TWI507746B - 導光模組 - Google Patents

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    • G04G9/0035—Details constructional
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Description

導光模組
本發明是有關一種導光模組。
隨著科技的進步，應用導光板的顯示裝置與平板燈具已非常多。一般而言，光源(例如LED)可緊鄰於導光板的側面(入光面)，當光源發光時，光線可從導光板的側面進入而從導光板的正面(出光面)出光。
LED光源受司乃耳定律(Snell’s Law)的物理特性限制，當LED光源進入導光板後的光線分佈角度會被約束至約78度(PC材料)，因此光線無法在導光板內均勻分佈，在導光板靠近入光處的位置會有產生暗區。此外，若選用入光面具微結構的導光板，雖可將進入導光板後的光線分佈角度擴張至大約140度，但導光板需增加光耦合區域(混光區)的面積，以避免影響導光板之有效區的光線分佈。
如此一來，對於習知具有導光板與LED光源的導光模組來說，導光板之有效區的暗區會造成光線均勻性難以提升。又或者，藉由增加導光板之混光區面積來提升有效區的光線均勻性，但會增加導光板的成本。
本發明之一技術態樣為一種導光模組。
根據本發明一實施方式，一種導光模組包含導光板與光源。導光板具有有效區與混光區。有效區具有形心。光源朝向於混光區，且光源之發光軸不通過有效區的形心，使得光源之發光軸與形心相距一垂直距離。
在本發明一實施方式中，上述有效區的形狀為圓形，且有效區之形心為圓心。
在本發明一實施方式中，上述有效區的形狀為橢圓形，且有效區之形心為有效區之長軸與短軸的交點。
在本發明一實施方式中，上述混光區的形狀為三角形或n邊形，n為大於或等於四的自然數。
在本發明一實施方式中，上述導光板的形狀包含圓形、橢圓形、三角形、n邊形或上述之組合，n為大於或等於四的自然數。
在本發明一實施方式中，上述導光板具有至少一第一側壁與複數個鄰接的第二側壁。第一側壁圍繞有效區。第一側壁的兩端分別鄰接第二側壁的其中兩者，且第二側壁圍繞混光區，第二側壁的其中一者與光源相對。
在本發明一實施方式中，上述第二側壁的數量為二，該二第二側壁間具有夾角。
在本發明一實施方式中，上述第二側壁的數量為四。四第二側壁鄰接第一側壁的其中兩者間具有第一夾 角。另二第二側壁間具有第二夾角。
在本發明一實施方式中，上述第一夾角的範圍介於90至140度，且第二夾角的範圍介於60至150度。
在本發明一實施方式中，上述第一側壁與第二側壁的其中一者共平面。
在本發明一實施方式中，上述導光板具有貫穿的圓形開口，使得有效區的形狀為環狀。
在本發明一實施方式中，上述導光模組為車燈組件。
在本發明一實施方式中，上述導光板具有穿孔，用以供轉軸穿出，且轉軸連接時針、分針、秒針或上述之組合。
在本發明一實施方式中，上述導光模組為手錶的前光組件。
在本發明一實施方式中，上述光源為發光二極體。
在本發明一實施方式中，上述光源發光時，光源之部分光線由混光區不經反射進入有效區，且光源之另一部分光線於混光區經反射進入有效區。
在本發明上述實施方式中，由於光源之發光軸不通過有效區之形心，因此當光源發光時，光源的部分光線可直接從混光區進入至有效區，不經圍繞混光區之導光板的側壁反射，且光源的另一部分光線可經圍繞混光區之導光板的側壁反射至有效區。如此一來，導光模組可有效讓光線在導光板內均勻分佈，形成面光源出光，且能縮小導光 板之混光區的面積，以節省導光板的成本，並增加產品疊構設計的自由度。
100‧‧‧導光模組
100a‧‧‧導光模組
100b‧‧‧導光模組
100c‧‧‧導光模組
100d‧‧‧導光模組
100e‧‧‧導光模組
100f‧‧‧導光模組
100g‧‧‧導光模組
110‧‧‧導光板
112‧‧‧有效區
114‧‧‧混光區
116‧‧‧第一側壁
116a‧‧‧第一側壁
116b‧‧‧第一側壁
117‧‧‧圓形開口
118a‧‧‧第二側壁
118b‧‧‧第二側壁
118c‧‧‧第二側壁
118d‧‧‧第二側壁
119‧‧‧穿孔
120‧‧‧光源
210‧‧‧轉軸
212‧‧‧時針
214‧‧‧分針
216‧‧‧秒針
C‧‧‧形心
D‧‧‧垂直距離
L‧‧‧發光軸
L1‧‧‧光線
L2‧‧‧光線
L3‧‧‧光線
L4‧‧‧光線
L5‧‧‧長軸
L6‧‧‧短軸
θ‧‧‧夾角
θ 1‧‧‧夾角
θ 2‧‧‧夾角
第1圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的上視圖。
第2圖繪示根據本發明另一實施方式之導光模組的上視圖。
第3圖繪示根據本發明又一實施方式之導光模組的上視圖。
第4圖繪示根據本發明再一實施方式之導光模組的上視圖。
第5圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的上視圖。
第6圖繪示根據本發明另一實施方式之導光模組的上視圖。
第7圖繪示根據本發明又一實施方式之導光模組的上視圖。
第8圖繪示根據本發明再一實施方式之導光模組的上視圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明 確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100的上視圖。如圖所示，導光模組100包含導光板110與光源120。導光板110具有有效區112與混光區114。有效區112為第1圖虛線的範圍。混光區114位於導光板110的邊緣處，為第1圖點狀的範圍。當導光模組100應用於電子裝置時，有效區112可意指未被電子裝置之殼體遮蔽的範圍，而混光區114會由電子裝置之殼體遮蔽。也就是說，當導光板110被光源120點亮時，使用者僅會看到導光板110的有效區112。
導光板110的有效區112具有形心C。光源120朝向於混光區114，且光源120之發光軸L不通過有效區112的形心C，使得光源120之發光軸L與形心C相距一垂直距離D。當光源120發光時，光源120之部分光線L1、L2可由混光區114不經反射進入有效區112，而光源120之另一部分光線L3、L4則可於混光區114經反射進入有效區112(有效區112的形狀為圓形)。
在本實施方式中，光源120可以為發光二極體(Light Emitting Diode；LED)，但並不以LED為限。有效區112的形狀為圓形，且有效區112之形心C為圓心。此 外，混光區114的形狀為三角形。導光板110的形狀為圓形與三角形之組合。然而在其他實施方式中，有效區112、混光區114與導光板110也可具有其他的形狀，並不用以限制本發明。舉例來說，混光區114的形狀可以為n邊形，其中n為大於或等於四的自然數。導光板110的形狀可以包含圓形、橢圓形、三角形、n邊形或上述之組合，其中n為大於或等於四的自然數。
在本實施方式中，導光板110具有第一側壁116與鄰接的二第二側壁118a、118b。其中，第一側壁116圍繞有效區112，且第一側壁116的兩端分別鄰接第二側壁118a、118b。第二側壁118a、118b圍繞混光區114，且第二側壁118a與光源120相對。第二側壁118a、118b間具有夾角θ。
由於光源120之發光軸L不通過有效區112之形心C，因此當光源120發光時，光源120的部分光線L1、L2可直接從混光區114進入至有效區112，不經圍繞混光區114的第二側壁118a、118b反射，可提升導光板110的亮度。此外，光源120的另一部分光線L3、L4則可經圍繞混光區114的第二側壁118a、118b反射至有效區112，並因滿足全反射條件而沿導光板110之第一側壁116傳送，繞導光板110一圈。如此一來，導光模組100可有效讓光線L1、L2、L3、L4在導光板110內均勻分佈，形成面光源出光，且導光板110之混光區114的面積便得以縮小，可節省導光板110的成本，並增加產品疊構設計的自由度。
導光模組100可應用於照明燈具、手錶的前光組件、顯示裝置(例如液晶顯示器)的背光模組、或顯示裝置(例如電子紙顯示器)的前光模組。
應瞭解到，在以上敘述中，已敘述過的元件連接關係將不在重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明其他型式的導光模組。
第2圖繪示根據本發明另一實施方式之導光模組100a的上視圖。導光模組100a包含導光板110與光源120。導光板110具有有效區112與混光區114。光源120之發光軸L不通過有效區112之形心C。與第1圖實施方式不同的地方在於：導光板110之有效區112的形狀為橢圓形，且有效區112之形心C為有效區112之長軸L5與短軸L6的交點。
第3圖繪示根據本發明又一實施方式之導光模組100b的上視圖。導光模組100b包含導光板110與光源120。導光板110具有有效區112與混光區114。光源120之發光軸L不通過有效區112之形心C。導光板110之有效區112的形狀為圓形，混光區114的形狀為三角形。與第1圖實施方式不同的地方在於：導光板110的形狀為橢圓形與三角形之組合。
第4圖繪示根據本發明再一實施方式之導光模組100c的上視圖。導光模組100c包含導光板110與光源120。導光板110具有有效區112與混光區114。光源120之發光軸L不通過有效區112之形心C。導光板110之有效區112 的形狀為圓形，混光區114的形狀為三角形。與第1圖實施方式不同的地方在於：導光板110的形狀為六邊形與三角形之組合。
第5圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100d的上視圖。導光模組100d包含導光板110與光源120。導光板110具有有效區112與混光區114。光源120之發光軸L不通過有效區112之形心C。導光板110之有效區112的形狀為圓形。與第1圖實施方式不同的地方在於：導光板110的形狀為五邊形，且第一側壁116a與第二側壁118a共平面，第一側壁116b與第二側壁118b共平面。導光板110不需針對混光區114設計一凸出的區域，因此可節省製作成本。
第6圖繪示根據本發明另一實施方式之導光模組100e的上視圖。導光模組100e包含導光板110與光源120。導光板110具有有效區112與混光區114。光源120之發光軸L不通過有效區112之形心C。導光板110之有效區112的形狀為圓形。與第1圖實施方式不同的地方在於：混光區114的形狀為五邊形，且導光板110具有第二側壁118a、118b、118c、118d。鄰接第一側壁116的第二側壁118a、118b間具有第一夾角θ 1，第二側壁118c、118d間具有第二夾角θ 2。其中，第一夾角θ 1的範圍可介於90至140度，而第二夾角θ 2的範圍可介於60至150度，依設計者需求而定。設計者可透過調整第一夾角θ 1與第二夾角θ 2的大小來改變導光模組100e的光利用效率。
第7圖繪示根據本發明又一實施方式之導光模組100f的上視圖。導光模組100f包含導光板110與光源120。導光板110具有有效區112與混光區114。光源120之發光軸L不通過有效區112之形心C。混光區114的形狀為三角形。與第1圖實施方式不同的地方在於：導光板110具有貫穿的圓形開口117，使得有效區112的形狀為環狀。當光源120發光時，環狀的有效區112可被點亮。在本實施方式中，導光模組100f可以為車燈組件，但並不以車燈組件為限。
第8圖繪示根據本發明再一實施方式之導光模組100g的上視圖。導光模組100g包含導光板110與光源120。導光板110具有有效區112與混光區114。光源120之發光軸L不通過有效區112之形心C。導光板110之有效區112的形狀為圓形，混光區114的形狀為三角形。與第1圖實施方式不同的地方在於：導光板110具有穿孔119，用以供轉軸210穿出，且轉軸210連接時針212、分針214、秒針216或上述之組合。在本實施方式中，導光模組100g可以為手錶的前光組件，以提供照明功能。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧導光模組
110‧‧‧導光板
112‧‧‧有效區
114‧‧‧混光區
116‧‧‧第一側壁
118a‧‧‧第二側壁
118b‧‧‧第二側壁
120‧‧‧光源
C‧‧‧形心
D‧‧‧垂直距離
L‧‧‧發光軸
L1‧‧‧光線
L2‧‧‧光線
L3‧‧‧光線
L4‧‧‧光線
θ‧‧‧夾角

Claims (14)

  1. 一種導光模組，包含：一導光板，具有一有效區、一混光區、至少一第一側壁與鄰接的四第二側壁，其中該混光區凸出於該有效區，該有效區具有一形心，且該有效區的邊緣與該形心之間的距離大於該混光區的長度；該第一側壁圍繞該有效區，該些第二側壁圍繞該混光區；該第一側壁的兩端分別鄰接該些第二側壁的其中兩者，且鄰接該第一側壁之該些第二側壁的其中兩者間具有一第一夾角，而另兩者間具有一第二夾角；以及一光源，朝向於該混光區，且該些第二側壁的其中一者與該光源相對；該光源之發光軸不通過該有效區之該形心，使得該光源之發光軸與該形心相距一垂直距離。
  2. 如請求項1所述之導光模組，其中該有效區的形狀為圓形，且該有效區之該形心為圓心。
  3. 如請求項1所述之導光模組，其中該有效區的形狀為橢圓形，且該有效區之該形心為該有效區之長軸與短軸的交點。
  4. 如請求項1所述之導光模組，其中該混光區的形狀為n邊形，n為大於或等於四的自然數。
  5. 如請求項1所述之導光模組，其中該導光板的形狀包含圓形、橢圓形、三角形、n邊形或上述之組合，n為大於或等於四的自然數。
  6. 如請求項1所述之導光模組，其中該第一夾角的範圍介於90至140度，且該第二夾角的範圍介於60至150度。
  7. 如請求項1所述之導光模組，其中該第一側壁與該些第二側壁的其中一者共平面。
  8. 如請求項1所述之導光模組，其中該導光板具有貫穿的一圓形開口，使得該有效區的形狀為環狀。
  9. 如請求項8所述之導光模組，其中該導光模組為車燈組件。
  10. 如請求項1所述之導光模組，其中該導光板具有一穿孔，用以供一轉軸穿出，且該轉軸連接一時針、一分針、一秒針或上述之組合。
  11. 如請求項10所述之導光模組，其中該導光模組為手錶的前光組件。
  12. 如請求項1所述之導光模組，其中該光源為發光二極體。
  13. 如請求項1所述之導光模組，其中該光源發光時，該光源之部分光線由該混光區不經反射進入該有效區，該光源之另一部分光線於該混光區經反射進入該有效區。
  14. 一種導光模組，包含：一導光板，具有一有效區、一混光區、至少一第一側壁與鄰接的四第二側壁，其中該有效區具有一形心，該第一側壁圍繞該有效區，該些第二側壁圍繞該混光區；該第一側壁的兩端分別鄰接該些第二側壁的其中兩者，且鄰接該第一側壁之該些第二側壁的其中兩者間具有一第一夾角，而另兩者間具有一第二夾角；以及一光源，朝向於該混光區，且該些第二側壁的其中一者與該光源相對；該光源之發光軸不通過該有效區之該形心，使得該光源之發光軸與該形心相距一垂直距離；當該光源發光時，該光源的部分光線直接從該混光區進入至該有效區，不經該些第二側壁反射，該光源的另一部分光線則經該些第二側壁反射至該有效區，並滿足全反射條件而沿該導光板之該第一側壁傳送，繞該導光板一圈。
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