CN104049296A - 导光板及光源模组 - Google Patents

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CN104049296A CN201410307822.4A CN201410307822A CN104049296A CN 104049296 A CN104049296 A CN 104049296A CN 201410307822 A CN201410307822 A CN 201410307822A CN 104049296 A CN104049296 A CN 104049296A
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Abstract

本发明实施例公开了一种导光板及光源模组。本发明实施例的导光板包含主体及复数个微结构；主体包含入光面及出光面连接入光面；微结构布设于出光面上，且包含第一光学面、第二光学面、第三光学面及第四光学面；第一光学面相对入光面倾斜，并与出光面连接而形成第一夹角；第二光学面相对入光面倾斜；第二光学面与出光面形成第二夹角；第三光学面连接出光面、第一光学面及第二光学面，且第三光学面与出光面形成第三夹角；第四光学面相对第三光学面并且连接出光面、第一光学面及第二光学面；第四光学面与出光面形成第四夹角。

Description

导光板及光源模组
技术领域
本发明是有关于一种导光元件，且特别是有关于一种导光板及光源模组。
背景技术
一般使用在背光模块的导光板具有入光面、出光面以及反射面。光源所提供的光线由导光板的入光面进入导光板中，由导光板的出光面射出。另一种使用在灯具上的导光板则具有两个相对的出光面。光源所提供的光线在进入导光板后则分别从两个出光面射出。而且，在导光板的出光面上通常会设有横向的V形结构，以使得光线在进入导光板内部后能够更均匀地混合。
然而，此种横向的V形结构具有较高的指向性。如此一来，将使得导光板的出光面产生亮暗纹或热点(hotspot)，而影响导光板的光学外观。
发明内容
因此，本发明的一目的是在提供一种导光板及光源模组，其是利用导光板的主体上所设置的微结构的形状变化、角度设计、高度或深浅变化、以及排列方式，来改变光线由导光板射出后的出光角度及光指向性，进而可提高导光板的出光效率以及外观的均匀性。
本发明的另一目的是在提供一种导光板及光源模组，其透过搭配在导光板的主体上的微结构与靠近导光板入光处的混光结构，可改善现有技术中的导光板在入光侧出现明显亮暗纹而导致外观不均匀的问题，进而可有效提升导光板的光学效果。
根据本发明的上述目的，提出一种导光板。此导光板包含主体以及复数个微结构。主体包含入光面以及出光面，且出光面连接入光面。微结构布设于出光面上，且每一个微结构包含第一光学面、第二光学面、第三光学面以及第四光学面。第一光学面相对入光面倾斜，并与出光面连接而形成第一夹角。第二光学面相对入光面倾斜，其中第二光学面与出光面形成第二夹角。第三光学面连接出光面、第一光学面以及第二光学面，且第三光学面与出光面形成第三夹角。第四光学面相对第三光学面并且连接出光面、第一光学面及第二光学面。第四光学面与出光面形成第四夹角。
依据本发明的一实施例，上述的每一微结构的第一光学面与第二光学面互相连接而形成一脊线，且脊线实质平行于入光面的边缘。
依据本发明的另一实施例，上述的每一个微结构更包含顶面。顶面连接第一光学面、第二光学面、第三光学面以及第四光学面，且顶面连接第一光学面或第二光学面的边缘是实质平行于入光面的边缘。
依据本发明的又一实施例，上述的每一顶面为平面或弧面。
依据本发明的再一实施例，上述的每一个第三光学面是由至少二个光学面单元所组成，且每一个光学面单元为平面或弧面。
依据本发明的再一实施例，上述的每一个第四光学面是由至少二个光学面单元所组成，且每一个光学面单元为平面或弧面。
依据本发明的再一实施例，上述的每一个微结构为凸状部或凹陷部。
依据本发明的再一实施例，上述的导光板更包含复数个混光结构，布设在出光面上并且靠近入光面。
依据本发明的再一实施例，上述的混光结构为点状结构。
依据本发明的再一实施例，上述的混光结构为条状结构，且混光结构是由出光面靠近入光面的一侧沿着出光面远离入光面的另一侧的方向延伸。
依据本发明的再一实施例，上述的每一个混光结构的宽度是从靠近入光面的一端到远离入光面的另一端逐渐减少。
依据本发明的再一实施例，上述的每一个混光结构为凸状部或凹陷部。
依据本发明的再一实施例，上述的混光结构是由出光面靠近入光面的一侧朝出光面远离入光面的另一侧的方向延伸一长度，此长度占主体的总长度的比值为0.5％至10％，包含端点值。
依据本发明的再一实施例，上述的混光结构与微结构之间具有空白部。空白部的长度占主体的总长度的比值为0％至5％，包含5％端点值，不包含0％端点值。
依据本发明的再一实施例，上述的混光结构是连接至微结构。
依据本发明的再一实施例，上述的主体更包含一表面相对出光面，且此表面上设有复数个光学微结构。
依据本发明的再一实施例，上述的光学微结构为点状结构、条状结构或与微结构相同的结构。
依据本发明的再一实施例，上述的第三夹角与第四夹角为-45度至45度，包含端点值。
依据本发明的再一实施例，上述的第一夹角与第二夹角的其中较小者是面向入光面，其中较大者是背向入光面。
根据本发明的上述目的，另提出一种光源模组。此光源模组包含前述的导光板以及光源。光源是邻设入光面。
依据本发明的一实施例，上述的微结构排列形成复数个微结构列，每一个微结构列具有排列密度，且这些排列密度随着微结构列与光源的距离增加而增加。
依据本发明的另一实施例，上述的微结构排列形成复数个微结构列，相邻的二微结构列之间具有间距，且这些间距随着微结构列与光源的距离增加而减少。
依据本发明的又一实施例，上述的微结构的尺寸随着微结构与光源的距离增加而增加。
依据本发明的再一实施例，上述的微结构是沿着光源所发出的光呈发散方向排列。
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，所附图式的说明如下：
图1是表示依照本发明第一实施方式的一种导光板的结构示意图；
图2是表示沿着图1的A-A剖面线剖切的一种微结构的示意图；
图3是表示依照本发明第一实施方式的一种微结构的立体示意图；
图4A是表示依照本发明第一实施方式的另一种微结构的立体示意图；
图4B是表示依照本发明第一实施方式的又一种微结构的立体示意图；
图5A是表示依照本发明第二实施方式的一种微结构的立体示意图；
图5B是表示依照本发明第二实施方式的另一种微结构的立体示意图；
图6是表示依照本发明第三实施方式的一种微结构的立体示意图；
图7是表示依照本发明第四实施方式的一种微结构的立体示意图；
图8是表示依照本发明第一实施方式的另一种导光板的侧视图；
图9是表示依照本发明第五实施方式的一种导光板的结构示意图；
图10是表示沿着图9的B-B剖面线剖切的一种微结构的示意图；
图11是表示依照本发明第六实施方式的一种导光板的结构示意图；
图12是表示依照本发明第七实施方式的一种导光板的结构示意图；
图13是表示依照本发明第一实施方式的一种导光板的上视图；
图14A至图14D是分别表示依照本发明一实施方式的不同排列方式的微结构示意图。
其中，图中各标示为：100-导光板；100a-导光板；120-主体；122-入光面；124-出光面；126-表面；126a-光学微结构；140-微结构；141-第一光学面；142-第二光学面；143-第三光学面；143a-光学面单元；143b-光学面单元；144-第四光学面；144a-光学面单元；144b-光学面单元；145-脊线；160-光源；180-混光结构；190-空白部；200-微结构；201-第三光学面；202-第四光学面；220-微结构；221-第三光学面；221a-光学面单元；221b-光学面单元；221c-光学面单元；222-第四光学面；222a-光学面单元；222b-光学面单元；222c-光学面单元；300-微结构；301-顶面；320-微结构；321-第三光学面；321-顶面；322-第三光学面；322a-光学面单元；322b-光学面单元；322c-光学面单元；323-第四光学面；323a-光学面单元；323b-光学面单元；323c-光学面单元；400-微结构；401-顶面；500-微结构；501-顶面；502-第三光学面；503-第四光学面；600-导光板；640-微结构；641-第一光学面；642-第二光学面；643-第三光学面；644-第四光学面；700-导光板；780-混光结构；800-导光板；880-混光结构；α-第一夹角；α1-第一夹角；α2-第一夹角；β-第二夹角；β1-第二夹角；β2-第二夹角；θ-第三夹角；ψ-第四夹角；D1-宽度；D2-宽度；H-高度；L-光线；L1-长度；L2-长度；W-宽度。
具体实施方式
请参照图1，其是表示依照本发明第一实施方式的一种导光板的结构示意图。本实施方式的导光板100是可应用于背光模块或灯具上。导光板100可包含主体120以及复数个微结构140。微结构140设置在主体120上。透过微结构140的设置，可调整导光板100的光学趋势，并可提升导光板100的出光外观的均匀性。
在导光板100中，主体120可为透光板或其他等效的透光件。主体120主要包含入光面122以及出光面124。出光面124连接入光面122。光源160可设置在入光面122旁，且光源160所产生的光线可由入光面122进入导光板100。
请同时参照图1及图2，其中图2表示沿着图1的A-A剖面线剖切的一种微结构的示意图。在本实施例中，每一个微结构140是设置在出光面124上，且可为凸出于出光面124的凸状部。而且，每一个微结构140包含第一光学面141、第二光学面142、第三光学面143以及第四光学面144。第一光学面141相对入光面122倾斜，并与出光面124连接而形成第一夹角α。第二光学面142连接出光面124与第一光学面141。第二光学面142同样相对入光面122倾斜，并与出光面124形成第二夹角β。其中，第一光学面141与第二光学面142互相连接的处为脊线145，且此脊线145实质平行于入光面122的边缘。此外，第一夹角α及第二夹角β的角度可根据导光板100所搭配的光学膜片不同而有不同的设计。而且，第一光学面141与第二光学面142是相对入光面122倾斜，故调整第一夹角α及第二夹角β可改变光线由导光板100射出后的出光角度及光指向性，进而提升导光板100的出光效率以及外观的均匀性。此外，每一个微结构140的形状也会随着其宽度W、第一夹角α及第二夹角β的角度变化而改变，且每一个微结构140的顶端至出光面124的垂直高度H也会随着第一夹角α及第二夹角β调整有所改变。
请继续参照图1及图2，在一些实施例中，导光板100包含相对出光面124的表面126。此表面126可为反射面或出光面。当导光板100运用在背光模块中时，表面126可为反射面。在其他实施例中，若导光板100运用在灯具时，表面126可为出光面。
请参照图1及图3，图3是表示依照本发明第一实施方式的一种微结构的立体示意图。第三光学面143主要连接出光面124、第一光学面141以及第二光学面142。而且，第三光学面143与出光面124之间具有第三夹角θ。第四光学面144相对第三光学面143。而且，第四光学面144连接出光面124、第一光学面141及第二光学面142。第四光学面144与出光面124之间具有第四夹角ψ。如图3所示，在本实施例中，第三光学面143包含光学面单元143a及143b，且第四光学面144包含光学面单元144a及144b。第三光学面143与第四光学面144主要是用来改变进入微结构140的光线L的光扩散角度。因此，调整第三夹角θ及第四夹角ψ可改变整体微结构140的集光程度。在一些实施例中，第三夹角θ与第四夹角ψ可为-45度至45度。
在图3所示实施例中，微结构140的第三光学面143与第四光学面144分别是由两个光学面单元所组成。而在一些实施例中，微结构140可有不同于上述实施例的设计。请参照图4A，其是表示依照本发明第一实施方式的另一种微结构的立体示意图。在本实施例中，微结构200的结构大致上与前述实施例的微结构140相同，差异仅在于微结构200的第三光学面201以及第四光学面202为单一平面。而且，微结构200的第一光学面141和出光面间的第一夹角α1及第二光学面142和出光面间的第二夹角β1与微结构140的第一夹角α及第二夹角β不同。
请一并参照图4B，其是表示依照本发明第一实施方式的又一种微结构的立体示意图。在本实施例中，微结构220的结构大致上与前述实施例的微结构140相同，差异仅在于微结构220的第三光学面221是由三个光学面单元221a、221b及221c所组成，且第四光学面222是由三个光学面单元222a、222b及222c所组成。欲陈明者，不论第三光学面143、201及221或第四光学面144、202及222是分别由两个平面、单一平面或三个平面所组成，皆具有改变光扩散角度的功能。
在本发明中，微结构140、200及220皆呈角锥状。其中，在一些实施例中，微结构200可有不同于上述实施例的设计。请参照图5A，其是表示依照本发明第二实施方式的一种微结构的立体示意图。在本实施例中，微结构300的结构大致上与前述实施例的微结构200相同，差异仅在于微结构300更包含顶面301，且此顶面301连接第一光学面141、第二光学面142、第三光学面201以及第四光学面202。也就是说，微结构300为一锥台。在本实施例中，顶面301连接第一光学面141或第二光学面142的边缘是实质平行于导光板的入光面的边缘。而且，微结构300的第一光学面141和出光面间的第一夹角α2及第二光学面142和出光面间的第二夹角β2与微结构200的第一夹角α1及第二夹角β1不同。
请一并参照图5B，其是表示依照本发明第二实施方式的另一种微结构的立体示意图。在本实施例中，微结构320的结构大致上与前述实施例的微结构300相同，微结构320同样为一锥台且具有顶面321。不同的地方在于微结构320的第三光学面322是由三个光学面单元322a、322b及322c所组成，且第四光学面323是由三个光学面单元323a、323b及323c。此外，如图5A及图5B所示，在一些实施例中，顶面301及321皆为平面，且分别具有宽度D1及D2。其中宽度D1及D2可以依照光学需求来设计。同样地，在本实施例中，顶面321连接第一光学面141或第二光学面142的边缘是实质平行于导光板的入光面的边缘。
在其他实施例中，图4A所示实施例的微结构140亦可有其他不同的结构设计。请参照图6，其是表示依照本发明第三实施方式的一种微结构的立体示意图。在本实施例中，微结构400的结构大致上与前述实施例的微结构200相同，差异仅在于微结构400包含顶面401，且顶面401为一弧面。在本实施例中，顶面401的弧度可依照不同的光学需求而调整。
在其他实施例中，图5A所示实施例的微结构300亦可有其他不同的结构设计。请参照图7，其是表示依照本发明第四实施方式的一种微结构的立体示意图。在本实施例中，微结构500的结构大致上与前述实施例的微结构300相同，差异在于微结构500包含顶面501，且此顶面501、第三光学面502以及第四光学面503皆为单一弧面。此外，顶面401、第三光学面502以及第四光学面503的弧度可依照不同的光学需求而调整。
在其他实施例中，图1所示实施例导光板100亦可有其他不同的结构设计。请参照图8，其是表示依照本发明第一实施方式的另一种导光板的侧视图。在本实施例中，导光板100a的结构大致上与前述实施例的导光板100相同，差异在于导光板100a的表面126上设有复数个光学微结构。而且，这些光学微结构可为点状结构、条状结构或与微结构140相同的结构以符合不同的光学需求。在本实施例中，表面126为出光面，且表面126上的光学微结构126a是与微结构140相同的结构。
在一些实施例中，导光板100可有不同于上述实施例的设计。请参照图9及图10，其中图9是表示依照本发明第五实施方式的一种导光板的结构示意图，图10是表示沿着图9的B-B剖面线剖切的一种微结构的示意图。在本实施例中，导光板600的结构大致上与前述实施例的导光板100相同，差异仅在于导光板600的微结构640为凹入出光面124的凹陷部。同样地，每一个微结构640包含第一光学面641、第二光学面642、第三光学面643以及第四光学面644。而且，藉由调整第一光学面641与第二光学面642相对于入光面122的倾斜角度，可改变光线由导光板600射出后的出光角度及光指向性。或者，藉由改变第三光学面643及第四光学面644与出光面124的间的夹角，亦可调整进入微结构640的光线的光扩散角度。
请同时参照图1及图2，由于图1所示实施例的微结构140为凸状部，故光源160射出的大部分光线由入光面122进入导光板100后，会射向第二光学面142。也就是说，第二光学面142为直接受光面。因此，为了达到导引光线的目的，在一些实施例中，微结构140的第二光学面142的面积可大于第一光学面141的面积。也就是说，第一夹角α与该第二夹角β的其中较小者是面向入光面122，其中较大者是背向入光面122。另一方面，由于图9及图10所示实施例的微结构640为凹陷部，故光源160射出的大部分光线由入光面122进入导光板600后会射向第一光学面641。也就是说，第一光学面641为直接受光面。因此，在结构设计上，第一光学面641的面积可大于第二光学面642的面积，以提升导光板600的出光效率以及外观的均匀性。
请参照图1及图9。在一些实施例中，导光板100及600可包含复数个混光结构180。这些混光结构180布设在出光面124上并且靠近入光面122。因此，光源160所射出的光线在进入导光板100及600后，会先经过混光结构180而可改善现有技术中的导光板在入光侧出现明显亮暗纹所导致外观不均匀的问题。此外，图1及图9所示实施例中，混光结构180是为条状结构，且此条状结构可为由出光面124凸出的凸状部或凹入出光面124的凹陷部。而且，混光结构180是由出光面124靠近入光面122的一侧沿着出光面124远离入光面122的另一侧的方向延伸。
另请参照图11所示，其是表示依照本发明第六实施方式的一种导光板的结构示意图。在本实施例中，导光板700的结构大致上与前述实施例的导光板100相同，差异仅在于导光板700的混光结构780具有不同的形状。在本实施例中每一个混光结构780的宽度是从靠近入光面122的一端到远离入光面122的另一端逐渐减少。在其他实施例中，混光结构780的深度或高度亦可随着需求而设计。例如，混光结构780的深度或高度可由靠近入光面122的一端到远离入光面122的另一端逐渐减少。在其他实施例中，如图12所示，其是表示依照本发明第七实施方式的一种导光板的结构示意图。图12所示的导光板800中，混光结构880为点状结构。
请同时参照图1及图13，图13是表示依照本发明第一实施方式的一种导光板的上视图。在本实施例中，混光结构180具有长度L1，且此长度L1占主体120的总长度的比值为0.5％至10％。在其他实施例中，混光结构180与微结构140之间具有空白部190。空白部190的长度L2占主体120的总长度的比值为0％至5％。也就是说，最接近混光结构180的微结构140可直接连接混光结构180，或不连接混光结构180而与混光结构180保持一段距离。此外，混光结构180的长度L1以及空白部190的长度L2均可依需求而改变，藉此可达到不同的混光效果而使进入导光板100的光线更均匀。
欲陈明者，当本发明的导光板100应用在光源模组(例如背光模块)时，导光板100的微结构140的数量、尺寸以及排列方式均可依据与光源模组中的光源160的距离不同或其他光学需求而调整。请参照图14A至图14D，其是分别表示依照本发明一实施方式的不同排列方式的微结构示意图。在图14A所示的实施例中，导光板100的每一个微结构140的尺寸均相同且排列而形成数个微结构列。其中，每一微结构列是实质平行于导光板的入光面的边缘。而且，在较靠近光源160的微结构列中，微结构140的排列较疏，较远离光源160的微结构列中，微结构140的排列较密。也就是说，微结构的排列密度可随着微结构列与光源160的距离增加而增加。此外，在图14A所示的实施例中，每一微结构列之间的距离相同。
在图14B所示实施例中，较在靠近光源160的微结构列中，微结构140的尺寸较小，而在较远离光源160的微结构列中，微结构140的尺寸较大。在图14C所示实施例中，每一个微结构140的尺寸皆相同，但每一微结构列之间的距离随着远离光源160而变小。另如图14D所示实施例中，每一个微结构140的尺寸皆相同，且靠近光源160的微结构列是沿着光源160所发出的光呈发散排列。藉此，透过不同配置方式的微结构140，可使出光更均匀。
由上述本发明实施方式可知，本发明利用主体上所设置的微结构的形状变化、角度设计、高度或深浅变化、以及排列方式，来改变光线由导光板射出后的出光角度及光指向性，进而可提高导光板的出光效率以及外观的均匀性。此外，透过搭配在主体上的微结构与靠近导光板入光处的混光结构，可改善现有技术中的导光板在入光侧出现明显亮暗纹而导致外观不均匀的问题，进而可有效提升导光板的光学效果。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (24)

1.一种导光板，其特征在于，包含：
一主体，包含一入光面以及一出光面连接该入光面；以及
复数个微结构，布设于该出光面上，每一该些微结构包含：
一第一光学面，相对该入光面倾斜，并与该出光面连接而形成一第一夹角；
一第二光学面，相对该入光面倾斜，其中该第二光学面与该出光面形成一第二夹角；
一第三光学面，连接该出光面、该第一光学面以及该第二光学面，且该第三光学面与该出光面形成一第三夹角；以及
一第四光学面，相对该第三光学面并且连接该出光面、该第一光学面及该第二光学面，其中该第四光学面与该出光面形成一第四夹角。
2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，每一该些微结构的该第一光学面与该第二光学面互相连接形成一脊线，且该脊线实质平行于该入光面的边缘。
3.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，每一该些微结构更包含一顶面，该顶面连接该第一光学面、该第二光学面、该第三光学面以及该第四光学面，且该顶面连接该第一光学面或该第二光学面的边缘是实质平行于该入光面的边缘。
4.如权利要求3所述的导光板，其特征在于，每一该些顶面为一平面或一弧面。
5.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，每一该些第三光学面是由至少二光学面单元所组成，且每一该些光学面单元为一平面或一弧面。
6.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，每一该些第四光学面是由至少二光学面单元所组成，且每一该些光学面单元为一平面或一弧面。
7.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，每一该些微结构为一凸状部或一凹陷部。
8.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，更包含复数个混光结构，布设在该出光面上并且靠近该入光面。
9.如权利要求8所述的导光板，其特征在于，该些混光结构为点状结构。
10.如权利要求8所述的导光板，其特征在于，该些混光结构为条状结构，且该些混光结构是由该出光面靠近该入光面的一侧沿着该出光面远离该入光面的另一侧的方向延伸。
11.如权利要求10所述的导光板，其特征在于，该些混光结构为条状结构，且每一该些混光结构的宽度是从靠近该入光面的一端到远离该入光面的另一端逐渐减少。
12.如权利要求8所述的导光板，其特征在于，每一该些混光结构为一凸状部或一凹陷部。
13.如权利要求8所述的导光板，其特征在于，该些混光结构是由该出光面靠近该入光面的一侧朝该出光面远离该入光面的另一侧的方向延伸一长度，该长度占该主体的总长度的比值为0.5％至10％，包含端点值。
14.如权利要求8所述的导光板，其特征在于，该些混光结构与该些微结构之间具有一空白部，该空白部的一长度占该主体的总长度的比值为0％至5％，包含5％端点值，不包含0％端点值。
15.如权利要求8所述的导光板，其特征在于，该些混光结构是连接至该些微结构。
16.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该主体更包含一表面相对该出光面，且该表面上设有复数个光学微结构。
17.如权利要求16所述的导光板，其特征在于，该些光学微结构为点状结构、条状结构或与该些微结构相同的结构。
18.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该第三夹角与该第四夹角为-45度至45度，包含端点值。
19.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该第一夹角与该第二夹角的其中较小者是面向该入光面，其中较大者是背向该入光面。
20.一种光源模组，包含：
一依据权利要求1至19项中任一项所述的导光板；以及
一光源，邻设于该入光面。
21.如权利要求20所述的光源模组，其特征在于，该些微结构排列形成复数个微结构列，每一该些微结构列具有一排列密度，且该些排列密度随着该些微结构列与光源的距离增加而增加。
22.如权利要求20所述的光源模组，其特征在于，该些微结构排列形成复数个微结构列，相邻的二微结构列之间具有一间距，且该些间距随着该些微结构列与该光源的距离增加而减少。
23.如权利要求20所述的光源模组，其特征在于，该些微结构的尺寸随着该些微结构与该光源的距离增加而增加。
24.如权利要求20所述的光源模组，其特征在于，该些微结构是沿着该光源所发出的光呈发散方向排列。
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