CN104296070A - 一种新型广角透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型广角透镜，它涉及LED平板背光照明领域。它包括旋转体，所述的旋转体由第一曲面、第二曲面和第三曲面组成，所述的第一曲面为平缓的凹曲面，所述的第二曲面为尖锐的凹曲面，由旋转轴线向外延伸；第一曲面覆盖设置在LED光源中心正上方，所述的第一曲面的直径是LED光源发光面的1-3倍；所述的微面元包括但不限于在轴向与径向都有曲率的方案，也可以是在单独的一个方向具有曲率；所述的带有微面元的曲面包括但不限于第二曲面，也可以是在曲面2和曲面3上的一个或两个曲面上带有微曲面的情况。本发明能够通过透镜曲面上的微面元实现光色混合，抑制黄斑的产生，实现颜色均匀的背光照明。

Description

一种新型广角透镜
技术领域
本发明涉及的是LED平板背光照明领域，具体涉及一种新型广角透镜。
背景技术
LED在背光照明，尤其是TV背光照明领域有着广泛的应用。其光学方案目前主要有直下式与侧入式两类。其中直下式LED背光照明方案通常如图1所示：由a.扩散片、b.光源模组、c.箱体，三部分构成。上述的光源模组，通常会在每颗LED上覆盖有广角配光透镜，将LED光源本身的朗伯体配光转化为广角配光，扩大光源投射到扩散板的光斑范围，从而能够用较少的LED实现薄和均匀的背光照明。
目前的广角透镜在搭配白光LED光源时，由于LED白光是由发芯片发出的蓝光激发黄色荧光粉产生的混合光，透镜在实现配光角度扩展的同时会造成一定的色散，使呈现在扩散片上的光斑颜色不均匀。通常折射式透镜容易在光斑的外环形成黄斑，反射式透镜容易在光斑的中心形成黄斑。这种黄斑现象会使背光照明有区域的色差，从而进一步影响显示的图像颜色效果。是目前LED背光设计尚待解决的一个技术课题。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种新型广角透镜，能够克服直下式背光照明中常用的广角配光透镜产生的黄斑问题。其优势在于能够通过透镜曲面上的微面元实现光色混合，抑制黄斑的产生，实现颜色均匀的背光照明。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种新型广角透镜，包括旋转体，所述的旋转体由第一曲面、第二曲面和第三曲面组成，所述的第一曲面为平缓的凹曲面，所述的第二曲面为尖锐的凹曲面，由旋转轴线向外延伸；第一曲面覆盖设置在LED光源中心正上方，所述的第一曲面的直径是LED光源发光面的1-3倍。
作为优选，所述的第二曲面由多个微面元构成，所述的微面元为凸起的曲面，在轴向与径向都具有曲率。
作为优选，所述的微面元由沿着第二曲面圆周方向的弧AB、DC以及沿着第二曲面径向的弧AD、BC构成；所述的其中弧AD与BC相同，弧AB与DC具有相同的弧度，其曲率半径小于环绕轴线O的部分圆周，因此形成向外的凸曲率。微面元的凸出微结构能够改变反射光线的方向，使来自芯片不同位置的光线经过全反射后得到颜色的混合。
作为优选，所述的第三曲面为上大下小的锥面，锥面顶端位于第二曲面的外围，锥面底端位于透镜底部。
本发明的有益效果：能够通过透镜曲面上的微面元实现光色混合，抑制黄斑的产生，实现颜色均匀的背光照明。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的背景技术的结构示意图；
图2为本发明的立体结构示意图；
图3为本发明的平面侧视图；
图4为本发明的微面元的结构示意图；
图5-6为本发明在曲面3上带有微曲面的情况结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图2-6，本具体实施方式采用以下技术方案：一种新型广角透镜，包括旋转体，所述的旋转体由第一曲面1、第二曲面2和第三曲面3组成，所述的第一曲面1为平缓的凹曲面，所述的第二曲面2为尖锐的凹曲面，由旋转轴线向外延伸；第一曲面1覆盖设置在LED光源4中心正上方，所述的第一曲面1的直径是LED光源4发光面的1-3倍。
值得注意的是，所述的第二曲面2由多个微面元21构成，所述的微面元21为凸起的曲面，在轴向与径向都具有曲率，所述的微面元21由沿着第二曲面2圆周方向的弧AB、DC以及沿着第二曲面2径向的弧AD、BC构成；所述的其中弧AD与BC相同，弧AB与DC具有相同的弧度，其曲率半径小于环绕轴线O的部分圆周，因此形成向外的凸曲率。微面元21的凸出微结构能够改变反射光线的方向，使来自芯片不同位置的光线经过全反射后得到颜色的混合。
此外，所述的第三曲面3为上大下小的锥面，锥面顶端位于第二曲面2的外围，锥面底端位于透镜底部。
普通反射式广角配光透镜在箱体上投射的光斑，其光斑为同心环状分布，经过箱体底部的反射，环状分布的颜色会呈现在扩散片上，形成黄斑；而本具体实施方式的新型广角透镜在箱体上投射的光斑，其光斑为蓝黄相间的放射状分布，经过反射后在扩散片上则呈现为颜色均匀的光斑。
本具体实施方式应用于液晶显示装置、平板照明灯具、及广告牌等平板背光照明装置中的LED直下式背光模组。它能够通过透镜曲面上的微面元实现光色混合，抑制黄斑的产生，实现颜色均匀的背光照明。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种新型广角透镜，其特征在于，包括旋转体，所述的旋转体由第一曲面(1)、第二曲面(2)和第三曲面(3)组成，所述的第一曲面(1)为平缓的凹曲面，所述的第二曲面(2)为尖锐的凹曲面，由旋转轴线向外延伸；第一曲面(1)覆盖设置在LED光源(4)中心正上方，所述的第一曲面(1)的直径是LED光源(4)发光面的1-3倍。
2.根据权利要求1所述的一种新型广角透镜，其特征在于，所述的第二曲面(2)由多个微面元(21)构成，所述的微面元(21)为凸起的曲面，在轴向与径向都具有曲率。
3.根据权利要求2所述的一种新型广角透镜，其特征在于，所述的微面元(21)由沿着第二曲面(2)圆周方向的弧AB、DC以及沿着第二曲面(2)径向的弧AD、BC构成；所述的其中弧AD与BC相同，弧AB与DC具有相同的弧度，其曲率半径小于环绕轴线O的部分圆周，因此形成向外的凸曲率；微面元(21)的凸出微结构能够改变反射光线的方向，使来自芯片不同位置的光线经过全反射后得到颜色的混合。
4.根据权利要求1所述的一种新型广角透镜，其特征在于，所述的第三曲面(3)为上大下小的锥面，锥面顶端位于第二曲面(2)的外围，锥面底端位于透镜底部。
5.根据权利要求2所述的一种新型广角透镜，其特征在于，所述的微面元(21)包括但不限于在轴向与径向都有曲率的方案，也可以是在单独的一个方向具有曲率。
6.根据权利要求1所述的一种新型广角透镜，其特征在于，所述的带有微面元(21)的曲面包括但不限于第二曲面，也可以是在第二曲面(2)和第三曲面(3)上的一个或两个曲面上带有微曲面的情况。
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