具有兩個由該本體兩相反端往該導光板的方向彎折延伸的夾持件，該轉向元件透過該二夾持件夾置固定於該導光板的全反射段上。
  4. 如請求項3所述的光轉向裝置，其中，該轉向元件的本體還具有一設置於該第二入光面的微結構。
  5. 如請求項1所述的光轉向裝置，其中，該光源的入光方向與出光方向的夾角是小於180°。
  6. 如請求項2所述的光轉向裝置，其中，該導光板的第一入光面是形成於該準直段上且面向該光源並呈平面狀，而該準直段是由該導光段往該光源的方向漸縮且還具有二分別由該第一入光面的兩側延伸而連接該導光段且呈拋物面的連接面。
  7. 一種光轉向裝置，用以將一光源的光線進行轉向，該光轉向裝置包含：一導光板，用以接收該光源之光線；及一轉向單元，包括至少一個轉向元件，該轉向單元的轉向元件具有一本體，該本體具有一朝向該導光板的第二入光面，及一相反於該第二入光面的第二反射斜面；該光源之一部分的光線是由該導光板進行第一 次全反射而轉向，另一部分的光線會在穿過該導光板後，再進入該轉向元件之本體的第二入光面，並經由該第二反射斜面進行全反射而轉向。
  8. 如請求項7所述的光轉向裝置，其中，該導光板具有一用以接收該光源之光線的第一入光面，及一反向於該第一入光面的第一反射斜面，而且該光源之一部分的光線是由該導光板的第一反射斜面進行第一次全反射而轉向，另一部分的光線會穿過該導光板的第一反射斜面再進入該轉向元件之本體的第二入光面。
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