光源模块

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。

光源模块\n技术领域\n[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。\n背景技术\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n发明内容\n[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。\n[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。\n[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。\n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。\n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。\n[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。\n[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：\n[0011]\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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\n1。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n附图说明\n[0033] 图1A是本发明一实施例的一种光源模块的俯视示意图。\n[0034] 图1B是图1A的光源模块的剖面示意图。\n[0035] 图2是一种光源模块的光强度模拟分布图。\n[0036] 图3A是图1A的聚光单元的多个不同区域的俯视示意图。\n[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。\n[0038] 图3E是图1A的光源模块的光强度模拟分布图。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n[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。\n具体实施方式\n[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。\n[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)。\n[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\n126a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。\n[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