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光源模块

阅读：429发布：2021-02-23

IPRDB可以提供光源模块专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种光源模块，包括一光学膜片以及至少一光源单元。光源单元与光学膜片围设出一空间。光源单元包括一反射元件、至少一发光条以及一聚光单元。反射元件配置于光学膜片下方。发光条包括多个发光元件，发光元件沿一第三方向排列。聚光单元沿一平行于第三方向的方向延伸。聚光单元包括一上反射部以及一相对于上反射部的下反射部。下反射部邻近反射元件的一端至发光元件的光轴在一第二方向上的最短距离定义为一第一半出光宽度。第一半出光宽度沿着第三方向自聚光单元的一中央处向两侧渐增。本发明的光源模块具有薄光腔、高亮度以及高均匀度的优点。，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，包括一光学膜片以及至少一光源单元，

所述至少一光源单元与所述光学膜片围设出一空间，所述光源单元包括：一反射元件、至少一发光条以及一聚光单元，所述反射元件配置于所述光学膜片下方，

所述至少一发光条包括多个发光元件，其中这些发光元件的光轴方向定义为一第一方向，垂直于所述第一方向并垂直于所述光学膜片的方向定义为一第二方向，且这些发光元件沿一垂直所述第一方向且垂直所述第二方向的第三方向排列，所述聚光单元沿一平行于所述第三方向的方向延伸，且所述聚光单元包括：

一上反射部，其中所述上反射部的一端邻近所述光学膜片，另一端邻近这些发光元件；

以及

一下反射部，相对于所述上反射部，其中所述下反射部的一端邻近所述反射元件，另一端邻近这些发光元件，所述下反射部邻近所述反射元件的一端至这些发光元件的光轴在所述第二方向上的最短距离定义为一第一半出光宽度，所述第一半出光宽度沿着所述第三方向自所述聚光单元的一中央处向两侧渐增，其中这些发光元件位于所述上反射部与所述下反射部之间。

2.如权利要求第1项所述的光源模块，其特征在于，所述上反射部邻近所述光学膜片的一端至这些发光元件的光轴在所述第二方向上的最短距离定义为一第二半出光宽度，且所述第二半出光宽度沿着所述第三方向自所述聚光单元的所述中央处向两侧渐减。

3.如权利要求第1项所述的光源模块，其特征在于，所述上反射部以及所述下反射部在由所述第一方向以及所述第二方向所构成的至少一参考平面上所截的至少一第一截线以及至少一第二截线皆为非球面曲线，且所述至少一第一截线与所述至少一第二截线皆满足一关系式: z方向为所述第一方向，y方向为所述第二方向，K为圆锥常数，R为曲率半径，A2n为y2n的系数，且n为2以上且10以下的正整数，R为大于0的常数。

4.如权利要求第3项所述的光源模块，其特征在于，所述关系式中K的值落在-1至-10之间的范围内，四次项系数A4的值落在0至0.1的范围内，且当K＝-1时，四次项系数A4不为0，当四次项系数A4＝0时，K不等于-1。

5.如权利要求第3项所述的光源模块，其特征在于，所述参考平面的数量为多个，所述第一截线的数量为多个且均满足所述关系式，且这些第一截线的其中之一的K以及A4的值中至少一个值与另一所述第一截线的对应K或A4的值不相同。

6.如权利要求第5项所述的光源模块，其特征在于，靠近所述聚光单元的所述中央处的这些第一截线的K值小于靠近所述聚光单元两侧的这些第一截线的K值或是靠近所述聚光单元的所述中央处的这些第一截线的A4值小于靠近所述聚光单元两侧的这些第一截线的A4值。

7.如权利要求第3项所述的光源模块，其特征在于，所述参考平面的数量为多个，所述第二截线的数量为多个且均满足所述关系式，且这些第二截线的其中之一的K以及A4的值中至少一个值与另一所述第二截线的对应K或A4的值不相同。

8.如权利要求第7项所述的光源模块，其特征在于，靠近所述聚光单元的所述中央处的这些第二截线的K值大于靠近所述聚光单元两侧的这些第二截线的K值或是靠近所述聚光单元的所述中央处的这些第二截线的A4值大于靠近所述聚光单元两侧的这些第二截线的A4值。

9.如权利要求第1项所述的光源模块，其特征在于，这些发光元件的每两个相邻所述发光元件之间具有一间距，且至少部分这些间距不相同。

10.如权利要求第9项所述的光源模块，其特征在于，邻近所述聚光单元的所述中央处的这些间距小于邻近所述聚光单元两侧的这些间距。

11.如权利要求第1项所述的光源模块，其特征在于，这些发光元件的每两个相邻所述发光元件之间的间距彼此相同，且至少部分各所述发光元件的亮度不相等。

12.如权利要求第11项所述的光源模块，其特征在于，邻近所述聚光单元的所述中央处的部分这些发光元件的亮度大于邻近所述聚光单元两侧的部分这些发光元件的亮度。

13.如权利要求第1项所述的光源模块，其特征在于，这些发光元件包括多个第一发光元件与多个第二发光元件，各所述第一发光元件分别排列于相邻两个所述第二发光元件之间，且这些第二发光件的每两个相邻所述第二发光元件之间的间距彼此相同。

14.如权利要求第13项所述的光源模块，还包括一处理器，电连接这些第一发光元件与这些第二发光元件，用以根据一显示情境调整这些第一发光元件与这些第二发光元件所分别对应的功率。

15.如权利要求第14项所述的光源模块，其特征在于，所述第二发光元件为一广色域发光元件，所述显示情境包含一高亮度模式与一广色域模式，所述处理器用以当所述显示情境为所述高亮度模式时，开启这些第一发光元件，且当所述显示情境为所述广色域模式时，关闭这些第一发光元件。

16.如权利要求第14项所述的光源模块，其特征在于，所述显示情境包含一高亮度模式与一低亮度模式，各所述第一发光元件的功率对相邻的各所述第二发光元件的功率的比值的定义为一功率比值，所述处理器用以当判断为所述高亮度模式时，使所述功率比值为1，且当判断为所述低亮度模式时，使所述功率比值小于1。

17.如权利要求第1项所述的光源模块，还包括：

一侧反射单元，相对于所述聚光单元设置，用以连接所述反射元件与所述光学膜片，其中所述侧反射单元用以和所述光学膜片以及所述光源单元围设出所述空间。

18.如权利要求第17项所述的光源模块，其特征在于，所述侧反射单元与所述光学膜片夹一角度，且所述角度在100度以下且大于90度的范围内。

19.如权利要求第1项所述的光源模块，其特征在于，所述反射元件在所述第二方向上与所述光学膜片的距离定义为一第一深度，且在由所述第二方向以及所述第三方向所构成的一参考平面上，对应于所述聚光单元的所述中央处的所述第一深度大于对应于所述聚光单元的两侧的所述第一深度。

20.如权利要求第1项所述的光源模块，其特征在于，所述聚光单元具有一出光端面以及一相对于所述出光端面的入光端面，各所述发光元件提供一光束经由所述入光端面进入所述聚光单元并经由所述出光端面进入所述空间。

21.如权利要求第20项所述的光源模块，还包括：

多个二次透镜，对应地配置于这些发光元件旁，这些二次透镜使各所述发光元件提供的部分所述光束经由各所述二次透镜传递至所述反射元件处。

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，且特别是关于一种用于显示设备的光源模块。

背景技术

[0002] 近年来，随着发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的发光效率与寿命提升，加上具备低耗能、低污染、高效率、高反应速度、体积小、重量轻与可在各种表面设置等特色与优势，发光二极管目前已被积极应用于各光学领域中。一般而言，发光二极管可应用于日常生活中的各式照明装置以及各种平面显示器、例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的光源上。

[0003] 以发光二极管在液晶显示器领域的应用方面为例，液晶显示器的背光模块即属于一种面光源，其基本原理是把线光源或点光源的有效光转化成高亮度且均匀度良好的面光源。一般而言，以光源位置作为区别，光源模块更可分为侧入式(side incident type)与直下式(direct type)两种，其中因为直下式背光模块的结构简易，且可采用多组光源，而可提供较高的亮度及辉度，因此常应用于大尺寸液晶显示器的电子产品中。

[0004] 进一步而言，目前的直下式背光模块会通过二次光学透镜的配置，以减少发光二极管的数量或是降低光腔高度，但如此一来，将会提高产品成本。另一方面，还有一种不具有二次光学透镜配置的直下式背光模块，但其具有较厚的光腔，或是需配置较多的发光二极管，如此一来，将会降低系统的可靠度。此外，还有一种不具有二次光学透镜配置的直下式背光模块，主要由发光二极管、反射灯罩、扩散板及底反射片所组成，通过反射灯罩将来自发光二极管的光束反射至底反射片后，经由底反射片反射至扩散板而出光，具有相对低的成本及相对薄的厚度，而具有相当大的优势。然而，背光模块的亮度是以中心点的亮度决定，因此如何在使用数量有限的发光二极管的情况下，提高中心点的亮度、且兼顾均匀度和品味，实为目前需改善的问题。

[0005] 中国台湾专利公告第I410714号揭露一种包含导光板以及多个发光二极管光源的侧光式背光模块。中国台湾专利公告第M444487U1号揭露一种条形灯罩，条形灯罩的一侧内凹形成一反光槽。中国台湾专利公开第200907229号揭露一种配置于反射灯罩内的发光二极管元件。中国台湾专利公告第I386685号揭露一种包括延伸反射部的壳体。中国专利公告第CN100389349C号揭露一种设置于壳体的基板上的反射板。

发明内容

[0006] 本发明提供一种光源模块，具有薄光腔、高亮度以及高均匀度的优点。

[0007] 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。

[0008] 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。光源模块包括一光学膜片以及至少一光源单元。光源单元与光学膜片围设出一空间。光源单元包括一反射元件、至少一发光条以及一聚光单元。反射元件配置于光学膜片下方。
发光条包括多个发光元件，其中这些发光元件的光轴方向定义为一第一方向，垂直于第一方向并垂直于光学膜片的方向定义为一第二方向，且这些发光元件沿一垂直第一方向且垂直第二方向的第三方向排列。聚光单元沿一平行于第三方向的方向延伸，且聚光单元包括一上反射部以及一下反射部。上反射部的一端邻近光学膜片，另一端邻近这些发光元件。下反射部相对于上反射部。下反射部的一端邻近反射元件，另一端邻近这些发光元件，下反射部邻近反射元件的一端至这些发光元件的光轴在第二方向上的最短距离定义为一第一半出光宽度，第一半出光宽度沿着第三方向自聚光单元的一中央处向两侧渐增。这些发光元件位于上反射部与下反射部之间。

[0009] 在本发明的一实施例中，上述的上反射部邻近光学膜片的一端至这些发光元件的光轴在第二方向上的最短距离定义为一第二半出光宽度，且第二半出光宽度沿着第三方向自聚光单元的中央处向两侧渐减。

[0010] 在本发明的一实施例中，上述的上反射部以及下反射部在由第一方向以及第二方向所构成的至少一参考平面上所截的至少一第一截线以及至少一第二截线皆为非球面曲线，且至少一第一截线与至少一第二截线皆满足一关系式：

[0011]

[0012] z方向为第一方向，y方向为第二方向，K为圆锥常数，R为曲率半径，A2n为y2n的系数，且n为2以上且10以下的正整数，R为大于0的常数。

[0013] 在本发明的一实施例中，上述的关系式中K的值落在-1至-10之间的范围内，四次项系数A4的值落在0至0.1的范围内，且当K＝-1时，四次项系数A4不为0，当四次项系数A4＝0时，K不等于-1。

[0014] 在本发明的一实施例中，上述的参考平面的数量为多个，第一截线的数量为多个且均满足关系式，且这些第一截线的其中之一的K以及A4的值中至少一个值与另一第一截线的对应K或A4的值不相同。

[0015] 在本发明的一实施例中，上述的靠近聚光单元的中央处的这些第一截线的K值小于靠近聚光单元两侧的这些第一截线的K值或是靠近聚光单元的中央处的这些第一截线的A4值小于靠近聚光单元两侧的这些第一截线的A4值。

[0016] 在本发明的一实施例中，上述的参考平面的数量为多个，第二截线的数量为多个且均满足关系式，且这些第二截线的其中之一的K以及A4的值中至少一个值与另一第二截线的对应K或A4的值不相同。

[0017] 在本发明的一实施例中，上述的靠近聚光单元的中央处的这些第二截线的K值大于靠近聚光单元两侧的这些第二截线的K值或是靠近聚光单元的中央处的这些第二截线的A4值大于靠近聚光单元两侧的这些第二截线的A4值。

[0018] 在本发明的一实施例中，上述的这些发光元件的每两个相邻发光元件之间具有一间距，且至少部分这些间距不相同。

[0019] 在本发明的一实施例中，上述的邻近聚光单元的中央处的这些间距小于邻近聚光单元两侧的这些间距。

[0020] 在本发明的一实施例中，上述的这些发光元件的每两个相邻发光元件之间的间距彼此相同，且至少部分各发光元件的亮度不相等。

[0021] 在本发明的一实施例中，上述的邻近聚光单元的中央处的部分这些发光元件的亮度大于邻近聚光单元两侧的部分这些发光元件的亮度。

[0022] 在本发明的一实施例中，上述的这些发光元件包括多个第一发光元件与多个第二发光元件，各第一发光元件分别排列于相邻两个第二发光元件之间，且这些第二发光件的每两个相邻第二发光元件之间的间距彼此相同。

[0023] 在本发明的一实施例中，上述的光源模块还包括一处理器，电连接这些第一发光元件与这些第二发光元件，用以根据一显示情境调整这些第一发光元件与这些第二发光元件所分别对应的功率。

[0024] 在本发明的一实施例中，上述的第二发光元件为一广色域发光元件，显示情境包含一高亮度模式与一广色域模式，处理器用以当显示情境为高亮度模式时，开启这些第一发光元件，且当显示情境为广色域模式时，关闭这些第一发光元件。

[0025] 在本发明的一实施例中，上述的显示情境包含一高亮度模式与一低亮度模式，各第一发光元件的功率对相邻的各第二发光元件的功率的比值的定义为一功率比值，处理器用以当判断为高亮度模式时，使功率比值为1，且当判断为低亮度模式时，使功率比值小于1。

[0026] 在本发明的一实施例中，上述的光源模块还包括一侧反射单元。侧反射单元相对于聚光单元设置，用以连接反射元件与光学膜片，其中侧反射单元用以和光学膜片以及光源单元围设出空间。

[0027] 在本发明的一实施例中，上述的侧反射单元与光学膜片夹一角度，且角度在100度以下且大于90度的范围内。

[0028] 在本发明的一实施例中，上述的反射元件在第二方向上与光学膜片的距离定义为一第一深度，且在由第二方向以及第三方向所构成的一参考平面上，对应于聚光单元的中央处的第一深度大于对应于聚光单元的两侧的第一深度。

[0029] 在本发明的一实施例中，上述的聚光单元具有一出光端面以及一相对于出光端面的入光端面，各发光元件提供一光束经由入光端面进入聚光单元并经由出光端面进入空间。

[0030] 在本发明的一实施例中，上述的光源模块，还包括多个二次透镜。二次透镜对应地配置于这些发光元件旁，这些二次透镜使各发光元件提供的部分光束经由各二次透镜传递至反射元件处。

[0031] 基于上述，本发明的实施例可实现下列优点或功效的至少其中之一。本发明的实施例的光源模块将可通过控制发光元件的各间距或是各发光元件的亮度来进一步提升光源模块的中央区域的亮度。另一方面，光源模块也可通过聚光单元的结构设计可以有效地提升光源模块的均匀度，并且通过反射元件以及侧反射单元的设置，而将光束散布在整个反射元件上，进而有助于提升光源模块的出光的均匀度。再者，光源模块也可通过处理器的设置，根据显示情境调整光源模块的不同模式，以满足影像画面对于广色域或是发光效率以及均匀度的实际需求。此外，光源模块也可通过调整反射元件的表面以及二次透镜的配置，来进一步微调光源模块的均匀度。此外，光源模块也可以通过省略导光板的设置，而具有相对低的成本。并且，对应不同亮度需求时，光源模块仅需更换发光条，而不需更换其它的机构件，即可满足不同亮度的需求，而可同时兼顾光源模块的成本与应用性。

[0032] 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，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

[0033] 图1A是本发明一实施例的一种光源模块的俯视示意图。

[0034] 图1B是图1A的光源模块的剖面示意图。

[0035] 图2是一种光源模块的光强度模拟分布图。

[0036] 图3A是图1A的聚光单元的多个不同区域的俯视示意图。

[0037] 图3B、图3C、图3D分别是图3A的聚光单元由不同参考平面所截的剖面示意图。

[0038] 图3E是图1A的光源模块的光强度模拟分布图。

[0039] 图4是本发明另一实施例的一种光源模块的架构示意图。

[0040] 图5是本发明又一实施例的一种光源模块的架构示意图。

[0041] 图6是本发明另一实施例的一种光源模块的俯视示意图。

[0042] 图7是本发明又一实施例的一种光源模块的剖面示意图。

[0043] 图8是本发明再一实施例的一种光源模块的部分剖面示意图。

具体实施方式

[0044] 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，将可清楚地呈现。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。

[0045] 图1A是本发明一实施例的一种光源模块的俯视示意图。图1B是图1A的光源模块的剖面示意图。请参照图1A与图1B，本实施例的光源模块100包括一光学膜片110以及至少一光源单元120，其中光源单元120包括一反射元件122、一聚光单元124、至少一发光条126以及一侧反射单元128。举例而言，发光条126包括多个发光元件126a。为便于后续描述，在本实施例中，发光元件126a的光轴方向定义为一第一方向D1，垂直于第一方向D1并垂直于光学膜片110的方向定义为一第二方向D2，且这些发光元件126a沿一垂直第一方向D1且垂直第二方向D2的第三方向D3排列。此外，在本实施例中，发光元件126a例如是多个发光二极管(LED)。

[0046] 另一方面，如图1A所示，在本实施例中，这些发光元件126a的每两个相邻发光元件126a之间具有一间距P2、P3、P4、P5，且至少部分这些间距P2、P3、P4、P5不相同，换句话说，这些发光元件126a可采用相同的发光元件，仅间距P2、P3、P4、P5不相同。发光元件126a的各间距P2、P3、P4、P5的变化可以改变亮度的分布(均匀度)，举例来说，发光元件126a的间距P2、P3、P4、P5越小，其对应的区域亮度会较亮，反之，间距P2、P3、P4、P5越长，对应的区域亮度较暗。因此，在本实施例中，将可通过控制发光元件126a的各间距P2、P3、P4、P5的变化，来控制光源模块的亮度分布。

[0047] 更详细而言，如图1A所示，在本实施例中，邻近聚光单元124的中央CR处的间距P2小于邻近聚光单元124两侧ST的间距P5。举例而言，在本实施例中，各间距P2、P3、P4、P5符合P2

[0048] 另一方面，具体而言，如图1B所示，在本实施例中，反射元件122配置于光学膜片110下方，聚光单元124配置于邻近反射元件122与光学膜片110。进一步而言，在本实施例中，光源单元120与光学膜片110围设出一空间C1。举例而言，在本实施例中，侧反射单元128相对于聚光单元124设置，用以连接反射元件122与光学膜片110。更详细而言，侧反射单元
128与光学膜片110以及光源单元120的反射元件122、聚光单元124围设出空间C1。

[0049] 更详细而言，在本实施例中，聚光单元124沿一平行于第三方向D3的方向延伸，且聚光单元124包括一上反射部124a以及一下反射部124b，其中下反射部124b相对于上反射部124a。具体而言，在本实施例中，上反射部124a的一端邻近光学膜片110，另一端邻近这些发光元件126a。下反射部124b的一端邻近反射元件122，另一端邻近这些发光元件126a，而发光元件126a位于上反射部124a与下反射部124b之间。此外，在本实施例中，聚光单元124具有一出光端面SE 以及一相对于出光端面SE的入光端面SI，各发光元件126a用于提供一光束L经由入光端面SI进入聚光单元124并经由出光端面SE进入空间C1。在本实施例中，聚光单元124的上反射部124a以及下反射部124b皆为非球面的曲面，且这些曲面可视光源模块100的尺寸大小、最大间距P2、P3、P4、P5等参数的不同而调整以获取较为均匀的亮度分布。换言之，聚光单元124的结构设计将可决定光源模块100的整体均匀度与品味(FOS，Front Of Screen)。

[0050] 图2是一种光源模块的光强度模拟分布图。举例而言，当聚光单元124的上反射部124a与下反射部124b在不同区域AZ、BZ、CZ的截面一样时(可参考图3A)，光源模块100将会呈现倒锥形的亮度分布(如图2所示)。此时，靠近发光条126的区域的亮度越往左右两侧，亮度越低。因此，为了改善光源模块100的左右两侧靠近发光条126的区域亮度，可控制位于聚光单元124的不同区域的下反射部124b或上反射部124a的截面变化，来调整光源模块100的整体均匀度。以下将搭配图3A至图3D，针对聚光单元124的细部结构设计进行进一步的解说。

[0051] 图3A是图1A的聚光单元的多个不同区域的俯视示意图。图3B、图3C、图3D分别是图3A的聚光单元由不同参考平面所截的剖面示意图。具体而言，请参照图1B与图3A至图3D，在本实施例中，聚光单元124包括多个不同区域AZ、BZ、CZ，其中各区域AZ、BZ、CZ的下反射部
124b的截面是有变化的。举例而言，如图1B所示，在本实施例中，下反射部124b邻近反射元件122的一端至发光元件126a的光轴在第二方向D2上的最短距离定义为一第一半出光宽度Hd，第一半出光宽度Hd沿着第三方向D3自聚光单元124的一中央CR处向两侧ST渐增。换言之，如图3B至图3D所示，位于区域AZ的下反射部124b的第一半出光宽度Hd1会小于位于区域BZ、区域CZ的下反射部124b的第一半出光宽度Hd2、Hd3。

[0052] 另一方面，在本实施例中，也可选择性地调整各区域AZ、BZ、CZ的上反射部124a的结构，使其截面也具有变化，但须注意的是，为获取较为均匀的亮度分布，上反射部124a在各区域AZ、BZ、CZ 中的变化趋势与下反射部124b的变化趋势相反。举例而言，如图1B所示，在本实施例中，上反射部124a邻近光学膜片110的一端至发光元件126a的光轴在第二方向D2上的最短距离定义为一第二半出光宽度Hu，且第二半出光宽度Hu沿着第三方向D3自聚光单元124的中央CR处向两侧ST渐减。换言之，如图3B至图3D所示，位于区域AZ的上反射部124a的第二半出光宽度Hu1会大于位于区域BZ、区域CZ的上反射部124a的第二半出光宽度Hu2、Hu3。

[0053] 更详细而言，请再次参照图3B至图3D，在本实施例中，聚光单元124的上反射部124a以及下反射部124b在由第一方向D1以及第二方向D2所构成的至少一参考平面RE1、RE2、RE3上所截的至少一第一截线Su1、Su2、Su3以及至少一第二截线Sd1、Sd2、Sd3皆为非球面曲线。举例而言，位于区域AZ的参考平面RE1将可截出第一截线Su1以及第二截线Sd1，位于区域BZ的参考平面RE2将可截出第一截线Su2以及第二截线Sd2，位于区域CZ的参考平面RE3将可截出第一截线Su3以及第二截线Sd3。并且，这些第一截线Su1、Su2、Su3与这些第二截线Sd1、Sd2、Sd3皆满足一关系式：

[0054]

[0055] 其中z方向为第一方向D1，y方向为第二方向D2，K为圆锥常数，R为曲率半径，A2n为y2n的系数，且n为2以上且10以下的正整数，R为大于0的常数。举例而言，在本实施例中，K的值落在-1至-10之间的范围内，四次项系数A4的值落在0至0.1的范围内，且当K＝-1时，四次项系数A4不为0，当四次项系数A4＝0时，K不等于-1。

[0056] 换言之，在本实施例中，聚光单元124的结构设计并不包含抛物曲面(K＝-1，A4＝0)的状况。因抛物曲面形成的聚光单元容易增加光源模块的整体厚度及其在第一方向D1上的边框宽度。另外，现有技术中多以抛物曲面(K＝-1，A4＝0)汇聚光束L，并且将发光元件
126a配置在抛物曲面的焦点上。当发光元件126a为理想光源(即无穷小的点光源)的前提下，从抛物曲面反射出的光束L是平行于第一方向D1。但实际上发光元件126a本身具有一定的尺寸，从抛物曲面反射出的光束L实质上不完全是平行光，从而使得抛物曲面无法有效地改善邻近光源区域的亮带现象。另一方面，若经由抛物曲面反射出的光束L皆为准直光束L，则光束L将仅散布在反射元件122的局部区域上，而容易造成出光不均匀的问题。因此，本实施例的聚光单元124的结构设计将可避免抛物曲面无法有效地改善邻近光源区域的亮带现象或是出光不均匀的问题。

[0057] 具体而言，在本实施例中，由于位于不同区域AZ、BZ、CZ的下反射部124b的截面具有变化，因此这些第二截线Sd1、Sd2、Sd3的其中之一的K以及A4的值中至少一个值与另一第二截线Sd1、Sd2、Sd3的对应K或A4的值不相同。进一步而言，当K越大或是A4越大时，第一半出光宽度Hd越小。并且，当第一半出光宽度Hd越小时，其所处区域的下反射部124b所能反射光束的照明区域离发光条126越远。更详细而言，在本实施例中，靠近聚光单元124的中央CR处的第二截线Sd1的K值大于靠近聚光单元124两侧ST的第二截线Sd2、Sd3的K值或是靠近聚光单元124的中央CR处的第二截线Sd1的A4值大于靠近聚光单元124两侧ST的这些第二截线Sd2、Sd3的A4值。举例而言，在一实施例中，靠近聚光单元124的中央CR处的第二截线Sd1的K＝-1.1、A4＝0.005，靠近聚光单元124的两侧ST的第二截线Sd2的K＝-1.1、A4＝0.003，第二截线Sd3的K＝-1.2、A4＝0.003。换言之，在本实施例中，第二截线Sd1、Sd2、Sd3所处区域AZ、BZ、CZ的下反射部124b的照射区域，以第二截线Sd3所处区域CZ的第一半出光宽度Hd3最大，且照射区域离发光条126最近。

[0058] 另一方面，类似地，由于位于不同区域AZ、BZ、CZ的上反射部124a的截面也可选择性地具有变化，因此，第一截线Su1、Su2、Su3的其中之一的K以及A4的值中至少一个值与另一第一截线Su1、Su2、Su3的对应K或A4的值不相同。但第一截线Su1、Su2、Su3的变化所导致光束照射区域的变化趋势与第二截线Sd1、Sd2、Sd3的变化所导致光束照射区域的变化趋势相反。也就是说，当第二半出光宽度Hu越小时，其所处区域的上反射部124a所能反射光束的照明区域离发光条126越近。更详细而言，在本实施例中，靠近聚光单元124的中央 CR处的第一截线Su1的K值小于靠近聚光单元124两侧ST的第一截线Su2、Su3的K值或是靠近聚光单元124的中央CR处的第一截线Su2、Su3的A4值小于靠近聚光单元124两侧ST的第一截线Su1、Su2、Su3的A4值。举例而言，在一实施例中，靠近聚光单元124的中央CR处的第一截线Su1的K＝-1.2、A4＝0.003，第一截线Su2的K＝-1.1、A4＝0.003，第一截线Su3的K＝-1.1、A4＝0.005。换言之，在本实施例中，第一截线Su1、Su2、Su3所处区域的上反射部124a的照射区域，以第一截线Su3所处区域CZ的第一半出光宽度Hu3最小，且照射区域离发光条126最近。

[0059] 图3E是图1A的光源模块的光强度模拟分布图。换言之，在本实施例，为了提高光源模块100的左右两侧靠近发光条126的区域亮度，可控制位于聚光单元124的不同区域AZ、BZ、CZ的下反射部124b或上反射部124a的截面变化。更详细而言，在本实施例中，聚光单元124的下反射部124b从中央CR处到两侧ST的截面的变化依序为第二截线Sd1、Sd2、Sd3，聚光单元124的上反射部124a从中央CR处到两侧ST的截面变化依序为第一截线Su1、Su2、Su3。如此，将可提高光源模块100的左右两侧靠近发光条126的区域亮度，并使得光源模块100的亮度分布会呈现矩形分布，进而可有效地提升光源模块100的均匀度。但本发明不限于此。举例而言，在其它实施例中，靠近聚光单元124的中央CR处由参考平面RE1所截的上反射部
124a或下反射部124b可分别选用具有第一截线Su1、第二截线Sd1的其中之一或其组合的变化，而靠近聚光单元124的两侧ST处由参考平面RE3所截的上反射部124a或下反射部124b可分别选用具有第一截线Su3、第二截线Sd3的其中之一或其组合的变化，靠近聚光单元124的两侧ST处由参考平面RE2所截的上反射部124a或下反射部124b可分别选用具有第一截线Su2、第二截线Sd2的其中之一或其组合的变化。

[0060] 此外，上述的实施例虽以聚光单元124的下反射部124b或上反射部124a的截面具有三段式的变化为例示，但本发明不限于此。在其它的实施例中，聚光单元124的下反射部124b或上反射部124a的截面可具有四段以上的变化或是渐进式的变化，以使光源模块100可实现更细微的均匀度调整，在此就不再赘述。

[0061] 另一方面，请再次参照图1B，光源模块100通过聚光单元124的设置，将可使光束L具有较佳的汇聚效果。更详细而言，如图1B所示，经由聚光单元124的上反射部124a反射的光束L会与平行于光学膜片110的方向(即第一方向D1)夹第一角度θ1，而经由聚光单元124的下反射部124b反射的光束L会与平行于光学膜片110的方向(即第一方向D1)夹第二角度θ2。在本实施例中，第一角度θ1例如是大于0度且在5度以下，而第二角度θ2例如是大于0度且在5度以下。如此，聚光单元124将可有助于汇聚光束L，并将光束L传递至反射元件122及相对于聚光单元124设置的侧反射单元128处。应注意的是，此处的数值范围皆仅是作为例示说明之用，其并非用以限定本发明。

[0062] 更详细而言，在本实施例中，可选择性地在反射元件122上设置多个连续的凹凸结构CS以微调光源模块100所提供的面光源的亮度分布。由于这些凹凸结构CS是两两相连且连续分布，所以本实施例的光源模块100提供的面光源亮度分布可具有较为连续且滑顺的变化，即凹凸结构CS间的亮度差异较不容易被察觉，但本发明不限于此。在其它的实施例中，反射元件122也可为一平滑曲面。

[0063] 另一方面，当光束L被传递至侧反射单元128，侧反射单元128用于将光束L反射至反射元件122处。举例而言，在本实施例中，侧反射单元128例如可用金属材料(例如：银、铝)以喷镀的方式形成，或是可采用镜面反射片(例如：高反射率反射片或是银、铝膜片)贴附于边框上。当侧反射单元128与光学膜片110所夹的一第三角度θ3越大，则被侧反射单元128反射的光束L会越容易被传递至反射元件122接近侧反射单元128的区域。在本实施例中，第三角度θ3例如是在100度以下且大于90度。应注意的是，此处的数值范围皆仅是作为例示说明之用，其并非用以限定本发明。此外，在本实施例中，侧反射单元128并不限定为平面，在其它实施例中，侧反射单元128也可以是一曲面，且此处所述曲面例如是凹面或凸面，也可以是凹面与凸面相互平滑连接而成的一连续曲面，本发明对此不加以限定。

[0064] 另一方面，请再次参照图1B，光学膜片110所在的平面即光源模块100的光射出面。光学膜片110例如是至少一扩散片，以使光束L产生扩散效果，从而提升光源模块100所提供的面光源的均匀度。在其它实施例中，光源模块100可视实际需求而进一步包括其它的光学膜片110。举例而言，光源模块100可进一步在扩散片上设置至少一棱镜片(图中未示出)以缩减光束L的发散角，提升光源模块100的整体亮度。

[0065] 此外，在本实施例中，反射元件122于光学膜片110所在平面的正投影面积例如是大于或等于光学膜片110的面积，以确保整个光学膜片110皆能接收到来自反射元件122所反射的光束L。另一方面，反射元件122朝向光学膜片110的表面若设计为漫反射面将有助于提升光束L的扩散性，且所述漫反射面例如是通过贴附白反射片或用白色塑胶料射出等方式形成。

[0066] 如此一来，本实施例的光源模块100将可通过聚光单元124的结构设计可以有效地提升光源模块100的均匀度，并且通过反射元件122以及侧反射单元128的设置，而将光束L散布在整个反射元件122上，进而有助于提升光源模块100的出光的均匀度。此外，有别于一般光源模块于导光板中传递光束，本实施例的光源模块100是于传播介质为空气的空间C1中传递光束L，因此，本实施例的光源模块100可以省略导光板的设置，而具有相对低的成本。

[0067] 图4是本发明另一实施例的一种光源模块的架构示意图。请参照图4，本实施例的光源模块400和发光条426与图1A的光源模块100和发光条126类似，而差异如下所述。在本实施例中，发光条426的发光元件426a包括多个第一发光元件426a1与多个第二发光元件426a2，各第一发光元件426a1分别排列于相邻两个第二发光元件426a2之间，且每两个相邻第二发光元件426a2之间的间距P彼此相同。在本实施例中，第一发光元件426a1例如为具有钇铝石榴石(Yttrium Aluminum Garnet，YAG)的发光二极管，而具有高发光亮度，第二发光元件426a2例如为具有量子点材料、红绿蓝(RGB)或其它高彩度磷光体等荧光材质的发光二极管，而具有广色域及高色彩饱和度。

[0068] 进一步而言，在本实施例中，光源模块400还包括一处理器430，电连接这些第一发光元件426a1与这些第二发光元件426a2，用以根据一显示情境调整这些第一发光元件426a1与这些第二发光元件426a2所分别对应的功率。举例而言，在本实施例中，显示情境包含一高亮度模式与一广色域模式。处理器430用以当显示情境为高亮度模式时，开启这些第一发光元件426a1，如此，由于第一发光元件426a1与第二发光元件426a2皆为开启状态，采用光源模块400照明的电子装置将可获得较高的亮度。另一方面，处理器430亦用以当显示情境为广色域模式时，关闭这些第一发光元件426a1，如此，由于处于开启状态的第二发光元件426a2皆具有广色域及高色彩饱和度，因此采用光源模块400照明的电子装置的显示画面将可获得较佳的色彩表现。

[0069] 举例而言，在本实施例中，不同的影像模式可依不同的影像功能需求而预先分别定义，例如当采用光源模块400的电子装置对于影像的色彩饱和度的需求较高时，处理器430即可判断显示情境为广色域模式，而关闭这些第一发光元件426a1，以使电子装置的显示画面将可获得较佳的色彩表现。另一方面，当采用光源模块400的电子装置不需太高的色彩饱和度时，处理器430即可判断显示情境为高亮度模式，而开启这些第一发光元件426a1，而可适当提高光源模块400的亮度表现。

[0070] 图5是本发明又一实施例的一种光源模块的架构示意图。请参照图5，本实施例的光源模块500和发光条526与图4的光源模块400和发光条426类似，而差异如下所述。在本实施例中，发光条526的发光元件526a包括多个第一发光元件526a1与多个第二发光元件526a2，第一发光元件526a1与多个第二发光元件526a2可采用相同的发光元件，且显示情境包含一高亮度模式与一低亮度模式。并且，各第一发光元件526a1的功率对相邻的各第二发光元件526a2的功率的比值的定义为一功率比值，处理器430用以当判断为高亮度模式时，使功率比值为1，且当判断为低亮度模式时，使功率比值小于1。其中，调整第一发光元件
526a1与第二发光元件526a2的功率比值的方式例如是调整通过第一发光元件526a1与第二发光元件526a2的电流。

[0071] 换言之，当显示情境为高亮度模式时，处理器430会同时开启第一发光元件526a1与第二发光元件526a2，如此，由于第一发光元件526a1与第二发光元件526a2皆为开启状态，采用光源模块500照明的电子装置将可获得较高的亮度。当显示情境为低亮度模式时，处理器430也可同时开启第一发光元件526a1与第二发光元件526a2，但会调降各第一发光元件526a1的发光功率，如此，光源模块500的整体亮度将会下降。但另一方面，由于具有较高发光功率的第二发光元件526a2的每两个相邻第二发光元件526a2之间的间距P相同，因此光源模块500也可因此获得较好的均匀度。如此，在本实施例中，本领域技术人员将可视实际需求来根据显示情境选用高亮度模式或低亮度模式，在此就不予赘述。

[0072] 图6是本发明另一实施例的一种光源模块的俯视示意图。请参照图6，本实施例的光源模块600和发光条626与图1A的光源模块100和发光条126类似，而差异如下所述。在本实施例中，发光元件626a的每两个相邻发光元件626a之间的间距P彼此相同，且至少部分各发光元件626a的亮度不相等。更详细而言，邻近聚光单元124的中央CR处的部分这些发光元件626a的亮度大于邻近聚光单元124两侧ST的部分这些发光元件626a的亮度。进一步而言，上述实现中央CR处的亮度与两侧ST的亮度不同的方式，例如是邻近聚光单元124的中央CR处的部分这些发光元件626a的功率大于邻近聚光单元124两侧ST的部分这些发光元件626a的功率。在本实施例中，调整各发光元件626a的功率的方式例如是调整通过各发光元件626a的电流。如此一来，由于邻近聚光单元124的中央CR处的部分发光元件626a的亮度大于邻近聚光单元124两侧ST的部分发光元件626a的亮度，因此也可使得光源模块的中央区域的亮度获得显著提升，而使光源模块600实现与光源模块100类似的功效及优点，在此就不予赘述。

[0073] 图7是本发明又一实施例的一种光源模块的剖面示意图。本实施例的光源模块700与图1A的光源模块100类似，而差异如下所述。在本实施例中，光源模块700的反射元件722具有二维曲面的变化，而可微调光源模块700的均匀度。举例而言，在本实施例中，反射元件722在第二方向D2上与光学膜片110的距离定义为一第一深度H1，且在由第二方向D2以及第三方向D3所构成的一参考平面RE4上，对应于聚光单元124的中央CR处的第一深度H1c大于对应于聚光单元124的两侧ST的第一深度H1s。换言之，在本实施例中，反射元件722在参考平面RE4上的第一深度H1由中央CR向两侧ST逐渐拉高，如此，将可提升光源模块700的两侧ST区域的亮度，进而提升光源模块700的均匀度。

[0074] 图8是本发明再一实施例的一种光源模块的部分剖面示意图。本实施例的光源模块800与图1A的光源模块100类似，而差异如下所述。在本实施例中，光源模块800还包括多个二次透镜840。二次透镜840对应地配置于这些发光元件126a旁，这些二次透镜840用于使各发光元件126a提供的部分光束L经由各二次透镜840传递至反射元件122处。进一步而言，当光束L具有较小的发散角时，可通过二次透镜840调整光束L入射反射元件122的分布范围。如此，光源模块800将可通过二次透镜840的配置，来调整光源模块800的均匀度。

[0075] 此外，前述实施例的光源模块400、500、600、700、800也可通过聚光单元124的结构设计可以有效地提升光源模块400、500、600、700、800的均匀度，并且通过反射元件122以及侧反射单元128的设置，而将光束L散布在整个反射元件122上，进而有助于提升光源模块400、500、600、700、800的出光的均匀度。因此，也可使得光源模块400、500、600、700、800实现与光源模块100类似的功效及优点，在此就不予赘述。

[0076] 综上所述，本发明的实施例可实现下列优点或功效的至少其中之一。本发明的实施例的光源模块将可通过控制发光元件的各间距或是各发光元件的亮度来进一步提升光源模块的中央区域的亮度。另一方面，光源模块也可通过聚光单元的结构设计可以有效地提升光源模块的均匀度，并且通过反射元件以及侧反射单元的设置，而将光束散布在整个反射元件上，进而有助于提升光源模块的出光的均匀度。再者，光源模块也可通过处理器的设置，根据显示情境调整光源模块的不同模式，以满足影像画面对于广色域或是发光效率以及均匀度的实际需求。此外，光源模块也可通过调整反射元件的表面以及二次透镜的配置，来进一步微调光源模块的均匀度。此外，光源模块也可以通过省略导光板的设置，而具有相对低的成本。并且，对应不同亮度需求时，光源模块仅需更换发光条，而不需更换其它的机构件，即可满足不同亮度的需求，而可同时兼顾光源模块的成本与应用性。

[0077] 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书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，本说明书或权利要求中提及的“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。

[0078] 【符号说明】

[0079] 100、400、500、600、700、800：光源模块

[0080] 110：光学膜片

[0081] 120：光源单元

[0082] 122、722：反射元件

[0083] 124：聚光单元

[0084] 124a：上反射部

[0085] 124b：下反射部

[0086] 126、426、526、626：发光条

[0087] 126a、426a、526a、626a：发光元件

[0088] 426a1、526a1：第一发光元件

[0089] 426a2、526a2：第二发光元件

[0090] 128：侧反射单元

[0091] 430：处理器

[0092] 840：二次透镜

[0093] C1：空间

[0094] SE：出光端面

[0095] SI：入光端面

[0096] D1：第一方向

[0097] D2：第二方向

[0098] D3：第三方向

[0099] Hd、Hd1、Hd2、Hd3：第一半出光宽度

[0100] Hu、Hu1、Hu2、Hu3：第二半出光宽度

[0101] RE1、RE2、RE3、RE4：参考平面

[0102] Su1、Su2、Su3：第一截线

[0103] Sd1、Sd2、Sd3：第二截线

[0104] H1、H1c、H1s：第一深度

[0105] L：光束

[0106] P、P2、P3、P4、P5：间距

[0107] CS：凹凸结构

[0108] θ1：第一角度

[0109] θ2：第二角度

[0110] θ3：第三角度

[0111] AZ、BZ、CZ：区域

[0112] CR：中央

[0113] ST：两侧。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种白光LED光源-专利编号CN105428513B	2020-05-13	255
LEDCOB封装光源-专利编号CN102881685A	2020-05-12	926
光源装置-专利编号CN1625668A	2020-05-11	806
光源装置-专利编号CN1366714A	2020-05-11	613
反光LED光源-专利编号CN104406071A	2020-05-12	534
LEDCOB封装光源-专利编号CN102881685B	2020-05-12	493
聚光LED光源-专利编号CN104390163A	2020-05-13	332
光源装置-专利编号CN100552286C	2020-05-11	1001
一种白光LED光源-专利编号CN105428513A	2020-05-13	871
光源装置-专利编号CN1225801C	2020-05-11	778

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