CN104019398A - 环形发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环形发光装置，其包括一导光单元及一发光单元；导光单元具有一环形导光体及多个彼此分离且连接于环形导光体的圆弧形导光体，每一个圆弧形导光体具有一入光面；发光单元包括多个彼此分离且被环形导光体所围绕的发光元件，每一个发光元件面向相对应的入光面；其中，环形导光体沿着一第一圆形轨迹延伸，多个发光元件沿着一第二圆形轨迹排列，每一个圆弧形导光体的两相反末端分别相切于第一圆形轨迹及第二圆形轨迹。本发明弥补了现有技术中环形光源无法达到均匀出光的缺陷，能够使得环形发光装置所发出的光源均匀出光。

Description

环形发光装置

技术领域

本发明有关于一种环形发光装置，尤指一种能够实现均匀发光的环形发光装置。

背景技术

现今环形光源的应用非常广泛，例如汽车的后车灯、汽车的仪表板或是各式电子产品的操作面板的背光模组等。一般来说，现今常见的环形光源的多是由多个发光二极管与一导光圈所组成，而该些发光二极管对应设置于导光圈的下方，以直接将光束导入导光圈中，而使导光圈发亮，以形成环形光源。然而，此种环形光源在实际应用中，存在有多种缺失，例如使用者容易直接看到由发光二极管所产生的亮点或是亮线，且各发光二极管间的区域容易产生暗区，而产生环形光源的各区域的亮度不均匀的问题。再者，发光二极管所射出的光束，透过导光圈的折射，而产生的折射光，在使用者观看时，容易发生眩光的问题。进一步来说，以直下式的LED架构而言，其直下式架构通常会较厚。相关资料可参阅台湾专利证书号M460230所介绍的将多个发光二极管设置于完整圆环状导光圈下方的结构，以及台湾专利证书号M431282与台湾专利公开号201122369所介绍的非完整无缺口圆环状导光圈的结构。

因此，如何提供一种能够使得环形发光装置所发出的光源能够均匀出光，不会具有发光二极管所发出的光源经过导光圈后会产生亮点或是亮线的问题，以克服上述的缺失，已然成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中环形光源无法达到均匀出光的缺陷，提供一种能够使得环形发光装置所发出的光源能够均匀出光的环形发光装置。

本发明是通过下述技术方案解决上述技术问题的：

本发明的其中一实施例提供一种环形发光装置，其包括一导光单元及一发光单元；所述导光单元具有一环形导光体及多个彼此分离且连接于所述环形导光体的圆弧形导光体，其中每一个所述圆弧形导光体具有一入光面；所述发光单元包括多个彼此分离且被所述环形导光体所围绕的发光元件，其中每一个所述发光元件面向相对应的所述入光面；其中，所述环形导光体沿着一第一圆形轨迹延伸，多个所述发光元件沿着一第二圆形轨迹排列，每一个所述圆弧形导光体的两相反末端分别相切于所述第一圆形轨迹及所述第二圆形轨迹。

本发明更于另一实施方式提供一种环形发光装置，在上述环形发光装置中，多个所述圆弧形导光体分别沿着多个第三圆形轨迹延伸，每一个所述第三圆形轨迹与所述第一、二圆形轨迹分别相切于一第一相切点及一第二相切点，所述圆弧形导光体连接于相对应的所述第三圆形轨迹的所述第一相切点与所述第二相切点之间。

承前所述，本发明于又一实施方式提供一种环形发光装置，在上述环形发光装置中，所述第一圆形轨迹与所述第二圆形轨迹具有相同的圆心，所述第一圆形轨迹、所述第二圆形轨迹及所述第三圆形轨迹三者的关系符合下列公式：R3＝(R1+R2)/2，其中R1为所述第一圆形轨迹的半径，R2为所述第二圆形轨迹的半径，R3为所述第三圆形轨迹的半径。

此外，本发明于再一实施方式中，提出上述环形导光体具有一内环绕表面及一外环绕表面，环形导光体的内环绕表面及外环绕表面之间的距离定义为一第一径宽，其中每一个圆弧形导光体具有一内圆弧形表面及一外圆弧形表面，圆弧形导光体的内圆弧形表面及外圆弧形表面之间的距离定义为一第二径宽。

由此，本发明可于一实施方式中，定义R1＝r1或R1＝r1+w1，r1为第一圆形轨迹的圆心至内环绕表面的距离，w1为第一径宽。并进一步于另一实施方式中，定义当R1＝r1时，第一圆形轨迹位于内环绕表面上，当R1＝r1+w1时，第一圆形轨迹位于外环绕表面上。

或者，本发明亦可于一实施方式中，定义R2＝r2或R2＝r2±(w2/2)，r2为第二圆形轨迹的圆心至发光元件的中心的距离，w2为第二径宽。并进一步于另一实施方式中，定义当R2＝r2时，第二圆形轨迹通过多个发光元件的中心；当R2＝r2+(w2/2)时，第二圆形轨迹内切于外圆弧形表面；当R2＝r2-(w2/2)时，第二圆形轨迹内切于内圆弧形表面。

更或者，本发明可于一实施方式中，定义多个圆弧形导光体等间隔地从环形导光体的内环绕表面向内延伸，多个发光元件等间隔地排列在第二圆形轨迹上。

本发明的积极进步效果在于：本发明实施例所提供的环形发光装置通过“环形导光体沿着一第一圆形轨迹延伸，多个发光元件沿着一第二圆形轨迹排列，每一个圆弧形导光体的两相反末端分别相切于第一圆形轨迹及第二圆形轨迹”，以达到提供无亮(暗)带的均匀环状光源的功效。

附图说明

图1为本发明实施例的立体示意图。

图2为本发明实施例的上视示意图。

图3为本发明实施例各个轨迹线之间关系的示意图。

图4为本发明实施例的使用状态示意图。

附图标记说明

环形发光装置      E

导光单元          1

环形导光体      11

内环绕表面      111

外环绕表面      112

圆弧形导光体      12

入光面            121

内圆弧形表面      122

外圆弧形表面      123

发光单元      2

发光元件      21

第一圆形轨迹           C1

第一圆形轨迹的半径     R1

第一圆形轨迹的圆心     O1

第二圆形轨迹           C2

第二圆形轨迹的半径     R2

第二圆形轨迹的圆心     O2

第三圆形轨迹           C3

第三圆形轨迹的半径     R3

第三圆形轨迹的圆心     O3

第一相切点             T1

第二相切点             T2

第一径宽               w1

第二径宽               w2

距离                   r1

距离                   r2

手表                   H

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例说明本发明所揭露“环形发光装置”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。本发明的附图仅为简单说明，并非依实际尺寸描绘，亦即未反应出相关构成的实际尺寸，先予说明。以下的实施方式系进一步详细说明本发明的相关技术内容，但并非用以限制本发明的技术范畴。

首先，请参阅图1至图3所示，图1为本发明实施例的立体示意图，图2为本发明实施例的上视示意图，图3为本发明实施例各个轨迹线之间关系的示意图。本发明实施例提供一种环形发光装置E，其包括一导光单元1及一发光单元2，通过导光单元1所形成的形状，可以将发光单元2所产生的光源均匀的分布在导光单元1上。举例来说，以本发明实施例而言，导光单元1可具有一环形导光体11及多个彼此分离且连接于环形导光体11的圆弧形导光体12，而每一个圆弧形导光体12都具有一入光面121，发光单元2可以包括多个彼此分离且被环形导光体11所围绕的发光元件21。由此，每一个发光元件21所产生的光源都可以面向其所相对应的入光面121，使得发光元件21所产生的光源可以通过圆弧形导光体12的导引，以将该些光源导入至环形导光体11中，同时产生一均匀的光纹，然本发明不以此为限。进一步来说，导光单元1的材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)或玻璃等可透光的材料，较佳地可以是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)。另外，环形导光体11及圆弧形导光体12可通过塑料射出工艺一体成型的制作，此举可避免圆弧形导光体12与环形导光体11间存在段差所造成的亮点，或圆弧形导光体12与环形导光体11间接合面所造成的光损。当然，在大尺寸应用中，因为尺寸上的考虑，射出模具制作不易，宜改用大型平面导光板裁切成所述导光单元1，或将圆弧形导光体12与环形导光体11分别制造出来后再加工接合的方式为之。

接着，多个发光元件21可以设置于一基板(图未示)上，本实施例的附图是以五个发光元件21为例。其中，发光元件21可以是包含至少一个发光二极管，该发光二极管的形式、外观及其所发出的光束颜色，可以依据实际应用加以选择，于此不多加限制。具体而言，发光元件21的数量设计是考虑到令环形导光体11形成足够且均匀的光纹所需的光线强度。举例来说，为了引进足够亮度的光线，可将多个发光元件21及圆弧形导光体12设置于环形导光体11内。当然，视选用的发光元件21的功率强度变化，所需发光元件21的数量亦可随之调整。

较佳地，可以使各个圆弧形导光体12的入光面121的表面积等于发光元件21的发光面的截面积，以有效地提升发光元件21所发出的光束的利用率。其中，发光元件21可以是包含至少一个发光二极管，例如可以是表面黏着型发光二极管(surface-mount device light-emitting diode,SMD LED)、炮弹型发光二极管(dual In-line package light-emitting diode,DIP LED)等，于此不多加限制；又，如是利用炮弹型发光二极管，则可以是于各个圆弧形导光体12的入光面121，对应设计有可容置发光二极管的封装体的凹槽(图未示)，以使该发光二极管所发出的光束，直接进入各个圆弧形导光体12中。

进一步来说，设置于基板(图未示)上的各个发光元件21所发出的光束的颜色，可以是相同或不相同，举例来说，可以是由五个设置于基板(图未示)上的发光元件21分别可发出不相同的颜色光束。又，在其他应用中，导光单元1所发出的颜色，亦可以是透过改变导光单元1本身的颜色，以改变原本发光元件21射入环形导光体11的光束的颜色。举例来说，透过导光单元1本身所呈现出来的颜色，藉以即可使用相对亮度较强的发光二极管，而同时又达到环形导光体11所欲呈现的颜色的功效。例如，可以是使用相对亮度较高的白光发光二极管，而使环形导光体11为红色的透光材质，藉以可使环形导光体11发出高亮度的红光，以改善直接使用相对亮度较低的红光发光二极管，而将导致导光单元1整体亮度较低的问题。

接着，请同时参阅图2及图3所示，以本发明实施例来说，环形导光体11可沿着一第一圆形轨迹C1延伸，多个发光元件21可沿着一第二圆形轨迹C2排列，而每一个圆弧形导光体12的两相反末端分别相切第一圆形轨迹C1及第二圆形轨迹C2。为了进一步说明第一圆形轨迹C1及第二圆形轨迹C2与每一个圆弧形导光体12之间的关系，请配合图3所示，多个圆弧形导光体12可分别沿着多个第三圆形轨迹C3延伸，每一个第三圆形轨迹C3与第一圆形轨迹C1、第二圆形轨迹C2分别相切于一第一相切点T1及一第二相切点T2，而每一个圆弧形导光体12都分别连接于相对应的第三圆形轨迹C3上的第一相切点T1与第二相切点T2之间。因此，由图3可以了解，第一圆形轨迹C1与第二圆形轨迹C2具有相同的圆心(O1,O2)，而每一个不同的第三圆形轨迹C3的圆心O3则会随着第一圆形轨迹C1与第二圆形轨迹C2而改变，每一个第三圆形轨迹C3的圆心O3可以以第一圆形轨迹C1的圆心及第二圆形轨迹C2的圆心(O1,O2)为中心点，而沿着第一圆形轨迹C1的圆心O1及第二圆形轨迹C2的圆心O2依序排列。具体来说，第三圆形轨迹C3内切于第一圆形轨迹C1上，第二圆形轨迹C2内切于第三圆形轨迹C3上，然本发明不以此为限。举例来说，每一个圆弧形导光体12的两相反末端也可以沿着所对应的第三圆形轨迹C3延伸，而圆弧形导光体12的两相反末端分别相交于第一圆形轨迹C1及第二圆形轨迹C2。此外，也可以是圆弧形导光体12沿着所对应的第三圆形轨迹C3延伸，且与第一圆形轨迹C1及第二圆形轨迹C2分别相切于一第一相切点T1及一第二相切点T2上，而圆弧形导光体12的两相反末端分别相交于第一圆形轨迹C1及第二圆形轨迹C2上。

以本发明实施例而言，第一圆形轨迹C1、第二圆形轨迹C2及第三圆形轨迹C3三者的关系符合下列公式：R3＝(R1+R2)/2，其中R1为第一圆形轨迹C1的半径，R2为第二圆形轨迹C2的半径，R3为第三圆形轨迹C3的半径。由此，第二圆形轨迹C2的半径是可浮动的，也就是说每一个圆弧形导光体12的大小将会随着第一圆形轨迹的半径R1及第二圆形轨迹的半径R2而有所改变。

进一步来说，环形导光体11可具有一内环绕表面111及一外环绕表面112，环形导光体11的内环绕表面111及外环绕表面112之间的距离定义为一第一径宽w1。每一个圆弧形导光体12可具有一内圆弧形表面122及一外圆弧形表面123，圆弧形导光体12的内圆弧形表面122及外圆弧形表面123之间的距离定义为一第二径宽w2。举例来说，第一径宽w1的距离可以与第二径宽w2的距离相同或不同。由此，多个圆弧形导光体12可等间隔地从环形导光体11的内环绕表面111向内延伸，多个发光元件21可等间隔地排列在第二圆形轨迹C2上。

值得一提的是，由于每一个圆弧形导光体12的大小将会随着第一圆形轨迹的半径R1及第二圆形轨迹的半径R2而有所改变。由此，第一圆形轨迹C1的半径R1的关系可符合下列公式：R1＝r1或R1＝r1+w1，亦或是可以符合r1<R1<r1+w1的公式，其中，r1为第一圆形轨迹C1的圆心O1至内环绕表面111的距离，w1为第一径宽的距离。举例来说，当R1＝r1时，第一圆形轨迹C1可位于环形导光体11的内环绕表面111上，当R1＝r1+w1时，第一圆形轨迹C1可位于环形导光体11的外环绕表面112上。

接着，进一步来说，第二圆形轨迹C2的半径R2的关系可符合下列公式：R2＝r2或R2＝r2±(w2/2)，亦或是可以符合r2-(w2/2)<R2<r2+(w2/2)的公式，其中，r2为第二圆形轨迹C2的圆心至发光元件21的中心的距离，w2为第二径宽的距离。举例来说，当R2＝r2时，第二圆形轨迹C2通过多个发光元件21的中心；当R2＝r2+(w2/2)时，第二圆形轨迹C2会与环形导光体11的外圆弧形表面123相切，即第二圆形轨迹C2内切于外圆弧形表面123；当R2＝r2-(w2/2)时，第二圆形轨迹C2会与环形导光体11的内圆弧形表面122相切，即第二圆形轨迹C2内切于内圆弧形表面122。

请参阅图4所示，图4为本发明实施例的使用状态示意图。本发明实施例可以应用于时钟等具有环形外观的产品上。举例来说，可应用于一手表H的外围，通过本发明实施例所提供的环形发光装置E，可在手表H周围形成一均匀的光纹，然本发明不以此为限。申言之，本发明实施例所提供的环形发光装置E也可以应用于其他产品上，例如洗衣机之开关或计算机电视屏幕支架上。

〔实施例的可能功效〕

综上所述，本发明的有益效果可以在于，通过本发明所提供的环形发光装置E，可通过环形导光体11沿着一第一圆形轨迹C1延伸，多个发光元件21沿着一第二圆形轨迹C2排列，而每一个圆弧形导光体12的两相反末端分别相切于第一圆形轨迹C1及第二圆形轨迹C2的特征，由此达到提供无亮(暗)带之均匀环状光源的功效。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种环形发光装置，其特征在于，其包括：

一导光单元，所述导光单元具有一环形导光体及多个彼此分离且连接于所述环形导光体的圆弧形导光体，其中每一个所述圆弧形导光体具有一入光面；以及

一发光单元，所述发光单元包括多个彼此分离且被所述环形导光体所围绕的发光元件，其中每一个所述发光元件面向相对应的所述入光面；

其中，所述环形导光体沿着一第一圆形轨迹延伸，多个所述发光元件沿着一第二圆形轨迹排列，每一个所述圆弧形导光体的两相反末端分别相切于所述第一圆形轨迹及所述第二圆形轨迹。

2.如权利要求1所述的环形发光装置，其特征在于，多个所述圆弧形导光体分别沿着多个第三圆形轨迹延伸，每一个所述第三圆形轨迹与所述第一、二圆形轨迹分别相切于一第一相切点及一第二相切点，所述圆弧形导光体连接于相对应的所述第三圆形轨迹的所述第一相切点与所述第二相切点之间。

3.如权利要求1所述的环形发光装置，其特征在于，所述第一圆形轨迹与所述第二圆形轨迹具有相同的圆心，所述第一圆形轨迹、所述第二圆形轨迹及所述第三圆形轨迹三者的关系符合下列公式：R3＝(R1+R2)/2，其中R1为所述第一圆形轨迹的半径，R2为所述第二圆形轨迹的半径，R3为所述第三圆形轨迹的半径。

4.如权利要求3所述的环形发光装置，其特征在于，所述环形导光体具有一内环绕表面及一外环绕表面，所述环形导光体的所述内环绕表面及所述外环绕表面之间的距离定义为一第一径宽，其中每一个所述圆弧形导光体具有一内圆弧形表面及一外圆弧形表面，所述圆弧形导光体的所述内圆弧形表面及所述外圆弧形表面之间的距离定义为一第二径宽。

5.如权利要求4所述的环形发光装置，其特征在于，R1＝r1或R1＝r1+w1，r1为所述第一圆形轨迹的所述圆心至所述内环绕表面的距离，w1为所述第一径宽。

6.如权利要求5所述的环形发光装置，其特征在于，当R1＝r1时，所述第一圆形轨迹位于所述内环绕表面上，当R1＝r1+w1时，所述第一圆形轨迹位于所述外环绕表面上。

7.如权利要求4所述的环形发光装置，其特征在于，R2＝r2或R2＝r2±(w2/2)，r2为所述第二圆形轨迹的所述圆心至所述发光元件的中心的距离，w2为所述第二径宽。

8.如权利要求7所述的环形发光装置，其特征在于，当R2＝r2时，所述第二圆形轨迹通过多个所述发光元件的中心；当R2＝r2+(w2/2)时，所述第二圆形轨迹内切于所述外圆弧形表面；当R2＝r2-(w2/2)时，所述第二圆形轨迹内切于所述内圆弧形表面。

9.如权利要求4所述的环形发光装置，其特征在于，多个所述圆弧形导光体等间隔地从所述环形导光体的所述内环绕表面向内延伸，多个所述发光元件等间隔地排列在第二圆形轨迹上。