TW201621851A - 光源模組 - Google Patents

Abstract

一種光源模組，適用於招牌，招牌具有出光面。光源模組包括基座、至少一光源、至少一第一反射結構、至少三個第二反射結構。基座具有底部與至少一側面，側面鄰接於底部且位於出光面與底部之間。第一反射結構鄰接於側面且遠離底部。第二反射結構配置於底部。光源所提供的一部分光線經由第二反射結構之其一的反射後，再經由出光面射出，而另一部分光線依序經由第一反射結構的反射，與經由第二反射結構之其一的反射後，再經由出光面射出。

Description

光源模組

本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種具有多個反射結構的光源模組。

在習知技藝中，常見作為照明燈具及廣告燈箱的光源有日光燈管、冷陰極燈管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)與發光二極體(light emitting diode,LED)。當使用日光燈管或冷陰極燈管作為照明光源時，受限於光源本身的使用壽命與尺寸，而使得應用產品會有厚重、使用壽命短與空間利用率低等缺點。因此，目前公共場所逐漸改採用發光二極體作為廣告燈箱、展示燈或告示燈的光源。

一般而言，這些燈箱的發光方式大致可分為單面發光與雙面發光，其中雙面發光的燈箱包括多個分設於兩側的發光二極體與反射燈罩，前述雙面發光的燈箱利用光源側向入射反射燈罩的上下二側而被反射，以使光線從燈箱表面出光。

然而，目前現行燈箱的反射燈罩多為平板設計，而不利進行光學設計以提升出光的均勻度。但若要進行曲面設計時，亦 可能導致組裝難度提升，而不利製作。因此，如何兼顧出光的均勻度以及製程難易度已成為此領域技術人士研發的重要課題之一。

本發明提供一種光源模組，其具有良好的均勻度以及製程簡易的優點。

本發明的光源模組適用於招牌，招牌具有出光面。光源模組包括基座、至少一光源、至少一第一反射結構以及至少三個第二反射結構。基座具有底部與至少一側面。底部面對出光面，側面鄰接於底部且位於出光面與底部之間。至少一光源配置於側面。至少一第一反射結構鄰接於側面且遠離底部而位於側面與出光面之間。至少三個第二反射結構配置於底部。在光源所提供的光線中，一部分光線經由至少三個第二反射結構之其中之一的反射後，再經由出光面射出招牌。另一部分光線依序經由第一反射結構的反射，與經由至少三個第二反射結構之其中之一的反射後，再經由出光面射出招牌。

在本發明的一實施例中，上述的至少三個第二反射結構包括第一斜面、第二斜面以及第三斜面。第一斜面鄰接側面。第二斜面鄰接在第一斜面與第三斜面之間，且第三斜面遠離側面。

在本發明的一實施例中，上述的第一斜面、第二斜面與第三斜面形成谷狀結構。

在本發明的一實施例中，上述的側面與第一斜面之間具有第一夾角，且第一夾角的範圍在95度至100度之間。

在本發明的一實施例中，上述的第一斜面與第二斜面之間具有第二夾角，且第二夾角的範圍在170度至180度之間。

在本發明的一實施例中，上述的第二斜面結構與第三斜面結構之間具有第三夾角，且第三夾角的範圍在150度至160度之間。

在本發明的一實施例中，上述的側面具有承載面與第四斜面，承載面鄰接於第一反射結構與第四斜面之間，且第四斜面鄰接在承載面與底部之間。光源配置於承載面，光源的另一部分光線依序經由第一反射結構與第四斜面的反射後，再經由出光面射出招牌。

在本發明的一實施例中，上述的承載面與第四斜面之間具有第四夾角，第四夾角的範圍在170度至180度之間。

在本發明的一實施例中，上述的承載面與第四斜面位於同一平面。

在本發明的一實施例中，上述的基座具有一對側面，鄰接於底部且相對於基座的中心平面呈對稱，而光源模組包括多個光源、一對第一反射結構以及多個第二反射結構。多個光源分別配置於此對側面上。此對第一反射結構分別鄰接於此對側面且遠離底部，而使各第一反射結構位於各側面與出光面之間。此對第一反射結構相對於中心平面呈對稱。多個第二反射結構相對於中 心平面而呈鏡像對稱地配置於底部，且這些第二反射結構於中心平面處相接呈隆起。此隆起相對於中心平面呈對稱。

在本發明的一實施例中，上述的這些第二反射結構相對於中心平面區分為第一部份與第二部份。出光面相對於中心平面呈對稱且被區分為第三部份以及第四部份，第一部份與第二部份分別對應第三部份與第四部份，且經由第一部份的這些第二反射結構反射的光線經由出光面的第三部份出光，而經由第二部份的這些第二反射結構反射的光線經由出光面的第四部份出光。

在本發明的一實施例中，上述的這些光源在側面上沿第一方向排列成多列，位於同一列中的各光源在第一方向上彼此對齊，且位於不同列中的各光源在與第一方向垂直的第二方向上不對齊。

在本發明的一實施例中，上述的第一反射結構的表面為自由曲面。

基於上述，本發明的實施例的光源模組藉由第一反射結構以及第二反射結構的結構設計，可進一步地控制被反射至出光面的光線比例，而可達到調整光均勻度的效果。此外，由於藉由多個第二反射結構的不同斜面，光源模組即能達到良好均勻度，因此，將可避免進行光學設計時，若將基座底部設計為曲面而致的製程難度。並且，藉由光源模組的對稱結構設計，將可減少模具的開模尺寸，而可以合併組裝的方式即可得到大型尺寸的光源模組，進而亦可減少製作的成本與難度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、400、500‧‧‧光源模組

110‧‧‧基座

111‧‧‧底部

113‧‧‧平台

120‧‧‧光源

140L‧‧‧第一部份

140R‧‧‧第二部份

S141L‧‧‧第一斜面

S142L‧‧‧第二斜面

S143L‧‧‧第三斜面

150‧‧‧光學膜片

SB‧‧‧招牌

F1、F2‧‧‧近似焦點

130L、130R、430L‧‧‧第一反射結構

60、61、62、63、64、65、66、67、68‧‧‧光線

112L、412L、512L、112R‧‧‧側面

112aL、412aL、512aL、112aR‧‧‧承載面

112bL、412bL、512bL‧‧‧第四斜面

141L、142L、143L、141R、142R、143R‧‧‧第二反射結構

LE‧‧‧出光面

C‧‧‧中心平面

θ1‧‧‧第一夾角

θ2‧‧‧第二夾角

θ3‧‧‧第三夾角

θ4‧‧‧第四夾角

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

Z1‧‧‧第一區域

Z2‧‧‧第二區域

LZ‧‧‧第三部份

RZ‧‧‧第四部份

112bR‧‧‧斜面

圖1是本發明一實施例的一種光源模組的架構示意圖。

圖2是圖1的第一反射結構與第二反射結構的結構示意圖。

圖3A是經由圖1的第二反射結構反射的光線的光跡示意圖。

圖3B是依序經由圖1的第一反射結構與第二反射結構的結構示意圖。

圖4是本發明另一實施例的一種光源模組的架構示意圖。

圖5是本發明又一實施例的一種光源模組的架構示意圖。

圖1是本發明一實施例的一種光源模組的架構示意圖。圖2是圖1的第一反射結構與第二反射結構的結構示意圖。請參照圖1與圖2，本實施例的光源模組100適用於招牌SB，招牌SB具有出光面LE。光源模組100包括基座110、至少一光源120、至少一第一反射結構130L以及至少三個第二反射結構141L、142L、143L。舉例而言，在本實施例中，光源120為發光二極體，但本發明不以此為限。

更詳細而言，如圖1所示，在本實施例中，基座110具 有一對側面112L、112R，鄰接於底部111且相對於基座110的中心平面C呈對稱(在本實施例中，中心平面C是指平行於Y-Z平面的虛擬平面)。並且，光源模組100亦可包括多個光源120、一對第一反射結構130L、130R以及多個第二反射結構141L、142L、143L、141R、142R、143R。再者，出光面LE相對於中心平面C呈對稱，且可被區分為第三部份LZ以及第四部份RZ。

具體而言，如圖1所示，多個光源120分別配置於此對側面112L、112R上。並且，此對第一反射結構130L、130R分別鄰接於此對側面112L、112R且遠離底部111，而使各第一反射結構130L、130R位於各側面112L、112R與出光面LE之間。並且，此對第一反射結構130L、130R相對於中心平面C呈對稱。此外，多個第二反射結構141L、142L、143L、141R、142R、143R相對於中心平面C而呈鏡像對稱地配置於底部111，亦即這些第二反射結構141L、142L、143L、141R、142R、143R相對於中心平面C可被區分為第一部份140L與第二部份140R。換言之，如圖1所示，第一部份140L包括了第二反射結構141L、142L、143L，而第二部份140R包括了第二反射結構141R、142R、143R。由於所述基座110的相關結構是相對於中心平面C呈對稱，因此後續描述將以其中一側的結構及其所產生之光線傳遞效果為主，另一側的結構及其所產生之光線傳遞效果便不再贅述。

在本實施例中，這些第二反射結構141L、142L、143L、141R、142R、143R於中心平面C處相接呈隆起，並於基座110 形成平台113，且此隆起相對於中心平面C呈對稱。換言之，在本實施例中，第二部份140R的第三斜面S143R、平台113與第一部份140L的第三斜面S143L彼此連接而呈隆起。此外，出光面LE的第三部份LZ與第四部份RZ分別與第一部份140L的這些第二反射結構141L、142L、143L以及第二部份140R的這些第二反射結構141R、142R、143R相對應。

進一步而言，如圖2所示，基座110的底部111面對出光面LE，側面112L鄰接於底部111，且位於出光面LE與底部111之間。詳細而言，在本實施例中，底部111座落於X-Y，第一反射結構130L鄰接於側面112L，且遠離底部111而位於側面112L與出光面LE之間。在本實施例中，第一反射結構130L的表面為自由曲面，但本發明不以此為限。

另一方面，如圖2所示，第二反射結構141L、142L、143L配置於底部111。詳細而言，第二反射結構141L、142L、143L包括第一斜面S141L、第二斜面S142L以及第三斜面S143L。第一斜面S141L鄰接側面112L。第二斜面S142L鄰接在第一斜面S141L與第三斜面S143L之間，且第三斜面S143L遠離側面112L。更詳細而言，在本實施例中，第一斜面S141L、第二斜面S142L與第三斜面S143L分別對應於各個第二反射結構141L、142L、143L的表面，且第一斜面S141L、第二斜面S142L與第三斜面S143L之間的相接處分別朝向出光面LE呈凹陷狀。也就是說，在本實施例中，第一斜面S141L、第二斜面S142L與第三斜面S143L形成 谷狀結構。

更詳細而言，如圖2所示，在本實施例中，側面112L與第一斜面S141L之間具有第一夾角θ1，且第一夾角θ1的範圍在95度至100度之間。並且，第一斜面S141L與第二斜面S142L之間具有第二夾角θ2，且第二夾角θ2的範圍在170度至180度之間，而第二斜面S142L結構與第三斜面S143L結構之間具有第三夾角θ3，且第三夾角θ3的範圍在150度至160度之間。

此外，在本實施例中，側面112L更具有承載面112aL與第四斜面112bL(對稱地，側面112R具有承載面112aR與斜面112bR)，承載面112aL鄰接於第一反射結構130L與第四斜面112bL之間，且第四斜面112bL鄰接在承載面112aL與底部111之間。更詳細而言，在本實施例中，承載面112aL與第四斜面112bL之間具有第四夾角θ4，第四夾角θ4的範圍在170度至180度之間。

另一方面，請再次參照圖1，在本實施例中，光源120配置於側面112L。更詳細而言，在本實施例中，光源120配置於側面112L的承載面112aL上，並在側面112L上沿第一方向D1排列成多列，位於同一列中的各光源120在第一方向D1上彼此對齊，且位於不同列中的各光源120在與第一方向D1垂直的第二方向D2上不對齊。在本實施例中，第一方向D1例如與Y方向平行，第二方向D2例如與Z方向平行，但本發明不以此為限。如此，光源120所發出的光線60將可在經由第二反射結構141L、142L、143L的其中之一反射後，再經由出光面LE射出招牌SB，並可因 此得到良好的均勻度。以下將搭配圖3A及圖3B進一步說明光源120所發出的光線60如何被傳遞至出光面LE的光跡圖。

圖3A是經由圖1的第二反射結構反射的光線的光跡示意圖。圖3B是依序經由圖1的第一反射結構與第二反射結構的結構示意圖。請參照圖3A，具體而言，在光源120所提供的光線60中，一部分光線60經由第二反射結構141L、142L、143L的其中之一的反射後，再經由出光面LE射出招牌SB。舉例而言，如圖3A所示，與水平方向具有較大夾角的光線61會被第二反射結構141L所對應的第一斜面S141L反射至出光面LE，而射出招牌SB。並且，與水平方向具有較小夾角的光線62及光線63則分別被第二斜面S142L與第三斜面S143L反射至出光面LE，而射出招牌SB。

另一方面，如圖3B所示，另一部分光線60會在依序經由第一反射結構130L的反射，與經由第二反射結構141L、142L、143L的其中之一的反射後，再經由出光面LE射出招牌SB。舉例而言，如圖3B所示，經第一反射結構130L後而與水平方向夾角較大的光線64會被第二反射結構141L所對應的第一斜面S141L反射至出光面LE，而射出招牌SB。經第一反射結構130L後而與水平方向夾角略大的光線65會被第二反射結構142L所對應的第二斜面S142L反射至出光面LE。經第一反射結構130L後而與水平方向夾角略小的光線66則會依序被第二反射結構142L、143L所對應的第二斜面S142L以及第三斜面S143L反射至出光面LE。 經第一反射結構130L後而與水平方向夾角最小的光線67則會被第二反射結構143L所對應的第三斜面S143L反射至出光面LE。

如此一來，光源模組100將可藉由第一反射結構130L以及第二反射結構141L、142L、143L的結構設計，進一步地控制被反射至出光面LE的光線60的比例。舉例而言，如圖3A及圖3B所示，經由第一斜面S141L反射至出光面LE的光線61與光線64，會集中在出光面LE的第一區域Z1。而經由第二斜面S142L反射至出光面LE的光線62與光線65，會集中在出光面LE的第二區域Z2。而經由第三斜面S143L反射至出光面LE的光線63、光線66與光線67，則可用以補強在出光面LE的第二區域Z2的光線60。如此，光源模組100即可達到調整光均勻度的效果。

此外，請再次參照圖1，如此，經由第一部份140L的這些第二反射結構141L、142L、143L反射的光線經由出光面LE的第三部份LZ出光，而經由第二部份140R的這些第二反射結構141R、142R、143R反射的光線經由出光面LE的第四部份RZ出光。更詳細而言，經由這些於中心平面C處相接呈隆起狀的第二反射結構143L、143R的結構設計，將可使得由位於不同側的光源120所發出的光線可獨立地經由出光面LE的不同部份對稱出光。

如此一來，藉由多個反射結構的不同斜面的結構設計，光源模組100即可達到良好的出光均勻度，進而避免了進行光學設計時，若將基座110底部111設計為曲面而致的製程難度。並且，藉由光源模組100的對稱結構設計，將可減少模具的開模尺 寸，而可以合併組裝的方式即可得到大型尺寸的光源模組100，進而亦可減少製作的成本與難度。

此外，如圖3A及圖3B所示，在本實施例中，光源模組100可更包括光學膜片150，位於基座110與出光面LE之間。當光線被反射至出光面LE時，光源模組100將可藉由光學膜片150來修正出光方向，以提升光源模組100的正向輝度。舉例而言，在本實施例中，光學膜片150可包括稜鏡片、擴散片、其他光學膜片的至少其中之一，但本發明不以此為限。

圖4是本發明另一實施例的一種光源模組的架構示意圖。請參照圖4，本實施例的光源模組400與圖1的光源模組100類似，而兩者的差異如下所述。本實施例的光源模組400的側面412L的承載面412aL與第四斜面412bL之間的第四夾角θ4約為在170度至180度之間，且第一反射結構430L的曲率大於前述第一反射結構130L的曲率。如此，光源120所提供的另一部分光線60則可依序經由第一反射結構430L與第四斜面412bL反射，並經由第二反射結構(例如圖示141L或142L)後，再經由出光面LE射出招牌SB。

請同時對照圖4、圖5的實施例，由於第一反射結構430L的曲率大於第一反射結構130L的曲率，因此第一反射結構430L所形成近似焦點F1，其位置是不同於第一反射結構130L所形成的近似焦點F2。詳細而言，以實施例中所述X-Y平面作為基準，從圖4可知，近似焦點F1在X-Y平面上的正投影是座落於第一反 射結構430L在X-Y平面上的正投影的範圍之內。相對地，從圖5可知，近似焦點F2在X-Y平面上的正投影是座落於第一反射結構130L在X-Y平面上的正投影的範圍之內。據此，設計者便能藉由不同曲率的第一反射結構而決定光線的行程。

並且，由於光源模組400亦可藉由第一反射結構130L以及第二反射結構141L、142L、143L的結構設計，進一步地控制被反射至出光面LE的光線60比例，而可達到調整光均勻度的效果。此外，由於藉由多個第二反射結構141L、142L、143L的不同斜面，光源模組400即能達到良好均勻度，因此，將可避免進行光學設計時，若將基座110底部111設計為曲面而致的製程難度。並且，藉由光源模組400的對稱結構設計，將可減少模具的開模尺寸，而可以合併組裝的方式即可得到大型尺寸的光源模組400，進而亦可減少製作的成本與難度。因此，光源模組400亦能達到與光源模組100類似的功能與優點，在此就不予贅述。

圖5是本發明又一實施例的一種光源模組的架構示意圖。請參照圖5，本實施例的光源模組500與圖1的光源模組100類似，而兩者的差異如下所述。本實施例的光源模組500的側面512L的承載面512aL與第四斜面512bL位於同一平面。換言之，在本實施例中，承載面512aL與第四斜面512bL之間的第四夾角θ4約為180度。

並且，由於光源模組500亦可藉由第一反射結構130L以及第二反射結構141L、142L、143L的結構設計，進一步地控制被 反射至出光面LE的光線60比例，而可達到調整光均勻度的效果。此外，由於藉由多個第二反射結構141L、142L、143L的不同斜面，光源模組500即能達到良好均勻度，因此，將可避免進行光學設計時，若將基座110底部111設計為曲面而致的製程難度，並且，藉由光源模組500的對稱結構設計，將可減少模具的開模尺寸，而可以合併組裝的方式即可得到大型尺寸的光源模組500，進而亦可減少製作的成本與難度。因此，光源模組500亦能達到與光源模組100類似的功能與優點，在此就不予贅述。

綜上所述，本發明的實施例的光源模組藉由第一反射結構以及第二反射結構的結構設計，可進一步地控制被反射至出光面的光線比例，而可達到調整光均勻度的效果。此外，由於藉由多個第二反射結構的不同斜面，光源模組即能達到良好均勻度，因此，將可避免進行光學設計時，若將基座底部設計為曲面而致的製程難度。並且，藉由光源模組的對稱結構設計，將可減少模具的開模尺寸，而可以合併組裝的方式即可得到大型尺寸的光源模組，進而亦可減少製作的成本與難度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧光源模組

110‧‧‧基座

111‧‧‧底部

112L、112R‧‧‧側面

112aL、112aR‧‧‧承載面

112bL‧‧‧第四斜面

113‧‧‧平台

120‧‧‧光源

130L、130R‧‧‧第一反射結構

140L‧‧‧第一部份

141L、142L、143L、141R、142R、143R‧‧‧第二反射結構

140R‧‧‧第二部份

112bR‧‧‧斜面

SB‧‧‧招牌

LE‧‧‧出光面

C‧‧‧中心平面

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

LZ‧‧‧第三部份

RZ‧‧‧第四部份

Claims (15)

1. 一種光源模組，適用於一招牌，該招牌具有一出光面，該光源模組包括：一基座，具有一底部與至少一側面，該底部面對該出光面，該側面鄰接於該底部且位於該出光面與該底部之間；至少一光源，配置於該側面；至少一第一反射結構，鄰接於該側面且遠離該底部而位於該側面與該出光面之間；以及至少三個第二反射結構，配置於該底部，其中在該光源所提供的光線中，一部分光線經由該至少三個第二反射結構之其中之一的反射後，再經由該出光面射出該招牌，而另一部分光線依序經由該第一反射結構的反射，與經由該至少三個第二反射結構之其中之一的反射後，再經由該出光面射出該招牌。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中所述至少三個第二反射結構包括：一第一斜面，鄰接該側面；一第二斜面；以及一第三斜面，該第二斜面鄰接在該第一斜面與該第三斜面之間，且該第三斜面遠離該側面。
3. 如申請專利範圍第2項所述的光源模組，其中該第一斜面、該第二斜面與該第三斜面形成谷狀結構。
4. 如申請專利範圍第2項所述的光源模組，其中該側面與該 第一斜面之間具有一第一夾角，且該第一夾角的範圍在95度至100度之間。
5. 如申請專利範圍第2項所述的光源模組，其中該第一斜面與該第二斜面之間具有一第二夾角，且該第二夾角的範圍在170度至180度之間。
6. 如申請專利範圍第2項所述的光源模組，其中該第二斜面結構與該第三斜面結構之間具有一第三夾角，且該第三夾角的範圍在150度至160度之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該側面具有一承載面與一第四斜面，該承載面鄰接於該第一反射結構與該第四斜面之間，且該第四斜面鄰接在該承載面與該底部之間，而該光源配置於該承載面，該光源的另一部分光線依序經由該第一反射結構與該第四斜面的反射後，再經由該出光面射出該招牌。
8. 如申請專利範圍第7項所述的光源模組，其中該承載面與該第四斜面之間具有一第四夾角，該第四夾角的範圍在170度至180度之間。
9. 如申請專利範圍第7項所述的光源模組，其中該承載面與該第四斜面位於同一平面。
10. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該基座具有一對側面，鄰接於該底部且相對於該基座的一中心平面(central plane)呈對稱，而該光源模組包括：多個光源，分別配置於該對側面上； 一對第一反射結構，分別鄰接於該對側面且遠離該底部，而使各該第一反射結構位於各該側面與該出光面之間，該對第一反射結構相對於該中心平面呈對稱；以及多個第二反射結構，相對於該中心平面而呈鏡像對稱地配置於該底部，且該些第二反射結構於該中心平面處相接呈隆起，該隆起相對於該中心平面呈對稱。
11. 如申請專利範圍第10項所述的光源模組，其中該些第二反射結構相對於該中心平面區分為一第一部份與一第二部份，該出光面相對於該中心平面呈對稱且被區分為一第三第三部份以及一第四第四部份，該第三第一部份與該第四第二部份分別對應該第三部份與該第四部份，且經由第一部份的該些第二反射結構反射的光線是經由該第三部份的該出光面第三出光，而經由該第二部份的該些第二反射結構反射的光線是經由該第四部份的該出光面第四出光。
12. 如申請專利範圍第10項所述的光源模組，其中該至少一光源為多個光源，該些光源在該側面上沿一第一方向排列成多列，位於同一列中的各該光源在該第一方向上彼此對齊，且位於不同列中的各該光源在一與該第一方向垂直的第二方向上不對齊。
13. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第一反射結構的表面為一自由曲面。
14. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第一反 射結構的一近似焦點在該基座上的正投影，位於該第一反射結構在該基座上的正投影的範圍之內。
15. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第一反射結構的一近似焦點在該基座上的正投影，位於該第一反射結構在該基座上的正投影的範圍之外。