CN201589081U

CN201589081U - 用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构

Info

Publication number: CN201589081U
Application number: CN2009201627306U
Authority: CN
Inventors: 胡亦龙; 李昆勋; 丁俞文
Original assignee: Dunnan Science And Tech Co Ltd
Current assignee: Lite On Semiconductor Corp
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2019-07-24

Abstract

本实用新型提供一种用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，包括：一导光单元、一反射单元、一发光单元及一散射图案单元。导光单元具有一透明的导光本体，并且导光本体具有入光面、反射面、出光面、多个出光弧面及反射弧面。反射单元可选择地包覆导光本体的一部分。发光单元设置导光本体的入光面的外侧。散射图案单元设置于反射面上。藉此，发光单元所产生的光束穿过入光面以导入导光本体内，然后上述位于导光本体内的光束透过该反射面及上述两个反射弧面的反射与该散射图案单元的散射而投向出光面及该多个出光弧面，最后光束从出光面及该多个出光弧面朝一预定方向投射出去。

Description

用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构

技术领域

本实用新型涉及一种光源产生结构，尤指一种用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构。

背景技术

请参阅图1，现有的接触式影像感测装置包括有：一封装壳体1a、一均匀光产生结构2a、一接触式影像传感器3a及一GRIN(Gradient Reflective Index)成像光学组件4a。

其中，该封装壳体1a，其具有一封装本体10a、一位于该封装本体10a上方的上容置空间11a、一位于该封装本体10a下方且与该上容置空间11a彼此分开的下容置空间12a、及一连通该上容置空间11a及该下容置空间12a的中央容置空间13a。

再者，该均匀光产生结构2a容置于该上容置空间11a并定位于该封装本体10a上，并且该均匀光产生结构2a包括：一导光本体20a、一ㄈ形反射罩体21a及一发光组件(图未示)。其中，该导光本体20a容置于该ㄈ形反射罩体21a内，并且发光组件设置该导光本体20a的外侧。

另外，该接触式影像传感器3a容置于该下容置空间12a内，并且该接触式影像传感器3a具有一电路板30a及一电性地设置于该电路板30a上的接触式影像感测芯片数组31a。此外，该GRIN成像光学组件4a定位在中央容置空间13a内，并且该GRIN成像光学组件4a具有一相对应该接触式影像感测芯片数组31a的成像光学组件数组40a。

藉此，该发光组件所产生的光束S穿可透过该导光本体20a光均匀效果及该ㄈ形反射罩体21a的光反射效果，以穿过一透明玻璃g的方式投射至一稿件D而产生一反弹光S′，最后再透过该GRIN成像光学组件4a将该稿件D的反弹光S′传到该接触式影像传感器3a上，以感测该稿件D的影像。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，能够提高出光效率(增加光的利用率)、增加光的照明范围、及产生具有指向性的光源。

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的其中一种方案，提供一种用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，包括：一导光单元、一反射单元、一发光单元及一散射图案单元。其中，该导光单元具有一透明的导光本体，并且该导光本体具有一入光面、一相反于该入光面的对应面、多个连接于该入光面及该对应面之间的反射面、一连接于该入光面及该对应面的之间的出光面、两个分别位于该出光面的上端及下端的出光弧面、及两个分别位于该反射面的上端及下端的反射弧面，其中上述两个出光弧面及上述两个反射弧面皆连接于该入光面及该对应面之间，并且该反射面与该出光面位于该导光本体的两相反端。该反射单元可选择地包覆该导光本体的一部分而露出该入光面、该出光面及上述两个出光弧面或只包覆该导光本体的反射面。该发光单元设置该导光本体的入光面的外侧。该散射图案单元设置于该反射面上，其中该散射图案单元由多个散射微结构所组成。

藉此，该发光单元所产生的光束穿过该入光面以导入该导光本体内，然后上述位于该导光本体内的光束透过该反射面及上述两个反射弧面的反射与该散射图案单元的散射而投向该出光面及上述两个出光弧面，最后该光束从该出光面及上述两个出光弧面朝一预定方向投射出去。

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的其中一种方案，提供一种用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，包括：一导光单元、一反射单元、一发光单元及一散射图案单元。其中，该导光单元具有一透明的导光本体，并且该导光本体具有至少一入光面、一反射面、一相对应该反射面的出光面、多个出光弧面、及多个反射弧面。该反射单元可选择地包覆该导光本体的一部分而露出该入光面、该出光面及该多个出光弧面或只包覆该导光本体的反射面。该发光单元设置该导光本体的入光面的外侧。该散射图案单元设置于该反射面上，其中该散射图案单元由多个散射微结构所组成。

藉此，该发光单元所产生的光束穿过该入光面以导入该导光本体内，然后上述位于该导光本体内的光束透过该反射面及上述两个反射弧面的反射与该散射图案单元的散射而投向该出光面及该多个出光弧面，最后该光束从该出光面及该多个出光弧面朝一预定方向投射出去。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过在该导光本体上设计「多个出光弧面及多个反射弧面」，以使得导入该导光本体的光束可透过「该反射面、该散射图案单元、该多个反射弧面及该多个出光弧面」的配合，以提高出光效率(增加光的利用率)、增加光的照明范围、及产生具有指向性的光源(亦即可将光源聚集在指定的光传感器上，以减少光传感器的误判)。

为了能更进一步了解本实用新型为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制者。

附图说明

图1为现有接触式影像感测装置的剖面示意图；

图2A为本实用新型光源产生结构的第一实施例的立体分解示意图；

图2B为本实用新型光源产生结构的第一实施例的立体组合示意图；

图2C为本实用新型光源产生结构的第一实施例的上视示意图；

图2D1为本实用新型光源产生结构的第一实施例使用一个发光模块配合第一种散射微结构的上视示意图；

图2D2为本实用新型光源产生结构的第一实施例使用一个发光模块配合第二种散射微结构的上视示意图；

图2D3为本实用新型光源产生结构的第一实施例使用两个发光模块配合第三种散射微结构的上视示意图；

图2D4为本实用新型光源产生结构的第一实施例使用两个发光模块配合第四种散射微结构的上视示意图；

图2E为本实用新型光源产生结构的第一实施例的第一部分光束的投光方式的侧视示意图；

图2F为本实用新型光源产生结构的第一实施例的第二部分光束的投光方式的侧视示意图；

图2G为本实用新型光源产生结构的第一实施例的第三部分光束的投光方式的侧视示意图；

图3A为本实用新型光源产生结构的第二实施例的侧视示意图；

图3B为本实用新型光源产生结构的第二实施例的上视示意图；

图4为本实用新型光源产生结构的第三实施例的立体组合示意图；

图5A为本实用新型光源产生结构的第四实施例的侧视示意图；以及

图5B为本实用新型光源产生结构的第四实施例的上视示意图。

【主要单元符号说明】

[现有]

封装壳体 1a 封装本体 10a

上容置空间 11a

下容置空间 12a

中央容置空间 13a

均匀光产生结构 2a 导光本体 20a

ㄈ形反射罩体 21a

影像传感器 3a 电路板 30a

影像感测芯片数组 31a

成像光学组件 4a 成像光学组件数组 40a

稿件 D

透明玻璃 g

光束 S

反弹光 S′

[本实用新型]

导光单元 1 导光本体 10

入光面 100

对应面 101

反射面 102

出光面 103

出光弧面 104

反射弧面 105

上表面 106

下表面 107

反射单元 2 基板本体 20

反射薄膜 21

黏性表面 210

反射层 23

发光单元 3 发光模块 30

红色发光二极管 R

绿色发光二极管 G

蓝色发光二极管 B

散射图案单元 4 散射微结构 40

光束 L

第一部分光束 L1

第二部分光束 L2

第三部分光束 L3

具体实施方式

请参阅图2A至图2G所示，本实用新型第一实施例提供一种用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，包括：一导光单元1、一反射单元2、一发光单元3及一散射图案单元4。

其中，该导光单元1具有一透明的导光本体10，并且该导光本体10的侧剖面可为类似一对称的正方形或长方形，其四个角可为圆弧面或具有特定曲率的集光面。以本实用新型第一实施例所举的例子来说，例如：该导光本体10具有一入光面100、一相反于该入光面100的对应面101、多个连接于该入光面100及该对应面101之间的反射面102、一连接于该入光面100及该对应面101之间的出光面103、两个分别位于该出光面103的上端及下端的出光弧面104、两个分别位于该反射面102的上端及下端的反射弧面105、一连接于该入光面100及该对应面101之间的上表面106、及一连接于该入光面100及该对应面101之间的下表面107。

其中上述两个出光弧面104及上述两个反射弧面105皆连接于该入光面100及该对应面101之间，并且该反射面102与该出光面103位于该导光本体10的两相反端，该上表面106与该下表面107位于该导光本体10的两相反端。换言之，该导光本体10的外表面由该入光面100、该对应面101、该反射面102、该出光面103、上述两个出光弧面104、上述两个反射弧面105、该上表面106及该下表面107所组成。然而，上述对于该导光本体10的外表面的界定只是用来举例而已，而并非用以限定本实用新型。例如：本实用新型也可使用两个以上的多个出光弧面104及两个以上的多个反射弧面105。

另外，依据不同的设计需求，该多个出光弧面104及该多个反射弧面105的大小及对称性可选择为：(1)上述两个出光弧面104大小相同且相互对称，并且上述两个反射弧面105大小相同且相互对称；或(2)上述两个出光弧面104大小不相同且不相互对称，并且上述两个反射弧面105大小不相同且不相互对称。

再者，该反射单元2可选择地「包覆该导光本体10的一部分而露出该入光面100、该出光面103及上述两个出光弧面104」或「只包覆该导光本体10的反射面102」。以本实用新型第一实施例所举的例子来看，该反射单元2只包覆该导光本体10的反射面102而已，因此第一实施例的该入光面100、该对应面101、该出光面103、上述两个出光弧面104及上述两个反射弧面105皆被曝露出来。

另外，在第一实施例中，该反射单元2具有一基板本体20及一成形在该基板本体20上的反射薄膜21，并且该反射薄膜21具有一面向该导光本体10的黏性表面210，以使得该反射单元2透过该反射薄膜21的黏性表面210以贴附于该导光本体10的反射面102上。此外，该基板本体20的材质可为高分子材料或金属材料。该反射薄膜21的材质可为一具有60％～99％反射率的高反射率材料，并且该高反射率材料可为金属材料(例如：银或铜)或氧化物(例如：二氧化钛(TiO2))。

此外，该发光单元3设置该导光本体10的入光面100的外侧。以本实用新型第一实施例所举的例子来看，该发光单元3具有一设置该导光本体10的入光面100外侧的发光模块30，并且该发光模块30具有多个发光组件，例如：该发光模块30可由一红色发光二极管R、一绿色发光二极管G及一蓝色发光二极管B所组成或由可产生不可见光的发光二极管所组成。

再者，该散射图案单元4设置于该反射面102上，其中该散射图案单元4可由多个散射微结构40所组成，并且通过该多个散射微结构40的使用，以破坏光的全反射并增加发光均匀度。此外，如图2D1所示，该多个散射微结构40彼此分开，并且该多个散射微结构40的密度可沿着远离该发光模块30的方向渐渐变大。如图2D2所示，该多个散射微结构40彼此分开，并且该多个散射微结构40的尺寸可沿着远离该发光模块30的方向渐渐变大。因此，本实用新型的该多个散射微结构40可选择地使用图2D1、图2D2、或图2D1加图2D2的实施态样。

另外，本实用新型第一实施例若是使用两个发光模块30的话(例如：该发光单元3具有两个分别设置该导光本体10的入光面100外侧及该对应面101外侧的发光模块30，并且该对应面101被该反射单元2所曝露出来(也即该对应面101不会被该反射单元2所遮蔽))，则该多个散射微结构40彼此分开，并且如图2D3及图2D4所示，该多个散射微结构40的密度或尺寸可沿着接近上述两个发光模块30的方向渐渐变小。然而，上述图2D1至图2D4的界定只是用来举例而已，因此该多个散射微结构40的密度及/或尺寸可依据不同的设计需求来进行调整。

另外，依据不同的设计需求，该多个散射微结构40具有不同的制作方式。举例来说，本实用新型可使用下列两种方式来制作该多个散射微结构40。第一种方式：该多个散射微结构40可为多个透过涂布、印刷、蒸镀或溅镀的方式而成形于该导光本体10的反射面102上的微型散射体，并且该多个微型散射体的形状可为圆形或方形。第二种方式：先透过化学蚀刻或镭射加工来制作一模具(图未示)，然后使用该模具以一体射出成形的方式来制作该多个散射微结构40，以使得该多个散射微结构40可为多个透过一体射出成形的方式而成形于该导光本体10的反射面102上的微型散射体，并且该多个微型散射体的形状为球状、管状或锯齿状。

藉此，请参阅图2C及图2E所示，该发光单元3所产生的光束L(如图2C所示)穿过该入光面100以导入该导光本体10内，然后上述位于该导光本体10内的第一部分光束L1透过「该反射面102及反射单元20的反射」与「该散射图案单元4的散射」而投向该出光面103及上述两个出光弧面104，最后该第一部分光束L1从该出光面103及上述两个出光弧面104朝一预定方向投射出去。因此，该多个出光弧面104具有集光的功用，以用于缩小该出光面103射出该第一部分光束L1的投射范围，并且可将原本无法投射至感测范围的光束的投射方向改变，而使得光束可准确地投射至感测单元所在的感测区域内，进而可减少无效光的比例，并提高光的利用效率。

此外，请参阅图2C及图2F所示，该发光单元3所产生的光束L(如图2C所示)穿过该入光面100以导入该导光本体10内，然后上述位于该导光本体10内的第二部分光束L2透过上述两个反射弧面105的反射而投向该出光面103及/或上述两个出光弧面104，最后该第二部分光束L2从该出光面103及/或上述两个出光弧面104朝一预定方向投射出去。因此，该多个出光弧面105具有集光的功用，并且可更改光路径(可将该第二部分光束L2反射射向该出光面103)，以用于增加从该出光面103所射出的光量，进而减少无效光的比例，并提高光的利用效率。

因此，透过上述图2E及图2F的组合，该发光单元3所产生的光束L(如图2C所示)穿过该入光面100以导入该导光本体10内，然后上述位于该导光本体10内的部分光束(L1、L2)透过「该反射面102及上述两个反射弧面105的反射」与「该散射图案单元4的散射」而投向该出光面103及上述两个出光弧面104，最后该部分光束(L1、L2)从该出光面103及上述两个出光弧面104朝一预定方向投射出去。

另外，请参阅图2C及图2G所示，该发光单元3所产生的光束L(如图2C所示)穿过该入光面100以导入该导光本体10内，然后上述位于该导光本体10内的第三部分光束L3透过上述两个出光弧面104的反射而投向该散射图案单元4，然后透过该散射图案单元4的散射而投向该出光面103，最后该第三部分光束L3从该出光面103朝一预定方向投射出去，以用于增加射向该散射图案单元4的光量，并且被破坏全反射的光比例增多，因此从该出光面103所射出的光量增加，以减少无效光的比例，并提高光的利用效率。

然而，上述该多个光束(L、L1、L2、L3)的导引、反射及出光方式只是用来举例说明而已，所以并非用以限定本实用新型。

请参阅图3A及图3B所示，本实用新型第二实施例提供一种用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其包括：一导光单元1、一反射单元2、一发光单元3及一散射图案单元4。由图中可知，本实用新型第二实施例与第一实施例最大的差别在于：在第二实施例中，该反射单元2包覆该导光本体10的一部分而露出该入光面100、该出光面103及上述两个出光弧面104，因此第二实施例之该反射面102、该对应面101及上述两个反射弧面105皆被该反射单元2所包覆。

请参阅图4所示，本实用新型第三实施例提供一种用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其包括：一导光单元1、一反射单元2、一发光单元3及一散射图案单元4。由图中可知，本实用新型第三实施例与第一实施例最大的差别在于：在第三实施例中，该反射单元2为一透过涂布、印刷、蒸镀或溅镀的方式成形于该导光本体10上的反射层23。该反射层23的材质可为一具有60％～99％反射率的高反射率材料，并且该高反射率材料可为金属材料(例如：银或铜)或氧化物(例如：二氧化钛(TiO2))。

请参阅图5A及图5B所示，本实用新型第四实施例提供一种用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其包括：一导光单元1、一反射单元2、一发光单元3及一散射图案单元4，并且该反射单元2为一透过涂布、印刷、蒸镀或溅镀的方式成形于该导光本体10上的反射层23。另外，由图中可知，本实用新型第四实施例与第三实施例最大的差别在于：在第四实施例中，该反射单元2包覆该导光本体10的一部分而露出该入光面100、该出光面103及上述两个出光弧面104，因此第四实施例的该反射面102、该对应面101及上述两个反射弧面105皆被该反射单元2所包覆。

综上所述，本实用新型透过在该导光本体10上设计「该多个出光弧面104及该多个反射弧面105」，以使得导入该导光本体10的光束L可透过「该反射面102、该散射图案单元4、该多个反射弧面105及该多个出光弧面104」的配合，以提高出光效率(增加光的利用率)、增加光的照明范围、及产生具有指向性的光源(也即可将光源聚集在指定的光传感器上，以减少光传感器的误判)。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种用于提升发光效率及增加光源指向性的的光源产生结构，其特征在于，包括：

一导光单元，具有一透明的导光本体，并且该导光本体具有一入光面、一相反于该入光面的对应面、多个连接于该入光面及该对应面之间的反射面、一连接于该入光面及该对应面之间的出光面、两个分别位于该出光面的上端及下端的出光弧面、及两个分别位于该反射面的上端及下端的反射弧面，其中上述两个出光弧面及上述两个反射弧面皆连接于该入光面及该对应面之间，并且该反射面与该出光面位于该导光本体的两相反端；

一反射单元，可选择地包覆该导光本体的一部分而露出该入光面、该出光面及上述两个出光弧面或只包覆该导光本体的反射面；

一发光单元，设置该导光本体的入光面的外侧；以及

一散射图案单元，设置于该反射面上，其中该散射图案单元由多个散射微结构所组成；

该发光单元所产生的光束穿过该入光面以导入该导光本体内，然后上述位于该导光本体内的光束透过该反射面及上述两个反射弧面的反射与该散射图案单元的散射而投向该出光面及上述两个出光弧面，最后该光束从该出光面及上述两个出光弧面朝一预定方向投射出去。

2.如权利要求1项所述的用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于：该导光本体具有一连接于该入光面及该对应面之间的上表面及一连接于该入光面及该对应面之间的下表面，该上表面与该下表面位于该导光本体的两相反端，并且该导光本体的外表面由该入光面、该对应面、该反射面、该出光面、上述两个出光弧面、上述两个反射弧面、该上表面及该下表面所组成。

3.如权利要求1项所述的用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于：上述两个出光弧面大小相同且相互对称，并且上述两个反射弧面大小相同且相互对称。

4.如权利要求1项所述的用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于：上述两个出光弧面大小不相同且不相互对称，并且上述两个反射弧面大小不相同且不相互对称。

5.如权利要求1项所述的用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于：该发光单元具有一设置该导光本体的入光面外侧的发光模块，该多个散射微结构彼此分开，并且该多个散射微结构的密度或尺寸沿着远离该发光模块的方向渐渐变大。

6.如权利要求1项所述的用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于：该发光单元具有两个分别设置该导光本体的入光面外侧及该对应面外侧的发光模块，该对应面被该反射单元所曝露出来，该多个散射微结构彼此分开，并且该多个散射微结构的密度或尺寸沿着接近上述两个发光模块的方向渐渐变小。

7.如权利要求1项所述的用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于：该多个散射微结构为多个透过涂布、印刷、蒸镀或溅镀的方式而成形于该导光本体的反射面上的微型散射体，并且该多个微型散射体的形状为圆形或方形。

8.如权利要求1项所述的用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于：该多个散射微结构为多个透过一体射出成形的方式而成形于该导光本体的反射面上的微型散射体，并且该多个微型散射体的形状为球状、管状或锯齿状。

9.一种用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于，包括：

一导光单元，具有一透明的导光本体，并且该导光本体具有至少一入光面、一反射面、一相对应该反射面的出光面、多个出光弧面、及多个反射弧面；

一反射单元，可选择地包覆该导光本体的一部分而露出该入光面、该出光面及该多个出光弧面或只包覆该导光本体的反射面；

一发光单元，设置该导光本体的入光面的外侧；以及

该发光单元所产生的光束穿过该入光面以导入该导光本体内，然后上述位于该导光本体内的光束透过该反射面及上述两个反射弧面的反射与该散射图案单元的散射而投向该出光面及该多个出光弧面，最后该光束从该出光面及该多个出光弧面朝一预定方向投射出去。

10.如权利要求9项所述的用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于：该多个反射弧面大小相同且相互对称，并且该多个出光弧面大小相同且相互对称。

11.如权利要求9项所述的用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于：该多个反射弧面大小不相同且不相互对称，并且该多个出光弧面大小不相同且不相互对称。

12.如权利要求9项所述的用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于：该发光单元具有一设置该导光本体的入光面外侧的发光模块，该多个散射微结构彼此分开，并且该多个散射微结构的密度或尺寸沿着远离该发光模块的方向渐渐变大。

13.如权利要求9项所述的用于提升发光效率及增加光源指向性的光源产生结构，其特征在于：该导光本体具有另外一个入光面，该发光单元具有两个分别设置该导光本体的两个入光面外侧的发光模块，上述另外一个入光面被该反射单元所曝露出来，该多个散射微结构彼此分开，并且该多个散射微结构的密度或尺寸沿着接近上述两个发光模块的方向渐渐变小。