CN103900022A - 透镜及使用该透镜的背光模组 - Google Patents

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Abstract

一种透镜，所述透镜包括入光面与出光面，所述透镜的出光面上设置有若干由内至外间隔排列的发散部，所述内侧的发散部对光的折射角度大于所述外侧的发散部对光的折射角度，所述光线经由所述入光面入射至透镜后，再经由所述出光面及出光面上的发散部折射发散后出射。本发明还涉及使用这种透镜的背光模组。

Description

透镜及使用该透镜的背光模组
技术领域
本发明涉及一种透镜及使用该透镜的背光模组，尤其涉及一种透镜及使用该透镜的直下式背光模组。
背景技术
现有的背光模组一般包括一基板，设置于基板上的若干发光二极管以及位于发光二极管出光路径上的扩散膜。所述这些发光二极管发出的光线经由所述扩散膜的散射后出射。然而，由于发光二极管的本身中部光强较强，侧向光强较弱，从而使得这些发光二极管发出的光混合后易于在扩散膜片上形成亮暗不均的现象，从而影响整个背光模组的出光效果。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种出光效果好的背光模组。
一种透镜，所述透镜包括入光面与出光面，所述透镜的出光面上设置有若干由内至外间隔排列的发散部，所述内侧的发散部对光的折射角度大于所述外侧的发散部对光的折射角度，所述光线经由所述入光面入射至透镜后，再经由所述出光面及出光面上的发散部折射发散后出射。
一种背光模组，包括基板、设置于基板上的发光二极管以及设置于发光二极管上的透镜，所述透镜的入光面朝向发光二极管，所述透镜的出光面远离发光二极管，所述透镜的出光面上设置有若干由内至外间隔排列的发散部，所述内侧的发散部对光的折射角度大于所述外侧的发散部对光的折射角度，所述发光二极管发出的光线经由所述入光面入射至透镜后，再经由所述出光面及出光面上的发散部折射发散后出射。
由于所述内侧的发散部对入射至其上的光线进行较大角度的折射，所述外侧的发散部对入射至其上的光线进行较小角度的折射，从而使得所述入射至透镜的光线经由所述透镜及发散部折射后，其强度更加均匀。
附图说明
图1为本发明的背光模组的结构示意图。
图2为图1所示的背光模组中的透镜的立体图。
图3为图2的局部放大图。
图4为图2所示的透镜的倒置图。
图5为图2所示的透镜沿V-V线的剖视图。
图6为图5的局部放大图。
主要元件符号说明
基板 10
发光二极管 20
透镜 30
导光部 31
卡榫 33
扩散膜 40
凹穴 50
腔体 60
背光模组 100
底面 311
侧面 313、503
顶面 315、501
凸缘 317
凹槽 319
发散部 320
第一发散部 321
第二发散部 322
第一竖直面 3211
第一光扩散面 3213
第二竖直面 3221
第二光扩散面 3223
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的背光模组100包括一基板10、设置于基板10上的发光二极管20、罩设所述发光二极管20的透镜30以及位于所述透镜30上方的扩散膜40。所述基板10上的发光二极管20发出的光线经由所述透镜30折射后，均匀地入射至所述扩散膜40，再经由所述扩散膜40散射后均匀地射出。本实施例中，所述背光模组100为直下式背光模组。
所述基板10为一平整的板体，其由热导性能较好的材料制成。所述基板10可以将位于其上的发光二极管20的热量及时传递至外部。
所述透镜30由透明材料制成，如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。所述透镜30用以将所述发光二极管20发出的光线折射后发散地出射。
请一并参阅图2至图4，所述透镜30包括一导光部31以及若干支撑所述导光部31的卡榫33。所述透镜30关于中心轴线O-O’对称。
所述导光部31大致呈圆柱状，其包括一底面311，一顶面315以及连接所述底面311及顶面315的环形侧面313。所述底面311为一水平的平面，所述侧面313自所述底面311的外部周缘竖直向上延伸形成，所述顶面315自所述侧面313的顶端外缘向外凸设形成。在本实施例中，所述透镜30的入光面即为底面311，所述透镜30的出光面即为顶面315。
所述卡榫33形成于所述底面311，且朝向所述基板10凸设。所述卡榫33用以将所述导光部31固定于所述基板10上。本实施例中，所述卡榫33的数目为3个，且三个卡榫33之间的连线呈等腰三角形。
一凹穴50自所述透镜30的底面311中部向顶面315方向内凹形成，如此，透镜30的底端形成有围设凹穴50的凸缘317。所述凹穴50包括一圆形的顶面501以及自圆形的顶面501周缘竖直向下延伸的环形侧面503。所述凹穴50的中心轴与所述透镜30的中心轴线O-O’线重合。所述凹穴50自底面311向顶面315凹陷的高度小于所述导光部31的高度。
所述凹穴50顶面501中心向顶面315的方向凹陷形成一腔体60。所述腔体60与所述发光二极管20正对设置。所述腔体60的内表面呈弧形，其用以将所述发光二极管20中部入射至其上的光线发散。本实施例中，所述腔体60的中心轴与所述透镜30的中心轴线O-O’重合。
所述顶面315为一光滑曲面，其自所述侧面313的顶端外缘斜向上向透镜30的中心轴线O-O’延伸至一定的高度后，再斜向下向中心轴线O-O’线延伸并汇聚于中心轴线O-O’上。如此，则所述顶面315的中心形成一向所述底面311方向凹陷的凹槽319。
所述凹槽319大致呈漏斗状，其用以将入射至其上的光线折射后向其周缘方向发散。本实施例中，所述顶面315以及凹槽319的中心轴均与所述透镜30的中心轴线O-O’线相重合。
请参阅图3至图5，若干发散部320从内至外间隔排列于透镜30的顶面315对应凹槽319的位置上。在本实施例中，这些发散部320均呈圆环状，其圆心均位于透镜30的中心轴O-O’上，并从内至外逐圈间隔排列。所述这些发散部320用以将入射至其上的光线进行不同程度的折射，从而提高所述发光二极管20的出光角度及出光的均匀度。
本实施例中，所述发散部320包括间隔设置的第一发散部321以及第二发散部322。所述第一发散部321以及第二发散部322用以将入射至其上的光线分别进行不同程度的折射后发散，从而提高所述发光二极管20的出光角度及均匀度。
请一并参阅图6，所述第一发散部321及第二发散部322从内至外逐圈依次间隔排列于所述顶面315对应凹槽319的位置上。所述第一发散部321及第二发散部322的截面呈三角形，其宽度自连接顶面315的底端向远离顶面315的顶端逐渐减小。
所述第一发散部321包括一第一竖直面3211以及自第一竖直面3211的顶端斜向下延伸的第一光扩散面3213。所述第一竖直面3211为自所述顶面315竖直向上延伸，且平行于所述透镜30的中心轴O-O’线的平面。所述第一光扩散面3213自第一竖直面3211的顶端朝向远离透镜30的中心轴线O-O’的方向斜向下延伸至透镜30的顶面315。所述第一光扩散面3213为相对于第一竖直面3211倾斜的平面。所述第一光扩散面3213与所述第一竖直面3211之间形成一夹角a，且所述夹角a优选在40度至60度之间。
所述第二发散部322与所述第一发散部321的结构相似，其包括一第二竖直面3221以及一第二光扩散面3223。所述第二竖直面3221与所述第一竖直面3211平行。所述第二竖直面3221与所述第二光扩散面3223之间的夹角b小于所述第一竖直面3211与第一光扩散面3213之间的夹角a。如此，则使得透镜30顶面位于内侧的第一发散部321对发光二极管20靠近透镜30中心轴的光线提供较强的折射扩散能力；而位于外侧的第二发散部322对发光二极管20偏离透镜30中心轴的光线提供相对较弱的扩散能力。本实施例中，所述发散部320一体形成于所述顶面315上。
于其他实施例中，所述顶面315也可以为一水平的平面或者中部向远离底面311方向外凸的凸面，只要所述这些发散部320由内至外间隔设置于所述顶面315，且每一发散部320的竖直面与光扩散面之间的夹角由内向外逐渐减小即可。
所述扩散膜40用以将入射至其上的光线进一步扩散，使得出射光线变得更加均匀。
本发明的背光模组100工作时，所述发光二极管20发出的光线自所述底面311的凹穴50的内表面入射至透镜30的内部，在经由所述透镜30顶面315以及位于顶面315上的发散部320发散后，均匀地射向所述扩散膜40。
其中，所述发光二极管20入射至所述腔体60的光线，经由腔体60折射后，发散地射向所述位于透镜30顶面315上的发散部320。其中，入射至内侧的第一发散部321上的光强较强的光线，经由第一发散部321的第一光扩散面3213折射后以较大的发散角度射出；入射至外侧第二发散部322上的光强较弱的光线，经由第二发散部322的第二光扩散面3223折射后以相对较小的角度射出。如此则使得，所述发光二极管20中部附近的光线经由所述发散部320发散后，其强度更加均匀。一方面，由于所述发散部320使所述发光二极管20的发光角度变大，而为了充分利用所述每一发光二极管20的光照度，可以适当减少发光二极管20的数目，同时也可将背光模组100的扩散膜40与所述发光二极管20之间的距离减小，进而减小整个背光模组100的体积。
另一方面，由于所述第一发散部321及第二发散部322是间隔排列于所述透镜30的顶面315上，因此，在通过第一光扩散面3213及第二光扩散面3223对光线进行发散的同时，也能够较好地减少所述第一竖直面3211及第二竖直面3221对光线的反射，从而进一步提高了所述整个发散部320对光线的发散效率。

Claims (10)

1.一种透镜，所述透镜包括入光面与出光面，其特征在于：所述透镜的出光面上设置有若干由内至外间隔排列的发散部，所述内侧的发散部对光的折射角度大于所述外侧的发散部对光的折射角度，所述光线经由所述入光面入射至透镜后，再经由所述出光面及出光面上的发散部折射发散后出射。
2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述透镜入光面及出光面的中心轴线与所述透镜的中心轴重合。
3.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述每一发散部呈圆环状，且其圆心均位于所述透镜的中心轴上，所述发散部由内至外逐圈间隔排列。
4.如权利要求3所述的透镜，其特征在于：所述每一发散部的截面呈三角形，且其宽度自连接透镜出光面的底端向远离透镜出光面的顶端逐渐减小。
5.如权利要求4所述的透镜，其特征在于：所述每一发散部包括自出光面竖直向上延伸的竖直面以及自所述竖直面顶端倾斜延伸至出光面的光扩散面，所述光扩散面用以将入射至其上的光线折射发散。
6.如权利要求5所述的透镜，其特征在于：所述光扩散面与所述竖直面之间形成一夹角，所述夹角自内向外逐渐减小。
7.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述透镜入光面中部向透镜出光面方向内凹形成一凹穴，所述凹穴的中心轴与所述透镜的中心轴重合，所述凹穴的顶面中心向所述透镜的出光面方向凹陷形成一腔体，所述腔体的内表面为弧面。
8.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述发散部一体形成于所述透镜的出光面上。
9.一种背光模组，包括基板、设置于基板上的发光二极管以及设置于发光二极管上的透镜，其特征在于：所述透镜为权利要求1至8任意一项所述的透镜，所述透镜的入光面朝向发光二极管，所述透镜的出光面远离发光二极管，所述的光线由所述发光二极管发出。
10.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于：所述透镜还包括朝向所述基板凸设的若干卡榫，所述卡榫用以将所述透镜固定至所述基板上。
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