導(dǎo)光裝置及光源裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種導(dǎo)光裝置及光源裝置，該導(dǎo)光裝置包括第一導(dǎo)光體與第二導(dǎo)光體。第一導(dǎo)光體包含第一端面、第二端面與側(cè)面。第一端面上包括第一入光面；第二端面上包括第一出光面，且側(cè)面位于第一導(dǎo)光體的第一端面與第二端面之間。第二導(dǎo)光體具有第二入光面以及連接第二入光面的第二出光面，其中第二出光面的至少部分區(qū)域?yàn)榇植诿?，且第二入光面或第一出光面為粗糙面，而第二入光面與第一出光面相對(duì)應(yīng)，且第二入光面與第一出光面之間具有折射率小于第一導(dǎo)光體及第二導(dǎo)光體的介質(zhì)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】導(dǎo)光裝置及光源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種光源裝置，且特別是有關(guān)于一種導(dǎo)光裝置及光源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的水晶燈中的光源裝置是根據(jù)位于燈罩中心的鎢絲光源來(lái)設(shè)計(jì)的。然而，以鎢絲為主的發(fā)光機(jī)制很耗電，并且使用壽命短、損耗率高。
[0003]近年來(lái),隨著發(fā)光二極管(light emitting diode,簡(jiǎn)稱(chēng):LED)光源的發(fā)展良好,為光源裝置提供了另一種選擇。而達(dá)到省電以及其他特性的功效。現(xiàn)有的水晶燈中的光源裝置，將發(fā)光二極管配置于圓柱形導(dǎo)光體一端，并且使用圓柱形導(dǎo)光體(light guide)來(lái)將光引導(dǎo)至另一端，從而達(dá)到光傳導(dǎo)的效果。
[0004]值得注意的是，在現(xiàn)有技術(shù)中，為進(jìn)一步增大光源裝置的發(fā)光角度，導(dǎo)光體的光學(xué)面的設(shè)計(jì)需使光束被反射而分散。然而，僅僅依賴(lài)導(dǎo)光體的光學(xué)面設(shè)計(jì)來(lái)分配光束仍存在有光束分配不均的缺陷(亦即均光性不佳)，造成此類(lèi)光源裝置靠近壁面時(shí)容易有明顯的亮線發(fā)生。對(duì)于長(zhǎng)期以來(lái)習(xí)慣了以鎢絲為主的發(fā)光裝置的使用者而言，視覺(jué)效果不佳。
[0005]因此如何使導(dǎo)光裝置能夠均勻地將發(fā)光二極管的點(diǎn)光源導(dǎo)出，并且增加視覺(jué)效果，成為目前此領(lǐng)域首要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種導(dǎo)光裝置及光源裝置，具有良好均光性、并提供一種新穎的出光效果的光源裝置。
[0007]本發(fā)明提供一種導(dǎo)光裝置，導(dǎo)光裝置包括第一導(dǎo)光體與第二導(dǎo)光體。第一導(dǎo)光體包含第一端面、第二端面與側(cè)面，其中第一端面上包括第一入光面，而第二端面上包括第一出光面，且側(cè)面位于第一導(dǎo)光體的第一端面與第二端面之間。第二導(dǎo)光體具有第二入光面以及連接第二入光面的第二出光面，其中第二出光面的至少部分區(qū)域?yàn)榇植诿?，且第二入光面或第一出光面為粗糙面，而第二入光面與第一出光面相對(duì)應(yīng)，且第二入光面與第一出光面之間具有折射率小于第一導(dǎo)光體及第二導(dǎo)光體的介質(zhì)。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的側(cè)面具有第一區(qū)與第二區(qū)，第一區(qū)鄰接第一入光面，第二區(qū)鄰接第一出光面，設(shè)側(cè)面的第二區(qū)的任一點(diǎn)的法線為第一軸向，設(shè)任一點(diǎn)至第一入光面的中心的連線為第二軸向，第一軸向與第二軸向間的夾角的正弦值是大于第一導(dǎo)光體的折射率的倒數(shù)。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二區(qū)的面積至少為第一區(qū)的面積的五倍。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一出光面與第二出光面的至少部分區(qū)域的粗糙面的粗糙度(Ra)至少為0.4微米。
[0011]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二入光面為粗糙面，且第一出光面、第二入光面與第二出光面的至少部分區(qū)域的粗糙面的粗糙度(Ra)至少為0.4微米。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的側(cè)面還包括多個(gè)光學(xué)平面，且任兩相鄰的光學(xué)平面之間具有夾角，且?jiàn)A角不等于180度。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一導(dǎo)光體具有第一卡接部，第二導(dǎo)光體具有第二卡接部，第接部的一部分為第一出光面，第二卡接部的一部分為第二入光面。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一出光面具有凹陷部，第二入光面的至少一部分構(gòu)成嵌入部，凹陷部的形狀與嵌入部的形狀互補(bǔ)。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的嵌入部為角錐體或圓錐體。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的嵌入部與凹陷部相互粘合。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一導(dǎo)光體具有第一折射率，第二導(dǎo)光體具有第二折射率，第二入光面與第一出光面之間的介質(zhì)具有第三折射率，且第三折射率與第一折射率或第二折射率相差至少0.5。
[0018]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的側(cè)面為光滑面。
[0019]本發(fā)明提供一種光源裝置，包括導(dǎo)光裝置及發(fā)光元件。
[0020]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的發(fā)光元件鄰近于第一入光面配置。
[0021]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的發(fā)光元件包括發(fā)光二極管。
[0022]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的光源裝置還包括燈罩以覆蓋導(dǎo)光裝置。
[0023]基于上述，通過(guò)導(dǎo)光裝置的第一導(dǎo)光體與第二導(dǎo)光體的設(shè)計(jì)，本發(fā)明有效改善現(xiàn)有技術(shù)所面臨光散射不均勻的問(wèn)題，以獲得具有良好均光性的光源裝置。
[0024]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例的光源裝置的爆炸圖；
[0026]圖2為沿著圖1中的1-1’剖面的剖面圖；
[0027]圖3㈧至圖3(C)為本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的第二導(dǎo)光體的立體視圖；
[0028]圖4為本發(fā)明的一實(shí)施例的光源裝置的照度分布圖；
[0029]圖5為本發(fā)明的一實(shí)施例的光源裝置的配光曲線圖。
[0030]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0031]100:光源裝置；
[0032]110:導(dǎo)光裝置；
[0033]112:第一導(dǎo)光體；
[0034]112a:第一入光面；
[0035]112b:第一出光面；
[0036]112c:側(cè)面；
[0037]112cl:第一區(qū)；
[0038]112c2:第二區(qū)；
[0039]114:第二導(dǎo)光體；
[0040]114a:第二入光面；
[0041]114b:第二出光面；
[0042]116:介質(zhì)；[0043]120:發(fā)光元件；
[0044]130:燈罩；
[0045]El:第一端面；
[0046]E2:第二端面；
[0047]L:光束；
[0048]Ml:凹陷部；
[0049]M2:嵌入部；
[0050]01:第一^^接 部；
[0051]02:第二卡接部；
[0052]Pl:中心；
[0053]P2:點(diǎn);
[0054]AXl:第一軸向；
[0055]AX2:第二軸向；
[0056]θ:夾角。
【具體實(shí)施方式】
[0057]圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例的光源裝置的爆炸圖。圖2為沿著圖1中的1-1’剖面的剖面圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1及圖2，本實(shí)施例的光源裝置100包括導(dǎo)光裝置110、發(fā)光元件120以及燈罩130。導(dǎo)光裝置110包括第一導(dǎo)光體112與第二導(dǎo)光體114。第一導(dǎo)光體112包含第一端面E1、第二端面E2與側(cè)面112c。其中，第一端面El上包括第一入光面112a,而第二端面E2上包括第一出光面112b,且側(cè)面112c位于第一導(dǎo)光體112的第一端面El與第二端面E2之間。第二導(dǎo)光體114具有第二入光面114a以及連接第二入光面114a的第二出光面114b，其中第二出光面114b的至少部分區(qū)域?yàn)榇植诿?，且第二入光?14a或第一出光面112b為粗糙面。第二入光面114a與第一出光面112b為相對(duì)應(yīng)地設(shè)置,使得第一出光面112b與第二入光面114a間可進(jìn)行光I禹合。其中，第二入光面114a與第一出光面112b之間具有折射率小于第一導(dǎo)光體112及第二導(dǎo)光體114的介質(zhì)116。此外,可以燈罩130來(lái)覆蓋導(dǎo)光裝置110，并且光源裝置100可以應(yīng)用于照明系統(tǒng)，如水晶燈、櫥柜展示燈、光明燈、立燈或情境展示燈等。
[0058]在本實(shí)施例中，導(dǎo)光裝置110中的第一導(dǎo)光體112與第二導(dǎo)光體114可通過(guò)射出成型(mold injection)的方式來(lái)制作，并且可具有相同的材質(zhì)例如是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)或者其他能夠?qū)Ч獾耐腹獠牧稀?br> [0059]在本實(shí)施例中，發(fā)光元件120配置鄰近于第一入光面112a，并且發(fā)光元件120可包括發(fā)光二極管或是其他型態(tài)的線性光源，但本發(fā)明不以此為限。
[0060]在本實(shí)施例中，發(fā)光元件120所提供的光束L在第一導(dǎo)光體112中進(jìn)行傳導(dǎo)。首先，通過(guò)第一入光面112a的光束L可進(jìn)入第一導(dǎo)光體112，并且可由側(cè)面112c被多次全反射而傳遞到第一出光面112b。接著，經(jīng)第一出光面112b或第二入光面114a的粗糙面散射以及介質(zhì)116之后，進(jìn)入第二導(dǎo)光體114，最后從第二出光面114b離開(kāi)第二導(dǎo)光體114。
[0061]在本實(shí)施例中，導(dǎo)光裝置110的第一導(dǎo)光體112的折射率為第一折射率(nl);第二導(dǎo)光體114的折射率為第二折射率(n2);介質(zhì)116的折射率為第三折射率(n3);并且空氣的折射率(naJ為1.00。其中介質(zhì)116的第三折射率(n3)與第一導(dǎo)光體112的第一折射率(nl)或第二導(dǎo)光體114的第二折射率(n2)可相差0.5以上。從而，光束L經(jīng)由第一出光面112b的粗糙面可被有效地?cái)U(kuò)散，以提高光源裝置100的均光性。
[0062]請(qǐng)參照?qǐng)D1，在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)光體112的側(cè)面112c可包括多個(gè)光學(xué)平面，且這些光學(xué)平面之間具有不等于180度的夾角。從而，使用者可觀察到來(lái)自側(cè)面112c圖像、光影的疊加，從而提供特殊視覺(jué)效果。舉例而言，側(cè)面112c可包括六個(gè)光學(xué)平面，但本發(fā)明并不限于此。
[0063]請(qǐng)參照?qǐng)D2，第一導(dǎo)光體112的側(cè)面112c可具有第一區(qū)112cl與第二區(qū)112c2，第一區(qū)112cl鄰接第一入光面112a，第二區(qū)112c2鄰接第一出光面112b。并且第二區(qū)112c2的面積可至少為第一區(qū)112cl的面積的五倍。
[0064]假設(shè)位于側(cè)面112c的第二區(qū)112c2有點(diǎn)P2，其中點(diǎn)P2可位于第二區(qū)112c2的任意位置。點(diǎn)P2的法線為第一軸向AX1，點(diǎn)P2至第一入光面112a的中心Pl的連線為第二軸向AX2，并且第一軸向AXl與第二軸向AX2的夾角為Θ。
[0065]在本實(shí)施例中，當(dāng)來(lái)自第一入光面112a的中心Pl的光束L傳遞至點(diǎn)P2時(shí)，其中光束L經(jīng)側(cè)面112c進(jìn)入空氣時(shí)的入射角等于夾角Θ，并且由圖2可以得知光束L的折射角0light介于0°至90°之間。根據(jù)司 乃耳定律(式I)可進(jìn)一步推知當(dāng)夾角Θ的正弦值大于第一導(dǎo)光體112的第一折射率(nl)的倒數(shù)時(shí)，光束L可經(jīng)由側(cè)面112c在第一導(dǎo)光體112中進(jìn)行全反射，從而可減少光束L在傳遞過(guò)程中強(qiáng)度衰減。
[0066]nairX sin Θ light = nl X sin Θ(式 I)
[0067]此外,第一入光面112a與側(cè)面112c可為光滑面，以使光束L不在第一入光面112a與側(cè)面112c發(fā)生散射，并且減少傳導(dǎo)至第一出光面112b的過(guò)程發(fā)生損失。
[0068]在本實(shí)施例中，第二導(dǎo)光體114具有第二入光面114a以及與第二入光面114a連接的第二出光面114b。其中第二出光面114b的至少部分區(qū)域?yàn)榇植诿?，從而可改善第二出光?14b的出光效果，提高均光性。
[0069]除此之外，在本實(shí)施例中，第一出光面112b與第二出光面114b的至少部分區(qū)域?yàn)榇植诿鏁r(shí)，該粗糙面的粗糙度至少為0.4微米，從而可改善出光效果，提高均光性。
[0070]在本實(shí)施例中，第二入光面114a可為粗糙面，且第一出光面112b、第二入光面114a與第二出光面114b的至少部分區(qū)域的粗糙面的粗糙度(Ra)至少為0.4微米，從而可更進(jìn)一步改善出光效果，提高均光性。
[0071]在本實(shí)施例中，粗糙面具有使光束散射的功能，并且粗糙面可以經(jīng)由蝕刻(etch)制程、噴砂(sand-blasting)處理或紋理(texture)處理來(lái)形成。
[0072]值得一提的是，在本實(shí)施例中，第一出光面112b具有凹陷部M1，第二入光面114a的至少一部分構(gòu)成嵌入部M2。在本實(shí)施例中，凹陷部Ml的剖面包括斜面，為有效避免光束經(jīng)由凹陷部Ml的光學(xué)面發(fā)生不當(dāng)?shù)木奂?，凹陷部Ml的光學(xué)面可為如前所述的粗糙面，以提高光束分配均勻性。圖3(A)至圖3(C)為本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的第二導(dǎo)光體的立體視圖，請(qǐng)參照?qǐng)D3A、圖3B及圖3C。如圖3A、圖3B及圖3C所示，第二導(dǎo)光體114的第二出光面114b可為任意形狀。第二導(dǎo)光體114的嵌入部M2可以為角錐體或圓錐體，凹陷部Ml可為對(duì)應(yīng)嵌入部M2的形狀，亦即凹陷部Ml的形狀與嵌入部M2的形狀互補(bǔ)。具體來(lái)說(shuō)，第一導(dǎo)光體112的凹陷部Ml的空間可足以容納第二導(dǎo)光體114的嵌入部M2，并且凹陷部Ml與嵌入部M2外形相互對(duì)應(yīng)，以使嵌入部M2可以順利嵌入凹陷部Ml。并且嵌入部M2與凹陷部Ml可以卡合或互相粘合的方式來(lái)連接，但不限于此。
[0073]在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)光體112具有第一卡接部01，該第二導(dǎo)光體114具有第二卡接部02,第 ^接部01的一部分為第一出光面112b,第二卡接部02的一部分為第二入光面114a,從而第—^接部01與第二卡接部02可互相卡合,將此導(dǎo)光裝置110應(yīng)用于光源裝置100時(shí),可使第二導(dǎo)光體114與第一導(dǎo)光體112緊密連接,不易分離。
[0074]值得一提的是，在本實(shí)施例中，來(lái)自發(fā)光元件的光束的至少一部分在側(cè)面發(fā)生全反射。
[0075]更具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)側(cè)面112c使光束L發(fā)生全反射，并設(shè)計(jì)第一出光面112b具有凹陷部Ml，第一出光面112b或第二入光面114a為粗糙面，且第二出光面114b為粗糙面的特征，可有利于使光束向周?chē)c朝向發(fā)光兀件120方向散射,從而使用者可觀察到第二導(dǎo)光體114與凹陷部Ml處發(fā)散的光，有如第二導(dǎo)光體114漂浮在空中一般，從而得到特殊的視覺(jué)效果。
[0076]圖4為本發(fā)明的一實(shí)施例的光源裝置的照度分布圖。由圖4可知由本發(fā)明的光源裝置可以提供良好均勻且對(duì)稱(chēng)的照度分布，顯示光束經(jīng)過(guò)多次散射之后具有良好的均勻性。
[0077]圖5為本發(fā)明的一實(shí)施例的光源裝置的配光曲線圖。如圖5所示，本發(fā)明的光裝置可提供均勻且對(duì)稱(chēng)的配光曲線，顯示光束經(jīng)過(guò)多次散射之后具有良好的均勻性。
[0078]綜合上述，本發(fā)明的光源裝置可以有效改善現(xiàn)有技術(shù)中光束不均勻的問(wèn)題，并且在視覺(jué)效果上具有良好的表現(xiàn)。
[0079]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí) 施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)光裝置，其特征在于，包括: 一第一導(dǎo)光體，包含一第一端面、一第二端面與一側(cè)面，其中該第一端面上包括一第一入光面，而該第二端面上包括一第一出光面，且該側(cè)面位于該第一導(dǎo)光體的該第一端面與該第二端面之間；以及 一第二導(dǎo)光體，具有一第二入光面以及連接該第二入光面的一第二出光面，其中該第二出光面的至少部分區(qū)域?yàn)榇植诿妫以摰诙牍饷婊蛟摰谝怀龉饷鏋榇植诿?，而該第二入光面與該第一出光面相對(duì)應(yīng)，且該第二入光面與該第一出光面之間具有折射率小于該第一導(dǎo)光體及該第二導(dǎo)光體的一介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，該側(cè)面具有一第一區(qū)與一第二區(qū)，該第一區(qū)鄰接該第一入光面，該第二區(qū)鄰接該第一出光面，設(shè)該側(cè)面的該第二區(qū)的一任一點(diǎn)的法線為第一軸向，設(shè)該任一點(diǎn)至第一入光面的中心的連線為第二軸向，該第一軸向與該第二軸向間的一夾角的正弦值是大于該第一導(dǎo)光體的折射率的倒數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，該第二區(qū)的面積至少為該第一區(qū)的面積的五倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，該第一出光面與該第二出光面的至少部分區(qū)域的粗糙面的粗糙度至少為0.4微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，該第二入光面為粗糙面，且該第一出光面、該第二入光面與該第二出光面的至少部分區(qū)域的粗糙面的粗糙度至少為0.4微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，該側(cè)面還包括多個(gè)光學(xué)平面，且任兩相鄰的光學(xué)平面之間具有一夾角，且該夾角不等于180度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，該第一導(dǎo)光體具有一第一卡接部，該第二導(dǎo)光體具有一第二卡接部，該第一卡接部的一部分為該第一出光面，該第二卡接部的一部分為該第二入光面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，該第一出光面具有一凹陷部，該第二入光面的至少一部分構(gòu)成一嵌入部，該凹陷部的形狀是與該嵌入部的形狀互補(bǔ)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，該嵌入部為一角錐體或一圓錐體。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，該嵌入部與該凹陷部相互粘合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，該第一導(dǎo)光體具有一第一折射率，該第二導(dǎo)光體具有一第二折射率，該第二入光面與該第一出光面之間的該介質(zhì)具有一第三折射率，且該第三折射率與該第一折射率或該第二折射率相差至少0.5。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，該側(cè)面為一光滑面。
13.一種光源裝置，其特征在于，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至12其中一項(xiàng)所述的導(dǎo)光裝置；以及 一發(fā)光元件，其中該發(fā)光元件鄰近于該第一入光面配置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光源裝置，其特征在于，該發(fā)光元件包括一發(fā)光二極管。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光源裝置，其特征在于，還包括一燈罩以覆蓋該導(dǎo)光裝置。
【文檔編號(hào)】F21V8/00GK103968331SQ201310127535
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月1日
【發(fā)明者】林明傳, 黃國(guó)瑞, 游璋韋, 李修平, 陳冰彥 申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司, 東莞萬(wàn)士達(dá)液晶顯示器有限公司