專利名稱：前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種簡便快速有實效的結(jié)構(gòu)，其為適用于前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，利用光學(xué)基片上獨特的設(shè)計，可解決目前最熱門的光電產(chǎn)業(yè)界生產(chǎn)的應(yīng)用，如液晶顯示器等，使畫質(zhì)亮度均勻，有效利用光源的光線，并擴大視角。
背景技術(shù)：
圖1A為已知的前光模塊的光學(xué)基片設(shè)計的放大圖，是由側(cè)邊部向中間部，由厚逐漸變薄，之間是以一級一級的階梯型式往中間部遞減厚度，一級的間距(pitch)約為20到30微米(μm)，而每一級下降的高度，約為5到10微米(μm)；圖1B為已知的前光模塊的光學(xué)基片的示意圖，整個前光模塊的光學(xué)機構(gòu)厚度約為5到6英寸。
于2001年1月26日公開的日本專利公告第21883/2001號，反射型液晶顯示器與迷你型信息電子產(chǎn)品，主要是說明反射型液晶顯示器薄型輕量化的實現(xiàn)方法，反射型液晶顯示器，在兩片面相對向的玻璃基板之間，有偏光板，相位差板，擴散板，彩色薄膜，透明電極，液晶層，依次地排列，并且于靠近觀看者一端的玻璃基板有不均勻的凹凸部分，用來提供前光(front light)的導(dǎo)光板功能，前光包括靠近使用者的基板，設(shè)置在靠近使用者基板側(cè)的光源。
于1990年1月5日公開的日本專利公告第00017/1990號，與1990年3月26日揭露的日本專利公告第84618/1990，描述一種平面光源單元，其包括一種光導(dǎo)管(light guide pope)為第一元素，其具有一個光入射面(light incident surface)，一個光發(fā)射面，該光發(fā)射面正交于光入射面，且一個反射面正對于光發(fā)射面，且以一種光抽取機制(light extraction mechanism)形成，光抽取機制又名為光抽取器(light extractor)，光源設(shè)置在光導(dǎo)管的相反端；一種光控制片(lightcontrol sheet)為第二元素，具有一種棱鏡陣列(prism array)，棱鏡陣列設(shè)置在鄰接于光導(dǎo)管的發(fā)射面，且具有三角形的棱鏡(prism)，并排列使得棱鏡頂部端點朝向光導(dǎo)管的發(fā)光面，其中任一組成光導(dǎo)管的棱鏡所形成的生成線(generating line)，幾乎平行于發(fā)光源排列，且一種反射片(reflecting sheet)，或反射表面(reflecting surface)，設(shè)置在鄰近于光導(dǎo)管的光反射表面；于1990年3月26日揭露的參考文獻，日本專利公告第84618/1990號，同時也公開一種均一表面霧化處理(surface-roughening treatment)于第一元素的光發(fā)射面(light emittingsurface)；于此二參考文獻，光線皆發(fā)散于一個特定方向，然而，卻不滿足于實際的光學(xué)特性，如滿意的均勻度未能于發(fā)光面的發(fā)射光得到(參見于1994年1月28日揭露的日本專利公告第18879/1994號)；特別地是，并無現(xiàn)存的平面光源裝置，適度地提供寬廣的視角，適合一種平面光源單元(planar light source unit)，以作為一種液晶顯示器在監(jiān)視器或薄板電視機上。
已知結(jié)構(gòu)，通常具有以下所述的四項缺點一、室內(nèi)亮度不足，二、視角受限，三、出光面亮度不足，四、單一燈管(lamp)。
實用新型內(nèi)容本案有鑒于此，所以提出一種簡便快速有實效的結(jié)構(gòu)，其是一種適用于前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，利用光學(xué)基片上獨特的設(shè)計，可解決目前最熱門的光電產(chǎn)業(yè)界生產(chǎn)的應(yīng)用，如液晶顯示器等，使畫質(zhì)亮度均勻，有效利用光源的光線，并擴大視角。
本實用新型提出一種簡便快速有實效的結(jié)構(gòu)，其為適用于前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，利用光學(xué)基片上獨特的設(shè)計，可解決目前最熱門的光電產(chǎn)業(yè)界生產(chǎn)的應(yīng)用，如液晶顯示器等，使其畫質(zhì)亮度均勻，有效利用光源的光線并擴大視角，主要目的有三
第一，本實用新型通過在光學(xué)基片上設(shè)計的脊部(ridge)構(gòu)造，促使自光學(xué)基片離開的光線，脫離原本在光學(xué)基片中進行的方向，而具有更大的擴散范圍，用于增進視角的大??；第二，本實用新型通過在光學(xué)基片上設(shè)計的谷部(valley)構(gòu)造，促使由光學(xué)基片的一側(cè)的光源發(fā)出的光線，進入光學(xué)基片的內(nèi)部，遇到谷部的表面，進行內(nèi)部全反射(internal total reflection)，使光線反射向下到達反射器，能夠增進發(fā)射離開顯示器的光線的均勻度；第三，本實用新型能有效利用光源發(fā)出的光線，并且不在顯示器增加過多的體積與重量。


圖1A為已知的前光模塊的光學(xué)基片設(shè)計的放大圖。
圖1B為已知的前光模塊的光學(xué)基片的示意圖。
圖2為依據(jù)本實用新型前光模塊光學(xué)機構(gòu)第一實施例的結(jié)構(gòu)放大說明圖。
圖3為本實用新型前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)第二實施例結(jié)構(gòu)說明圖。
圖4為本實用新型前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)第二實施例結(jié)構(gòu)放大說明圖。
圖5為本實用新型第二實施例前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)說明圖。
圖6為本實用新型第二實施例前光模塊光學(xué)機構(gòu)的發(fā)光原理說明圖。
圖7為本實用新型第二實施例前光模塊光學(xué)機構(gòu)的外觀圖。
具體實施方式
第一實施例圖2為依據(jù)本實用新型，前光模塊光學(xué)機構(gòu)第一實施例的結(jié)構(gòu)放大說明圖；本實用新型第一實施例前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，主要由以下各部件構(gòu)成一個顯示器(未顯示于圖2)，顯示器是由多個像素(pixels)所組成，而像素具備前端與背端主要表面(back majorsurface)；一個光學(xué)基片1，光學(xué)基片1具有兩主要相對的表面(twomajor opposing surfaces)，其中一表面12是平滑，而鄰接在顯示器前端主要表面(front major surface)的位置；一個反射器3，反射器3設(shè)置在鄰接于顯示器背端主要表面(back major surface)的位置；一個光源51，光源51用于將光線7導(dǎo)入光學(xué)基片1，其中光線7從光學(xué)基片1的一側(cè)，進入光學(xué)基片1，且因遇到谷部141a的表面，因內(nèi)部全反射(internal total reflection)，向下反射，成為光線71，通過光學(xué)基片1，接著通過顯示器，而為反射器3所反射，回頭通過顯示器，進入光學(xué)基片1，之后離開光學(xué)基片1，由此，光學(xué)基片1強化顯示器的亮度。
本實用新型的特征在于光學(xué)基片1的另一表面14，其具有多個平行的谷部141a、141b、141c、141d、141e、141f與脊部143a、143b、143c、145a、145b、145c、145d、145e，其中谷部141a與谷部141b具有一定的間距，如圖2表示的間距P1，谷部141b與谷部141c具有一定的間距，如圖2表示的間距P2，………等等，由此，由光學(xué)基片1的一側(cè)的光源51發(fā)出的光線9，進入光學(xué)基片1的內(nèi)部，遇到谷部141a，141b，141c的表面，進行內(nèi)部全反射，使光線7，分別依次成為光線71、73、75，反射向下到達反射器3，能夠增進發(fā)射離開顯示器的光線的均勻度，接著，離開光學(xué)基片1的光線71，會在通過光學(xué)基片1的脊部145b，脫離原本在光學(xué)基片1中進行的方向，產(chǎn)生更大的擴散范圍，脫離原本在光學(xué)基片1中進行的方向，增進視角的大小。
光學(xué)基片1中的脊部143a，其由一個多折曲面的第一表面143a1，與一個多折曲面的第二表面143a2組成，且鄰接的脊部143a、143b、143c，構(gòu)成一個脊部群(ridge group)143，而脊部群143、145間，如脊部群143、145，可由一個谷部141a所占據(jù)，或是一個第三表面149所占據(jù)，而第三表面149系平行于光學(xué)基片1的平滑表面12。
脊部143a的構(gòu)造與功用的說明，由于脊部143a具有兩個相向的表面，分別為一個多折曲面的第一表面143a1與一個多折曲面的第二表面143a2，提供從光學(xué)基片1離開的光線，脫離原本在光學(xué)基片1中進行的方向，而具有更大的擴散范圍，用來增進視角的大小。
谷部141a的構(gòu)造與功用的說明，由于谷部(valley)141a為楔形表面，其由一個第四表面141a1、一個第五表面141a2與一個第六表面141a3組成，第四表面141a1對從光學(xué)基片1的一側(cè)，進入光學(xué)基片1的光線7，進行內(nèi)部全反射，使光線7反射向下成為光線71，到達反射器3，第五表面141a2對從光學(xué)基片1的另一側(cè)，進入光學(xué)基片1的光線(未于圖2表示)，進行內(nèi)部全反射之故，使光線反射向下，到達反射器3；由于谷部141a、141b、141c、141d、141e、141f，其由兩側(cè)向中間，逐次增加其縱向深度；這種設(shè)計的原因是由于光線是由兩側(cè)向中間發(fā)射，為使中間部的谷部141c、141d，其表面在進行內(nèi)部全反射時，所反射光線的能量，能與兩側(cè)部的谷部141a、141f，其表面在進行內(nèi)部全反射時，所反射光線的能量均一，故設(shè)計中間部的谷部141c、141d，縱深比兩側(cè)部的谷部141a、141f的縱深長，以便攔截兩側(cè)部的谷部141a，141f，其表面所未攔截到，由光源51或53向光學(xué)基片1中間，所發(fā)射光線的能量，進而使之向下進行反射，第六表面141a3系平行于表面12，主要為便于調(diào)整間距大小，同時，也為制造與加工的方便。
再者，就光源51、53的位置而言，可設(shè)置在光學(xué)基片1的兩側(cè)，光源51包括有至少一個發(fā)光燈管(light tube)511與一個反射燈罩(reflective chimney)513。而光源53包括有至少一個發(fā)光燈管531與一個反射燈罩533，值得注意的是，本實用新型第一實施例雖以一個發(fā)光燈管511表示光源51，且一個發(fā)光燈管531表示光源53，但不限于使用單一個發(fā)光燈管511、513，多個發(fā)光燈管511、513在本實用新型第一實施例中依然可行。
圖2表示的谷部141a與谷部141b具有一定的間距P1，而谷部141b與谷部141c具有一定的間距P2，………等等。本實用新型第一實施例其間距介于50到70微米(μm)。
第二實施例圖3是本實用新型前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)第二實施例結(jié)構(gòu)說明圖。圖4是本實用新型前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)第二實施例結(jié)構(gòu)放大說明圖。本實用新型前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)第二實施例，主要由以下各部件構(gòu)成一個顯示器(未顯示于圖3與圖4)，顯示器由多個像素(pixels)所組成，而像素具備前端與背端主要表面(back major surface)；一個光學(xué)基片1，光學(xué)基片1具有兩主要相對的表面，其中一個表面12是平滑而鄰接在顯示器前端主要表面的位置；一個反射器3，反射器3設(shè)置在鄰接于顯示器背端主要表面的位置；一個光源51，光源51用于將光線7導(dǎo)入光學(xué)基片1，其中光線7從光學(xué)基片1的一側(cè)，進入光學(xué)基片1，且因遇到谷部141a的表面，因內(nèi)部全反射，向下反射，成為光線71，通過光學(xué)基片1，接著通過顯示器，而為反射器3所反射，回頭通過顯示器，進入光學(xué)基片1，之后離開光學(xué)基片1，由此，光學(xué)基片1強化顯示器的亮度。
本實用新型其特征在于光學(xué)基片1的另一表面14，其具有多個平行的谷部141a、141b、141c、141d、141e、141f與脊部143a、143b、143c、145a、145b、145c、145d、145e，其中谷部141a與谷部141b具有一定的間距，如圖3表示的間距P1，谷部141b與谷部141c具有一定的間距，如圖3表示的間距P2，………等等，由此，由光學(xué)基片1的一側(cè)的光源51發(fā)出的光線9，進入光學(xué)基片1的內(nèi)部，遇到谷部141a、141b、141c的表面，進行內(nèi)部全反射，使光線7，分別依次成為光線71、73、75，反射向下，到達反射器3，能夠增進發(fā)射離開顯示器的光線的均勻度，接著，離開光學(xué)基片1的光線71，會在通過光學(xué)基片1的脊部145b，脫離原本在光學(xué)基片1中進行的方向，產(chǎn)生更大的擴散范圍，脫離原本在光學(xué)基片1中進行的方向，增進視角的大小。
光學(xué)基片1中的脊部143a，其由一個第一表面143a1與一個第二表面143a2組成，且鄰接的脊部143a、143b、143c構(gòu)成一個脊部群143，而脊部群143、145間，如脊部群143、145，可由一個谷部141a所占據(jù)，或是一個第三表面149所占據(jù)，而第三表面149是平行于光學(xué)基片1的平滑表面12。
脊部143a的構(gòu)造與功用的說明，由于脊部143a具有兩個相向的表面，分別為第一表面143a1與第二表面143a2，是提供自光學(xué)基片1離開的光線，脫離原本在光學(xué)基片1中進行的方向，而具有更大的擴散范圍，用于增進視角的大小。
谷部141a的構(gòu)造與功用的說明，由于谷部141a是由一個第四表面141a1與一個第五表面141a2組成，第四表面141a1是對從光學(xué)基片1的一側(cè)，進入光學(xué)基片1的光線7，進行內(nèi)部全反射，使光線7反射向下成為光線71，到達反射器3，第五表面141a2是對從光學(xué)基片1的另一側(cè)，進入光學(xué)基片1的光線(未于圖3與圖4中表示)，進行內(nèi)部全反射之故，使光線反射向下，到達反射器3；由于谷部141a、141b、141c、141d、141e、141f，是由兩側(cè)向中間，逐次增加其縱向深度；這種設(shè)計的原因是由于光線是由兩側(cè)向中間發(fā)射，為使中間部的谷部141c、141d，其表面在進行內(nèi)部全反射時，所反射光線的能量，能與兩側(cè)部的谷部141a、141f，其表面在進行內(nèi)部全反射時，所反射光線的能量均一，故設(shè)計中間部的谷部141c、141d，縱深比兩側(cè)部的谷部141a、141f的縱深長，以便攔截兩側(cè)部的谷部141a、141f，其表面所未攔截到，由光源51或53向光學(xué)基片1中間，所發(fā)射光線的能量，進而使之向下進行反射。
再者，就光源51、53的位置而言，可設(shè)置在光學(xué)基片1的兩側(cè)，光源51包括有至少一個發(fā)光燈管511與一個反射燈罩513，而光源53包括有至少一個發(fā)光燈管531與一個反射燈罩533，值得注意的是，本實用新型第二實施例雖以一個發(fā)光燈管511表示光源51，且一個發(fā)光燈管531表示光源53，但不限于使用單一個發(fā)光燈管511、513，多個發(fā)光燈管511、513在本實用新型第二實施例依然可行。
如圖3與圖4表示的谷部141a與谷部141b具有一定的間距P1，而谷部141b與谷部141c具有一定的間距P2，………等等，本實用新型實施例第二實施例其間距介于50到70微米(μm)。
圖5是本實用新型第二實施例前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)說明圖；關(guān)于谷部141a的構(gòu)造是對稱于前光模塊光學(xué)機構(gòu)的中間部；谷部141a、141b、141c、141d、141e、141f，是由兩側(cè)向中間，逐次增加其縱向深度。這種設(shè)計的原因是由于光線系由兩側(cè)向中間發(fā)射，為使中間部的谷部141c、141d，其表面在進行內(nèi)部全反射時，所反射光線的能量，能與兩側(cè)部的谷部141a、141f，其表面在進行內(nèi)部全反射時，所反射光線的能量均一，故設(shè)計中間部的谷部141c、141d，縱深比兩側(cè)部的谷部141a、141f的縱深長，以便攔截兩側(cè)部的谷部141a、141f，其表面所未攔截到，由光源51或53向光學(xué)基片1中間，所發(fā)射光線的能量，進而使之向下進行反射。
圖6是本實用新型第二實施例前光模塊光學(xué)機構(gòu)的發(fā)光原理說明圖。一個光源51，光源51用于將光線7導(dǎo)入光學(xué)基片1，其中光線7從光學(xué)基片1的一側(cè)，進入光學(xué)基片1，且因遇到谷部141a的表面，因內(nèi)部全反射，向下反射，成為光線71，通過光學(xué)基片1，接著通過顯示器，而被反射器3所反射，回頭通過顯示器，進入光學(xué)基片1，一部份經(jīng)反射后的光線71，會在通過光學(xué)基片1的脊部143a后，脫離原本在光學(xué)基片1中進行的方向，產(chǎn)生更大的擴散范圍，脫離原本在光學(xué)基片1中進行的方向，增進視角的大小。
圖7是本實用新型第二實施例前光模塊光學(xué)機構(gòu)的外觀圖，由圖7可看到光學(xué)基片的谷部與脊部，是對稱于前光模塊光學(xué)機構(gòu)的中間部，由兩側(cè)向中間對稱排列。
以上所公開的附圖及說明，僅為本實用新型的較佳實施例而已，非為用于限定本實用新型的實施，大凡熟悉該項技藝的人士其所依本實用新型的精神，所作的變化或修飾，皆應(yīng)涵蓋在以下本實用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，包括一顯示器，該顯示器由多個像素所組成，而該像素具備前端與背端主要表面；一光學(xué)基片，該光學(xué)基片具有兩主要相對的表面，其中一表面平滑，且鄰接于該顯示器前端主要表面的位置；一反射器，該反射器設(shè)置在鄰接于該顯示器背端主要表面的位置；及一光源，該光源用于將光線導(dǎo)入該光學(xué)基片，其中光線從該光學(xué)基片的兩側(cè)進入該光學(xué)基片，且因遇到谷部的表面，而內(nèi)部全反射，向下反射通過該光學(xué)基片，接著通過該顯示器，而被該反射器所反射，返回通過該顯示器，進入該光學(xué)基片，之后離開該光學(xué)基片，由此，該光學(xué)基片強化該顯示器的亮度；其特征在于該光學(xué)基片的另一表面具有多個平行的脊部與谷部，其中谷部與谷部具有一定的間距；由此，由該光學(xué)基片兩側(cè)的光源發(fā)出的光線，進入該光學(xué)基片的內(nèi)部，遇到該谷部的表面，進行內(nèi)部全反射，使該光線反射向下，到達該反射器，增進發(fā)射離開該顯示器的光線的均勻度；接著，離開該光學(xué)基片的光線，在通過該光學(xué)基片的脊部后，脫離原本在該光學(xué)基片中進行的方向，產(chǎn)生更大的擴散范圍，增進視角的大小。
2.如權(quán)利要求1所述的前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其中每一個脊部由一第一表面與一第二表面組成，鄰接的脊部構(gòu)成一脊部群，而脊部群間，可由一第三表面或一谷部所占據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其中該第一表面與該第二表面，提供從該光學(xué)基片離開的光線，脫離原本在該光學(xué)基片中進行的方向，而具有更大的擴散范圍，用于增進視角的大小。
4.如權(quán)利要求1所述的前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其中該第三表面平行于該光學(xué)基片的平滑表面。
5.如權(quán)利要求1所述的前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其中該谷部由一第四表面與一第五表面組成，該第四表面對從該光學(xué)基片的一側(cè)，進入該光學(xué)基片的光線，進行內(nèi)部全反射，使該光線反射向下，到達該反射器；該第五表面對從該光學(xué)基片的另一側(cè)，進入該光學(xué)基片的光線，進行內(nèi)部全反射之故，使該光線反射向下，到達該反射器。
6.如權(quán)利要求1所述的前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其中該谷部，由兩側(cè)向中間，逐次增加其縱向深度。
7.如權(quán)利要求1所述的前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其中該光源，可設(shè)置在該光學(xué)基片的兩側(cè)，包括至少一發(fā)光燈管與一反射燈罩。
8.如權(quán)利要求1所述的前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其中該間距介于50到70微米。
專利摘要本實用新型是關(guān)于前光模塊光學(xué)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，主要包括一個顯示器，一個光學(xué)基片，一個反射器，及一個光源，其特征在于光學(xué)基片的一表面具有多個平行的谷部，使光源光線反射向下，到達反射器，能夠有效提高光源能量利用率，增進發(fā)射離開顯示器的光線的均勻度；而離開光學(xué)基片的光線，會通過脊部，產(chǎn)生更大的擴散范圍，增進視角的大小。
文檔編號G02B5/00GK2596385SQ02284999
公開日2003年12月31日 申請日期2002年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
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