光源模塊的制作方法
【專利說明】光源模塊
[0001]本申請是申請日為2012年6月26日、申請?zhí)枮?01210212860.2、發(fā)明名稱為“光源模塊”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明關(guān)于一種光學(xué)裝置，且特別是關(guān)于一種光源模塊。
【背景技術(shù)】
[0003]在現(xiàn)代，由多個點(diǎn)光源形成面光源的光源模塊廣泛的應(yīng)用在許多顯示裝置上。其中，包括發(fā)光二極體的光源模塊可應(yīng)用的多種產(chǎn)品中，從攜帶式電子產(chǎn)品，如手機(jī)、相機(jī)、MP3等小型尺寸，到數(shù)位相框、個人熒幕、車用電視的熒幕、液晶電視等中大型尺寸都可見到其應(yīng)用。
[0004]對于光源模塊而言，最重要的性質(zhì)就是其均勻度與亮度。在現(xiàn)有技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)良好的均勻度，將點(diǎn)光源所發(fā)出的光線個別進(jìn)行擴(kuò)散處理。一般而言，點(diǎn)光源會透過透鏡結(jié)構(gòu)將光束展開。然而，透過透鏡結(jié)構(gòu)所展開的光束的發(fā)散角勢必很大，而人眼無法完整地接收到此發(fā)散角過大的光線，造成視覺上亮度降低的問題。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，多在透鏡結(jié)構(gòu)前設(shè)置擴(kuò)散板以將發(fā)散角過大的光線導(dǎo)正，進(jìn)而使人眼可有效地接收到點(diǎn)光源所發(fā)出的光線。但是，點(diǎn)光源所發(fā)出的光線經(jīng)過擴(kuò)散板導(dǎo)正后，有許多的光線會被擴(kuò)散板中的散射粒子散射，而使得仍有部分光線無法朝向人眼的正視方向傳遞。如此一來，光源模塊便有光利用效率偏低的問題。
[0005]在此舉例一些相關(guān)的技術(shù)。美國專利第US7866844號、美國專利第US7572036號以及美國專利公開第US20090052192號揭露了發(fā)光源以及透鏡。美國專利第US6598998號揭露一面光源裝置，其包括置放在光導(dǎo)中的發(fā)光二極體晶片及透鏡。美國專利公開第US20020015297號揭露了發(fā)光單元，其包括陰極管以及光學(xué)波導(dǎo)。中國臺灣專利第TWM319426號揭露背光模塊，其包括了光源、導(dǎo)光板以及反射片。日本專利第JP2000-214460號揭露背光模塊，其包括了導(dǎo)光體和反射板。美國專利第US7470042號以及第US7399108號揭露照明光源，其包括發(fā)光元件與反射元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種光源模塊，具有高光利用效率。
[0007]本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種光源模塊。光源模塊包括至少一發(fā)光單元和至少一導(dǎo)光元件。發(fā)光單元包括光源和透鏡結(jié)構(gòu)。光源用于發(fā)出光束且具有光軸。透鏡結(jié)構(gòu)具有底面、相對于底面的頂面、以及連接底面與頂面的第一表面。底面朝向光源而且具有第一凹陷以及連接第一凹陷與第一表面的第二凹陷。頂面具有第三凹陷。光源的光軸穿過第一凹陷與第三凹陷，第一表面相對于光軸傾斜。導(dǎo)光元件具有至少一開口以及配置于開口旁的多個第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)。發(fā)光單元配置于開口中。光束經(jīng)過透鏡結(jié)構(gòu)且由開口進(jìn)入導(dǎo)光元件中。
[0009]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的光束自第一凹陷進(jìn)入透鏡結(jié)構(gòu)中。
[0010]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的光束中的部分的光束被第一凹陷折射至第三凹陷，傳遞至第三凹陷的上述部分的光束被第三凹陷反射往第一表面，且由第一表面離開透鏡結(jié)構(gòu)。
[0011]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的部分的光束在未進(jìn)入透鏡結(jié)構(gòu)前與光軸夾第一角度，第一角度介于O度至25度。
[0012]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述光束的部分的光束被第一凹陷折射至第三凹陷，傳遞至第三凹陷的上述部分的光束被第三凹陷反射至第一表面，傳遞至第一表面的上述部分的光束被第一表面反射至第二凹陷，傳遞至第二凹陷的上述部分的光束被第二凹陷反射而離開透鏡結(jié)構(gòu)。
[0013]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的部分的光束在未進(jìn)入透鏡結(jié)構(gòu)前與光軸夾第二角度，第二角度介于25度至40度。
[0014]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的透鏡結(jié)構(gòu)更具有連接底面的第二凹陷與第一表面的第二表面，上述部分的光束被第二凹陷反射后傳遞至第二表面，而由第二表面離開透鏡結(jié)構(gòu)。
[0015]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的光軸位于參考平面上。第二表面被此參考平面所截出的截線包括二線段。此二線段大致上與光軸平行。
[0016]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第二凹陷具有相對于光軸傾斜的側(cè)壁。
[0017]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述光束的部分的光束被第一凹陷折射至第三凹陷，傳遞至第三凹陷的上述部分的光束被第三凹陷反射至第一表面，傳遞至第一表面的上述部分的光束被第一表面反射至第二凹陷的側(cè)壁，傳遞至第二凹陷的側(cè)壁的上述部分光束被第二凹陷的側(cè)壁反射而離開透鏡結(jié)構(gòu)。
[0018]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的側(cè)壁為曲面。
[0019]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述光束的部分的光束被第一凹陷折射至第一表面而直接地由第一表面離開透鏡結(jié)構(gòu)。
[0020]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的部分的光束在未進(jìn)入透鏡結(jié)構(gòu)前與光軸夾第三角度，第三角度介于40度至60度。
[0021]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的透鏡結(jié)構(gòu)更具有連接第三凹陷與第一表面的一第三表面。其中第三表面為朝向遠(yuǎn)離光源的方向凸起的曲面。
[0022]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的光軸位于參考平面上，第三凹陷被考平面所截得的截線為第一截線，第三表面被參考平面所截得的截線為第二截線，第一截線與第二截線的交點(diǎn)與光源的連線和光軸的夾角大于25度。
[0023]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的光軸位于參考平面上，第三表面被參考平面所截得的截線為第二截線，第一表面被參考平面所截得的截線為一第三截線，第二截線與第三截線的交點(diǎn)與光源的連線和光軸的夾角大于40度。
[0024]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的透鏡結(jié)構(gòu)更具有連接第一表面與第二凹陷的第二表面，光軸位于參考平面上，第一表面被參考平面所截得的截線為第三截線，第二表面被參考平面所截得的截線為第四截線，第三截線與第四截線的交點(diǎn)與光源的連線和光軸的夾角大于60度。
[0025]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的光軸穿過第一凹陷的中心以及第三凹陷的中心。
[0026]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第一凹陷、第二凹陷、第三凹陷或第一表面對光軸呈圓對稱。
[0027]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第一凹陷為曲面。
[0028]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第一凹陷為朝遠(yuǎn)離光源的方向凹陷的弧面。
[0029]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第二凹陷環(huán)繞第一凹陷。
[0030]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的光軸位于參考平面，透鏡結(jié)構(gòu)的第三凹陷被參考平面所截的一截線包括相交的兩弧線，弧線從透鏡結(jié)構(gòu)本體向外凸起。
[0031]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第三凹陷為錐狀凹陷。
[0032]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第一表面環(huán)繞光軸。
[0033]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第一表面為曲面。
[0034]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的透鏡結(jié)構(gòu)與導(dǎo)光元件為一體成型。
[0035]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的各第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)具有環(huán)狀凹槽，環(huán)狀凹槽具有一斜面與鉛垂面，各環(huán)狀凹槽的斜面位于鉛垂面的外圍。
[0036]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的各第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)具有環(huán)狀凹槽，環(huán)狀凹槽具有一斜面與鉛垂面，各環(huán)狀凹槽第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)的鉛垂面位于斜面的外圍朝向光軸傾斜。
[0037]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的那些第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)的環(huán)狀凹槽的深度隨著遠(yuǎn)離光軸的方向先遞增，然后再遞減。
[0038]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的那些第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)的環(huán)狀凹槽的那些斜面的斜率隨著遠(yuǎn)離光軸的方向先遞增，然后再遞減。
[0039]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的那些第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)為環(huán)繞光軸的多個環(huán)狀凹槽。
[0040]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的那些第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)為多個散射結(jié)構(gòu)。
[0041]在本發(fā)明的實(shí)施例中，光源模塊還包括反射片，導(dǎo)光元件具有相對的一底面以及一頂面，那些第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)以及開口配置于導(dǎo)光元件的底面上，且反射片配置于底面旁。
[0042]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的導(dǎo)光元件具有相對的底面以及頂面，那些第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)以及開口配置于導(dǎo)光元件的底面上，開口具有連接導(dǎo)光元件的底面以及導(dǎo)光元件的頂面的第一側(cè)壁，開口的第一側(cè)壁環(huán)繞光軸且具有一口徑漸縮的塔形頂部。
[0043]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的開口更具有連接導(dǎo)光元件的頂面與開口的第一側(cè)壁的第二側(cè)壁，開口的第二側(cè)壁環(huán)繞光軸且形成一口徑漸擴(kuò)的塔形。
[0044]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述至少一導(dǎo)光元件的數(shù)量為多個，多個導(dǎo)光元件彼此相鄰且位于同一平面。
[0045]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的導(dǎo)光元件具有底面、相對于底面的頂面以及連接底面與頂面的側(cè)面，各導(dǎo)光元件的那些第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)以及開口配置于導(dǎo)光元件的底面上，底面具有凹陷平臺，凹陷平臺連接那些第一光學(xué)微結(jié)構(gòu)與導(dǎo)光元件的側(cè)面。
[0046]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的各導(dǎo)光元件更具有多個第二光學(xué)微結(jié)構(gòu)配置于凹陷平臺上。
[0047]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的各導(dǎo)光元件具有底面、相對于底面的頂面以及連接底面以及頂面的側(cè)面，各導(dǎo)光元件具有多