CN103148449B - 用于直下式液晶背光的led透镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于直下式液晶背光的LED透镜，所述的透镜是由透明材料制成的实体，包括底面、围绕所述的底面在竖直方向延伸的内曲面以及外曲面，所述的内曲面四周向上凹陷形成第一光学曲面，所述的第一光学曲面为光入射面，所述的外曲面包括四个四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光学曲面，所述的第二光学曲面为光折射面，每个所述的第二光学曲面包括沿底面向上延伸的侧面、沿侧面向上凸起的上凸面、沿所述的上凸面向中心凹陷的上凹面。本发明解决了现有技术中的问题，能够在扩散板上形成一个均匀照度的矩形或椭圆形光斑，更为合理，效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED透镜，特别涉及一种用于直下式液晶背光的LED透镜。
背景技术
传统的液晶显示器的冷阴极管(CCFL)背光源已经逐渐被发光二极管(LED)背光源所取代。但是与线光源冷阴极管不同，LED属于发出一定角度光束的点光源，用于直下式液晶显示器(LCD)背光源时，需要数百设置上千三基色LED排布成一定的陈列形成面光源，然后对液晶面板进行照明。
现有LED直下式液晶电视背光源多采在LED前加一透镜，通过透镜对从LED出来的光进行二次配光，以减少背光模组厚度及LED的使用量，同时满足液晶的背光源对辉度及均一性的要求。目前市场上的直下式背光源LED透镜，其光学结构部分俯视图投影的外围轮廓大都为圆形，其光学结构部分形状大都为旋转对称形式，因此现有直下式液晶电视LED透镜光斑都为圆形，而光液晶电视显示屏一般都为矩形，采用矩形光斑分布的LED透镜将更为合理。
发明内容
为了克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种用于直下式液晶背光的LED透镜，能够形成矩形光斑，更为合理。
为了达到以上目的，本发明提供了一种用于直下式液晶背光的LED透镜，
是由透明材料制成的实体，包括底面、围绕所述的底面在竖直方向延伸的内曲面以及外曲面，所述的内曲面四周向上凹陷形成第一光学曲面，所述的第一光学曲面为光入射面，所述的外曲面包括四个四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光学曲面，所述的第二光学曲面为光折射面，每个所述的第二光学曲面包括沿底面向上延伸的侧面、沿侧面向上凸起的上凸面、沿所述的上凸面向中心凹陷的上凹面。
作为优选地，所述的四个四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光学曲面两两对称。
作为优选地，所述的底面垂直于中轴线。
作为优选地，所述的侧面为一连接所述的底面的圆柱面或圆锥面。
作为优选地，所述的内曲面位于透镜中心。
作为进一步优选地，所述的内曲面呈半椭球形。
作为又一进一步优选地，所述的内曲面位于所述的上凹面的正下方。
作为优选地，其由玻璃或光学树脂材料制成。
由于采用了上述技术方案，使得采用本发明设计方案的透镜能够在扩散板上形成一个均匀照度的矩形光斑，更为合理，效果更好，目前市场上的直下式背光源LED透镜，其光学结构部分俯视图投影的外围轮廓大都为圆形，本发明中提及透镜为自由形式，目前市场上的直下式背光源LED透镜，其光学结构部分形状大都为旋转对称形式，本发明提及透镜为自由曲面分布。
附图说明
附图1为根据本发明的用于直下式液晶背光的LED透镜实施例一的立体示意图；
附图2为根据本发明的用于直下式液晶背光的LED透镜实施例一的俯视图；
附图3为根据本发明的用于直下式液晶背光的LED透镜实施例一的侧视图；
附图4为根据本发明的用于直下式液晶背光的LED透镜实施例一的光斑效果图(矩形对称)；
附图5为根据本发明的用于直下式液晶背光的LED透镜工作原理图；
附图6为根据本发明的用于直下式液晶背光的LED透镜实施例二的立体示意图；
附图7为根据本发明的用于直下式液晶背光的LED透镜实施例二的俯视图；
附图8为根据本发明的用于直下式液晶背光的LED透镜实施例二的光斑效果图(矩形非对称)；
附图9为模块化透镜构成背光模组实施例的示意图；
附图10为模块化透镜构成背光模组另一实施例的示意图；
附图11为附图10的立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一：
参见附图1至附图5所示，本实施例中的用于直下式液晶背光的LED透镜，是由透明材料制成的实体，包括底面A1、围绕底面A1在竖直方向延伸的内曲面A2以及外曲面，内曲面A2四周向上凹陷形成第一光学曲面，第一光学曲面为光入射面，外曲面包括四个四周沿底面A1向上延伸的相拼接而成的第二光学曲面，第二光学曲面为光折射面，每个第二光学曲面包括沿底面A1向上延伸的侧面A3、沿侧面A3向上凸起的上凸面A4、沿上凸面A4向中心凹陷的上凹面A5；底面A1垂直于中轴线；侧面A3为一连接底面A1的圆柱面；内曲面A2位于透镜中心；内曲面A2呈半椭球形；内曲面A2位于上凹面A5的正下方；透镜其由玻璃或光学树脂材料制成。
以下结合附图4说明本发明的工作原理：发光部件LED位于内曲面A2的正下方，LED出来的光线a，b或c经内曲面A2折射进入到透镜内部，再经外曲面折射出最后打到扩散板1上面。其中光线a经过内曲面A2折射进入透镜内部，再经过上凹面A5折射出最后打到扩散板1上，光线b经过内曲面A2折射进入透镜内部，再经过上凸面A4折射出最后打到扩散板1上，光线c经过内曲面A2折射进入透镜内部，再经过侧面A3折射出最后打到扩散板1上。通过内曲面A2和外曲面来调整光的能量分布，最终在扩散板1上形成一个均匀照度的矩形或椭圆形光斑，其效果如附图5所示，各个位置光照分布均匀。
实施例二：
参见附图6至附图8所示，本实施例中的直下式液晶背光的LED透镜的结构与光学原理图与实施例一中相近似，区别在于本实施例中的四个四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光学曲面两两对称，即上面两个外形相同，下面两个外形相同，其目的在于实现如附图8所示的光学效果分布图，可以看到其光斑上方分布较多而下方分布较少，可以用于特定要求的产品中。
如附图9所示，提供了一种模块化透镜构成的背光模组，包括若干个平行设置的PCB板、沿着所述的PCB板均匀分布的若干个LED透镜，各个PCB板之间的间距相同，其上的LED透镜对应于以上实施例一中提出的用于直下式液晶背光的LED透镜的结构，用于形成常规光斑分布类型的场合。
如附图10与附图11所示，提供了一种模块化透镜构成的背光模组，包括若干个平行设置的PCB板、沿着所述的PCB板均匀分布的若干个LED透镜，各个PCB板之间非等间距排布，其上的LED透镜对应于以上实施例二中提出的用于直下式液晶背光的LED透镜的结构，用于形成非常规的不对称光斑分布类型的场合。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于直下式液晶背光的LED透镜，是由透明材料制成的实体，其特征在于，包括底面、围绕所述的底面在竖直方向延伸的内曲面以及外曲面，所述的内曲面四周向上凹陷形成第一光学曲面，所述的第一光学曲面为光入射面，所述的外曲面包括四个四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光学曲面，所述的第二光学曲面为光折射面，每个所述的第二光学曲面包括沿底面向上延伸的侧面、沿侧面向上凸起的上凸面、沿所述的上凸面向中心凹陷的上凹面。
2.如权利要求1所述的用于直下式液晶背光的LED透镜，其特征在于：所述的四个四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光学曲面两两对称。
3.如权利要求1所述的用于直下式液晶背光的LED透镜，其特征在于：所述的底面垂直于中轴线。
4.如权利要求1所述的用于直下式液晶背光的LED透镜，其特征在于：所述的侧面为一连接所述的底面的圆柱面或圆锥面。
5.如权利要求1所述的用于直下式液晶背光的LED透镜，其特征在于：所述的内曲面位于透镜中心。
6.如权利要求5所述的用于直下式液晶背光的LED透镜，其特征在于：所述的内曲面呈半椭球形。
7.如权利要求5所述的用于直下式液晶背光的LED透镜，其特征在于：所述的内曲面位于所述的上凹面的正下方。
8.如权利要求1所述的用于直下式液晶背光的LED透镜，其特征在于：其由玻璃或光学树脂材料制成。
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