CN103376498A - 光源模块及其导光装置 - Google Patents

光源模块及其导光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103376498A
CN103376498A CN2012102864343A CN201210286434A CN103376498A CN 103376498 A CN103376498 A CN 103376498A CN 2012102864343 A CN2012102864343 A CN 2012102864343A CN 201210286434 A CN201210286434 A CN 201210286434A CN 103376498 A CN103376498 A CN 103376498A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
guiding device
guide plate
light guide
microstructure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012102864343A
Other languages
English (en)
Inventor
林裕闵
郑佳申
廖振淳
陈雅雯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lextar Electronics Corp
Original Assignee
Lextar Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lextar Electronics Corp filed Critical Lextar Electronics Corp
Publication of CN103376498A publication Critical patent/CN103376498A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0075—Arrangements of multiple light guides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Abstract

一种光源模块及其导光装置，该导光装置包括N+1个导光板与N个线状分光体。每一导光板包括一出光面、一导光面以及一反射面。出光面位于导光板的一侧，导光面位于导光板相对于出光面的另一侧。导光面表面上具有多个导光用的第一微结构。反射面以相对于出光面的一特定仰角自出光面的一侧边缘往上延伸。每一分光体均具有一第一分光部与一第二分光部。第i个分光体的第一分光部与第二分光部分别邻接第j-1个导光板与第j个导光板的导光面与反射面的邻接处，而1≤i≤N且2≤j≤N+1。

Description

光源模块及其导光装置
技术领域
本发明涉及一种发光器件与其所包括的光学元件，且特别涉及光源模块及其导光装置。
背景技术
现今有的高亮度发光元件，特别是发光二极管（Light-Emitting Diode，LED），通常具有偏高的指向性（directivity），以至于这类发光元件将光线集中发出。所以，当上述发光元件（例如发光二极管）发光时，发光元件会产生明显的亮点而不易产生柔和或均匀的照明效果。
因此，在目前采用高亮度发光元件的灯具（lighting）或显示器（例如液晶显示器，Liquid Crystal Display，LCD）中，通常会装设扩散片（diffuser）来均匀化高亮度发光元件所发出的光线。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光源模块及其导光装置，导光装置能均匀化发光元件所发出的光线。
本发明提供一种导光装置，其包括N+1个导光板与N个线状分光体，其中N为自然数。每一导光板均包括一出光面、一导光面以及一反射面。出光面位于导光板的一侧，导光面位于导光板相对于出光面的另一侧，且导光面表面上具有多个导光用的第一微结构。反射面以相对于出光面的一特定仰角自出光面的一侧边缘往上延伸一段距离，并与出光面的一侧边缘邻接。每一分光体均具有一入光面、一第一分光部与一第二分光部。第一分光部与第二分光部分别自入光面延伸出来，其中第i个分光体的第一分光部与第二分光部分别邻接第j-1个导光板与第j个导光板的导光面与反射面的邻接处，并凸出于第j-1个与第j个导光板面表面，而1≤i≤N且2≤j≤N+1。
本发明也提出一种光源模块，其包括以上导光装置以及N个发光元件，其中这些发光元件分别设置于每一个线状分光体的入光面，使得第i个发光元件所发出的光线经由第i个线状分光体进入第j-1个和第j个导光板。
本发明提供一种导光装置，其包括中空环状导光板以及一中空截顶圆锥状分光体。每一中空环状导光板均包括一出光面、一导光面以及一反射面。出光面位于中空环状导光板的一侧，导光面位于中空环状导光板相对于出光面的另一侧，且导光面表面上具有多个导光用的第一微结构。反射面以相对于出光面的一特定仰角自出光面的一侧边缘往上延伸一段距离，并与出光面的一侧边缘邻接。中空截顶圆锥状分光体由一圆形或环形的入光面构成的顶端以及环绕入光面的分光部所构成，其中分光部底部与中空环状导光板的导光面与反射面的邻接处邻接。
本发明也提供一种光源模块，其包括以上的导光装置以及至少一发光元件，其中发光元件设置于入光面上，使得发光元件所发出的光线经由分光体进入中空环状导光板。
其中，所述多个第一微结构为彼此互相间隔的条状棱柱体。
其中，所述多个条状棱柱体位于参考平面上，而该参考平面与从该出光面所延伸的延伸平面之间存有夹角，该夹角为θ，各该棱柱体的顶角为ω，该板体的折射率为n，其中θ、ω与n满足以下数学式：
3×sin-1(1/n)>(θ+ω)>1.5×sin-1(1/n)  。
其中，该夹角θ小于10度。
其中，该顶角ω大于60度，且小于120度。
其中，每一第一微结构的横切面为半圆、圆弧面或抛物面。
其中，该导光板的折射率大于1.5，且小于1.58。
其中，相邻的第一微结构间的间距小于0.5毫米。
其中，每一第一微结构的宽度介于5微米至500微米之间。
其中，该反射面由反射材质所构成或者表面形成有反射特性的第二微结构或涂料。
其中，该导光面的表面还包括有多个第三微结构。
其中，所述多个第三微结构为彼此互相间隔的条状棱柱体。
其中，每一第三微结构的横切面为三角形、多边形、半圆、圆弧面或抛物面。
基于上述，通过以上出光面、导光面、反射面以及导光面表面上的多个导光用的第一微结构，本发明的导光装置能均匀化发光元件所发出的光线。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明之详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅系用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
附图说明
图1A，其为本发明一实施例的光源模块的立体示意图。
图1B是图1A中导光装置的立体示意图。
图1C是图1A中其中一个分光体的侧视示意图。
图1D是图1A中其中一个分光体以及与其相连的导光板的侧视示意图。
图2是本发明另一实施例的光源模块的侧视示意图。
图3A是本发明另一实施例的光源模块的立体示意图。
图3B是图3A中导光装置的剖面示意图。
图4A是本发明另一实施例的光源模块的立体示意图。
图4B是图4A中导光装置的剖面示意图。
图5至图9是本发明多种实施例中的第一、三微结构的横切面的示意图。
其中，附图标记说明如下：
100、200、300、400光源模块
110、210、310、410导光装置
112a、112b、212线状分光体
312、412锥状分光体
114a、114b、114c、214导光板
514、614、714、814、914导光板
314、414中空环状导光板
114d、214d、314d、414d出光面
114e、214e、314e、414e导光面
114f、214f、314f、414f反射面
120a、120b、220、320、420发光元件
130反射片
140外壳
150基座
114g、314g第一微结构
214g、414g第三微结构
214h、414h出光微结构
116、316、416入光面
S1第一分光部
S2第二分光部
S3、S4分光部
L1光线
P1、P2、P3、P4、P5、P6平面
θ夹角
ω顶角
R1内径
R2外径
E1、E2、E3侧边缘
W宽度
D距离
S3a、316a边缘线
514t、614t、714t、814t、914t沟槽
514i抛物面
614i圆弧面
714i三角形
814i四边形
914i五边形
具体实施方式
本发明的光源模块可应用于灯具或显示器，并且能提供均匀化的光线。详细而言，光源模块可作为天花板灯或台灯等照明灯具，或者是装饰用的艺术灯或具警示功能的警示灯等辅助灯具。此外，光源模块还可用来作为液晶显示器内的背光模块（backlight module）的光源。
在本发明的其中一实施例中，光源模块包括N个发光元件与一个导光装置，而导光装置包括N个线状分光体以及N+1个导光板，其中N为自然数，表示数量，所以发光元件的数量最少可为一个，而导光板的数量最少可为两个。由此可知，发光元件与线状分光体二者的数量相同，而导光板的数量会比发光元件的数量多一个，即导光板的数量也会比线状分光体的数量多一个。
举例而言，请参阅图1A，其为本发明一实施例的光源模块的立体示意图。在图1A所示的实施例中，光源模块100包括一个导光装置110以及两个发光元件120a与120b，而导光装置110也包括两个线状分光体112a与112b以及三个导光板114a、114b与114c。发光元件120a与120b可为同一种类的元件，而发光元件120a与120b二者任一者可以包括多个发光二极管或其它种类的固态发光体。此外，发光元件120a与120b二者可以是光条（lightbar）。
另外，光源模块100可以更包括多片反射片130、一外壳140以及多个基座150，其中这些反射片130、这些基座150、发光元件120a与120b以及导光装置110皆配置在外壳140内，而这些发光元件120a与120b分别装设在这些基座150中。这些反射片130分别配置在导光板114a、114b与114c的上方，以用来反射从导光板114a、114b与114c而来的光线。此外，这些反射片130皆位于这些导光板114a、114b、114c与这些基座150之间。
图1B是图1A中导光装置的立体示意图。请参阅图1A与图1B，在导光装置110中，这些线状分光体112a与112b二者结构与材质皆彼此相同，而这些导光板114a、114b与114c三者结构与材质也皆彼此相同，所以导光板114a、114b与114c三者的折射率也可以彼此相同，其中此折射率的数值可以是大于1.5，小于1.58。
这些线状分光体112a与112b皆为透明的，而导光板114a、114b或114c为一透光板体，其中构成线状分光体112a与112b以及导光板114a、114b与114c的材质可为聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，PMMA，也称为压克力，Acrylic）或玻璃等透明材料。
各个导光板（即导光板114a、114b或114c）皆包括一出光面114d、一导光面114e以及一反射面114f。出光面114d位于导光板114a的一侧，并可为平面或已粗糙化的雾面，且导光面114e位于各个导光板114a、114b或114c相对于出光面114d的另一侧，即导光面114e配置于出光面114d的相对位置。
反射面114f连接于出光面114d的一侧边缘E1，且相对于出光面114d的一特定仰角自出光面114d的一侧边缘E1往上延伸一段距离，其中侧边缘E1的形状实质上为一条直线，且反射面114f并不连接于导光面114e。此外，反射面114f可为平面，并且可以由反射材质所构成或者是表面形成有反射特性的第二微结构或涂料，以使反射面114f能反射光线。
导光面114e的表面上具有多个第一微结构114g，而这些第一微结构114g为彼此互相间隔的条状棱柱体(prism)。在较佳实施例中，各个第一微结构114g的宽度W，也就是第一微结构114g的底部宽度，可以介于5微米至500微米之间，且相邻的第一微结构114g之间的距离D可以小于0.5毫米。本实施例中各个第一微结构114g的宽度W与相邻的第一微结构114g之间的距离D皆仅为举例说明，并非限定本发明
图1C是图1A中其中一个线状分光体112a或112b的侧视示意图。须说明的是，由于这些线状分光体112a与112b二者结构皆彼此相同，而发光元件120a与120b可为同一种类的元件，因此为了使以上线状分光体112a或112b的细部结构可以在图式中清晰呈现，图1C仅绘示线状分光体112a与发光元件120a来作为举例说明。
请参阅图1A至图1C，各个线状分光体112a或112b均具有一入光面116、一第一分光部S1与一第二分光部S2，其中第一分光部S1与第二分光部S2分别自入光面116延伸出来，并分别与一个导光板114a、114b或114c连接，而各个线状分光体112a或112b配置于这些导光板114a、114b与114c其中相邻二者之间。
详细而言，在本实施例中，导光装置110所包括的线状分光体112a与112b的数量为两个，而导光板114a、114b与114c的数量为三个，其中第1个线状分光体112a的第一分光部S1连接第1个导光板114a的导光面114e与反射面114f的邻接处，而第1个线状分光体112a的第二分光部S2连接第2个导光板114b的导光面114e与反射面114f的邻接处。此外，第1个线状分光体112a的第一分光部S1与第二分光部S2凸出于第1个导光板114a与第2个导光板114b的表面。
同理，第2个线状分光体112b的第一分光部S1连接第2个导光板114b的导光面114e与反射面114f的邻接处，而第2个线状分光体112b的第二分光部S2连接第3个导光板114c的导光面114e与反射面114f的邻接处，其中第2个线状分光体112b的第一分光部S1与第二分光部S2凸出于第2个导光板114b与第3个导光板114c的表面。
依此类推，在其它实施例中，当导光装置110所包括的线状分光体（例如线状分光体112a与112b）的数量为N个，而导光板（例如导光板114a、114b与114c）的数量为N+1个时，第i个线状分光体的第一分光部S1连接第j-1个导光板的导光面114e与反射面114f的邻接处，而第i个线状分光体的第二分光部S2连接第j个导光板的导光面114e与反射面114f的邻接处，其中1≤i≤N且2≤j≤N+1。
请参阅图1C，当发光元件120a发出光线L1时，光线L1会从入光面116进入导光板114a的反射面114f，且反射面114f会反射光线L1，并将光线L1反射至位于导光面114e的第一微结构114g。当从反射面114f而来的光线L1入射至第一微结构114g时，第一微结构114g会将光线L1反射至出光面114d，以使光线L1能从出光面114d出射。
同理，发光元件120a也会发出从入光面116进入导光板114b反射面114f的光线L1，且反射面114f会反射光线L1，并将光线L1反射至位于导光面114e的第一微结构114g。当从反射面114f而来的光线L1入射至第一微结构114g时，第一微结构114g会将光线L1反射至出光面114d，以使光线L1能从出光面114d出射。
由此可知，第1个发光元件120a所发出的光线L1经由第1个线状分光体112a进入第1个导光板114a和第2个导光板114b。依此类推，当发光元件（例如发光元件120a与120b）的数量为N个，而线状分光体（例如线状分光体112a与112b）的数量也为N个时，第i个发光元件所发出的光线经由第i个线状分光体进入第j-1个和第j个导光板。
基于上述，光线L1的路径是从入光面116依序经过反射面114f、导光面114e以及出光面114d，而通过此光线L1的路径，光线L1在进入线状分光体112a之后会往位于线状分光体112a相对两侧的导光板114a、114b传递。之后，光线L1会从导光板114a与114b二者的出光面114d出射。如此，导光装置110能使光线L1达到均匀化的效果。
图1D是图1A中其中一个分光体以及与其相连的导光板的侧视示意图，并且仅绘示线状分光体112a与导光板114a来作为举例说明。请参阅图1D，这些第一微结构114g位于一参考平面P1上，且参考平面P1与从出光面114d所延伸的一延伸平面P2之间存有一夹角，其为θ（以下称夹角θ）。各棱柱体（即第一微结构114g）的一顶角为ω（以下称顶角ω）。
为了使光源模块100能产生最佳化均匀面光源，在本发明较佳实施例中，夹角θ可以小于10度，顶角ω可以大于60度，小于120度，而以上θ、ω与n满足以下数学式(1)：
3×sin-1(1/n)>(θ+ω)>1.5×sin-1(1/n)..................(1)
其中n为导光板114a的折射率，其数值可以是大于1.5，小于1.58。
图2是本发明另一实施例的光源模块的侧视示意图，请参阅图2，本实施例中的光源模块200包括一导光装置210以及一发光元件220，其中发光元件220可为前述实施例中的发光元件120a或120b，而导光装置210也包括至少一个线状分光体212以及多个导光板214，其中线状分光体212可为线状分光体112a或112b。导光装置210与前一实施例的导光装置110相似，惟导光装置110与210之间的差异仅在于二者导光板的结构有所不同。
详细述之，各个导光板214皆包括一出光面214d、一导光面214e以及一反射面214f，其中出光面214d、导光面214e以及反射面214f三者的配置方式以及相对位置皆与前述实施例中的出光面114d、导光面114e以及反射面114f相同，于此不再赘述。
然而，导光面214e的表面上不仅具有多个第一微结构114g，且还具有多个第三微结构214g。虽然这些第三微结构214g也为彼此互相间隔的条状棱柱体，但第三微结构214g的结构却不同于第一微结构114g的结构。例如，图2中的第三微结构214g的高度大于第一微结构114g的高度。
另外，出光面214d的表面上具有一些出光微结构214h，且这些出光微结构214h可为彼此互相间隔的条状棱柱体或是圆弧状柱体。当然，如同图1C所示的出光面114d，出光面214d也可以是平面或是雾面。此外，未与导光面214e连接的反射面214f可为曲面，例如是抛物面、圆弧面或是双曲面。不过，必须强调的是，如同前面实施例的反射面114f，反射面214f也可以为平面。
综上所述，由于出光面214d的表面上可具有一些出光微结构214h，或者是出光面214d也可以是平面或是雾面，而未与导光面214e连接的反射面214f可为曲面或平面，因此在此强调，图2仅绘示本发明其中一种实施例，并非用以限定本发明的专利保护范围。
图3A是本发明另一实施例的光源模块的立体示意图，而图3B是图3A中导光装置的剖面示意图。请参阅图3A与图3B，光源模块300包括一导光装置310与一发光元件320，其中导光装置310包括一中空环状导光板314与一中空截顶圆锥状分光体312，而发光元件320配置于中空截顶圆锥状分光体312上。
上述的中空环状导光板314包括一出光面314d、一导光面314e与一反射面314f，其中出光面314d位于中空环状导光板314的一面，而导光面314e位于中空环状导光板314相对于出光面314d之另一面，即导光面314e配置在出光面314d的相对位置。反射面314f连接于出光面314d的一侧边缘E2，且相对于出光面314d的一特定仰角自出光面314d的一侧边缘E2往上延伸一段距离。此外，反射面314f为一曲面（如图3B所示），且不连接于导光面314e。
承上述，导光面314e的表面上具有多个第一微结构314g，而反射面314f可由高反射材质所构成或者是表面形成有高反射特性的第二微结构或是涂料。各个第一微结构314g为彼此互相间隔的环状棱柱体，这些第一微结构314g的宽度W可以介于5微米至500微米之间，且相邻的第一微结构314g之间的距离D可以小于0.5毫米。不过，本实施例中各个第一微结构314g的宽度W与相邻第一微结构314g之间的距离D皆仅为举例说明，并非限定本发明。
中空截顶圆锥状分光体312由圆形的入光面316构成的顶端以及环绕入光面316的分光部S3所构成，而分光部S3顶部的边缘线S3a连接于入光面316的边缘线316a（如图3A所示）。此外，分光部S3底部连接中空环状导光板314的导光面314e与反射面314f的邻接处，且中空截顶圆锥状分光体312凸出于中空环状导光板314。
发光元件320配置在入光面316的上方。当发光元件320发光时，发光元件320所发出的光线从入光面316进入中空截顶圆锥状分光体312内。接着，在中空截顶圆锥状分光体312内的光线被反射面314f反射，从而传递至中空环状导光板314。之后，光线会被第一微结构314g反射，以使光线朝向出光面314d传递，并从出光面314d出射。如此，导光装置310能将发光元件320的光线均匀化。
各个第一微结构314g皆位于一参考平面P3上，且参考平面P3与从出光面314d所延伸的一延伸平面P4之间存有一夹角，其为θ（以下称夹角θ）。各棱柱体(第一微结构314g)的一顶角为ω（以下称顶角ω）。此外，为了使光源模块300能产生最佳的均匀化效果，在本发明较佳实施例中，夹角θ可以小于10度，顶角ω可以大于60度，小于120度，其中θ、ω与n满足以上数学式(1)，而n为中空环状导光板314的折射率，其数值可大于1.5，小于1.58。
图4A是本发明另一实施例的光源模块的立体示意图，而图4B是图4A中导光装置的剖面示意图。请参阅图4A与图4B，光源模块400包括一导光装置410与一发光元件420，其中导光装置410包括一中空环状导光板414与一中空截顶圆锥状分光体412，而发光元件420配置于导光装置410上。
中空环状导光板414包括一出光面414d、一导光面414e以及一反射面414f，其中出光面414d位于中空环状导光板414的一面，而导光面414e位于中空环状导光板414相对于出光面414d之另一面，即导光面414e配置在出光面414d的相对位置。
反射面414f连接于出光面414d的一侧边缘E3，且相对于出光面414d的一特定仰角自出光面414d的一侧边缘E3往上延伸一段距离。在本实施例中，反射面414f可为一平面（如图4B所示），并且不连接于导光面414e。不过，在其它实施例中，反射面414f也可为曲面，例如是抛物面、圆弧面或是双曲面，因此本发明并不限制反射面414f为平面或曲面。另外，反射面414f可由高反射材质所构成或者表面形成有高反射特性的第二微结构或是涂料。
导光面414e的表面上不仅具有多个第一微结构314g，而且还可具有多个第三微结构414g。虽然这些第三微结构414g与这些第一微结构314g都可为互相间隔的环状棱柱体，但是第一微结构314g的结构可以不同于第三微结构414g的结构。例如，图4B中的第三微结构414g的高度大于第一微结构314g的高度。
在本实施例中，各个第一微结构314g的宽度W可以介于5微米至500微米之间。此外，在图4B所示的实施例中，第三微结构414g的宽度可以等于宽度W。
另外，出光面414d的表面上具有多个出光微结构414h，而在本实施例中，这些出光微结构414h可以为互相间隔的环状棱柱体（如图4B所示）或是圆弧状柱体。不过，在其它实施例中，出光面414d也可以是平面或是雾面。所以，图4B所示的出光面414d仅供举例说明，并非限定本发明的专利保护范围。
承上所述，各个第三微结构414g皆位于一参考平面P5上，且参考平面P5与从出光面414d所延伸的一延伸平面P6之间存有一夹角，其为θ（以下称夹角θ）。各棱柱体(第三微结构414g)的一顶角为ω（以下称顶角ω）。为了使光源模块400能产生最佳化均匀面光源，在本发明较佳实施例中，夹角θ可小于10度，顶角ω可大于60度，小于120度，其中θ、ω与n满足以上数学式(1)，而n为中空环状导光板414的折射率，其数值可大于1.5，小于1.58。
中空截顶圆锥状分光体412，具有一环形的入光面416以及分光部S4所构成，并且中空截顶圆锥状分光体412凸出于中空环状导光板414。分光部S4的内径R1从分光部S4的底部朝向环形的入光面416而渐增，而分光部S4的外径R2从环形的入光面416朝向分光部S4的底部而渐增。
特别一提的是，于本发明多种实施例中，例如是在前述图1A至图1D、图2、图3A、图3B、图4A及图4B的实施例中，第一微结构114g与314g、第三微结构214g与414g以及出光微结构214h与414h皆可改为沟槽（trench），且此沟槽的整体光学作用仍与以上第一微结构114g与314g、第三微结构214g与414g或出光微结构214h与414h的整体光学作用相同。沟槽可以是一V形沟、一弧形沟或一多边形沟。V形沟的形状可以是对称或是不对称，而弧形沟的底部可为圆弧面。例如是抛物面、椭圆弧面或者是双曲面，如图5至图9所示。
图5至图9是本发明多种实施例中的微结构的横切面的示意图，其中图5至图9所示的导光板514、614、714、814及914其中任一者可以是导光板114a、114b、114c或214，或者是中空环状导光板314或414。请参阅图5，图5中的导光板514具有多条沟槽514t，而沟槽514t为弧形沟。沟槽514t的横切面为曲面，其例如是抛物面514i，而第一微结构114g与314g、第三微结构214g与414g以及出光微结构214h与414h其中至少一者可更换成沟槽514t。
请参阅图6，图6中的导光板614具有多条沟槽614t，而沟槽614t为弧形沟，其中第一微结构114g与314g、第三微结构214g与414g以及出光微结构214h与414h其中至少一者可以更换成沟槽614t。在图6所示的实施例中，沟槽614t的横切面也为曲面。不过，有别于沟槽514t，沟槽614t的横切面为圆弧面614i，例如是半圆。
请参阅图7，图7中的导光板714具有多条沟槽714t，而沟槽714t为V形沟，其中第一微结构114g与314g、第三微结构214g与414g以及出光微结构214h与414h其中至少一者可以更换成沟槽714t。此外，在图7所示的实施例中，沟槽714t的横切面可以为三角形714i。
请参阅图8，图8中的导光板814具有多条沟槽814t，而沟槽814t为多边形沟，并且沟槽814t底部可以为一平面，其中第一微结构114g与314g、第三微结构214g与414g以及出光微结构214h与414h其中至少一者可以更换成沟槽814t。此外，在图8所示的实施例中，沟槽814t的横切面可以为多边形，其例如图8所示的四边形814i。
请参阅图9，图9中的导光板914具有多条沟槽914t，而沟槽914t为多边形沟，其中第一微结构114g与314g、第三微结构214g与414g以及出光微结构214h与414h其中至少一者可以更换成沟槽914t。在图9所示的实施例中，沟槽914t的横切面也可以为多边形。不过有别于沟槽814t，沟槽914t的横切面为五边形914i。
由此可知，第一微结构114g与314g、第三微结构214g与414g以及出光微结构214h与414h以及出光微结构皆可以改为沟槽514t、614t、714t、814t以及914t（图5至图9所绘示）。此外，各个实施例中的导光面114e、214e、314e以及414e的表面上皆可以具有多个第一微结114g与314g或者是多个第三微结构214g与414g。
各个微结构（如第一微结114g与314g或第三微结构214g与414g）皆为彼此互相间隔的条状柱体或是环状柱体，其中第一微结构114g与第三微结构214g为条状柱体，而第一微结构314g与第三微结构414g为环状柱体，并且这些柱体的型状可以为棱状。另外，本发明实施例中的出光面214d、414d的表面上可具有一些出光微结构214h、414h，且各个出光微结构214h、414h皆为彼此互相间隔的条状柱体或是环状柱体，其中出光微结构214h为条状柱体，而出光微结构414h为环状柱体，并且柱体的形状可以为棱状。
综上所述，在本发明的光源模块中，通过上述导光装置，发光元件所发出的光线从入光面进入，且通过分光部再传递至导光板，并且依序经过导光板的反射面、导光面以及出光面。之后，光线会从导光板的出光面出射。也就是说，通过光线的路径，光线在进入线状或是环状分光体之后会往导光板传递。如此，本发明的导光装置能均匀化发光元件所发出的光线。
以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (28)

1.一种导光装置，其特征在于，该导光装置包括：
N+1个导光板，N为自然数，每一导光板均包括：
出光面，位于该导光板的一侧；
导光面，位于该导光板相对于该出光面的另一侧，且其表面上具有多个导光用的第一微结构；以及
反射面，以相对于该出光面的特定仰角自该出光面的侧边缘往上延伸一段距离，并与该出光面的侧边缘邻接；
N个线状分光体，每一线状分光体均具有入光面、第一分光部与第二分光部，所述第一分光部与第二分光部分别自该入光面延伸出来，其中第i个线状分光体的该第一分光部与该第二分光部分别邻接该第j-1个导光板与该第j个导光板的该导光面与该反射面的邻接处，且凸出于该第j-1个与该第j个导光板面表面，其中1≤i≤N且2≤j≤N+1。
2.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于，所述多个第一微结构为彼此互相间隔的条状棱柱体。
3.如权利要求2所述的导光装置，其特征在于，所述多个条状棱柱体位于参考平面上，而该参考平面与从该出光面所延伸的延伸平面之间存有夹角，该夹角为θ，各该棱柱体的顶角为ω，该板体的折射率为n，其中θ、ω与n满足以下数学式：
3×sin-1(1/n)>(θ+ω)>1.5×sin-1(1/n)。
4.如权利要求3所述的导光装置，其特征在于，该夹角θ小于10度。
5.如权利要求3所述的导光装置，其特征在于，该顶角ω大于60度，且小于120度。
6.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于，每一第一微结构的横切面为半圆、圆弧面或抛物面。
7.如权利要求6所述的导光装置，其特征在于，该导光板的折射率大于1.5，且小于1.58。
8.如权利要求7所述的导光装置，其特征在于，相邻的第一微结构间的间距小于0.5毫米。
9.如权利要求8所述的导光装置，其特征在于，每一第一微结构的宽度介于5微米至500微米之间。
10.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于，该反射面由反射材质所构成或者表面形成有反射特性的第二微结构或涂料。
11.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于，该导光面的表面还包括有多个第三微结构。
12.如权利要求11所述的导光装置，其特征在于，所述多个第三微结构为彼此互相间隔的条状棱柱体。
13.如权利要求12所述的导光装置，其特征在于，每一第三微结构的横切面为三角形、多边形、半圆、圆弧面或抛物面。
14.一种导光装置，其特征在于，该导光装置包括：
中空环状导光板，其包括：
出光面，位于该中空环状导光板的一面；
导光面，位于该中空环状导光板相对于该出光面的另一面，且其表
面具有多个导光用的第一微结构；以及
反射面，以相对于该出光面的特定仰角自该出光面的内环侧边缘往
上延伸一段距离，并与该出光面的侧边缘邻接；以及
中空截顶圆锥状分光体，其由圆形或环形的入光面构成的顶端以及环绕该入光面的分光部所构成，其中该分光部底部与该中空环状导光板的该导光面与该反射面的邻接处邻接。
15.如权利要求14所述的导光装置，其特征在于，所述多个第一微结构为彼此互相间隔的环状棱柱体。
16.如权利要求15所述的导光装置，其特征在于，所述多个环状棱柱体位于参考平面上，而该参考平面与从该出光面所延伸的延伸平面之间存有夹角，该夹角为θ，各该棱柱体的顶角为ω，该板体的折射率为n，其中θ、ω与n满足以下数学式：
3×sin-1(1/n)>(θ+ω)>1.5×sin-1(1/n)。
17.如权利要求16所述的导光装置，其特征在于，该夹角θ小于10度。
18.如权利要求16所述的导光装置，其特征在于，该顶角ω大于60度，且小于120度。
19.如权利要求14所述的导光装置，其特征在于，每一第一微结构的横切面为半圆、圆弧面或抛物面。
20.如权利要求19所述的导光装置，其特征在于，该中空环状导光板的折射率大于1.5，且小于1.58。
21.如权利要求20所述的导光装置，其特征在于，相邻之该等第一微结构间之间距小于0.5毫米。
22.如权利要求21所述的导光装置，其特征在于，每一第一微结构的宽度介于5微米至500微米之间。
23.如权利要求14所述的导光装置，其特征在于，该反射面由反射材质所构成或者表面形成有反射特性的第二微结构或涂料。
24.如权利要求14所述的导光装置，其特征在于，该导光面的表面还包括有多个第三微结构。
25.如权利要求24所述的导光装置，其特征在于，所述多个第三微结构为彼此互相间隔的环状棱柱体。
26.如权利要求25所述的导光装置，其特征在于，每一第三微结构的横切面为三角形、多边形、半圆、圆弧面或抛物面。
27.一种光源模块，其特征在于，该光源模块包括：
如权利要求1~13中任一项所述的导光装置；以及
N个发光元件，分别设置于每一线状分光体的该入光面，使得第i个发光元件所发出的光线经由该第i个线状分光体进入该第j-1个和该第j个导光板。
28.一种光源模块，其特征在于，该光源模块包括：
如权利要求14~26中任一项所述的导光装置；以及
至少一发光元件，设置于该入光面上，使得所述发光元件所发出的光线经由该中空截顶圆锥状分光体进入该中空环状导光板。
CN2012102864343A 2012-04-20 2012-08-13 光源模块及其导光装置 Pending CN103376498A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101114135A TWI475265B (zh) 2012-04-20 2012-04-20 光源模組及其導光裝置
TW101114135 2012-04-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103376498A true CN103376498A (zh) 2013-10-30

Family

ID=47747288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012102864343A Pending CN103376498A (zh) 2012-04-20 2012-08-13 光源模块及其导光装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130279198A1 (zh)
EP (1) EP2653779A3 (zh)
JP (1) JP2013225472A (zh)
CN (1) CN103376498A (zh)
TW (1) TWI475265B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104048263A (zh) * 2014-05-30 2014-09-17 京东方科技集团股份有限公司 光传导装置、背光模组及显示装置
CN105759336A (zh) * 2015-01-05 2016-07-13 颖台科技股份有限公司 直下式导光结构、直下式导光板及直下式背光模块
CN109425925A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 夏普株式会社 导光单元、导光装置和电气设备
CN110319375A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 松下知识产权经营株式会社 照明装置

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9081125B2 (en) 2011-08-08 2015-07-14 Quarkstar Llc Illumination devices including multiple light emitting elements
US9291320B2 (en) 2013-01-30 2016-03-22 Cree, Inc. Consolidated troffer
US9366396B2 (en) 2013-01-30 2016-06-14 Cree, Inc. Optical waveguide and lamp including same
US9625638B2 (en) 2013-03-15 2017-04-18 Cree, Inc. Optical waveguide body
US9690029B2 (en) 2013-01-30 2017-06-27 Cree, Inc. Optical waveguides and luminaires incorporating same
US9869432B2 (en) 2013-01-30 2018-01-16 Cree, Inc. Luminaires using waveguide bodies and optical elements
US9411086B2 (en) 2013-01-30 2016-08-09 Cree, Inc. Optical waveguide assembly and light engine including same
US10436969B2 (en) 2013-01-30 2019-10-08 Ideal Industries Lighting Llc Optical waveguide and luminaire incorporating same
US9442243B2 (en) 2013-01-30 2016-09-13 Cree, Inc. Waveguide bodies including redirection features and methods of producing same
US10400984B2 (en) 2013-03-15 2019-09-03 Cree, Inc. LED light fixture and unitary optic member therefor
US9366799B2 (en) 2013-03-15 2016-06-14 Cree, Inc. Optical waveguide bodies and luminaires utilizing same
US9920901B2 (en) 2013-03-15 2018-03-20 Cree, Inc. LED lensing arrangement
US10379278B2 (en) * 2013-03-15 2019-08-13 Ideal Industries Lighting Llc Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire outdoor and/or enclosed structure LED luminaire having outward illumination
US9645303B2 (en) 2013-03-15 2017-05-09 Cree, Inc. Luminaires utilizing edge coupling
US9798072B2 (en) 2013-03-15 2017-10-24 Cree, Inc. Optical element and method of forming an optical element
US20150177439A1 (en) * 2013-03-15 2015-06-25 Cree, Inc. Optical Waveguide Bodies and Luminaires Utilizing Same
US10502899B2 (en) * 2013-03-15 2019-12-10 Ideal Industries Lighting Llc Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire
US10209429B2 (en) 2013-03-15 2019-02-19 Cree, Inc. Luminaire with selectable luminous intensity pattern
US10436970B2 (en) 2013-03-15 2019-10-08 Ideal Industries Lighting Llc Shaped optical waveguide bodies
EP3273145B1 (en) 2013-07-18 2019-09-04 Quarkstar LLC Luminaire module with multiple light guide elements
TWI507748B (zh) * 2013-12-17 2015-11-11 Inventec Corp 導光結構
CN106154392A (zh) * 2015-04-27 2016-11-23 群创光电股份有限公司 显示设备
US10416377B2 (en) 2016-05-06 2019-09-17 Cree, Inc. Luminaire with controllable light emission
US11719882B2 (en) 2016-05-06 2023-08-08 Ideal Industries Lighting Llc Waveguide-based light sources with dynamic beam shaping
US10119682B2 (en) 2016-07-05 2018-11-06 Philips Lighting Holding B.V. Luminaire having improved uniformity of output
US10024524B2 (en) * 2016-11-04 2018-07-17 Shenzhen Okt Lighting Co., Ltd. Easy-maintaining LED lamp
US10739513B2 (en) 2018-08-31 2020-08-11 RAB Lighting Inc. Apparatuses and methods for efficiently directing light toward and away from a mounting surface
US10801679B2 (en) 2018-10-08 2020-10-13 RAB Lighting Inc. Apparatuses and methods for assembling luminaires
IT202000005545A1 (it) * 2020-03-16 2021-09-16 Beghelli Spa Apparecchio di illuminazione con guida di luce integrata

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070171678A1 (en) * 2006-01-23 2007-07-26 Sung-Kyu Shim Light guiding unit and backlight assembly having the same
CN101344674A (zh) * 2007-07-12 2009-01-14 颖台科技股份有限公司 光学膜片及其制造方法以及应用该光学膜片的背光模块

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4067387B2 (ja) * 2002-11-08 2008-03-26 アルプス電気株式会社 導光材および照明装置
JP3927490B2 (ja) * 2002-12-26 2007-06-06 日本ライツ株式会社 平面照明装置
JP2007329089A (ja) * 2006-06-09 2007-12-20 Yuka Denshi Co Ltd 発光ユニット
GB2443849A (en) * 2006-11-20 2008-05-21 Sharp Kk Backlight and display
JP5279011B2 (ja) * 2008-10-02 2013-09-04 Ｎｅｃカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 照明装置及び電子機器
TWM368093U (en) * 2008-12-26 2009-11-01 Top Victory Invest Ltd Sidelight type backlight module

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070171678A1 (en) * 2006-01-23 2007-07-26 Sung-Kyu Shim Light guiding unit and backlight assembly having the same
CN101344674A (zh) * 2007-07-12 2009-01-14 颖台科技股份有限公司 光学膜片及其制造方法以及应用该光学膜片的背光模块

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104048263A (zh) * 2014-05-30 2014-09-17 京东方科技集团股份有限公司 光传导装置、背光模组及显示装置
CN104048263B (zh) * 2014-05-30 2016-03-09 京东方科技集团股份有限公司 光传导装置、背光模组及显示装置
US9625634B2 (en) 2014-05-30 2017-04-18 Boe Technology Group Co., Ltd. Light conducting device, backlight module and display device
CN105759336A (zh) * 2015-01-05 2016-07-13 颖台科技股份有限公司 直下式导光结构、直下式导光板及直下式背光模块
CN105759336B (zh) * 2015-01-05 2018-12-04 颖台科技股份有限公司 直下式导光结构、直下式导光板及直下式背光模块
CN109425925A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 夏普株式会社 导光单元、导光装置和电气设备
CN110319375A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 松下知识产权经营株式会社 照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2653779A3 (en) 2015-05-06
TWI475265B (zh) 2015-03-01
US20130279198A1 (en) 2013-10-24
EP2653779A2 (en) 2013-10-23
TW201344263A (zh) 2013-11-01
JP2013225472A (ja) 2013-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103376498A (zh) 光源模块及其导光装置
US10422939B2 (en) Waveguide having unidrectional illuminance
US9829689B2 (en) Light guide for modifying a light distribution pattern
CN101883994B (zh) 照明用透镜、发光装置、面光源和液晶显示装置
US9322970B2 (en) Optical system for coupling light from point light sources into a flat light guide
WO2010058554A1 (ja) 光学素子および発光装置
JP5306799B2 (ja) 光学素子および発光装置
WO2010044190A1 (ja) 光学素子および発光装置
JP6629601B2 (ja) 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置
KR20160138984A (ko) 다중 광원을 갖는 비대칭적 터닝 필름
JP5118617B2 (ja) 照明用レンズ、発光装置、面光源および液晶ディスプレイ装置
TWI404893B (zh) 無導光板之led發光構造
US9222646B2 (en) Luminous flux control member, light emitting apparatus, and illuminating apparatus
US20140092628A1 (en) Illumination device
CN102588876A (zh) 透镜和具有该透镜的照明装置
JP2010186142A (ja) 照明用レンズ、発光装置、面光源および液晶ディスプレイ装置
US10705381B2 (en) Light-emitting device, planar light source device and display device
US11036036B2 (en) Optical device for modifying light distribution
KR20150137959A (ko) 보조 광학 소자 및 광원 모듈
TWI414835B (zh) 導光板及背光模組
JP2012150317A (ja) 照明用レンズおよび照明装置
JP2017027706A (ja) 面状照明装置、及び光学機器
US9945535B2 (en) Luminaire including a geometric solid having two geometric solid portions
US20180073690A1 (en) Luminaire including light emitting diodes and an anti-glare material
TWI554725B (zh) lighting device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20131030