CN106568068A - 导光透镜和光源模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及导光透镜和光源模块。该导光透镜包含本体，及多个微结构。该本体具有入光面和位于该入光面的相反侧的出光面。该微结构形成于该入光面并以一中心点呈放射状延伸至少一部分。该微结构能够引导光源发出的光线，使光线在该本体中产生多次全反射，并以较大的角度自该出光面出光，藉此增大该导光透镜的出光角度。并且，由于该微结构的引导功效，不需以增加该本体的厚度的方式，光线就能以较大的角度及较大的范围自该出光面出光，从而有效地减少该导光透镜的厚度以及混光距离。

Description

导光透镜和光源模块

技术领域

本发明涉及一种光学设备，特别涉及导光透镜和光源模块。

背景技术

参照图1A，示出了习知的导光透镜1，其适用于配合发光二极管10。导光透镜1包含本体11、形成于本体11朝向发光二极管10的一侧且呈凹陷状的导光面12以及形成于本体11并位于导光面12的相反侧的出光弧面13。发光二极管10发出的光线，会先经由导光面12产生一次折射，再经由出光弧面13产生二次折射后出光，藉此如图1B所示地增大发光二极管10发出的光线的出光角度。

应目前组件薄型化的市场需求，因此必须在减少导光透镜1的厚度的情况下，维持发光二极管10发出的光线的出光角度，藉此缩短混光距离，以达成组件薄型化的目的。然而，在减少导光透镜1的厚度的情况下，导光面12及出光弧面13的曲度皆会受影响，同时增加光线的出光角度的功效也会受影响，因而使得混光距离增加，因此也无法确实达成组件薄型化的目的。

发明内容

因此，本发明的目的，在于提供一种能有效减少厚度并同时增大出光角度的导光透镜。

于是，本发明的导光透镜包含本体和多个微结构。该本体具有入光面和位于该入光面的相反侧的出光面。该微结构形成于该入光面并以一中心点呈放射状延伸至少一部分。

当光线通过该微结构自该入光面入射该本体时，会因该微结构的引导，朝向远离该中心点的方向产生数次全反射，并以较大的出射角度自该出光面出光，从而能有效地增大出光角度。另外，由于本发明的导光透镜能够藉由该微结构改变光线的出射角度，所以不需要以增加该本体的厚度的方式，就能使光线自较为远离中心的位置出光。

另外，本发明的另一目的，在于提供一种能够产生出光角度较广的光线的光源模块。

于是，该光源模块包含光源和本发明的导光透镜。该光源发出的光线自该本体的入光面入射，并自该出光面出光。

由于本发明的导光透镜能够藉由该微结构引导该光源发出的光线，并自该出光面以较广的出射角度出光，所以能够产生出光角度较广的光线。

此外，本发明的又一目的，在于提供一种呈现薄型化外观的显示设备。

于是，该显示设备包含多个本发明的光源模块、光学板和显示面板。其中，该显示面板设置在该光学板前方，每一光源模块的光源发出的光线自该本体的入光面入射，并自该出光面出光，再经由该光学板射出，从而对该显示面板提供背光源。

由于本发明的光源模块能够产生出光角度较广的光源，因此能够有效地减少混光距离，并且由于本发明的导光透镜具有较薄的型态，所以能够减少本发明的显示设备的厚度，以实现本发明的显示设备的薄型化外观的目的。

本发明的功效在于，该导光透镜能藉由该微结构引导光源发出的光线以产生出光角度较广的光形，所以该导光透镜不需要较厚的型态，就能达成增大出光角度的目的。包含该光源模块的显示设备，也会因该导光透镜的厚度较薄以及混光距离较短的特性，呈现出薄型化的外观。

附图说明

本发明的其他特征及功效，将在参照图示的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1A是说明习知的导光透镜的侧视图；

图1B是说明该导光透镜引导光线所产生的光形的光场分布图；

图2是说明本发明的导光透镜的第一实施例的立体图；

图3是辅助说明本发明的导光透镜的第一实施例的构造的剖视图；

图4是说明本发明的导光透镜的第一实施例的多个微结构的局部放大立体图；

图5A是说明光线通过微结构后的传递情况和本发明的光源模块的第一实施例的示意图；

图5B是辅助说明未设置微结构时所产生的光形的光场分布图；

图6是说明本发明的导光透镜的第一实施例的另一实施方式的局部放大立体图；

图7是说明本发明的导光透镜的第一实施例的功效的光场分布图；

图8是说明本发明的导光透镜的第二实施例的仰视图；

图9是说明本发明的导光透镜的第三实施例的仰视图；

图10是说明本发明的导光透镜的第四实施例的仰视图；

图11是说明本发明的导光透镜的第五实施例的仰视图；

图12是说明本发明的导光透镜的第六实施例的仰视图；

图13是说明本发明的导光透镜的第七实施例的仰视图；

图14是说明本发明的光源模块的第二实施例的示意图；及

图15是说明本发明的显示模块的实施例的示意图。

具体实施方式

在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件用相同的符号来表示。

参照图2与图3，示出了本发明的导光透镜2的第一实施例，其包含本体21和多个微结构22。本体21具有入光面211和位于入光面211的相反侧的出光面212。微结构22形成于入光面211并以一中心点呈放射状延伸至少一部分。其中，入光面211呈锥状并向内围绕出容置空间200，微结构22自入光面211的顶端呈放射状延伸至少一部分。出光面212具有与入光面211位置对应并呈锥状的内凹部213。

参照图4，每一微结构22自中心点开始延伸，且每一微结构22的截面呈自入光面211凸设的三角形，藉由微结构22改变空气与入光面211的界面角度，以引导光线的行进方向。

参照图5A，示出了本发明的光源模块的第一实施例，其包含导光透镜2和设置于容置空间200中的光源3。光源3发出的光线自本体21的入光面211入射，并自出光面212出光。如图5A所示，当光线自光源3发出并在平面A经由入光面211入射本体21时，若入光面211并未形成有微结构22，则光线会在平面A上产生折射，通常会如同光线A1的路径，自较为靠近内凹部213的位置朝远离内凹部213的方向以较窄的出光角度出光，所以就以该平面A为参考面而言，会如图5B所示地，仅能产生角度范围较窄且集中于中央出光的光形。但在第一实施例中，由于入光面211上形成有微结构22，藉由微结构22的引导，光线会自平面A折射至平面B，也就是产生相对于原始光线歪斜的折射光线，并会如同光线B1的路径，朝向远离中心点的方向产生数次全反射，以较大的出射角度自出光面212出光，所以能够有效地增大出光角度，产生出光范围较大的光形。

参照图6并配合图5A，示出了本发明的导光透镜2的第一实施例的另一实施方式，与如图4所示的实施方式的差别在于：每一微结构22是凹设于入光面211的凹槽。对于光源发出的光线，呈凹槽状的微结构22同样能达成改变空气与入光面211的界面角度的功效，所以与如图4所示的实施方式能达成相同的增大出光角度的功效。

值得说明的是，由于光源模块的第一实施例藉由微结构22改变光线的出射角度，所以不需要以增加本体21的厚度的方式，就能使光线自出光面212的远离内凹部213的位置出光，并能够有效地增大光线的出射角度，产生如图7所示的光形，以提供出光范围较大且角度较广的光形，并藉此减少多个光源模块一同使用时的混光距离，除此之外，也可以减少光源模块的使用数量。

参照图8，示出了本发明的导光透镜2的第二实施例，其与第一实施例的差别在于：入光面211呈平面状，如图14所示，且每一微结构22的末端被截断在本体21的周缘与中心点之间。微结构22的末端视所配合的光源的发光角度所设计，通过微结构22的光线即能够被微结构22引导行进方向，并藉此达成特别针对靠近中央所发出的光线增大出光角度以及增加出光范围的功效。

参照图9，示出了本发明的导光透镜2的第三实施例，其与第二实施例的差别在于：每一微结构22的末端位于本体21的周缘。第三实施例相较于第二实施例，因为微结构22分布于整个入光面211，所以由所配合的光源朝向入光面211发出的光线，大部分都能通过微结构22。因此，相较于图8所示的第二实施例，会有更多的光线通过微结构22，并藉由微结构22的引导达成增大出光角度且增加出光范围的功效。

参照图10，示出了本发明的导光透镜2的第四实施例，其与第三实施例的差别在于：每一微结构22自与该中心点间隔一段距离的位置开始延伸。当所配合的光源的发光角度较广时，第四实施例能针对发光角度较广的光线进行引导，使经过第四实施例出光的光形呈现更广的出光角度。

参照图11，示出了本发明的导光透镜2的第五实施例，其与第四实施例的差别在于：每一微结构22的末端被截断在本体21的周缘与中心点之间。由于所配合的光源的发光角度，不会必然照射至该本体21的周缘，所以相较于该第四实施例，第五实施例能够配合所使用的光源的发光范围，减少入光面211上需要进行加工的面积，并同样能达成增大出光角度且增加出光范围的功效。

参照图12，示出了本发明的导光透镜2的第六实施例，其与第三实施例的差别在于：第六实施例还包含多个微结构区20，该微结构区20以本体21的中心点呈放射状排列，其中，微结构22位于每一微结构区20中。当所配合的光源通过微结构区20时，微结构22会产生引导光线的功效，而没有通过微结构区20的光线，则会直接经过呈平面状的入光面211产生折射并以较窄的出光角度出光。第六实施例能使部分光线出光角度较广，而另一部分光线则维持未经过微结构22引导的出光角度，从而产生所需的独特光形。

参照图13，示出了本发明的导光透镜2的第七实施例，其与第六实施例的差别在于：远离本体21的中心点的每一微结构区20的面积大于靠近本体21的中心点的每一微结构区20的面积。如同该第六实施例的功效，只要光线由微结构22进行引导，则会以较广的出光角度出射。因此，改变每一微结构区20的面积，就能依据与该中心点间隔不同距离的光线引导需求，使经过特定区域的光线通过面积大小不同的微结构区20，以决定通过各特定区域受到微结构22引导的光线比例，以呈现所需的独特光形。

参照图14，示出了本发明的光源模块的第二实施例，其与本发明的光源模块的第一实施例的差别在于：第二实施例能够配合本发明的导光透镜2的第二实施例至第七实施例中的任一者，并且导光透镜2能够依据自出光面212所出光的光场需求或者与光源3的配合等特性来选择，从而使该光源模块的第二实施例能够产生出光角度较广、出光范围较大且符合光场需求的光形。

参照图15，示出了本发明的显示设备的实施例，该实施例包含多个本发明的光源模块、光学板4和显示面板5。其中，显示面板5设置在光学板4前方，光学板4也设置在光源模块的导光透镜2前方。较佳地，光学板4贴触到光源模块的导光透镜2，也就是说，光学板4与导光透镜2之间没有间隙。设置于印刷电路板30上的每一光源模块的光源3发出的光线自本体21的入光面211入射，并自出光面212出光，再经由光学板4射出，以此对显示面板5提供背光源。由于光源模块能产生出光角度较广的背光源，因此能有效地减少混光距离，同时由于导光透镜2不需藉由厚度来增加出光范围且光源3能分别容置在导光透镜2所围绕的容置空间200中，所以能够有效地减少本发明的显示设备的实施例的厚度，以实现显示设备的薄型化外观的目的。

综上所述，包含导光透镜2的光源模块，能藉由微结构22引导光源3发出的光线，从而产生出光角度较广且出光范围较大的光形。包含该光源模块的显示设备，也会因该导光透镜2的厚度较薄且混光距离较短的特性，呈现出薄型化的外观，以此确实达成本发明的目的。

以上所述，仅是本发明的实施例，不能以此限定本发明实施的范围，凡是根据本发明的权利要求的范围及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，仍都属于本发明专利涵盖的范围。

符号说明

2 导光透镜

20 微结构区

200 容置空间

21 本体

211 入光面

212 出光面

213 内凹部

22 微结构

3 光源

30 印刷电路板

4 光学板

5 显示面板

A 平面

A1 光线

B 平面

B1 光线

Claims (11)

1.一种导光透镜，包含：

本体，其具有入光面和位于所述入光面的相反侧的出光面；以及

多个微结构，其形成于所述入光面并以一中心点呈放射状延伸至少一部分。

2.根据权利要求1所述的导光透镜，其中，所述入光面呈锥状并向内围绕出容置空间，所述微结构自所述入光面的顶端呈放射状延伸至少一部分。

3.根据权利要求2所述的导光透镜，其中，所述出光面具有与所述入光面位置对应并呈锥状的内凹部。

4.根据权利要求1所述的导光透镜，其中，所述入光面呈平面状。

5.根据权利要求1所述的导光透镜，其中，每一微结构自所述中心点开始延伸。

6.根据权利要求1所述的导光透镜，其中，每一微结构自与所述中心点间隔一段距离的位置开始延伸。

7.根据权利要求1所述的导光透镜，其中，每一微结构的末端被截断在所述本体的周缘与中心点之间。

8.根据权利要求1所述的导光透镜，其中，每一微结构的末端位于所述本体的周缘。

9.根据权利要求1所述的导光透镜，还包含多个微结构区，所述微结构区以所述本体的中心点呈放射状排列，其中，所述微结构位于每一微结构区中。

10.根据权利要求1所述的导光透镜，还包含多个微结构区，其中，远离所述本体的中心点的每一微结构区的面积大于靠近所述本体的中心点的每一微结构区的面积，其中，所述微结构位于每一微结构区中。

11.一种光源模块，包含光源和根据权利要求1至10中任一项所述的导光透镜，所述光源发出的光线自所述本体的入光面入射，并自所述出光面出光。