TWI536077B - 光學組件與背光模組 - Google Patents

Description

光學組件與背光模組

本發明是有關於一種光學組件，且特別是有關於一種應用此光學組件的背光模組。

近年來，隨著電子產品的使用越來越普遍，在電子產品中扮演重要角色的顯示裝置，例如是液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)，已為設計者關注的焦點。顯示裝置通常包括顯示面板(display panel)，其中部分種類的顯示面板本身不具有發光功能，因此其通常需搭配背光模組(backlight module)一起使用，其中背光模組適於作為面光源，並設置在此類顯示面板的下方，以提供光線至顯示面板，進而達到顯示的功能。

圖1是常見的一種背光模組的示意圖。請參考圖1，常見的背光模組10在中空框架12上配置以二維矩陣排列的光源14，以形成面光源而提供大面積的光線至顯示面板(未繪示)。其中，每一光源14是由多個發光元件14a，例如是發光二極體(light emitting diode，LED)元件，依序配置在條狀的電路板(printed circuit board，PCB)14b上。此外，發光元件14a上方可依據需求 設置光學透鏡14c，且中空框架12的內側還可依據需求配置反射模組，以將光源14的光線反射至中空框架12外。

在大尺寸的顯示裝置中，為了使背光模組10提供大面積以及亮度足夠的光線，上述設計對於發光元件14a與電路板14b的需求量較大。以常見的65吋背光模組為例，其需要7至8條電路板14b以及約144顆發光元件14a。如此，背光模組10的成本較為昂貴。此外，傳統的光學透鏡14c僅能往一個主要出光方向引導發光元件14a的光線。舉例而言，圖1所繪示的光學透鏡14c往圖1的上方引導發光元件14a的光線。因此，若為了節省製作成本而減少光源14的數量，可能導致背光模組10產生出光不均勻的問題。

本發明提供一種光學組件，具有雙向出光的功能。

本發明提供一種背光模組，具有均勻的出光效果，並能降低其製作成本。

本發明的光學組件包括一光學透鏡以及一發光元件。光學透鏡包括一中間部與位在中間部的相對兩側的兩出光部，且各出光部的厚度大於中間部的厚度。光學透鏡具有一中心軸與一入光區，中心軸位在一第一基準平面上並穿過中間部，且入光區對應於中心軸。各出光部具有一反射面、一出光面以及一底面。出光面連接對向設置的反射面與底面，反射面與底面分別鄰接中間 部，且底面鄰接入光區。發光元件位在中心軸上並面對入光區。發光元件適於朝向光學透鏡發射一光線，其中光線從入光區進入光學透鏡後，部分光線在對應的反射面產生反射，並從對應的出光面射出。

本發明的背光模組包括一中空框架、一反射模組以及多個光學組件。中空框架具有一容置空間。反射模組配置於中空框架的內側。光學組件配置於反射模組上，並位於容置空間內，且光學組件沿著中空框架的一中心線排列。各光學組件包括一光學透鏡以及一發光元件。光學透鏡包括一中間部與位在中間部的相對兩側的兩出光部，且各出光部的厚度大於中間部的厚度，其中光學透鏡具有一中心軸與一入光區，中心軸位在一第一基準平面上並穿過中間部，且入光區對應於中心軸。各出光部具有一反射面、一出光面以及一底面。出光面連接對向設置的反射面與底面，反射面與底面分別鄰接中間部，且底面鄰接入光區。發光元件位在中心軸上並面對入光區。發光元件適於朝向光學透鏡發射一光線。光線從入光區進入光學透鏡後，部分光線在對應的反射面產生反射，並從對應的出光面射出，且從光學透鏡射出的光線藉由反射模組反射後，透過開***出中空框架。

在本發明的一實施例中，上述的光學透鏡具有一凹槽，位在入光區，而光線從凹槽進入光學透鏡。

在本發明的一實施例中，上述的中心軸更位在一第二基準平面上，凹槽在第二基準平面上具有至少兩側邊。各側邊分別 面對對應的出光部。

在本發明的一實施例中，上述的凹槽沿第一基準平面呈現對稱，且凹槽的兩側邊在第二基準平面上沿中心軸呈現對稱。

在本發明的一實施例中，上述的兩出光部沿第一基準平面呈現對稱，且兩出光部在第二基準平面上沿中心軸呈現對稱。

在本發明的一實施例中，上述的兩出光部各自沿一軸向從對應的中間部往外延伸。軸向垂直於對應的中心軸，且軸向穿過對應的兩出光面。

在本發明的一實施例中，上述的各出光部的底面配置有一反射單元。光線從對應的入光區進入光學透鏡後，部分光線在對應的底面透過反射單元反射，並從對應的出光面射出。

在本發明的一實施例中，上述的各反射面為一曲面，各出光面為一平面，而各出光面與對應的反射面之間的一邊緣為一平滑曲線。

在本發明的一實施例中，上述的各出光部的厚度從各出光部鄰近對應的中間部的一端朝向各出光部遠離對應的中間部的另一端逐漸遞增。

在本發明的一實施例中，上述的背光模組更包括多個輔助發光元件，配置於反射模組上，並位於容置空間內，且各輔助發光元件沿著中心線對應地配置在每兩相鄰的光學組件之間。

在本發明的一實施例中，上述的發光元件各自具有一第一光強度，輔助發光元件各自具有一第二光強度，而第一光強度 大於第二光強度。

在本發明的一實施例中，上述的反射模組包括一底反射片以及多個側反射片。底反射片配置於中空框架的一底壁上，而光學組件配置於底反射片上。側反射片對應配置於中空框架的多個側壁上，其中側壁立設於底壁的周邊，並構成容置空間，而各光學透鏡的兩出光部分別面對側反射片的其中相對兩者。

在本發明的一實施例中，上述的底反射片包括一第一材料區與兩第二材料區。該第一材料區鄰近光學組件，各第二材料區分別位在側反射片的其中之一與第一材料區之間，且第一材料區的鏡面反射比例大於第二材料區的鏡面反射比例。

基於上述，本發明的光學組件所採用的光學透鏡包括中間部與位在中間部的相對兩側的兩出光部，且各出光部的厚度大於中間部的厚度。如此，發光元件所發射的光線從對應於中間部的入光區進入光學透鏡，以使部分光線從兩出光部的出光面射出。據此，本發明的光學組件具有雙向出光的功能。再者，本發明的背光模組將多個上述的光學組件沿著中空框架的中心線配置在位於中空框架內的反射模組上。如此，光學組件的各發光元件所發射的光線可以從光學透鏡的兩出光部射出，並藉由反射模組的反射後射出中空框架。據此，本發明背光模組具有均勻的出光效果，並能降低其製作成本。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10、50、50a‧‧‧背光模組

12、52‧‧‧中空框架

14‧‧‧光源

14a、120‧‧‧發光元件

14b、54‧‧‧電路板

14c、110‧‧‧光學透鏡

52a‧‧‧容置空間

52b‧‧‧擴散片

52c‧‧‧底壁

52d‧‧‧側壁

53‧‧‧反射模組

53a‧‧‧底反射片

53b‧‧‧側反射片

56‧‧‧輔助發光元件

100‧‧‧光學組件

112‧‧‧中間部

112a‧‧‧中心軸

112b‧‧‧入光區

114‧‧‧出光部

114a‧‧‧反射面

114b‧‧‧出光面

114c‧‧‧底面

116‧‧‧凹槽

116a、116b‧‧‧側邊

118‧‧‧反射單元

122‧‧‧發光面

C1‧‧‧中心線

L11、L12、L13、L14、L31、L32、L33‧‧‧光線路徑

P‧‧‧間距

R1‧‧‧第一材料區

R2‧‧‧第二材料區

T1、T2‧‧‧厚度

圖1是常見的一種背光模組的示意圖。

圖2是本發明一實施例的光學組件的立體圖。

圖3是圖2的光學組件的側視示意圖。

圖4A是圖2的光學組件的發光場型在第一基準平面的示意圖。

圖4B是圖4A的發光場型在不同視角的結果的曲線示意圖。

圖5是本發明一實施例的背光模組的立體圖。

圖6是圖5的背光模組的側視示意圖。

圖7是本發明另一實施例的背光模組的局部俯視示意圖。

圖8是圖7的發光元件的間距相對於第二光強度與第一光強度的比值的折線圖。

圖2是本發明一實施例的光學組件的立體圖。圖3是圖2的光學組件的側視示意圖。請參考圖2與圖3，在本實施例中，光學組件100包括光學透鏡110以及發光元件120。光學透鏡110包括中間部112與位在中間部112的相對兩側的兩出光部114，且各出光部114的厚度T1大於中間部112的厚度T2。光學透鏡110具有中心軸112a與入光區112b。中心軸112a位在第一基準平面 與第二基準平面上並穿過中間部112，且入光區112b對應於中心軸112a。各出光部114具有反射面114a、出光面114b以及底面114c。出光面114b連接對向設置的反射面114a與底面114c。反射面114a與底面114c分別鄰接中間部112，且底面114c鄰接入光區112b。發光元件120配置於光學透鏡110的下方，且位在中心軸112a上並面對入光區112b。發光元件120適於朝向光學透鏡110發射光線。更進一步地說，發光元件120例如是發光二極體元件或者其他適用的發光元件，而發光元件120的發光面122面對入光區112b，且發光面122的法線重疊於中心軸112a。如此，發光元件120可以中心軸112a為主要出光方向而發射光線，且發光元件120所發出的光線可透過光學透鏡110而調整其發光路徑，進而改變光學組件100的主要出光方向。

具體而言，在本實施例中，若將光學組件100放置於空間座標系XYZ的XY平面上，並使光學透鏡110的中心軸112a重疊於Z軸，則上述的第一基準平面即為XZ平面，第二基準平面即為YZ平面，而重疊於Z軸的中心軸112位在第一基準平面(即XZ平面)與第二基準平面(即YZ平面)上。如此，在本實施例中，兩出光部114沿第一基準平面(即XZ平面)呈現對稱，且兩出光部114在第二基準平面(即YZ平面)上沿中心軸112a呈現對稱。此外，兩出光部114從中間部112各自沿一軸向(例如是Y軸)延伸，其中所述軸向(Y軸)垂直於中心軸112a(對應於Z軸)，且軸向(Y軸)穿過兩出光面114b。再者，各出光部 114的厚度T1大於中間部112的厚度T2，且各出光部114的厚度T1從各出光部114鄰近中間部112的一端朝向各出光部114遠離中間部112的另一端逐漸遞增。換言之，光學透鏡110在中間部112具有最小厚度，而使光學透鏡110的中間(即中間部112)呈現頸縮狀(neck shape)。相對地，光學透鏡110在各出光部114遠離中間部112的一端具有最大厚度，而使光學透鏡110的相對兩側(即兩出光部114)沿著Y軸由內往外逐漸放大。

此外，在本實施例中，光學透鏡110具有凹槽116，位在入光區112b。凹槽116具有如為圓錐狀或類似砲彈孔的結構，而具有連續的內表面，且所述內表面為曲面。因此，當光線經由凹槽116進入光學透鏡110時，光線會在凹槽116的內表面產生折射後才進入光學透鏡110。具體而言，由於本實施例的凹槽116具有如為圓錐狀或類似砲彈孔的結構，故凹槽116在一剖面上，例如是在第二基準平面(即YZ平面)上，具有至少兩側邊116a與116b。當凹槽116為圓錐狀結構時，兩側邊116a與116b為直線(如圖3所示)，而當凹槽116為類似砲彈孔的結構時(未繪示)，兩側邊116a與116b為曲線，本發明不以此為限制。位在第二基準平面(即YZ平面)上的各側邊116a與116b分別面對對應的出光部114。各側邊116a與116b分別與中心軸112a夾銳角，以使凹槽116從入光區112b朝遠離發光元件120的方向呈現內縮，進而使凹槽116具有圓錐狀或類似砲彈孔的結構。

在本實施例中，凹槽116在X軸與Y軸上的尺寸的比值 介於0.75至5之間，較佳地是1.9，但本發明不以此為限制。如此，對應於中心軸110的發光元件120所發出的光線可從位在入光區112b的凹槽116進入兩出光部114，並在凹槽116的內表面(例如是側邊116a與116b)產生折射後入射至對應的反射面114a。此外，本實施例的凹槽116沿第一基準平面(即XZ平面)呈現對稱，且凹槽116的兩側邊116a與116b在第二基準平面(即YZ平面)上沿中心軸112a呈現對稱(如圖3所示)。因此，從凹槽116進入兩出光部114的光線量大致相同。雖然本實施例的凹槽116是以圓錐形為例，並在剖面圖上呈現三角形(如圖3所示)，但在其他實施例中，凹槽可以是筒狀、半圓球狀、半橢圓球狀或者類似砲彈孔的結構，並在剖面圖上呈現矩形、梯型、圓形、橢圓形或拋物線形。本發明不限制凹槽的形狀，其可依據需求作調整。

另一方面，在本實施例中，各反射面114a可以是曲面，以使光線在反射面114a產生反射，更佳地是產生全反射。相對地，各出光面114b與各底面114c可以是平面，而各出光面114b與對應的反射面114a之間的邊緣可以是平滑曲線(例如是圓弧線)。然而，本發明不以此為限制，其可依據需求作調整。如此，在對應於中心軸112a(Z軸)的發光元件120所發出的光線從位在中間部112的入光區112b進入光學透鏡110之後，大部分的光線可在出光部114的反射面114a產生全反射，並分別從兩出光部114的出光面114以Y軸為主要出光方向而自光學透鏡110射出。據此，本實施例的光學組件100能導引光線具有雙向出光的功能。

更進一步地說，在本實施例中，各出光部114的最大周長(各出光面114b的外輪廓的長度)約為中間部112的周長(中間部112的外輪廓的長度)的1.8倍至4.2倍之間。此外，光學透鏡110在X軸上的最大尺寸(出光面114b與底面114c之間的邊緣的長度)與光學透鏡110在Z軸上的最大尺寸(出光面114b的最大高度)的比值介於為0.9至3之間，較佳地是1.3。然而，本發明不以此為限制，其可依據需求作調整。經由上述設計，本實施例的光學透鏡110除了可用以引導發光元件120所發出的光線，而使光學組件100具有雙面出光的功能之外，光學透鏡110還可以使發光元件120所發出的光線形成特定的發光場型。

舉例來說，圖4A是圖2的光學組件的發光場型在第一基準平面的示意圖，而圖4B是圖4A的發光場型在不同視角的結果的曲線示意圖，請參考圖4A與圖4B，本實施例的光學透鏡110可使光線形成特定的發光場型，其中圖4A為光學組件100的發光場型在第一基準平面(即XZ平面)的示意圖，而圖4B的曲線圖為圖4A的發光場型在不同視角下的結果轉換成曲線的示意圖。從圖4A來看，本實施例的光學組件100的發光場型在垂直方向(即Z軸)上的光線量相較於在水平方向(即X軸)上的光線量少。換言之，光學組件100的光線量較為集中在水平方向(即X軸)。據此可得知，本實施例的光學組件100的光線以出光部114的延伸軸向(即Y軸)為主要出光方向，並且在水平方向上集中於特定的角度範圍內。另外，從圖4B來看，圖4B的橫軸為光學透鏡 110在YZ平面上的角度(由-90度至90度)，縱軸為發光強度，而圖4B中的四條曲線分別代表光學透鏡110的發光場型在0度、45度、90度與135度視角的結果所轉換而得的示意曲線。經由上述設計，光學透鏡110可使光線的發光場型在YZ平面上的角度分布的半高全寬(full width half maximum，FWHM)小於15度，且其峰值向量在YZ平面上的投影與X軸(對應於中心軸112a)的內積數值介於-0.1736至0.1736之間。此外，以0度視角的示意曲線為例，其發光強度的峰值落在角度為-2度之處。由此可知，大部分從光學透鏡110射出的光線的路徑偏向於XY平面(也就是光線朝向光學透鏡110的兩側偏下方發射)，而使其發光場型呈現扁平狀(如圖4A所示)。上述的發光場型可使光學組件100具有良好的出光效果，但本發明不以上述的數值範圍為限制。

再者，請再次參考圖3，本實施例的光學組件100所採用的光學透鏡110為實心的透鏡，例如是由聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯共聚物(methylmethacrylate-styrene，MS)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)等透明塑膠材料或者玻璃所製成，但不限於上述材質。換言之，發光元件120所發出的光線從進入光學透鏡110之後至射出光學透鏡110之前，都在同一介質(實心的光學透鏡110)中傳遞。據此，光學透鏡110可以引導發光元件120所發出的光線形成特定的發光場型(如前述說明)，且 光線可在光學透鏡110與空氣的交界處(例如是反射面114a)產生全反射，以使光線往出光部114的方向持續往前傳遞，直至透過出光面114b射出光學透鏡110外，如圖3的光線路徑L11與L12。因此，本實施例的光學組件100所採用的光學透鏡110可以使光線以大角度出光入射至反射面114a，且經由反射面114a反射後自出光面114b出射之光線趨往底面114c所在之平面(XY平面)，而故光學組件100不會產生偏離底面114c所在之平面(XY平面)之大角度的漏光現象，如圖4A所示的特定發光場型。

此外，請參考圖3，在本實施例中，各出光部114的底面114c配置有反射單元118。如前所述，發光元件120所發出的光線從入光區112b進入光學透鏡110之後，大部分的光線可從兩出光部114的出光面114b以Y軸為主要出光方向而射出光學透鏡110。然而，上述的主要出光方向是指光線量相對較多的方向，並非限定光線僅由兩出光部114的出光面114b沿Y軸射出。少數的光線可能會從出光面114b以外的局部射出，例如是從出光部114的反射面114a(如光線路徑L13)、底面114c或者中間部112射出。由於從出光面114b射出的光線的亮度大於從出光面114b以外的局部射出的光線的亮度，故光學透鏡110可視為是以兩出光部114為主要出光介面，而以Y軸為主要出光方向。據此，為了提高光學組件100從兩出光部114的出光面114b射出的光線量，本實施例在各出光部114的底面114c配置有反射單元118。如此，光線從入光區112b進入光學透鏡110後，部分光線在底面114c 透過反射單元118反射，並從對應的出光面114b射出，如圖3的光線路徑L14。在本實施例中，反射單元118可以是貼附在底面114c的反射片，或者是塗佈在底面114c的反射材料。或者，光學透鏡110也可以直接在底面114c上製作微結構。本發明不限制反射單元118的種類與配置與否。

圖5是本發明一實施例的背光模組的立體圖。圖6是圖5的背光模組的側視示意圖。請參考圖1、圖5與圖6，在本實施例中，背光模組50包括中空框架52、反射模組53以及多個光學組件100。中空框架52具有容置空間52a。此外，中空框架52還具有擴散片52b(繪示於圖6)，用以遮蔽容置空間52a。反射模組53配置於中空框架52的內側，例如是鋪設於中空框架52的內表面。光學組件100配置於反射模組53上，並位於容置空間52a內，且光學組件100沿著中空框架52的中心線C1排列。各光學組件100的組成與結構請參考前述內容以及圖1，在此不多加贅述。各光學組件100的發光元件120所發出的光線從對應的光學透鏡110的入光區112b進入光學透鏡110後，部分光線在對應的反射面114a產生反射，並從對應的出光面114b射出。如此，各光學組件100可以將兩出光部114的延伸軸向作為主要出光方向。舉例而言，若將背光模組50放置於空間座標系XYZ的XY平面上，並使光學透鏡110的中心軸112a重疊於Z軸，則兩出光部114的延伸軸向重疊於Y軸，而中空框架52的中心線C1重疊於X軸。如此，各光學組件100以Y軸為主要出光方向。各光學組件100的 光線經由對應的兩出光部114射出後，其光學路徑朝向光學組件110的相對兩側並偏向下方(即XY平面)。因此，反射模組53較佳地是位在光學組件100的周邊與下方，例如於本實施例中的底反射片53a以及多個側反射片53b，而光學組件100的發光元件120從光學透鏡110射出的光線藉由反射模組53反射後透過擴散片52b射出中空框架52。如此，背光模組50可形成面光源，並以Z軸為主要出光方向，且具有均勻的出光效果。

具體而言，在本實施例中，背光模組50更包括電路板54，配置於容置空間52a內，且沿著中心線C1延伸。光學組件100的發光元件120配置於電路板54上，並與電路板電性連接，而光學透鏡110配置在對應的發光元件120上。如此，光學組件100與電路板54構成光條(light bar)。光條配置於反射模組53上並位於容置空間52a內，且光條沿著中心線C1(對應於X軸)延伸。背光模組50適於以驅動元件(未繪示)透過電路板54驅動發光元件120發出光線，而發光元件120所發出的光線透過對應的光學透鏡110的引導而以Y軸為主要出光方向朝向容置空間52a的相對兩側射出，並藉由反射模組53反射後以Z軸為主要出光方向射出中空框架52。換言之，由於本實施例所採用的光學組件100具有雙向出光的功能，故本實施例將光學組件100配置在中空框架52的中心線C1，並使光學組件100往中空框架52的容置空間52a的相對兩側發光。如此，光線經由反射模組53的反射而從中空框架52射出，進而形成面光源。如此，相較於常見的背 光模組10(繪示於圖1)，本實施例的背光模組50對於電路板54與發光元件120的需求量較低，例如背光模組50可以僅有一條電路板54，進而降低背光模組50的製作成本。再者，發光元件120透過對應的光學透鏡110的引導而成為雙向出光的光學組件100。如此，相較於常見的背光模組10的發光元件14a直接朝向中空框架10外發光，本實施例所採用的光學組件100的光線可藉由反射模組53反射之後才射出中空框架52外，故光學組件100的光線可在容置空間52a內進行混光，並經由擴散片52b的擴散後均勻地射出中空框架52外。據此，即使本實施例的背光模組50僅配置一個光條，亦可具有均勻的出光效果。

然而，本發明並不限制電路板54的數量。舉例來說，當背光模組50尺寸較大時，背光模組50的中空框架52內可配置兩條以上的電路板54，且電路板54與配置於其上的光學組件100形成光條，以使背光模組50具有足夠的亮度。以配置兩條電路板54為例，電路板54與配置於其上的光學組件100可配置在中空框架52的中心線C1，例如是將光學組件100與兩電路板54所形成的兩光條並排在中心線C1。再者，為了避免將光學組件100都配置在中心線C1上而使背光模組50對應於中心線C1之處產生明顯的亮線，光學組件100與電路板54所形成的光條也可稍微調整至中心線C1的相對兩側，其中背光模組50可區分成大致相等的兩部分，並分別對應於其中一光條。如此，背光模組可避免在中心線C1處形成明顯的亮線，而具有均勻的出光效果。

另一方面，在本實施例中，反射模組53包括底反射片53a以及多個側反射片53b。具體而言，本實施例的中空框架52具有底壁52c與多個側壁52d，其中側壁52d立設於底壁52c的周邊，並構成容置空間52a。擴散片52b配置於側壁52d上，並面向底壁52c，以遮蔽容置空間52a。底反射片53a配置於中空框架52的底壁52c上。側反射片53b對應配置於中空框架52的側壁52d上，並立設於底反射片53a的周邊。光學組件100與電路板54構成的光條配置於底反射片53a上，且各光學透鏡110的兩出光面114b分別面對其中側反射片53b的其中相對兩者。如此，從光學透鏡110射出的光線藉由底反射片53a與側反射片53b反射後，光線可以在中空框架52的容置空間52a內進行混光後射出中空框架52，如圖6的光線L31至L33的路徑，進而使背光模組52產生面光源。

此外，在本實施例中，底反射片53a包括第一材料區R1與兩第二材料區R2。第一材料區R1鄰近光學組件100，各第二材料區R2分別位在側反射片53b的其中之一與第一材料區R1之間。換言之，第二材料區R2位在第一材料區R1的相對兩側。此外，在本實施例中，第一材料區R1的鏡面反射比例大於第二材料區R2的鏡面反射比例。所述鏡面反射比例係指光線在所述材料區產生的鏡面反射光相對於鏡面反射光與散射反射光總和的比值。舉例而言，底反射片53a在第一材料區R1與第二材料區R2可分別以不同材料組成，或者底反射片53a在第一材料區R1上可以配置另一反射材料，以使底反射片53a在第一材料區R1的鏡面反射 比例大於底反射片53a在第二材料區R2的鏡面反射比例。如此，當光學組件100的光線發射至第一材料區R1時，光線可以得到較佳地鏡面反射效果而傳遞的比較遠，如圖6的光線路徑L31，而當光線發射至第二材料區R2時，光線可以得到較佳地散射效果以提高出光效率，如圖6的光線路徑L32。如此，光線可在中空框架52中藉由反射模組53的反射而得到較佳的混光效果，進而使背光模組50具有均勻的出光效果。

圖7是本發明另一實施例的背光模組的局部俯視示意圖。請參考圖5與圖7，在本實施例中，背光模組50a與前述的背光模組50具有類似的結構與作用，其主要差異在於，本實施例的背光模組50a更包括多個輔助發光元件56。輔助發光元件56配置於反射模組53上，並位於中空框架52的容置空間52a內，且輔助發光元件56沿著中心線C1對應地配置在每兩相鄰的光學組件100之間。具體而言，在本實施例中，光學組件100沿著中心線C1排列，並且彼此相隔預定間距。因此，為了避免背光模組50a在每兩相鄰的光學組件100之間產生暗點，本實施例在每兩相鄰的光學組件100之間對應配置輔助發光元件56。如此，光學組件100之間的暗點可由輔助發光元件56的光線進行補償，使得背光模組50a具有較為均勻的出光效果。

再者，在本實施例中，光學組件100的發光元件120各自具有第一光強度，且輔助發光元件56各自具有第二光強度，其中第一光強度大於第二光強度，且第二光強度與第一光強度的比 值具有上下限。具體而言，由於本實施的輔助發光元件56是用來降低暗點產生的機率，而背光模組50a的主要發光元件仍是光學組件100，據此發光元件120所發出的光線的第一光強度較大，以作為主要的發光元件，而輔助發光元件56所發出的光線的第二光強度較小，以在光學組件100之間提供光線，進而降低暗點的產生。其中，在本實施例中，第二光強度與第一光強度的比值為： 其中P為每兩相鄰發光元件120之間的間距(單位：毫米(mm))，而S為背光模組50a的尺寸(單位：英吋(inch))。

圖8是圖7的發光元件的間距相對於第二光強度與第一光強度的比值的折線圖。請參考圖7與圖8，舉例而言，以42吋的背光模組50a為例，若發光元件120的間距P為80毫米，則每一輔助發光元件56的第二光強度可為發光元件120的第一光強度的0.024倍至0.026倍。換言之，若每一發光元件120的第一光強度為200流明，則輔助發光元件56的第二光強度介於4.8流明至5.2流明之間。此外，以55吋的背光模組50a為例，若發光元件120的間距P為100毫米，則每一輔助發光元件56的第二光強度可為發光元件120的第一光強度的0.022倍至0.024倍。換言之，若每一發光元件120的第一光強度為250流明，則輔助發光元件56的第二光強度介於5.5流明至6流明之間。由此可知，針對不同尺寸的背光模組50a，發光元件120的第一光強度與輔助發光元 件56的第二光強度可在不同的範圍內依據需求作選取。此外，由於輔助發光元件56可以降低暗點產生的機率，故即使調整光學組件100之間的間距P，例如是增加光學組件100之間的間距P，發光元件120與輔助發光元件56仍可在對應的範圍內調整其發光亮度。據此，即使在同一尺寸的背光模組50a中增加光學組件100之間的間距P，而使光學組件100的數量減少，進而降低背光模組50a的製作成本，背光模組50a仍可維持均勻的出光效果。

綜上所述，本發明的光學組件所採用的光學透鏡包括中間部與位在中間部的相對兩側的兩出光部，且各出光部的厚度大於中間部的厚度。如此，發光元件所發射的光線從對應於中間部的入光區進入光學透鏡，且部分光線在兩出光部的反射面產生反射後，從兩出光部的出光面射出光學透鏡。據此，本發明的光學組件具有雙向出光的功能。再者，本發明的背光模組將多個上述的光學組件沿著中空框架的中心線配置在反射模組上。如此，光學組件的各發光元件所發射的光線可以從光學透鏡的兩出光部射出，並藉由反射模組的反射後射出中空框架而形成面光源。據此，上述設計可以降低本發明的背光模組的製作成本。此外，由於本發明的光學組件可雙向出光，其光線在中空框架內產生混光後才射出中空框架外，且本發明的背光模組還可以依據需求在相鄰兩光學組件之間配置輔助發光元件，以降低暗點產生的機率。據此，本發明背光模組具有均勻的出光效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本 發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧光學組件

110‧‧‧光學透鏡

112‧‧‧中間部

112a‧‧‧中心軸

112b‧‧‧入光區

114‧‧‧出光部

114a‧‧‧反射面

114b‧‧‧出光面

114c‧‧‧底面

116‧‧‧凹槽

116a、116b‧‧‧斜邊

118‧‧‧反射單元

120‧‧‧發光元件

L11、L12、L13、L14‧‧‧光線路徑

T1、T2‧‧‧厚度

Claims (20)

1. 一種光學組件，包括：一光學透鏡，包括一中間部與位在該中間部的相對兩側的兩出光部，且各該出光部的厚度大於該中間部的厚度，其中該光學透鏡具有一中心軸與一入光區，該中心軸位在一第一基準平面上並穿過該中間部，且該入光區對應於該中心軸，各該出光部具有一反射面、一出光面以及一底面，該出光面連接對向設置的該反射面與該底面，該反射面與該底面分別鄰接該中間部，且該底面鄰接該入光區，各該反射面為一曲面，各該出光面為一平面，而各該出光面與對應的該反射面之間的一邊緣為一平滑曲線；以及一發光元件，位在該中心軸上並面對該入光區，該發光元件適於朝向該光學透鏡發射一光線，其中該光線從該入光區進入該光學透鏡後，部分該光線在對應的該反射面產生反射，並從對應的該出光面射出。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光學組件，其中該光學透鏡具有一凹槽，位在該入光區，而該光線從該凹槽進入該光學透鏡。
3. 如申請專利範圍第2項所述的光學組件，其中該中心軸更位在一第二基準平面上，該凹槽在該第二基準平面上具有至少兩側邊，各該側邊分別面對對應的該出光部。
4. 如申請專利範圍第3項所述的光學組件，其中該凹槽沿該第一基準平面呈現對稱，且該凹槽的該兩側邊在該第二基準平面上沿該中心軸呈現對稱。
5. 如申請專利範圍第1項所述的光學組件，其中該兩出光部沿該第一基準平面呈現對稱，且該兩出光部在該第二基準平面上沿該中心軸呈現對稱。
6. 如申請專利範圍第1項所述的光學組件，其中該兩出光部各自沿一軸向從該中間部往外延伸，該軸向垂直於該中心軸，且該軸向穿過該兩出光面。
7. 如申請專利範圍第1項所述的光學組件，其中各該出光部的該底面配置有一反射單元，該光線從該入光區進入該光學透鏡後，部分該光線在對應的該底面透過該反射單元反射，並從對應的該出光面射出。
8. 如申請專利範圍第1項所述的光學組件，其中各該出光部的厚度從各該出光部鄰近該中間部的一端朝向各該出光部遠離該中間部的另一端逐漸遞增。
9. 一種背光模組，包括：一中空框架，具有一容置空間；一反射模組，配置於該中空框架的內側；以及多個光學組件，配置於該反射模組上，並位於該容置空間內，且該些光學組件沿著該中空框架的一中心線排列，各該光學組件包括：一光學透鏡，包括一中間部與位在該中間部的相對兩側的兩出光部，且各該出光部的厚度大於該中間部的厚度，其中該光學透鏡具有一中心軸與一入光區，該中心軸位在一第 一基準平面上並穿過該中間部，且該入光區對應於該中心軸，各該出光部具有一反射面、一出光面以及一底面，該出光面連接對向設置的該反射面與該底面，該反射面與該底面分別鄰接該中間部，且該底面鄰接該入光區，各該反射面為一曲面，各該出光面為一平面，而各該出光面與對應的該反射面之間的一邊緣為一平滑曲線；以及一發光元件，位在該中心軸上並面對該入光區，該發光元件適於朝向該光學透鏡發射一光線，其中該光線從該入光區進入該光學透鏡後，部分該光線在對應的該反射面產生反射，並從對應的該出光面射出，且從該些光學透鏡射出的該些光線藉由該反射模組反射後射出該中空框架。
10. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，其中各該光學透鏡具有一凹槽，位在對應的該入光區，而各該光線從對應的該凹槽進入對應的該光學透鏡。
11. 如申請專利範圍第10項所述的背光模組，其中各該中心軸更位在一第二基準平面上，各該凹槽在對應的該第二基準平面上具有至少兩側邊，各該側邊分別面對對應的該出光部。
12. 如申請專利範圍第11項所述的背光模組，其中各該凹槽沿對應的該第一基準平面呈現對稱，且各該凹槽的該兩側邊在對應的該第二基準平面上沿對應的該中心軸呈現對稱。
13. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，其中各該光學 透鏡的該兩出光部沿對應的該第一基準平面呈現對稱，且各該光學透鏡的該兩出光部在對應的該第二基準平面上沿對應的該中心軸呈現對稱。
14. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，其中各該光學透鏡的該兩出光部沿一軸向各自從對應的該中間部往外延伸，該軸向垂直於對應的該中心軸，且該軸向穿過對應的該兩出光面。
15. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，其中各該出光部的該底面配置有一反射單元，各該光線從對應的該入光區進入對應的該光學透鏡後，對應的部分該光線在對應的該底面透過對應的該反射單元反射，並從對應的該出光面射出。
16. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，其中各該出光部的厚度從各該出光部鄰近對應的該中間部的一端朝向各該出光部遠離對應的該中間部的另一端逐漸遞增。
17. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，更包括：多個輔助發光元件，配置於該反射模組上，並位於該容置空間內，且各該輔助發光元件沿著該中心線對應地配置在每兩相鄰的該些光學組件之間。
18. 如申請專利範圍第17項所述的背光模組，其中該些發光元件各自具有一第一光強度，該些輔助發光元件各自具有一第二光強度，而該第一光強度大於該第二光強度。
19. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，其中該反射模組包括： 一底反射片，配置於該中空框架的一底壁上，而該些光學組件配置於該底反射片上；以及多個側反射片，對應配置於該中空框架的多個側壁上，其中該些側壁立設於該底壁的周邊，並構成該容置空間，而各該光學透鏡的該兩出光部分別面對該些側反射片的其中相對兩者。
20. 如申請專利範圍第19項所述的背光模組，其中該底反射片包括一第一材料區與兩第二材料區，該第一材料區鄰近該些光學組件，各該第二材料區分別位在該些側反射片的其中之一與該第一材料區之間，且該第一材料區的鏡面反射比例大於該些第二材料區的鏡面反射比例。