JP5355663B2 - 光源モジュール及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源モジュールに関し、特に、この光源モジュールを使用する照明装置に関する。

発光ダイオードを発光素子として採用するエッジライト式のバックライトモジュールでは、導光板の一方側の入光面の近傍に、直線配列され且つ互いに間隔を保持する複数の発光ダイオードが配置されることがあり、これらの発光ダイオードにより提供される光束が導光板の入光面を経由して導光板内に進入する。発光ダイオードは比較的高い指向性を有し、即ち、発光ダイオードは特定の出光角度範囲を有するので、導光板は、発光ダイオードに接近し且つ出光角度範囲内にある領域が明るい領域を成し、且つ出光角度範囲外にある領域が暗い領域を成すことができ、これらの明るい領域及び暗い領域は、導光板により提供される面光源を不均一なものにさせることができ、これは、いわゆるホットスポット（hot spot）現象である。よって、導光板において入光側から、前記入光側から離れる箇所までの所定領域は、これらの発光ダイオードの光束の、導光板に進入した後の混光領域になる必要があり、これにより、有効な面光源を提供できる導光板の出光面の面積は、小さくなる。

また、発光ダイオードの数を増やすことにより、ホットスポット現象を有効に抑え、また混光領域の距離を短くすることができるが、発光ダイオードの数が増えると、コストが高くなるのみならず、全体の温度が高くなり発光ダイオードの使用寿命も短くなる。一般的に言えば、発光ダイオード間の間隔（Ｐ）と混光領域の混光距離（Ａ）との比（Ａ／Ｐ）が小さければ小さいほど、ホットスポット現象がはっきりしない。いまのところ、混光領域の混光領域（Ａ）と発光ダイオード間の間隔（Ｐ）との比（Ａ／Ｐ）は約１．７であり、さらに小さくすることができない。

特許文献１には、直下型バックライトモジュールが開示されており、このバックライトモジュールは、導光板及び複数の発光ダイオード光源を含む。導光板は、複数の窪み及び複数の凹部をさらに含み、窪みは、発光ダイオード光源を収納するために用いられ、そのうち、窪みは、水平面、円錐断面及び垂直壁からなる。

また、特許文献２には、直下型バックライトモジュールが開示されており、この直視型バックライトモジュールは、導光板及び発光ダイオード光源を含む。導光板は、嵌合部及び錐状凹部をさらに有しても良く、そのうち、発光ダイオード光源は嵌合部内に設置され、且つ発光ダイオード光源の出光領域の接線の傾斜度は、対応する嵌合部の接線の傾斜度に類似し、即ち、発光ダイオード光源の出光領域の形状は嵌合部と共形（即ち、同じ形状）であるので、このような設計の下で、発光ダイオード光源の出光領域からの光束は、嵌合部に伝播する時に嵌合部に垂直に直接射入することができ、光束は、出光面に直接伝播し、比較的大きな角度の屈折で導光板内に進入して伝播することがなく、これにより、嵌合部及び錐状凹部に接近する光の強度は比較的に集中するようになり、導光板内の光場（light field）の強度分布は不均一になる。

特許文献３には、エッジライト式バックライトモジュールが開示されており、このエッジライト式バックライトモジュールは、導光板及び光源モジュールを含み、そのうち、光源モジュールの発光領域は導光板の入光面を覆う。また、光源モジュールは、発光ダイオード、二つの校正部及び反射片を含み、そのうち、二つの校正部は、導光面、出光面及び反射面を有し、二つの校正部は、向き合って抵接するように設置される。

米国特許第６８７４９００号 台湾特許第Ｉ２８５２８６号 台湾実用新案登録第Ｍ３３１６７９号

本発明の目的は、光均一度が良好な線光源又は面光源を提供することができる光源モジュールを提供することにある。

本発明の他の目的は、上述の光源モジュールを採用し、同じ利点を同様に有する照明装置を提供することにある。

本発明の他の目的と利点については、本発明に開示される技術的特徴から更なる理解を得ることができる。

上述の一又は部分又は全部の目的若しくは他の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、光源モジュールが提供される。この光源モジュールは、透光性素子、複数の発光素子、及び複数の光散乱用微細構造を含む。透光性素子は、透光性基材、複数の第一凹溝、及び複数の第二凹溝を含む。透光性基材は、出光面及び前記出光面に相対する底面を有する。これらの第一凹溝は出光面に窪み、且つこれらの第一凹溝内はそれぞれ反射面を有し、そのうち、反射面は出光面に接続する。これらの第二凹溝はそれぞれこれらの第二凹溝に相対し且つ底面に窪み、且つこれらの第二凹溝はそれぞれ入光曲面を有し、そのうち、入光曲面は底面に接続する。これらの発光素子は、各第二凹溝の入光曲面の近傍に設置され、且つ各発光素子は光束を提供する出光面を有し、そのうち、各発光素子の出光面は、対応する各第二凹溝の入光曲面と共形でない。これらの光散乱用微細構造は透光性基材の底面に配置される。

本発明の一実施例では、各発光素子からの光束は、各第二凹溝の入光曲面を経由して透光性基材内に進入し、且つ入光曲面を通過した一部の光束は、反射面に伝播する時に反射面により少なくとも一部全反射されることができる。

本発明の一実施例では、各第一凹溝は反射面に接続する溝底面を有し、且つ各発光素子からの一部の光束は、各第二凹溝の入光曲面を通過して透光性基材内に進入し、また各第一凹溝の溝底面を通過して透光性基材から射出する。

本発明の一実施例では、各発光素子は基板、発光ダイオードチップ、及びパッケージ体を含む。発光ダイオードチップは、基板に配置されまた発光面を有し、且つ発光面は光束を提供する。パッケージ体は発光ダイオードチップに配置され、且つパッケージ体の表面は各発光素子の出光面を構成する。本発明の一実施例では、表面は平面又は曲面を含む。

本発明の一実施例では、透光性素子は複数の開口をさらに含み、これらの開口は、それぞれ、これらの第一凹溝及び対応するこれらの第二凹溝を連通する。本発明の一実施例では、反射面は入光曲面に接続する。

本発明の一実施例では、透光性基材は、側面をさらに有し、そのうち、側面は、透光性基材の出光面及び底面に接続する。本発明の一実施例では、側面は、透光性基材の出光面及び底面に垂直である。本発明の他の実施例では、側面は、透光性基材の出光面及び底面に傾斜し、且つ透光性基材内を伝播する一部の光束は側面に伝播する時に、光束は側面により反射されて透光性基材の出光面から射出する。

本発明の一実施例では、これらの光散乱用微細構造は、複数のドット（dot）又は複数の窪み微細構造を含む。

本発明の一実施例では、光源モジュールは第一反射片をさらに含み、第一反射片は、透光性基材の底面に設置され、またこれらの発光素子の周辺に位置する。

本発明の一実施例によれば、照明装置が提供される。この照明装置は、上述の光源モジュール及び導光板を含む。導光板は、入光面、出光面、及び底面を有し、出光面は底面に相対し、且つ入光面は出光面及び底面に接続し、そのうち、光源モジュールは導光板の入光面の近傍に設置され、且つ透光性基材の出光面は、導光板の入光面に面する。

本発明の一実施例では、照明装置は光学膜セットを含み、光学膜セットは導光板の出光面に配置され、そのうち、光学膜セットは、拡散片、プリズム片、及び増光片のうち少なく一つを含む。

本発明の一実施例では、照明装置は第二反射片をさらに含み、第二反射片は導光板の底面に配置される。

本発明の一実施例では、透光性素子は、線状の透光性基材である。

本発明の一実施例では、これらの第一凹溝及びこれらの第二凹溝は、一次元方向に配列されて設置される。

本発明の一実施例によれば、照明装置が提供される。この照明装置は、光源モジュール及び光学膜セットを含む。光学膜セットは、透光性素子の出光面に配置され、そのうち、光学膜セットは、拡散片、プリズム片、及び増光片のうち少なく一つを含む。

本発明の一実施例では、透光性素子は、平板状の透光性素子である。

本発明の一実施例では、これらの第一凹溝及びこれらの第二凹溝は、透光性基材において二次元方向の配列を呈する。

上述により、本発明の実施例の光源モジュールは、複数の点光源の発光素子と透光性素子とを結合することにより、特に、発光素子の出光面と透光性素子の入光曲面とは共形でなく、即ち、発光素子の出光面の接線の傾斜度と、対応する入光曲面の接線の傾斜度とは異なることにより、光均一度が良好な線光源又は面光源を提供することができる。また、本発明の実施例の照明装置は、導光板と、線光源を提供する光源モジュールとを結合する場合に、発光素子の使用数量を減らしコストを下げることができるのみならず、ホットスポット現象の発生を抑えることもでき、これにより、光均一度が良好な照明用面光源を提供することができる。同様に、本発明の実施例の照明装置は、光学膜セットと、面光源を提供する光源モジュールとを結合する場合に、発光素子の使用数量を減らすことができると同時に、光均一度が良好な照明用面光源を提供することもできる。

本発明の一実施例における照明装置の上面図である。 図１Ａにおける照明装置の局部拡大図である。 ＡＡ′線に沿った照明装置の局部断面図である。 本実施例における照明装置が透光性素子を採用しない場合の光場分布図である。 本実施例における照明装置が透光性素子を採用する場合の光場分布図である。 図１Ｂの発光素子のもう一つの実施形態を示す図である。 図１Ｂの透光性素子のもう一つの実施形態を示す図である。 図１Ｂの照明装置のもう一つの実施形態の断面図である。 本発明の他の一実施例における照明装置の上面図である。 ＢＢ′線に沿った照明装置の局部断面図である。 本発明の他の一実施例における照明装置の上面図である。 本発明の他の一実施例における照明装置の上面図である。

次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

なお、次の各実施例の説明は、添付した図面を参照して行われたものであり、本発明の実施可能な特定の実施例を例示するために用いられる。また、次の各実施例に言及した方向の用語、例えば、上、下、前、後、左、右などは、添付した図面の方向を参考するためのもののみである。よって、以下に使用された方向の用語は、説明のために用いられ、本発明を限定するためのものでない。

図１Ａは、本発明の一実施例における照明装置の上面図であり、図１Ｂは、図１Ａにおける照明装置の局部拡大図であり、図１Ｃは、ＡＡ′線に沿った照明装置の局部断面図である。図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃを同時に参照する。本実施例の照明装置１０００は、光源モジュール１１００及び導光板１２００を含む。光源モジュール１１００は、透光性素子１１２０、複数の発光素子１１４０、及び複数の光散乱用微細構造１１６０を含む。

図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃに示すように、透光性素子１１２０は、透光性基材１１２２、複数の第一凹溝１１２４、及び複数の第二凹溝１１２６を含む。具体的に言えば、透光性基材１１２２は、出光面Ｓ１０１及び出光面Ｓ１０１に相対する底面Ｓ１０３を有し、そのうち、第一凹溝１１２４は出光面Ｓ１０１に窪み、且つ第一凹溝１１２４内はそれぞれ反射面Ｒ１を有する。なお、図１Ｂでは、出光面Ｓ１０１は透光性基材１１２２に示されるが、出光面Ｓ１０１は透光性基材１１２２に延伸する全体の上表面であることは、当業者にとって自明であるので、本願明細書又は特許請求の範囲に記載の「第一凹溝が出光面に窪む」という表現又はそれに類似する用語では、出光面は、透光性基材に延伸する全体の上表面を含む。本実施例では、反射面Ｒ１は出光面Ｓ１０１と接続する。また、第二凹溝１１２６は、それぞれ、第一凹溝１１２４の位置に相対し且つ底面Ｓ１０３に窪み、且つ第二凹溝１１２６は、それぞれ、入光曲面Ｓ１０５を有し、そのうち、入光曲面Ｓ１０５は、底面１０３と接続する。同様に、図１Ｂでは、底面Ｓ１０３は透光性基材１１２２に示されるが、底面Ｓ１０３は透光性基材１１２２に延伸する全体の下表面であることは、当業者にとって自明であるので、本願明細書又は特許請求の範囲に記載の「第二凹溝が底面に窪む」という表現又は類似する用語では、前記底面は透光性基材に延伸する全体の下表面を含む。本実施例では、入光曲面Ｓ１０５の接線の傾斜度の絶対値は、底面Ｓ１０３から出光面Ｓ１０１への方向に沿って逓減する。

また、図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、発光素子１１４０は、各第二凹溝１１２６の入光曲面Ｓ１０５の近傍に設置され、且つ各発光素子１１４０は、光束Ｌ１を提供する出光面Ｓ２０１を有し、そのうち、各発光素子１１４０の出光面Ｓ２１０は、対応する各第二凹溝１１２６の入光曲面Ｓ１０５に面する。特に、本実施例の各発光素子１１４０の出光面Ｓ２０１は、対応する各第二凹溝１１２６の入光曲面Ｓ１０５と共形でなく、即ち、各発光素子１１４０の出光面Ｓ２０１の接線の傾斜度は、対応する入光曲面Ｓ１０５の接線の傾斜度と異なる。具体的に言えば、本実施例の発光素子１１４０は、基板１１４２、発光ダイオードチップ１１４４、及びパッケージ体１１４６を有してもよい。発光ダイオードチップ１１４４は、基板１１４２に配置され、また発光面Ｓ２０２を有し、且つ発光面Ｓ２０２は光束Ｌ１を提供する。パッケージ体１１４６は、発光ダイオードチップ１１４４に配置され、且つパッケージ体１１４６の表面１１４６ａは、各発光素子１１４０の出光面Ｓ２１０を構成し、そのうち、本実施例のパッケージ体１１４６は、発光ダイオードチップ１１４６をパッケージした後に露出した表面１１４６ａが、平面を例として説明される。

詳細に言えば、本実施例の発光素子１１４０の出光面Ｓ２０１は、対応する各第二凹溝１１２６の入光曲面Ｓ１０５と共形でなく、出光面Ｓ２０１からの光束Ｌ１は、透光性基材１１２２の入光曲面Ｓ１０５に伝播するときに、一部の光束Ｌ１は、入光曲面Ｓ１０５に傾斜入射することができるので、入光曲面Ｓ１０５を通過した一部の光束Ｌ１は屈折されることができ、これにより、光束Ｌ１は、透光性基材１１２２の内部においてより遠く伝播することができる。このようにして、透光性基材の出光面に直接伝播する光束Ｌ１の部分を減らし、光束Ｌ１が出光面Ｓ１０１から射出する確率を下げることができる。言い換えると、光束Ｌ１が透光性基材１１２２内を伝播する確率を相対的に上げることができ、これにより、透光性基材１１２２内の光強度の分布は、より均一になる。

また、入光曲面Ｓ１０５を通過した一部の光束Ｌ１は、反射面Ｒ１に伝播するときに、反射面Ｒ１により少なくとも一部全反射されることができる。具体的に言えば、本実施例の反射面Ｒ１は、全反射面であり、そのうち、透光性基材１１２２の屈折率と外部の屈折率（例えば、空気の屈折率）との差が大きければ大きいほど、入光曲面Ｓ１０５からの光束Ｌ１の部分が多くなり、これにより、反射面Ｒ１に伝播するときに、より多くの光束Ｌ１がより容易に全反射されることができる。また、反射面Ｒ１の傾斜度も、透光性基材１１２２内部の光束Ｌ１が反射される量の多寡に影響を与える。上述の実施例では、使用者のニーズに応じて、光束Ｌ１が反射面Ｒ１により反射される量を調整しても良い。なお、一部の光束Ｌ１は反射面Ｒ１により反射されることができるが、反射面Ｒ１に伝播する少数の光束Ｌ１は、入射角度が全反射角度（total reflection angle）より小さいときに、反射面Ｒ１を通過し、透光性基材１１２２から射出することもできる。

本実施例では、図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、透光性素子１１２０は、複数の開口Ｏ１を有しても良く、そのうち、これらの開口Ｏ１は、それぞれ、これらの第一凹溝１１２４及び対応するこれらの第二凹溝１１２６を連通し、且つ第一凹溝１１２４の反射面Ｒ１は、対応する第二凹溝１１２６の入光曲面Ｓ１０５と接続することができる。具体的に言えば、透光性素子１１２０は開口Ｏ１を有するので、発光素子１１４０の出光面Ｓ２０１からの光束Ｌ１の一部は、開口Ｏ１を直接通過して透光性素子１１２０から射出することができる。

また、図１Ｂに示すように、光散乱用微細構造１１６０は、透光性素子１１２０の底面Ｓ１０３に配置され、且つ光源モジュール１１００は、第一反射片１１２８を含んでも良く、そのうち、第一反射片１１２８は、透光性基材１１２２の底面Ｓ１０３に設置され、またこれらの発光素子１１４０の周辺に位置する。本実施例では、光散乱用微細構造１１６０は、図１Ｂに示すような複数のドット（dot）を例として説明され、そのうち、これらのドットは、隣接する二つのドットの間隔が発光素子１１４０から離れる方向に沿って逓減するように透光性素子１１２０の底面Ｓ１０３に配列されるが、これに限定されない。

具体的に言えば、光束Ｌ１は入光曲面Ｓ１０５を通過したことで透光性素子１１２０に進入した後に、光束Ｌ１は、光散乱用微細構造１１６０により、その一部が臨界角度より小さい入射角度で透光性素子１１２０の出光面Ｓ１０１に入射するので、透光性素子１１２０の出光面Ｓ１０１を通過して透光性素子１１２０から射出することができる。また、本実施例では、他の一部の光束Ｌ１は、光散乱用微細構造１１６０の散乱作用により、透光性素子１１２０の底面Ｓ１０３に配置される第一反射片１１２８に伝播する。第一反射片１１２８は、光束Ｌ１を反射し、また光束Ｌ１を、順序に透光性素子１１２０の底面Ｓ１３０及び出光面Ｓ１０１を通過させて透光性素子１１２０の外へ射出させる。言い換えると、本実施例の光源モジュール１１００は、透光性素子１１２０の使用により、発光素子１１４０の点光源を、照明又はバックライトのための均一な線光源に変換することができる。

図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、照明装置１０００では、導光板１２００は、入光面１２２０、出光面１２４０、及び底面１２６０を有し、出光面１２４０は、底面１２６０に相対し、且つ入光面１２２０は、出光面１２４０及び底面１２６０に接続し、そのうち、光源モジュール１１００は、導光板１２００の入光面１２２０の近傍に設置され、且つ透光性基材１１２２の出光面Ｓ１０１は、導光板１２００の入光面１２２０に面する。具体的に言えば、本実施例の照明装置１０００は、光源モジュール１１００中の透光性素子１１２０により、発光素子１１４０の点光源を、導光板に進入する前に、均一な線光源に変換することができ、これにより、従来の導光板の混光距離をもっと小さくしたいというニーズを満たし、導光板のホットスポット現象を抑えることができ、且つ発光素子の使用数量を減らすこともできる。本実施例では、導光板１２００は、平板状の導光板を例として説明されるが、これに限定されない。同様に、図１Ｂに示すように、光束が比較的均一的に導光板の出光面から射出できるようになるためには、導光板１２００の底面１２６０に光散乱微細構造１１６０が設置される。また、図１Ｂに示すように、照明装置１０００は、第二反射片１４００も含み、この第二反射片１４００は、導光板１２００の底面１２６０に配置される。

図２Ａは、本実施例における照明装置が透光性素子を採用しない場合の光場分布図であり、図２Ｂは、本実施例における照明装置が透光性素子を採用する場合の光場分布図である。本実施例では、図２Ａ及び図２Ｂは、入光面から導光板までの距離が同じである場合に測定された導光板内部の光場分布図である。図２Ａから分かるように、図２Ａには、はっきりしている明るいスポットが三つあり、この三つの明るいスポットは、発光素子の発光位置であり、そのうち、図２Ａに呈する光均一度は約１％以下であり、即ち、透光性素子を配置しないときに、この測定距離の下で、はっきりしているホットスポット現象を依然として有する。例えば、図２の測定条件としては、発光素子間の間隔が２．５ｃｍである。よって、混光距離（Ａ）と発光素子間の間隔（Ｐ）との比（Ａ／Ｐ）が約１．７であることで換算すると、良好な光均一度を有するようになるためには、図２Ａの混光距離が４．２５ｃｍ以上になる必要がある。

しかし、本実施例の照明装置１０００は、透光性素子１１２０を使用するので、発光素子１１４０の点光源は、線光源の形態で光を導光板１２００内部に均一的に入射させることができ、これにより、図２Ａと同じ測定条件の下で、即ち、同じ測定位置で導光板内部の光場分布を測定するときに、図２Ｂに示すように、均一度が約７５％である結果を得ることができる。具体的に言えば、図２Ｂでは、発光素子１１４０間の間隔（Ｐ）が同様に２．５ｃｍである場合に、混光距離（Ａ）が０．５ｃｍであると、良好な光均一度を得ることができる。言い換えると、本実施例の照明装置１０００は、透光性素子１１２０を発光素子１１４０と導光板１２００との間に設置することにより、ホットスポット現象を有効に抑えることができるのみならず、混光距離（Ａ）と発光素子間の間隔（Ｐ）との比（Ａ／Ｐ）を有効に下げることもでき、例えば、０．２（即ち、０．５ｃｍ／２．５ｃｍ）まで下げることができる。よって、本実施例の照明装置１０００は、数量が比較的少ない発光素子を使用することにより、光均一度が良好な照明用面光源を提供することができる。

また、光線の利用率を有効に向上するためには、図１Ａに示すように、透光性基材１１２２は、側面Ｓ１０２をさらに有しても良く、そのうち、側面Ｓ１０２は、透光性基材１１２２の出光面Ｓ１０１及び底面Ｓ１０３に接続する。本実施例では、側面Ｓ１０２は、透光性基材１１２２の出光面Ｓ１０１及び底面Ｓ１０３に傾斜するので、透光性基材１１２２内を伝播する一部の光束Ｌ１は側面Ｓ１０２に伝播するときに、光束Ｌ１は、側面Ｓ１０２により反射されて透光性基材１１２２の出光面Ｓ１０１から射出することができる。そのうち、この反射メカニズムは、全反射の方式、又は側面１０２に反射層（図示せず）をメッキすることで、光束Ｌ１を出光面Ｓ１０１へ反射するものであっても良い。

導光板１２００の出光面１２４０から射出する光束Ｌ１の形状及び均一度をさらに制御するためには、本実施例の照明モジュール１０００は、導光板１２００の出光面１２４０に配置される光学膜セット１３００を採用することによりその目的を達成する。本実施例では、光学膜セット１３００は、拡散片、プリズム片、及び増光片のうち少なくとも一つを含む。導光板１２００の出光面１２４０から射出する光束Ｌ１が拡散片を通過した後は、均一的な効果を達成することができ、また、光束Ｌ１がプリズム片又は増光片を通過した後は、出光角度を収束させる効果を達成することができる。また、他の実施例では、光学膜セット１３００に含まれる光学膜は、適切な微細構造を有する他の光学膜であっても良い。

なお、図１Ａ〜図１Ｃの照明装置１０００に応用される透光性素子１１２０は、線状の透光性素子であってもよく、即ち、光源モジュール１１００は、線光源モジュールと見なされても良い。よって、図１Ａ〜図１Ｃに応用される照明装置１０００のこれらの第一凹溝及びこれらの第二凹溝は、一次元方向の配列を呈する。また、本実施例の照明装置１０００には、光源モジュール１１００、導光板１２００、及び光学膜セット１３００などの光学素子が設置されるので、照明装置１０００は、一種類のエッジライト式バックモジュールであっても良いが、これに限定されない。また、本実施例の照明装置１０００は、一般の照明器具に用いられても良い。

図３は、図１Ｂの発光素子のもう一つの実施形態を示す図である。図１Ｂ及び図３を同時に参照する。照明装置１０００では、発光素子１１４０は、図３に示す発光素子１１４０ａの実施形態を採用しても良い。詳細に言えば、発光素子１１４０ａは、発光素子１１４０とほぼ同じであるが、両者の相違点は、パッケージ体１１４６の表面Ｓ３０１が発光素子１１４０ａの出光面を構成し、そのうち、この表面Ｓ３０１が曲面の実施方式を採用することにある。なお、この表面Ｓ３０１の曲率は、照明装置１０００の入光曲面Ｓ１０５と異なり、即ち、表面Ｓ３０１の接線の傾斜度は、対応する入光曲面Ｓ１５０の接線の傾斜度と異なり、表面Ｓ３０１は、入光曲面Ｓ１０５と共形でない。

図４は、図１Ｂの透光性素子のもう一つの実施形態を示す図である。図１Ｂ及び図４を同時に参照する。照明装置１０００では、透光性素子１１２０は、図４に示す透光性素子１１２０ａの実施形態を採用しても良い。詳細に言えば、透光性素子１１２０ａは、透光性素子１１２０とはほぼ同じであるが、両者の相違点は、各第一凹溝１１２４が反射面Ｒ１に接続する溝底面Ｓ１０７を有することにある。よって、透光性素子１１２０が図１Ｂの照明装置１０００に応用されるときに、各発光素子１１４０からの一部の光束Ｌ１は、各第二凹溝１１２６の入光曲面Ｓ１５０を通過して透光性基材１１２２内に進入し、また各第一凹溝１１２４の溝底面Ｓ１０７を通過して透光性基材１１２２から射出する。

図５は、図１Ｂの照明装置のもう一つの実施形態の断面図である。図１Ｂ及び図５を同時に参照する。照明装置１０００ａは、照明装置１０００の構造が採用したコンセプトとほぼ同じであるが、両者の相違点は、透光性基材１１２２の底面Ｓ１０３に設置される光散乱微細構造１１６０ａが、図５に示すような複数の窪み微細構造を採用することにある。同様に、これらの窪み微細構造は、ドットの機能及び効果を有し、即ち、一部の光束Ｌ１を、透光性基材１１２２の出光面Ｓ１０１から射出させることができ、且つ一部の光束Ｌ１は、窪み微細構造を通過して底面Ｓ１０３に入射し、また反射片１１２８に伝播することができ、その後、反射片１１２８により反射されて透光性基材１１２２の内部に戻された後に出光面Ｓ１０１から射出することができる。照明装置１０００ａは、照明装置１０００と同じコンセプトを採用するので、照明装置１０００ａは、同様に、照明装置１０００が言及した利点を有する。

図６Ａは、本発明の他の一実施例における照明装置の上面図であり、図６Ｂは、ＢＢ′線に沿った照明装置の局部断面図である。図１Ａ〜図１Ｃ、図６Ａ、及び図６Ｂを同時に参照する。本実施例の照明装置２０００は、照明装置１０００が言及したコンセプトと類似するものを採用するが、両者の相違点は、図６Ａに示すように、透光性素子１１２０ｂが平板状の透光性素子であり、且つこれらの第一凹溝１１２４ｂ及びこれらの第二凹溝１１２６ｂが透光性基材１１２２ｂにおいて二次元方向の配列を呈することにある。詳細に言えば、図６Ａに示すように、各第一凹溝１１２４ｂ及び各対応する第二凹溝１１２６ｂは、第一方向Ｐ１に沿って延伸し、また第二方向Ｐ２に沿って配列される。また、各第二凹溝１１２６ｂの下には、発光素子１１４０が対応して設置される。言い換えると、本実施例の光源モジュール２１００は、複数の点光源の発光素子１１４０と透光性素子１１２０ｂとを結合するので、面光源を提供することができる光源モジュールになる。このようにして、照明装置２０００は、照明器具に用いられることができるのもならず、照明装置２０００は、光学膜１３００と併せて使用されることにより、一種類の直下型バックライトモジュールを成すこともできる。本実施例では、側面Ｓ１０２は、透光性基材１１２２の出光面Ｓ１０１及び底面Ｓ１０３に垂直であっても良い。

照明装置２０００は、照明装置１０００が言及したコンセプトと同じもの、及び照明装置１０００が言及した構造と類似するものを採用するので、照明装置２０００は、同様に、照明装置１０００が言及した利点を有し、ここでは、その説明を省略する。

図７Ａは、本発明の他の一実施例における照明装置の上面図である。図６Ａ、図６Ｂ及び図７Ａを同時に参照する。本実施例の照明装置３０００ａは、照明装置２０００が言及したコンセプトに類似するものを採用するが、両者の相違点は、図７Ａに示すように、平板状の透光性素子１１２０ｃの出光面Ｓ１０１の外観が円形であり、且つこれらの第一凹溝１１２４ｃ及びそれらの第二凹溝１１２６ｃが平板状の透光性基材１１２２ｃにおいて二次元方向の配列を呈することにある。具体的に言えば、各第一凹溝１１２４ｃ及び各対応する第二凹溝１１２６ｃは、点状の配列を呈し、これは、図６Ａに示すような、各第一凹溝１１２４ｂ及び各対応する第二凹溝１１２６ｂが線状の配列を呈する構造と異なる。同様に、各第二凹溝１１２６ｃの下には、発光素子１１４０が対応して設置される。照明装置３０００ａは、照明装置２０００が言及したコンセプトと同じもの、及び照明装置２０００が言及した構造と類似するものを採用するので、照明装置３０００ａは、同様に、照明装置２０００が言及した利点を有し、ここでは、その説明を省略する。

図７Ｂは、本発明の他の一実施例における照明装置の上面図である。図７Ａ及び図７Ｂを同時に参照する。本実施例の照明装置３０００ｂは、照明装置３０００ａが言及したコンセプトと類似するものを採用するが、両者の相違点は、図７Ｂに示すように、平板状の透光性素子１１２０ｄの出光面Ｓ１０１の外観が方形である。同様に、各第一凹溝１１２４ｄ及び各対応する第二凹溝１１２６ｄは、点状の配列を呈し、これは、図６Ａに示すような、各第一凹溝１１２４ｄ及び各対応する第二凹溝１１２６ｄが線状の配列を呈する構造と異なる。また、各第二凹溝１１２６ｄの下には、発光素子１１４０が対応して設置される。照明装置３０００ｂは、照明装置３０００ａが言及したコンセプトと同じもの、及び照明装置３０００ａが言及した構造と類似するものを採用するので、照明装置３０００ｂは、同様に、照明装置３０００ａが言及した利点を有し、ここでは、その説明を省略する。

以上述べたところを総合すれば、本発明の実施例の光源モジュール及び照明装置は、少なくとも以下の利点を有する。先ず、光源モジュールは、複数の点光源の発光素子と透光性素子とを結合することにより、特に、発光素子の出光面と透光性素子の入光曲面とは共形でないことにより、光均一度が良好な線光源又は面光源を提供することができる。また、照明装置は、導光板と、線光源を提供する光源モジュールとを結合する場合に、発光素子の使用数量を減らすことができるのみならず、ホットスポット現象の発生を抑えることもでき、これにより、光均一度が良好な照明用面光源を提供することができる。同様に、照明装置は、光学膜セットと、面光源を提供する光源モジュールとを結合する場合に、発光素子の使用数量を減らすことができると同時に、良好な光均一度を有する照明用面光源を提供することもできる。

本発明は、上述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、上述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の精神と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示された全ての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の部分と発明の名称は、文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の権利範囲を限定するものでない。

１０００、１０００ａ、２０００、３０００ａ、３０００ｂ 照明装置
１１００、２１００ 光源モジュール
１１２０、１１２０ａ、１１２０ｂ、１１２０ｃ、１１２０ｄ 透光性素子
１１２２、１１２２ｂ、１１２２ｃ 透光性基材
１１２４、１１２４ｂ、１１２４ｃ、１１２４ｄ 第一凹溝
１１２６、１１２６ｂ、１１２６ｃ、１１２６ｄ 第二凹溝
１１４０、１１４０ａ 発光素子
１１４２ 基板
１１４４ 発光ダイオードチップ
１１４６ パッケージ体
１１４６ａ 表面
１１６０、１１６０ａ 光散乱用微細構造
１１２８ 第一反射片
１２００ 導光板
１２２０ 入光面
１２４０ 出光面
１２６０ 底面
１３００ 光学膜セット
１４００ 第二反射片
Ｓ１０１ 出光面
Ｓ１０２ 側面
Ｓ１０５ 入光曲面
Ｓ１０７ 溝底面
Ｓ２０１ 出光面
Ｓ２０２ 発光面
Ｓ３０１ 表面
Ｌ１ 光束
Ｏ１ 開口
Ｒ１ 反射面
Ｐ１ 第一方向
Ｐ２ 第二方向

Claims (18)

1. 透光性素子と、複数の発光素子と、複数の光散乱微細構造と、を含む光源モジュールであって、
   前記透光性素子は、出光面と前記出光面に相対する底面とを具備する透光性基材と、前記出光面に窪んで形成される複数の第一凹溝と、別々に前記複数の第一凹溝に対応するよう前記底面に窪んで形成される複数の第二凹溝と、を含み、
   前記各々の第一凹溝内は、前記出光面と接続する反射面を有しており、
   前記複数の第二凹溝内は、前記底面と接続する入光曲面を有しており、
   前記複数の発光素子は、前記複数の第二凹溝の各々の前記入光曲面の近傍に設置され、且つ前記複数の発光素子の各々は、光束を提供する出光面を有し、前記複数の発光素子の各々の前記出光面は、対応する前記複数の第二凹溝の各々の前記入光曲面と共形でなく、
   前記複数の光散乱微細構造は、前記透光性基材の前記底面に配置され、
   前記透光性素子は、複数の開口をさらに含み、前記複数の開口は、それぞれ、前記複数の第一凹溝と、対応する前記複数の第二凹溝とを連通し、
   前記透光性基材の前記底面に設置され、且つ前記複数の発光素子の周辺の位置にする第一反射片をさらに含み、
   前記第一反射片と前記透光性基材の底面との間、及び前記第一反射片と前記透光性素子との間にはそれぞれ、間隔が形成され、且つ前記第一反射片は、前記透光性素子が射出した光束を前記透光性基材の底面へと反射する、光源モジュール。
2. 前記複数の発光素子の各々からの前記光束は、前記複数の第二凹溝の各々の前記入光曲面を通過して前記透光性基材内に進入し、且つ前記入光曲面を通過した一部の前記光束は、前記反射面に伝播する時に前記反射面により少なくとも一部全反射される、請求項１に記載の光源モジュール。
3. 前記複数の第一凹溝の各々は、前記反射面と接続する溝底面を有し、且つ前記複数の発光素子の各々からの一部の前記光束は、前記複数の第二凹溝の各々の前記入光曲面を通過して前記透光性基材内に進入し、また前記複数の第一凹溝の各々の前記溝底面を通過して前記透光性基材から射出する、請求項１に記載の光源モジュール。
4. 前記複数の発光素子の各々は、基板と、発光ダイオードチップと、パッケージ体と、を含み、前記発光ダイオードチップは、前記基板に配置され、また発光面を有し、且つ前記発光面は、前記光束を提供し、前記パッケージ体は、前記発光ダイオードチップに配置され、且つ前記パッケージ体の表面は、前記複数の発光素子の各々の前記出光面を構成する、請求項１に記載の光源モジュール。
5. 前記パッケージ体の前記表面は、平面又は曲面を含む、請求項４に記載の光源モジュール。
6. 前記反射面は、前記入光曲面と接続する、請求項５に記載の光源モジュール。
7. 前記透光性基材は、側面をさらに有し、前記側面は、前記透光性基材の前記出光面及び前記底面に接続する、請求項１に記載の光源モジュール。
8. 前記側面は、前記透光性基材の前記出光面及び前記底面に垂直である、請求項７に記載の光源モジュール。
9. 前記側面は、前記透光性基材の前記出光面及び前記底面に傾斜し、且つ前記透光性基材内を伝播する一部の前記光束は、前記側面に伝播する時に、前記側面により反射されて前記透光性基材の前記出光面から射出する、請求項７に記載の光源モジュール。
10. 前記複数の光散乱微細構造は、複数のドット又は複数の窪み微細構造を含む、請求項１に記載の光源モジュール。
11. 照明装置であって、
    請求項１に記載の光源モジュールと、
    入光面と、出光面と、底面と、を有する導光板であって、前記導光板の前記出光面は、前記導光板の前記底面に相対し、且つ前記導光板の前記入光面は、前記導光板の前記出光面及び前記導光板の前記底面に接続する導光板と、を含み、
    前記光源モジュールは、前記導光板の前記入光面の近傍に設置され、且つ前記透光性基材の前記出光面は、前記導光板の前記入光面に面する、照明装置。
12. 前記導光板の前記出光面に配置される光学膜セットをさらに含み、前記光学膜セットは、拡散片、プリズム片、及び増光片のうち少なくとも一つを含む、請求項１１に記載の照明装置。
13. 前記導光板の前記底面に配置される第二反射片をさらに含む、請求項１１に記載の照明装置。
14. 前記透光性素子は、線状の透光性素子である、請求項１１に記載の照明装置。
15. 前記複数の第一凹溝と、前記複数の第二凹溝とは、一次元方向に配列されて設置される、請求項１１に記載の照明装置。
16. 照明装置であって、
    請求項１に記載の光源モジュールと、
    前記透光性基材の前記出光面に配置される光学膜セットであって、拡散片、プリズム片、及び増光片のうち少なくとも一つを含む光学膜セットと、を含む、照明装置。
17. 前記透光性素子は、平板状の透光性素子である、請求項１６に記載の照明装置。
18. 前記複数の第一凹溝と、前記複数の第二凹溝とは、前記透光性基材において、二次元方向の配列を呈する、請求項１６に記載の照明装置。

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