TWI420051B - Led面光源裝置 - Google Patents

Description

LED面光源裝置

本發明涉及一種面光源裝置，特別是涉及一種具有雙層棱鏡片的LED面光源裝置。

LED為點狀光源，其發光角度較小且具有強烈的方向性，為了獲得足夠大的發光面積，LED照明裝置通常以陣列的形式排布多顆LED。然而，當多個點光源同時照射一個物體時，被照射的物體通常會產生多重影子的現象。另外，LED單體發光強度大，在LED燈具的發光面上形成強烈的直接眩光(亮點)，從外部觀察它是點狀分佈的點光源。為避免光源重影的產生，現有搭配擴散片而獲得具有良好照明功能的面光源裝置，從而獲得均勻的出射光。然而，光線在擴散片中傳輸時，部分光線會被擴散板吸收而造成部分光線損失，從而使出射光亮度降低。

有鑒於此，有必要提供一種可提高出射光亮度、均勻性，並可消除重影的LED面光源裝置。

一種LED面光源裝置，包括框架、多個點光源、透明的第一棱鏡片及透明的第二棱鏡片。框架包括底板，多個點光源排布在底板上。第一棱鏡片設置於點光源的上方，第二棱鏡片設置於第一棱 鏡片的上方，並分別具有入光面及與入光面相對的出光面，第一棱鏡片的出光面上形成有多個長條狀弧形凸起，第二棱鏡片的出光面上形成有沿至少兩個不同方向延伸的長條狀V形脊結構，該不同方向延伸的多個長條狀V形脊結構相互交錯。第一棱鏡片與點光源之間間隔第一預定距離，第二棱鏡片與第一棱鏡片之間間隔第二預定距離。

本發明的LED面光源裝置中，點光源發出的光線透過第一棱鏡片和第二棱鏡片後，發生特定的折射、散射、反射與繞射等，達到於特定視角範圍內均勻出射的效果，避免了光源重影的產生。

100‧‧‧LED面光源裝置

10‧‧‧框架

101‧‧‧底板

102‧‧‧側壁

103‧‧‧收容腔

11‧‧‧點光源

12‧‧‧第一棱鏡片

121、131‧‧‧入光面

122、132‧‧‧出光面

123‧‧‧凸起

13‧‧‧第二棱鏡片

133、1331、1332、1333、1334‧‧‧V形脊結構

134‧‧‧凹槽

135‧‧‧四角星形

14‧‧‧保護板

圖1為本發明中LED面光源裝置的剖面示意圖。

圖2為圖1中第一棱鏡片的局部示意圖。

圖3為圖1中第二棱鏡片的立體示意圖。

圖4為圖2中第一棱鏡片對點光源的混光示意圖。

請參閱圖1，LED面光源裝置100包括框架10、多個點光源11、第一棱鏡片12、第二棱鏡片13及保護板14。框架10包括一個底板101及位於底板101的四周的側壁102，該底板101和該側壁102圍成一收容腔103。框架10可由具有高反射率的金屬或塑膠製成，或由塗布有高反射率塗層的金屬或塑膠製成。多個點光源11排布在底板101上。第一棱鏡片12與第二棱鏡片13具有和收容腔103相適應的尺寸，並且第一棱鏡片12位於點光源11的上方，第二棱鏡 片13位於第一棱鏡片12的上方、框架10的開口端附近。第一棱鏡片12和第二棱鏡片13均大致與底板101平行。該第一棱鏡片12與點光源11之間間隔第一預定距離。該第二棱鏡片13與第一棱鏡片12之間間隔第二預定距離，該距離不為零。第一棱鏡片12與點光源11之間的距離以及第二棱鏡片13與第一棱鏡片12之間的距離可以根據實際需求而分別預先設定，這兩個距離可以相等或不相等。保護板14由透明玻璃、毛玻璃、透明塑膠板等材質中的一種製成，保護板14設置在第二棱鏡片13的上方，用於保護第二棱鏡片13上的微棱鏡表層不受到污染或刮傷。

請參閱圖2，第一棱鏡片12由透明塑膠材質製成，其具有入光面121及與入光面121相對的出光面122，該入光面121為平面且面向點光源11，該出光面122上形成有多個長條狀弧形凸起123。該長條狀弧形凸起123沿垂直於其長度方向的截面可為圓弧形、橢圓形或波浪形中的一種。

請參閱圖3，第二棱鏡片13由透明塑膠材質製成，其具有入光面131及與入光面131相對的出光面132，該入光面131為平面且面向第一棱鏡片12，該出光面132上形成有沿至少兩個不同方向延伸的長條狀V形脊結構133，且該不同方向延伸的多個長條狀V形脊結構133相互交錯。

本實施方式中，該V形脊結構133沿四個不同方向延伸，包括多個沿第一方向X1延伸的多個長條狀V形脊結構1331、多個沿第二方向X2延伸的多個長條狀V形脊結構1332、多個沿第三方向X3延伸的多個長條狀V形脊結構1333及多個沿第四方向X4延伸的多個長 條狀V形脊結構1334。其中，沿第一方向X1延伸的多個長條狀V形脊結構1331和沿第三方向X3延伸的多個長條狀V形脊結構1333相互交錯，沿第二方向X2延伸的多個長條狀V形脊結構1332和沿第四方向X4延伸的多個長條狀V形脊結構1334經過沿第一方向X1和第三方向X3延伸的多個長條狀V形脊結構的相交處。在四個方向X1、X2、X3及X4中，相鄰兩方向之間形成夾角θ1、θ2、θ3及θ4，該夾角θ1、θ2、θ3及θ4均為45度。並且，沿四個不同方向延伸的長條狀V形脊結構1331、1332、1333及1334相互交錯構成多個緊密連接的三棱錐凹槽134。每四個相互連接的具有共同連接點的三棱錐凹槽134及其相互連接的側壁形成四角星形135，多個四角星形135呈陣列排布。

請參閱圖4，由於在第一棱鏡片12的出光面122形成有多個長條狀弧形凸起123，點光源11發出的光線透過該出光面122時會發生特定的折射作用，從而將點光源11發出的光線擴散成多個條狀光源110。可以理解，當各個點光源11之間的間距足夠小，相鄰的條狀光源相互重疊而產生混光。當第一棱鏡片12距離點光源11較遠時，點光源11在第一棱鏡片12的出光面上形成的各條狀光源110的長度越長，各條狀光源之間發生更大程度的重疊，混光更充分。

接著，從第一棱鏡片12出射的條狀光源經過空氣層後再進入第二棱鏡片13，由於在第二棱鏡片13的出光面具有多個長條狀V形脊結構133，其可使從第二棱鏡片13出射的光線發生特定的折射、散射、反射與繞射等作用，從而將來自第一棱鏡片12的條狀光源 進一步擴散成多個虛擬光源並向特定視角範圍內聚集，達到於特定視覺範圍內均勻出射的效果，從而避免了光源殘影的產生，並無需於點光源11的正上方設置擴散板。

本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。

100‧‧‧LED面光源裝置

10‧‧‧框架

101‧‧‧底板

102‧‧‧側壁

103‧‧‧收容腔

11‧‧‧點光源

12‧‧‧第一棱鏡片

13‧‧‧第二棱鏡片

14‧‧‧保護板

Claims (7)

1. 一種LED面光源裝置，包括框架、多個點光源、透明的第一棱鏡片及透明的第二棱鏡片，框架包括底板，多個點光源排布在底板上，第一棱鏡片設置於點光源的上方，第二棱鏡片設置於第一棱鏡片的上方，並分別具有入光面及與入光面相對的出光面，其改良在於：第一棱鏡片及第二棱鏡片的入光面均為平面，第一棱鏡片的出光面上形成有多個長條狀弧形凸起，第二棱鏡片的出光面上形成有沿至少兩個不同方向延伸的長條狀V形脊結構，該不同方向延伸的多個長條狀V形脊結構相互交錯；第一棱鏡片與點光源之間間隔第一預定距離，第二棱鏡片與第一棱鏡片之間間隔第二預定距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之LED面光源裝置，其中，所述第一棱鏡片及第二棱鏡片分別由透明塑膠材質製成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之LED面光源裝置，其中，形成於第一棱鏡片的出光面上的長條狀凸起沿垂直於其長度方向的截面為圓弧形、橢圓形、波浪形中的一種。
4. 如申請專利範圍第1項所述之LED面光源裝置，其中，形成於第二棱鏡片的出光面上的多個V形脊結構沿四個不同方向延伸，沿第一方向延伸的多個長條狀V形脊結構和沿第三方向延伸的多個長條狀V形脊結構相互交錯，沿第二方向延伸的多個長條狀V形脊結構和沿第四方向延伸的多個長條狀V形脊結構經過沿第一方向和第三方向延伸的多個長條狀V形脊結構的相交處。
5. 如申請專利範圍第1項所述之LED面光源裝置，其中，所述LED面光源裝置還包括一個設置在第二棱鏡片的上方的保護板，所述保護板由透明玻璃、毛玻璃、透明塑膠板材質中的一種製成。
6. 如申請專利範圍第1項所述之LED面光源裝置，其中，所述框架由具有高反射率的金屬或塑膠製成。
7. 如申請專利範圍第1項所述之LED面光源裝置，其中，所述框架由塗布有高反射率塗層的金屬或塑膠製成。