CN104565995A - 背光模组 - Google Patents

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陈柏洲
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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements

Abstract

一种背光模组，包括导光板、设置于导光板侧向的激光二极管光源及设置于激光二极管光源与导光板之间的第一平凸柱面透镜及第二平凸柱面透镜，激光二极管光源发出的光线穿过第一平凸柱面透镜后又穿过第二平凸柱面透镜再进入导光板，第一平凸柱面透镜具有第一凸柱面及与第一凸柱面相对设置的第一平面，第二平凸柱面透镜具有第二凸柱面及与第二凸柱面相对设置的第二平面，激光二极管光源发出的光线经过第一平凸柱面透镜后先汇聚再继续发散朝向第二平凸柱面透镜照射，由第二平面进入第二平凸柱面透镜，最终由第二凸柱面射出，发散光线被转为平行光线朝向导光板照射。与现有技术相比，本发明的背光模组具有较高的光利用率。

Description

背光模组
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其涉及一种背光模组。
背景技术
激光二极管（Laser Diode，LD）作为一种高效的发光源，具有单色性好、光束发射角度小、发光强度高、体积小、寿命长的等诸多特点，故激光二极管又常用作投影系统中的光源。
但由于该激光二极管的光束发散角度较小，该激光二极管的光束的照射面积有限，部分光线无法被利用，使得背光模组的光效率降低，这也使得该激光二极管不能直接作为背光模组的光源使用，从而限制了激光二极管在背光领域中的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种使用激光二极管光光源的背光模组。
一种背光模组，包括导光板、设置于该导光板侧向的激光二极管光源，所述背光模组还包括设置于该激光二极管光源与导光板之间的第一平凸柱面透镜及第二平凸柱面透镜，所述激光二极管光源发出的光线穿过第一平凸柱面透镜后又穿过第二平凸柱面透镜再进入所述导光板，所述第一平凸柱面透镜具有第一凸柱面及与该第一凸柱面相对设置的第一平面，所述第一凸柱面正对激光二极管光源设置，所述第二平凸柱面透镜具有第二凸柱面及与该第二凸柱面相对设置的第二平面，所述激光二极管光源发出的光线经过第一平凸柱面透镜后先汇聚再继续发散朝向所述第二平凸柱面透镜照射，由第二平面进入第二平凸柱面透镜，最终由第二凸柱面射出，发散光线被转为平行光线朝向导光板照射。
与现有技术相比，本发明的背光模组中使用激光二极管光源，所述激光二极管光源发出的光线经过第一平凸柱面透镜、第二平凸柱面透镜的调整后光路的整体宽度增大，从而有利于光线进入导光板后被充分利用，具有较高的光利用率。
附图说明
图1为本发明第一实施例的背光模组的元件及光路示意图。
图2为本发明第二实施例的背光模组的元件及光路示意图。
图3为本发明第三实施例的背光模组的元件示意图。
主要元件符号说明
背光模组 100
导光板 10
顶面 11
底面 12
凸条 121
入光面 13
激光二极管光源 20
第一平凸柱面透镜 30
第一凸柱面 31
第一平面 32
第二平凸柱面透镜 40
第二凸柱面 41
第二平面 42
转折棱镜 50
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，本发明第一实施例的背光模组100，包括导光板10、设置在该导光板10的侧向的激光二极管光源20、设置于该激光二极管光源20与导光板10之间的第一平凸柱面透镜30及第二平凸柱面透镜40。所述激光二极管光源20发出的光线穿过第一平凸柱面透镜30后又穿过第二平凸柱面透镜40再进入所述导光板10。
上述导光板10大致呈一矩形板体，其内的光线射至空气时发生全反射的临界角为β。所述导光板10具有一顶面11和与顶面11相对的一底面12，以及连接顶面11和底面12并面向所述第二平凸柱面透镜40设置的入光面13。在本实施例中，所述入光面13为平面。
所述导光板10的顶面11为一平面。所述导光板10的底面12为一平面。
上述第一平凸柱面透镜30具有一第一凸柱面31及与该第一凸柱面31相对设置的一第一平面32。所述第一凸柱面31正对激光二极管光源20设置。所述激光二极管光源20发出的平行光线经过第一平凸柱面透镜30后光路发生改变，光线先汇聚后再继续发散朝向所述第二平凸柱面透镜40照射。
上述第二平凸柱面透镜40具有一第二凸柱面41及与该第二凸柱面41相对设置的一第二平面42。所述第二平凸柱面透镜40在尺寸上大于第一平凸柱面透镜30。所述第二平面42正对第一平面32设置。所述第二凸柱面41正对所述导光板10的入光面13设置。所述激光二极管光源20发出的光线经过第一平凸柱面透镜30后发散，由第二平面42进入第二平凸柱面透镜40，最终由第二凸柱面41射出，光线的光路发生改变，光线被转为平行光线继续朝向导光板10的入光面13照射。可以理解地，根据实际需要，所述第一平凸柱面透镜30、第二平凸柱面透镜40在尺寸上及与激光二极管光源20、导光板10的相对距离上均可以具体作出调整，只要激光二极管光源20发出的光线经过第一平凸柱面透镜30、第二平凸柱面透镜40的调整后达到需要的效果即可。
请参阅图2，本发明第二实施例的背光模组100，包括导光板10、设置在该导光板10的侧向的激光二极管光源20、设置于该激光二极管光源20与导光板10之间的第一平凸柱面透镜30及第二平凸柱面透镜40。所述激光二极管光源20发出的光线穿过第一平凸柱面透镜30后又穿过第二平凸柱面透镜40再进入所述导光板10。
上述导光板10大致呈一矩形板体，其内的光线射至空气时发生全反射的临界角为β。所述导光板10具有一顶面11和与顶面11相对的一底面12，以及连接顶面11和底面12并面向所述第二平凸柱面透镜40设置的入光面13。在本实施例中，所述入光面13为凸曲面。
所述导光板10的顶面11为一平滑平面。所述导光板10的底面12上形成有间隔设置的若干凸条121。可以理解地，为加强出光效果，该导光板10的底面12上可以进一步设置有反射层。这些凸条121呈纵长条状，且相互平行、均匀间隔设置。可以理解地，导光板10的底面12上的若干凸条121也可以连续设置。在本实施例中，所述凸条121的截面呈弧形。当然，所述凸条121的截面也可呈V形、锯齿形或是其它形状。
上述第一平凸柱面透镜30具有一第一凸柱面31及与该第一凸柱面31相对设置的一第一平面32。所述第一凸柱面31正对激光二极管光源20设置。所述激光二极管光源20发出的平行光线经过第一平凸柱面透镜30后光路发生改变，光线先汇聚后再继续发散朝向所述第二平凸柱面透镜40照射。
上述第二平凸柱面透镜40具有一第二凸柱面41及与该第二凸柱面41相对设置的一第二平面42。所述第二平凸柱面透镜40在尺寸上大于第一平凸柱面透镜30。所述第二平面42正对第一平面32设置。所述第二凸柱面41正对所述导光板10的入光面13设置。所述激光二极管光源20发出的光线经过第一平凸柱面透镜30后发散，由第二平面42进入第二平凸柱面透镜40，最终由第二凸柱面41射出，光线的光路发生改变，光线被转为平行光线继续朝向导光板10的入光面13照射。可以理解地，根据实际需要，所述第一平凸柱面透镜30、第二平凸柱面透镜40在尺寸上及与激光二极管光源20、导光板10的相对距离上均可以具体作出调整，只要激光二极管光源20发出的光线经过第一平凸柱面透镜30、第二平凸柱面透镜40的调整后达到需要的效果即可。
当背光模组100工作时，所述激光二极管光源20发出的光线经过第一平凸柱面透镜30使得光线先汇聚后再继续发散，继而经过第二平凸柱面透镜40，光线重新被转为平行光线，光线经过第一平凸柱面透镜30、第二平凸柱面透镜40的调整后光路的整体宽度增大，从而有利于光线进入导光板10后被充分利用。光线经过导光板10的入光面13折射后进入导光板10的内部。下面，以入射至导光板10的顶面11的光线进行描述。当光线射向导光板10的顶面11时，如果入射角小于β时，光线直接射出顶面11而出光；如果入射角大于或等于β时，光线发生全反射，进而被导向导光板10的底面12。由于底面12上设有间隔设置的若干凸条121，由于凸条121的形状导致其再次入射至顶面11时的入射角发生改变，使得该部分光线经由顶面11出射成为可能，如果改变后的入射角仍然大于临界角β，将再次被顶面11导向底面12，如此反复直到光线经由顶面11出射。同样地，所述激光二极管光源20发出的入射至导光板10的底面12的光线的路径同上相似。如此，所述激光二极管光源20发出的光线经过第一平凸柱面透镜30、第二平凸柱面透镜40的调整后，再经过导光板10的入光面13发散后进入导光板10的内部，导光板10的底面12上的若干凸条121进一步发挥反射作用，最终大部分射出顶面11而出光，避免了光线的损失，提高了本发明的背光模组100的光利用效率。
请同时参阅图3，本发明第三实施例的背光模组100与第一、第二实施例的背光模组100不同之处在于：所述背光模组100进一步包括一转折棱镜50。所述转折棱镜50与第二平凸柱面透镜40相邻设置，用以将经过第二平凸柱面透镜40的光线的出射方向转折，再由导光板10的入光面13射入导光板10。这样，所述导光板10的入光面13的朝向可以根据实际需要选择，而非需要面向第二平凸柱面透镜40设置。
图1至图3仅为了简洁地显示出本发明的背光模组100的工作原理，并未示出背光模组100的其他具体结构，可以理解地，本发明的背光模组100并不局限于仅包含有图中所显示的结构，其还可以包括有液晶面板和其它支撑结构，在此不再赘述。
本发明的技术内容及技术特点已揭露如上，然而本领域技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作出种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为所附的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种背光模组，包括导光板、设置于该导光板侧向的激光二极管光源，其特征在于：所述背光模组还包括设置于该激光二极管光源与导光板之间的第一平凸柱面透镜及第二平凸柱面透镜，所述激光二极管光源发出的光线穿过第一平凸柱面透镜后又穿过第二平凸柱面透镜再进入所述导光板，所述第一平凸柱面透镜具有第一凸柱面及与该第一凸柱面相对设置的第一平面，所述第一凸柱面正对激光二极管光源设置，所述第二平凸柱面透镜具有第二凸柱面及与该第二凸柱面相对设置的第二平面，所述激光二极管光源发出的光线经过第一平凸柱面透镜后先汇聚再继续发散朝向所述第二平凸柱面透镜照射，由第二平面进入第二平凸柱面透镜，最终由第二凸柱面射出，发散光线被转为平行光线朝向导光板照射。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述导光板具有顶面、与该顶面相对的底面及连接顶面和底面的入光面，所述激光二极管光源发出的光线经过该入光面射入导光板。
3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于：所述入光面为平面或凸曲面。
4.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于：所述导光板的底面上设置有若干凸条，所述凸条呈纵长条状。
5.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于：所诉凸条的截面呈弧形、V形或锯齿形。
6.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于：所述凸条连续设置在所述导光板的底面上。
7.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于：所述凸条相互间隔设置在所述导光板的底面上。
8.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述第二平凸柱面透镜在尺寸上大于第一平凸柱面透镜。
9.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述第二平凸柱面的第二平面正对第一平凸柱面透镜的第一平面设置。
10.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述背光模组还包括与第二平凸柱面透镜相邻设置的转折棱镜，用以将经过第二平凸柱面透镜的光线的出射方向转折，再射入导光板。
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