TW201700912A - 光學裝置 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種光學裝置，其包含一導光板與至少一發光件，該導光板具有至少一貫孔，該至少一發光件設置於該導光板之一側，並對應於該至少一貫孔。本發明之該至少一發光件發出一光線自該至少一貫孔之孔內側壁進入該導光板，該光線進入該導光板之光線入射角大，而使該光線於該導光板內進行全反射，直至該光線自該導光板之周側面射出，如此增加該導光板周側面與非出光面側方向之光線，使該光學裝置之光線強度並非集中於出光面之方向。

Description

光學裝置 【0001】

本發明係有關於一種光學裝置，尤指針對於一種具有導光板穿設貫孔之光學裝置。

【0002】

發光二極體為一種高效能之發光光源，其具有節能、環保與壽命長等諸多優點，已經被廣泛的運用於各種領域範圍，例如:用於液晶顯示模組之背光模組技術或是用於室內照明技術。

【0003】

有關於背光模組來說，以發光二極體作為光源，而發光二極體背光技術可分為直下式背光模組與側光式背光模組兩種，以直下式背光模組設計主要概念在於為能因應更高亮度的需求，直接將光源放置於液晶面板下方，再經由反射件反射後，光線均勻分散於正面射出。優點在於擁有出光效率高、零組件較少，但是缺點在於模組厚度較厚等。

【0004】

再者，由於發光二極體光源具有指向性的特點，當發光二極體光源發出的光線不能充分的發散出光，會導致光線照射於光學擴散板上的照射範圍仍然十分有限，使光線僅能集中於一個方向。

【0005】

然，若以直下式燈具設置於天花板，雖然有光線照明室內空間，但是光線大多集中於同一方向，且光線能量強，於直視會產生眩光，又，會發現利用直下式燈具雖然照射光線很強，但是局限燈具裝置所發出的光線照射於同一區域範圍，反而於裝設燈具裝置四周的天花板卻偏暗無光，如此室內照明的光線看起來雖然很強，但卻有無光線的暗區，會產生室內光線照明並不充足的感覺，尤其是當直下式燈具以吸頂式或懸吊式等方式進行裝設，更會突顯出這一方面的缺點。

【0006】

故，本發明針對於習知技術之缺點進行改良，而提供一種光學裝置，此種光學裝置係為直下式燈具的設計，但是改良導光板結構，而改善習知技術之缺點。

【0007】

本發明之一目的，在於提供一種光學裝置，利用光線入射導光板之角度設計，增加光線自該導光板周側與非出光面側方向出光。

【0008】

本發明之一目的，在於提供一種光學裝置，使光學裝置之光線強度並非集中於同一方向，導致光線過強而產生眩光。

【0009】

為達上述所指稱之目的及功效，本發明為一種光學裝置，其包含一導光板與至少一發光件，該導光板具有至少一貫孔；以及該至少一發光件設置於該導光板之一設，並對應於該至少一貫孔。

1‧‧‧光學裝置
11‧‧‧導光板
110‧‧‧貫孔
1101‧‧‧內側壁
111‧‧‧第一表面
112‧‧‧第二表面
113‧‧‧周側面
12‧‧‧發光件
13‧‧‧光學結構
14‧‧‧光學件
15‧‧‧反射件
2‧‧‧燈具
21‧‧‧燈座
22‧‧‧燈殼
P‧‧‧光線
x1、x2‧‧‧間距
Y‧‧‧間距
Z‧‧‧厚度

【0010】

第一圖：其係為本發明之第一實施例之光學裝置之立體圖；
第二圖：其係為本發明之第一實施例之光學裝置之側視圖；
第三圖：其係為本發明之第一實施例之光學裝置之光線路徑的示意圖；
第四圖：其係為本發明之第二實施例之光學裝置之立體圖；
第五圖：其係為本發明之第三實施例之光學裝置之立體圖；
第六圖：其係為本發明之第三實施例之光學裝置之光線路徑的示意圖；
第七圖：其係為本發明之第四實施例之光學裝置之立體圖；
第八圖：其係為本發明之第五實施例之光學裝置之立體圖；
第九圖：其係為本發明之第五實施例之光學裝置之光線路徑的示意圖；
第十圖：其係為本發明之第六實施例之光學裝置之立體圖；
第十一圖：其係為本發明之第七實施例之光學裝置之立體圖；

第十二圖：其係為本發明之第七實施例之光學裝置之光線路徑的示意圖；
第十三圖：其係為本發明之第八實施例之光學裝置之反射件的立體圖；
第十四圖：其係為本發明之第八實施例之光學裝置之反射件之光線路徑的示意圖；以及
第十五圖：其係為本發明之第九實施例之具有光學裝置之燈具的立體圖。

【0011】

為使　貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

【0012】

請參閱第一圖、第二圖與第三圖，其係為本發明之第一實施例之光學裝置之立體圖、側視圖與光線路徑的示意圖；如圖所示，本發明為一種光學裝置1，其係應用於燈具裝置，尤指針對於改善吸頂式或懸吊式之燈具，於使用直下式燈具的情況下，其光線容易集中於同一照射方向，而在燈具裝置的四周偏暗無光，使燈具裝置的照明光線雖然很強，但卻有無光線的暗區，於室內照明的光線分布上有一點不協調，另外，避免直下式燈具所發出之光線過強，於視線直視會產生眩光，而將部分光線導向四周，削弱出光光線強度。

【0013】

承上所述，本發明一種光學裝置1，其包含一導光板11與至少一發光件12，該導光板11具有一第一表面111與相對於該第一表面111之一第二表面112，至少一貫孔110穿設該第一表面111與該第二表面112，該至少一發光件12設置於該導光板11之該第一表面111之一側，並對應於該至少一貫孔110，其中該第二表面112為出光面。

【0014】

於本實施例中，該至少一發光件12與該至少一貫孔110之位置與比例的相對關係，其會影響到該至少一發光件12透過該導光板11之發光狀態，於本實施例中，該至少一發光件12之兩側面相對於該至少一貫孔110之該內側壁1101的垂直延伸面之距離分別為間距x1與間距x2，間距x1加上間距x2等於間距和X，換言之，間距和X為該貫孔110之內徑減去該發光件之外徑，而以間距和X來說，該至少一發光件12之側面距離該貫孔110之該內側壁1101近(即間距和X小)相對於該至少一發光件12之側面與該貫孔110之該內側壁1101距離遠(即間距和X大)，則會有較多該光線P能自該內側壁1101進入該導光板11，並且該光線P能以較大的入射角進入該導光板11，使該光線P之反射角不容易大於全反射之臨界角，一部分該光線P往該導光板11之該周側面113與該第一表面111之一側方向進行照射，進而降低出光面(即該第二表面112)方向之光線強度，提高該周側面113與該第一表面111方向之光線強度；反之，該至少一發光件12之側面距離該貫孔110之該內側壁1101遠(即間距和X大)相對於該至少一發光件12之側面與該貫孔110之該內側壁1101距離遠(即間距和X小)，則較少該光線P能進入該導光板11，且該光線P僅能以較小的入射角自該內側壁1101進入該導光板11，則會有提高出光面(即該第二表面112)方向之光線強度，降低該周側面113與該第一表面111方向之光線強度之效果。

【0015】

該至少一發光件12之出光面平行延伸面相對於該導光板11之該第一表面111之距離為間距Y，以間距Y來說，該至少一發光件12之出光面距離該導光板11之該第一表面111越近(即間距Y小)相對於該至少一發光件12之出光面距離該導光板11之該第一表面111越遠(即間距Y大)，則會有較多該光線P能自該內側壁1101進入該導光板11，反之，則有相反功效，其目的與功效相同於前段所述，故，不再贅述。

【0016】

該導光板1之厚度為Z，即該貫孔110之孔長度，以厚度Z來說，該導光板11之該厚度Z越大相對於該導光板11之厚度Z越小，則會有較多該光線P能自該內側壁1101進入該導光板11的光線比例就越多，由於該光線P進入厚度Z越大的該導光板11進行全反射後，其反射的次數較少即可到達該周側面113出光，若該導光板11設有光學結構，則該光線P反射次數少，其受到光學結構影響機率就越低，則該光線P往該周側邊113之出光機率就增加，換言之，該導光板11之該第二表面112(即出光面)出光機率降低，反之，則有相反功效，其目的與功效相同於前段所述，故，不再贅述，另外，調整該導光板11之厚度Z可依據成本上的考量做增減，也同樣可以達到本實施例之目的與功效。

【0017】

於本實施例中，該至少一發光件12為發光二極體晶片，而該至少一發光件12相對於該至少一貫孔110而發出一光線P，一部份之該光線P自至少一該貫孔110，而另一部分之該光線P自該至少一貫孔110之一內側壁1101射入該導光板11，大多數該光線P射入該導光板11，因照射於該第一表面111或該第二表面112之反射角皆大於全反射之臨界角，使該光線P可傳遞至該導光板11之周側面113，並分別從該周側面113向側面方向照射，於此可透過前幾段所述之調整方式，依據使用者之需求調整光線強度的大小。

【0018】

本實施例係針對於習知以懸吊式或吸頂式之直下式燈具作改良，傳統直下式燈具所發出之光線具有指向性的特點，光線僅能集中於一個方向，使光線能量容易過強，而直視產生眩光，又，於裝設直下式燈具位置所在之天花板四周偏暗無光，看起來室內照明的光線雖然很強，但卻有無光線的暗區，會產生室內光線照明並不充足的感覺，故，本發明提供一種光學裝置1，將該至少一發光件12設置於具有該貫孔110之該導光板11之一側，調整該至少一發光件12對應於該貫孔110之位置關係，以控制該至少一發光件12之該光線P進入該導光板11之入射角度，得以改善該光線P均勻照射不強烈，人眼直視不會產生不舒服的現象，且，於裝設該直下式燈具之位置周側產生光線，改善偏暗無光之情形，以平衡室內光線照明的整體效果。

【0019】

請一併參閱第四圖，其係為本發明之第二實施例之光學裝置之立體圖；如圖所示，本實施例與第一實施例之差異在於，本實施例更進一步設置複數個貫孔110，該些個貫孔110設置於該導光板11，該些個貫孔110也分別相對應搭配複數個發光件12，有關於每一該貫孔110與每一該發光件12之設置方式相同於第一實施例所述，故，不再贅述，另外，本實施例不限定設置該些個貫孔110之數量與排列方式，其皆依據使用者之需求作設計。

【0020】

請參閱第五圖與第六圖，其係為本發明之第三實施例之光學裝置之立體圖與光線路徑的示意圖；如圖所示，本實施例與第一實施例之差異在於，本實施例更進一步設置複數個光學結構13，該些個光學結構13設置於該第一表面111，並圍繞該至少一貫孔110，而該些光學結構13為網點或溝槽。

【0021】

於本實施例中，該至少一發光件12之該光線P自該內側壁1101進入該導光板11，該光線P照射於該些個光學結構13，使一部分該光線P反射，而自該第二表面112向外射出，另一部分該光線P則直接向該第一表面111之外側折射出去，此種方式更增加該光線P自該周側面113與該第一表面111之出光比例，而本實施例之其他出光路徑皆相同於第一實施例，故不再贅述。但是由於增加該些個光學結構13會改變部分該光線P之光線路徑，而使該光線P經該些個光學結構13反射，而射出該第二表面112，亦或是該光線P受到該些個光學結構13直接折射出該第一表面111，如此會降低該光線P以全反射方式自該周側面113向外射出之光線比例，是故本實施例之該光線P自該周側面113與該第一表面111之出光比例小於該第一實施例之該光線P自該周側面113與該第一表面111之出光比例。

【0022】

另外，該些光學結構13具有多種排列方式，例如:外圍該些個光學結構13至內圍該些個光學結構13之疏密設置；亦或是該些個光學結構13區分為多個區域，而於每個區域有不同該些光學結構13之疏密設置等方式，上述方式可依據使用者之需求做調整。

【0023】

請一併參閱第七圖，其係為本發明之第四實施例之光學裝置之立體圖；如圖所示，本實施例與第二實施例之差異在於，本實施例更進一步設置該些個光學結構13，該些個光學結構13設置於該第一表面111，並圍繞於該些個貫孔110之周圍，然，本實施例之該些光學結構13之排列方式並不限制於設置於該些個貫孔110之周圍，也能利用第三實施例所述的多種方式，又，該光線P經該些個光學結構13之光線路徑也相同於第三實施例所述，故不再贅述。

【0024】

請參閱第八圖與第九圖，其係為本發明之第五實施例之光學裝置之立體圖與光線路徑的示意圖；如圖所示，本實施例與第一實施例之差異在於，本實施例更進一步設置至少一光學件14，該至少一光學件14設置於該至少一貫孔110內，並位於該第二表面112，該至少一光學件14為一圓錐體，其一角端對應於該至少一發光件12，其中該至少一光學件14為反射結構或折射結構，另外，本實施例也不限該至少一光學件14為圓錐體的結構，其可為圓形、三角錐或四角錐等，其主要係將該至少一發光件12之該光線P導向該導光板11。

【0025】

於本實施例中，該至少一發光件12之該光線P自該至少一貫孔110位於該第二表面112之開口向外射出，其受到該至少一光學件14之反射，使該光線P導向該導光板11，而自該至少一貫孔110之該內側壁1101入射該導光板11，如此能增加該光線P自該內側壁1101入射該導光板11之光線比例，此目的與功效皆相同於第一實施例，故不再贅述，然，由於增設該至少一光學件14會相對增加該至少一發光件12之該光線P進入該導光板11之光線比例，如此會增加該光線P以全反射方式自該周側面113向外射出之光線比例，是故本實施例之該光線P自該周側面113與該第一表面111之出光比例大於該第一實施例之該光線P自該周側面113與該第一表面111之出光比例。

【0026】

請一併參閱第十圖，其係為本發明之第六實施例之光學裝置之立體圖；如圖所示，本實施例與第二實施例之差異在於，本實施例更進一步設置複數個光學件14，該些個光學件14分別設置於該些個貫孔110內，該光線P經該些個光學件14之光線路徑也相同於第五實施例所述，故，不再贅述。

【0027】

請參閱第十一圖與第十二圖，其係為本發明之第七實施例之光學裝置之立體圖；如圖所示，本實施例為第一實施例搭配第三實施例與第五實施例所做之組合改變，本實施例並不限制具有該貫孔110之該導光板11搭配該些個光學結構13或該至少一光學件14組合使用，上述之組合方式依據使用者之需求作設計。

【0028】

請參閱第十三圖與第十四圖，其係為本發明之第八實施例之光學裝置之反射件的立體圖與光線路徑的示意圖；如圖所示，本實施例與第七實施例之差異在於，本實施例更進一步設置一反射件15，該反射件15設置於該至少一發光件12之外側，使該發光件12介於該反射件15與該導光板11之間，該光線P經該導光板11之反射或折射後，其自該第一表面111射出，而該反射件15能將該光線P再次反射回該導光板11，使該光線P能集中往該第二表面112與該周側面113照射，本實施例同樣能適用於第一實施例到第七實施例。

【0029】

請參閱第十五圖，其係為本發明第九實施例之具有光學裝置之燈具的示意圖；如圖所示，本實施例係將第二實施例之結構設置於一燈具2內，該燈具2具有一燈座21與一燈殼22，該光學裝置1設置於該燈座21，並將該燈殼22設置於該燈座21，並罩蓋該光學裝置1，本實施例能適用於第一實施例到第八實施例。

【0030】

綜上所述，本發明為一種光學裝置，其包含一導光板與至少一發光件，該導光板具有一第一表面與相對於該第一表面之一第二表面，至少一貫孔穿設該第一表面與該第二表面，該至少一發光件設置於該導光板之該第一表面之一側，並對應於該至少一貫孔，其中該第二表面為出光面。本發明之該至少一發光件發出一光線自該至少一貫孔之孔內側壁進入該導光板，使該光線進入該導光板之入射角大，該光線於該導光板內進行全反射，直至該光線自該導光板之側邊射出，如此增加該光線P自該周側面與該第一表面方向之光線，使該光學裝置之光線強度並非集中於該第二表面之方向。再者，該導光板能搭配設置該些個光學結構或該至少一光學件，而用以增減該第二表面相對於該第一表面與該周側面之光線比例。

【0031】

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜至准專利，至感為禱。

【0032】

惟以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1‧‧‧光學裝置

11‧‧‧導光板

110‧‧‧貫孔

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

113‧‧‧周側面

12‧‧‧發光件

Claims (8)

1. 【第1項】

   一種光學裝置，其包含：
   一導光板，具有至少一貫孔；以及
   至少一發光件，其設置於該導光板之一側，並對應於該至少一貫孔。
2. 【第2項】

   如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中該導光板具有一第一表面與相對於該第一表面之一第二表面，該至少一貫孔穿設該第一表面與該第二表面，該至少一發光件設置於該第一表面之一側，該第一表面設有複數個光學結構。
3. 【第3項】

   如申請專利範圍第2項所述之光學裝置，其中該些個光學結構為網點或溝槽。
4. 【第4項】

   如申請專利範圍第2項所述之光學裝置，其中該些個光學結構圍繞該至少一貫孔。
5. 【第5項】

   如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，更包含：
   至少一光學件，其設置於該至少一貫孔內。
6. 【第6項】

   如申請專利範圍第5項所述之光學裝置，其中該至少一光學件為圓錐體，其一角端對應於該至少一發光件。
7. 【第7項】

   如申請專利範圍第5項所述之光學裝置，其中該至少一光學件為反射結構或折射結構。
8. 【第8項】

   如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，更包含：
   一反射件，其設置於該至少一發光件之外側，該至少一發光件介於該反射板與該導光板之間。