CN103363440A - 前光模块及其光源调制装置 - Google Patents

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CN103363440A CN2013100120418A CN201310012041A CN103363440A CN 103363440 A CN103363440 A CN 103363440A CN 2013100120418 A CN2013100120418 A CN 2013100120418A CN 201310012041 A CN201310012041 A CN 201310012041A CN 103363440 A CN103363440 A CN 103363440A
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陈怡礽
许沁如
黄信道
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Abstract

本发明揭露一种前光模块及其光源调制装置。前光模块包含至少一点光源、一光源调制装置以及一导光板。光源调制装置包含一本体以及多个匀光微结构。本体具有一入光面以及一出光面。点光源设置于入光面旁，出光面相对于入光面。导光板面对于出光面。匀光微结构是设置于本体的出光面上，其中每一匀光微结构是呈弧面状。

Description

前光模块及其光源调制装置
技术领域
本发明是有关于一种前光模块，且特别是有关于一种前光模块及其光源调制装置。
背景技术
目前的电子阅读器主要是采用反射式显示面板，强调在自然光的环境下即能轻松进行阅读。然而，采用反射式显示面板会使得电子阅读器十分依赖外界光源，一旦进到外界光源较弱的环境中，反射式电子阅读器即无法清楚地显示画面。为了解决这样的问题，可将一前光模块设置于反射式显示面板的显示面前方，以在外界光源不足时，提供反射式电子阅读器光线，以利显示画面。
一般的前光模块可包含多个光源及一导光板。导光板通过全反射原理使光线在导光板内部传递，利用微结构来破坏光线的全反射行为而引导光线射出，并由微结构的疏密分布来控制出光的均匀性。一般导光板有以下两种方式。
第一种方式是在导光板上设置许多点状式(dot)微结构，以散射的方式破坏全反射的现象，但是，这种方式的导光板存在信噪比(S/N ratio)过低的问题。第二种方式是在导光板的表面上切出多道V型切槽，其是以镜面反射的方式来改变导光板内的光线角度，从而破坏全反射。
相较于具有点状式导光板而言，具有V型切槽的导光板的指向性更高，光场更容易控制。然而，由于光线在V型切槽中反射的方向相当一致，加上人眼观测视角窄的因素，若其光源是如发光二极管之类的点光源，则每一颗发光二极管所发出的光线在经导光板后呈现条状影像，而在导光板上产生亮暗相间的条纹。
发明内容
有鉴于此，本发明的一技术方案是在于提供一种光源调制装置，其目的是将前光模块中多个点光源整合为一能量分布均匀与放射方向乱度均匀的光源，以消除导光板上的条状影像及亮暗纹。
为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种光源调制装置包含一本体以及多个匀光微结构。本体具有一入光面以及一出光面。入光面用以接收至少一点光源的光线。出光面相对于入光面。匀光微结构设置于本体的出光面上，其中每一匀光微结构是呈弧面状。
于本发明的一或多个实施方式中，匀光微结构沿着本体的长度方向连续地邻接。
于本发明的一或多个实施方式中，匀光微结构共同覆盖该本体的出光面的整体。
于本发明的一或多个实施方式中，匀光微结构由本体的出光面向外凸起。
于本发明的一或多个实施方式中，匀光微结构由本体的出光面向内凹陷。
于本发明的一或多个实施方式中，光源调制装置可进一步包含多个光学扩散微结构，其是设置于本体的入光面，用以扩大点光源的放射范围。
于本发明的一或多个实施方式中，本体可包含一第一子本体以及一第二子本体。第二子本体是与第一子本体相分隔。入光面是位于第一子本体上相对第二子本体的一侧，出光面是位于第二子本体上相对第一子本体的一侧。
本发明的另一技术方案是在于提供一种前光模块。于一实施方式中，前光模块可包含至少一点光源、一光源调制装置以及一导光板。光源调制装置至少包含一本体以及多个匀光微结构。本体具有一入光面以及一出光面。点光源设置于入光面旁，而出光面相对入光面，且导光板面对出光面。匀光微结构是设置于本体的出光面上，其中每一匀光微结构是呈弧面状。
于本发明的一或多个实施方式中，导光板包含多个切槽设置于导光板的表面。
于本发明的一或多个实施方式中，点光源为多个并沿着光源调制装置的本体的长度方向排列。
于本发明上述实施方式中，光源调制装置可利用出光面上的多个匀光微结构将光线打散，除了可分散能量的分布，亦可使光线的放射方向更均匀。因此，若由光源调制装置的出光面观之，则可看到整面均匀分布的线光源光，即使前光模块的导光板具有V型切槽，亦不会产生条状影像或亮暗纹的现象。
以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1绘示依据本发明一实施方式的光源调制装置的立体图；
图2绘示图1的光源调制装置的光路图；
图3绘示图1的光源调制装置的局部俯视图；
图4绘示依据本发明另一实施方式的光源调制装置的局部俯视图；
图5绘示依据本发明一实施方式的光学扩散微结构的光路图；
图6绘示依据本发明又一实施方式的光源调制装置的局部俯视图；
图7绘示依据本发明再一实施方式的光源调制装置的局部俯视图；
图8绘示依据本发明再一实施方式的光源调制装置的局部俯视图；
图9绘示依据本发明再一实施方式的光源调制装置的立体图；
图10绘示依据本发明一实施方式的前光模块的立体图；
图11绘示依据本发明一实施方式的显示装置的立体图。
【主要元件符号说明】
10：光源调制装置
100：本体
102：第一子本体
104：第二子本体
110：入光面
120：出光面
200,210：匀光微结构
300,310,320,330：光学扩散微结构
302,312：第一斜面
304,314：第二斜面
316：顶面
400：点光源
500,510：接合部
600,610,620：连接部
700：导光板
702：切槽
704：表面
800：反射式显示面板
A,B,C：局部区域
a1,a2,a3,a4,a5,a6：光线
d：间距
D：第一光束面
E：第二光束面
R1,R2：曲率半径
P1,P2：节距
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，熟悉本领域的技术人员应当了解到，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节并非必要的，因此不应用以限制本发明。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
图1绘示依据本发明一实施方式的光源调制装置10的立体图。如图所示，本实施方式的光源调制装置10可包含一本体100以及多个匀光微结构200。本体100具有一入光面110以及一出光面120。出光面120相对于入光面110。匀光微结构200设置于本体100的出光面120上，其中每一匀光微结构200是呈弧面状。
图2绘示图1的光源调制装置10的光路图。于本图中，入光面110可用以接收至少一点光源400的光线，此光线会在本体100中前进而抵达出光面120，由于出光面120上的匀光微结构200呈弧面状，故可使光线的能量及放射方向均匀地分散。
具体来说，如图2中的局部区域A所示，由于匀光微结构200是呈弧面状，故其表面沿着图中y方向所分布的位置的法线方向彼此不同，与光线所夹的入射角亦会因而改变。因此，从匀光微结构200不同位置上所射出的光线a1、a2、a3、a4、a5及a6会朝向不同的方向放射，从而分散光线a1、a2、a3、a4、a5及a6的方向，使其非仅朝着特定方向前进。举例来说，于局部区域A中，光线a1及a3是朝左侧放射，而光线a2、a4、a5及a6是朝右侧放射，相似地，于局部区域B及局部区域C中，亦均有部分朝左侧放射的光线及部分朝右侧放射的光线。由于出光面120上沿着y方向的每个位置均可穿透出许多不同方向的光线，从而增加各个位置上光线方向的乱度。故若由出光面120观之，则可看到整面均匀分布的光，而非多颗分开的点光源400。因此，匀光微结构200可将多颗排列的点光源400转换为能量分布与方向乱度均匀的线光源或面光源。
请回头参阅图1，匀光微结构200可沿着本体100的长度方向连续地邻接。具体来说，本体100的长度方向是平行于图1中所示的y方向，而匀光微结构200的是大致上沿着y方向所连续地邻接。
应了解到，本说明书全文中所述的“连续地邻接”是代表两相邻的结构是直接连接而无间隙，例如图1所示的两相邻的匀光微结构200是为两邻接的弧面，而在两个相邻的匀光微结构200之间则无存在任何平面。由于这些匀光微结构200是连续地邻接，而无任何平面形成于其中，故出光面120上沿着y方向的位置的法线方向是不断地改变，从而帮助打散光线的方向。
于部分实施方式中，匀光微结构200共同覆盖本体100的出光面120的整体。换句话说，匀光微结构200是布满于本体100的出光面120，使得出光面120上均呈连续邻接的弧面而无平面。
图3绘示图1的光源调制装置10的局部俯视图。如图所示，匀光微结构200是由本体100的出光面120向外凸起。具体来说，匀光微结构200为凸出于出光面120的凸弧面，另外，相邻两匀光微结构200是以一接合部500相连接，此接合部500为相邻两匀光微结构200的交界处的曲率转折线。匀光微结构200可通过接合部500连续地邻接。
匀光微结构200具有一曲率半径R1。相邻两匀光微结构200之间具有一节距P1，此节距P1可定义为相邻两匀光微结构200由俯视观之的顶点距离。于部分实施方式中，曲率半径R1可约为25微米(μm)，节距P1可约为45微米，而本体100的厚度可约为13毫米(mm)，在这样的尺寸下，匀光微结构200可有效使光线的能量分布及方向乱度更均匀。应了解到，本体100的厚度可定义为入光面110(请并参阅图1)与出光面120之间的垂直距离。
图4绘示依据本发明另一实施方式的光源调制装置10的局部俯视图。本实施方式与图3相似，主要差异在于本实施方式的匀光微结构210与图3的匀光微结构200不同。于本实施方式中，匀光微结构210是由本体100的出光面120向内凹陷。具体来说，匀光微结构210为凹陷于出光面120的凹弧面，另外，相邻两匀光微结构210是以一接合部510相连接，此接合部510为相邻两匀光微结构210的交界处的曲率转折线。匀光微结构210可通过接合部510连续地邻接。
匀光微结构210具有一曲率半径R2。相邻两匀光微结构210之间具有一节距P2，此节距P2可定义为相邻两匀光微结构210由俯视观之的顶点距离。于部分实施方式中，曲率半径R2可约为25微米，节距P2可约为45微米，而本体100的厚度可约为13毫米，在这样的尺寸下，匀光微结构210可有效使光线的能量分布及方向乱度更均匀。
请回头参阅图1，于部分实施方式中，光源调制装置10可进一步包含多个光学扩散微结构300，其可设置于本体100的入光面110。于本实施方式中，光学扩散微结构300是呈棱柱状并凸出于本体100的入光面110。具体来说，光学扩散微结构300可包含一第一斜面302以及一第二斜面304，两者是相交而构成截面为三角形的棱柱。
于部分实施方式中，光学扩散微结构300是沿着本体100的长度方向间隔地排列。换句话说，光学扩散微结构300的排列方向大致上平行于图1所示的y方向。另外，相邻两光学扩散微结构300之间具有一间距d，此间距d至少可使得光学扩散微结构300不致于相互连接，以利光学扩散微结构300间隔地排列。应了解到，“光学扩散微结构300间隔地排列”的技术特征可代表任一光学扩散微结构300的第一斜面302与第二斜面304均无连接于其他光学扩散微结构300的第一斜面302或第二斜面304。
图5绘示依据本发明一实施方式的光学扩散微结构300的光路图。如图所示，点光源400可朝本体100的入光面110放射出多道光线，这些光线所涵盖的范围为第一光束面D，当第一光束面D中的光线接触到入光面110上的光学扩散微结构300时，会由于折射率的差异而发生折射，且更会因为光学扩散微结构300的形状而改变光线的入射角及折射角，使得光线更进一步地向外扩散，而使第一光束面D扩张为范围更广的第二光束面E。具体来说，点光源400的光线会由近到远地扩散，换言之，即使入光面110上为平坦表面而无任何光学扩散微结构300时，点光源400的光线进入本体100中亦会扩散。但是，由于光学扩散微结构300改变了点光源400的光线进入本体100时的入射角及折射角，故可使光线进一步地向外折射。因此，点光源400所放射的光线除了固有由近到远的扩散现象以外，光学扩散微结构300可更进一步地扩大其放射范围。
图6绘示依据本发明又一实施方式的光源调制装置10的局部俯视图。本实施方式的与图1的主要差异在于本实施方式的光学扩散微结构310与图1的光学扩散微结构300不同。于本实施方式中，光学扩散微结构310是沿着本体100的长度方向连续地邻接，且光学扩散微结构310由俯视观之为梯形而非三角形。
具体来说，光学扩散微结构310可包含一第一斜面312及一第二斜面314以及一顶面316。顶面316的两侧分别邻接第一斜面312与第二斜面314，而共同构成截面为梯形的棱柱。另外，相邻两个光学扩散微结构310是以一连接部600相连接，此连接部600为相邻两光学扩散微结构310的交界处的斜率转折线。光学扩散微结构310可通过连接部600连续地邻接。
图7绘示依据本发明再一实施方式的光源调制装置10的局部俯视图。本实施方式与图6的主要差异在于本实施方式的光学扩散微结构320与图6的光学扩散微结构310不同。于本实施方式中，光学扩散微结构320是呈弧面状。具体来说，光学扩散微结构320为本体100向外凸起的凸弧面，另外，相邻两个光学扩散微结构320是以一连接部610相连接，此连接部610是为相邻两光学扩散微结构320的交界处的曲率转折线。光学扩散微结构320可通过连接部610连续地邻接。
图8绘示依据本发明再一实施方式的光源调制装置10的局部俯视图。本实施方式与图7的主要差异在于本实施方式的光学扩散微结构330与图7的光学扩散微结构320不同。于本实施方式中，光学扩散微结构330为本体100向内凹陷的凹弧面，另外，相邻两个光学扩散微结构330是以一连接部620相连接，此连接部620为相邻两光学扩散微结构330的交界处的曲率转折线。光学扩散微结构330可通过连接部620连续地邻接。
图9绘示依据本发明再一实施方式的光源调制装置10的立体图。如图所示，于本实施方式中，本体100可包含一第一子本体102以及一第二子本体104。第一子本体102与第二子本体104相分隔。入光面110是位于第一子本体102上相对于第二子本体104的一侧。出光面120是位于第二子本体104上相对于第一子本体102的一侧。于本实施方式中，第一子本体102可利用入光面110上的光学扩散微结构300来扩大光线放射范围，而第二子本体104可接收来自第一子本体102的光线，并利用出光面120上的匀光微结构200来打散光线的方向，以使光线能量分布及方向乱度更均匀。于本实施方式中，第二子本体104是位于第一子本体102的正后方，以接收光线。
图10绘示依据本发明一实施方式的前光模块的立体图。如图所示，本实施方式的前光模块可包含至少一点光源400、一光源调制装置10以及一导光板700。光源调制装置10至少包含一本体100以及多个匀光微结构200。本体100具有一入光面110以及一出光面120。点光源400设置于入光面110旁，而出光面120相对于入光面110。导光板700面对于出光面120。匀光微结构200是设置于本体100的出光面120上，其中每一匀光微结构200是呈弧面状。
如前文中关于图2的光路的描述，由于匀光微结构200是呈弧面状，故可使来自点光源400的光线的能量及放射方向均匀地分散。因此，若由光源调制装置10的出光面120观之，则可看到整面均匀分布的光，而非多颗分开的点光源400。换句话说，匀光微结构200可将多颗沿着本体100长度方向所排列的点光源400转换为能量分布与方向乱度均匀的线光源或面光源。即使导光板700的表面704设置有多个切槽702，亦不会产生条状影像或亮暗纹的现象。
于部分实施方式中，点光源400可为发光二极管，但不以此为限。于部分实施方式中，光源调制装置10可为折射率约介于1.4至1.6之间的透光体。于部分实施方式中，光源调制装置10可由透光塑料或玻璃所形成，其中透光塑料可为聚甲基丙烯酸酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)或是聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)，但不以此为限。于部分实施方式中，切槽702可为V型槽，但不以此为限。
图11绘示依据本发明一实施方式的显示装置的立体图。如图所示，本实施方式的显示装置可包含一点光源400、一光源调制装置10、一导光板700以及一反射式显示面板800。导光板700是位于反射式显示面板800的显示面上方，以提供反射式显示面板800光线，从而可帮助反射式显示面板800在外界光线不足时仍能顺利显示画面。于部分实施方式中，反射式显示面板800可为液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)或是电泳显示器(Electro PhoreticDisplay,EPD)，但不以此为限。
应了解到，本说明书全文中关于第一特征设置于第二特征的上方或是第二特征上的叙述，应包含了第一特征与第二特征两者是直接接触，以及第一特征与第二特征之间具有额外特征而使第一特征与第二特征并非直接接触形成等实施方式。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种光源调制装置，其特征在于，包含：
一本体，具有一入光面以及一出光面，该出光面相对于该入光面，该入光面用以接收至少一点光源的光线；以及
多个匀光微结构，设置于该本体的该出光面上，其中每一所述匀光微结构是呈弧面状。
2.根据权利要求1所述的光源调制装置，其特征在于，所述多个匀光微结构沿着该本体的长度方向连续地邻接。
3.根据权利要求2所述的光源调制装置，其特征在于，所述多个匀光微结构共同覆盖该本体的该出光面的整体。
4.根据权利要求1所述的光源调制装置，其特征在于，所述多个匀光微结构是由该本体的该出光面向外凸起。
5.根据权利要求1所述的光源调制装置，其特征在于，所述多个匀光微结构是由该本体的该出光面向内凹陷。
6.根据权利要求1所述的光源调制装置，其特征在于，还包含：
多个光学扩散微结构，设置于该本体的该入光面，用以扩大该点光源的放射范围。
7.根据权利要求1所述的光源调制装置，其特征在于，该本体包含：
一第一子本体；以及
一第二子本体，与该第一子本体相分隔；
其中该入光面是位于该第一子本体上相对于该第二子本体的一侧，该出光面是位于该第二子本体上相对于该第一子本体的一侧。
8.一种前光模块，其特征在于，包含：
至少一点光源；
一光源调制装置，包含：
一本体，具有一入光面以及一出光面，该出光面相对于该入光面，该点光源设置于该入光面旁；以及
多个匀光微结构，设置于该本体的该出光面上，其中每一所述匀光微结构是呈弧面状；
一导光板，面对该光源调制装置的该本体的该出光面。
9.根据权利要求8所述的前光模块，其特征在于，该导光板包含多个切槽，所述多个切槽设置于该导光板的一表面上。
10.根据权利要求8所述的前光模块，其特征在于，该点光源为多个，所述多个点光源沿着该光源调制装置的该本体的长度方向排列。
CN2013100120418A 2012-04-03 2013-01-14 前光模块及其光源调制装置 Pending CN103363440A (zh)

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