TWI661573B - 多頻譜光源裝置 - Google Patents

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Abstract

本案係關於一種多頻譜光源裝置，包括基板、複數個發光二極體、罩體及導光體。複數個發光二極體設置於基板，並分別發出波長彼此相異之複數個波段光。罩體設置於基板並覆蓋複數個發光二極體。導光體設置於基板且具有導光出口。其中，基板具有第一直徑，導光出口具有第二直徑，第一直徑與第二直徑之長度比之比值介於9至15，以使複數個波段光於導光體中行進聚光，並由導光出口射出。藉此，可使光線投射位置精準且使檢測環境相同，避免因散射或反射導致的異常檢測結果，進而達到最佳化檢測效果，同時能使產品微小化，實現手持式之檢測儀器。

Description

多頻譜光源裝置
本案係關於一種光源裝置，尤指一種多頻譜光源裝置。
發光二極體作為光源，由於其具有發光穩定且低能耗的特性，係大幅地被應用於各種類的檢測儀器中，例如皮膚狀況檢測裝置。一般而言，在使用檢測用的光源裝置時，通常係將光源打在待測表面上，並偵測反射光以獲取資訊。
當欲針對多個不同波長的光進行檢測時，光源裝置往往是配置多個能發出不同波長光線之發光二極體，並配合光路設計將該等光線發射至待測表面上，以進行檢測。
然而，光線具有散射及反射等特性，當不同光線的散射光或反射光一同落在檢測範圍內，易造成檢測結果異常，難以完成檢測。此外，為配合多個發光二極體的光路設計，光源裝置的產品尺寸勢必難以減小，無法實現檢測儀器輕薄化的目的，也難以設計手持式之檢測儀器。
故此，如何發展一種多頻譜光源裝置，以應用於手持式之檢測儀器，並實現小型化的目的，實為目前尚待解決的問題。
本案之主要目的為提供一種多頻譜光源裝置，俾解決並改善前述先前技術之至少一個問題與缺點。
本案之另一目的為提供一種多頻譜光源裝置，藉由導光體與基板的配置與複數個發光二極體的結合，以實現複數個發光二極體的整合應用。複數個波段光自一極小基板出發，並聚集於更小之導光出口，使光線投射位置精準且使檢測環境相同，更可避免因散射或反射導致的異常檢測結果，進而達到最佳化檢測效果，同時能使產品微小化，進而實現手持式之檢測儀器。
為達上述目的，本案之一較佳實施態樣為提供一種多頻譜光源裝置，包括：一基板；複數個發光二極體，設置於該基板，其中該複數個發光二極體分別發出波長彼此相異之複數個波段光；一罩體，設置於該基板並覆蓋該複數個發光二極體；以及一導光體，設置於該基板且具有一導光出口；其中，該基板具有一第一直徑，該導光出口具有一第二直徑，該第一直徑與該第二直徑之長度比之比值介於9至15，以使該複數個波段光於該導光體中行進聚光，並由該導光出口射出。
為達上述目的，本案之另一較佳實施態樣為提供一種多頻譜光源裝置，包括：一基板；複數個發光二極體，設置於該基板，其中該複數個發光二極體分別發出波長彼此相異之複數個波段光；一罩體，設置於該基板並覆蓋該複數個發光二極體；以及一導光體，設置於該基板，且具有一導光出口及一導光底板，其中該導光底板與該導光出口係分別設置於該導光體之相對二側，且該基板係設置於該導光底板；其中，該導光體具有一長度，該基板具有一第一直徑，該導光出口具有一第二直徑，該長度與該第一直徑之長度之比值介於2至5，該第一直徑與該第二直徑之長度比之比值介於9至15，以使該複數個波段光於該導光體中行進聚光，並由該導光出口射出。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。
請參閱第1圖、第2圖、第3A圖及第3B圖，其中第1圖係顯示本案較佳實施例之多頻譜光源裝置之截面示意圖，第2圖係顯示第1圖所示之多頻譜光源裝置之截面分解結構示意圖，第3A圖係顯示本案較佳實施例之多頻譜光源裝置之導光體之結構示意圖，以及第3B圖係顯示本案較佳實施例之多頻譜光源裝置之尺寸規格示意圖。如第1圖及第2圖所示，本案較佳實施例之多頻譜光源裝置1包括基板11、複數個發光二極體12、罩體13及導光體14。其中，複數個發光二極體12係設置於基板11，且複數個發光二極體12分別發出波長彼此相異之複數個波段光，該複數個波段光可為可見光，亦可為不可見光。罩體13係設置於基板11並覆蓋複數個發光二極體12。導光體14係設置於基板11且具有導光出口141。於此實施例中，基板11具有第一直徑D1，導光出口141具有第二直徑D2，第一直徑D1與第二直徑D2之長度比範圍介於9比1至15比1之間，換言之，第一直徑D1與第二直徑D2之長度比之比值介於9至15，以使複數個波段光於導光體14中行進聚光，並由該導光出口141射出。
以下提出部分實際數據，使上述比值範圍能易於被理解。在一些實施例中，基板11之第一直徑D1可為4或5毫米(mm)，導光出口141之第二直徑D2可為0.45或0.5毫米(mm)，但不以此為限。當第一直徑D1為5毫米且第二直徑D2為0.5毫米時，第一直徑D1與第二直徑D2之長度比之比值即為10，亦即本案之多頻譜光源裝置1能使自基板11發出之複數個波段光聚光於僅有十分之一大小的導光出口141，使得光線投射位置精準且使檢測環境相同。
根據本案之構想，本案多頻譜光源裝置1之基板11較佳為一圓形基板，導光體14為一錐狀台體，且較佳為一圓錐台體，且導光體14自基板11向導光出口141之方向係分別具有複數個漸縮之相異直徑，以架構於引導光線並使光線匯聚。此外，基板11與導光體14係封閉形成一導光空間S，且基板11與導光出口141係分別位於導光空間S之相對二側。具體而言，基板11與導光體14具有相對應之外觀輪廓及大小，且於基板11與導光體14相接合時能相互密合，進而形成該導光空間S。複數個波段光於導光空間S中主要係以全反射之方式在導光空間S中行進，並在導光出口141處因全反射條件被破壞而經由導光出口141射出。
請再參閱第3A圖及第3B圖。在一些實施例中，本案多頻譜光源裝置1之導光體14具有長度L，且該長度L與第一直徑D1之長度比之比值介於2至5。換言之，導光體14之長度L，實質上之長度約為第一直徑D1長度之2至5倍，其比例關係約介於D1:L=1:2至D1:L=1:5之間。此比例關係（或比值範圍）係本案實現較佳導光效果之最佳範圍，若導光體14之長度L過長時，會伴隨光衰減的問題；而若導光體14之長度L過短時，又會有無法有效導光而使發光效率不佳的狀況。因此，本案多頻譜光源裝置1之導光體14之長度L與第一直徑D1之長度比之比值係以介於2至5為較佳。
舉例而言，當本案多頻譜光源裝置1之基板11之第一直徑D1為4毫米時，導光體14之長度L可為15毫米，其長度L與第一直徑D1之長度比之比值為3.75。
請再參閱第3B圖。如圖所示，本案較佳實施例之多頻譜光源裝置1之罩體13較佳為一半球體，且該罩體具有一第一半徑R1，該第一半徑R1的兩倍係小於基板11之第一直徑D1。另一方面，複數個波段光係聚光於導光出口141並於導光出口141上形成一光點，該光點具有第二半徑R2，且第一半徑R1與第二半徑R2之長度比之比例介於7比1至10比1之間，亦即第一半徑R1與第二半徑R2之長度比之比值介於7至10，但不以此為限。
舉例而言，當本案多頻譜光源裝置1之罩體13之第一半徑R1為2毫米時，導光出口141上形成之該光點之第二半徑R2為0.25毫米，此時第一半徑R1與第二半徑R2之長度比之比值即為8。由此可看出，在本案之多頻譜光源裝置1中，複數個波段光自一極小之基板11出發，並聚集於更小之導光出口141，使光線投射位置精準避免因散射或反射導致的異常檢測結果，進而達到最佳化檢測效果，同時能使產品微小化，進而實現手持式之檢測儀器。
請參閱第4圖並配合第1圖，其中第4圖係顯示本案之複數個發光二極體設置於基板之示意圖。如第1圖及第4圖所示，本案之多頻譜光源裝置1之複數個發光二極體12之數量較佳為三個、四個或五個，並以四個為最佳，但不以此為限，且該複數個發光二極體12皆設置於基板11。在本案開發的應用下，本案之多頻譜光源裝置1主要係應用於皮膚膚質或皮膚狀態之檢測儀器，其所採用的複數個發光二極體12所發出之複數個波段光中，波長最大者之波長峰值為905奈米。於此實施例中，四個發光二極體12所發出之複數個波段光的波長峰值皆為相異，以應用於對不同欲測量參數進行檢測，但不以此為限。
請參閱第5圖及第6圖，其中第5圖係顯示本案另一較佳實施例之多頻譜光源裝置之截面示意圖，以及第6圖係顯示第5圖所示之多頻譜光源裝置之截面分解結構示意圖。如第5圖及第6圖所示，本案另一較佳實施例之多頻譜光源裝置係包括基板21、複數個發光二極體22、罩體23以及導光體24。其中基板21、複數個發光二極體22以及罩體23與前述實施例之多頻譜光源裝置1之基板11、複數個發光二極體12以及罩體13相仿，故於此不再贅述。惟於此實施例中，多頻譜光源裝置2之導光體24具有導光出口241及導光底板242，其中導光底板242與導光出口241係分別設置於導光體24之相對二側，且基板21係設置於導光底板242。也就是說，導光體24藉由自身之導光出口241及導光底板242即可自行封閉形成導光空間，而不需因應基板21之大小進行尺寸的調整或改變，與前述實施例具有相同外觀輪廓及大小之基板11及導光體14不同。於此情況下，基板21亦可具有與導光底板242完全不同的形狀，且基板21僅需選用可設置於導光底板242之外觀及尺寸，於應用上更為多元化。惟其導光之原理仍係與前述實施例相同，於此不多行贅述。
綜上所述，本案提供一種多頻譜光源裝置，俾解決並改善先前技術之至少一個問題與缺點。此外，藉由導光體與基板的配置與複數個發光二極體的結合，以實現複數個發光二極體的整合應用。複數個波段光自一極小基板出發，並聚集於更小之導光出口，使光線投射位置精準且使檢測環境相同，更可避免因散射或反射導致的異常檢測結果，進而達到最佳化檢測效果，同時能使產品微小化，進而實現手持式之檢測儀器。
縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
1‧‧‧多頻譜光源裝置
11‧‧‧基板
12‧‧‧發光二極體
13‧‧‧罩體
14‧‧‧導光體
141‧‧‧導光出口
D1‧‧‧第一直徑
D2‧‧‧第二直徑
L‧‧‧長度
R1‧‧‧第一半徑
R2‧‧‧第二半徑
S‧‧‧導光空間
2‧‧‧多頻譜光源裝置
21‧‧‧基板
22‧‧‧發光二極體
23‧‧‧罩體
24‧‧‧導光體
241‧‧‧導光出口
242‧‧‧導光底板
第1圖係顯示本案較佳實施例之多頻譜光源裝置之截面示意圖。 第2圖係顯示第1圖所示之多頻譜光源裝置之截面分解結構示意圖。 第3A圖係顯示本案較佳實施例之多頻譜光源裝置之導光體之結構示意圖。 第3B圖係顯示本案較佳實施例之多頻譜光源裝置之尺寸規格示意圖。 第4圖係顯示本案之複數個發光二極體設置於基板之示意圖。 第5圖係顯示本案另一較佳實施例之多頻譜光源裝置之截面示意圖。 第6圖係顯示第5圖所示之多頻譜光源裝置之截面分解結構示意圖。

Claims (10)

  1. 一種多頻譜光源裝置，包括： 一基板； 複數個發光二極體，設置於該基板，其中該複數個發光二極體分別發出波長彼此相異之複數個波段光； 一罩體，設置於該基板並覆蓋該複數個發光二極體；以及 一導光體，設置於該基板且具有一導光出口； 其中，該基板具有一第一直徑，該導光出口具有一第二直徑，該第一直徑與該第二直徑之長度比之比值介於9至15，以使該複數個波段光於該導光體中行進聚光，並由該導光出口射出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多頻譜光源裝置，其中該基板為一圓形基板，該導光體為一錐狀台體，且該導光體自該基板向該導光出口之方向係分別具有複數個漸縮之相異直徑。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之多頻譜光源裝置，其中該基板與該導光體係封閉形成一導光空間，且該基板與該導光出口係分別位於該導光空間之相對二側。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多頻譜光源裝置，其中該導光體更具有一導光底板，該導光底板與該導光出口係分別設置於該導光體之相對二側，且該基板係設置於該導光底板。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之多頻譜光源裝置，其中該複數個發光二極體之數量為三個、四個或五個。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之多頻譜光源裝置，其中該複數個波段光中，波長最大者之波長峰值為905奈米。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之多頻譜光源裝置，其中該導光體具有一長度，且該長度與該第一直徑之長度比之比值介於2至5。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之多頻譜光源裝置，其中該罩體為一半球體。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之多頻譜光源裝置，其中該複數個波段光係聚光於該導光出口並於該導光出口上形成一光點，該罩體具有一第一半徑，該光點具有一第二半徑，且該第一半徑與該第二半徑之長度比之比值介於7至10。
  10. 一種多頻譜光源裝置，包括： 一基板； 複數個發光二極體，設置於該基板，其中該複數個發光二極體分別發出波長彼此相異之複數個波段光； 一罩體，設置於該基板並覆蓋該複數個發光二極體；以及 一導光體，設置於該基板，且具有一導光出口及一導光底板，其中該導光底板與該導光出口係分別設置於該導光體之相對二側，且該基板係設置於該導光底板； 其中，該導光體具有一長度，該基板具有一第一直徑，該導光出口具有一第二直徑，該長度與該第一直徑之長度比之比值介於2至5，該第一直徑與該第二直徑之長度比之比值介於9至15，以使該複數個波段光於該導光體中行進聚光，並由該導光出口射出。
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