专利名称：前光模块光学机构的结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种简便快速有实效的结构，其为适用于前光模块光学机构的结构，利用光学基片上独特的设计，可解决目前最热门的光电产业界生产的应用，如液晶显示器等，使画质亮度均匀，有效利用光源的光线，并扩大视角。
背景技术：
图1A为已知的前光模块的光学基片设计的放大图，是由侧边部向中间部，由厚逐渐变薄，之间是以一级一级的阶梯型式往中间部递减厚度，一级的间距(pitch)约为20到30微米(μm)，而每一级下降的高度，约为5到10微米(μm)；图1B为已知的前光模块的光学基片的示意图，整个前光模块的光学机构厚度约为5到6英寸。
于2001年1月26日公开的日本专利公告第21883/2001号，反射型液晶显示器与迷你型信息电子产品，主要是说明反射型液晶显示器薄型轻量化的实现方法，反射型液晶显示器，在两片面相对向的玻璃基板之间，有偏光板，相位差板，扩散板，彩色薄膜，透明电极，液晶层，依次地排列，并且于靠近观看者一端的玻璃基板有不均匀的凹凸部分，用来提供前光(front light)的导光板功能，前光包括靠近使用者的基板，设置在靠近使用者基板侧的光源。
于1990年1月5日公开的日本专利公告第00017/1990号，与1990年3月26日揭露的日本专利公告第84618/1990，描述一种平面光源单元，其包括一种光导管(light guide pope)为第一元素，其具有一个光入射面(light incident surface)，一个光发射面，该光发射面正交于光入射面，且一个反射面正对于光发射面，且以一种光抽取机制(light extraction mechanism)形成，光抽取机制又名为光抽取器(light extractor)，光源设置在光导管的相反端；一种光控制片(lightcontrol sheet)为第二元素，具有一种棱镜阵列(prism array)，棱镜阵列设置在邻接于光导管的发射面，且具有三角形的棱镜(prism)，并排列使得棱镜顶部端点朝向光导管的发光面，其中任一组成光导管的棱镜所形成的生成线(generating line)，几乎平行于发光源排列，且一种反射片(reflecting sheet)，或反射表面(reflecting surface)，设置在邻近于光导管的光反射表面；于1990年3月26日揭露的参考文献，日本专利公告第84618/1990号，同时也公开一种均一表面雾化处理(surface-roughening treatment)于第一元素的光发射面(light emittingsurface)；于此二参考文献，光线皆发散于一个特定方向，然而，却不满足于实际的光学特性，如满意的均匀度未能于发光面的发射光得到(参见于1994年1月28日揭露的日本专利公告第18879/1994号)；特别地是，并无现存的平面光源装置，适度地提供宽广的视角，适合一种平面光源单元(planar light source unit)，以作为一种液晶显示器在监视器或薄板电视机上。
已知结构，通常具有以下所述的四项缺点一、室内亮度不足，二、视角受限，三、出光面亮度不足，四、单一灯管(lamp)。
实用新型内容本案有鉴于此，所以提出一种简便快速有实效的结构，其是一种适用于前光模块光学机构的结构，利用光学基片上独特的设计，可解决目前最热门的光电产业界生产的应用，如液晶显示器等，使画质亮度均匀，有效利用光源的光线，并扩大视角。
本实用新型提出一种简便快速有实效的结构，其为适用于前光模块光学机构的结构，利用光学基片上独特的设计，可解决目前最热门的光电产业界生产的应用，如液晶显示器等，使其画质亮度均匀，有效利用光源的光线并扩大视角，主要目的有三
第一，本实用新型通过在光学基片上设计的脊部(ridge)构造，促使自光学基片离开的光线，脱离原本在光学基片中进行的方向，而具有更大的扩散范围，用于增进视角的大小；第二，本实用新型通过在光学基片上设计的谷部(valley)构造，促使由光学基片的一侧的光源发出的光线，进入光学基片的内部，遇到谷部的表面，进行内部全反射(internal total reflection)，使光线反射向下到达反射器，能够增进发射离开显示器的光线的均匀度；第三，本实用新型能有效利用光源发出的光线，并且不在显示器增加过多的体积与重量。
图1A为已知的前光模块的光学基片设计的放大图。
图1B为已知的前光模块的光学基片的示意图。
图2为依据本实用新型前光模块光学机构第一实施例的结构放大说明图。
图3为本实用新型前光模块光学机构的结构第二实施例结构说明图。
图4为本实用新型前光模块光学机构的结构第二实施例结构放大说明图。
图5为本实用新型第二实施例前光模块光学机构的结构说明图。
图6为本实用新型第二实施例前光模块光学机构的发光原理说明图。
图7为本实用新型第二实施例前光模块光学机构的外观图。
具体实施方式
第一实施例图2为依据本实用新型，前光模块光学机构第一实施例的结构放大说明图；本实用新型第一实施例前光模块光学机构的结构，主要由以下各部件构成一个显示器(未显示于图2)，显示器是由多个像素(pixels)所组成，而像素具备前端与背端主要表面(back majorsurface)；一个光学基片1，光学基片1具有两主要相对的表面(twomajor opposing surfaces)，其中一表面12是平滑，而邻接在显示器前端主要表面(front major surface)的位置；一个反射器3，反射器3设置在邻接于显示器背端主要表面(back major surface)的位置；一个光源51，光源51用于将光线7导入光学基片1，其中光线7从光学基片1的一侧，进入光学基片1，且因遇到谷部141a的表面，因内部全反射(internal total reflection)，向下反射，成为光线71，通过光学基片1，接着通过显示器，而为反射器3所反射，回头通过显示器，进入光学基片1，之后离开光学基片1，由此，光学基片1强化显示器的亮度。
本实用新型的特征在于光学基片1的另一表面14，其具有多个平行的谷部141a、141b、141c、141d、141e、141f与脊部143a、143b、143c、145a、145b、145c、145d、145e，其中谷部141a与谷部141b具有一定的间距，如图2表示的间距P1，谷部141b与谷部141c具有一定的间距，如图2表示的间距P2，………等等，由此，由光学基片1的一侧的光源51发出的光线9，进入光学基片1的内部，遇到谷部141a，141b，141c的表面，进行内部全反射，使光线7，分别依次成为光线71、73、75，反射向下到达反射器3，能够增进发射离开显示器的光线的均匀度，接着，离开光学基片1的光线71，会在通过光学基片1的脊部145b，脱离原本在光学基片1中进行的方向，产生更大的扩散范围，脱离原本在光学基片1中进行的方向，增进视角的大小。
光学基片1中的脊部143a，其由一个多折曲面的第一表面143a1，与一个多折曲面的第二表面143a2组成，且邻接的脊部143a、143b、143c，构成一个脊部群(ridge group)143，而脊部群143、145间，如脊部群143、145，可由一个谷部141a所占据，或是一个第三表面149所占据，而第三表面149系平行于光学基片1的平滑表面12。
脊部143a的构造与功用的说明，由于脊部143a具有两个相向的表面，分别为一个多折曲面的第一表面143a1与一个多折曲面的第二表面143a2，提供从光学基片1离开的光线，脱离原本在光学基片1中进行的方向，而具有更大的扩散范围，用来增进视角的大小。
谷部141a的构造与功用的说明，由于谷部(valley)141a为楔形表面，其由一个第四表面141a1、一个第五表面141a2与一个第六表面141a3组成，第四表面141a1对从光学基片1的一侧，进入光学基片1的光线7，进行内部全反射，使光线7反射向下成为光线71，到达反射器3，第五表面141a2对从光学基片1的另一侧，进入光学基片1的光线(未于图2表示)，进行内部全反射之故，使光线反射向下，到达反射器3；由于谷部141a、141b、141c、141d、141e、141f，其由两侧向中间，逐次增加其纵向深度；这种设计的原因是由于光线是由两侧向中间发射，为使中间部的谷部141c、141d，其表面在进行内部全反射时，所反射光线的能量，能与两侧部的谷部141a、141f，其表面在进行内部全反射时，所反射光线的能量均一，故设计中间部的谷部141c、141d，纵深比两侧部的谷部141a、141f的纵深长，以便拦截两侧部的谷部141a，141f，其表面所未拦截到，由光源51或53向光学基片1中间，所发射光线的能量，进而使之向下进行反射，第六表面141a3系平行于表面12，主要为便于调整间距大小，同时，也为制造与加工的方便。
再者，就光源51、53的位置而言，可设置在光学基片1的两侧，光源51包括有至少一个发光灯管(light tube)511与一个反射灯罩(reflective chimney)513。而光源53包括有至少一个发光灯管531与一个反射灯罩533，值得注意的是，本实用新型第一实施例虽以一个发光灯管511表示光源51，且一个发光灯管531表示光源53，但不限于使用单一个发光灯管511、513，多个发光灯管511、513在本实用新型第一实施例中依然可行。
图2表示的谷部141a与谷部141b具有一定的间距P1，而谷部141b与谷部141c具有一定的间距P2，………等等。本实用新型第一实施例其间距介于50到70微米(μm)。
第二实施例图3是本实用新型前光模块光学机构的结构第二实施例结构说明图。图4是本实用新型前光模块光学机构的结构第二实施例结构放大说明图。本实用新型前光模块光学机构的结构第二实施例，主要由以下各部件构成一个显示器(未显示于图3与图4)，显示器由多个像素(pixels)所组成，而像素具备前端与背端主要表面(back major surface)；一个光学基片1，光学基片1具有两主要相对的表面，其中一个表面12是平滑而邻接在显示器前端主要表面的位置；一个反射器3，反射器3设置在邻接于显示器背端主要表面的位置；一个光源51，光源51用于将光线7导入光学基片1，其中光线7从光学基片1的一侧，进入光学基片1，且因遇到谷部141a的表面，因内部全反射，向下反射，成为光线71，通过光学基片1，接着通过显示器，而为反射器3所反射，回头通过显示器，进入光学基片1，之后离开光学基片1，由此，光学基片1强化显示器的亮度。
本实用新型其特征在于光学基片1的另一表面14，其具有多个平行的谷部141a、141b、141c、141d、141e、141f与脊部143a、143b、143c、145a、145b、145c、145d、145e，其中谷部141a与谷部141b具有一定的间距，如图3表示的间距P1，谷部141b与谷部141c具有一定的间距，如图3表示的间距P2，………等等，由此，由光学基片1的一侧的光源51发出的光线9，进入光学基片1的内部，遇到谷部141a、141b、141c的表面，进行内部全反射，使光线7，分别依次成为光线71、73、75，反射向下，到达反射器3，能够增进发射离开显示器的光线的均匀度，接着，离开光学基片1的光线71，会在通过光学基片1的脊部145b，脱离原本在光学基片1中进行的方向，产生更大的扩散范围，脱离原本在光学基片1中进行的方向，增进视角的大小。
光学基片1中的脊部143a，其由一个第一表面143a1与一个第二表面143a2组成，且邻接的脊部143a、143b、143c构成一个脊部群143，而脊部群143、145间，如脊部群143、145，可由一个谷部141a所占据，或是一个第三表面149所占据，而第三表面149是平行于光学基片1的平滑表面12。
脊部143a的构造与功用的说明，由于脊部143a具有两个相向的表面，分别为第一表面143a1与第二表面143a2，是提供自光学基片1离开的光线，脱离原本在光学基片1中进行的方向，而具有更大的扩散范围，用于增进视角的大小。
谷部141a的构造与功用的说明，由于谷部141a是由一个第四表面141a1与一个第五表面141a2组成，第四表面141a1是对从光学基片1的一侧，进入光学基片1的光线7，进行内部全反射，使光线7反射向下成为光线71，到达反射器3，第五表面141a2是对从光学基片1的另一侧，进入光学基片1的光线(未于图3与图4中表示)，进行内部全反射之故，使光线反射向下，到达反射器3；由于谷部141a、141b、141c、141d、141e、141f，是由两侧向中间，逐次增加其纵向深度；这种设计的原因是由于光线是由两侧向中间发射，为使中间部的谷部141c、141d，其表面在进行内部全反射时，所反射光线的能量，能与两侧部的谷部141a、141f，其表面在进行内部全反射时，所反射光线的能量均一，故设计中间部的谷部141c、141d，纵深比两侧部的谷部141a、141f的纵深长，以便拦截两侧部的谷部141a、141f，其表面所未拦截到，由光源51或53向光学基片1中间，所发射光线的能量，进而使之向下进行反射。
再者，就光源51、53的位置而言，可设置在光学基片1的两侧，光源51包括有至少一个发光灯管511与一个反射灯罩513，而光源53包括有至少一个发光灯管531与一个反射灯罩533，值得注意的是，本实用新型第二实施例虽以一个发光灯管511表示光源51，且一个发光灯管531表示光源53，但不限于使用单一个发光灯管511、513，多个发光灯管511、513在本实用新型第二实施例依然可行。
如图3与图4表示的谷部141a与谷部141b具有一定的间距P1，而谷部141b与谷部141c具有一定的间距P2，………等等，本实用新型实施例第二实施例其间距介于50到70微米(μm)。
图5是本实用新型第二实施例前光模块光学机构的结构说明图；关于谷部141a的构造是对称于前光模块光学机构的中间部；谷部141a、141b、141c、141d、141e、141f，是由两侧向中间，逐次增加其纵向深度。这种设计的原因是由于光线系由两侧向中间发射，为使中间部的谷部141c、141d，其表面在进行内部全反射时，所反射光线的能量，能与两侧部的谷部141a、141f，其表面在进行内部全反射时，所反射光线的能量均一，故设计中间部的谷部141c、141d，纵深比两侧部的谷部141a、141f的纵深长，以便拦截两侧部的谷部141a、141f，其表面所未拦截到，由光源51或53向光学基片1中间，所发射光线的能量，进而使之向下进行反射。
图6是本实用新型第二实施例前光模块光学机构的发光原理说明图。一个光源51，光源51用于将光线7导入光学基片1，其中光线7从光学基片1的一侧，进入光学基片1，且因遇到谷部141a的表面，因内部全反射，向下反射，成为光线71，通过光学基片1，接着通过显示器，而被反射器3所反射，回头通过显示器，进入光学基片1，一部份经反射后的光线71，会在通过光学基片1的脊部143a后，脱离原本在光学基片1中进行的方向，产生更大的扩散范围，脱离原本在光学基片1中进行的方向，增进视角的大小。
图7是本实用新型第二实施例前光模块光学机构的外观图，由图7可看到光学基片的谷部与脊部，是对称于前光模块光学机构的中间部，由两侧向中间对称排列。
以上所公开的附图及说明，仅为本实用新型的较佳实施例而已，非为用于限定本实用新型的实施，大凡熟悉该项技艺的人士其所依本实用新型的精神，所作的变化或修饰，皆应涵盖在以下本实用新型的权利要求范围内。
权利要求1.前光模块光学机构的结构，包括一显示器，该显示器由多个像素所组成，而该像素具备前端与背端主要表面；一光学基片，该光学基片具有两主要相对的表面，其中一表面平滑，且邻接于该显示器前端主要表面的位置；一反射器，该反射器设置在邻接于该显示器背端主要表面的位置；及一光源，该光源用于将光线导入该光学基片，其中光线从该光学基片的两侧进入该光学基片，且因遇到谷部的表面，而内部全反射，向下反射通过该光学基片，接着通过该显示器，而被该反射器所反射，返回通过该显示器，进入该光学基片，之后离开该光学基片，由此，该光学基片强化该显示器的亮度；其特征在于该光学基片的另一表面具有多个平行的脊部与谷部，其中谷部与谷部具有一定的间距；由此，由该光学基片两侧的光源发出的光线，进入该光学基片的内部，遇到该谷部的表面，进行内部全反射，使该光线反射向下，到达该反射器，增进发射离开该显示器的光线的均匀度；接着，离开该光学基片的光线，在通过该光学基片的脊部后，脱离原本在该光学基片中进行的方向，产生更大的扩散范围，增进视角的大小。
2.如权利要求1所述的前光模块光学机构的结构，其中每一个脊部由一第一表面与一第二表面组成，邻接的脊部构成一脊部群，而脊部群间，可由一第三表面或一谷部所占据。
3.如权利要求1所述的前光模块光学机构的结构，其中该第一表面与该第二表面，提供从该光学基片离开的光线，脱离原本在该光学基片中进行的方向，而具有更大的扩散范围，用于增进视角的大小。
4.如权利要求1所述的前光模块光学机构的结构，其中该第三表面平行于该光学基片的平滑表面。
5.如权利要求1所述的前光模块光学机构的结构，其中该谷部由一第四表面与一第五表面组成，该第四表面对从该光学基片的一侧，进入该光学基片的光线，进行内部全反射，使该光线反射向下，到达该反射器；该第五表面对从该光学基片的另一侧，进入该光学基片的光线，进行内部全反射之故，使该光线反射向下，到达该反射器。
6.如权利要求1所述的前光模块光学机构的结构，其中该谷部，由两侧向中间，逐次增加其纵向深度。
7.如权利要求1所述的前光模块光学机构的结构，其中该光源，可设置在该光学基片的两侧，包括至少一发光灯管与一反射灯罩。
8.如权利要求1所述的前光模块光学机构的结构，其中该间距介于50到70微米。
专利摘要本实用新型是关于前光模块光学机构的结构，主要包括一个显示器，一个光学基片，一个反射器，及一个光源，其特征在于光学基片的一表面具有多个平行的谷部，使光源光线反射向下，到达反射器，能够有效提高光源能量利用率，增进发射离开显示器的光线的均匀度；而离开光学基片的光线，会通过脊部，产生更大的扩散范围，增进视角的大小。
文档编号G02B5/00GK2596385SQ02284999
公开日2003年12月31日 申请日期2002年12月17日 优先权日2002年12月17日
发明者何益君 申请人:广辉电子股份有限公司