面光源裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面光源裝置，其包含一反射件、一二次光學(xué)件及一發(fā)光件。所述二次光學(xué)件具有一入光面、一出光面及位于所述入光面與所述出光面之間的一側(cè)面，所述二次光學(xué)件與所述反射件之間形成一空腔，所述反射件的一反射面朝向所述空腔，所述出光面朝向所述空腔，所述側(cè)面是一橢圓面。所述發(fā)光件對應(yīng)所述入光面設(shè)置。所述發(fā)光件發(fā)射的光束自所述入光面進(jìn)入所述二次光學(xué)件內(nèi)，可經(jīng)所述側(cè)面反射并自所述出光面射出所述二次光學(xué)件后，進(jìn)入所述空腔并被所述反射面反射。因此，所述面光源裝置未使用公知的導(dǎo)光板而仍可提供具相當(dāng)均勻度的面光源，且可采用較薄的結(jié)構(gòu)。
【專利說明】面光源裝直【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種光源裝置，尤其涉及一種面光源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無論是用于照明或是背光的裝置，對平面光源都有相當(dāng)?shù)男枨?。除了直接將發(fā)光源成面排列以形成面光源外，這些裝置通常采用實(shí)體的導(dǎo)光板或是可提供多次反射的結(jié)構(gòu)，設(shè)置于側(cè)邊的發(fā)光件發(fā)射的光線即可經(jīng)由導(dǎo)光板或是多次反射的結(jié)構(gòu)調(diào)制后射出裝置，以形成所需的面光源。然而，光線于導(dǎo)光板內(nèi)行進(jìn)的路徑越長，光強(qiáng)度被導(dǎo)光板吸收的程度就越嚴(yán)重，使得裝置出光效率難以提升；受限于發(fā)光件發(fā)散角，欲有效率地收斂自發(fā)光件發(fā)射的光線，則多次反射的結(jié)構(gòu)的厚度不易減低，裝置難以薄型化。另外，目前亦有采用其反射面為拋物面的二次光學(xué)件的面光源裝置，但是使用拋物面反射主要為了將設(shè)置于側(cè)邊的發(fā)光件發(fā)射的光線轉(zhuǎn)向成平行光線，因此必須使用與此平行光線傾斜設(shè)置的反射片始能促使平行光線反射、轉(zhuǎn)向以形成面光源；若當(dāng)裝置厚度受度限制時(shí)，平行光線則難以全部為反射片反射，故裝置出光效率受到結(jié)構(gòu)厚度的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種面光源裝置，使用具橢圓反射面的二次光學(xué)件，無需使用實(shí)體導(dǎo)光板仍可提供高出光效率且具相當(dāng)均勻度的面光源，有利于裝置結(jié)構(gòu)的薄型化，有效解決公知光強(qiáng)度衰減、裝置出光效率易受結(jié)構(gòu)限制、裝置結(jié)構(gòu)厚度難以縮減等問題。
[0004]本發(fā)明的面光源裝置采用以下技術(shù)方案:
[0005]所述面光源裝置包含一反射件、一二次光學(xué)件及一發(fā)光件。所述反射件具有一反射面。所述二次光學(xué)件具有一入光面、一出光面及位于所述入光面與所述出光面之間的一側(cè)面，所述二次光學(xué)件與所述反射件之間形成一空腔，所述反射面朝向所述空腔，所述二次光學(xué)件設(shè)置以使所述出光面朝向所述空腔，所述側(cè)面是一橢圓面，所述橢圓面的一焦點(diǎn)位于所述空腔內(nèi)且所述焦點(diǎn)于所述反射面的投影位于所述反射面中央上方；換句話說，所述焦點(diǎn)大致位于所述反射面沿所述發(fā)光件的光軸方向的長度的一半的位置之上。所述發(fā)光件對應(yīng)所述入光面設(shè)置，其中所述發(fā)光件發(fā)射的光束自所述入光面進(jìn)入所述二次光學(xué)件內(nèi)，可經(jīng)所述側(cè)面反射并自所述出光面射出所述二次光學(xué)件后，進(jìn)入所述空腔并被所述反射面反射。因此，所述二次光學(xué)件可提升所述發(fā)光件發(fā)射的光束被所述反射件反射的效率，亦即間接地提升裝置整體出光效率，所述面光源裝置在無需使用導(dǎo)光板的情形下，即可提供具相當(dāng)均勻度的面光源，有利于裝置結(jié)構(gòu)的薄型化。此外，基于橢圓的幾何特性，自所述發(fā)光單元發(fā)射的光束經(jīng)所述二次光學(xué)件調(diào)制后原則上均朝向焦點(diǎn)行進(jìn)，有助于提升所述面光源裝置的出光效率。
[0006]相較于先前技術(shù)，所述面光源裝置無需使用導(dǎo)光板，避免光線明顯衰減。所述二次光學(xué)件相較于公知多次反射的結(jié)構(gòu)具有體積小、收斂效果佳等特質(zhì)，有利于所述面光源裝置結(jié)構(gòu)薄型化。另外，所述二次光學(xué)件采用橢圓反射面，可避免公知拋物面產(chǎn)生平行光線的缺點(diǎn)，有利于提高所述反射面反射光線的效率，亦即提高裝置出光效率。
[0007]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附附圖得到進(jìn)一步的了解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的面光源裝置的示意圖。
[0009]圖2為圖1中面光源裝置沿線X-X的剖面示意圖。
[0010]圖3為圖2中面光源裝置于圓圈A處的放大圖。
[0011]圖4為根據(jù)另一實(shí)施例的二次光學(xué)件的示意圖。
[0012]圖5為根據(jù)另一實(shí)施例的面光源裝置的剖面示意圖。
[0013]圖6為根據(jù)另一實(shí)施例的面光源裝置的剖面示意圖。
[0014]圖7為根據(jù)另一實(shí)施例的面光源裝置的剖面示意圖。
[0015]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0016]1、2、3、4面光源裝置
[0017]10殼體12、32、42 反射件
[0018]14、24 二次光學(xué)件16發(fā)光件
[0019]18擴(kuò)散板100容置空間
[0020]102窗口120、320、420 反射面
[0021]122空腔140 入光面
[0022]142出光面144 側(cè)面
[0023]160電路板162 發(fā)光單元
[0024]162a光軸242 V形槽結(jié)構(gòu)
[0025]320a,420a,282a 夾角320b、420b 圓錐角
[0026]1440、1442 焦點(diǎn)
【具體實(shí)施方式】
[0027]請參照圖1、圖2及圖3，其中圖2為簡化圖面線條，剖面線未繪示于圖中，于后續(xù)剖面圖亦同，不再贅述。于本實(shí)施例中，面光源裝置I包含一殼體10、一反射件12、一二次光學(xué)件14、一發(fā)光件16及一擴(kuò)散板18 (未繪示于圖1中以能顯示面光源裝置I的內(nèi)部)。殼體10呈圓盤狀并具有一容置空間100及一窗口 102。反射件12設(shè)置于容置空間100內(nèi)并具有一反射面120，朝向窗口 102。二次光學(xué)件14與反射件12之間形成一空腔122，反射面120朝向空腔122 ;于本實(shí)施例中，容置空間100于位于反射面120上方的部分即可定義為空腔122。二次光 學(xué)件14設(shè)置于容置空間100內(nèi)并具有一入光面140、一出光面142及位于入光面140與出光面142之間的一側(cè)面144，出光面142朝向空腔122 ;于本實(shí)施例中，二次光學(xué)件14是一環(huán)狀件，環(huán)繞反射件12設(shè)置，出光面142環(huán)繞空腔122。發(fā)光件16設(shè)置于容置空間100內(nèi)并包含一電路板160及設(shè)置于電路板160上的復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光單元162，發(fā)光單兀162對應(yīng)入光面140環(huán)繞二次光學(xué)件14設(shè)置。發(fā)光件162發(fā)射的光束自入光面140進(jìn)入二次光學(xué)件14內(nèi)，可經(jīng)側(cè)面144反射并自出光面142射出二次光學(xué)件14后，進(jìn)入空腔122并被反射面120反射。擴(kuò)散板18設(shè)置于反射件12之上且大致封住窗口 102，空腔122位于擴(kuò)散板18及反射件12之間，光束經(jīng)反射面120反射后，穿過空腔122及擴(kuò)散板18并經(jīng)擴(kuò)散板18擴(kuò)散出面光源裝置1，以作為面光源。
[0028]于本實(shí)施例中，側(cè)面144是一橢圓面，亦即二次光學(xué)件14于垂直于反射面120的截面具有部分的橢圓輪廓。所述橢圓面的一焦點(diǎn)1440(以十字標(biāo)記指示其位置于圖2中)位于空腔122內(nèi)且焦點(diǎn)1440于反射面120的投影位于反射面120中央，亦即大致位于環(huán)狀的二次光學(xué)件14的幾何中心處。換句話說，焦點(diǎn)1440大致位于反射面120沿發(fā)光單元162的光軸162a方向的長度的一半的位置之上。因此，相較于公知采用拋物面使光束平行行進(jìn)的情形，本實(shí)施例中的光束射出二次光學(xué)件14后，可趨向反射面120中央行進(jìn)，使得自發(fā)光單元162發(fā)射的光束大部分最終可經(jīng)反射面120反射以經(jīng)擴(kuò)散板18擴(kuò)散出面光源裝置1，故可提升裝置整體的出光效率。此外，發(fā)光單元162大致位于所述橢圓面的另一焦點(diǎn)1442(以十字標(biāo)記指示其位置于圖2中)，基于橢圓的幾何特性，自發(fā)光單元162發(fā)射的光束經(jīng)二次光學(xué)件14調(diào)制后，原則上均朝向焦點(diǎn)行進(jìn)，因此，裝置整體的出光效率可進(jìn)一步提升。其中，于圖2，帶箭頭實(shí)線僅表示部分光束的行進(jìn)路徑，于后續(xù)剖面圖中亦同，不再贅述。于實(shí)作上，通過設(shè)計(jì)焦點(diǎn)1440與反射面120的間距，可調(diào)整光束于反射面120上主要反射的區(qū)域。另外，采用橢圓面的二次光學(xué)件14可避免公知采用拋物面的二次光學(xué)件而導(dǎo)致裝置出光效率易受結(jié)構(gòu)厚度限制的問題。
[0029]補(bǔ)充說明的是，如前述說明，本發(fā)明的面光源裝置未采用實(shí)體的導(dǎo)光板，可避免公知導(dǎo)光板吸收光線造成光強(qiáng)度衰減的問題。于前述實(shí)施例中，原則上，空腔122充滿空氣，空氣雖亦有吸收光線的現(xiàn)象，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于一般導(dǎo)光板的吸收程度，且空腔122內(nèi)的空氣本身不具有如實(shí)體導(dǎo)光板內(nèi)可能發(fā)生的全反射現(xiàn)象，故空腔122內(nèi)的空氣與實(shí)體導(dǎo)光板不同。另外，于實(shí)作上，面光源裝置I可采真空組裝，此時(shí)空腔122即呈真空狀態(tài)。
[0030]請參照圖4。于另一實(shí)施例中，二次光學(xué)件24利用V形槽結(jié)構(gòu)242提升裝置出光的均勻性。于此實(shí)施例中，二次光學(xué)件24與二次光學(xué)件14結(jié)構(gòu)大致相同，故仍沿用二次光學(xué)件14的件符號，且二次光學(xué)件24的設(shè)置與二次光學(xué)件14相同，前述關(guān)于二次光學(xué)件14的說明于此亦有適用，不另贅述。二次光學(xué)件24與二次光學(xué)件14主要不同的處在于V形槽結(jié)構(gòu)242形成于出光面142上且垂直于光軸162a且實(shí)質(zhì)垂直于反射面120延伸(請參照圖2)。
[0031]請參照圖5。面光源裝置2與面光源裝置I結(jié)構(gòu)大致相同，故仍沿用面光源裝置I的件符號。面光源裝置2與面光源裝置I主要不同的地方在于面光源裝置2的擴(kuò)散板28具有V形槽結(jié)構(gòu)282，形成于擴(kuò)散板28朝向反射面120的表面280上，且V形槽結(jié)構(gòu)282的夾角282a系位于80至120度之間。此亦有助于提升裝置出光的均勻性。關(guān)于面光源裝置3的其它構(gòu)件的說明，請參照前述關(guān)于面光源裝置I的相關(guān)說明，不另贅述。
[0032]于前述各實(shí)施例中，光軸162a與反光面120實(shí)質(zhì)平行，但本發(fā)明不以此為限。請參照圖6。面光源裝置3與面光源裝置I結(jié)構(gòu)大致相同，故仍沿用面光源裝置I的件符號。面光源裝置3與面光源裝置I主要不同的地方在于面光源裝置3的反射件32的反射面320偏斜朝向光軸162a設(shè)置，反射面320與光軸162a的夾角320a位于O至30度之間，由于面光源裝置3為圓形，因此，反射面320即呈錐面，其圓錐角320b即位于120至180度之間。此反射面320偏斜設(shè)置有助于提升裝置出光的均勻性。關(guān)于面光源裝置3的其它構(gòu)件的說明，請參照前述關(guān)于面光源裝置I的相關(guān)說明，不另贅述。
[0033]于前述實(shí)施例中，反射面320為突入空腔122偏斜設(shè)置，但本發(fā)明不以此為限。請參照圖7。面光源裝置4與面光源裝置I結(jié)構(gòu)大致相同，故仍沿用面光源裝置I的件符號。面光源裝置4與面光源裝置I主要不同的地方在于面光源裝置4的反射件42的反射面420偏斜遠(yuǎn)離光軸162a設(shè)置，反射面420與光軸162a的夾角420a位于O至30度之間，由于面光源裝置4亦為圓形，因此，反射面420即呈錐面，其圓錐角420b即位于120至180度之間。反射面420為突出空腔122偏斜設(shè)置，亦有助于提升裝置出光的均勻性。關(guān)于面光源裝置4的其它構(gòu)件的說明，請參照前述關(guān)于面光源裝置I的相關(guān)說明，不另贅述。
[0034]補(bǔ)充說明的是，于面光源裝置3、4的結(jié)構(gòu)配置中，利用突出或凹入的反射面320、420以產(chǎn)生與光軸162a不平行設(shè)置的效果，進(jìn)而提升裝置出光的均勻性，但本發(fā)明不以此為限。例如將變更發(fā)光單元162的設(shè)置角度以使其光軸162a偏向反射面120，二次光學(xué)件14的橢圓面的長軸方向亦對應(yīng)修改為朝向反射面120，此同樣可達(dá)到光軸162a與反射面120不平行的效果，同樣有助于提升裝置出光的均勻性。另外，于前述各實(shí)施例中，二次光學(xué)件14采圓形結(jié)構(gòu)，可提升裝置出光光形的對稱性，但本發(fā)明不以此為限。例如二次光學(xué)件與發(fā)光件均成對平行對稱設(shè)置，亦能發(fā)揮本發(fā)明的功效。
[0035]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】
1.一種面光源裝置，其特征在于，包括: 一反射件，具有一反射面； 一二次光學(xué)件，具有一入光面、一出光面及位于所述入光面與所述出光面之間的一側(cè)面，所述二次光學(xué)件與所述反射件之間形成一空腔，所述反射面朝向所述空腔，所述二次光學(xué)件設(shè)置以使所述出光面朝向所述空腔，所述側(cè)面是一橢圓面，所述橢圓面的一焦點(diǎn)位于所述空腔內(nèi)且所述焦點(diǎn)于所述反射面的投影位于所述反射面中央；以及 一發(fā)光件，對應(yīng)所述入光面設(shè)置，其中所述發(fā)光件發(fā)射的光束自所述入光面進(jìn)入所述二次光學(xué)件內(nèi)，可經(jīng)所述側(cè)面反射并自所述出光面射出所述二次光學(xué)件后，進(jìn)入所述空腔并被所述反射面反射。
2.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述發(fā)光件包含一發(fā)光單元，大致位于所述橢圓面的另一焦點(diǎn)處。
3.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述發(fā)光件具有一光軸，所述反射面偏斜遠(yuǎn)離所述光軸設(shè)置，所述反射面與所述光軸的夾角位于O至30度之間。
4.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述發(fā)光件具有一光軸，所述反射面偏斜朝向所述光軸設(shè)置，所述反射面與所述光軸的夾角位于O至30度之間。
5.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述二次光學(xué)件是一環(huán)狀件，所述出光面環(huán)繞所述空腔，所述發(fā)光件包含復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光單元，環(huán)繞所述環(huán)狀件設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的面光源裝置，其特征在于，所述橢圓面的焦點(diǎn)位于所述環(huán)狀件中心處。
7.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述發(fā)光件具有一光軸，所述二次光學(xué)件具有一 V形槽結(jié)構(gòu)，形成于所述出光面上，所述V形槽結(jié)構(gòu)垂直于所述光軸且實(shí)質(zhì)垂直于所述反射面延伸。
8.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，更包含一擴(kuò)散板，設(shè)置于所述反射件之上，所述空腔位于所述擴(kuò)散板及所述反射件之間，其中所述反射面反射的光束穿過所述空腔及所述擴(kuò)散板并經(jīng)所述擴(kuò)散板擴(kuò)散。
9.如權(quán)利要求8所述的面光源裝置，其特征在于，所述擴(kuò)散板包含一V形槽結(jié)構(gòu)，形成于所述擴(kuò)散板朝向所述反射面的表面上。
10.如權(quán)利要求9所述的面光源裝置，其特征在于，所述V形槽結(jié)構(gòu)的夾角位于80至120度之間。
11.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述空腔充滿空氣。
【文檔編號】F21S2/00GK103939756SQ201310024122
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月22日
【發(fā)明者】葉志庭, 武文杰, 林明傳 申請人:東莞萬士達(dá)液晶顯示器有限公司, 勝華科技股份有限公司