CN101034182A - 导光模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导光模组，包括一导光板与一导光棒，以及分别设置于该导光棒的两端的发光元件。该导光棒具有一光出射面，且该光出射面与该导光板的光入射面相对设置。其中，该导光棒及导光板通过在一共同面板上形成一狭缝而一体形成，通过该狭缝使该光入射面与该光出射面互相分离。且该狭缝凸向该导光棒的中心或凸向该导光板的中心，并延伸至靠近该导光棒两端的V形结构或弧形结构，其适合应用于小体积的电子产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种导光模组，其将点光源转换为线光源，并且使光线在进入导光板时可有效地利用该光线。
背景技术
请参阅图1，由于一般规格的冷阴极灯管体积比较大，因此不适合应用于小体积的电子产品，例如移动电话的液晶显示器。因此这类产品的光源多采用点光源11(如发光二极管，LED)发光。通常，该点光源11设置于一导光板10的一侧边，使光线进入该导光板10内部。但是，一般点光源11的发光角度与能量关系呈现出一Lambertian的关系式，若将点光源11作为一般的导光板的光源，则容易在光线强度较弱的部分形成暗带，如图1的A区块。
为了改善暗带存在的情形，目前一般做法是在导光板10的光入射面12加入了导光结构，如V型结构或是梯形结构(图未示)。这种方式，可使LED类的点光源11所散射的光线，在进入导光板10内部前先行扩散，但是这类解决方案对改善前述问题的成效仍然有限。
请参阅图2，美国专利US 6,474,826“LIGHTING APPARATUS”中披露了一种光源杆(light source rod)21与导光板20一体成型的导光装置，其中光源杆21与导光板20之间形成有一长方形的狭缝(slot)23。发光二极管22设置于该光源杆21的两端，用以使光源进入光源杆21后，由点光源变成线光源后再入射导光板20。但此种装置的缺陷在于，当该导光板20面积缩小时，该导光板20内的光源利用性将会不足。原因在于该狭缝23侧边为一水平面，所以当导光板20的宽度W(光源杆21的长度)太短时，该光源杆21两端的发光二极管22所发出的光线接触到光源杆内部的导光结构的机率变小，并由于LED的宽度影响，造成该光源杆21的高度H须有一定的高度，相对更加减少了光线接触到光源杆内部导光结构的机率，使该导光板20对于光源的整体利用性极差。
发明内容
为克服上述缺陷，根据本发明的导光模组的导光板针对已知狭缝的形状加以改进，使得光线进入光源杆之后的光路径弹跳次数增加，进而导致射入导光板内部的光线量增加，从而可有效地利用光源，使该导光板的出光面具有高效率的辉度和均匀度的发光状态。
本发明是一种导光模组，其包括一导光板(light guide panel)，该导光板具有一光入射面(light incident surface)；一导光棒(lightguide rod)，该导光棒具有一光出射面(light exit surface)，且该光出射面与该光入射面相对设置；以及两发光元件，分别设置于该导光棒的两端，用以提供入射光源。其中该导光棒及该导光板是一体形成于一共同板上，且导光棒及导光板之间形成有一镂空的狭缝，该狭缝使该导光板的光入射面与该导光棒的光出射面互相分离。连接该狭缝两端的直线定义为一参考轴，该光入射面的中心部位与该光出射面的中心部位往同一方向偏离该参考轴(凸向该导光棒/或导光板中心)，且两端延伸至靠近该导光棒两端的V形/或弧形结构。
由于该V形/或弧形结构的狭缝，使发光元件的光源在进入导光棒后，除了点光源的光源均匀分布形成类似冷阴极灯管(CCFL)的线光源；而且原来无法折射出该狭缝不被利用到的光，会被导光棒的光出射面反射回到该导光棒的反射面，再利用该反射面上设置的多个导光结构，将此部分的光重新导向可穿透出该狭缝的方向，如此可有效地利用光源，而且进入导光板内部的光线均匀分布，使该导光板的出光面具有高效率的辉度与均匀度的发光状态。
附图说明
图1是现有技术中的以点光源将光线射入导光板的示意图。
图2是美国专利US 6,474,826以一光源杆将点光源转换为线光源的示意图。
图3是本发明的第一实施例的导光模组的示意图。
图4是本发明的第二实施例的导光模组的示意图。
图5是本发明的第三实施例的导光模组的示意图。
图6是本发明的第二实施例的光线走向的示意图。
图7是本发明的设有反射装置的示意图。
图8是本发明的第四实施例的导光模组的示意图。
图9是本发明的第五实施例的导光模组的示意图。
图10是假设狭缝为平行状态的光迹示意图。
图11-1～11-2是本发明的第五实施例的光线角度的示意图。
图12是本发明的第五实施例的光线走向的示意图。
图13是本发明的第五实施例的加设有反射装置的示意图。
具体实施方式
有关本发明的详细内容及技术说明，现结合附图说明如下：
请参阅图3，是本发明的导光模组的示意图。本发明是一种导光模组，其包括一导光板30，该导光板30具有一光入射面32，其中该导光板30还包括从垂直于该光入射面的方向延伸的一出光面31与一底面33，且该出光面31与底面33的至少一面具有多个第一导光结构34，当该导光板30内部光线碰到这些第一导光结构34后，光线会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由该导光板30的出光面31射出，产生一大的面状光源。
一导光棒40，该导光棒40具有一光出射面42，且该光出射面42与该导光板30的光入射面32相对设置。两点光源50，分别邻近设置或接触设置于该导光棒40的两端，用以提供入射光源。其中该导光棒40相对于光出射面42为一光反射面41，且光反射面41上设置有多个第二导光结构43。
本实施例的导光棒40及导光板30一体形成，例如以甲基丙烯酸甲酯(PMMA)所一体成形的一树脂矩形面板。其中，导光棒40及导光板30之间形成一镂空的狭缝(slot)60，用以分离光出射面42与光入射面32，使光出射面42与光入射面32间隔一预定距离且形成狭缝60的相对两侧壁。且连接狭缝60两端的直线定义为一参考轴P1，光入射面32的中心部位与光出射面42的中心部位同时往同一方向偏离参考轴P1。
其中，该狭缝60是一V形结构(如图3所示)，或一弧形结构(如图4所示)，光入射面32的中心部位与光出射面42的中心部位同时朝导光棒40中心的方向偏离参考轴P1或参考轴P2，且狭缝60两端延伸至靠近导光棒40的两端。另外，导光棒40的光反射面41可以是一平面(如图4所示)或是一凸向狭缝60的曲面(如图5所示)，使导光棒40整体结构形成中间段较窄，两端相对较宽的形状。此时，导光棒40也可视为两个楔形导光板的组合。
为了有效利用光源，一般的作法是将导光板作成梯形，使光在内部传播的总光路径增长，由此提高辉度。请参阅图6，本发明通过V形/或弧形的光出射面42，使点光源50的光线在进入导光棒40后，其中部分原本无法折射出狭缝60而未被利用到的光，会被狭缝60的光出射面42反射(全反射)到导光棒40的光反射面41，再利用光反射面41上设置的导光结构43将此部分的光导向可折射出该狭缝60的方向角。如此，可有效地利用点光源50进入该导光棒40的光源，并且使进入导光板30内部的光线更均匀分布。从而，该导光板30的出光面31有高效率的辉度与均匀度的发光状态。
请参阅图7，本发明也可加设一反射装置70，该反射装置70覆盖于导光棒40的上下表面上，且延伸遮盖狭缝60的上下开口，如此可减少光线由狭缝60的上下开口或导光棒40的上下表面逸漏。
请参阅图8及图9，是本发明的另一导光模组结构，与前述导光模组结构相同，其包括导光板30、导光棒40、以及两点光源50。其中，一镂空的狭缝60a用以分离光出射面42与光入射面32。但光入射面32的中心部位与光出射面42的中心部位同时朝导光板30中心的方向偏离参考轴P3或参考轴P4，使狭缝60a形成一V形结构(如图8所示)，或一弧形结构(如图9所示)，且狭缝60a两端延伸至靠近导光棒40的两端。
另外，导光棒40的光反射面41是一平面，使该导光棒40整体形成中间段较宽，两端相对较窄的形状，其中光反射面41上设有多个第二导光结构43。
请参阅图10，先模拟现有技术，假设狭缝60b为一平行状，因为点光源50为点光源，又导光棒40的光反射面41上的第二导光结构43均为相同形状，且假设这些第二导光结构43的受光面约为40度时(相对于该光反射面41)，可以计算出，当点光源50的入射光相对于光出射面42b的入射角为10度时，则入射光经这些第二导光结构43反射后再通过狭缝60b折射进入导光板30内的光线为0度方位角(相对于光反射面41的垂直方向)。
请参阅图11-1～11-2，由前述得到的结果，若由相同形状的这些第二导光结构43，以及受光面角度(约40度)与前述条件相同。当点光源50发出的光以大约10度的入射角度接触光出射面42a时，则此入射光将被光出射面42a反射到光反射面41上的第二导光结构43，再由第二导光结构43往狭缝60a的方向反射，最后通过狭缝60a折射并以0度方位角(相对于该光反射面41的垂直方向)进入导光板30内。另一方面，针对点光源50所发的光线相对于光出射面42a的夹角大于10度的区域，本发明将该区域的狭缝60a设计成弯曲状，以将原本大于10度的入射光的夹角修正为夹角在10度左右。
进一步举例说明，如图11-2所示，当与水平参考线夹角为20度的光，入射至与水平参考线L1夹角为5度的光出射面42a时，此入射光被反射后的光迹与水平参考线L2间的夹角被修正为10度左右。这样一来，其效果等同入射光线以10度的入射角度接触未弯曲的光出射面42a。也就是，被反射的光线经第二导光结构43反射后，最后维持以0度方位角(相对于该光反射面41的垂直方向)进入导光板30内。另外，实施上第二导光结构43的角度，也可为其它角度，角度也可随着距光源的远近而变化，由光在每个区域所需的最大值来决定。
请参阅图12，当点光源50大部分的光线相对于光出射面42a的入射角都为10度时，则通过狭缝60a折射进入导光板30内0度方位角(相对于该光反射面41的垂直方向)的光量为最大值。在制造上，当光出射面42a弯曲的角度计算越细微时，点光源50的光线有效利用率越高。所以前述的结构中，由于该V型结构/或弧形结构的光出射面42a，使点光源50的光源在进入导光棒40后，原来无法折射出狭缝60a不被利用到的光，会被该光出射面42a反射(全反射)到导光棒40的光反射面41，且通过狭缝60a折射进入该导光板30内0度方位角(相对于该光反射面41的垂直方向)，如此可有效地利用该点光源50进入该导光棒40的光源，且进入导光板30内部的光线均匀分布在0度方位角。从而，该导光板30的出光面31的垂直方向有高效率的辉度和均匀度的发光状态。
请参阅图13，实施上本发明可加一反射装置70，其覆盖于该导光棒40的上下表面上，且延伸遮盖该狭缝60a的上下开口，如此可减少光线由该狭缝60a的上下开口漏光。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种导光模组，其特征在于，所述导光模组包括：
一导光板(30)，所述导光板(30)具有一光入射面(32)；
一导光棒(40)，所述导光棒(40)具有一光出射面(42)，且所述光出射面(42)与所述光入射面(32)相对设置，所述导光棒(40)及所述导光板(30)一体形成，且所述导光棒(40)及所述导光板(30)之间形成一镂空的狭缝(60)，用以分离所述光出射面(42)与所述光入射面(32)；以及
两点光源(50)，分别设置于所述导光棒(40)的两端；
其中，连接所述狭缝(60)两端的直线定义为一参考轴(P1)，所述光入射面(32)的中心部位与所述光出射面(42)的中心部位向同一方向偏离所述参考轴(P1)。
2.根据权利要求1所述的导光模组，其特征在于，所述狭缝(60)是V形结构，所述光入射面(32)的中心部位与所述光出射面(42)的中心部位同时朝所述导光棒(40)中心的方向偏离所述参考轴。
3.根据权利要求1所述的导光模组，其特征在于，所述狭缝(60)是V形结构，所述光入射面(32)的中心部位与所述光出射面(42)的中心部位同时朝所述导光板(30)中心的方向偏离所述参考轴。
4.根据权利要求1所述的导光模组，其特征在于，所述狭缝(60)是弧形结构，所述光入射面(32)的中心部位与所述光出射面(42)的中心部位同时朝所述导光棒(40)中心的方向偏离所述参考轴。
5.根据权利要求1所述的导光模组，其特征在于，所述狭缝(30)是弧形结构，所述光入射面(32)的中心部位与所述光出射面(42)的中心部位同时朝所述导光板(30)中心的方向偏离所述参考轴。
6.根据权利要求1所述的导光模组，其特征在于，所述导光棒(40)具有相对所述光出射面(42)的一光反射面(41)，且所述光反射面(41)上设置有多个导光结构(43)，用以将所述点光源射入的光线导引至所述光出射面。
7.一种导光模组，其特征在于，所述导光模组包括：
一导光板(30)，所述导光板(30)具有一光入射面(32)；
一导光棒(40)，所述导光棒(40)具有一光出射面(42)，且所述光出射面(42)与所述光入射面(32)相对设置，所述导光棒(40)及所述导光板(30)一体形成，且所述导光棒(40)及所述导光板(30)之间形成一狭缝(60)，用以分离所述光出射面(42)与所述光入射面(32)；以及
两点光源(50)，分别设置于所述导光棒(40)的两端；
其中，连接所述狭缝(60)两端的直线定义为一参考轴(P1)，所述光入射面(32)的中心部位与所述光出射面(42)的中心部位同时朝所述导光棒(40)中心方向偏离所述参考轴(P1)。
8.根据权利要求7所述的导光模组，其特征在于，所述导光板(40)还包括从垂直于所述光入射面(32)的方向延伸的一出光面(31)与一底面(33)，且至少一面具有多个第一导光结构(34)。
9.根据权利要求8所述的导光模组，其特征在于，所述导光棒(40)具有相对于所述光出射面(42)的一光反射面(41)，且所述光反射面(41)设置有多个第二导光结构(43)，用以将所述点光源(50)射入的光线导引至所述光出射面(42)。
10.根据权利要求9所述的导光模组，其特征在于，所述光反射面(41)是一平面。
11.根据权利要求9所述的导光模组，其特征在于，所述光反射面(41)是一凸向所述导光板(30)中心的曲面。
12.根据权利要求7所述的导光模组，其特征在于，所述狭缝(60)是一V形结构。
13.根据权利要求7所述的导光模组，其特征在于，所述狭缝(60)是一弧形结构。
14.一种导光模组，其特征在于，所述导光模组包括：
一导光板(30)，所述导光板具有一光入射面(32a)；
一导光棒(40)，所述导光棒具有一光出射面(42a)，且所述光出射面(42a)与所述光入射面(32a)相对设置，所述导光棒(40)及所述导光板(30)一体形成，且所述导光棒(40)及所述导光板(30)之间形成一狭缝(60a)，用以分离所述光出射面(42)与所述光入射面(32)；以及
两点光源(50)，分别设置于所述导光棒(40)的两端；
其中，连接所述狭缝(60a)两端的直线定义为一参考轴(P3)，所述光入射面(32a)的中心部位与所述光出射面(42a)的中心部位同时朝所述导光板(30)的中心方向偏离所述参考轴(P3)。
15.根据权利要求14所述的导光模组，其特征在于，所述导光板(30)还包括从垂直于所述光入射面(32a)的方向延伸的一出光面(31)与一底面(33)，且至少一面具有多个第一导光结构(34)。
16.根据权利要求14所述的导光模组，其特征在于，所述导光棒(40)具有相对于所述光出射面(42a)的一光反射面(41)，且所述光反射面(41)设置有多个第二导光结构(43)，用以将所述点光源(50)射入的光线导引至所述光出射面(42a)。
17.根据权利要求16所述的导光模组，其特征在于，所述光反射面(41)是一平面。
18.根据权利要求14所述的导光模组，其特征在于，所述狭缝(60)是一V形结构。
19.根据权利要求14所述的导光模组，其特征在于，所述狭缝(60)是一弧形结构。
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Cited By (3)
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| CN102606955A (zh) * | 2012-03-12 | 2012-07-25 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 背光模组及液晶显示器 |
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2006
- 2006-03-10 CN CN 200610058522 patent/CN101034182A/zh active Pending
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