CN102466836A - 导光装置以及光源模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导光装置以及光源模块，包括一导光柱。导光柱具有一入光面、一出光面、二连接面以及一底面。入光面位于导光柱的端部。出光面、连接面与底面各别地连接于入光面，出光面与底面则位于各连接面的相对两侧。出光面与底面彼此相对以定义出由底面指向出光面的一出光方向，且出光面的面积大于底面的面积。导光柱平行于出光面或底面的一截面积沿出光方向的变化趋势包括渐增。

Description

导光装置以及光源模块

技术领域

本发明涉及一种导光装置以及光源模块，尤其涉及一种将点光源转换成线性光源的导光装置及具有此导光装置的光源模块。

背景技术

一般液晶显示器而言，其显示介质为非自发光的液晶分子。所以，液晶显示器主要系是一液晶面板及一背光模块所构成，其中背光模块用以提供此液晶面板所需的面光源，以使液晶显示器达到显示的效果。在背光模块中往往应用体积小、耗能少、出光指向性佳且发光效率高的发光二极管作为光源。然而，点状分布的发光二极管光源可能造成光源分布不均匀的现象，而多个发光二极管光源的使用也不利于成本的降低。

发明内容

本发明提供一种导光装置以及光源模块，可将点光转换为线性光源以减少点光源所需数量，并具有理想的光利用效率。

本发明提供一种导光装置，包括一导光柱。导光柱具有一入光面、一出光面、一连接面以及一底面。入光面位于导光柱的端部。出光面、连接面与底面各别地连接于入光面，出光面与底面则位于连接面的相对两侧。出光面与底面彼此相对以定义出由底面指向出光面的一出光方向，且出光面的面积大于底面的面积。导光柱平行于出光面或底面的一截面积沿出光方向的变化趋势包括渐增。

本发明提供一种光源模块，包括本发明提供的导光元件；以及至少一点光源，面向该入光面而设。

基于上述，本发明的导光装置中利用导光柱以将光源模块里的点状光源转换为线性光源。导光柱具有相对的底面与出光面以提供朝向特定出光方向发光的线性光源。导光柱的截面积沿着出光方向逐渐增加而有助于提高光源利用效率。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明第一实施例的导光装置应用于一光源装置的示意图。

图2为本发明的第二实施例的导光装置。

图3A与图3B分别为本发明第三实施例的一种导光装置的导光柱以及底座。

图4A与图4B分别为本发明第三实施例的另一种导光装置的导光柱以及底座。

附图标记：

10：光源模块；                  20：光源；

30：导光板；                    100、200、300：导光装置；

110、210、310、410：导光柱；    112、212、312、412：入光面；

114、214、314、414：出光面；    116、216、316、416：连接面；

118、218、318、418：底面；      130、230、330、430：底座；

132、232、332、432：容置凹槽；  150：反射层；

216A：倾斜连接面；              216B：水平连接面；

232A：倾斜部；                  232B、432C：水平部；

316A、416A：第一倾斜连接面；    316B、416B：第二倾斜连接面；

332A、432A：第一倾斜部；        332B、432B：第二倾斜部；

D：出光方向；                   I：第一部份；

II：第二部份；        R：夹角；

W1、W2：宽度；        416C：平坦连接面。

具体实施方式

图1为本发明第一实施例的导光装置应用于一光源装置的示意图。请参照图1，光源模块10包括一导光装置100、光源20以及一导光板30。导光板30与光源20分别位于导光装置100的不同侧，光源20例如为点状光源，像是发光二极管光源。光源20所发出的光经过导光装置100的作用后可转换为线性光源以入射于导光板30中，而导光板30可将线性光源进一步地转换为面光源以供利用。在一实施例中，光源模块10被要求以提供线性光源时，可选择性地不配置有导光板30。

导光装置100包括一导光柱110、一底座130以及一反射层150。底座130包覆住导光柱110，而反射层150配置在导光柱110与底座130之间。反射层150可以是镜面反射层或是扩散是反射层，其以涂布或是双料射射出等方式配置在导光柱110上。

另外，底座130亦可以采用反射式材质，例如白色树脂，且此时反射层150可自导光装置100中省略。

导光柱110具有一入光面112、一出光面114、两连接面116以及一底面118。入光面112位于导光柱110的端部。出光面114、连接面116与底面118各别地连接于入光面112，出光面114与底面118则位于各连接面116的相对两侧。此外，各连接面116与底面118之间的夹角R可以为一尖角或一导角。也就是说，两连接面116间的距离沿着出光方向D逐渐增加。在光源模块10中，光源20面向入光面112而设，且导光板30则配置在导光柱110的出光面114旁。导光柱110的两连接面116彼此相对。以下内容将仅以其中一个连接面116举例说明，不过本领域中的技术人员应了解两连接面116的设计都可具有以下内容所描述的态样。

底座130具有一容置凹槽132以容置导光柱110，且导光柱110放置于容置凹槽132时，底面118与连接面116皆被底座130包覆，而入光面112与出光面114被暴露出来，底座130所构成的外型可以为一矩形。底座130的外型为矩形时有利于导光装置100与其他元件的连接与组装。

导光柱110指向出光面114方向为一出光方向D，且出光面114与底面118为平行的两个表面，且导光柱110纵向截面积为一梯型状，其较短的底边是为导光柱110的底面118所在一侧，而较长的底边为导光柱110的出光面114所在一侧。出光面114垂直于水平面而设置时，连接面116与水平面之间可夹一角度，例如自2度至20度，也就是夹角R为尖角时其角度可以是92度到110度，而夹角R为导角时其曲率半径可以是0.1mm至3mm。

光源20所发出的光线由入光面112进入导光柱110后将受到导光柱110的导引而转变为线性光源，且平行于出光方向D射出导光柱110并进入导光板30中。因此，导光柱110的设计有助于提高光利用效率，根据模拟结果，具有倾斜态样的连接面116的导光柱110相对于圆柱状导光柱的设计在出光效率上可增加约29％。

值得一提的是，光源20的功率足够时，光源模块10仅需一个(设置在导光柱110的一端)或是两个(分别设置在导光柱110的两端)光源20就可以提供一显示面板所需的线光源。因此，相较于使用点状光源阵列的现有设计而言，本发明的设计可以节省光源使用量而降低成本。

图2为本发明的第二实施例的导光装置。请参照图2，其导光装置200大致与图1的导光装置相近，其中也包括一导光柱210以及一底座230。导光柱210具有一入光面212、一出光面214、相对的两连接面216(图中仅标示一个)以及一底面218。

其中，导光柱210的出光面214垂直于水平面设置时，各连接面216包括与水平面相交一角度的一倾斜连接面216A以及与水平面平行的一水平连接面216B。也就是说，两连接面216间的距离沿着出光方向D先逐渐增加再维持一定。

倾斜连接面216A与水平面相交2度至20度，而使得光线照射于倾斜连接面216A后可沿出光方向D射出导光柱210，藉以使得光利用效率提升。另外，水平连接面216B提供一平坦的表面使导光柱210较为稳固地设置底座230内，导光柱210不容易受到重力而自底座230滑落，有助于提高导光装置200的信赖性。当然，容置凹槽232也具有对应于倾斜连接面216A与水平连接面216B的倾斜部232A与水平部232B。

此外，图3A与图3B分别为本发明第三实施例的一种导光装置的导光柱以及底座。请同时参照图3A与图3B，导光柱310大致与图1的导光柱相近，其中也具有一入光面312、一出光面314、相对的两连接面316(图中仅标示其中一个)以及一底面318。入光面312位于导光柱310的端部。

其中，导光柱310的各连接面316为一阶梯状连接面，其包括至少一第一倾斜连接面316A以及至少一第二倾斜连接面316B，一个第一倾斜连接面316A连接于一个第二倾斜连接面316B可构成一阶。也就是说，两连接面316间的距离沿着出光方向D的变化趋势包括先逐渐增加再逐渐减少。

详细而言，出光面314垂直水平面而设置时，第一倾斜连接面316A与第二倾斜连接面316B系朝不同方向倾斜，其中第一倾斜连接面316A与水平面的交角可以是2度至20度。换言之，导光柱310可以包括截面积沿出光方向D渐增的至少一第一部分U以及截面积沿出光方向D渐减的至少一第二部分II。第一部分I与第二部分II交替排列而构成阶梯状连接面，且阶梯状连接面在第一部分I即为第一倾斜连接面316A，而在第二部分II即为第二倾斜连接面316B。在本实施例中，由入光面312观看导光柱310时，第一倾斜连接面316A的一宽度WI大于在第二倾斜连接面316B的一宽度W2。

当然，图3B的底座330可以沿着第一倾斜连接面316A以及第二倾斜连接面316B而设置有第一倾斜部332A与第二倾斜部332B。不同倾斜方向的第一倾斜部332A与第二倾斜部332B可提供结构上的卡扣作用，以将导光柱310固定在容置凹槽332中，导光装置300具有良好的信赖性。

图4A与图4B分别为本发明第三实施例的另一种导光装置的导光柱以及底座。请同时参照图4A与图4B，导光柱410大致与图3A的导光柱相近，其中也具有一入光面412、一出光面414、相对的两连接面416(仅标示出一个)以及一底面418。

其中，各连接面416包括至少一第一倾斜连接面416A、至少一第二倾斜连接面416B以及一平坦连接面416C，且由导光柱410的纵向断面来看平坦连接面416C的宽度可大于第一倾斜连接面416A的宽度，而第一倾斜连接面416A的宽度可大于第二倾斜连接面416B的宽度，但本发明不限于此。

第一倾斜连接面416A与第二倾斜连接面416B例如朝不同方向倾斜。出光面414垂直水平面而设置时，第一倾斜连接面416A与水平面的交角可以是2度至20度。此外，平坦连接面416C则实质上平行于水平面。当然，在本实施例中，底座430的容置凹槽432也随着连接面416而包括至少一第一倾斜部432A、至少一第二倾斜部432B以及一水平部432C。第一倾斜部432A、第二倾斜部432B以及水平部432C是顺应着第一倾斜连接面416A、第二倾斜连接面416B以及平坦连接面416C而设置的。也就是说，两连接面416间的距离沿着出光方向D的变化趋势包括逐渐增加、逐渐减少以及维持一定三种情形。

上述实施例中导光柱皆以相对的两个连接面彼此呈现镜面对称的结构为例来说明。不过，随不同设计需求，相对的两个连接面彼此可不呈现镜面对称的结构。另外，导光柱的截面积沿出光方向的变化趋势也不限定须先渐增再维持一定，或是先渐增再渐减。在一实施例中，导光柱的截面积沿出光方向的变化趋势可以是先维持一定、而后渐增、再接着渐减、再渐增等。或是，导光柱的截面积沿出光方向的变化趋势可以是先维持一定、而后渐增、再接着维持一定。

综上所述，本发明的导光装置包括一导光柱，其中导光柱可用以将点光源转换为线性光源。在本发明的导光柱中，入光面系设置在端部，而出光面与底面相对而设。并且，出光面设置于水平面垂直时，连接于出光面与底面之间的连接面与水平面之间夹一夹角。以使得导光柱内的光线照射于连接面后可以朝向所需的出光方向射出导光柱而达到理想的光利用效率。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种导光装置，其特征在于，包括一导光柱，且该导光柱具有一入光面、一出光面、两连接面以及一底面，该入光面位于该导光柱的端部，该出光面、该些连接面与该底面各别地连接于该入光面，该出光面与该底面则位于各该连接面的相对两侧，该出光面与该底面彼此相对，以定义出由该底面指向该出光面的方向为一出光方向，且该出光面的面积大于该底面的面积，且两连接面间的距离沿该出光方向的变化趋势包括渐增。

2.根据权利要求1所述的导光装置，其特征在于，其中两连接面间的距离沿该出光方向的变化趋势更包括渐减，且各该连接面为一阶梯状连接面。

3.根据权利要求2所述的导光装置，其特征在于，其中该导光柱包括两连接面间的距离沿该出光方向渐增的至少一第一部分以及两连接面间的距离沿该出光方向渐减的至少一第二部分，该第一部分与该第二部分交替排列而构成该阶梯状连接面，且该阶梯状连接面在该第一部分的一宽度大于在该第二部分的一宽度。

4.根据权利要求1所述的导光装置，其特征在于，其中两连接面各自为平行于该出光方向的一水平连接面。

5.根据权利要求1所述的导光装置，其特征在于，更包括一底座，该底座具有一容置凹槽以容置该导光柱，且该导光柱放置于该容置凹槽时，该底面与该些连接面被该底座包覆，而该入光面与该出光面被暴露出来。

6.根据权利要求5所述的导光装置，其特征在于，其中该容置凹槽的形状共形于该导光柱。

7.根据权利要求5所述的导光装置，其特征在于，其中该底座所构成的外型为一矩形。

8.根据权利要求1所述的导光装置，其特征在于，更包括一反射层，配置在该底面上。

9.一种光源模块，其特征在于，包括：

权利要求1所述的导光装置；以及

至少一点光源，面向该入光面而设。

10.根据权利要求9所述的光源模块，其特征在于，更包括一导光板，配置在该导光柱的该出光面旁。

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