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光源模块

阅读：384发布：2021-02-28

IPRDB可以提供光源模块专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种光源模块，其包括一导光板、至少一发光元件以及一灯罩。导光板具有一第一表面、一第二表面及一入光面。发光元件配置于入光面旁且仅具有一出光面，出光面面对入光面。灯罩覆盖发光元件及导光板的靠近入光面的一端且包括一侧板以及一上板，发光元件配置于侧板与入光面之间。上板具有一第一端、一相对于第一端的第二端及至少一凸起面，其中上板通过第一端与侧板连接，且上板覆盖发光元件及第一表面的靠近入光面的部分。凸起面位于发光元件的正上方并朝向发光元件凸起，且凸起面从上板的靠近第一端的一侧往靠近第二端的一侧延伸。本发明的光源模块可提供具有良好均匀性的面光源。，下面是光源模块专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光源模块，包括一导光板、至少一发光元件以及一灯罩，

所述导光板具有一第一表面、一相对于所述第一表面的第二表面及一连接所述第一表面与所述第二表面的入光面，所述至少一发光元件为点光源且配置于所述入光面旁，所述发光元件仅具有一出光面，所述出光面面对所述入光面，所述灯罩覆盖所述发光元件及所述导光板的靠近所述入光面的一端，所述灯罩包括一侧板和一上板，其中，所述发光元件配置于所述侧板与所述入光面之间，所述上板具有一第一端、一相对于所述第一端的第二端及至少一凸起面，其中所述上板通过所述第一端与所述侧板连接，且所述上板覆盖所述发光元件及所述第一表面的靠近所述入光面的部分，所述凸起面位于所述发光元件的正上方并朝向所述发光元件凸起，且所述凸起面从所述上板的靠近所述第一端的一侧往靠近所述第二端的一侧延伸，所述至少一发光元件的数目为多个，且所述至少一凸起面的数目为多个，这些发光元件沿着平行于所述入光面的方向排列，且这些凸起面沿着平行于所述上板的延伸方向排列，所述上板还具有多个第一凹陷面，这些凸起面与这些第一凹陷面沿着所述上板的延伸方向交替排列，且这些第一凹陷面的凹陷方向与所述凸起面的凸起方向相反。

2.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述凸起面在平行于所述入光面的方向上的宽度从靠近所述第一端的一侧往靠近所述第二端的一侧递减。

3.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述凸起面为多个平面所形成的弯折表面。

4.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述凸起面为曲面。

5.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，每一所述第一凹陷面在平行于所述入光面的方向上的宽度从靠近所述第一端的一侧往靠近所述第二端的一侧递减。

6.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，这些凸起面为曲面，且这些第一凹陷面为曲面。

7.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，这些第一凹陷面为曲面。

8.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述凸起面在平行于所述入光面与所述第一表面的方向上的最大宽度大于零且小于等于所述出光面在平行于所述入光面与所述第一表面的方向上的宽度的1.75倍。

9.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述灯罩还包括一下板，其中所述侧板连接所述上板与所述下板，所述下板覆盖所述第二表面的靠近所述入光面的部分，且所述上板与所述下板分别位于所述发光元件的相对两侧。

说明书全文

光源模块

技术领域

[0001] 本发明关于一种光学模块，且特别是关于一种光源模块。

背景技术

[0002] 随着光电技术的演进，在现有技术中配置于导光板的侧面的冷阴极荧光灯管（cold cathode fluorescent lamp,CCFL）已可被发光二极管（light-emitting diode,LED）发光条（light bar）所取代。由于发光二极管具有使用寿命长、低功率消耗、反应速度快等优点，因此采用发光二极管作为光源的光源模块的性能与使用寿命得以提升。

[0003] 然而，由于发光二极管所发出的光具有指向性，因此导光板的靠近发光二极管的区域中，位于发光二极管的光轴附近（即正对发光二极管处）所接收到的光较多而形成亮区，而远离发光二极管的光轴处（即斜对发光二极管处）所接收到的光较少而形成暗区，此即热点（hot spot）现象。

[0004] 此外，由于目前发光二极管的发光功率越作越大，因此光源模块中所采用的发光二极管的数量可以越来越少。如此一来，相邻两发光二极管之间的间距便越来越大，这容易使得暗区的面积越来越大，进而使得热点现象越来越严重。

[0005] 一般为了避免发光二极管漏光并减少亮区的面积，通常以吸光材料覆盖于发光二极管与导光板的入光面上方，但会造成发光二极管光能量的浪费。

[0006] 另一种现有技术的设计如图1A所示的光源模块的示意图。图1B是图1A的一种光源模块照明区域的俯视示意图。光源模块100a的灯罩130a的上板131a为一具有反射效果的平板。然而，如图1B所示，由于光源模块100a的发光元件120具有间隔，且发光元件120有发散角的限制，于导光板110的靠近发光元件120的区域中，位于发光元件120的光轴O附近（即正对发光元件120处）所接收到的光较多而形成亮区BA，并于远离发光元件120的光轴O处（即斜对发光元件120处）所接收到的光较少而形成暗区DA。换言之，即产生热点（hot spot）现象。另一方面，若在光源模块100a的入光面112进行微结构(未示出)设计，可对光束进入导光板110后的张角进行整形，仅能消除部分的热点现象，如图1C所示。然而，此种方式会提高导光板110结构设计的研发与生产难度，微结构与发光二极管对位不易，而提高产品成本。

[0007] 中国台湾专利第I358003号揭露一种具有一弧曲内凸截面的光罩。中华人民共和国专利第101881402A号揭露一种具有一凹面结构内壁的反射罩。中华人民共和国专利第202253382U号揭露一种具有深槽结构的灯反射罩。中国台湾专利公开第201126239号揭露一种框架结构上具有多个凸起部的背光模块。中国台湾专利第M441849号揭露一种具有改良罩体结构的背光模块。

发明内容

[0008] 本发明提供一种光源模块，其可提供具有良好均匀性的面光源。

[0009] 本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

[0010] 为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提出一种光源模块，其包括一导光板、至少一发光元件以及一灯罩。导光板具有一第一表面、一相对于第一表面的第二表面及一连接第一表面与第二表面的入光面。发光元件配置于入光面旁，并仅具有一出光面，出光面面对入光面。灯罩覆盖发光元件及导光板的靠近入光面的一端，灯罩包括一侧板以及一上板。发光元件配置于侧板与入光面之间。上板具有一第一端、一相对于第一端的第二端及至少一凸起面。上板通过第一端与侧板连接，且上板覆盖发光元件及第一表面的靠近入光面的部分。凸起面位于发光元件的正上方并朝向发光元件凸起，且凸起面从上板的靠近第一端的一侧往靠近第二端的一侧延伸。

[0011] 在本发明的一实施例中，上述的凸起面在平行于入光面的方向上的宽度从靠近第一端的一侧往靠近第二端的一侧递减。

[0012] 在本发明的一实施例中，上述的凸起面为多个平面所形成的弯折表面。

[0013] 在本发明的一实施例中，上述的凸起面为曲面。

[0014] 在本发明的一实施例中，上述的至少一发光元件的数目为多个，且至少一凸起面的数目为多个，这些发光元件沿着平行于入光面的方向排列，且这些凸起面沿着平行于上板的延伸方向排列。

[0015] 在本发明的一实施例中，上述的至少一发光元件的数目为多个，且至少一凸起面的数目为多个，这些发光元件沿着平行于入光面的方向排列，且这些凸起面沿着平行于上板的延伸方向排列。上板还具有多个第一凹陷面，这些凸起面与这些第一凹陷面沿着上板的延伸方向交替排列，且第一凹陷面的凹陷方向与凸起面的凸起方向相反。

[0016] 在本发明的一实施例中，上述的每一第一凹陷面在平行于入光面的方向上的宽度从靠近第一端的一侧往靠近第二端的一侧递减。

[0017] 在本发明的一实施例中，上述的凸起面为曲面，且第一凹陷面为曲面。

[0018] 在本发明的一实施例中，上述的第一凹陷面为曲面。

[0019] 在本发明的一实施例中，上述的凸起面在平行于入光面与第一表面的方向上的最大宽度大于零且小于等于出光面在平行于入光面与第一表面的方向上的宽度的1.75倍。

[0020] 在本发明的一实施例中，上述的灯罩还包括一下板，其中侧板连接上板与下板，下板覆盖第二表面的靠近入光面的部分，且上板与下板分别位于发光元件的相对两侧。

[0021] 基于上述，本发明的实施例的光源模块透过灯罩上的凸起面结构设计，可使发光元件所发出的光束被灯罩的不同区域反射后以不同角度反射至导光板中，而因此可改善发光元件间的光分布不均的情形，而可提升发光元件所发出的光束耦合入导光板的能量分布均匀度，以提供具有良好均匀性的面光源，并消除暗区现象。

[0022] 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，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

[0023] 图1A是现有技术的一种光源模块的示意图。

[0024] 图1B是图1A的光源模块照明区域的俯视示意图。

[0025] 图1C是图1A的另一种光源模块照明区域的俯视示意图。

[0026] 图2A是本发明一实施例的一种光源模块的立体示意图。

[0027] 图2B是图2A实施例的光源模块A-A’剖面上的光路示意图。

[0028] 图2C是图2A实施例的光源模块B-B’剖面上的光路示意图。

[0029] 图3A是图2B实施例的光源模块的光束的光路示意图。

[0030] 图3B是图2C实施例的光源模块的另一光束的光路示意图。

[0031] 图4是本发明另一实施例的一种光源模块的立体示意图。

[0032] 图5是本发明又一实施例的一种光源模块的立体示意图。

[0033] 图6是本发明再一实施例的一种光源模块的立体示意图。

具体实施方式

[0034] 有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图的优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

[0035] 图2A是本发明一实施例的一种光源模块100的立体示意图。图2B是图2A实施例的光源模块A-A’剖面上的光路示意图。图2C是图2A实施例的光源模块B-B’剖面上的光路示意图。请参照图2A，在本实施例中，光源模块100包括一导光板110、至少一发光元件120以及一灯罩130。导光板110具有一第一表面111，一相对于第一表面111的第二表面113及一连接第一表面111与第二表面113的入光面112，其中第一表面111例如是导光板110的出光面，第二表面113例如是导光板110的底面。在本实施例中，导光板110的材质可为高透光率的化合物。举例而言，导光板110的材质例如为压克力(Polymethyl Methacrylate,PMMA)、聚碳酸酯树脂(Polycarbonate,PC)、环烯烃共聚物(Cycloolefin Copolymer,COC)、玻璃或其它适合的导光材质。

[0036] 发光元件120配置于入光面112旁，可用以提供一光束，并仅具有一出光面121，出光面121面对入光面112。在本实施例中，光束例如可为照明光束，发光元件120例如可为发光二极管，但本发明不限于此，在其它可行的实施例中，发光元件120也可为其它型态的点光源。此外，在本实施例中，光源模块100还包括一可挠式电路板140，与发光元件120电连接，以控制发光元件120。

[0037] 另一方面，灯罩130包括一上板131、一侧板133以及一下板135，且灯罩130覆盖发光元件120及导光板110的靠近入光面112的一端。具体而言，在本实施例中，灯罩130具有良好的光反射率，举例而言，灯罩130的材质例如可为金属，而可反射光束。更详细而言，在本实施例中，灯罩130的上板131具有一第一端TE1、一相对于第一端TE1的第二端TE2及至少一凸起面PS。此外，上板131还具有至少一相对于凸起面PS的凹陷面HS。具体而言，凹陷面HS朝向发光元件120凹陷，且凹陷面HS与凸起面PS共形。

[0038] 进一步而言，请同时参照图2A与图2B，在本实施例中，上板131通过第一端TE1与侧板133连接，且上板131覆盖发光元件120及第一表面111的靠近入光面112的部分。凸起面PS位于发光元件120的正上方并朝向发光元件120凸起，且凸起面PS从上板131的靠近第一端TE1的一侧往靠近第二端TE2的一侧延伸(例如沿y方向延伸)。更详细而言，在本实施例中，上述的至少一发光元件120的数目为多个，且至少一凸起面PS的数目为多个，这些发光元件120沿着平行于入光面112的方向D1排列，且这些凸起面PS沿着平行于上板131的延伸方向D2排列。在本实施例中，方向D1与方向D2例如是平行于x方向，但本发明不限于此。

[0039] 此外，灯罩130的侧板133连接上板131与下板135，且发光元件120位于侧板133与入光面112之间。灯罩130的下板135覆盖第二表面113的靠近入光面112的部分，且上板131与下板135分别位于发光元件120的相对两侧。在本实施例中，制作灯罩130的方式例如可利用冲压方式成形，以制作上板131、侧板133及下板135的所需形状，但本发明不限于此。

[0040] 请继续参照图2B，具体而言，在本实施例中，发光元件120自出光面121所发出的光束60可由入光面112进入导光板110，并在导光板110内部中以全反射行为行进并传导。而导光板110的第二表面113上可具有多个散射微结构115，以破坏全反射现象。如此，光束60可从未被灯罩130覆盖的部分第一表面111离开导光板110，并提供外界光源。然而，在其它实施例中，散射微结构115也可位于导光板110的第一表面111，或者同时位于第一表面111与第二表面113。

[0041] 另一方面，光源模块100还可包括一位于导光板110下方的反射单元150。反射单元150可将散射至反射单元150的光束70再反射回导光板110，并使光束70依序穿透第二表面
113与第一表面111，并离开导光板110，增加光利用效率。此外，由于本实施例的灯罩130具有良好的光反射率，因此当光束70被灯罩130所覆盖的部分第一表面111被散射出时，则会被灯罩130反射而再次进入导光板110中传递。而当光束70是在未被灯罩130覆盖的部分第一表面111散射出时，则可离开导光板110而提供外界光源。

[0042] 此外，请参照图2B与图2C，在本实施例中，光束80、90自发光元件120发出后，可经由灯罩130的不同区域所反射，并以不同角度反射至导光板110中，有助于改善发光元件120间的光分布不均的情形，并提升发光元件120所发出的光束耦合入导光板的能量分布均匀度。以下将搭配图3A至图3B，进行进一步的说明。

[0043] 以下将再搭配图3A至图3B，针对本发明的凸起面PS结构设计如何消除暗区及热点现象的机制进行详细说明。

[0044] 图3A是图2A实施例的光源模块的光束的光路示意图。请参照图1B、图2A、图2B及图3A，在本实施例中，光束80自发光元件120发出后，可被灯罩130的凸起面PS反射。具体而言，如图3A所示，光束80经由灯罩130的凸起面PS反射后，将往发光元件120的斜前方传递，而不在图2A的A-A’剖面上传递，而图2B所示的虚线表示光束80于A-A’剖面上的投影分量。因此，光束80将可入射至相邻两发光元件120的光轴O之间的导光板110区域中，并在靠近入光面
112的部分(例如为图1B所示的暗区DA)被散射出导光板110。如此，光源模块100可通过凸起面PS上不同区域所反射的光束80来消除暗区DA及热点现象。

[0045] 进一步而言，在本实施例中，凸起面PS可为多个平面PSa、PSb、PSc所形成的弯折表面。换句话说，图3A示出三个平面PSa、PSb、PSc，凸起面PS在xz平面上的截面例如为倒梯形，然而在其它未示出的实施例中，凸起面PS可为二个平面所形成的弯折表面，而在xz平面上的截面例如为三角形，但本发明不限于此。进一步而言，如图2A所示，凸起面PS在平行于入光面112的方向D1上的宽度从靠近第一端TE1的一侧往靠近第二端TE2的一侧递减。更详细而言，在本实施例中，如图2B及图3A所示，凸起面PS在平行于入光面112与第一表面111的方向D1上的最大宽度C大于零且小于等于出光面121在平行于入光面112与第一表面111的方向D1上的宽度L的1.75倍，但本发明不限于此。此外，应注意的是，上述的数值范围仅作为例示说明，其并非用以限定本发明。

[0046] 图3B是图2A实施例的光源模块的另一光束的光路示意图。请参照图1B、图2A、图2C及图3B，在本实施例中，光束90也可经由灯罩130的凸起面PS以外的区域(例如图3B所示的平面FS)反射。如图3B所示，光束90在经由灯罩130的平面FS反射后，也可往发光元件120的斜前方传递，而不在图2A的B-B’剖面上传递，而图2C所示出的虚线表示光束90于B-B’剖面上的投影分量。因此，光束90也可以不同角度入射至相邻两发光元件120的光轴O之间的导光板110区域中进行传递，并在靠近入光面112的部分(例如为图1B所示的暗区DA)被散射出导光板110。进一步而言，由于光束80、90被灯罩130反射的角度并不一致，于导光板110中的传递路径也不相同，因此可由不同区域散射出导光板110，更有助于消除暗区DA及热点现象。

[0047] 如此一来，光源模块100透过灯罩130上的凸起面PS结构设计，可使发光元件所发出的光束80、90被灯罩130的不同区域反射后以不同角度反射至导光板110中，而因此可改善发光元件120间的光分布不均的情形，而可提升发光元件120所发出的光束耦合入导光板110的能量分布均匀度，以提供具有良好均匀性的面光源，并消除暗区现象。

[0048] 值得注意的是，虽前述灯罩130的凸起面PS是以多个平面PSa、PSb、PSc所形成的弯折表面为例示，但本发明并不限于此。以下将搭配图4至图6，针对灯罩130的可能变化做出进一步的说明。

[0049] 图4是本发明另一实施例的一种光源模块的立体示意图。请参照图4，本实施例的光源模块400与图2A实施例的光源模块100类似，而差异如下所述。在本实施例中，灯罩430的凸起面PS’为曲面。由于光源模块400与光源模块100的结构差异主要在于灯罩130、430的凸起面PS、PS’分别为曲面或多个平面所形成的弯折表面，但同样可实现光束被灯罩130、430的不同区域反射后以不同角度反射至导光板110中的效果，因此，光源模块 400同样具有光源模块100所提及的优点，在此便不再赘述。另外，凸起面PS’因呈曲面，而可进一步实现使光发散的效果。

[0050] 图5是本发明又一实施例的一种光源模块500的立体示意图。请参照图5，本实施例的光源模块500与图4实施例的光源模块400类似，而差异如下所述。在本实施例中，灯罩530的上板531还具有多个第一凹陷面HS1，这些凸起面PS’与这些第一凹陷面HS1沿着上板531的延伸方向D2交替排列，且第一凹陷面HS1的凹陷方向H1与凸起面PS的凸起方向P1相反。此外，更详细而言，在本实施例中，第一凹陷面HS1为曲面，且每一第一凹陷面HS1在平行于入光面112的方向上的宽度D从靠近第一端TE1的一侧往靠近第二端TE2的一侧递减。由于光源模块500与光源模块400的结构差异主要在于多个第一凹陷面HS1的有无，但同样可实现光束被灯罩530的不同区域反射后以不同角度反射至导光板110中的效果，因此，光源模块500同样具有光源模块400所提及的优点，在此便不再赘述。此外，因第一凹陷面HS1也呈曲面，将可进一步实现使光束会聚的效果，而可进一步提升相邻两发光元件120的光轴O之间的导光板110区域(例如为图1B所示的暗区DA)的亮度，更有助于消除暗区DA及热点现象。

[0051] 图6是本发明再一实施例的一种光源模块的立体示意图。请参照图6，本实施例的光源模块600与图5实施例的光源模块500类似，而差异如下所述。在本实施例中，灯罩630的凸起面PS为多个平面所形成的弯折表面。由于光源模块600与光源模块500的结构差异主要在于灯罩530、630的凸起面PS’、PS分别为曲面或多个平面所形成的弯折表面，但同样可实现光束被灯罩530、630的不同区域反射后以不同角度反射至导光板110中的效果，因此，光源模块600同样具有光源模块500所提及的优点，在此便不再赘述。

[0052] 综上所述，本发明的实施例的光源模块透过灯罩上的凸起面结构设计，可使发光元件所发出的光束被灯罩的不同区域反射后以不同角度反射至导光板中，而因此可改善发光元件间的光分布不均的情形，而可提升发光元件所发出的光束耦合入导光板的能量分布均匀度，以提供具有良好均匀性的面光源，并消除暗区现象。

[0053] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即所有依本发明权利要求及说明书内容所作的简单等效变化与修改，皆仍属于本发明专利覆盖的范围。另外本发明的任一实施例或权利要求不须实现本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或申请专利范围中提及的“第一”、“第二”等仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

[0054] 【符号说明】

[0055] 60、70、80、90：光束

[0056] 100、100a、400、500、600：光源模块

[0057] 110：导光板

[0058] 111：第一表面

[0059] 112：入光面

[0060] 113：第二表面

[0061] 115：散射微结构

[0062] 120：发光元件

[0063] 121：出光面

[0064] 130、130a、430、530、630：灯罩

[0065] 131、131a、531：上板

[0066] 133：侧板

[0067] 135：下板

[0068] 140：可挠式电路板

[0069] 150：反射单元

[0070] TE1：第一端

[0071] TE2：第二端

[0072] PS、PS’：凸起面

[0073] HS：凹陷面

[0074] HS1：第一凹陷面

[0075] PSa、PSb、PSc、FS：平面

[0076] O：光轴

[0077] BA：亮区

[0078] DA：暗区

[0079] C、L、D：宽度

[0080] D1、D2、H1、P1、x、y、z：方向

标题	发布/更新时间	阅读量
反光LED光源-专利编号CN104406071A	2020-05-12	881
LEDCOB封装光源-专利编号CN102881685B	2020-05-12	781
一种白光LED光源-专利编号CN105428513B	2020-05-13	443
LEDCOB封装光源-专利编号CN102881685A	2020-05-12	115
光源装置-专利编号CN1625668A	2020-05-11	152
光源装置-专利编号CN1366714A	2020-05-11	489
聚光LED光源-专利编号CN104390163A	2020-05-13	654
光源装置-专利编号CN100552286C	2020-05-11	273
一种白光LED光源-专利编号CN105428513A	2020-05-13	867
光源装置-专利编号CN1225801C	2020-05-11	340

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