技术领域
[0001] 本发明是有关于一种照明技术，且特别是有关于一种光源模块。
相关背景技术
[0002] 近年来，采用非对称光学设计的荧幕挂灯，因为可避免光线直射荧幕造成刺眼、久用眼睛酸疼等不适问题，其市场接受度逐渐打开。现行的荧幕挂灯用来调整照明光型的方法主要可分为两类，其中一类是使用透镜进行聚光或调光，而另一类则是使用反射灯罩反射照明光束并重塑其光型。然而，以现行采用反射灯罩的荧幕挂灯来说，并不存在一种可兼顾照明范围内整体照度与照明均匀度的设计方案。
具体实施方式
[0036] 有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。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。
[0037] 图1是依照本发明的一光源模块的剖视示意图。图2A及图2B是图1的光源模块的放大示意图。图3是图1的光源模块在不同夹角θ0的条件下于目标平面上的照度对不同夹角θ的分布曲线图。图4是图1的光源模块在不同夹角θ0的条件下于目标平面上的照度对不同照射位置的分布曲线图。图5是图1的光源模块在不同目标平面长度下的评价值E对不同夹角θ0的分布曲线图。
[0038] 请参照图1及图2A，光源模块10包括光源LS与反射件RF。光源LS具有出光面LSe，且用于经由出光面LSe发出照明光束ILB。反射件RF设置在来自光源LS的照明光束ILB的传递路径上。光源模块10用于为一目标平面TP提供照明。具体地，来自光源LS的照明光束ILB是经由反射件RF的反射后照射在目标平面TP上。
[0039] 在本实施例中，光源模块10还可包括壳体SH，且光源LS与反射件RF设置在壳体SH内。壳体SH设有开口OP。照明光束ILB经由壳体SH的开口OP照射在目标平面TP上。更具体地说，本实施例的光源模块10可以是作为荧幕挂灯的灯具，但不局限于此。
[0040] 进一步而言，光源LS的出光面LSe是以背离目标平面TP的方式倾斜。举例来说，光源LS的出光面LSe的法线方向与一虚拟平面IP之间具有大于0的夹角A，其中虚拟平面IP(如图2A所示)平行于图1中的目标平面TP。较佳地，夹角A可介于10度至30度的范围内。
[0041] 反射件RF包括第一反射面RS1与第二反射面RS2。第一反射面RS1朝向光源LS的出光面LSe设置。第二反射面RS2弯折地延伸自第一反射面RS1。特别注意的是，反射件RF的第一反射面RS1与第二反射面RS2都为平面。光源模块10具有相对于第一反射面RS1与光源LS呈镜像设置的第一镜像光源MLS1，亦即第一镜像光源MLS1位在反射件RF背离第一反射面RS1的一侧。
[0042] 从另一观点来说，光源LS发出的照明光束ILB在经由反射件RF的第一反射面RS1反射后的光路径若往光行进方向的反向延伸会交会在第一镜像光源MLS1。也就是说，照明光束ILB也可视为由第一镜像光源MLS1发出且未经由任何反射元件或折光元件改变光路方向的光束(如图1及图2A所示)。
[0043] 应注意的是，在本实施例中，壳体SH具有定义开口OP且较靠近光源LS的边缘SHe，且第一镜像光源MLS1与壳体SH的边缘SHe的虚拟连线IL会通过反射件RF的第一反射面RS1与第二反射面RS2间的弯折处BP；因为第一镜像光源MLS1超过这条虚拟连线IL的光线会被壳体SH遮蔽，故选择此处由第一反射面RS1转折为第二反射面RS2，以达到灯具最佳照明效率。在本实施例中，虚拟连线IL平行于目标平面TP的法线方向(例如方向Z)。
[0044] 在本实施例中，光源LS发出的照明光束ILB中垂直于出光面LSe出射的主光束LBM(例如出光光型中光能量最大的部分)在经由第一反射面RS1反射后的光路径与目标平面TP的法线方向(例如方向Z)之间具有夹角θ0。第一反射面RS1与虚拟平面IP(平行于目标平面TP)之间具有大于0的夹角B。
[0045] 根据主光束LBM的光路径与目标平面TP的法线方向之间所需的夹角θ0以及光源LS的出光面LSe的法线方向与虚拟平面IP之间的夹角A，可利用下列关系式(1)计算出反射件RF的第一反射面RS1与虚拟平面IP之间的夹角B：
[0046] B＝45°‑(A+θ0)/2关系式(1)
[0047] 请参照图1，在本实施例中，第一镜像光源MLS1与目标平面TP沿着目标平面TP的法线方向具有第一距离d1，而光源模块10于目标平面TP上的照射区域(例如图1中最左边的照明光束ILB于目标平面TP上的位置至最右端的照明光束ILB于目标平面TP上的位置之间的范围)中的任一点位置(例如光源模块10于目标平面TP上的照射区域的几何中心GC)与第一镜像光源MLS1在目标平面TP上的正投影之间具有第二距离d2。因此，目标平面TP上的照射区域中的任一点位置与第一镜像光源MLS1的虚拟连线与目标平面TP的法线方向之间的夹‑1角θ应等于tan (d2/d1)。
[0048] 更具体地说，此处目标平面TP上的照射区域中任一点位置相对于第一镜像光源MLS1的位置是以夹角θ来定义。举例来说，当第一距离d1为450mm且目标平面TP上的照射区域的长度为400mm时，则对应目标平面TP上的照射区域的几何中心GC(即第二距离d2为200mm)的夹角θ约为24度。
[0049] 借由前述夹角θ与夹角θ0的定义，在目标平面TP上的照射区域中任一点位置所接受到的照度比例LR可以下列关系式(2)来表示：
[0050] LR＝cos(θ0‑θ)·cos2(θ)关系式(2)
[0051] 根据关系式2，可绘示出在目标平面TP上的照射区域中任一点位置的照度比例在不同夹角θ0的条件下对夹角θ的分布曲线，如图3所示。举例来说，若将最大照度比例设定在目标平面TP上的照射区域的几何中心GC处(即夹角θ为24度的位置，如图3的虚线处)，则夹角θ0为60度的分布曲线的最大照度比例所对应的夹角θ最接近24度。
[0052] 从另一观点来说，为了让在目标平面TP上的照射区域中特定夹角θ所对应的位置具有最大照度比例，可借由下列关系式(3)取得夹角θ0的最佳设计值：
[0053] θ0＝tan‑1[3sin(θ)cos(θ)/(cos2(θ)‑2sin2(θ))] 关系式(3)[0054] 因此，若将最大照度比例设定在目标平面TP上的照射区域的几何中心GC处，则夹角θ0的最佳设计值为65.5度。再根据前述的关系式(1)即可取得反射件RF的第一反射面RS1与目标平面TP之间所需的夹角B设计值。
[0055] 由图3可知，虽然夹角θ0为60度时所取得的夹角B设计值能让在目标平面TP上的照射区域的几何中心GC处具有最大照度比例，但目标平面TP上的照射区域的整体照度比例却是图3中所有曲线里最低的。为了兼顾目标平面TP的照射区域的整体照度，须同时考量目标平面TP上的照射区域中各点位置所接收到的照度比例总和。
[0056] 为了方便说明，可借由d2＝d1·tan(θ)的转换式将图3中对应目标平面TP上的照射区域中不同位置的夹角θ转换成以第二距离d2来呈现，如图4所示。因此，图4中任一条照度比例曲线与横轴间的区域面积即为在对应的夹角θ0条件下目标平面TP的照射区域所接收到的总照度比例TLR。如下表一所示，当夹角θ0为20度时，目标平面TP的照射区域所接收到的总照度比例TLR为最大。
[0057] 表一
[0058] θ0(度) 10 20 30 40 50 60TLR 314.89 320.54 316.45 302.74 279.84 248.43
U％ 0.48 0.54 0.60 0.66 0.72 0.74
E 151.30 173.39 189.98 199.77 201.61 183.35
[0059] 为了兼顾在目标平面TP上的照射区域整体的照明均匀度，图4中任一条照度比例曲线的最小照度比例与最大照度比例的比值(即照度均匀度U％)也可作为评价参数之一，其中照度均匀度U％越大越好。如表一所示，当夹角θ0为60度时，目标平面TP上的照射区域的照度均匀度U％为最佳。
[0060] 表一另外还示出在不同夹角θ0条件下能兼顾目标平面TP上的照射区域的整体照度与照明均匀度的评价值E，其中评价值E为前述的总照度比例TLR与照度均匀度U％的乘积值，且越大越好。
[0061] 由表一可知，当夹角θ0介于40度至50度的范围内时，可兼顾目标平面TP上的照射区域的整体照度与照度均匀度。若夹角θ0介于30度至40度的范围内时，则是牺牲一些照度均匀度来换取整体照度的提升。相对地，若夹角θ0介于50度至60度的范围内时，则是牺牲一些整体照度来换取照度均匀度的提升。
[0062] 另一方面，若图1中第一镜像光源MLS1与目标平面TP之间的第一距离d1为固定，则前述的评价值E可用来判断在不同目标平面TP的照射区域的长度(即图1的第二距离d2的两倍值)下夹角θ0的最佳值。图5的四条曲线分别为第一距离d1固定为450mm且目标平面TP的照射区域的长度分别为300mm、400mm、500mm与600mm时光源模块的评价值E对夹角θ0的分布。由图5可知，对于不同目标平面TP的照射区域的长度，可选取最大评价值E所对应的夹角θ0作为最佳设计值。
[0063] 请参照图1及图2B，另一方面，反射件RF的第二反射面RS2沿着光源LS的出光面LSe的法线方向不重叠出光面LSe。因此，透过第二反射面RS2的设计可将光源LS以大角度发射的照明光束ILBs反射在目标平面TP的照射区域的特定区域来进一步提升照明范围内的整体照度及照明均匀度。在本实施例中，第二反射面RS2可选择性地平行于虚拟平面IP与目标平面TP，亦即第二反射面RS2与目标平面TP之间的夹角为0。
[0064] 光源模块10还包括相对于第二反射面RS2与光源LS呈镜像设置的第二镜像光源MLS2，亦即第二镜像光源MLS2位在反射件RF背离第二反射面RS2的一侧。从另一观点来说，光源LS以大角度发出的照明光束ILBs在经由反射件RF的第二反射面RS2反射后的光路径若往光行进方向的反向延伸会交会在第二镜像光源MLS2。也就是说，照明光束ILBs也可视为由第二镜像光源MLS2发出且未经由任何反射元件或折光元件改变光路方向的光束(如图2B所示)。
[0065] 以下将列举另一实施例以详细说明本揭露，其中相同的构件将标示相同的符号，并且省略相同技术内容的说明，省略部分请参考前述实施例，以下不再赘述。
[0066] 图6是依照本发明的另一光源模块的剖视示意图。请参照图6，本实施例的光源模块10A与图2B的光源模块10的差异在于：第二反射面的配置方式不同。具体而言，在本实施例中，反射件RF‑A的第二反射面RS2”与虚拟平面IP之间的夹角C大于0。特别说明的是，图6中的虚拟平面IP例如平行于图1的目标平面TP。也就是说，本实施例的第二反射面RS2”是相较于图1的目标平面TP倾斜。
[0067] 因此，光源LS以大角度发出的照明光束ILBs在经由本实施例的第二反射面RS2”反射后(或者是说，第二镜像光源MLS2”以大角度发出的照明光束ILBs)在图1的目标平面TP上的照射区域范围可进一步扩大(由图2B及图6的比较可知)。
[0068] 综上所述，在本发明的一实施例的光源模块中，反射件用于将来自光源的照明光束反射在目标平面上。反射件中朝向光源的出光面设置的第一反射面可将更多的照明光束反射后以较为均匀的方式照射在目标平面上。此外，弯折地延伸自第一反射面的第二反射面还可将光源以大角度发射的照明光束反射在目标平面上的特定区域来进一步提升照明范围内的整体照度及照明均匀度。
[0069] 虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
