专利名称：光束控制组件及其应用的发光装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光束控制组件及其应用的发光装置，特别是指一种照明用的光束控制组件及其应用的发光装置。
背景技术：
液晶显示器包含一面板及一提供显示画面光源的背光模块。为了能大面积且均匀的照射，以往的背光模块包括多数个发光装置，该等发光装置以矩阵型式排列在与面板同样大小的区域内。参阅图1，台湾专利1352795公布了一种发光装置，该发光装置包含一发光组件5及一光束控制组件6,该发光组件5发出一入射光51。该光束控制组件6,是以一透光材料构成且有一折射率，其包括一基准点63、一穿过该基准点63的主轴64、一入射面61及一出·射面62。该发光组件5设置于基准点63上，该入射面61与该发光组件5相间隔且供该入射光51穿透，且对该主轴64形成轴对称。该入射面61上之一点与该基准点63之联机为一第一线R1,该第一线R1及该主轴64的夹角为一第一角α 17在该第一角α I小于60度的范围中，该第一线R1的长度随着该第一角α I增大而单调地减少。该出射面62与该入射面61相间隔，且对该主轴64形成轴对称之曲面，该出射面62上之一点与该基准点63之联机为一第二线R2,该第二线R2及该主轴64的夹角为一第二角α2，在该第二角α 2小于60度的范围中，该第二线R2的长度随着该第二角％增大而单调地增加。该光束控制组件6藉由该入射面61及出射面62的形状使得光线扩散而照射至面板。然而，若要达成较好的扩散效果，势必提高该入射面61的曲率，使得该入射面61形成一大深宽比的凹洞，而不得不增加该光束控制组件6的厚度，对于往薄型化发展的背光模块而言是一大缺点。而且该光束控制组件6位于主轴64附近的区域相较于远离主轴64的区域，厚薄比差距太大时，制作时容易形成结合线且成型时间拉长。
实用新型内容因此，本实用新型的目的在于提供一种解决上述技术问题，可以薄型化、易于制作且使光线均匀扩散的光束控制组件及其应用的发光装置。本实用新型的光束控制组件，由预订折射率的材料构成，包括一基准点，一穿过所述基准点的主轴，一以所述主轴为中心形成轴对称的入射面、所述入射面具有一个或一个以上复数连结成菲涅尔透镜形式的环形入射面部，及一以所述主轴为中心形成轴对称且与所述入射面相间隔的出射面。进一步地，所述入射面上一点与所述基准点之间的连线为第一线，所述第一线与所述主轴之间的夹角为第一角，随着第一角的增大，第一线在入射面上的点随着凸面部的凸起和凹陷而高低移动，进而使所述第一线的长度先单调地减少、再单调地增加，交替形成菲涅尔透镜形式。[0009]进一步地，所述出射面上一点与所述基准点之间的连线为第二线，所述第二线与所述主轴之间的夹角为第二角，其中，当所述第二角处于小于60度范围，所述第二线的长度随着所述第二角增大而单调地增加。进一步地，每一所述环形入射面部具有一表面，所述表面由一个或一个以上的凸面部组成，所述凸面部最高点和最低点之间的距离为O. 05mm 一 O. 5mm。进一步地，所述出射面具有数个围绕所述主轴且以该主轴为中心而形成轴对称的环形凹槽。该出射面亦可如入射面一般，具有复数对该主轴形成轴对称且连结成菲涅尔透镜形式的出射面部。进一步地，所述出射面具有复数个以所述主轴为中心而形成轴对称的、且相互连结成菲涅尔透镜形式的出射面部。本实用新型还涉及应用所述光束控制组件的发光装置，包括一座体，一发光组件和一光束控制组件，所述光束控制组件链接于所述座体，所述发光组件设置在所述座体上并与所述光束控制组件和所述座体配合封装，且在所述座体供电时发光。与现有的光束控制组件相比，本实用新型的有益效果主要体现在通过采用菲涅尔透镜形式的环形入射面部，不仅降低光束控制组件的厚度、使光束控制组件薄型化、厚薄比差异小，而且使通过该发光组件所发出的光线扩散均匀。
图I是台湾专利1352795公布的发光装置的剖面图。图2是本实用新型发光装置的第一较佳实施例的剖面图。图3是本实用新型第一较佳实施例的入射面的平面视图。图4是图3中入射面的局部放大示意图。图5是本实用新型发光装置的第二较佳实施例的剖面图。图6是图5的局部放大示意图。图7是本实用新型发光装置的第三较佳实施例的剖面图。其中R1 · · ·第一线α I · ·第一角R2 · · ·第二线α 2 · ·第二角d · · ·高度I · · 座体2 · · ·光束控制组件21 · · ·基准点22 · · ·主轴23 · · ·环形入射面部231 · ·表面232 · ·凸面部24 · · ·出射面[0036]25 · · ·入射面26 · · ·环形凹槽28 · · ·出射面部3 · · ·发光组件。
具体实施方式
有关本实用新型之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之二个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。 在本实用新型被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表不。 参阅图2，本实用新型发光装置的第一较佳实施例包含一座体I、一光束控制组件
2,及一发光组件3。该座体I用于承载该光束控制组件2及发光组件3。一般而言，该座体I为PCB电路板。该光束控制组件2由预订折射率的材料构成而供光通过，设置于该座体上而与该座体I相配合将该发光组件3封装其中。该光束控制组件2包括一基准点21、一穿过该基准点的主轴22、邻近该座体I且对该主轴22形成轴对称的入射面25、及一对该主轴22形成轴对称且与该等入射面25相间隔的出射面24。该入射面25具有一个或一个以上连结成菲涅尔透镜(Fresnel Lens)形式的环形入射面部23。(图3为该环形入射面部23沿主轴22方向的视图)该发光组件3在透过该座体I供电时发光。较佳地，该发光组件3设置于该基准点21附近，使得所发出之光部分穿过该基准点21并沿着该主轴22传播。较佳地，该等环形入射面部23上之一点与该基准点21之联机为一第一线R1,该第一线R1及该主轴22的夹角为一第一角αι。随着第一角Ci1增大，依序在每一环形入射面部23上，该第一线R1的长度先单调地减少，再单调地增加，如此交替而形成菲涅尔透镜形式。因此在主轴22附近，该等环形入射面部23的曲率大于或等于球面，面上任一点的法线相较于球面而言较垂直于该主轴22。因此当光线于该环形入射面部23折射时，往垂直于该主轴22的方向偏折。定义该出射面24上之一点与该基准点21之联机为一第二线R2,该第二线R2与该主轴22的夹角为一第二角α2，其中，当该第二角α2小于60度时，该第二线R2的长度随着该第二角α2增大而单调地增加。因此在该第二角α2小于60度的范围中，该出射面24的曲率小于或等于球面，面上任一点的法线相较于球面而言较平行于该主轴22。因此当光线于该出射面24折射时，往垂直于该主轴22的方向偏折。在主轴22附近，符合上述条件下，该出射面24可为凸面、凹面或平面，依照光线扩散的需求设计。为了防止光线在该出射面24产生全反射，该第二线R2的长度对该第二角α 2微分后再除以该第二线R2的长度之值小于
V V折射率2 - I :dR2I
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^βα2 啦2 -1为了使光线能均匀扩散，有必要消除该光束控制组件2的成像(聚焦)特性。图4所示为该环形入射面部23的局部放大示意图，该环形入射面部23具有一表面231及一个或一个以上凸面部232,该等凸面部232属于微结构,设置于该表面231上且具有一高度d,该高度d在O. 05毫米至O. 5毫米之间。该等凸面部232具有防止该光束控制组件2聚焦的功能，使光线均勻扩散，还可使光色散(dispersion)的影响减小。由于采用菲涅尔透镜形式，在主轴22附近，该等环形入射面部23的高度可以控制在一定的范围内。于制作上，该环形入射面部23使该光束控制组件2的厚薄比较为均匀而可提高塑料射出成型流动性。 参阅图5及图6，本实用新型发光装置的第二较佳实施例与该第一较佳实施例相似，其不同处在于，该出射面24包括具有多数个围绕该主轴22且对该主轴22形成轴对称的环形凹槽26，其数量无限制，形状可为球面或非球面。其目的是使光线局部散射，提高光的扩散性，同时非平滑的折射面还可使光色散的影响减小。参阅图7，本实用新型发光装置的第三较佳实施例与该第一较佳实施例相似，其不同处在于该出射面24具有复数对该主轴22形成轴对称且连结成菲涅尔透镜形式的出射面部28，藉由形成菲涅尔透镜形式的多数出射面部28使该出射面24更为平坦而形状较接近平面，可使该光束控制组件2的厚度在主轴22附近较为均匀。综上所述，以上实施例的该等环形入射面部23连结成菲涅尔透镜形式，可降低该光束控制组件2高度、厚薄比差异小，而使该光束控制组件2薄型化且制作方便。进一步于该环形入射面部23及出射面24设置表面结构可提升光线扩散特性，故确实能达成本实用新型之目的。惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及实用新型说明内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。
权利要求1.一种光束控制组件，由预订折射率的材料构成，其特征在于包括 一基准点， 一穿过所述基准点的主轴， 一以所述主轴为中心形成轴对称的入射面、所述入射面具有一个或一个以上复数连结成菲涅尔透镜形式的环形入射面部，及 一以所述主轴为中心形成轴对称且与所述入射面相间隔的出射面。
2.如权利要求I所述的光束控制组件，其特征在于所述入射面上一点与所述基准点之间的连线为第一线，所述第一线与所述主轴之间的夹角为第一角，随着第一角的增大，第一线在入射面上的点随着凸面部的凸起和凹陷而高低移动，进而使所述第一线的长度先单调地减少、再单调地增加，交替形成菲涅尔透镜形式。
3.如权利要求I所述的光束控制组件，其特征在于所述出射面上一点与所述基准点之间的连线为第二线，所述第二线与所述主轴之间的夹角为第二角，其中，当所述第二角处于小于60度范围，所述第二线的长度随着所述第二角增大而单调地增加。
4.如权利要求I所述的光束控制组件，其特征在于每一所述环形入射面部具有一表面，所述表面由一个或一个以上的凸面部组成，所述凸面部最高点和最低点之间的距离为O. 05mm — O. 5mm0
5.如权利要求I所述的光束控制组件，其特征在于所述出射面具有数个围绕所述主轴且以该主轴为中心而形成轴对称的环形凹槽。
6.如权利要求I所述的光束控制组件，其特征在于所述出射面具有复数个以所述主轴为中心而形成轴对称的、且相互连结成菲涅尔透镜形式的出射面部。
7.一种应用如权利要求I所述光束控制组件的发光装置，其特征在于包括一座体、一发光组件和所述光束控制组件， 所述光束控制组件链接于所述座体， 所述发光组件设置在所述座体上并与所述光束控制组件和所述座体配合封装，且在所述座体供电时发光。
专利摘要本实用新型提供了一种光束控制组件及应用所述光束控制组件的发光装置，所述光束控制组件由预订折射率的材料构成，包括一基准点，一穿过所述基准点的主轴，一以所述主轴为中心形成轴对称的入射面、所述入射面具有一个或一个以上复数连结成菲涅尔透镜形式的环形入射面部，及一以所述主轴为中心形成轴对称且与所述入射面相间隔的出射面；所述发光装置包括一座体，一发光组件和一光束控制组件。通过采用菲涅尔透镜形式的环形入射面部，不仅降低光束控制组件的厚度、使光束控制组件薄型化、厚薄比差异小，而且使通过该发光组件所发出的光线扩散均匀。
文档编号G02B27/09GK202720391SQ20122032571
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者李宏德, 陳毅豪 申请人:晶远光学工程股份有限公司