CN103388776A - 背光模块 - Google Patents

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Abstract

一种背光模块，其包括腔体、底反射片、多个光源以及多个透镜。腔体具有一底面及一侧表面，底反射片配置于腔体内且位于底面上。多个光源配置于腔体内且位于底反射片的上方，各光源设置邻近于侧表面并用以分别提供一光线。多个透镜配置于光线的传递路径上，各透镜具有背面、位于背面上的凹陷以及出光表面，凹陷具有一入光面，各光源对应于各透镜且邻近所述凹陷设置，其中各光线经过透镜之后被区分为传递方向不同的多个光束，且这些光束照射于底反射片上。

Description

背光模块
技术领域
本发明涉及一种面光源，且特别涉及一种背光模块。
背景技术
随着显示技术的进步，平面显示器已成为显示器的主流，并取代了传统阴极射线管（cathode ray tube,CRT）的地位。在平面显示器中，又以液晶显示器（liquid crystal display,LCD）最受消费者的广泛使用。一般的液晶显示器主要可由背光模块与液晶面板所构成。由于液晶面板本身不会发光，因此需背光模块提供显示所需的光源。
一般而言，已知的背光模块可区分为直下式背光模块与侧边入光式背光模块。以侧边入光式背光模块为例，其一般是利用光线于导光板（lightguide plate,LGP）内全反射的原理使光源所发出的光线传递到导光板内，再利用导光板底部的网点或微结构破坏光线全反射，进而让光线从导光板的出光面均匀地出射。
然而，具有导光板的侧边入光式背光模块仍面临许多待改善的问题。举例来说，由于导光板的组装过程难以避免刮痕（scratch）或碎屑的产生，而刮痕与碎屑会使背光模块中产生亮点或暗点，进而导致良率的降低。此外，随着显示器的尺寸增加，导光板的尺寸必须伴随着增加，而大尺寸的导光板面临了制造成本高以及重量过重等问题。
承上所述，如何降低背光模块的制造成本以及重量，显然已成为制造者急需解决的问题之一。
发明内容
本发明提供一种背光模块，其能够减少导光板的使用且可提供良好的正向辉度。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为实现上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提出一种背光模块，其包括腔体、底反射片、多个光源以及多个透镜。腔体具有一底面及一侧表面。底反射片配置于腔体内且位于底面上。多个光源配置于腔体内且位于底反射片的上方，多个光源邻近于侧表面，各光源用于分别提供一光线。多个透镜配置于光线的传递路径上，各透镜具有背面、位于背面上的凹陷以及出光表面，凹陷具有一入光面，各光源对应于各透镜且邻近凹陷设置，其中各光线经过透镜之后被区分为传递方向不同的多个光束，且这些光束照射于底反射片上。
在本发明的一实施例中，上述的部分传递方向平行于光源的光轴，而其余部分传递方向不平行于此光轴。
在本发明的一实施例中，上述的各透镜分别对应于光源中的多个。
在本发明的一实施例中，上述的各透镜分别对应于光源的其中之一。
在本发明的一实施例中，上述传递方向不同的光束在底反射片的照射区域相互重叠。
在本发明的一实施例中，上述的各光源的光轴位于一参考平面上，而各光线经过透镜之后，部分光束的传递方向平行于参考平面，且其余部分光束的传递方向不平行于参考平面。
在本发明的一实施例中，上述的各透镜包括第一部分以及第二部分。第一部分汇聚部分光线以提供第一光束，而第二部分反射并汇聚其余部分光线以提供第二光束。
在本发明的一实施例中，上述的各透镜包括第一部分、第二部分以及第三部分。第一部分汇聚一部分光线以提供第一光束，第二部分反射并汇聚另一部分光线以提供第二光束，而第三部分反射并汇聚又一部分光线以提供第三光束。
在本发明的一实施例中，上述的光束倾斜地照射于底反射片上。
在本发明的一实施例中，上述的底反射片位于腔体中央的厚度大于底反射片位于远离腔体中央的厚度。
在本发明的一实施例中，上述的底反射片为曲面，曲面位于腔体中央的曲率半径小于曲面远离腔体中央的曲率半径。
在本发明的一实施例中，上述的各光源对应的各透镜与侧表面之间具有倾斜角。
在本发明的一实施例中，上述的倾斜角约为tan-1(h0/w0)，其中h0为腔体的高度，w0为腔体的宽度的一半。
在本发明的一实施例中，上述的侧表面沿着腔体的高度方向设有第一排多个光源及第二排多个光源，且第一排多个光源位于第二排多个光源的上方。
在本发明的一实施例中，上述的第一排多个光源照射于底反射片的区域相对于第二排多个光源照射于底反射片的区域远离侧表面。
在本发明的一实施例中，上述的第一排多个光源对应的各透镜不同于第二排多个光源对应的各透镜。
在本发明的一实施例中，上述的第一排多个光源具有第一光轴，第二排多个光源具有第二光轴，第一排多个对应的各透镜的背面与出光表面对称于第一光轴，第二排多个光源对应的各透镜的背面与出光表面不对称于第二光轴。
在本发明的一实施例中，上述的背光模块还包括侧反射片，侧反射片与底反射片的边缘邻接以环绕光源与透镜。
在本发明的一实施例中，上述的背光模块的侧反射片为镜面反射片。
在本发明的一实施例中，上述的背光模块还包括顶反射片，顶反射片配置于底反射片的上方以覆盖光源与透镜，其中顶反射片定义出一出光开口。
在本发明的一实施例中，上述的背光模块还包括扩散片，扩散片配置于底反射片的上方。
在本发明的一实施例中，上述的背光模块的扩散片包括朝向腔体中凸起的曲面。
在本发明的一实施例中，上述的腔体具有相对于底面的一出光面，配置于底反射片上方的扩散片配置于邻近腔体的出光面。
在本发明的一实施例中，上述配置于底反射片上方的扩散片配置于底面上且位于底反射片上。
综上所述，由于本发明的实施例的背光模块无须采用导光板，因此背光模块在重量上以及制造成本上具有竞争优势。
附图说明
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
图1A为本发明的一实施例的背光模块的示意图。
图1B为图1A的背光模块沿着剖面线P-P’的剖面示意图。
图2A为图1B的光源及透镜的局部放大图。
图2B为图2A的透镜于另一侧所呈现的局部放大图。
图3A为图2B沿着剖面线A-A’的剖面示意图。
图3B为图2B沿着剖面线B-B’的剖面示意图。
图4A为图3A的光源及透镜所呈现的光线传递示意图。
图4B为图4A的光束传递于底反射片的示意图。
图5为本发明的另一实施例的背光模块的剖面示意图。
图6A为图5的透镜的局部放大图。
图6B为图5的光源及透镜另一侧所呈现的局部放大图。
图7A为图6A沿着剖面线A-A’的剖面示意图。
图7B为图6A沿着剖面线B-B’的剖面示意图。
图8为图7A的光源及透镜所呈现的光线传递示意图。
图9A为另一实施例的光源及透镜的局部放大图。
图9B为图9A的透镜另一侧所呈现的局部放大图。
图10A为图9B沿着剖面线A-A’的剖面示意图。
图10B为图9B沿着剖面线B-B’的剖面示意图。
图11A为本发明的另一实施例的背光模块的示意图。
图11B为本发明的另一实施例的背光模块的局部放大示意图。
图11C为本发明的另一实施例的背光模块的局部放大示意图。
图12A为本发明的另一实施例的背光模块的示意图。
图12B为图12A的背光模块的剖面示意图。
图13A为本发明的另一实施例的背光模块的剖面示意图。
图13B为本发明的另一实施例的背光模块的剖面示意图。
图13C为本发明的另一实施例的背光模块的剖面示意图。
图13D为本发明的另一实施例的背光模块的剖面示意图。
图13E为本发明的另一实施例的背光模块的剖面示意图。
【主要元件符号说明】
100A、100B、100D、100E、100F、100G、100H、100I、100J：背光模块
110：腔体
120、121、122、123：底反射片
124、170、172：扩散片
130、130a、130b：光源
132：光线
134、136、138、134’、136’、138’：光束
140、140B、140C、140D、140D’、140-1、140-2：透镜
140a、140a’：第一部分
140b、140b’：第二部分
140c’：第三部分
142、142B、142C：背面
142t、142t’：切平面
144、144B、144C：凹陷
144a、144a’、145a’’：第一入光面
144b、144b’、144b’’：第二入光面
146、146B、146C：出光表面
146a：邻近参考平面的出光表面
146a’：偏离参考平面的出光表面
152、154：侧反射片
160：顶反射片
171：微结构
a’、a’’、b’、b’’、C’、C’’：箭头
x’、x’’：轴心
O1、O2：点
r：曲率半径
u：方向
w1、w2、w2’：照射区域
A-A’、B-B’、P-P’：剖面线
C、Ca、Cb：光轴
D1-D3、D1’-D3’：传递方向
H1、H2、Ha、Hb：参考平面
L1、L3、L4、L3’’、L4’’：高度
L2：宽度
N：法线
S1：出光面
S2：底面
S3：第一侧表面
S4：第二侧表面
θ1：倾斜角
θ1’：夹角
x：x轴
x’：轴心
y：x轴
z：z轴
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1A为本发明的一实施例的背光模块的立体示意图，而图1B为图1A的背光模块沿着剖面线P-P’的剖面示意图。请参照图1A与图1B，本实施例的背光模块100A包括腔体110、底反射片120、多个光源130以及多个透镜140。腔体110具有出光面S1、相对出光面S1的底面S2以及连接出光面S1与底面S2的侧表面，侧表面包含第一侧表面S3和第二侧表面S4，其中第二侧表面S4位于第一表面S3的对面，而底反射片120配置于腔体110内的底面S2上。在图1A与图1B中，虽然是以多个光源130及多个透镜140为例进行说明，然而，本实施例不限定光源及透镜的个数。本领域技术人员可以视产品的实际设计需求调整背光模块100A中所使用的光源及透镜的数量。此外，在图1A与图1B实施例中，多个光源130设置于第一侧表面S3和第二侧表面S4，但本发明不限于此，在其它实施例中，多个光源130也可仅设置于第一侧表面S3或设置于其它侧表面。
光源130用于提供光线132，其中光源130具有光轴C，而光线132可沿着光源130的光轴C自光源130射出。光源130配置于腔体110内且邻近于侧表面，且位于底反射片120的上方。底反射片120例如是白反射片。如图1B所示，光源130例如配置于腔体110的第一侧表面S3和第二侧表面S4，且各光源130分别对应于一个透镜140。在本实施例中，光源130例如是设置于印刷电路板上的发光二极管（light-emitting diode,LED）晶片、发光二极管封装(LED package)或是其它适当的点光源。然而，在其它实施例中，光源130亦可以是冷阴极荧光灯管（cold cathode fluorescent lamp,CCFL）或其它适当的光源。
请参照图1B，各个透镜140配置于所对应的光线132的传递路径上。详细而言，透镜140配置于腔体110内且位于底反射片120的上方，且透镜140与光源130的光轴C位于参考平面H1，其中透镜140具有出光表面146、背面142以及形成于背面142的凹陷144。此外，透镜140可将光源130所射出的光线132形成多个传递方向不同的光束134、136及138，且将这些光束134、136及138导引至底反射片120以被底反射片120导引至出光面S1的正向（即沿着平行于出光面S1的法线N方向）。在此，以光束134、136及138为例进行说明，但本发明不限于此。于本实施例中，透镜140与腔体110的侧表面(如第一侧表面S3和/或第二侧表面S4)之间可具有倾斜角θ1，其中倾斜角θ1接近于tan-1(h0/w0)的角度，其中h0为腔体110的高度L1，w0为腔体110的宽度L2的一半。如图1B的实施例所示，腔体110的宽度L2为垂直于第一侧表面S3方向上的腔体110的尺寸(即图1B的第一侧表面S3和第二侧表面S4之间的距离)。举例来说，腔体110的高度L1约为30毫米，宽度L2约为440毫米（即宽度L2的一半约为220毫米），其中倾斜角θ1约为7.7度。进一步地说，倾斜角θ1与光束134、136及138照射于底反射片120的照射区域有关，亦即平行于光轴C的光束（例如光束134）与底反射片120之间的夹角θ1’约为倾斜角θ1。因此，若欲使设置于第一侧表面S3上的光源130的平行于光轴C的光束照射于底反射片120上的照射区域越远离第一侧表面S3，则透镜140与腔体110的第一侧表面S3之间的倾斜角θ1就越小。本实施例可通过调控倾斜角θ1的大小，来调控光束通过透镜140而导引至底反射片120的照射区域，且可使光束可聚集至反射片120的中央。如此一来，本实施例的背光模块100A可具有较佳的正向辉度（即沿着平行于出光面S1的法线N方向上所量测到的辉度）。
图2A为图1B的光源及透镜的局部放大图。图2B为图2A的光源及透镜于另一侧所呈现的局部放大图。图3A为图2B的光源及透镜沿着剖面线A-A’的剖面示意图。图3B为图2B的光源及透镜沿着剖面线B-B’的剖面示意图。为了便于说明光源及透镜的结构的方向，在此于图3A与图3B中定义出一直角坐标系，包括互相垂直的x轴、y轴及z轴。x轴平行于光源130的光轴C，x-y平面平行于参考平面H1，y-z平面平行于背面142邻近光源130处的部分的切平面142t，其中切平面142t相切于背面142且切平面142t的法线（未示出）平行于光轴C。
请参照图3A与图3B，背面142与出光表面146可为自由曲面或抛物面。在图3A及3B实施例中，沿着光轴C来看透镜140的出光表面146可呈一八边形。如图3A所示，背面142从切平面142t往出光表面146延伸且远离参考平面H1，因此其形状呈锥状(taper)。邻近参考平面H1的背面142较靠近切平面142t。邻近参考平面H1的出光表面146a是朝向远离切平面142t的方向凸出，而偏离参考平面H1的出光表面146a’在x轴方向上相对于出光表面146凸出的出光表面146a较靠近切平面142t。此外，如图3B所示，邻近光轴C的背面142越邻近光轴C的部分越靠近切平面142t，而出光表面146形成一朝向远离切平面142t的方向凸出的抛物面，且出光表面146所凸出的方向对应于凹陷144。如图3A与图3B所示，凹陷144具有入光面，其中入光面包含第一入光面144a和第二入光面144b，光源130所发出的光束由第一入光面144a和第二入光面144b进入透镜140。第一入光面144a位于光源130的前方，而第二入光面144b为凹陷144的侧表面。在此实施例中，第一入光面144a可由柱状表面所构成，而第二入光面144b可由椭圆锥表面所构成，其中形成第一入光面144a的柱状表面的轴心x’与光轴C可相交于点O1，而形成第一入光面144a的柱状表面的曲率半径r大于凹陷144的高度L3的一半，其中高度L3为第一入光面144a与第二入光面144b相交于x-z平面上的长度。在此实施例中，凹陷144的高度L3约为光源130的高度L4的2至3倍，曲率半径r约为光源130的高度L4的1.6至2倍，其中高度L4为光源130在z轴上的最大长度。在此实施例中，高度L3为凹陷144的最小高度。形成第二入光面144b的椭圆锥表面的椎心轴（未示出）位于光轴C上。在此实施例中，第一入光面144a由柱状表面所构成，而第二入光面144b由椭圆锥表面所构成，在此几何形状交互搭配下，凹陷144可提升光线132进入透镜140的入光效率。在本实施例中，背面142与出光表面146在图3B所示方向上的设计，使透镜140可将光线132汇聚成束。此外，背面142与出光表面146在图3A所示方向上的设计，使光线132被透镜140所汇聚的光束可在底反射片120（示出于图1B）上有足够的重叠。在一实施例，背面142与出光表面146的曲率设计上，使光线132在图3A所示方向（垂直方向即z轴）上的汇聚能力大于图3B所示方向（水平方向即y轴）上的汇聚能力。由此，本实施例的透镜140可使传递至底反射片120（示出于图1B）的光束均匀化。
图4A为图2A的光源130及透镜140所呈现的光线传递示意图。请参照图4A，本实施例的透镜140在背面142、凹陷144以及出光表面146的相互搭配之下，可使从光源130所射出的光线132被区分为传递方向D1-D3的多个光束134、136及138，其中每个传递方向D1-D3可不相同，且部分传递方向D1可平行于光轴C，而其它部分传递方向D2及D3可不平行于光轴C。在此，以传递方向D1-D3以及对应的光束134、136及138为例进行说明，但本发明不限于此。
具体而言，本实施例的透镜140可包括第一部分140a以及第二部分140b，例如在图4A中以虚线区分第一部分140a及第二部分140b为例进行说明。第一部分140a汇聚部分光线132以提供部分光束134，而第二部分140b反射并汇聚部分光线132以提供光束136及138。此外，光束134沿着传递方向D1传递，而传递方向D1平行于光源130的光轴C。光束136沿着传递方向D2传递，而光束138沿着传递方向D3传递，且传递方向D2及D3不平行于光源130的光轴C。
图4B为图4A的光束传递于底反射片120的示意图。请参照图4B，这些传递方向不同的光束134、136及138在底反射片120的照射区域w1、w2及w2’相互重叠。详细而言，透镜140的第一部分140a可将部分光线132汇聚以提供平行于光轴C的光束134，而照射区域w1即是光束134照射于底反射片120上的位置。透镜140的第二部分140b可将部分光线132汇聚以提供不平行于光轴C的光束136及138，而照射区域w2、w2’分别为光束136及138照射于底反射片120上的位置。此外，本实施例可通过调整透镜140的背面142、凹陷144以及出光表面146（示出于图4A）的曲率，使透镜140的第一部分140a与第二部分140b汇聚光线132的程度不同，进而使光束134、136及138于底反射片120上的照射区域w1、w2及w2’的重叠程度够大。由此，背光模块100A可提供可具有较佳均匀性的正向辉度。
为了使背光模块100A具有较高的正向辉度，如图1B所示，本实施例的背光模块100A可在腔体110中选择性地配置侧反射片152及154，其中侧反射片152及154与底反射片120的边缘邻接以环绕光源130与透镜140。需要说明的是，本实施例中所称的侧反射片152及154环绕光源130与透镜140，不须侧反射片环绕于光源130与透镜140的上下左右前后各方向，如图1B所示，只要侧反射片152及154在光源130和透镜140后方和下方，即属于侧反射片152及154环绕光源130与透镜140。在本实施例中，侧反射片152可配置于底面S2，而侧反射片154可配置于腔体110的侧表面（如图1B实施例，侧反射片154可配置于第一侧表面S3和第二侧表面S4），其中侧反射片152及154例如是具有镜面反射特性的镜面反射片，例如银反射片（silver reflector）。在图1B实施例，由于光源130配置于第一侧表面S3和第二侧表面S4旁，邻近第一侧表面S3和第二侧表面S4的光线易于漫射（scatter reflection）而产生出光面S1边缘较亮的情况，因此配置的侧反射片152及154可减少光线132在腔体110的侧表面S3或和第二侧表面S4产生漫射的机率，进而避免背光模块100A出光面S1边缘过亮的情况。因此，背光模块100A可具有较佳的辉度均匀度。在图1B实施例中，光源130设置于第一侧表面S3和第二侧表面S4，因此侧反射片154可配置于第一侧表面S3和第二侧表面S4，在其它实施例中，如光源130仅设置在邻近第一侧表面S3，则侧反射片154可配置于第一侧表面S3即可。
另外，如图1B所示，本实施例的背光模块100A可在腔体110中选择性地配置顶反射片160于底反射片120的上方以覆盖光源130与透镜140，其中顶反射片160定义出背光模块100A的出光开口。在本实施例中，顶反射片160可配置于出光面S1，且配置于透镜140与出光面S1之间，其中顶反射片160例如是白反射片(white reflector)或银反射片。顶反射片160可避免背光模块100A在邻近第一侧表面S3和第二侧表面S4之处有过亮情况(当光源130设置在第一侧表面S3和第二侧表面S4时)，以提升光线132于出光面S1上的出光均匀度。此外，背光模块100A可在腔体110中选择性地在顶反射片160上配置扩散片170，藉以提升从出光面S1离开的光线132的均匀性。此外，扩散片170可具有多个微结构171，例如为圆锥状结构、棱镜结构或柱状结构。微结构171可进一步使背光模块100A提升正向辉度，以及控制正向辉度的均匀度。
图5为本发明的另一实施例的背光模块的剖面示意图。请参照图5，本实施例的背光模块100B与图1A的背光模块100A类似，两者的差异在于，在本实施例的背光模块100B中，透镜140B与腔体110的第一侧表面S3和第二侧表面S4之间不具有倾斜角。也就是说，透镜140B的背面142B的切平面142t’平行于第一侧表面S3和第二侧表面S4，其中切平面142t’切于背面142B邻近光源130处且切平面142t’的法线（未示出）平行于光轴C。
图6A为图5的透镜140B的局部放大图。图6B为图5的光源130及透镜140B于另一侧所呈现的局部放大图。图7A为图6A沿着剖面线A-A’的剖面示意图。图7B为图6A沿着剖面线B-B’的剖面示意图。
在图7A中，透镜140B在光轴C的两侧为一非对称结构，其中背面142B、出光表面146B、以及凹陷144B的第一入光面144a’和第二入光面144b’可为贝兹曲线（Bézier曲线）所构成的表面。具体来说，出光表面146B的一凸出面是朝向偏离光轴C的方向凸出(如箭头a’在出光表面146B上所指的位置)，且位于光轴C两侧的背面142B以及凹陷144B的第二入光面144b’都为非对称的表面。此外，在图7B中，邻近光轴C的出光表面146B（如箭头b’所指的位置）朝向远离切平面142t’的方向凸出，而偏离光轴C的出光表面146B（如箭头C’所指的位置）为平面。
图8为图7A的光源130及透镜140B的光线传递示意图。请参照图8，本实施例的透镜140B在背面142B、凹陷144B以及出光表面146B的相互搭配之下，可使从光源130所射出的光线132被区分为多个传递方向D1’-D3’的多个光束134’、136’及138’，其中每个传递方向D1’-D3’可不相同。在此，以传递方向D1’-D3’以及对应的光束134’、136’及138’为例进行说明，但本发明不限于此。
具体而言，本实施例的透镜140B可包括第一部分140a’、第二部分140b’及第三部分140c’，例如在图8中以虚线区分第一部分140a’、第二部分140b’及第三部分140c’为例进行说明。如图8所示，第一部分140a’汇聚部分光线132以提供部分光束134’。第二部分140b’反射并汇聚部分光线132以提供光束136’。第三部分140c’反射并汇聚部分光线132以提供光束138’。此外，光束134’沿着传递方向D1’传递，光束136’沿着传递方向D2’传递，而光束138’沿着传递方向D3’传递。在本实施例中，传递方向D1’-D3’不平行于光源130的光轴C。另外，由于透镜140B的背面142B、凹陷144B以及出光表面146B是由贝兹曲线所构成的非对称表面，因此透镜140B与侧表面（如示出于图5的第一侧表面S3和第二侧表面S4）之间可不具有倾斜角，而透镜140B也可将光线132区分为多个光束134’、136’、138’并透过底反射片120（示出于图5）以导引至正向。换言之，背光模块100B的光源130的光轴C可垂直于腔体110的侧表面（如图5的第一侧表面S3和第二侧表面S4），且背光模块100B同样可具有较佳的正向辉度。此外，背光模块100B的其它构件的配置关系、用途与功效等与图1B中的背光模块100A的构件相似，故于此不再赘述。
图9A为另一实施例的光源130及透镜140C的局部放大图。图9B为图9A的透镜于另一侧所呈现的局部放大图。图10A为图9B沿着剖面线A-A’的剖面示意图。图10B为图9B沿着剖面线B-B’的剖面示意图。请参照图9A至图10B，本实施例的透镜140C与图1A的透镜140类似，两者的差异在于，在本实施例中，从光轴C的方向看透镜140C的出光表面146C可为圆形或椭圆形。透镜140C的背面142C、出光表面146C、以及凹陷144C可为由贝兹曲线所构成的表面。
请参照图9A至图10B，靠近光轴C的出光表面146C为贝兹曲线所构成的的凸面（如箭头a’’所示），而其余的出光表面146C为平面（如箭头C’’所示），且背面142C与出光表面146C分别为对称的表面。此外，凹陷144C可由第一入光面145a’’和第二入光面144b’’所构成，在此实施例中第一入光面145a’’由圆球表面所构成，而第二入光面144b’’由椭圆锥表面所构成。具体而言，形成第一入光面145a’’的圆球表面的轴心x’’与光轴C可相交于点O2，而形成第一入光面145a’’的圆球表面的曲率半径r可大于凹陷144C的高度L3’’的一半，其中高度L3’’为形成第一入光面145a’’的圆球表面与形成第二入光面144b’’的椭圆锥表面144b’’相交于x-z平面上的距离。于此实施例中，凹陷144C的高度L3’’约为光源130的高度L4’’的2至3倍，曲率半径r约为光源130的高度L4’’的1.6至2倍，其中高度L4’’为光源130于z轴上的最大长度。形成第二入光面144b’’的椭圆锥表面的椎心轴（未示出）位于光轴C上。在本实施例中，透镜140C可将光源130所射出的光线132形成多个传递方向不同的光束，且将这些光束导引至底反射片120以被底反射片120导引至出光面S1（示出于图1B）的正向。在另一实施例中，第一入光面145a’’和第二入光面144b’’亦可为由贝兹曲线所构成的表面。此外，背光模块100B的其它构件的配置关系、用途与功效等与图1B中的背光模块100A的构件相似，故于此不再赘述。
图11A为本发明的另一实施例的背光模块的示意图。图11B为图11A的背光模块的局部放大图。请参照图11A与图11B，本实施例的背光模块100D与图1A的背光模块100A类似，两者的差异在于，在本实施例的背光模块100D中，每个透镜140D可对应于多个光源130。进一步地说，这些光源130各自的光轴C以及分别所对应的透镜140D位于参考平面H2。因此各光源130的光线经过透镜140D之后，可被区分为传递方向不同的多个光束，其中部分光束的传递方向平行于参考平面H2。在图11A中以每个透镜140D对应三个光源130为例进行说明，但每个透镜140D所对应的光源130数目不限于此。本领域技术人员可以视产品的实际设计需求调整每个透镜140D的所对应的光源130的数量，或者可将多个透镜制成为一体以对应多个光源（如图11C所示的透镜140D’）。此外，背光模块100D的其它构件的配置关系、用途与功效等与图1B中的背光模块100A的构件相似，故于此不再赘述。
图12A为本发明的另一实施例的背光模块的示意图。图12B为图12A的背光模块的剖面示意图。请参照图12A与12B，本实施例的背光模块100E与图1A的背光模块100A类似，两者的差异在于，本实施例的背光模块100E可沿着垂直于底反射片120的方向（即沿腔体110高度方向），在腔体110的第一侧表面S3和第二侧表面S4上配置多个光源130a、130b以及多个透镜140-1、140-2。多个光源130a和其对应的多个透镜140-1位于多个光源130b和其对应的多个透镜140-2的上方。透镜140-1与透镜140-2照射到底反射片120的区域不一样但有部分重叠。在此实施例中，透镜140-1照射到底反射片120偏中央的区域，透镜140-2照射到底反射片120邻近侧表面的区域（即第一侧表面S3上的透镜140-1照射至底反射片120的区域较第一侧表面S3上的透镜140-2照射至底反射片120的区域远离第一侧表面S3；第二侧表面S4上的透镜140-1照射至底反射片120的区域较第二侧表面S4上的透镜140-2照射至底反射片120的区域远离第二侧表面S4），如此一来，更可有效地控制背光模块100E的正向辉度及均匀度。此外，光源130a与130b的数量为多个，且分别沿着方向u排列，且各个透镜140位于光源130a与130b分别的光轴Ca与Cb上。换言之，光源130a的光轴Ca以及所对应的透镜140-1位于参考平面Ha，而光源130b的光轴Cb以及所对应的透镜140-2位于参考平面Hb。如此一来，各个光源130a及130b所发出的光线皆可照射底反射片120并被均匀地反射至正向，因此，背光模块100E可具有较佳的正向辉度及均匀度。在图12A实施例中，透镜140-1和透镜140-2可以为相同形式，也可以为不同形式。当透镜140-1和透镜140-2为不同形式，透镜140-1的形式为如图9A与图10A所示（即背面与出光表面分别为对称的表面），而透镜140-2的形式如图6A与图7A所示（光轴C的两侧为一非对称结构，即位于光轴C的上半部的背面142B的长度大于位于光轴C的下半部的背面142B的长度)。此外，背光模块100E的其它构件的配置关系、用途与功效等与图1B中的背光模块100A的构件相似，故于此不再赘述。
图13A为本发明的另一实施例的背光模块的剖面示意图。请参照图13A，本实施例的背光模块100F与图1B的背光模块100A类似，两者的差异在于，在本实施例的背光模块100F中，底反射片121为一曲面，例如是由圆曲面或抛物面所构成的曲面，越接近腔体110中央的底反射片121的曲率半径越小，越往腔体110外侧的底反射片121的曲率半径越大，或者越往腔体110外侧的底反射片121的表面越接近一平面。在此实施例中，底反射片121可使光线132更有效地被导引至正向，使光线132从正向离开的出光效率提升。因此，通过调整底反射片121的曲率半径，背光模块100F可具有较佳的正向辉度。当然，底反射片121的表面也可以由多个与底面S2形成不同倾斜角度的平面拼接而成。举例来说，如图13B的背光模块100G以及图13C的背光模块100H，底反射片123可为一由多个平面所构成的表面。类似地，底反射片122可使光线132更有效地被导引至正向，因此，背光模块100F-100H可具有较佳的正向辉度。参照图13A和图13B，在其它实施例中，也可以是底反射片121、122位于腔体中央的部分的厚度大于底反射片121、122位于远离腔体中央的部分的厚度。
另外，本发明另可在腔体110配置多个扩散板或扩散片。图13D为本发明的另一实施例的背光模块的剖面示意图。请参照图13D，本实施例的背光模块100I与图1B的背光模块100A类似，两者的差异在于，在本实施例的背光模块100I在腔体110的出光面S1配置扩散片172，扩散片172位于底反射片120与扩散片170之间。其中扩散片172具有朝向腔体110中凸起的曲面。详细而言，越接近腔体110中央的扩散片172的曲率半径越小，而越往腔体110外侧的扩散片172的曲率半径越大，或者越往腔体110外侧的扩散片172的表面越接近一平面。如此一来，非平行于出光面S1的法线方向传递（未示出）的光线入射于扩散片172后可改变行径方向，进而增加背光模块100I的正向出光效率。
如图13E所示，在此实施例的背光模块100J中，扩散片124配置于底反射片120上。扩散片124具有朝向腔体110中凸起的曲面，并且越接近腔体110中央的扩散片124的曲率半径越小，而越往腔体110外侧的扩散片124的曲率半径越大，或者越往腔体110外侧的扩散片124表面越接近一平面。如此一来，扩散片124可使光线更均匀地被导引至正向。当然，本实施例可选择性地配置扩散片124于底反射片120上，或选择性地配置扩散片172于出光面S1，藉此背光模块110I或110J可具有较佳的正向辉度以及均匀性。
综上所述，在本发明的背光模块中，底反射片配置于腔体内，且多个透镜配置于光源的光线的传递路径上。因此，在这些透镜与底反射片的相互搭配下，光线经过这些透镜之后可被区分为传递方向不同的多个光束，而底反射片可接着将光束导引至正向。藉此，背光模块可提供具有较佳均匀性的正向辉度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明的范围，即大凡依本发明权利要求及发明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。另外，本说明书或申请专利范围中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (24)

1.一种背光模块，包括：一腔体，一底反射片，多个光源，以及多个透镜，
所述腔体，具有一底面及一侧表面，
所述底反射片，配置于所述腔体内且位于所述底面上，
所述多个光源，配置于所述腔体内且位于所述底反射片的上方，所述多个光源设置邻近于所述侧表面，各所述光源适于分别提供一光线，
所述多个透镜，配置于所述光线的传递路径上，各所述透镜具有一背面、一位于所述背面上的一凹陷以及一出光表面，所述凹陷具有一入光面，各所述光源对应于各所述透镜且邻近所述凹陷设置，其中各所述光线经过对应的这些透镜之后被区分为传递方向不同的多个光束，且这些光束照射于所述底反射片上。
2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，部分这些传递方向平行于所述光源的一光轴，而其余部分这些传递方向不平行于所述光轴。
3.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各所述透镜分别对应于这些光源中的多个。
4.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各所述透镜分别对应于这些光源的其中之一。
5.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，传递方向不同的这些光束在所述底反射片的照射区域相互重叠。
6.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各所述光源的所述光轴位于一参考平面上，而各所述光线经过这些透镜之后，部分这些光束的传递方向平行于所述参考平面，且其余部分这些光束的传递方向不平行于所述参考平面。
7.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各所述透镜包括一第一部分以及一第二部分，所述第一部分汇聚部分所述光线以提供这些光束的其中之一，而所述第二部分反射并汇聚其余部分所述光线以提供其余光束。
8.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各所述透镜包括一第一部分、一第二部分以及一第三部分，所述第一部分汇聚一部分所述光线以提供一第一光束，所述第二部分反射并汇聚另一部分所述光线以提供一第二光束，而所述第三部分反射并汇聚又一部分所述光线以提供一第三光束。
9.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，这些光束倾斜地照射于所述底反射片上。
10.如权利要求9所述的背光模块，其特征在于，所述底反射片位于所述腔体中央的厚度大于所述底反射片位于远离所述腔体中央的厚度。
11.如权利要求10所述的背光模块，其特征在于，所述底反射片为一曲面，所述曲面位于所述腔体中央的曲率半径小于所述曲面远离所述腔体中央的曲率半径。
12.如权利要求9所述的背光模块，各所述光源对应的各所述透镜与所述侧表面之间具有一倾斜角。
13.如权利要求12所述的背光模块，其特征在于，所述倾斜角约tan-1(h0/w0)，其中h0为所述腔体的高度，w0为所述腔体的宽度的一半。
14.如权利要求12所述的背光模块，所述侧表面沿着所述腔体的所述高度方向设有一第一排这些光源及一第二排这些光源，且所述第一排这些光源位于所述第二排这些光源的上方。
15.如权利要求14所述的背光模块，所述第一排的这些光源照射于所述底反射片的区域相对于所述第二排的这些光源照射于所述底反射片的区域远离所述侧表面。
16.如权利要求14所述的背光模块，其特征在于，所述第一排这些光源对应的各所述透镜不同于所述第二排这些光源对应的各所述透镜。
17.如权利要求16所述的背光模块，其特征在于，所述第一排这些光源具有一第一光轴，所述第二排这些光源具有一第二光轴，所述第一排这些光源对应的各所述透镜的所述背面与所述出光表面对称于所述第一光轴，所述第二排这些光源对应的各所述透镜的所述背面与所述出光表面不对称于所述第二光轴。
18.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，还包括一侧反射片，所述侧反射片与所述底反射片的边缘邻接以环绕这些光源与这些透镜。
19.如权利要求18所述的背光模块，其特征在于，所述侧反射片为镜面反射片。
20.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，还包括一顶反射片，所述顶反射片配置于所述底反射片的上方以覆盖这些光源与这些透镜，其中所述顶反射片定义出一出光开口。
21.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，还包括一扩散片，所述扩散片配置于所述底反射片的上方。
22.如权利要求21所述的背光模块，其特征在于，所述扩散片包括朝向所述腔体中凸起的一曲面。
23.如权利要求21所述的背光模块，其特征在于，所述腔体具有相对于所述底面的一出光面，所述扩散片配置于邻近所述腔体的所述出光面。
24.如权利要求21所述的背光模块，其特征在于，所述扩散片配置于所述底面上且位于所述底反射片上。
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