CN207882565U - 一种椭圆形光斑的透镜 - Google Patents
一种椭圆形光斑的透镜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207882565U CN207882565U CN201820021367.5U CN201820021367U CN207882565U CN 207882565 U CN207882565 U CN 207882565U CN 201820021367 U CN201820021367 U CN 201820021367U CN 207882565 U CN207882565 U CN 207882565U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- light
- lens body
- elliptical spot
- utility
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
本实用新型涉及直下式背光透镜技术领域，特别涉及一种椭圆形光斑的透镜，包括有透镜主体、位于透镜主体底部的入光面和位于透镜主体顶部的出光面，所述出光面的曲面方程为：所述曲面方程中：x表示横向方向，y表示纵向方向，cx、cy分别是x、y方向的曲率，kx、ky分别是x、y方向的二次曲面系数，A系数为对称系数；本实用新型可应用在直下式背光，本实用新型的出光光斑呈椭圆形，当LED灯珠之间的横向间距与纵向间距差异较大时，能实现LED灯珠光斑叠加能量的均匀性，相比于现有技术，具有更佳的视觉效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及直下式背光透镜技术领域，特别涉及一种椭圆形光斑的透镜。
背景技术
目前，光学塑胶镜片在稳定性、环保、成本低、等方面具有明显优势，已经在直下式背光领域广泛使用，同时，在节能和液晶显示行业成本不断降低的背景下，直下式背光模组也不断提出降低成本的方案，如加大光源间距，减少光源的颗数，但模组的均匀度也会随之降低。
如图1所示，直下式背光的照明系统是由多颗LED灯珠组成的，LED灯珠常做成矩形阵列排布，加大光源间距后会导致LED灯珠之间的横向间距和纵向间距往往是不一致的。
直下式透镜中光学面多使用360度圆对称结构，其光学效果也呈现圆对称效果；当LED灯珠之间的横向和纵向间距差异不大时，两个方向的能量落差较小，可以忽略；但是当LED灯珠之间的横向间距和纵向间距差异较大(例如超过1.2倍)时，如图2所示，圆形光斑的叠加效果会出现两个方向的能量落差较大，造成整体的均匀性较差，影响整体的视觉效果。
发明内容
本实用新型的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种椭圆形光斑、满足当LED之间的横向间距和纵向间距差异较大时能量均匀性的椭圆形光斑的透镜。
为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：
一种椭圆形光斑的透镜，包括有透镜主体、位于透镜主体底部的入光面和位于透镜主体顶部的出光面，所述出光面的曲面方程为：
所述曲面方程中： x表示横向方向，y表示纵向方向，cx、cy分别是x、y方向的曲率，kx、ky分别是x、y方向的二次曲面系数，A系数为对称系数。
其中，所述透镜主体的底面设置有用于放置光源的第一凹槽。
其中，所述入光面向透镜主体顶部内凹形成第二凹槽，所述第二凹槽开口处到顶部的直径逐渐减小。
其中，所述透镜主体边缘位置设有凸缘。
其中，所述透镜主体的表面设置成微结构。
其中，所述入光面和出光面的材料是折射率为1.3～1.8之间的透明光学树脂。
其中，所述入光面和出光面的材料是透过率为85～94之间的透明光学树脂。
本实用新型的有益效果为：本实用新型保护的椭圆形光斑的透镜结构，同现有的光学镜片在参数相同的前提下，可实现椭圆形的光斑效果，满足LED灯珠之间横向间距和纵向间距差异较大时、LED灯珠之间光斑叠加能量的均匀性，本实用新型能获得更佳的视觉效果。
附图说明
图1是传统照明系统的结构示意图；
图2是传统LED灯珠矩形阵列的结构示意图；
图3是本实用新型光线几何示意图；
图4是本实用新型的椭圆光斑效果图；
图5是图3中b点的光强分布图；
图6是本实用新型的剖视图；
图7是本实用新型的光路径图；
图8是本实用新型的示意图；
图9是本实用新型另一视角的示意图；
图中：1-透镜主体；11-凸缘；2-入光面；21-第二凹槽；3-出光面；4-第一凹槽；5-支脚。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明，并不是把本实用新型的实施范围局限于此。
如图3和7所示，本实施例所述的椭圆形光斑的透镜，包括有透镜主体1、位于透镜主体1底部的入光面2和位于透镜主体1顶部的出光面3，所述出光面3的曲面方程为：所述曲面方程中：x表示横向方向，y表示纵向方向，cx、cy分别是x、y方向的曲率，kx、ky分别是x、y方向的二次曲面系数，A系数为对称系数，所述透镜主体1的横截面可根据实际需求设置为圆形或者其他形状，在本实施例中， cx＝0.003022，cy＝2，kx＝303.266，ky＝-350，A4＝-0.013308987～-0.013308926， A6＝0.0007598～0.0007669，A8＝-9.96E-06～-9.95E-06，A10＝-5.52E-07～ -5.50E-07，A12＝1.30E-08～1.31E-08，A14＝4.66E-15～4.68E-15，A16＝3.21E-17～3.22E-17，A18＝2.53E-19～2.54E-19，A20＝2.28E-21～2.29E-21；在各A值取值范围内，通过上述椭圆形光斑的透镜设置，可实现透镜出光光斑呈椭圆形状，可提高直下式背光、当LED灯珠的横向和纵向间离差异较大时，LED灯珠之间光斑能量叠加的均匀性。
本实施例的基本原理是：当LED灯珠或者其他光源，放置在本实施例中设置的光学曲面透镜，LED灯珠或者其他光源的光线经过入光面2，经过入光面2 折射进入设计的出光面3，使光线在投影上形成椭圆形光斑，如图7所示。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述透镜主体1的底面设置有用于放置光源的第一凹槽4，设置第一凹槽4放置LDE灯，使LED灯的光线能全部透过椭圆形光斑的透镜，避免光能源的不均衡影响视觉效果。
如图6和8所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述入光面2向透镜主体1顶部内凹形成第二凹槽21，所述第二凹槽21开口处到顶部的直径逐渐减小，这样设置是为了保证透镜出光光斑成椭圆形状且能量均匀。
如图8和9所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述透镜主体1 边缘位置设有凸缘11，透镜主体1边缘设置凸缘11，便于在组装透镜时确定方向。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述透镜主体1的表面设置成微结构，透镜主体表面的微结构能扩散光线，使光线均匀从出光面3射出，得到的光斑能量更均匀，视觉效果更好。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述入光面2和出光面3的材料是折射率为1.3～1.8之间的透明光学树脂；用折射率在此范围的透明光学树脂材料制成的光学面，透镜的成像更清晰。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述入光面2和出光面3的材料是透过率为85～94之间的透明光学树脂；用透过率在此范围的透明光学树脂材料制成的光学面，透镜的成像更清晰。
如图8所示，本实施例所述的一种椭圆形光斑的透镜，所述透镜主体1底部设置有3个或3个以上的支脚5；用支脚5支撑透镜主体1，保证了透镜在组装时的定位。
解决技术问题思路：加大光源间距，模组的均匀度会随之降低，为了满足均匀度需求，必须提供一种大角度光学性能的背光透镜；如图1所示，是传统照明系统2*6的粗略架构；其中的间距是110mm*160mm，两个方向的差异达到 45％，如只是做圆形的大角度透镜，其叠加效果如图2所示，从叠加效果可以看出，110mm方向能量已经叠加过度，而160mm方向能量还叠加不足；这样会造成两个方向能量落差太大，整个模组的均匀度降低。
为满足当LDE灯珠横向间距和纵向间距差异较大时能量的均匀性，提出椭圆光斑的透镜，如图3所示，图中h是混光高度,取35mm，点a是光源在评估面上的对应点，点b是取评估面上的间距点，角度θ是a、b点对应的夹角，根据b点的照度大约为a点的50％时，背光模组整体的均匀度可以满足80％，故b点的照度满足E(b)＝E(a)/2，根据光强与照度关系I＝Er2，b点的光强为I(b)＝E(b)h2/cos2θ＝E(a)h2/2cos2θ＝I(a)/2cos2θ；经推算得出 b的光强分布如图5所示；为了满足x、y方向不同的光强分布，故选择变形非球面，其公式为：经过设计，得出曲面方程中各系数为：cx＝0.003022，cy＝2；kx＝303.266，ky＝-350；其中各A取值范围如下：A4＝-0.013308987～-0.013308926，A6＝0.0007598～ 0.0007669，A8＝-9.96E-06～-9.95E-06，A10＝-5.52E-07～-5.50E-07， A12＝1.30E-08～1.31E-08，A14＝4.66E-15～4.68E-15，A16＝3.21E-17～3.22E-17， A18＝2.53E-19～2.54E-19，A20＝2.28E-21～2.29E-21；通过这些系数组成曲面方程，使光线透过出光面3后，形成椭圆形光斑，如图4所示，四颗LED灯珠之间能量落差小，整体模组的均匀性好。
以上所述仅是本实用新型的一个较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本实用新型专利申请的保护范围内。
Claims (7)
1.一种椭圆形光斑的透镜，包括有透镜主体(1)、位于透镜主体(1)底部的入光面(2)和位于透镜主体(1)顶部的出光面(3)，其特征在于，所述出光面(3)的曲面方程为：所述曲面方程中：x表示横向方向，y表示纵向方向，cx、cy分别是x、y方向的曲率，kx、ky分别是x、y方向的二次曲面系数，A系数为对称系数。
2.根据权利要求1所述的椭圆形光斑的透镜，其特征在于，所述透镜主体(1)的底面设置有用于放置光源的第一凹槽(4)。
3.根据权利要求1所述的椭圆形光斑的透镜，其特征在于，所述入光面(2)向透镜主体(1)顶部内凹形成第二凹槽(21)，所述第二凹槽(21)开口处到顶部的直径逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的椭圆形光斑的透镜，其特征在于，所述透镜主体(1)边缘位置设有凸缘(11)。
5.根据权利要求1所述的椭圆形光斑的透镜，其特征在于，所述透镜主体(1)的表面设置成微结构。
6.根据权利要求1所述的椭圆形光斑的透镜，其特征在于，所述入光面(2)和出光面(3)的材料是折射率为1.3～1.8之间的透明光学树脂。
7.根据权利要求1所述的椭圆形光斑的透镜，其特征在于，所述入光面(2)和出光面(3)的材料是透过率为85～94之间的透明光学树脂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820021367.5U CN207882565U (zh) | 2018-01-04 | 2018-01-04 | 一种椭圆形光斑的透镜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820021367.5U CN207882565U (zh) | 2018-01-04 | 2018-01-04 | 一种椭圆形光斑的透镜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207882565U true CN207882565U (zh) | 2018-09-18 |
Family
ID=63505920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201820021367.5U Active CN207882565U (zh) | 2018-01-04 | 2018-01-04 | 一种椭圆形光斑的透镜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207882565U (zh) |
-
2018
- 2018-01-04 CN CN201820021367.5U patent/CN207882565U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI446029B (zh) | A light guide plate, a light guide plate manufacturing method, a surface light source device, and a liquid crystal display device | |
| US9482854B2 (en) | Side-emitting LED lens and backlight unit and display device having the same | |
| TWI490608B (zh) | 側光式背光模組及導光板 | |
| US20070014034A1 (en) | Diffusion plate used in direct-type backlight module and method for making the same | |
| US9857041B2 (en) | Daylighting device | |
| CN103148449A (zh) | 用于直下式液晶背光的led透镜 | |
| CN104317100B (zh) | 一种发光器件及背光源 | |
| CN105572967A (zh) | 透镜、包含该透镜的发光装置及包含该发光装置的背光单元 | |
| US10816853B2 (en) | Backlight module and liquid crystal display device | |
| CN201228918Y (zh) | 一种led路灯配光透镜 | |
| CN203686878U (zh) | 新型led背光透镜和液晶显示背光屏 | |
| CN206178296U (zh) | 一种复合式增亮膜及背光模组 | |
| CN205427227U (zh) | 一种超薄复合导光板 | |
| CN207882565U (zh) | 一种椭圆形光斑的透镜 | |
| CN103822139A (zh) | 一种背光源模组及显示装置 | |
| CN207880752U (zh) | 一种矩形光斑的透镜 | |
| CN203784829U (zh) | 直下式液晶显示背光源用led透镜和液晶显示背光屏 | |
| CN203533426U (zh) | 新型led透镜和液晶显示背光屏 | |
| CN103148417A (zh) | 用于直下式液晶背光的led背光模组 | |
| KR102060790B1 (ko) | 광학 구조체 및 백라이트 유닛 | |
| KR20170025396A (ko) | 반사형 확산 렌즈 및 이를 포함하는 조명 장치 | |
| CN209026592U (zh) | 一种泛光灯面板 | |
| CN204667011U (zh) | 一种出光均匀的导光板 | |
| CN206754826U (zh) | 聚光照明设备 | |
| CN208720115U (zh) | 矩形光斑背光源透镜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |