CN206649179U - 一种非圆形折射式背光透镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种非圆形折射式背光透镜，包括透镜本体，所述透镜本体的顶面为出光面，所述透镜本体底部设置有入光孔，所述入光孔的内壁为入光面，所述出光面和入光面的纵切面的截面线为平滑曲线；所述出光面的纵切面A与出光面的纵切面B过基准光轴，所述入光面的纵切面C与入光面的纵切面D过基准光轴，所述纵切面A的截面线A与纵切面B的截面线B的曲率不同，和/或所述纵切面C的截面线C与纵切面D的截面线D的曲率不同。本实用新型通过调整透镜本体出光面或入光面在不同角度纵切面上的曲率，使至少两个纵切面上形成不同的光扩散和能量分布，在面板上得到非旋转轴对称的非圆形光斑，以此提高整个显示面板的亮度和均匀度。
Description
技术领域
本实用新型涉及背光透镜技术领域，尤其涉及一种非圆形折射式背光透镜。
背景技术
在直下式电视背光等液晶显示领域，现有的折射式背光透镜光学面均为360度圆形旋转轴对称曲面，如图1所示，透镜的入光面(序号4)为关于基准光轴(序号11)旋转轴对称的凹曲面，光源(序号10)出射的光呈朗伯分布，射至入光面(序号4)发生折射，光线角度往远离光轴的方向偏转扩散，再射至透镜出光面(序号2)，出光面(序号2)为关于基准光轴(序号11)旋转轴对称的凸曲面，光线角度进一步往远离光轴的方向偏转扩散，最终在背光面板上得到亮度均匀呈高斯分布的圆形光斑。
这种圆形旋转轴对称结构，产生的光斑为圆形，随着技术的发展、成本的考虑以及对显示模组均匀度和亮度要求的不断提高，继续采用圆形旋转轴对称透镜有诸多局限性，例如，对于横向和纵向LED间距不等的显示模组就会出现背光画面亮暗不均的现象，给人不舒适感；对于LED间距相等的显示模组，LED交叉区的能量利用率不高，整个显示面板的亮度相对就不会太高。
实用新型内容
本实用新型旨在提供非圆形折射式背光透镜，可提高整个显示面板的亮度。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种非圆形折射式背光透镜，包括透镜本体，所述透镜本体的顶面为出光面，所述透镜本体底部设置有入光孔，所述入光孔的内壁为入光面，所述出光面和入光面的纵切面的截面线为平滑曲线；所述出光面的纵切面A与出光面的纵切面B过基准光轴，所述入光面的纵切面C与入光面的纵切面D过基准光轴，所述纵切面A的截面线A与纵切面B的截面线B的曲率不同，和/或所述纵切面C的截面线C与纵切面D的截面线D的曲率不同。
进一步的，所述入光面过基准光轴的纵切面的截面线为半椭圆形。
进一步的，所述半椭圆形的长轴与基准光轴重合。
进一步的，所述截面线C的长轴与短轴之比小于截面线D的长轴与短轴之比，所述截面线A中央有弧形凹陷，所述纵切面A与纵切面C重合，所述纵切面B与纵切面D重合。
进一步的，所述截面线A和截面线B中央均有弧形凹陷，所述纵切面A、纵切面C、纵切面B和纵切面D两两不重合。
进一步的，所述弧形凹陷与入光孔的中心位于同一轴线上。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型通过调整透镜本体出光面或入光面在不同角度纵切面上的曲率，使至少两个纵切面上形成不同的光扩散和能量分布，在面板上得到非旋转轴对称的非圆形光斑，以此提高整个显示面板的亮度和均匀度。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是实施例1中纵切面A的截面图；
图3是实施例1中纵切面B的截面图；
图4是实施例1的轴测图；
图5是实施例1在纵切面A方向的光路图；
图6是实施例1在纵切面B方向的光路图；
图7是实施例2的轴测图；
图8是实施例2的光斑图；
图中：1-透镜本体、2-出光面、3-入光孔、4-入光面、5-纵切面A、6-纵切面B、7-纵切面C、8-纵切面D、51-截面线A、61-截面线B、71-截面线C、81-截面线D、9-弧形凹陷、10-光源、11-基准光轴。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。
实施例1
如图2、3所示，本实施例公开的非圆形折射式背光透镜，包括透镜本体1，透镜本体1的顶面为出光面2，透镜本体1底部设置有入光孔3，入光孔3的内壁为入光面4，出光面2和入光面4的纵切面的截面线为平滑曲线。出光面2的纵切面A5与出光面2的纵切面B6过基准光轴11，纵切面A5与纵切面B6的夹角为θ1，所述入光面4的纵切面C7与入光面4的纵切面D8过基准光轴11，纵切面C7与纵切面D8的夹角为θ2，其中，0°＜θ1≤90°，0°＜θ2≤90°。如图2、3、5、6所示，所述纵切面A5的截面线A51与截面线B61的曲率不同，和/或所述纵切面C7的截面线C71与纵切面D8的截面线D81的曲率不同。
出光面2和入光面4过基准光轴11的纵切面均为轴对称图形，入光面4的过基准光轴11的纵切面的截面线为半椭圆形。半椭圆形的长轴与基准光轴11重合。截面线C71的长轴与短轴之比小于截面线D81的长轴与短轴之比，截面线A51中央有弧形凹陷9，弧形凹陷9与入光孔3的中心位于同一轴线上。
如图4所示，本实施例中纵切面A5与纵切面C7重合，纵切面B6与纵切面D8重合。如图5、6所示，本实施例通过调整透镜本体出光面2或者入光面4在不同角度纵切面上的曲率，使透镜入光面4在纵切面C7上的截面线C71和纵切面D8上的截面线D81曲率不同，或者如图2、3所示，使出光面2在纵切面A5上的截面线A51和纵切面B6上的截面线B61曲率不同，可以得到亮度均匀的椭圆形光斑。
如图2、3所示，以光源10(例如LED)发光面与基准光轴11的交点为基准点O，设连接截面线C71的任意点与基准点O的直线，与透镜本体1，透镜本体1的顶面为出光面2，透镜本体1底部设置有入光孔3，入光孔3的内壁为入光面4，出光面2和入光面4的纵切面的截面线为平滑曲线。出光面2的纵切面A5与出光面2的纵切面B6过基准光轴11，纵切面A5与纵切面B6的夹角为θ1，所述入光面4的纵切面C7与入光面4的纵切面D8过基准光轴11，纵切面C7与纵切面D8的夹角为θ2，其中，0°＜θ1≤90°，0°＜θ2≤90°。如图2、3、5、6所示，所述纵切面A5的截面线A51与截面线B61的曲率不同，和/或所述纵切面C7的截面线C71与纵切面D8的截面线D81的曲率不同。
出光面2和入光面4过基准光轴11的纵切面均为轴对称图形，入光面4的过基准光轴11的纵切面的截面线为半椭圆形。半椭圆形的长轴与基准光轴11重合。截面线C71的长轴与短轴之比小于截面线D81的长轴与短轴之比，截面线A51中央有弧形凹陷9，弧形凹陷9与入光孔3的中心位于同一轴线上。
如图4所示，本实施例中纵切面A5与纵切面C7重合，纵切面B6与纵切面D8重合。如图5、6所示，本实施例通过调整透镜本体出光面2或者入光面4在不同角度纵切面上的曲率，使透镜入光面4在纵切面C7上的截面线C71和纵切面D8上的截面线D81曲率不同，或者如图2、3所示，使出光面2在纵切面A5上的截面线A51和纵切面B6上的截面线B61曲率不同，可以得到亮度均匀的椭圆形光斑。
如图2、3所示，以光源10(例如LED)发光面与基准光轴11的交点为基准点O，设连接截面线C71的任意点与基准点O的直线，与基准光轴11的夹角为α1，距离为A1；连接截面线D81的任意点与基准点O的直线，与基准光轴的夹角为α2，距离为A2；连接截面线A51的任意点与基准点O的直线，与基准光轴11的夹角为β1，距离为B1；连接截面线B61的任意点与基准点O的直线，与基准光轴11的夹角为β2，距离为B2。当夹角α1＝α2，或者β1＝β2时，始终会有A1≠A2，或者B1≠B2的情况出现。使至少两个纵切面上形成不同的光扩散和能量分布，在面板上得到非圆形光斑，以此提高整个显示面板的亮度和均匀度。
例如，在XYZ坐标的三维空间里，如果入光面或者出光面为旋转轴对称曲面，则可用一个奇次多项式非球面函数表达：
式(1)中其中C是曲率，K是圆锥常数，C1-C20为非球面系数。
如果入光面或者出光面为非旋转轴对称，则可用一个XY多项式非球面函数表达：
式(3)中，C是曲率，K是圆锥常数，Cj是单项式xmyn的非球面系数，其中，m和n是≥1的整数。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：如图7所示，纵切面A5、纵切面B6、纵切面D8和纵切面C7两两不重合，截面线A51和截面B61中央均有弧形凹陷9。如图8所示，沿顺时针方向，依次为纵切面A5的一端、纵切面D8的一端、纵切面B6的一端、纵切面C7的一端，本实施例形成的光斑为方形光斑，其边缘截止锐利、亮度均匀。
本实用新型通过调整透镜本体出光面2或入光面4在不同角度纵切面上的曲率，可以得到亮度均匀的椭圆形光斑，或边缘截止锐利、亮度均匀的方形或矩形光斑。
本实用新型通过将透镜在不同剖截面上的曲线曲率做的不同，即透镜入光面或出光面非旋转轴对称，使至少两个纵切面上形成不同的光扩散和能量分布，在面板上得到非旋转轴对称的非圆形光斑，以此提高整个显示面板的亮度和均匀度。
当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
基准光轴11的夹角为α1，距离为A1；连接截面线D81的任意点与基准点O的直线，与基准光轴的夹角为α2，距离为A2；连接截面线A51的任意点与基准点O的直线，与基准光轴11的夹角为β1，距离为B1；连接截面线B61的任意点与基准点O的直线，与基准光轴11的夹角为β2，距离为B2。当夹角α1＝α2，或者β1＝β2时，始终会有A1≠A2，或者B1≠B2的情况出现。使至少两个纵切面上形成不同的光扩散和能量分布，在面板上得到非圆形光斑，以此提高整个显示面板的亮度和均匀度。
例如，在XYZ坐标的三维空间里，如果入光面或者出光面为旋转轴对称曲面，则可用一个奇次多项式非球面函数表达：
式(1)中其中C是曲率，K是圆锥常数，C1-C20为非球面系数。
如果入光面或者出光面为非旋转轴对称，则可用一个XY多项式非球面函数表达：
式(3)中，C是曲率，K是圆锥常数，Cj是单项式xmyn的非球面系数，其中，m和n是≥1的整数。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：如图7所示，纵切面A5、纵切面B6、纵切面D8和纵切面C7两两不重合，截面线A51和截面B61中央均有弧形凹陷9。如图8所示，沿顺时针方向，依次为纵切面A5的一端、纵切面D8的一端、纵切面B6的一端、纵切面C7的一端，本实施例形成的光斑为方形光斑，其边缘截止锐利、亮度均匀。
本实用新型通过调整透镜本体出光面2或入光面4在不同角度纵切面上的曲率，可以得到亮度均匀的椭圆形光斑，或边缘截止锐利、亮度均匀的方形或矩形光斑。
本实用新型通过将透镜在不同剖截面上的曲线曲率做的不同，即透镜入光面或出光面非旋转轴对称，使至少两个纵切面上形成不同的光扩散和能量分布，在面板上得到非旋转轴对称的非圆形光斑，以此提高整个显示面板的亮度和均匀度。
当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种非圆形折射式背光透镜，其特征在于:包括透镜本体(1)，所述透镜本体(1)的顶面为出光面(2)，所述透镜本体(1)底部设置有入光孔(3)，所述入光孔(3)的内壁为入光面(4)，所述出光面(2)和入光面(4)的纵切面的截面线为平滑曲线；所述出光面(2)的纵切面A(5)与出光面(2)的纵切面B(6)过基准光轴(11)，所述入光面(4)的纵切面C(7)与入光面(4)的纵切面D(8)过基准光轴(11)，所述纵切面A(5)的截面线A(51)与纵切面B(6)的截面线B(61)的曲率不同，和/或所述纵切面C(7)的截面线C(71)与纵切面D(8)的截面线D(81)的曲率不同。
2.根据权利要求1所述的非圆形折射式背光透镜，其特征在于：所述入光面(4)过基准光轴(11)的纵切面的截面线为半椭圆形。
3.根据权利要求2所述的非圆形折射式背光透镜，其特征在于：所述半椭圆形的长轴与基准光轴(11)重合。
4.根据权利要求3所述的非圆形折射式背光透镜，其特征在于：所述截面线C(71)的长轴与短轴之比小于截面线D(81)的长轴与短轴之比，所述截面线A(51)中央有弧形凹陷(9)，所述纵切面A(5)与纵切面C(7)重合，所述纵切面B(6)与纵切面D(8)重合。
5.根据权利要求3所述的非圆形折射式背光透镜，其特征在于：所述截面线A(51)和截面线B(61)中央均有弧形凹陷(9)，所述纵切面A(5)、纵切面C(7)、纵切面B(6)和纵切面D(8)两两不重合。
6.根据权利要求4或5所述的非圆形折射式背光透镜，其特征在于：所述弧形凹陷(9)与入光孔(3)的中心位于同一轴线上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720414275.9U CN206649179U (zh) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 一种非圆形折射式背光透镜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720414275.9U CN206649179U (zh) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 一种非圆形折射式背光透镜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206649179U true CN206649179U (zh) | 2017-11-17 |
Family
ID=60276348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720414275.9U Active CN206649179U (zh) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 一种非圆形折射式背光透镜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206649179U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109597241A (zh) * | 2018-08-21 | 2019-04-09 | 深圳明智超精密科技有限公司 | 一种椭球面广角背光源透镜 |
| CN113933918A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种凸透镜和投影装置 |
-
2017
- 2017-04-19 CN CN201720414275.9U patent/CN206649179U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109597241A (zh) * | 2018-08-21 | 2019-04-09 | 深圳明智超精密科技有限公司 | 一种椭球面广角背光源透镜 |
| CN113933918A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种凸透镜和投影装置 |
| CN113933918B (zh) * | 2021-10-19 | 2023-05-16 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种凸透镜和投影装置 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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