CN202927738U - Led光学透镜及led背光模组 - Google Patents

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张菲
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Abstract

本实用新型公开一种LED光学透镜及LED背光模组，该LED光学透镜呈柱状设置，其侧表面为第一出光面，LED光学透镜的底部开有用于容置LED光源的容置槽，该容置槽的侧表面为入光面，LED光学透镜的顶部开有用于出光的圆锥凹槽，该圆锥凹槽的侧表面为第二出光面。本实用新型LED光学透镜通过入光面的聚光作用，使得LED光源发出的光线经入光面折射后进入LED光学透镜的内部空间，大部分光线经过第二出光面的全反射，再经第一出光面的折射后将光线散射到扩散板上，增大了LED光源的发光角度，使得LED光源的照射区域增大，提高LED背光亮度的均匀性。同时，可适当地减少LED光源的数量，在一定程度上降低成本，缩小液晶显示器的厚度。

Description

LED光学透镜及LED背光模组
技术领域
本实用新型涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种LED光学透镜及LED背光模组。
背景技术
现有技术中，液晶显示器的工作原理是利用液晶材料在电场作用下对光的调制而形成图像，但是由于液晶材料本身不发光，因此液晶显示器需要利用专门的背光光源来提供光源，背光光源根据其入光方式可分为侧入式背光光源和直下式背光光源两种。采用直下式背光光源的液晶显示器，是将LED均匀或者不均匀的方式排列在液晶面板的下面作为光源，但是目前LED的发光角度普遍在120度，由于LED和LED之间间隙的存在，容易产生亮度明暗不均匀的现象，为了消除该现象，通常通过增加LED的数量或者增加混光距离来实现，然而，增加LED的数量会造成液晶显示器成本的上升，增加混光距离会加厚液晶显示器的厚度。
发明内容
本实用新型的主要目的是提出一种LED光学透镜及LED背光模组，旨在增大LED光源的发光角度，增强背光亮度的均匀性。
为了达到上述目的，本实用新型提出一种LED光学透镜，该LED光学透镜呈柱状设置，所述LED光学透镜的底部开有一用于容置LED光源的容置槽，所述LED光学透镜的顶部开有一用于出光的圆锥凹槽，所述容置槽的顶部为一圆锥形槽，所述圆锥形槽与所述圆锥凹槽同轴。
优选地，所述容置槽和圆锥凹槽均与所述LED光学透镜同轴。
优选地，所述容置槽还包括圆孔、设于所述圆孔上端部的圆柱孔，所述圆锥形槽设于所述圆柱孔的上端部。
优选地，所述圆孔的上端部孔径与所述圆柱孔的孔径相等，所述圆柱孔的孔径大于所述圆锥形槽底部的直径。
优选地，所述圆锥凹槽的顶点到所述圆孔的下端部的距离等于所述圆锥形槽的顶点到所述圆孔的下端部的距离。
本实用新型进一步还提出一种LED背光模组，包括LED光源、反射片和扩散板，所述LED背光模组还包括LED光学透镜，该LED光学透镜呈柱状设置，所述LED光学透镜的底部开有一用于容置LED光源的容置槽，所述LED光学透镜的顶部开有一用于出光的圆锥凹槽，所述容置槽的顶部为一圆锥形槽，所述圆锥形槽与所述圆锥凹槽同轴；所述LED光学透镜设置于所述反射片和扩散板之间，所述LED光源内置于所述容置槽中。
优选地，所述LED光源的中心和所述LED光学透镜的中心在同一轴线上。
本实用新型LED光学透镜底部的容置槽将LED光源包围在其中，且该容置槽的侧表面作为LED光学透镜的入光面，LED光学透镜的侧表面作为LED光学透镜的第一出光面，LED光学透镜的顶面的圆锥凹槽的侧表面作为LED光学透镜的第二出光面。本实用新型通过入光面的聚光作用，使得LED光源发出的光线经入光面折射后进入LED光学透镜的内部空间，大部分LED光源的光线经过第二出光面的全反射，再经第一出光面的折射后将LED光源的光线散射出去。本实用新型增大了LED光源的发光角度，使得LED光源的照射区域增大，提高LED光源照射区域背光亮度的均匀性。
此外，由于提高了光的均匀性，可适当减少LED光源的数量，进而在一定程度上降低成本，缩小液晶显示器的厚度。
附图说明
图1为本实用新型LED背光模组较佳实施例的剖视图；
图2为本实用新型LED光学透镜较佳实施例的剖视图。
本实用新型的目的、功能特点及优点的实现，将结合实施例，并参照附图作进一步说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提出一种LED光学透镜400。
参照图1和图2，图1为本实用新型LED背光模组较佳实施例的剖视图；图2为本实用新型LED光学透镜400较佳实施例的剖视图。
在本实施例中，该LED光学透镜400呈柱状设置，LED光学透镜400的侧表面为LED光学透镜400的第一出光面440；LED光学透镜400的底部开有容置槽410，该容置槽410用于容置LED光源100，且容置槽410的侧表面为LED光学透镜400的入光面430；LED光学透镜400的顶部开有圆锥凹槽420，该圆锥凹槽420的侧表面是LED光学透镜400的第二出光面450，容置槽410的顶部为圆锥形槽413，圆锥形槽413与圆锥凹槽420同轴。
在本实施例中，LED光学透镜400的入光面430的外形，例如入光面430的高度、倾斜角度可以根据设计需要进行相应调整，本实施例优选地将入光面430设置圆形，在其它实施例中，根据设计要求，可以将入光面430设置弧形，只要达到设计所需的倾斜度即可；另外，LED光学透镜400的第一出光面440和第二出光面450的外形，例如第一出光面440和第二出光面450的高度、倾斜度也可以根据设计需要进行相应调整，本实施例优选地将第一出光面440和第二出光面450设置圆形，在其它实施例中，根据设计要求，可以将第一出光面440和第二出光面450设置具有一定斜度的倾斜面，只要达到设计所需的角度即可，其中上述倾斜度为与水平面之间的角度。
本实施例通过入光面430的聚光作用，使得LED光源100发出的光线经入光面430折射后进入LED光学透镜400的内部空间，大部分LED光源100的光线经过第二出光面450的全反射，再经第一出光面440的折射后将LED光源100的光线散射出去，增大了LED光源100的发光角度，使得LED光源100的照射区域增大，提高LED光源100照射区域背光亮度的均匀性。此外，由于提高了光的均匀性，可适当减少LED光源的数量，进而在一定程度上降低成本，缩小液晶显示器的厚度。
上述实施例中，容置槽410和圆锥凹槽420均与LED光学透镜400同轴，即容置槽410、圆锥凹槽420和LED光学透镜400的中心均在同一条中轴线上，使得LED光源100的光线经容置槽410侧表面时均匀地折射到圆锥凹槽420的侧表面，再经圆锥凹槽420侧表面的全反射，并经LED光学透镜400的侧表面折射后均匀地散射，使得LED光源100照射区域的背光亮度更加均匀。
上述实施例中，容置槽410还包括圆孔411和圆柱孔412，圆柱孔412设于圆孔411的上端部，圆锥形槽413设于圆柱孔412的上端部，LED光源100被包围在圆孔411内，LED光源100的光线经圆柱孔412和圆锥形槽413的侧表面时发生折射，而到达该圆锥形槽413侧表面的光线中，由于大多数入射光线的入射角小于临界角，因此在此处的光线基本会被折射，进而进入到达第二出光面450，由于到达第二出光面450的光线的入射角大多数都大于临界角，因此会发生全反射，进而使得更多的光线从第一出光面440射出，进而使得LED光源100的出射光线更加发散，增大LED光源100的照射区域，使得背光亮度均匀。
具体地，圆孔411的上端部孔径与圆柱孔412的孔径相等，圆柱孔412的孔径大于圆锥形槽413底部的直径。圆孔411、圆柱孔412和圆锥形槽413的侧表面将LED光源100发出的光线聚集，改变LED光源100原本的光路和配光曲线，以增大LED光源100的发光角度。
具体地，圆锥凹槽420的顶点到圆孔411的下端部的距离等于圆锥形槽413的顶点到圆孔411的下端部的距离。使得到达圆锥形槽413侧表面的光线中，经折射后进入到第二出光面450的光线能够充分地发生全反射，进而使得更多的光线从第一出光面440射出，使得LED光源100的出射光线的散射效果更佳。
本实用新型进一步还提出一种LED背光模组。
参照图1，图1为本实用新型LED背光模组较佳实施例的剖视图。
在本实施例中，该LED背光模组包括LED光源100、反射片200和扩散板300，LED背光模组还包括LED光学透镜400，该LED光学透镜400的结构参照前面所述的LED光学透镜400的结构，此处不再赘述；本实施例中，LED光学透镜400设置于反射片200和扩散板300之间，LED光源100内置于LED光学透镜400的容置槽410中。
本实施例通过LED光学透镜400的入光面430的聚光作用，使得LED光源100发出的光线经LED光学透镜400的入光面430折射后进入LED光学透镜400的内部空间，大部分LED光源100的光线经过LED光学透镜400的第二出光面450的全反射，再经LED光学透镜400的第一出光面440的折射后将LED光源100的光线散射到扩散板300上，增大了LED光源100的发光角度，使得LED光源100的照射区域增大，提高LED光源100照射区域背光亮度的均匀性。
上述实施例中，LED光源100的中心和LED光学透镜400的中心在同一轴线上，使得LED光源100的光线发射到容置槽410侧表面的各个位置的光线的强度和密度均匀，经圆锥凹槽420侧表面的全反射，并经LED光学透镜400的侧表面折射后均匀地散射到扩散板300上，使得LED光源100照射区域的背光亮度更加均匀。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种LED光学透镜，其特征在于，所述LED光学透镜呈柱状设置，所述LED光学透镜的底部开有一用于容置LED光源的容置槽，所述LED光学透镜的顶部开有一用于出光的圆锥凹槽，所述容置槽的顶部为圆锥形槽，所述圆锥形槽与所述圆锥凹槽同轴。
2.如权利要求1所述的LED光学透镜，其特征在于，所述容置槽和圆锥凹槽均与所述LED光学透镜同轴。
3.如权利要求1所述的LED光学透镜，其特征在于，所述容置槽还包括圆孔、设于所述圆孔上端部的圆柱孔，所述圆锥形槽设于所述圆柱孔的上端部。
4.如权利要求3所述的LED光学透镜，其特征在于，所述圆孔的上端部孔径与所述圆柱孔的孔径相等，所述圆柱孔的孔径大于所述圆锥形槽底部的直径。
5.如权利要求3或4所述的LED光学透镜，其特征在于，所述圆锥凹槽的顶点到所述圆孔的下端部的距离等于所述圆锥形槽的顶点到所述圆孔的下端部的距离。
6.一种LED背光模组，包括LED光源、反射片和扩散板，其特征在于，还包括如权利要求1至5中任意一项所述的LED光学透镜，该LED光学透镜设置于所述反射片和扩散板之间，所述LED光源内置于所述容置槽中。
7.如权利要求6所述的LED背光模组，其特征在于，所述LED光源的中心和所述LED光学透镜的中心在同一轴线上。
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