CN104279510B - 光学透镜、发光装置、以及显示器 - Google Patents

光学透镜、发光装置、以及显示器 Download PDF

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Abstract

提供了一种光学透镜、发光装置、以及显示器。光学透镜可以包括：包含上表面和下表面的凸缘；相对于下表面突出的突出部；第一表面，其从凸缘的上表面延伸；以及第二表面，其朝向突出部向内凹入。第一表面与第二表面可以相会合以形成光学透镜的外缘。第一表面可以相对于光轴倾斜，光轴为穿过突出部的中心和第二表面的中心的直线。穿过凸缘截取的在凸缘的最外侧边缘之间的最长直线距离与从突出部的最下侧的点到包括外缘的平面的最短直线距离的比率为大约0.5到5。

Description

光学透镜、发光装置、以及显示器
技术领域
本文公开了光学透镜、发光装置、以及显示器。
背景技术
通常，液晶显示器(LCD)是使用根据施加的电压而产生的液晶透光率的改变来将由各个装置产生的各种电信息转换及转变成视觉信息的设备。由于液晶显示器没有场致发光性因此其需要光晕(halo)，但由于其低能耗、轻质且可构造为平面板型，因此已经被广泛地使用。
由于液晶显示器没有场致发光性，因此液晶显示器可以包括背光单元(BLU)，该背光单元为如下发光装置：其将光提供至在其上显示图像的液晶面板的后表面。此外，液晶显示器可以包括：彩色滤光片基底和阵列基底，这些基底可以以预定的间距彼此隔开并且彼此对置；液晶面板，其具有插置在彩色滤光片基底和阵列基底之间的液晶层；用以将光照射到液晶面板的背光单元或背光件；以及其他部件。
根据为光源的光发射二极管的位置，液晶显示器中使用的背光单元可以分成侧光式(edge type)和直下式(direct type)。在侧光式背光单元的情况中，光发射二极管布置在导光板的一侧，导管板通过全反射将从发光二极管照射的光朝向液晶面板照射。
直下式背光单元使用漫射板代替导光板。在直下式背光单元的情况中，发光二极管布置在液晶面板的后侧，并且因此，朝向液晶面板的后侧照射光。
亮度均匀性是决定液晶显示器的质量的重要元素，因此，背光单元必须朝向液晶面板均匀地照射光。
发明内容
在本发明的一方面中，提供了一种光学透镜，包括：
凸缘，凸缘包括上表面和下表面；
突出部，突出部相对于下表面突出；
第一表面，第一表面从凸缘的上表面延伸；以及
第二表面，第二表面朝向突出部向内凹入，其中，第一表面与第二表面相会合以形成光学透镜的外缘，其中，第一表面相对于光轴倾斜，光轴为穿过突出部的中心和第二表面的中心的直线，并且其中，穿过凸缘截取的在凸缘的最外侧边缘之间的最长直线距离与从突出部的最下侧的点到包括外缘的平面的最短直线距离的比率为大约0.5到5。
在本发明的另一方面中，提供了一种发光装置，包括：基底；多个光源，多个光源布置在基底上；以及多个上述光学透镜，多个光学透镜与多个光源相邻地设置。
在本发明的又一方面中，提供了一种显示器，包括：上述发光装置；一个或更多个光学片，一个或更多个光学片与发光装置相邻地设置；以及液晶面板，液晶面板与一个或更多个光学片相邻地设置。
附图说明
将参照附图对实施方式进行详细地描述，在这些附图中相似的附图标记指的是相似的元件，其中：
图1是根据实施方式的发光装置的分解立体图；
图2是图1的发光装置的截面图；
图3是图1的发光装置的光学透镜的截面图；
图4A至图4D是示出了由贝塞尔曲线(Bezier curve)等式限定的图3的光学透镜的弯曲部段；
图5是示出了图3的光学透镜内部的光路的视图；
图6是根据实施方式的液晶显示器(LCD)的分解立体图；
图7是沿线VII-VII截取的图6的背光件的局部截面图；
图8是根据另一实施方式的发光装置的分解立体图；
图9是图8的发光装置的截面图；
图10是图8的发光装置的光学透镜的截面图；
图11至图13是示出了由图10的光学透镜的微图型散射的光的视图；
图14A至图15F是根据各个实施方式的光学透镜的表面上形成的非平坦部的截面图；
图16是根据另一实施方式的背光件的局部截面图。
具体实施方式
将参照附图对实施方式进行描述。在可能的情况下，相似的附图标记用以指示相似的元件，省略重复的公开内容。
本领域的普通技术人员应当理解的是，可对本文中公开的各个实施方式做出多种改型、修改以及代替，将参照具体的说明性的示例对实施方式进行描述。然而，还应当理解的是，实施方式并不限于具体的实施方式，而是所有改变、等同方案以及替代方案都不背离技术思想和技术范围。
可以使用具有诸如第一、第二等序数词之类的术语来描述多种部件，但是部件不被这些术语所限制。术语仅用于将一个部件与其他部件区分开的目的。例如，在不背离技术范围的情况下，第二部件可以被命名为第一部件，并且以相同的方式，第一部件也可以被命名为第二部件。术语“和/或”意指多个相关项的组合或多个相关项中的一项。
另外，在下面的描述中所使用的部件的后缀术语“模块”和“部分”仅用于便于说明书的书写而不具有任何区分的含义或作用。
如果指出部件“连接”或“连结”至另一部件时，应当理解的是，部件可以直接连接至或直接连结至另一部件，但是在前一部件与后一部件之间也可能存在另一部件。另一方面，如果指出部件“直接连接”或“直接连结”至另一部件时，应当理解的是，前一部件与后一部件之间不存在其他部件。
在本说明书中使用的术语仅用于说明具体实施方式，并不限制实施方式。除非上下文另外具体地指出，否则单数形式表达涵括复数形式表达。应当理解的是，在本说明书中，术语“包括”或“具有”仅用以指出存在本说明书中所述的特性、数目、步骤、操作、部件、部分或者它们的组合，并且不排除一个或多个其他的特性、数目、步骤、操作、部件、部分或它们的组合，也不排除额外的可能性。
除非另有具体地说明，否则本说明书中所使用的所有术语——包括技术术语或科学术语——都具有与本技术领域中的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。常用字典中定义的术语必须理解成具有与相关技术背景下的含义相同的含义，并且除非在本说明书中明确限定，否则不被解释成具有理想或过于正式的含义。
在下文中，将参照附图对实施方式进行描述，在可能的情况下，相似的附图标记用以指示相似的元件，省略重复的公开内容。
参照图1至图7，将详细地描述根据实施方式的光通量控制构件或光学透镜、包括光学装置的发光装置、以及显示器。在该实施方式中，光学透镜可以包括两个表面，其形成外表面并且用作反射表面，以提高亮度均匀性。
图1是根据实施方式的发光装置的分解立体图。图2是图1的发光装置的截面图；图3是图1的发光装置的光学透镜的截面图；图4A至图4D是示出了由贝塞尔曲线(Beziercurve)等式限定的图3的光学透镜的弯曲部段；图5是示出了图3的光学透镜内部的光路的视图；
参照图1和图2，发光装置可以包括发光器110、光学透镜120、以及驱动基底200。发光器110可以布置在驱动基底200上并且可以电连接至形成在驱动基底200上的电路图型。发光器110可以接收来自驱动基底200的电路图型的信号，并且用作将电信号转换成光学信号并输出光学信号的光源。例如，发光器110可以为作为点光源操作的光发射二极管(LED)。
光学透镜120可以通过折射来自发光器110的入射光来控制光通路，以便于提高发光装置的亮度均匀性。光学透镜120可以布置成覆盖发光器110的外表面的至少一部分。如图2中所示，光学透镜120可以与发光器110分离。在该情况中，从发光器110离开的光可以通过与发光器110相对的一侧入射至光学透镜120。即，可以在光学透镜120的外表面上形成突出部S1。
光学透镜120可以为例如IOL(集成的光学透镜)的类型，对于该类型的光学透镜120，发光器110的至少一部分可以容纳在光学透镜120中，即，集成至发光器的类型。即，从发光器110离开的光可以通过光学透镜120与发光器110的外表面接触的界面入射至光学透镜120。光学透镜120的界面可以变为入射表面，来自发光器110的光入射至该入射表面。
光学透镜120可以包括凸缘121和多个支撑件122，多个支撑件122形成在凸缘121上用以将光学透镜120支撑在驱动基底200上；然而，实施方式不限于此。即，光学透镜120可以构造为没有凸缘或支撑件。
图1示出了布置在一个驱动基底200上的一个发光器110和一个光学透镜120；然而，实施方式不限于此。例如，多个发光器110可以布置在一个驱动基底200上。另外，多个光学装置120可以布置为与一个发光器110相对应。
在下文中，参照图3，将详细地描述该实施方式的光学透镜的形状。
图3是沿Y轴线方向截取的图1至图2的光学透镜的截面图。本文中，沿X轴线方向切割可以意指垂直于光轴OA切割光学透镜120，沿Y轴线方向切割可以意指沿光轴OA的轴向方向切割光学透镜120。
光学透镜120可以包括：凸缘121，其具有上表面121a和下表面121b；突出部S1，其相对于凸缘121的下表面突出以接收从发光器110入射的光；第二表面S2，其朝向突出部S1向内凹入；以及第一表面S3，其从凸缘121的上表面121a延伸。光学透镜120可以形成为一个实心体。
参照图3，光学透镜120可以满足宽度(D)对高度(H)的比率(D/H):‘0.5≤D/H≤5.0’。例如，光学透镜120的宽度(D)对高度(H)的比率(D/H)可以为大约2.5。
光学透镜120的宽度(D)可以为光学透镜120除了凸缘121外的所有部分的最大宽度。另外，光学透镜120的宽度(D)可以为穿过凸缘121取得的在凸缘121的最外侧边缘之间的最长直线距离。
光学透镜120的高度(H)可以为从突出部S1的最下(突出)部到的平面P1的距离，平面P1包括第二表面S2与第一表面S3相会合的外缘124。
当宽度(D)对高度(H)的比率(D/H)满足0.5≤D/H≤5.0时，在从光源110到光学透镜120的入射光中，实施方式可以以如下这种方式控制：具有小于第一角度的入射角度的第一入射光入射至第二表面S2，并且具有大于第二角度的入射角度的第二入射光入射至第一表面S3。此外，具有大于第一角度但小于第二角度的入射角度的光可以朝向第二表面S2或者第一表面S3中的一者前进。在该示例中，入射角度可以为在光的前进通路与光轴OA之间形成的角度。在下文中，第一入射光可以被第二表面S2沿第一表面S3的方向反射，并且第二入射光可以被第一表面S3沿第二表面S2的方向反射。
例如，第一角度可以为大约5度到20度，并且第二角度可以为大约50度到70度。例如，第一角度可以为大约10度，并且第二角度可以为大约60度。
如果宽度(D)对高度(H)的比率(D/H)小于大约0.5或者大于大约5.0，那么由于高度(H)相对地比宽度(D)增大或减小更多，因此可能会使亮度均匀性劣化。即，可能减小通过反射至第一表面S3和第二表面S2而在前进通路中发生改变的光量，并且因此，这显示与没有设置有透镜的情况相似的光分布。
光学透镜120的高度(H)对第二表面S2的中心C1与突出部S1的中心C2之间的距离(F)的比率(H:F)可为大约1:0.0或1:1.5。即，第二表面S2的中心C1与突出部S1的中心C2可以在一起相会合或者可以以预定的间距彼此隔开。
突出部S1可以形成为球形的形状或者非球形的形状。
突出部S1可以具有包括直线部段的沿X轴线方向或者沿Y轴线方向截取的截面。突出部S1可以具有包括曲线部段的沿X轴线方向或者沿Y轴线方向截取的截面。
在发光器110位于光学透镜120外部的情况中，突出部S1可以形成在与发光器110相对的光学透镜120的下表面上。
如果光学透镜120为其中包括发光器的IOL类型，那么光学透镜120的突出部S1可以为内表面，该内表面与光学透镜120和发光器之间的界面相对应。
突出部S1可以限定为从发光器110放出的光所入射的表面，并且可以包括朝向第二表面S2成中空的中心。光学透镜120的宽度(D)与突出部S1的中心C2的深度之间的比率可以在大约1:0.01到1:0.15的范围中。
如果光学透镜120的宽度(D)与突出部S1的下侧中心C2的深度的比率满足上述条件，那么这能够通过减小入射至第二表面S2的中心的光密度来解决控制外缘124附近的光的问题。另外，能够设计具有使各种光源的光输出分布最优化的效率的透镜。
突出部S1可以包括朝向光学透镜120的上部陷入或成凹形的至少一个中空部S1a。发光器110的一部分或全部可以容纳在形成于光学透镜120的下表面中的中空部S1a中。此外，离开发光器110的光可以通过中空部S1a的内表面入射至光学透镜120。
突出部S1可以包括朝向发光器110突出的至少一个凸部S1b、S1c。突出部S1可以具有基于光轴OA旋转对称的结构。另外，突出部S1可以具有相对于光轴OA非旋转对称的结构。
光轴OA可以限定为如下的虚拟直线，其指示从点光源发射的光的三维光通量的中心的光的通过方向。光轴OA可以与延伸为穿过突出部S1和第二表面S2的中心的虚拟轴线重合。
第二表面S2可以位于光学透镜120的上部的中央区域并且位于与发光器110相对应的位置。第二表面S2的中心可以位于光轴OA上。
第二表面S2可以沿远离光轴OA的方向延伸。第二表面S2可以具有相对于光轴OA旋转对称的结构。另外，第二表面S2可以具有相对于光轴OA非旋转对称的结构。
第二表面S2可以为球形表面或非球形表面。第二表面S2可以具有包括直线部段的沿X轴线方向或沿Y轴线方向截取的截面。例如，第二表面S2可以形成为圆锥形形状，其具有沿Y轴线方向截取的直线部段。
第二表面S2可以具有包括曲线部段的沿X轴线方向或沿Y轴线方向截取的截面。第二表面S2的顶点可以位于光轴OA上，并且面向发光器110。
第一表面S3可以从外缘123弯折或弯曲。第一表面S3可以从第二表面S2向下延伸并且可以形成光学透镜120的外表面。
第一表面S3可以具有相对于光轴OA旋转对称的结构。另外，第一表面S3可以具有相对于光轴OA非旋转对称的结构。
本文中，术语弯折可以意指急剧弯折的形状。例如，当两个表面弯折并且同时形成具有小于0.1mm的曲率半径的弯曲表面时，可以理解的是两个表面为弯曲的。另外，术语弯曲可以意指平缓弯折的形状。例如，当两个表面弯折并且同时形成具有大于0.1mm的曲率半径的弯曲表面时，可以理解的是两个表面为弯曲的。此外，术语变化可以意指弯曲表面被改变的方面。例如，当凸的弯曲改变成凹的弯曲时，可以理解凸的弯曲和凹的弯曲发生变化。
第一表面S3可以为球形表面或非球形表面。第一表面S3可以具有包括直线部段的沿X轴线方向或沿Y轴线方向截取的截面。例如，第一表面S3可以具有包括曲线部段的沿X轴线方向或沿Y轴线方向截取的截面。
第一表面S3的中央区域可以具有朝向光学透镜120的内部陷入或成凹形的凹形状，或者可以具有朝向光学透镜120的外部突出的凸形状。
第一表面S3的截面可以限定为朝向其上部更远离光轴OA延伸的直线或曲线。另外，第一表面S3的截面可以限定为朝向其上部更靠近光轴OA的直线或曲线。
当突出部S1、第二表面S2、或者第二表面S2包括曲线时，曲线可以满足为非线性数值分析的样条曲线。即，样条曲线用以通过使用较少的控制点来制成平滑的曲线，并且其由穿过所选的控制点的插值曲线和为连接所选的控制点的线的逼近曲线限定。对于样条曲线来说，存在B样条曲线、贝塞尔曲线、非均匀有理B样条曲线、三次样条曲线等。
例如，每个表面的截面中包含的曲线可以通过贝塞尔曲线等式指示。贝塞尔曲线等式为通过移动初始控制点的起点、作为最终控制点的终点、以及位于起点与终点之间的内部控制点来获得各个自由曲线的等式并且可以由下面的公式指示：
1.[公式1]
在上面的公式1中，B(u)为由位于不同位置的N个控制点获得的连续函数，N为用以确定贝塞尔曲线函数的次数的变量，Pk意指第k个控制点的坐标，且该贝塞尔曲线具有N+1个控制点。另外，u为从0到1范围内的实数并且指示控制点在从0到1范围内被细分的曲线部段。在贝塞尔曲线等式(B(u))中,为通过混合控制点而形成曲线的混合函数。贝塞尔曲线可以根据控制点的位置而改变弯曲的形式。
突出部S1的截面可以由1≤N≤4的贝塞尔曲线等式限定。当与突出部S1相关的N为2时，与突出部S1相关的二次贝塞尔曲线(B(u))可以由下面的公式2指示。
[公式2]
B(u)＝(1-u)2P0+2u(1-u)P1+u2P2
在公式2中，当曲线的起点P0和终点P2的坐标值分别由(0,0)和(XE1,ZE1)限定时，剩余的控制点P1的坐标为(a11×XE1,b11×ZE1)。因此，控制点P1的位置通过控制系数a11和b11而控制，突出部S1的截面的弯曲形式可以通过控制控制点P1的位置而控制。
用于确定突出部S1的截面的弯曲形式的参数XE1、ZE1、a11以及b11可以限定为如下表1所示。表1指示用于限定沿X轴线方向切割的光学透镜120的截面的曲率的贝塞尔曲线中的系数。
表1.用于设定贝塞尔曲线中的控制点的系数
系数 最小值 最大值 系数 最小值 最大值
a<sub>11</sub> 0 1.2 b<sub>11</sub> -5 5
a<sub>21</sub> -0.1 0.6 b<sub>21</sub> 0.1 0.8
a<sub>22</sub> 0.4 1.1 b<sub>22</sub> 0.2 1.4
a<sub>23</sub> 0 1 b<sub>23</sub> 0 1.2
XE<sub>1</sub> -1 1 ZE<sub>1</sub> 2 7
XE<sub>2</sub> 3 12 ZE<sub>2</sub> 2 12
XE<sub>3</sub> -2 2 ZE<sub>3</sub> -12 0
参照表1，突出部S1的截面的曲线以如下方式设定：终点P2的X坐标(XE1)和Z坐标(ZE1)以及用于确定剩余控制点P1的坐标的系数a11和b11分别满足-1≤XE1≤1、2≤ZE1≤7、0≤a11≤1.2、以及-5≤b11≤15。
图4A示出了可以由贝塞尔曲线等式限定的突出部S1的截面的弯曲形式。在图4A中，突出部S1的截面的曲线可以在P0(0,0)处起始并在P2(5,0.23)处终止，用于确定曲线的贝塞尔曲线等式的系数a11和b11可以分别为0.87和-3.2，剩余控制点P1的位置可以由(0.87×5,-3.2×0.23)的二次贝赛尔曲线限定。
第二表面S2的截面可以由1≤N≤6的贝塞尔曲线等式限定。当与第二表面S2相关的N为3时，与第二表面S2相关的三次贝塞尔曲线(B(u))可以由下面的公式3指示。
[公式3]
B(u)＝(1-u)3P0+3u(1-u)2P1+3u2(1-u)P2+u3P3
在公式3中，当曲线的起点P0和终点P3的坐标值分别由(0,0)和(XE12,ZE2)限定时，剩余的控制点P1和P2的坐标可以为(a21×XE2,b21×ZE2)和(a22×XE22,b22×ZE2)。因此，控制点P1和P2的位置通过控制系数a21、a22、b21以及b22而控制，第二表面S2的截面的弯曲形式可以通过控制控制点P1和P2的位置而控制。
这里，用于确定弯曲形式的参数XE2、ZE2、a21、a22、b21以及b22可以限定为如下表1所示。
参照表1，第二表面S2的截面的曲线以如下方式设定：终点P3的X坐标(XE2)和Z坐标(ZE2)以及用于确定剩余控制点P1和P2的系数a21、a22、b21和b22分别满足3≤XE2≤12、2≤ZE2≤12、-0.1≤a21≤0.6、0.4≤a22≤1.1、0.1≤b21≤0.8、0.2≤b22≤1.4。
图4B示出了由贝塞尔曲线等式限定的第二表面S2的截面的弯曲形式。在图4B中，第二表面S2的截面的曲线可以在P0(0,0)处起始并在P3(5.3,4.9)处终止，用于限定曲线的贝塞尔曲线等式的系数a21、a22、b21以及b22可以分别为0.17、0.47、0.87以及0.79，剩余控制点P1和P2的位置可以由(0.17×5.3,0.47×4.9)和(0.87×5.3,0.79×4.9)的三次贝赛尔曲线限定。
第一表面S3的截面可以由1≤N≤4的贝塞尔曲线等式限定。当N为2时，与第一表面S3相关的二次贝塞尔曲线可以由上述公式2指示。
在公式2中，当曲线的起点P0和终点P2的坐标值分别由(0,0)和(XE3,ZE3)限定时，剩余控制点P1的坐标可以为(a31×XE3,b31×ZE3)。因此，控制点P1的位置可以通过控制系数a31和b31而控制，第一表面S3的截面的弯曲形式可以通过控制控制点P1的位置而控制。
这里，用于确定第一表面S3的截面的弯曲形式的参数XE3、ZE3、a31以及b31可以限定为如表1中所示。
参照表1，第一表面S3的截面的曲线可以如下方式设定：终点P2的X坐标(XE3)和Z坐标(ZE3)以及用于确定剩余控制点P1的坐标的系数a31和b31分别满足-2≤XE3≤2、-12≤ZE3≤0、0≤a31≤12、0≤b31≤1.2。
图4C示出了由贝塞尔曲线等式限定的第一表面S3的截面的弯曲形式。在图4C中，第一表面S3的截面的曲线可以在P0(0,0)处起始并在P2(-0.77,4.7)处终止，用于限定曲线的贝塞尔曲线等式的系数a31和b31可以分别为0.5和0.5，剩余控制点P1的位置可以由(0.5×-0.77,0.5×4.7)的二次贝赛尔曲线限定。
图4D示出了：通过图4A、图4B、以及图4C限定的突出部S1、第二表面S2、以及第一表面S3的截面的曲线可以相结合以形成光学透镜120的外表面。
未沿X轴线方向、而是沿垂直于X轴线方向的Y轴线方向截取的光学透镜120的截面可以由贝塞尔曲线限定为使得突出部S1、第二表面S2、以及第一表面S3分别具有预定的曲率。
在沿Y轴线方向截取的光学透镜120的截面由贝塞尔曲线等式限定的情况中，为了限定沿Y轴线方向截取的截面的曲率，贝塞尔曲线等式的系数可以如下方式设定：沿X轴线方向切割光学透镜120的情况与沿Y轴线方向切割光学透镜120的情况的系数比率(T)满足1≤T≤5的范围。例如，为了使沿X轴线方向切割光学透镜120的情况与沿Y轴线方向切割光学透镜120的情况的系数比率(T)为2.5，可以确定用以限定沿Y轴线方向截取的截面的曲线的贝塞尔曲线等式的系数。
如图3中所示，在发光器110位于光学透镜120的外部的情况中，为了确保亮度均匀性，突出部S1和发光器110可以彼此隔开预定的间距。例如，在突出部S1和发光器110之间的间隙G可以满足0.1mm≤G≤2mm。
设置成提供上述特性的光学透镜120提供了第一光通路和第二光通路，沿着该第一光通路一些入射光可以通过第二表面S2反射至第一表面S3并且通过第一表面S3折射以离开至外部，沿着该第二光通路一些入射光可以通过第一表面S3反射至第二表面S2并且通过第二表面S2折射以离开至外部。
在下文中，参照图5，将详细地描述根据本实施方式的光学透镜的光学特性。
光学透镜120的突出部S1可以用以折射从发光器110接收的入射光并且将光引导至第二表面S2或第一表面S3。当从发光器110离开的光入射时，突出部S1根据入射角度来折射光并将光引导进入光学透镜120。
当经过光学透镜120内部的光入射到第二表面S2上时，光被反射以入射到第一表面S3，该第一表面S3折射光以使光离开至光学透镜120的外部。当光入射到第一表面S3上时，它被第一表面S3反射以入射到第二表面S2上,该第二表面S2折射光以使光离开至光学透镜120的外部。
在图5中，光的前进角度基于Y轴线由左手定则来限定，其中Y轴线与光轴OA平行。即，Y轴线为旋转轴线，顺时针方向变为正(+)角度而逆时针方向变为负(-)角度。这里，Y轴线与光轴OA平行。
为了便于描述，将从发光器110离开进入突出部S1的光的角度定义为θ1和θ2，将折射通过突出部S1的光前进到第二表面S2和第一表面S3的角度定义为θ3和θ4。另外，将从第二表面S2反射的光被折射通过第一表面S3且离开至外部的角度、和从第一表面S3反射的光被折射通过第二表面S2且离开至外部的角度分别定义为θ5和θ6。
参照图5，第一光通路上的第二表面S2可以用作反射表面来将一些来自突出部S1的入射光反射到第一表面S3。即，一些来自突出部S1的折射光在第二表面S2处被反射、入射至第一表面S3并且由第一表面S3折射、并且随后离开到光学透镜120的外部。
沿着第一光通路前进的光满足‘出射角度/入射角度>0’。
将在下文中对图5的第一光L1进行描述。在来自发光器110的入射光中，以角度θ1入射到光学构件120的第一光L1由突出部S1折射，并且因此前进角度改变为θ3。以角度θ3入射的第一光L1入射到第二表面S2，并且之后由第二表面S2反射。由第二表面S2反射的第一光L1入射到第一表面S3且由第一表面S3折射，并且之后以角度θ5离开到外部。
第一光L1的光通路如下所述。第一光L1在以正角度θ1入射后由第二表面S2反射，并且在通过第一表面S3折射之后以正角度θ5离开到外部。因此，由于入射角度θ1和出射角度θ5都为正的角度，因此其满足：θ5/θ1>0。
在第二光通路上，第二表面S2用作折射表面，其折射从第一表面S3反射的光并且使光离开光学构件120到外部。即，从突出部S1折射的一些光在从第一表面S3反射后通过第二表面S2，且第二表面S2在对光折射后使其离开到光学构件120的外部。沿着第二光通通路前进的光满足：出射角度/入射角度<0。
将在下文中对图5的第二光进行描述。在来自发光器110的入射光中，以角度θ2入射的第二光L2由突出部S1折射，并且因此角度改变为θ4。以角度θ4入射的第二光L2入射到第一表面S3，并且之后由第一表面S3反射。由第一表面S3反射的第二光入射到第二表面S2且由第二表面S2折射，并且之后以角度θ6离开到外部。
第二光L2的光通路如下所述。第二光L2在以正角度θ2入射后由第一表面S3反射，并且在由第二表面S2折射后以负角度θ6离开到外部。因此，由于入射角度和出射角度中的一者为负角度且另一者为正角度，因此它满足：θ6/θ2<0。
光学透镜120可以使满足预定条件的一些入射光通过至第一光通路或第二光通路。例如，光学透镜120可以使通过突出部S1并且具有在±60度范围内的角度的一些入射光通过至第一光通路或第二光通路。为了满足使光通过突出部S1的角度在±60度的范围内的条件，入射角度的范围在±85度的范围中。即，突出部S1折射在±85度的范围内的一些入射光，以便于使光以±60度的角度通过。当通过突出部S1的光的角度在±60度范围内时，光入射到第二表面S2或第一表面S3，通过至第一光通路或第二光通路，并且之后离开到光学透镜120的外部。突出部S1将满足预定条件的一些入射光折射成入射至第二表面S2，并且之后将剩余的光折射成入射至第一表面S3。
例如，突出部S1折射入射角度在±80度范围内的一些入射光，以便于使其通过至第二表面S2，并且之后折剩余的光以便于使其前进到第一表面S3。如上文所述，在通过突出部S1后入射到第二表面S2的一些入射光被反射到第一表面S3，并且剩余的光被折射到外部。
换句话说，参照图5，在利用包括光轴OA的虚拟截面将光学透镜120分成两个虚拟区域的情况中，在相同的区域内部的第一光通路和第二光通路可以沿相对于光轴在侧向上彼此相反的方向通过。图5示出了当光学透镜120基于光轴OA被分成两个区域时在右侧区域中的光通路的示例。
将在下文中对通过至第一光通路的第一光L1和通过至第二光通路的第二光L2进行描述。当第二表面S2用作反射表面时，第一光L1相对于光轴OA沿右侧方向通过并且离开至外部，但是当第一表面S3用作反射表面时，第二光L2相对于光轴OA沿左侧方向通过并且离开外部。
当除了相对于光轴OA在大约-10度到+10度范围内的入射光或光之外的入射光或由突出部S1折射的光被限定为(θ5-180)/θ6＝K时，根据本实施方式的光学透镜120设计成满足：0.25≤K≤2.5。
换句话说，当通过至第一光通路的光的出射角度被转换为(θ5-180)而基于光轴OA侧向对称时，转换值相对于通过至第二光通路的光的出射角度θ6而指示为比率K，为了提高亮度均匀性，光学透镜120必须以如下方式设计：K在大约0.25到2.5的范围内。
第一光通路和第二光通路可以相对于与光轴垂直的虚拟轴线沿在竖向上相反的方向通过。
在下文中将对沿着第一光通路通过的第一光L1和沿着第二光通路通过的第二光L2进行描述。当第二表面S2用作反射表面时，第一光L1沿相对于大致垂直于光轴的虚拟轴线向下的方向通过并且离开至外部，但是当第一表面S3用作反射表面时，第二光L2沿相对于虚拟轴线向上的方向通过并且离开至外部。
如上文所述，光学透镜120可以同时使用两个表面来形成在侧向上相反的光通路和在竖向上相反的光通路以便于沿所有方向有效地漫射离开的光。因此，应用了光学透镜120的发光器110具有提高的亮度均匀性和广泛的覆盖区域，并且因此适于形成面光源。
图3至图5示出了根据实施方式的光学透镜。参照图3至图5，光学透镜可以构造成通过光学透镜的布置形成的直线结构或曲线结构的形式。替代性地，光学透镜可以实施为通过光学透镜的布置形成的二维结构或三维结构的形式。
图6是根据实施方式的液晶显示器(LCD)的分解立体图。上述的光学透镜可以应用于液晶显示器。另外，图7是沿着图6的线VII-VII截取的图6的液晶显示器的局部截面图。
参照图6和图7，根据本实施方式的液晶显示器可以包括背光件10和液晶面板20。液晶面板20可以为液晶显示器的显示器，并且可以包括薄膜晶体管(TFT)基底、彩色滤光片基底、以及插置在薄膜晶体管基底与彩色滤光片基底之间的液晶层。薄膜晶体管基底可以包括多个栅极线、穿过多个栅极线的多个数据线、以及在每个栅极线和每个数据线的交叉区域处形成的薄膜晶体管。
驱动电路30可以连接至液晶面板20的一侧。驱动电路30可以包括印刷电路板(PCB)31和PCB32，印刷电路板(PCB)31用以将扫描信号供给至薄膜晶体管基底的栅极线，PCB32用以将数据信号供给至数据线。驱动电路30可以以COF(覆晶薄膜)、TCP(带载封装)、或者其他方法的方式与液晶面板20电连接在一起。
液晶显示器可以包括面板引导件21和上壳体22，面板引导件21用以支撑液晶面板20，上壳体22围绕液晶面板20的边缘并且可以与面板引导件21连结在一起。
背光件10可以为直下式(direct type)，可以连结至液晶面板20，并且可以包括底盖300、驱动基底200、多个光源(或者发光器)100、以及多个光学片400。底盖300可以由金属制成，并且可以具有顶部敞开的箱形形状。例如，底盖300可以由弯折或弯曲的金属板形成。
驱动基底200可以容纳在由弯折或弯曲的底盖300形成的空间中。另外，底盖300可以用以支撑多个光学片400和液晶面板20。
驱动基底200可以具有板形的形状并且可以具有反射层。反射层可以反射从多个光源100照射的光以便于增强背光件100的性能。
多个光源100可以安装至驱动基底200上。多个光源100中的每个均可以包括布置成覆盖发光器110的光学透镜120。图6和图7示出了作为发光二极管的发光器110；然而，实施方式不限于此。
每个发光器110可以布置在驱动基底200上并且可以电连接至驱动基底200。发光器110可以根据从驱动基底200供给的驱动信号来发射光。
发光器110可以操作为点光源，以预定间距布置在驱动基底200上的发光器110的阵列可以形成面光源。
发光器110可以设置为包括发光二极管芯片的发光二极管封装件的形式。发光器110可以照射白光或者均匀地照射绿光、蓝光以及红光。
当从发光器110照射的光入射时，光学透镜120可以控制光通量以便于提高亮度均匀性。光学透镜120可以与发光器110分离地设置。此外，光学透镜120可以设置为发光器110容纳在其中的IOL型。
图7示出了以预定间距彼此隔开的光学透镜120和发光器110；然而，实施方式不限于此。根据实施方式，与发光器100相对应的以预定间距隔开的多个光学透镜120可以连结成一个结构。
多个光学片400可以包括漫射片410、偏振片420、以及棱镜片430，并且可以用以增强通过多个光学片400的光的特性。漫射片410可以使来自发光器100的入射光传播遍及液晶面板20的前表面，使光漫射以便于在广泛的范围内均匀地分布，并且之后，将光照射到液晶面板20。偏振片420可以用以使入射光的任何倾斜入射光偏振使得其竖直地离开。为了竖直地改变从漫射片410离开的光，至少一个偏振片420可以布置在液晶面板20下方。棱镜片430可以以与其透射轴线对准的方式传输光但以与透射轴线成直角的方式反射光。
为了有效地确保亮度均匀性，背光件10可以在发光器110与光学透镜120之间具有预定尺寸的空气间隙。另外，为了确保光亮的广泛分布，可以减小发光器110的尺寸或者可以增大光学透镜120的尺寸，使得可以确保亮度均匀性。
当前，随着对超薄液晶显示器的需求的增大，已经试图减小在在发光器110与光学透镜120之间空气间隙。然而，减小的空气间隙可能造成在增加光学透镜120的尺寸方面的限制，并且使得难以确保亮度均匀性。
因此，如上所述，通过本实施方式，光学透镜120可以具有如下的两个表面：这两个表面同时用作反射表面和折射表面以便于同时制成在侧向上相对的光通路和在竖向上相对的光通路，使得可以有效地漫射从发光器110离开的光。因此，背光件10可以使具有提高的亮度均匀性的光离开至液晶面板20，并且因此，液晶显示器20可以提供提高的亮度均匀性和改善的图像质量。
在下文中，参照图8至图16，将对根据另一实施方式的光学透镜、包括光学透镜的发光装置、以及显示器进行详细地描述。根据本实施方式，为了确保亮度均匀性，可以对表面进行处理以使一些入射光散射至光学透镜。
图8是根据另一实施方式的发光装置的分解立体图。图9是图8的发光装置的截面图。图10是图8的发光装置的光学透镜的截面图。图11至图13是示出了由图10的光学透镜的微图型散射的光的视图。图14A至图15F是根据各个实施方式的光学透镜的表面上形成的非平坦部的截面的视图。
参照图8和图9，发光装置可以包括发光器110、光学透镜120、以及驱动基底200。发光器110可以布置在驱动基底200上，并且可以电连接至驱动基底200上形成的电路图型。发光器110可以接收来自驱动基底200的电路图型的电信号，并且用作将电信号转换成光学信号且输出光学信号的光源。发光器110可以为操作为例如点光源的发光二极管(LED)。
光学透镜120可以通过折射来自发光器110的入射光来控制光通路，以便于提高发光器110的亮度均匀性。光学透镜120可以布置成覆盖发光器110的至少一部分。光学透镜120可以具有朝向发光器110陷入或成凹形的上表面。
光学透镜120可以散射通过光学透镜120的一些光，以确保亮度均匀性。即，光学透镜120的表面S1、S2、S3中的至少一者可以具有通过控制表面粗糙度而形成的散射部分。散射部分可以呈微图型5的形式。
如图9中所示，光学透镜120可以与发光器110分离。在该情况中，滤光器材料130可以围绕发光器110，并且光学透镜120可以布置在滤光器材料130上。另外，从发光器110发出的光可以通过滤光器材料130，并且之后通过与发光器110对置的表面进入光学透镜120。
光学透镜120可以为IOL(集成光学透镜)类型，其中发光器110的至少一部分容纳在光学透镜120中，即与发光器集成在一起的类型。即，从发光器110离开的光可以通过光学透镜120与发光器110的外表面相接触的界面入射至光学透镜120。
在图8和图9中，光学透镜120可以包括凸缘121和在凸缘121上形成的多个支撑件122，多个支撑件122用以将光学透镜120支撑在驱动基底200上；然而，实施方式不限于此。根据该实施方式，光学透镜120可以构造为没有凸缘或支撑件。
此外，图9示出了一个发光器110和布置在一个驱动基底200上的一个光学透镜120；然而，实施方式不限于此。例如，多个发光器110可以布置在一个驱动基底200上。另外，多个光学装置120可以布置为与一个发光器110相对应。
在下文中，参照图10，将在下面详细地描述该实施方式的光学透镜的形状。
图10是沿Y轴线方向截取的光学透镜的截面图。参照图10，光学透镜120可以包括：突出部S1，来自发光器110的光可以入射至其上；第二表面S2，其朝向突出部S1或发光器110陷入或成凹形；以及第一表面S3，其从第二表面S2的外缘124延伸，并且光学透镜120可以形成为一个实心体。在发光器110位于光学透镜120的外部的情况中，突出部S1可以形成在光学透镜120的下表面上，该下表面可以与发光器110对置。
图8至图10示出发光器110位于光学透镜120的外部；然而，光学透镜120可以为其中包括发光器的IOL类型。即，光学透镜120的突出部S1可以不是光学透镜120的外表面，而是与光学透镜120和发光器110之间的界面相对应的内表面。
突出部S1可以包括具有预定曲率的弯曲表面。例如，突出部S1的沿X轴线方向或者沿Y轴线方向截取的截面可以包括曲线部段。突出部S1可以包括平坦表面。即，突出部S1的沿X轴线方向或者沿Y轴线方向截取的截面可以包括直线部段。突出部S1可以具有包括直线部段的沿X轴线方向或者沿Y轴线方向截取的截面。突出部S1可以具有包括曲线部段的沿X轴线方向或者沿Y轴线方向截取的截面。
突出部S1可以具有基于光轴OA旋转对称的结构。另外，突出部S1可以具有相对于光轴OA非旋转对称的结构。
光轴OA可以限定为如下的虚拟直线，其指示从点光源离开的光的三维光通量的中心的光的通过方向。光轴OA可以与延伸穿过突出部S1和第二表面S2的中心的虚拟轴线重合。
突出部S1可以包括在其表面上形成的微图型。微图型5a可以包括在突出部S1的表面上形成的多个凸起或多个中空部。即，凸起或中空部可以随机地或者规律地布置以便于形成微图型5a。
参照图14a和图14B，形成微图型的凸起或者中空部的水平截面51可以为圆形或者矩形的形式。另外，参照图15A至图15F，形成微图型的凸起或者中空部的竖直截面52可以为例如矩形、半圆形、以及三角形的形式。
在微图型的凸起或者中空部具有上述截面形状的情况中，凸起或者中空部可以具有例如半球形、矩形筒形、圆筒形、圆锥形、四角锥形、三棱锥形的三维形状中的一种。
示出了形成微图型的凸起或者中空部的形状；然而，实施方式不限于此。形成微图型的凸起或者中空部可以具有各种形状中的一种。例如，形成微图型的凸起或者中空部的水平截面51可以改变成各种形状，例如三角形、六边形、菱形、椭圆形以及其他形状。
如上所述，在突出部S1的表面上形成的微图型5a可以提供突出部S1的表面粗糙度，以便于散射通过突出部S1的一些光。
为了确保通过光学透镜120的光的亮度均匀性并且防止在中央区域处或中央区域中形成热点，散射通过突出部S1的光在通过突出部S1的光中的比率为小于大约0.30。即，微图型5a可以如下方式形成：微图型5a的凸起或者中空部所占据的面积与突出部S1的整个表面积的比率可以小于大约0.30。
参照图10，第二表面S2可以在光学透镜120上或者上部处形成。另外，第二表面S2可以在与发光器110相对应的位置处形成。
第二表面S2可以形成在光学透镜120的上部的中央区域处或中央区域中。第二表面S2的中心可以位于光轴OA处。
第二表面S2可以包括弯曲表面。即，第二表面S2的沿X轴线方向或者Y轴线方向截取的截面可以包括曲线。
另外，第二表面S2可以包括平坦的表面。即，第二表面S2的沿X轴线方向或者Y轴线方向截取的的截面可以包括直线。
朝向突出部S1陷入或成凹形的第二表面S2的顶点可以位于光轴OA上并且面向发光器110。
第二表面S2可以具有基于光轴OA旋转对称的结构。另外，第二表面S2可以具有相对于光轴OA非旋转对称的结构。
第二表面S2可以包括表面上形成的微图型5b。微图型5b可以包括在第二表面S2的表面上形成的多个凸起或多个中空部。即，凸起或中空部可以随机地或者规律地布置以便于形成微图型5b。
形成微图型5b的凸起或者中空部的水平截面可以呈例如矩形、圆形、三角形、六边形、菱形、椭圆形或者其他形状形的形式。另外，形成微图型5b的凸起或者中空部的竖直截面可以呈例如矩形、半圆形、以及三角形或者其他形状的形式。此外，微图型5b的凸起或者中空部可以具有例如半球形、矩形筒形、圆筒形、圆锥形、四角锥形、三棱锥形或者其他形状的三维形状中的一种。
第二表面S2的表面上形成的微图型5b可以提供第二表面S2的表面粗糙度以便于散射通过第二表面S2的一些光。
为了确保通过光学透镜120的光的亮度均匀性并且防止在中央区域处形成热点，在通过光学透镜120并且进入第二表面S2的光中，散射通过第二表面S2的光的比率为小于大约0.30。即，微图型5b可以如下方式形成：微图型5b的凸起或者中空部占据的面积与第二表面S2的整个表面积的比率可以小于大约0.30。
参照图10，第一表面S3可以从第二表面S2的外缘124弯折或者弯曲。第一表面S3可以从第二表面S2向下延伸从而形成光学透镜120的外表面。
本文中，术语弯折可以意指急剧弯曲的形状。例如，当两个表面弯折并且同时形成具有小于0.1mm的曲率半径的弯曲表面时，可以理解两个表面为弯曲的。另外，术语弯曲可以意指平缓弯折的形状。例如，当两个表面弯折并且同时形成具有大于0.1mm的曲率半径的弯曲表面时，可以理解两个表面为弯曲的。此外，术语变化可以意指弯曲表面被改变的方面。例如，当凸的弯曲改变成凹的弯曲时，可以理解凸的弯曲和凹的弯曲发生变化。
第一表面S3可以包括弯曲的表面。即，第一表面S3的沿着X轴线方向或者沿着Y轴线方向截取的截面可以包括曲线。
另外，第一表面S3可以包括平坦的表面。即，第一表面S3的沿着X轴线方向或者沿着Y轴线方向截取的截面可以包括直线。
第一表面S3可以具有与突出部S1成锐角的斜率。此外，第一表面S3可以具有与突出部S1成直角的斜率。第一表面S3可以具有与突出部S1成钝角的斜率。
第一表面S3可以具有朝向光学透镜120的内部陷入或者成凹形的呈凹形形状的中央区域。另外，第一表面S3可以具有朝向光学透镜120的外部突出的呈凸形形状的中央区域。
第一表面S3可以具有基于光轴OA旋转对称的结构。另外，第一表面S3可以具有相对于光轴OA非旋转对称的结构。
第一表面S3可以包括在表面上形成的微图型5c。微图型5c可以包括在第一表面S3的表面上形成的多个凸起或多个中空部。即，凸起或中空部可以随机地或者规律地布置以便于形成微图型5c。
形成微图型5c的凸起或者中空部的水平截面可以呈例如矩形、圆形、三角形、六边形、菱形、椭圆形或者其他形状形的形式。另外，形成微图型5c的凸起或者中空部的竖直截面可以呈例如矩形、半圆形、三角形或者其他形状的形式。此外，微图型5c的凸起或者中空部可以具有例如半球形、矩形筒形、圆筒形、圆锥形、四角锥形、三棱锥形或者其他形状的三维形状中的一种。
第一表面S3的表面上形成的微图型5c可以提供第一表面S3的表面粗糙度以便于使通过第一表面S3的一些光发生散射。
为了确保通过光学透镜120的光的亮度均匀性并且防止在中央区域处形成热点，在通过光学透镜120并且进入第一表面S3的光中，由第一表面S3散射的光的比率为小于大约0.30。即，微图型5c可以如下方式形成：微图型5c的凸起或者中空部占据的面积与第一表面S3的整个表面积的比率可以小于大约0.30。
图10示出了突出部S1、第二表面S2、以及第一表面S3可以全部都包括微图型；然而，实施方式不限于此。微图型可以在突出部S1、第二表面S2、以及第一表面S3中的至少一者上形成。另外，图10示出了分布在整个表面上的微图型；然而，根据实施方式，微图型可以在每个表面的一部分上形成。
表面S1、S2、S3上用以散射光的微图型可以通过或者借助于各种过程形成。例如，微图型可以通过或者借助于成型过程形成用以在光学透镜120的成型过程期间形成微图型，通过使用电材料或者化学材料来腐蚀光学透镜120的表面的亚光腐蚀(mattecorrosion)过程或者光泽腐蚀(glossy corrosion)过程来形成微图型，或者通过在光学透镜120的表面上沉积散射颗粒的沉积过程来形成微图型。
光学透镜120的第二表面S2或第一表面S3中的一者可以用作用于使光通过光学透镜120内部的反射表面。光学透镜120的第二表面S2和第一表面S3中的全部表面都可以用作用于使光通过光学透镜120内部的反射表面。
在后一种情况中，光学透镜120可以使一些入射光通过至第一光通路，使得入射光可以由第二表面S2反射至第一表面S3并且由第一表面S3折射以离开至外部。光学透镜120可以使剩余的入射光通过至第二光通路，使得入射光可以由第二表面S2反射至第一表面S3并且由第二表面S2折射以离开至外部。
为了同时满足第一光通路和第二光通路，在光学透镜120中，突出部S1、第二表面S2、或者第一表面S3的截面可以为曲线的用以满足非线性数值分析的样条曲线。即，样条曲线用以通过使用较少的控制点来制成平滑的曲线，并且其由穿过所选的控制点的插值曲线和为连接所选的控制点的线的逼近曲线限定。对于样条曲线来说，存在B样条曲线、贝塞尔曲线、非均匀有理B样条(NURBS)曲线、三次样条曲线等。
例如，每个表面的截面中包含的曲线部段可以通过贝塞尔曲线等式指示。贝塞尔曲线等式为通过移动初始控制点的起点、为最终控制点的终点、以及位于起点与终点之间的内部控制点来获得各个自由曲线的等式并且可以由上面提到的公式1指示。
先前描述了光学透镜120中的突出部S1、第二表面S2、或者第一表面S3可以由参照公式1到公式3的贝塞尔曲线等式限定，因此，省略重复的详细描述。
在下文中，将在下面对根据本实施方式的光学透镜的光学特性进行详细描述。
当入射光从发光器110入射时，突出部S1散射或折射入射光并且使其通过至光学透镜120的内部。由突出部S1散射或折射的光可以入射至第二表面S2或者第一表面S3。
图11是示出了图10中示出的突出部S1的截面的一部分123的放大截面图，其包括形成微图型5a的中空部。参照图11，在朝向突出部S1入射的光L11、L12以及L13中，入射至没有形成中空部的表面的光L11和L12由突出部S1折射。另一方面，入射至中空部的光L13由中空部散射。
第二表面S2对通过光学透镜120内部的一些入射光进行反射或者散射，并且之后，使散射的光通过至光学透镜120的内部。即，由第二表面S2反射或散射的至少一些光可以入射至第一表面S3。
另外，第二表面S2对通过光学透镜120内部的一些入射光进行反射或者折射，并且之后，光离开至光学透镜120的外部。由第二表面S2折射或散射的光可以包括在通过突出部S1之后由第一表面S3反射的光。
图12是示出了图10中示出的第二表面S2的截面的一部分126的放大截面图，其包括形成微图型5b的凸起。参照图12，在朝向第二表面S2入射的光L21、L22以及L23中，入射至没有形成凸起的表面的光L21和L22由第二表面S2反射，并且之后通过光学透镜120的内部。另一方面，入射至凸起的光L23由凸起散射至光学透镜120的外部。
第一表面S3对通过光学透镜120内部的一些入射光进行折射或者散射，并且之后，光离开至光学透镜120的外部。即，由第一表面S3折射或散射的光可以包括在通过突出部S1之后由第二表面S2反射的光。
此外，第一表面S3对通过光学透镜120内部的一些入射光进行反射或者散射。即，由第一表面S3反射的至少一些光可以进入第二表面S2。
图13是示出了图10中示出的第一表面S3的截面的一部分127的放大截面图，其包括形成微图型5c的凸起。参照图13，在朝向第一表面S3入射的光L31、L32以及L33中，入射至没有形成凸起的表面的光L31和L32在由第一表面S3反射之后通过至光学透镜120的内部，或者在由第一表面S3折射之后离开至光学透镜120的外部。在由第一表面S3反射之后通过至光学透镜120内部的光进入第二表面S2。另一方面，入射至凸起的光L33由凸起散射至光学透镜120的外部。
在入射光中，沿着第一光通路通过的光可以满足：相对于光学透镜120，出射角度/入射角度>0，其中在第一光通路中，光在由第二表面S2反射后进入第一表面S3并且在由第一表面S3折射后离开至外部。例如，入射光以相对于突出部S1的正角度入射，以正角度由第二表面S2反射并且以正角度由第一表面S3折射，并且之后离开至光学透镜120的外部。替代性地，例如，入射光以相对于突出部S1的负角度入射，以负角度由第二表面S2反射并且以负角度由第一表面S3折射，并且之后离开至光学透镜120的外部。
另外，在入射光中，通过至第二光通路的光可以满足：相对于光学透镜120，出射角度/入射角度<0，其中在第二光通路中，光在由第一表面S3反射后进入第二表面S2并且在由第二表面S2折射后离开至外部。例如，入射光相对于突出部S1以正角度入射，以负角度由第一表面S3反射并且以负角度由第二表面S2折射，并且之后离开至光学透镜120的外部。替代性地，例如，入射光相对于突出部S1以负角度入射，以正角度由第一表面S3反射并且以正角度由第二表面S2折射，并且之后离开至光学透镜120的外部。
这里，入射角度和出射角度可以与光轴OA重合并且由基于Y轴线的左手定则来限定，该Y轴线与这些角度水平。即，Y轴线为旋转轴线，顺时针方向变为正(+)角度而逆时针方向变为负(-)角度。这里，Y轴线与光轴OA平行。
同时，图10示出了根据本实施方式的光学透镜。参照图10，光学透镜可以实施为通过光学透镜的排布形成的直线结构或曲线结构的形式。替代性地，光学透镜可以实施为通过光学透镜的排布形成的二维结构或三维结构的形式。
根据本实施方式的发光装置可以应用于诸如参照图6所描述的液晶显示器。
图16是根据另一实施方式的背光件的局部截面图。参照图16，背光件10可以为直下式，可以连结至液晶面板20(参加图6中的附图标记20)，并且可以包括底盖300、驱动基底200、多个光源100、以及多个光学片400。底盖300可以由金属制成，可以采用顶部敞开的箱形形状。
多个光源100可以安装至驱动基底200上。每个光源100可以包括布置成覆盖发光器110的光学透镜120。例如，发光器110可以为发光二极管。
每个发光器110可以布置在驱动基底200上并且可以电连接至驱动基底200。发光器110可以根据从驱动基底200供给的驱动信号来发射光。
发光器110可以操作为点光源，以预定的间距布置在驱动基底200上的发光器110的阵列可以形成面光源。发光器110可以设置为包括发光二极管芯片的发光二极管封装件的形式。发光器110可以照射白光或者均匀地照射绿光、蓝光以及红光。
当从发光器110照射的光入射时，光学透镜120可以控制光通量以便于提高亮度均匀性。光学透镜120可以包括在光学透镜120的至少一个表面上形成的微图型以便于对入射至光学透镜120或通过光学透镜120的一些光进行散射。
光学片400可以包括漫射片410、偏振片420、以及棱镜片430，并且可以用以增强通过光学片400的光的特性。
根据本实施方式，光学透镜可以具有在至少一个表面上形成的用以散射光的微图型，并且还具有同时用作反射表面和折射表面的两个表面，以便于扩宽光学发射角并提高亮度均匀性。因此，本文中公开的实施方式可以有效地漫射来自发光装置的出射光。另外，背光件可以将具有提高的亮度均匀性的光发送至液晶面板上，并且因此，液晶显示器可以提供提高的亮度均匀性和改善的图像质量。
因此，本文中公开的实施方式解决了现有技术中出现的问题，并且提供了可以提高亮度均匀性的光学透镜、发光装置、以及显示器。
本文中公开的实施方式提供了一种光学透镜，其可以包括：具有凸出部分或凸出部的突出部；第一表面，其具有朝向突出部陷入的中心和通过曲线与中心连接的边缘，第一表面与突出部沿光轴的方向隔开，光轴为穿过该中心和突出部的中心的直线；以及第二表面，其从第一表面的边缘弯折。大致垂直于光轴的截面与截面上方的第二表面之间的角度可以为锐角，并且突出部的直径与从突出部到包括边缘的平面表面的距离的比率可以满足大约0.5到5。
本文中公开的实施方式提供了一种发光装置，其可以包括：基底；布置在基底上的多个光源；以及布置在多个光源上的多个光学透镜。光学透镜可以包括：具有凸出部分或凸出部的突出部；第一表面，其具有朝向突出部陷入的中心和通过曲线与中心连接的边缘，第一表面与突出部沿光轴的方向隔开，光轴为穿过该中心和突出部的中心的直线；以及第二表面，其从第一表面的边缘弯折。垂直于光轴的截面与截面上方的第二表面之间的角度可以为锐角，并且突出部的直径与从突出部到包括边缘的平面表面的距离的比率可以满足大约0.5到5。
本文中公开的实施方式提供了一种显示器，其可以包括：具有基底的背光单元或背光件；布置在基底上的多个光源；以及布置在多个光源上的多个光学透镜；布置在背光单元上的液晶面板；以及电连接至液晶面板的驱动电路部分或驱动电路。光学透镜可以包括：具有凸出部分或凸出部的突出部；第一表面，其具有朝向突出部陷入的中心和通过曲线与中心连接的边缘，第一表面与突出部沿光轴的方向隔开，光轴为穿过该中心和突出部的中心的直线；以及第二表面，其从第一表面的边缘弯折。垂直于光轴的截面与截面上方的第二表面之间的角度可以为锐角，突出部的直径与从突出部到包括边缘的平面表面的距离的比率可以满足大约0.5到5。
本文中公开的实施方式提供了一种光学透镜，其可以包括：具有弯曲表面的突出部；第一表面，其具有朝向突出部陷入的中心和通过曲线与中心连接的边缘，第一表面与突出部沿光轴的方向隔开，光轴为穿过该中心和突出部的中心的虚拟直线；第二表面，其从第一表面的边缘弯折；凸缘，用以将第二表面与突出部彼此连接；以及至少一个支撑件，其从凸缘沿大致平行于光轴的方向突出。包括凸缘的上表面的平面表面与平面表面上方的第二表面之间的角度可以为锐角。
本文中公开的实施方式提供了一种发光装置，其可以包括：基底；布置在基底上的多个光源；以及布置在多个光源上的多个光学透镜。光学透镜可以包括：具有弯曲表面的突出部；第一表面，其具有朝向突出部陷入的中心和通过曲线与中心连接的边缘，第一表面与突出部沿光轴的方向隔开，光轴为穿过该中心和突出部的中心的虚拟直线；第二表面，其从第一表面的边缘弯折；凸缘，用以将第二表面与突出部彼此连接；以及至少一个支撑件，其从凸缘沿平行于光轴的方向突出。包括凸缘的上表面的平面表面与平面表面上方的第二表面之间的角度可以为锐角。
本文中公开的实施方式提供了一种显示器，其可以包括：具有基底的背光单元或背光件；布置在基底上的多个光源；以及布置在多个光源上的多个光学透镜；布置在背光单元上的液晶面板；以及电连接至液晶面板的驱动电路部分或驱动电路。光学透镜可以包括：具有弯曲表面的突出部；第一表面，其具有朝向突出部陷入的中心和通过曲线与中心连接的边缘，第一表面与突出部沿光轴的方向隔开，光轴为穿过该中心和突出部的中心的虚拟直线；第二表面，其从第一表面的边缘弯折；凸缘，其用以将第二表面与突出部彼此连接；以及至少一个支撑件，其从凸缘沿平行于光轴的方向突出。包括凸缘的上表面的平面表面与平面表面上方的第二表面之间的角度可以为锐角。
不管光学透镜的尺寸和光学透镜与光源之间的间隙尺寸，根据实施方式的光学透镜都可以在保亮度均匀性。
虽然已经参照具体的说明性实施方式对实施方式进行了描述，但是应当理解的是，在不背离所附权利要求限定的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以对实施方式做出改型或修改。
在本说明书中所称“一个实施方式”、“实施方式”、“示例实施方式”等等的意思是，与该实施方式相关地描述的特定特征、结构或者特性被包括在本发明的至少一个实施方式中。在本说明书中，在不同的位置中这种字句的出现未必全部都涉及相同的实施方式。此外，当特定特征、结构或者特性与任何实施方式相结合地描述时，应当指出的是，这种特征、结构或者特性与实施方式的其他特征、结构或者特性相结合地实现是在本领域技术人员的见识的范围之内。
虽然已经参考其许多说明性的实施方式描述了实施方式，但是应当理解的是，由本领域技术人员可以设想多种其他的改进和实施方式，其将落在本公开的原理的精神和范围内。尤其是，在该公开、附图和所附的权利要求的范围内的主题组合布置的构成部分和/或布置中，各种变型和改型是可能的。除了在构成部分和/或布置中的变型和改型之外，对于本领域技术人员来说使用替代方案也将是显而易见的。

Claims (13)

1.一种光学透镜，包括：
凸缘，所述凸缘包括彼此面对的上表面和下表面；
突出部，所述突出部相对于所述下表面向下突出；
第一表面，所述第一表面从所述凸缘的所述上表面延伸；以及
第二表面，所述第二表面朝向所述突出部向内凹入，其中，所述第一表面与所述第二表面相会合以形成所述光学透镜的外缘，
其中，所述第一表面相对于光轴倾斜，所述光轴为穿过所述突出部的中心和所述第二表面的中心的直线，并且其中，所述凸缘使所述第一表面与所述突出部的入射表面彼此连接，其中，所述突出部、所述第一表面和所述第二表面相对于光轴是旋转对称的，
所述光学透镜的特征在于，在所述第一表面远离所述凸缘延伸时所述第一表面朝向所述光轴倾斜，穿过所述凸缘截取的在所述凸缘的最外侧边缘之间的最长直线距离与从所述突出部的最下侧的点到包括所述外缘的平面的最短直线距离的比率为0.5到5，所述突出部在所述光轴处向内凹入预定的量，
其中，所述突出部的所述入射表面、所述第一表面和所述第二表面包括使光发生散射的图型。
2.根据权利要求1所述的光学透镜，还包括：
至少一个支撑件，所述至少一个支撑件从所述凸缘的所述下表面或者所述突出部的入射表面突出。
3.根据权利要求2所述的光学透镜，其中，所述至少一个支撑件与所述凸缘的所述下表面的周向边缘相邻地设置。
4.根据权利要求1所述的光学透镜，其中，所述第一表面为弯曲的。
5.根据权利要求2所述的光学透镜，其中，所述至少一个支撑件沿大致平行于所述光轴的方向突出。
6.根据权利要求1所述的光学透镜，其中，在所述第一表面与从所述凸缘的所述上表面朝向所述光轴延伸的延伸表面之间的角度、和/或由所述第一表面和所述第二表面形成的角度为锐角。
7.根据权利要求1所述的光学透镜，其中，所述第二表面具有将所述第二表面的所述中心与所述光学透镜的所述外缘彼此连接的弯曲部分，其中，所述弯曲部分满足下面的等式：
公式1
其中，B(u)为通过位于不同位置的N个控制点获得的连续函数，N为用以确定贝塞尔曲线函数的次数的变量，Pk意指第k个控制点的坐标，u为控制点在0到1范围内被细分的曲线部段。
8.根据权利要求1所述的光学透镜，其中，所述突出部的中央轴线和所述第二表面的中央轴线位于所述光轴上。
9.根据权利要求1所述的光学透镜，其中，所述第二表面相对于穿过所述第二表面的所述中心和所述光学透镜的所述外缘的直线凸出。
10.一种发光装置，包括：
基底；
多个光源，所述多个光源布置在所述基底上；以及
多个根据权利要求1至9中的任一项所述的光学透镜。
11.根据权利要求10所述的发光装置，其中，入射至所述突出部上的光的第一部分由所述第一表面反射并且入射至所述第二表面，入射至所述突出部上的光的第二部分由所述第二表面反射并且入射至所述第一表面。
12.根据权利要求11所述的发光装置，其中，所述第一部分和所述第二部分以基于所述光轴在侧向上彼此相反的方向从所述光学透镜离开。
13.一种显示器，包括：
根据权利要求10至12中的任一项所述的发光装置；
一个或更多个光学片，所述一个或更多个光学片与所述发光装置相邻地设置；以及
液晶面板，所述液晶面板与所述一个或更多个光学片相邻地设置。
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