TW201522843A - 光源模組 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種光源模組，其包括鐳射光源、透鏡模組、複數個光學元件以及複數個導光板。該透鏡模組包括第一透鏡與複數個第二透鏡。該第一透鏡包括一個第一平面以及一個與該第一平面相對且沿第一方向延伸的第一柱面。該複數個第二透鏡設置在該第一透鏡的第一平面上，每個第二透鏡包括一個與該第一透鏡接觸的第二平面以及一個與該第二平面相對且沿第二方向延伸的第二柱面。每個光學元件與一個第二透鏡相對設置。每個光學元件用於將部分鐳射光源發出的光反射至與其相對的第二透鏡，並將另一部分光穿透至下一個光學元件。

Description

光源模組
本發明涉及一種光源模組。
目前，發光二極體(Light Emitting Diode, LED)因具有功耗低、壽命長、體積小及亮度高等特性已經被廣泛應用到很多領域。在此，一種新型發光二極體可參見Daniel A. Steigerwald等人在文獻IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics,Vol.8,No.2,March/April 2002中的Illumination With Solid State Lighting Technology一文。
發光二極體的出光角度一般為90至120度，且光線強度較不均勻，主要集中在其正面(也即上表面)出射。因此，當發光二極體應用於光源模組，例如路燈照明、背光模組時，如果沒有設置特定光學元件來對光源模組中的發光二極體的出射光進行必要的光路調節及修正，勢必會導致整個光源模組的的出光角度小且出光不均勻，從而使得該種光源模組之應用將受到一定的限制。
有鑒於此，有必要提供一種出光均勻的光源模組。
一種光源模組包括鐳射光源、透鏡模組、複數個光學元件以及複數個導光板。該透鏡模組包括第一透鏡與複數個第二透鏡。該第一透鏡包括一個第一平面以及一個與該第一平面相對且沿第一方向延伸的第一柱面。該複數個第二透鏡設置在該第一透鏡的第一平面上，每個第二透鏡包括一個與該第一透鏡接觸的第二平面以及一個與該第二平面相對且沿第二方向延伸的第二柱面，該第二方向垂直於該第一方向。該複數個光學元件依次間隔設置在該鐳射光源的光路上，且每個光學元件與一個第二透鏡相對設置。每個光學元件用於將部分鐳射光源發出的光反射至與其相對的第二透鏡，並將另一部分光穿透至與其相鄰且遠離鐳射光源的下一個光學元件。該導光板具有一個與該第一柱面相對的入光面，以及一個與該入光面相連接的出光面。鐳射光源發出的鐳射經過該第二透鏡後，光線經過該第二柱面折射後在第一方向上發散，入射至該第一透鏡，光線再次經過該第一柱面折射後在第二方向上發散，再入射至導光板。
所述光源模組中鐳射發出的光通過該光學元件後進入該透鏡模組，該透鏡模組有效地使鐳射光源發出的鐳射在第一方向與第二方向上均勻發散後，再進入導光板，從而使得從導光板出光面出來的光線均勻。
圖1是本發明實施例提供的光源模組的立體示意圖。
圖2是圖1中的光源模組的另一視角的立體示意圖。
圖3是圖1中的光源模組的俯視圖。
圖4為圖2中IV部的放大示意圖。
圖5為圖1中導光板底面的網點為圓弧形條狀凸起的放大示意圖。
下面將結合附圖對本發明實施例作進一步的詳細說明。
圖1、圖2與圖3所示為本發明實施例提供的光源模組100。該光源模組100包括鐳射光源10、透鏡模組20、複數個光學元件30以及複數個導光板40。
該鐳射光源10用於發了鐳射。在本實施例中，該鐳射光源10包括紅色鐳射源11、綠色鐳射源12、以及藍色鐳射源13，且該紅色鐳射源11、綠色鐳射源12、以及藍色鐳射源13均為準直光源。
該透鏡模組20包括第一透鏡21與複數個第二透鏡22。該第一透鏡21包括一個第一平面211以及一個與該第一平面211相對且沿第一方向X延伸的第一柱面212。該複數個第二透鏡22設置在該第一透鏡21的第一平面211上。每個第二透鏡22包括一個與該第一透鏡21接觸的第二平面221以及一個與該第二平面221相對且沿第二方向Y延伸的第二柱面222，該第二方向Y垂直於該第一方向X。在本實施例中，該光源模組100包括五個第二透鏡22，且該五個第二透鏡22均勻間隔設置在該第一透鏡21的第一平面211上。
該複數個光學元件30依次間隔設置在該鐳射光源10的光路上，且每個光學元件30與一個第二透鏡22相對設置。在本實施例中，該光源模組100包括五個光學元件30。每個光學元件30用於將部分鐳射光源10發出的光反射至與其相對的第二透鏡22，並將另一部分光穿透至與其相鄰且遠離鐳射光源10的下一個光學元件30。在本實施例中，沿遠離該鐳射光源10方向，該複數個光學元件30的反射率逐漸減大，穿透率逐漸增小。具體地，沿遠離該鐳射光源10的方向，前面四個光學元件30的反射率與穿透率的比值依次為：1/4，1/3，1/2，1，離該鐳射光源10最遠的光學元件30為全反射透鏡。
請一併參見圖4所示，該導光板40具有一個與該第一柱面212相對的入光面41、一個與該入光面41相連接的出光面42、以及一個與該出光面42相對且與該入光面41相連接的底面43。該底面43為全反射面，且該底面43上具有複數個網點431，以用於將鐳射光源10發出的光反射至出光面42出射。在本實施例中，該網點431包括自該底面43向該導光板40凸出的複數個鋸齒形條狀凸起。當然，該網點431還可以為其他形狀，如圖5所示，該網點431為自該底面43向該導光板40凸出的複數個圓弧形條狀凸起。
該鐳射光源10發出的鐳射經過該複數個光學元件30的反射與穿透後入射至該第二透鏡22的複數個第二柱面222，鐳射經過該第二柱面222折射後，在第一方向X上均勻發散，然後再入射至該第一透鏡21，鐳射再次經過該第一透鏡21的第一柱面212折射，並在第二方向Y上均勻發散，再後入射至導光板40，經過導光板40的底面43上的網點431再次拆散後，從該導光板40的出光面42出射。由於鐳射光源10發出的鐳射經過多次發散後出射，因此，該光源模組100的出光均勻。
本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。
100‧‧‧光源模組
10‧‧‧鐳射光源
11‧‧‧紅色鐳射源
12‧‧‧綠色鐳射源
13‧‧‧藍色鐳射源
20‧‧‧透鏡模組
21‧‧‧第一透鏡
211‧‧‧第一平面
212‧‧‧第一柱面
22‧‧‧第二透鏡
221‧‧‧第二平面
222‧‧‧第二柱面
30‧‧‧光學元件
40‧‧‧導光板
41‧‧‧入光面
42‧‧‧出光面
43‧‧‧底面
431‧‧‧網點
無
100‧‧‧光源模組
10‧‧‧鐳射光源
11‧‧‧紅色鐳射源
12‧‧‧綠色鐳射源
13‧‧‧藍色鐳射源
20‧‧‧透鏡模組
21‧‧‧第一透鏡
211‧‧‧第一平面
212‧‧‧第一柱面
22‧‧‧第二透鏡
221‧‧‧第二平面
222‧‧‧第二柱面
30‧‧‧光學元件
40‧‧‧導光板
41‧‧‧入光面
42‧‧‧出光面
43‧‧‧底面

Claims (8)

  1. 一種光源模組，包括：
    鐳射光源；
    透鏡模組，其包括第一透鏡與複數個第二透鏡，該第一透鏡包括一個第一平面以及一個與該第一平面相對且沿第一方向延伸的第一柱面，該複數個第二透鏡設置在該第一透鏡的第一平面上，每個第二透鏡包括一個與該第一透鏡接觸的第二平面以及一個與該第二平面相對且沿第二方向延伸的第二柱面，該第二方向垂直於該第一方向；
    複數個光學元件，依次間隔設置在該鐳射光源的光路上，且每個光學元件與一個第二透鏡相對設置，每個光學元件用於將部分鐳射光源發出的光反射至與其相對的第二透鏡，並將另一部分光穿透至與其相鄰且遠離鐳射光源的下一個光學元件；以及
    導光板，該導光板具有一個與該第一柱面相對的入光面，以及一個與該入光面相連接的出光面，鐳射光源發出的鐳射經過該第二透鏡後，光線經過該第二柱面折射後在第一方向上發散，入射至該第一透鏡，光線再次經過該第一柱面折射後在第二方向上發散，再入射至導光板。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中，該鐳射光源包括紅色鐳射源、綠色鐳射源、以及藍色鐳射源。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之光源模組，其中，該紅色鐳射源、綠色鐳射源、以及藍色鐳射源均為準直光源。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中，沿遠離該鐳射光源方向，該複數個光學元件的反射率逐漸減大，穿透率逐漸增小。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中，該光源模組包括五個光學元件，沿遠離該鐳射光源的方向，前面四個光學元件的反射率與穿透率的比值依次為：1/4，1/3，1/2，1，離該鐳射光源最遠的一個光學元件為全反射透鏡。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中，該導光板進一步包括一個與該出光面相對的底面，該底面為全反射面，該底面上具有複數個網點，以用於將鐳射光源發出的光反射至出光面出射。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述之光源模組，其中，該網點包括自該底面向該導光板凸出的複數個鋸齒形條狀凸起。
  8. 根據申請專利範圍第6項所述之光源模組，其中，該網點包括自該底面向該導光板凸出的複數個圓弧形條狀凸起。
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