TWI484122B - Guidance structure with wide range of light guide characteristics - Google Patents

Description

具大範圍導光特性的導光結構

本發明係一種具大範圍導光特性的導光結構，尤指一種能藉由該導光結構所具備的反覆反射之特性，使一發光元件所發出之全部光線，皆被導引至該導光結構之一透光區，以擴大光線投射範圍，進而能藉由單一之該發光元件模擬出多數發光元件之大範圍發光效果之導光結構。

按，許多電子裝置皆會設置有發光元件，廠商在設計電子裝置之殼體時，會在該殼體上設計一透光部或開設一鏤空部，以令對應於該透光部或鏤空部之發光元件所發出的光線，能經由該透光部或鏤空部，投射至該殼體外。如此，除了能藉發光元件所產生之光線作為訊息燈號外，尚能藉該等光線點綴電子裝置的外觀，豐富產品造型設計上的美感。當廠商在設計電子裝置時，除能藉改變複數燈號間的位置排列關係，以呈現出不同的視覺效果外，尚能藉由改變單一燈號的形狀，以呈現出多采多姿的視覺效果。舉例而言，廠商可針對電子裝置之殼體進行調整，將透光部或鏤空部設計為圓形、矩形、星形甚至環形等不同的形狀，以在對應於該透光部或鏤空部之發光元件發出光線時，能呈現出對應之圓形、矩形、星形甚至環形燈號。

雖然，廠商可藉由改變燈號之形狀或排列方式，對電子裝置作出各式各樣的造型設計，惟，並非每一種設計都能輕 易且良好地被投入實際應用中。一般言，由於發光二極體(Light-Emitting Diode，簡稱LED)具有能量轉換效率高、壽命長、不易破損、反應速度快及可靠性高等優點，非常適合在低光度需求中使用，因此十分普遍地被使用為電子裝置訊息燈號之光源。然而，當廠商改變電子裝置殼體之透光部或鏤空部的設計，將其設計成環形等較大範圍的形狀，或其他較複雜的形狀時，由於LED光源的直接有效照射面積小、光線分佈範圍較集中，因此，受到LED光源的發光特性與發光能力之影響，常常無法藉單一發光元件達成良好的發光效果。為解決前述之問題，部份廠商會在電子裝置內設置多數發光元件，以便能藉各別發光元件分別對應至訊息燈號之各部份，惟，此一作法不僅會造成生產成本上的負擔，且可能產生發光效果不均勻等問題，而無法呈現出良好的視覺效果；此外，部份廠商係藉由在電子裝置內設置導光板(Light Guide Plate)之方式，將單一發光元件所發出的光線導引至目標位置，雖然，使用導光板可以解決發光效果不均勻之問題，惟，導光板普遍係應用於螢幕背光等用途，其成本甚至較設置多數發光元件更高出許多，因此，難以視為經濟實惠之解決方案。

由以上說明可知，在理論上，雖然廠商能藉由改變燈號形狀等方式，令電子裝置能呈現出變化豐富的各種視覺效果，進而有效提昇產品的市場競爭力，惟，受到LED光源的發光特性之影響，當廠商將電子裝置殼體之透光部或鏤空部，設計成較大範圍或較為複雜的形狀時，常會發生發光效 果不均勻之問題，而為解決前述問題，又常導致生產成本大幅提昇，不利與其他產品競爭；顯然，在實際上，受限於光源的發光特性、呈現的發光效果及成本等諸多考量，廠商對電子裝置之造型設計受到極大的限制，以致廠商難無法充分揮灑創意，將各式產品實際投入生產，著實非常可惜，因此，如何設計出一種能大範圍導光之導光結構，能藉由成本較低的導光材料，引導單一發光元件所發出的光線，以模擬出多數發光元件之大範圍發光效果，且能呈現出均勻的發光效果，進而使廠商不會受到成本等因素之限制，而能設計出具有不同視覺效果的各式電子裝置，以大幅提昇所生產之電子裝置的市場競爭力，即成為發明人在此亟欲解決之一重要課題。

有鑑於傳統上廠商在設計電子裝置時，常受限於光源的發光特性、呈現的發光效果及成本等諸多考量，而無法針對電子裝置的訊息燈號作出突破性的改良設計，因此，發明人乃依其多年服務於相關產業之經驗，並經過多次實作與改良，終於設計出本發明之一種具大範圍導光特性的導光結構，期能藉由本發明，提供一種低成本的導光方式，以便能藉單一發光元件做為光源，模擬出多數發光元件之大範圍發光效果，且能呈現出均勻的發光效果，進而使廠商能設計出各種不同視覺效果的電子裝置，並據以提高所生產之電子裝置的市場競爭力。

本發明之一目的，係提供一種具大範圍導光特性的導光結構，該導光結構係被安裝至一電子裝置之一殼體內，且能對應於該殼體之一鏤空部或一透光部，該導光結構包括一錐狀導光件及一半遮蔽式反光件，該錐狀導光件係呈中空之錐狀體，其內側面為一反光面，能反射光線，該錐狀導光件內鄰近其尖端之位置能供設置一發光元件(如：LED)，其另一端則係一開口，且該開口能對應於該殼體之該鏤空部或該透光部；該半遮蔽式反光件能被安裝至該錐狀導光件之該另一端，且能覆蓋該開口，其包括至少一透光區及至少一不透光反射區，其中該不透光反射區係對應於該發光元件之光軸，該透光區係位於該不透光反射區之外緣，且其位置係在該發光元件之光軸外，該發光元件所發出之光線在通過該錐狀導光件後，一部份能穿透該透光區，其餘部份則能藉由該不透光反射區之遮蔽反射，反射回該錐狀導光件內，且經由該反光面之錐體反射，被反射至該半遮蔽式反光件，如此，該光線之其餘部份即能反覆利用該遮蔽反射及錐體反射，被投射至該透光區，且在穿透該透光區後，經由該鏤空部或該透光部，投射至該殼體外。據此，藉由該導光結構所具備的反覆反射之特性，即能使該發光元件所發出之全部光線，皆被導引至該透光區，而有效地擴大了光線之投射範圍，且能藉由單一之該發光元件模擬出多數發光元件之大範圍發光效果，進而有效降低生產成本；此外，由於本發明係透過單一之該發光元件做為光源，以模擬出多數發光元件之大範圍發光效果，故尚能進一步避免因多數發光元件之發光效率不一致， 所導致之發光效果不均勻之問題。

為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

本發明係一種具大範圍導光特性的導光結構，請參閱第1圖所示，在本發明之第一較佳實施例中，該導光結構係被安裝至一電子裝置1之一殼體11內，且能對應於該殼體11之一透光部111a(或鏤空部)。在此第一較佳實施例中，該殼體11係由一上殼體111與一下殼體112相互組裝而成，該上殼體111上設有圓形之一透光部111a，該導光結構係被安裝至對應於該透光部111a之位置，該下殼體112則設有一容置空間112a，能供該電子裝置1之該導光結構、電路板(圖式未顯示)及其他元件(圖式未顯示)容置於其中，惟，該殼體11之形成或組裝方式並非本發明所欲強調之重點，在不違反本發明核心精神的前提下，廠商得自由改變該殼體之具體設計，合先陳明。在此第一較佳實施例中，係於該殼體11上(更具體地說，係於該上殼體111上)設置圓形之該透光部111a，惟，本發明並不以此為限，廠商在設計該電子裝置1之該殼體11時，除能將該透光部111a改為一鏤空部外，亦可將該上殼體111整體改為半透明材質，此時，只要該導光結構係被安裝至對應於該上殼體111之位置，便符合前文所述之「被安裝至對應於該透光部111a之位置」。換言之，本發明所欲 強調之重點，係該導光結構與透光部111a間在空間上的對應關係，兩者之具體形狀並不要求完全相互對應，在此特予指明。

請參閱第1圖及第2圖所示，在本發明之第一較佳實施例中，該導光結構包括一錐狀導光件21及一半遮蔽式反光件22。該錐狀導光件21係呈中空之錐狀體，其內側面為一反光面，能反射光線；該錐狀導光件21內鄰近其尖端之位置能供設置一發光元件3(如：LED)，其另一端則係一開口211，且該開口211能對應於該殼體11之該透光部111a，此外，該發光元件3所產生之一光束，係沿著該錐狀導光件21之一中心軸投射至該開口211。在本實施例中，該錐狀導光件21之尖端開設有一開孔212，以令該發光元件3能由該錐狀導光件21之尖端，通過該開孔212被安裝至該錐狀導光件21之內，惟，本發明並不以此為限，廠商亦可改變該錐狀導光件21之設計，將該錐狀導光件21之尖端設計成封閉形式，並將該發光元件3直接設置於該錐狀導光件21之內部，令該發光元件3與該錐狀導光件21外之電路板間，僅透過導線相電氣連接，如此，同樣能獲得均等之功效。

承上，該半遮蔽式反光件22能被安裝至該錐狀導光件21之該另一端，且能覆蓋該開口211，其包括至少一透光區221及至少一不透光反射區222，其中該不透光反射區222係對應於該發光元件3之光軸，該透光區221係位於該不透光反射區222之外緣，且其位置係在該發光元件3之光軸外。在本實施例中，該半遮蔽式反光件22係一平面圓板，惟，本發明 並不以此為限，廠商亦可視實際需要，將該半遮蔽式反光件22之一側或兩側設計成一弧面，或將該半遮蔽式反光件22設計成矩形、星形或其他形狀，按凡包括該透光區221與不透光反射區222，且該不透光反射區222係對應於該發光元件3之光軸，該透光區221係在該發光元件3之光軸外，即符合本發明所欲主張保護之該半遮蔽式反光件22，合先敘明。此外，在此第一較佳實施例中，該半遮蔽式反光件22能反射光線之一側係覆蓋於該錐狀導光件21之該開口211，其另一側則係貼附至該上殼體111之該透光部111a，意即，該半遮蔽式反光件22係介於該錐狀導光件21與該透光部111a間，惟，本發明並不以此為限，舉例而言：當廠商改變該殼體11之設計，將該透光部111a改為一鏤空部時，廠商可一併改變該半遮蔽式反光件22之設置方式，令該半遮蔽式反光件22嵌設於該鏤空部，如此，同樣能達成本發明之目的，合先陳明。

請參閱第2圖所示，在該發光元件3所發出之光線中，一部份的光線(如第一光線路徑X所示)會直接被投射至該透光區221，且會直接穿過該透光區221及該上殼體111之該透光部111a，而被投射至該電子裝置1外；其餘部份之該等光線(如第二光線路徑Y所示)，則能藉由該不透光反射區222之遮蔽反射，反射回該錐狀導光件21內，且經由該反光面之錐體反射，被反射至該半遮蔽式反光件22，如此，該光線之其餘部份即能反覆利用該遮蔽反射及錐體反射，被投射至該透光區221，且在穿過該透光區221後，經由該透光部111a，投射至該電子裝置1外，故能該發光元件3所發出之全部光 線，皆被導引至該透光區221，從而能有效地擴大了光線之投射範圍。前文特地以「遮蔽反射」及「錐體反射」之不同名詞定義之，僅係便於讀者在參閱說明書的過程中，能輕易地區別出文中所述之反射作用所發生之具體位置，惟，兩者在物理上的意義並無不同，皆係指一般的反射作用，在此特予指明。

請參閱第3圖所示，在本發明之第二較佳實施例中，該導光結構係應用至一電子裝置4之一殼體41內，該導光結構包括一錐狀導光件21、一不透光反射區411b及一透光部411a。該錐狀導光件21能被安裝至該殼體41之內側面，且該錐狀導光件21係呈中空之錐狀體，其內側面為一反光面，能用以反射光線，該錐狀導光件21內鄰近其尖端之位置能供設置一發光元件3，其另一端則係一開口211。該不透光反射區411b係由該殼體41之局部區域形成，在此第二較佳實施例中，該殼體41包括一上殼體411及一下殼體412，該不透光反射區411b係由該上殼體411的局部區域形成。當該錐狀導光件21被安裝至該殼體41之內側面時，該發光元件3之光軸會對應於該不透光反射區411b，且該不透光反射區411b不會完全遮蔽該開口211。該透光部411a亦係由該上殼體411之局部區域所形成，且該透光部411a係位於該不透光反射區411b之外緣，當該錐狀導光件21被安裝至該殼體41之內側面時，該錐狀導光件21之該開口211係能對應於該透光部411a，惟，該透光部411a之位置係位在該發光元件3之光軸外。在此第二較佳實施例中，該不透光反射區411b係一層反 光塗料，且係塗附於該上殼體411內側面之局部區域，惟，本發明並不以此為限，實際施作時，亦可將反光塗料塗附於該上殼體411之外側面，或利用其他手段(如：於該殼體41上貼附一反射片)達成，廠商得視需要自行變化。

承上，在此第二較佳實施例中，在該發光元件3所發出之光線中，一部份的光線會直接被投射至該透光部411a，並直接被投射至該電子裝置4外；其餘部份之該等光線，則能藉由該不透光反射區411b之遮蔽反射，反射回該錐狀導光件21內，並反覆利用該不透光反射區411b之遮蔽反射及該錐狀導光件21之錐體反射，被投射至該透光部411a，且在穿過該透光部411a後，被投射至該殼體41外。

綜上所述，藉由該導光結構所具備的反覆反射之特性，即能使該發光元件3所發出之全部光線，皆被導引至該透光部411a(或第1圖所示之該透光區221)，從而能有效地擴大了光線之投射範圍，且能藉由單一之該發光元件3模擬出多數發光元件之大範圍發光效果，進而有效降低生產成本；此外，由於本發明係透過單一之該發光元件3做為光源，以模擬出多數發光元件之大範圍發光效果，故尚能進一步避免因多數發光元件之發光效率不一致，所導致之發光效果不均勻之問題。如此，由於廠商在進行電子裝置之造型設計時，不會再受到光源的發光特性、呈現的發光效果及成本等諸多因素之限制，因此在造型設計上的彈性大幅提昇，進而使廠商能生產出各種具備不同視覺效果的電子裝置，令其所生產之電子裝置更具市場競爭力。

按，以上所述，僅係本發明之若干較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝之人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。

1、4‧‧‧電子裝置

11、41‧‧‧殼體

111、411‧‧‧上殼體

111a、411a‧‧‧透光部

112、412‧‧‧下殼體

112a‧‧‧容置空間

21‧‧‧錐狀導光件

211‧‧‧開口

212‧‧‧開孔

22‧‧‧半遮蔽式反光件

221‧‧‧透光區

222、411b‧‧‧不透光反射區

3‧‧‧發光元件

X‧‧‧第一光線路徑

Y‧‧‧第二光線路徑

第1圖係本發明第一較佳實施例爆炸示意圖；第2圖係本發明第一較佳實施例剖面示意圖；及第3圖係本發明第二較佳實施例爆炸示意圖。

1‧‧‧電子裝置

11‧‧‧殼體

111‧‧‧上殼體

111a‧‧‧透光部

112‧‧‧下殼體

112a‧‧‧容置空間

21‧‧‧錐狀導光件

211‧‧‧開口

212‧‧‧開孔

22‧‧‧半遮蔽式反光件

221‧‧‧透光區

222‧‧‧不透光反射區

3‧‧‧發光元件

Claims (6)

1. 一種具大範圍導光特性的導光結構，該導光結構係被安裝至一電子裝置之一殼體內，且包括：一透光部，係設在該殼體上；一錐狀導光件，係呈中空之錐狀體，其內側面為一反光面，能反射光線，且其內部能供設置一發光元件，該錐狀導光件遠離尖端之一端係一開口，且該開口能對應於該殼體之該透光部，該發光元件所產生之一光束係沿著該錐狀導光件之一中心軸投射至該開口；及一半遮蔽式反光件，係為一板體，能被安裝至該錐狀導光件遠離尖端之該一端，以介於該錐狀導光件與該透光部間，且其一側能覆蓋該開口，其另一側則係貼附至該殼體之該透光部，該板體上包括至少一透光區及至少一不透光反射區，其中該不透光反射區係對應於該光束之光軸，該透光區係位於該不透光反射區之外緣，且其位置係在該光束之光軸外，該光束在通過該錐狀導光件後，一部份能穿透該透光區，其餘部份則能藉由該不透光反射區之遮蔽反射，反射回該錐狀導光件內，且經由該反光面之錐體反射，被反射至該半遮蔽式反光件，進而能反覆藉由該遮蔽反射及錐體反射，被投射至該透光區，且在穿透該透光區後，經由該透光部投射至該殼體外。
2. 如請求項1所述之導光結構，其中該發光元件係設置於鄰近該錐狀導光件之尖端的位置。
3. 一種具大範圍導光特性的導光結構，該導光結構係被安裝至一電子裝置之一殼體內，且包括： 一鏤空部，係設在該殼體上；一錐狀導光件，係呈中空之錐狀體，其內側面為一反光面，能反射光線，且其內部能供設置一發光元件，該錐狀導光件遠離尖端之一端係一開口，且該開口能對應於該殼體之該鏤空部，該發光元件所產生之一光束係沿著該錐狀導光件之一中心軸投射至該開口；及一半遮蔽式反光件，係為一板體，能被安裝至該錐狀導光件遠離尖端之該一端，且嵌設於該鏤空部，以能覆蓋該開口，該板體上包括至少一透光區及至少一不透光反射區，其中該不透光反射區係對應於該光束之光軸，該透光區係位於該不透光反射區之外緣，且其位置係在該光束之光軸外，該光束在通過該錐狀導光件後，一部份能穿透該透光區，其餘部份則能藉由該不透光反射區之遮蔽反射，反射回該錐狀導光件內，且經由該反光面之錐體反射，被反射至該半遮蔽式反光件，進而能反覆藉由該遮蔽反射及錐體反射，被投射至該透光區，且在穿透該透光區後，經由該鏤空部投射至該殼體外。
4. 如請求項3所述之導光結構，其中該發光元件係設置於鄰近該錐狀導光件之尖端的位置。
5. 一種具大範圍導光特性的導光結構，該導光結構係應用至一電子裝置之一殼體內，且包括：一錐狀導光件，能被安裝至該殼體之內側面，且係呈中空之錐狀體，其內側面為一反光面，能用以反射光線，該錐狀導光件之內部能供設置一發光元件，且其遠離尖端之一端係一開口，該發光元件所產生之一光束係沿著該錐狀導光件之一中心軸 投射至該開口；一不透光反射區，係由該殼體之局部區域所形成，當該錐狀導光件被安裝至該殼體之內側面時，該光束之光軸會對應於該不透光反射區，且該不透光反射區不會完全遮蔽該開口；及一透光部，係由該殼體之局部區域所形成，且係位於該不透光反射區之外緣，且位於該光束之光軸外，以與該不透光反射區形成一半遮蔽式反光件，當該錐狀導光件被安裝至該殼體之內側面時，該半遮蔽式反光件能覆蓋該開口。
6. 如請求項5所述之導光結構，其中該發光元件係設置於鄰近該錐狀導光件之尖端的位置。