專利名稱：導(dǎo)光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)光模組，其將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換為線光源，并且使光線在進(jìn)入導(dǎo)光板時(shí)可有效地利用該光線。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參閱圖1，由于一般規(guī)格的冷陰極燈管體積比較大，因此不適合應(yīng)用于小體積的電子產(chǎn)品，例如移動(dòng)電話的液晶顯示器。因此這類產(chǎn)品的光源多采用點(diǎn)光源11(如發(fā)光二極管，LED)發(fā)光。通常，該點(diǎn)光源11設(shè)置于一導(dǎo)光板10的一側(cè)邊，使光線進(jìn)入該導(dǎo)光板10內(nèi)部。但是，一般點(diǎn)光源11的發(fā)光角度與能量關(guān)系呈現(xiàn)出一Lambertian的關(guān)系式，若將點(diǎn)光源11作為一般的導(dǎo)光板的光源，則容易在光線強(qiáng)度較弱的部分形成暗帶，如圖1的A區(qū)塊。
為了改善暗帶存在的情形，目前一般做法是在導(dǎo)光板10的光入射面12加入了導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，如V型結(jié)構(gòu)或是梯形結(jié)構(gòu)(圖未示)。這種方式，可使LED類的點(diǎn)光源11所散射的光線，在進(jìn)入導(dǎo)光板10內(nèi)部前先行擴(kuò)散，但是這類解決方案對(duì)改善前述問題的成效仍然有限。
請(qǐng)參閱圖2，美國專利US 6,474,826“LIGHTING APPARATUS”中披露了一種光源桿(light source rod)21與導(dǎo)光板20一體成型的導(dǎo)光裝置，其中光源桿21與導(dǎo)光板20之間形成有一長方形的狹縫(slot)23。發(fā)光二極管22設(shè)置于該光源桿21的兩端，用以使光源進(jìn)入光源桿21后，由點(diǎn)光源變成線光源后再入射導(dǎo)光板20。但此種裝置的缺陷在于，當(dāng)該導(dǎo)光板20面積縮小時(shí)，該導(dǎo)光板20內(nèi)的光源利用性將會(huì)不足。原因在于該狹縫23側(cè)邊為一水平面，所以當(dāng)導(dǎo)光板20的寬度W(光源桿21的長度)太短時(shí)，該光源桿21兩端的發(fā)光二極管22所發(fā)出的光線接觸到光源桿內(nèi)部的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的機(jī)率變小，并由于LED的寬度影響，造成該光源桿21的高度H須有一定的高度，相對(duì)更加減少了光線接觸到光源桿內(nèi)部導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的機(jī)率，使該導(dǎo)光板20對(duì)于光源的整體利用性極差。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光模組的導(dǎo)光板針對(duì)已知狹縫的形狀加以改進(jìn)，使得光線進(jìn)入光源桿之后的光路徑彈跳次數(shù)增加，進(jìn)而導(dǎo)致射入導(dǎo)光板內(nèi)部的光線量增加，從而可有效地利用光源，使該導(dǎo)光板的出光面具有高效率的輝度和均勻度的發(fā)光狀態(tài)。
本發(fā)明是一種導(dǎo)光模組，其包括一導(dǎo)光板(light guide panel)，該導(dǎo)光板具有一光入射面(light incident surface)；一導(dǎo)光棒(lightguide rod)，該導(dǎo)光棒具有一光出射面(light exit surface)，且該光出射面與該光入射面相對(duì)設(shè)置；以及兩發(fā)光元件，分別設(shè)置于該導(dǎo)光棒的兩端，用以提供入射光源。其中該導(dǎo)光棒及該導(dǎo)光板是一體形成于一共同板上，且導(dǎo)光棒及導(dǎo)光板之間形成有一鏤空的狹縫，該狹縫使該導(dǎo)光板的光入射面與該導(dǎo)光棒的光出射面互相分離。連接該狹縫兩端的直線定義為一參考軸，該光入射面的中心部位與該光出射面的中心部位往同一方向偏離該參考軸(凸向該導(dǎo)光棒/或?qū)Ч獍逯行?，且兩端延伸至靠近該導(dǎo)光棒兩端的V形/或弧形結(jié)構(gòu)。
由于該V形/或弧形結(jié)構(gòu)的狹縫，使發(fā)光元件的光源在進(jìn)入導(dǎo)光棒后，除了點(diǎn)光源的光源均勻分布形成類似冷陰極燈管(CCFL)的線光源；而且原來無法折射出該狹縫不被利用到的光，會(huì)被導(dǎo)光棒的光出射面反射回到該導(dǎo)光棒的反射面，再利用該反射面上設(shè)置的多個(gè)導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，將此部分的光重新導(dǎo)向可穿透出該狹縫的方向，如此可有效地利用光源，而且進(jìn)入導(dǎo)光板內(nèi)部的光線均勻分布，使該導(dǎo)光板的出光面具有高效率的輝度與均勻度的發(fā)光狀態(tài)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的以點(diǎn)光源將光線射入導(dǎo)光板的示意圖。
圖2是美國專利US 6,474,826以一光源桿將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換為線光源的示意圖。
圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施例的導(dǎo)光模組的示意圖。
圖4是本發(fā)明的第二實(shí)施例的導(dǎo)光模組的示意圖。
圖5是本發(fā)明的第三實(shí)施例的導(dǎo)光模組的示意圖。
圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施例的光線走向的示意圖。
圖7是本發(fā)明的設(shè)有反射裝置的示意圖。
圖8是本發(fā)明的第四實(shí)施例的導(dǎo)光模組的示意圖。
圖9是本發(fā)明的第五實(shí)施例的導(dǎo)光模組的示意圖。
圖10是假設(shè)狹縫為平行狀態(tài)的光跡示意圖。
圖11-1～11-2是本發(fā)明的第五實(shí)施例的光線角度的示意圖。
圖12是本發(fā)明的第五實(shí)施例的光線走向的示意圖。
圖13是本發(fā)明的第五實(shí)施例的加設(shè)有反射裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)說明，現(xiàn)結(jié)合

如下請(qǐng)參閱圖3，是本發(fā)明的導(dǎo)光模組的示意圖。本發(fā)明是一種導(dǎo)光模組，其包括一導(dǎo)光板30，該導(dǎo)光板30具有一光入射面32，其中該導(dǎo)光板30還包括從垂直于該光入射面的方向延伸的一出光面31與一底面33，且該出光面31與底面33的至少一面具有多個(gè)第一導(dǎo)光結(jié)構(gòu)34，當(dāng)該導(dǎo)光板30內(nèi)部光線碰到這些第一導(dǎo)光結(jié)構(gòu)34后，光線會(huì)往各個(gè)角度擴(kuò)散，然后破壞反射條件由該導(dǎo)光板30的出光面31射出，產(chǎn)生一大的面狀光源。
一導(dǎo)光棒40，該導(dǎo)光棒40具有一光出射面42，且該光出射面42與該導(dǎo)光板30的光入射面32相對(duì)設(shè)置。兩點(diǎn)光源50，分別鄰近設(shè)置或接觸設(shè)置于該導(dǎo)光棒40的兩端，用以提供入射光源。其中該導(dǎo)光棒40相對(duì)于光出射面42為一光反射面41，且光反射面41上設(shè)置有多個(gè)第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)43。
本實(shí)施例的導(dǎo)光棒40及導(dǎo)光板30一體形成，例如以甲基丙烯酸甲酯(PMMA)所一體成形的一樹脂矩形面板。其中，導(dǎo)光棒40及導(dǎo)光板30之間形成一鏤空的狹縫(slot)60，用以分離光出射面42與光入射面32，使光出射面42與光入射面32間隔一預(yù)定距離且形成狹縫60的相對(duì)兩側(cè)壁。且連接狹縫60兩端的直線定義為一參考軸P1，光入射面32的中心部位與光出射面42的中心部位同時(shí)往同一方向偏離參考軸P1。
其中，該狹縫60是一V形結(jié)構(gòu)(如圖3所示)，或一弧形結(jié)構(gòu)(如圖4所示)，光入射面32的中心部位與光出射面42的中心部位同時(shí)朝導(dǎo)光棒40中心的方向偏離參考軸P1或參考軸P2，且狹縫60兩端延伸至靠近導(dǎo)光棒40的兩端。另外，導(dǎo)光棒40的光反射面41可以是一平面(如圖4所示)或是一凸向狹縫60的曲面(如圖5所示)，使導(dǎo)光棒40整體結(jié)構(gòu)形成中間段較窄，兩端相對(duì)較寬的形狀。此時(shí)，導(dǎo)光棒40也可視為兩個(gè)楔形導(dǎo)光板的組合。
為了有效利用光源，一般的作法是將導(dǎo)光板作成梯形，使光在內(nèi)部傳播的總光路徑增長，由此提高輝度。請(qǐng)參閱圖6，本發(fā)明通過V形/或弧形的光出射面42，使點(diǎn)光源50的光線在進(jìn)入導(dǎo)光棒40后，其中部分原本無法折射出狹縫60而未被利用到的光，會(huì)被狹縫60的光出射面42反射(全反射)到導(dǎo)光棒40的光反射面41，再利用光反射面41上設(shè)置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)43將此部分的光導(dǎo)向可折射出該狹縫60的方向角。如此，可有效地利用點(diǎn)光源50進(jìn)入該導(dǎo)光棒40的光源，并且使進(jìn)入導(dǎo)光板30內(nèi)部的光線更均勻分布。從而，該導(dǎo)光板30的出光面31有高效率的輝度與均勻度的發(fā)光狀態(tài)。
請(qǐng)參閱圖7，本發(fā)明也可加設(shè)一反射裝置70，該反射裝置70覆蓋于導(dǎo)光棒40的上下表面上，且延伸遮蓋狹縫60的上下開口，如此可減少光線由狹縫60的上下開口或?qū)Ч獍?0的上下表面逸漏。
請(qǐng)參閱圖8及圖9，是本發(fā)明的另一導(dǎo)光模組結(jié)構(gòu)，與前述導(dǎo)光模組結(jié)構(gòu)相同，其包括導(dǎo)光板30、導(dǎo)光棒40、以及兩點(diǎn)光源50。其中，一鏤空的狹縫60a用以分離光出射面42與光入射面32。但光入射面32的中心部位與光出射面42的中心部位同時(shí)朝導(dǎo)光板30中心的方向偏離參考軸P3或參考軸P4，使狹縫60a形成一V形結(jié)構(gòu)(如圖8所示)，或一弧形結(jié)構(gòu)(如圖9所示)，且狹縫60a兩端延伸至靠近導(dǎo)光棒40的兩端。
另外，導(dǎo)光棒40的光反射面41是一平面，使該導(dǎo)光棒40整體形成中間段較寬，兩端相對(duì)較窄的形狀，其中光反射面41上設(shè)有多個(gè)第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)43。
請(qǐng)參閱圖10，先模擬現(xiàn)有技術(shù)，假設(shè)狹縫60b為一平行狀，因?yàn)辄c(diǎn)光源50為點(diǎn)光源，又導(dǎo)光棒40的光反射面41上的第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)43均為相同形狀，且假設(shè)這些第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)43的受光面約為40度時(shí)(相對(duì)于該光反射面41)，可以計(jì)算出，當(dāng)點(diǎn)光源50的入射光相對(duì)于光出射面42b的入射角為10度時(shí)，則入射光經(jīng)這些第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)43反射后再通過狹縫60b折射進(jìn)入導(dǎo)光板30內(nèi)的光線為0度方位角(相對(duì)于光反射面41的垂直方向)。
請(qǐng)參閱圖11-1～11-2，由前述得到的結(jié)果，若由相同形狀的這些第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)43，以及受光面角度(約40度)與前述條件相同。當(dāng)點(diǎn)光源50發(fā)出的光以大約10度的入射角度接觸光出射面42a時(shí)，則此入射光將被光出射面42a反射到光反射面41上的第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)43，再由第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)43往狹縫60a的方向反射，最后通過狹縫60a折射并以0度方位角(相對(duì)于該光反射面41的垂直方向)進(jìn)入導(dǎo)光板30內(nèi)。另一方面，針對(duì)點(diǎn)光源50所發(fā)的光線相對(duì)于光出射面42a的夾角大于10度的區(qū)域，本發(fā)明將該區(qū)域的狹縫60a設(shè)計(jì)成彎曲狀，以將原本大于10度的入射光的夾角修正為夾角在10度左右。
進(jìn)一步舉例說明，如圖11-2所示，當(dāng)與水平參考線夾角為20度的光，入射至與水平參考線L1夾角為5度的光出射面42a時(shí)，此入射光被反射后的光跡與水平參考線L2間的夾角被修正為10度左右。這樣一來，其效果等同入射光線以10度的入射角度接觸未彎曲的光出射面42a。也就是，被反射的光線經(jīng)第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)43反射后，最后維持以0度方位角(相對(duì)于該光反射面41的垂直方向)進(jìn)入導(dǎo)光板30內(nèi)。另外，實(shí)施上第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)43的角度，也可為其它角度，角度也可隨著距光源的遠(yuǎn)近而變化，由光在每個(gè)區(qū)域所需的最大值來決定。
請(qǐng)參閱圖12，當(dāng)點(diǎn)光源50大部分的光線相對(duì)于光出射面42a的入射角都為10度時(shí)，則通過狹縫60a折射進(jìn)入導(dǎo)光板30內(nèi)0度方位角(相對(duì)于該光反射面41的垂直方向)的光量為最大值。在制造上，當(dāng)光出射面42a彎曲的角度計(jì)算越細(xì)微時(shí)，點(diǎn)光源50的光線有效利用率越高。所以前述的結(jié)構(gòu)中，由于該V型結(jié)構(gòu)/或弧形結(jié)構(gòu)的光出射面42a，使點(diǎn)光源50的光源在進(jìn)入導(dǎo)光棒40后，原來無法折射出狹縫60a不被利用到的光，會(huì)被該光出射面42a反射(全反射)到導(dǎo)光棒40的光反射面41，且通過狹縫60a折射進(jìn)入該導(dǎo)光板30內(nèi)0度方位角(相對(duì)于該光反射面41的垂直方向)，如此可有效地利用該點(diǎn)光源50進(jìn)入該導(dǎo)光棒40的光源，且進(jìn)入導(dǎo)光板30內(nèi)部的光線均勻分布在0度方位角。從而，該導(dǎo)光板30的出光面31的垂直方向有高效率的輝度和均勻度的發(fā)光狀態(tài)。
請(qǐng)參閱圖13，實(shí)施上本發(fā)明可加一反射裝置70，其覆蓋于該導(dǎo)光棒40的上下表面上，且延伸遮蓋該狹縫60a的上下開口，如此可減少光線由該狹縫60a的上下開口漏光。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光模組，其特征在于，所述導(dǎo)光模組包括一導(dǎo)光板(30)，所述導(dǎo)光板(30)具有一光入射面(32)；一導(dǎo)光棒(40)，所述導(dǎo)光棒(40)具有一光出射面(42)，且所述光出射面(42)與所述光入射面(32)相對(duì)設(shè)置，所述導(dǎo)光棒(40)及所述導(dǎo)光板(30)一體形成，且所述導(dǎo)光棒(40)及所述導(dǎo)光板(30)之間形成一鏤空的狹縫(60)，用以分離所述光出射面(42)與所述光入射面(32)；以及兩點(diǎn)光源(50)，分別設(shè)置于所述導(dǎo)光棒(40)的兩端；其中，連接所述狹縫(60)兩端的直線定義為一參考軸(P1)，所述光入射面(32)的中心部位與所述光出射面(42)的中心部位向同一方向偏離所述參考軸(P1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述狹縫(60)是V形結(jié)構(gòu)，所述光入射面(32)的中心部位與所述光出射面(42)的中心部位同時(shí)朝所述導(dǎo)光棒(40)中心的方向偏離所述參考軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述狹縫(60)是V形結(jié)構(gòu)，所述光入射面(32)的中心部位與所述光出射面(42)的中心部位同時(shí)朝所述導(dǎo)光板(30)中心的方向偏離所述參考軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述狹縫(60)是弧形結(jié)構(gòu)，所述光入射面(32)的中心部位與所述光出射面(42)的中心部位同時(shí)朝所述導(dǎo)光棒(40)中心的方向偏離所述參考軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述狹縫(30)是弧形結(jié)構(gòu)，所述光入射面(32)的中心部位與所述光出射面(42)的中心部位同時(shí)朝所述導(dǎo)光板(30)中心的方向偏離所述參考軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述導(dǎo)光棒(40)具有相對(duì)所述光出射面(42)的一光反射面(41)，且所述光反射面(41)上設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)光結(jié)構(gòu)(43)，用以將所述點(diǎn)光源射入的光線導(dǎo)引至所述光出射面。
7.一種導(dǎo)光模組，其特征在于，所述導(dǎo)光模組包括一導(dǎo)光板(30)，所述導(dǎo)光板(30)具有一光入射面(32)；一導(dǎo)光棒(40)，所述導(dǎo)光棒(40)具有一光出射面(42)，且所述光出射面(42)與所述光入射面(32)相對(duì)設(shè)置，所述導(dǎo)光棒(40)及所述導(dǎo)光板(30)一體形成，且所述導(dǎo)光棒(40)及所述導(dǎo)光板(30)之間形成一狹縫(60)，用以分離所述光出射面(42)與所述光入射面(32)；以及兩點(diǎn)光源(50)，分別設(shè)置于所述導(dǎo)光棒(40)的兩端；其中，連接所述狹縫(60)兩端的直線定義為一參考軸(P1)，所述光入射面(32)的中心部位與所述光出射面(42)的中心部位同時(shí)朝所述導(dǎo)光棒(40)中心方向偏離所述參考軸(P1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述導(dǎo)光板(40)還包括從垂直于所述光入射面(32)的方向延伸的一出光面(31)與一底面(33)，且至少一面具有多個(gè)第一導(dǎo)光結(jié)構(gòu)(34)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述導(dǎo)光棒(40)具有相對(duì)于所述光出射面(42)的一光反射面(41)，且所述光反射面(41)設(shè)置有多個(gè)第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)(43)，用以將所述點(diǎn)光源(50)射入的光線導(dǎo)引至所述光出射面(42)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述光反射面(41)是一平面。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述光反射面(41)是一凸向所述導(dǎo)光板(30)中心的曲面。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述狹縫(60)是一V形結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述狹縫(60)是一弧形結(jié)構(gòu)。
14.一種導(dǎo)光模組，其特征在于，所述導(dǎo)光模組包括一導(dǎo)光板(30)，所述導(dǎo)光板具有一光入射面(32a)；一導(dǎo)光棒(40)，所述導(dǎo)光棒具有一光出射面(42a)，且所述光出射面(42a)與所述光入射面(32a)相對(duì)設(shè)置，所述導(dǎo)光棒(40)及所述導(dǎo)光板(30)一體形成，且所述導(dǎo)光棒(40)及所述導(dǎo)光板(30)之間形成一狹縫(60a)，用以分離所述光出射面(42)與所述光入射面(32)；以及兩點(diǎn)光源(50)，分別設(shè)置于所述導(dǎo)光棒(40)的兩端；其中，連接所述狹縫(60a)兩端的直線定義為一參考軸(P3)，所述光入射面(32a)的中心部位與所述光出射面(42a)的中心部位同時(shí)朝所述導(dǎo)光板(30)的中心方向偏離所述參考軸(P3)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述導(dǎo)光板(30)還包括從垂直于所述光入射面(32a)的方向延伸的一出光面(31)與一底面(33)，且至少一面具有多個(gè)第一導(dǎo)光結(jié)構(gòu)(34)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述導(dǎo)光棒(40)具有相對(duì)于所述光出射面(42a)的一光反射面(41)，且所述光反射面(41)設(shè)置有多個(gè)第二導(dǎo)光結(jié)構(gòu)(43)，用以將所述點(diǎn)光源(50)射入的光線導(dǎo)引至所述光出射面(42a)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述光反射面(41)是一平面。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述狹縫(60)是一V形結(jié)構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的導(dǎo)光模組，其特征在于，所述狹縫(60)是一弧形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種導(dǎo)光模組，包括一導(dǎo)光板與一導(dǎo)光棒，以及分別設(shè)置于該導(dǎo)光棒的兩端的發(fā)光元件。該導(dǎo)光棒具有一光出射面，且該光出射面與該導(dǎo)光板的光入射面相對(duì)設(shè)置。其中，該導(dǎo)光棒及導(dǎo)光板通過在一共同面板上形成一狹縫而一體形成，通過該狹縫使該光入射面與該光出射面互相分離。且該狹縫凸向該導(dǎo)光棒的中心或凸向該導(dǎo)光板的中心，并延伸至靠近該導(dǎo)光棒兩端的V形結(jié)構(gòu)或弧形結(jié)構(gòu)，其適合應(yīng)用于小體積的電子產(chǎn)品。
文檔編號(hào)G02B6/00GK101034182SQ20061005852
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者陳冰彥, 黃國瑞 申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司