JP2018524766A - 光学レンズ、バックライトモジュールおよび表示装置 - Google Patents

光学レンズ、バックライトモジュールおよび表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】加工が容易で光出射が均一である利点を有する光学レンズ、バックライトモジュールおよび表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、光学レンズを提供し、当該光学レンズは、本体、光入射面、反射面および光出射面を含む。本体は、頂部と底部とを有する。光入射面は、本体の底部から凹む。反射面は、本体の頂部から凹んで、光入射面と対向する。光出射面は、頂部と底部を接続する。光出射面は、複数の微細構造を有し、各々の微細構造は法線を有し、これらの法線の延在方向は互いに異なる。これにより、光は、光入射面から本体に入り、反射面によって反射された後、それぞれこれらの微細構造を経て出射される。【選択図】図1B

Description

本発明は、光学部品に関し、特に、光学レンズ、バックライトモジュールおよび表示装置に関する。
直下型バックライトモジュールの軽量化および薄型化のニーズを満たすためには、直下型バックライトモジュールにおける二次レンズの光混合距離を直接減らすか、または発光ダイオードの数を減らすことが一般的である。
二次レンズは、主に、屈折レンズおよび反射レンズを含む。屈折レンズの光出射角は約75度しかないので、発光ダイオードの間の距離(LED pitch)が大きすぎると、光出射の均一性が悪いという問題がある。反射レンズの光出射角は90度よりも大きいが、このような反射レンズの光入射面および光出射面は複雑な曲面として設計しなければならない。複雑な曲面に要求される成形精度が高いため、コストが高くなる。また、反射レンズ自身も、製造上の難しさから成形精度が悪くなり安く、光出射効果に影響を及ぼす。
したがって、本発明は、加工が容易で光出射が均一である利点を有する光学レンズ、バックライトモジュールおよび表示装置を提供することを目的とする。
本発明の上記の目的によると、光学レンズを提供する。当該光学レンズは、本体、光入射面、反射面および光出射面を含む。本体は、頂部と底部とを有する。光入射面は、本体の底部から凹む。反射面は、凹んだ本体の頂部から凹んで、光入射面と対向する。光出射面は、頂部と底部を接続する。光出射面は、複数の微細構造を有し、微細構造の各々は法線を有し、これらの法線の延在方向は互いに異なる。これにより、光は光入射面から本体に入り、反射面によって反射された後、それぞれこれらの微細構造を経て出射される。
本発明の一実施例によると、上記の微細構造のうちの任意の2つの隣接する縁部同士が接合されている。
本発明の他の実施例によると、上記の光出射面は、微細構造同士を接合することによって形成されている。
本発明の他の実施例によると、上記の光出射面は、少なくとも1つの光学面ユニットをさらに含み、光出射面は、微細構造と光学面ユニットとを互いに接合することによって形成されている。
本発明の他の実施例によると、上記の光学面ユニットは、一定の傾斜率を有する。
本発明の他の実施例によると、上記の本体は、中心線を有する。微細構造は、中心線の周りに配列されて複数の微細構造列を形成する。
本発明の他の実施例によると、上記の微細構造列は、環状、半環状または円弧状である。
本発明の他の実施例によると、上記の本体は中心線を有する。微細構造は配列されて複数の微細構造列を形成し、且つ微細構造列は、中心線に対して放射状に配列されている。
本発明の他の実施例によると、上記の微細構造列の各々は、頂部および/又は底部を接続する。
本発明の他の実施例によると、上記の微細構造の各々の両端は、いずれも、頂部および底部と接続されていない。
本発明の他の実施例によると、上記の反射面は、多重曲率面である。
本発明の他の実施例によると、上記の反射面は、一定の傾斜率を有する。
本発明の他の実施例によると、上記の光入射面は、一定の傾斜率を有する。
本発明の上記の目的によると、バックライトモジュールを提供する。当該バックライトモジュールは、裏板、反射シート、光学板、少なくとも1つの光源および少なくとも1つの上述した光学レンズを含む。反射シートは、裏板上に配置される。光学板は、反射シートの上方に配置される。光源は、裏板上に配置され、光を提供する。光学レンズは、光源の上方に配置される。光は光学レンズの光入射面から本体に入り、反射面によって反射された後、光出射面から出て、光学板から出射される。
本発明の実施例によると、上記の反射シートは、少なくとも1つの貫通孔を有し、光学レンズは、貫通孔に対応的に嵌合される。光源は、回路基板と、回路基板上に配置された少なくとも1つの発光ユニットとを含み、回路基板は、裏板上に配置され、発光ユニットは、光学レンズの下方に配置されている。
本発明の他の実施例によると、上記の本体は、光入射空間をさらに含む。光入射面は、光入射空間の内面であり、発光ユニットは、光入射空間の下方に配置される。
本発明の他の実施例によると、上記の本体の底部には、少なくとも1つのピンが設けられる。光学レンズは、ピンを介して回路基板上に配置されて、光学レンズと回路基板との間に収容空間を形成する。
本発明の上記の目的によると、また、表示装置を提供する。当該表示装置は、裏板、反射シート、光学板、少なくとも1つの光源、少なくとも1つの上述した光学レンズおよび表示パネルを含む。反射シートは、裏板上に配置される。光学板は、反射シートの上方に配置される。光源は、裏板上に配置され、光を提供する。光学レンズは、光源の上方に配置される。光源から提供される光は、光学レンズの光入射面から本体に入り、反射面によって反射された後、光出射面から出て、光学板から出射される。表示パネルは、光学板の上方に配置される。
上記から分かるように、本発明の光学レンズは、異なる法線延在方向を有する微細構造同士を接合することによって形成された面を光出射面として利用して、光学レンズから出射される光の進行方向を調整することで、光出射角を制御する目的を達成することができる。また、各微細構造の配列方式、サイズまたは形状を変更することによって、部分的に光の進行方向を調整する目的を達成することができる。これにより、バックライトモジュールと表示装置に使用される光学レンズの数および全体の厚さを低減することができ、バックライトモジュールと表示装置の光出射の均一性を向上させることができる。一方、本発明の光入射面および反射面は、一定の傾斜率を有する斜面として設計することができるので、光学レンズの製造の難しさを簡素化することができ、光学レンズの成形精度をさらに向上させることができる。
実施例およびその利点をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の説明を参照する。
図1Aは、本発明の第1の実施形態による光学レンズを示す斜視模式図である。 図1Bは、本発明の第1の実施形態による光学レンズを示す側面図である。 図1Cは、本発明の第1の実施形態による光学レンズの光路を示す模式図である。 図2は、本発明の第2の実施形態による光学レンズを示す側面図である。 図3は、本発明の第3の実施形態による光学レンズを示す側面図である。 図4は、本発明の第4の実施形態による光学レンズを示す側面図である。 図5は、本発明の第5の実施形態による光学レンズを示す側面図である。 図6Aは、本発明の第6の実施形態による光学レンズを示す側面図である。 図6Bは、本発明の第6の実施形態による光学レンズの光路を示す模式図である。 図7は、本発明の一実施形態によるバックライトモジュールを示す装置模式図である。 図8は、本発明の一実施形態による表示装置を示す装置模式図である。
図1Aおよび図1Bを参照すると、本発明の第1の実施形態による光学レンズの斜視模式図および側面図がそれぞれ示されている。本実施形態の光学レンズ100は、バックライトモジュールに用いられて、バックライトモジュールにおける発光ダイオードの光出射角を増大調整し、照射範囲を広げて、バックライトモジュールの光出射の均一性を向上させることができる。
引き続き図1Aおよび図1Bを参照すると、光学レンズ100は、主に、本体110、光入射面120、反射面130および光出射面140を含む。本体110は、対向する頂部111と底部113とを有する。光入射面120は、本体110の底部113から凹んで、光入射空間113aを形成する。即ち、光入射面120は、光入射空間113aの内面に定義することができる。図1Cを併せて参照すると、本発明の第1の実施形態による光学レンズの光路を示す模式図である。なお、図1Cの光学レンズは、光学レンズの光路を明確に示すために、微細構造141の部分を省略している。図1Cに示すように、光源160は、本体110の光入射空間113aの下方に配置され、光源160から発生した光は、光入射面120から本体110に入射することができる。一実施例では、光入射面120は、一定の傾斜率を有することができるので、加工が容易である。
図1A〜図1Cに示すように、反射面130は、本体110の頂部111から凹んでいる。反射面130は、光入射面120に対向している。したがって、光入射面120から本体110に入射して反射面130に向かう光は、反射面130によって反射され、光出射面140から出射する。いくつかの実施形態では、反射面130は、一定の傾斜率を有する。他の実施例では、反射面130は、異なる使用要件を満たすために、多重曲率面であってもよい。
引き続き図1A〜図1Cを参照すると、光出射面140は、複数の微細構造141を有し、これらの微細構造141の任意の2つの隣接する縁部同士は接合されている。即ち、これらの微細構造141は、互いにステッチングされて光出射面140を形成する。本実施例では、各微細構造141は法線141a有する。また、これらの法線141aの延在方向は互いに異なる。即ち、これらの微細構造141は、互いに異なる斜面または曲面である。なお、ここでいう「法線」とは、各微細構造141に垂直する線を指す。また、異なる斜度または異なる曲率を有する微細構造141の法線141aの延在方向はいずれも異なる。これにより、光がこれらの微細構造141を経て出射されるとき、これらの異なる斜度または異なる曲率を有する微細構造141は、それぞれ光を屈折させ、光が出射するときに異なる進行方向を有することができ、照射範囲を増加させるとともに、光を均一化させる目的を達成することができる。
図1A〜図1Cに示すように、本体110は中心線110aを有し、当該中心線110aは、本体110の頂部111および底部113を垂直に貫通する。本実施例において、微細構造141は、中心線110aの周りに配列されて複数の微細構造列150を形成する。一例では、図1A〜図1Cに示すように、これらの微細構造列150は環状である。また、光出射面140は、これらの微細構造列150同士を接合することによって形成される。他の例では、これらの微細構造列150は、必要に応じて、半環状または円弧状に設計されてもよい。
なお、図1A〜図1Cに示す実施例における光学レンズ100の光出射面140は、微細構造列150をステッチングすることによって構成される。他の実施例では、光出射面140は、異なる構造設計を有してもよい。図2を参照すると、本発明の第2の実施形態による光学レンズを示す側面図である。図2に示した光学レンズ200の構造は、光学レンズ200の光出射面240が、複数の環状の微細構造列250と光学面ユニット253とを接合することによって形成される点を除いて、上記した光学レンズ100の構造と概ね同じである。即ち、光出射面240において、微細構造列250を一部に配置し、微細構造列250が配置されなかった部分が光学面ユニット253となっており、これによって、微細構造列250および光学面ユニット253は、光の進行経路をレイヤードコントロールする目的を達成することができる。
なお、図2に示した微細構造列250は、本体110の頂部111付近の位置に配置されているが、本発明を限定するものではない。他の実施例では、微細構造列250は、必要に応じて、底部113付近の位置、または頂部111と底部113との間の任意の位置に配置されてもよい。また、いくつかの実施形態では、光学面ユニット253は一定の傾斜率を有してもよいが、これに限定されない。
図3を参照すると、本発明の第3の実施形態による光学レンズを示す側面図である。図3に示した光学レンズ300の構造は、光学レンズ300の微細構造列350が半環状である点を除いて、上記した光学レンズ200の構造と概ね同じであり、光学レンズ300の光出射面340も同様に微細構造列350と光学面ユニット353とをステッチングすることによって形成されることにより、同じく、光の進行経路を部分的に制御する目的を達成することができる。
なお、図3に示した微細構造列350の形状、設置位置および数は、本発明を限定するものではない。いくつかの実施形態では、微細構造列350は、円弧状であってもよい。他の実施例では、微細構造列350は、必要に応じて、本体110の頂部111付近または底部113付近の位置、あるいは頂部111と底部113との間の位置に配置されてもよい。
図4を参照すると、本発明の第4の実施形態による光学レンズを示す側面図である。図4に示した光学レンズ400の構造は、光学レンズ400の微細構造列450がストリップである点を除いて、上記した光学レンズ100の構造と概ね同じである。本実施例では、微細構造列450は、中心線110aに対して放射状に配列され、且つ各微細構造列450は本体110の頂部111から底部113まで延ばされる。また、光学レンズ400の光出射面440が、これらのストリップの微細構造列450同士を接合することによって形成されることにより、光の進行経路を制御する目的を達成することができる。
図4に示す実施例の光学レンズ400の光出射面440は、微細構造列450をステッチングすることによって形成される。他の実施例では、光出射面440は、異なる構造設計を有してもよい。
図5を参照すると、本発明の第5の実施形態による光学レンズを示す側面図である。図5に示した光学レンズ500の構造は、光学レンズ500の光出射面540が複数のストリップの微細構造列550と光学面ユニット553とを接合することによって形成されている点を除いて、上記した光学レンズ400の構造と概ね同じである。即ち、光出射面540において、微細構造列550を一部に配置し、微細構造列550が配置されなかった部分が光学面ユニット553となっており、これにより、光出射面540は、光の進行経路を部分的に制御する目的を達成することができる。
図5に示す実施例では、光学レンズ500の微細構造列550の両端は、それぞれ本体110の頂部111および底部113に接続されている。他の実施例では、光学レンズ500の微細構造列550の両端は、頂部111および底部113に接続されなくてもよい。または、いくつかの実施形態では、微細構造列550の一端は、頂部111に接続され、他端は、底部113に接続されなくてもよい。同様に、他の実施例では、微細構造列550の一端は、底部113に接続され、他端は、頂部111に接続されなくてもよい。
図6Aを参照すると、本発明の第6の実施形態による光学レンズを示す側面図である。光学レンズ600は、同様に、本体610、光入射面620、反射面630および光出射面640を含む。本実施例では、本体610は、第1の区間S1、第2の区間S2、第3の区間S3および第4の区間S4を有する階段構造である。光出射面640は、複数の環状の微細構造列650と光学面ユニット653とを接合することによって形成され、これによって、光をレイヤードコントロールする目的を達成することができる。
図6Aに示す実施例では、光学面ユニット653は、第1の区間S1に配置され、微細構造列650は、それぞれ第2の区間S2、第3の区間S3および第4の区間S4に配置されている。また、微細構造列650のサイズおよび形状は、第2の区間S2、第3の区間S3および第4の区間S4のサイズに応じて設計されてもよい。なお、本実施例の微細構造列650は環状であるが、本発明を制限するものではない。他の実施例において、微細構造列650の形状は、必要に応じて、半環状、円弧状またはストリップに設計されてもよい。また、必要に応じて、本体610の形状、各区間の数または微細構造列650と光学面ユニット653の設置位置を調整することができる。
図6Aおよび図6Bを併せて参照すると、図6Bは、本発明の第6の実施形態による光学レンズの光路を示す模式図である。なお、図6Bの光学レンズ600は、光学レンズの光路を明確に示すために、微細構造列650の詳細を簡略化している。図6Bに示すように、光源660は、主に、本体610の光入射空間613aの下方に配置されている。したがって、光源660によって生成された光は、光入射面620から本体610に入射することができ、反射面630によって反射されて光出射面640から出射することができる。光がこれらの微細構造列650および光学面ユニット653を経て出射されるとき、これらの微細構造列650および光学面ユニット653は、それぞれ光を屈折させ、光が出射されるときに異なる進行方向を有することができ、照射範囲を増加させるとともに、光を均一化させる目的を達成することができる。
図6Bおよび図7を併せて参照すると、図7は、本発明の一実施形態によるバックライトモジュールを示す装置の模式図である。本実施形態のバックライトモジュール700は、裏板710、反射シート720、光学板730、少なくとも1つの光源740および少なくとも1つの光学レンズ600を含む。本実施形態は、光学レンズ600を例に挙げて説明したが、他の実施形態の光学レンズを当該バックライトモジュール700に適用してもよい。いくつかの実施形態において、バックライトモジュール700は、直下型バックライトモジュールであってもよく、上記した光学板730は、拡散板であってもよい。他の実施例において、バックライトモジュール700は、サイドエントリータイプのバックライトモジュールであってもよく、上記した光学板730は、導光板であってもよい。
引き続き図7を参照すると、光源740は、裏板710上に配置されており、光源740は、回路基板740aと、回路基板740aに配置された少なくとも1つの発光ユニット740bとを含む。光学レンズ600の数は、発光ユニット740bの数に対応し、且つ光学レンズ600は、発光ユニット740bの上方に対応して配置されている。いくつかの実施形態では、光学レンズ600の底部に、ピン670を設けてもよい。したがって、光学レンズ600は、ピン670を介して回路基板740a上に配置され、光学レンズ600と回路基板740aとの間に収容空間670aが形成されている。これにより、発光ユニット740bは、当該収容空間670a内に配置され、光学レンズ600の光入射面620の下方に位置することができる。
図7に示すように、反射シート720は、複数の貫通孔720aを有する。したがって、反射シート720は、貫通孔720aを介して光学レンズ600に套設されることができる。光学板730は、反射シート720の上方に配置され、第1の面730aおよび第2の面730bを有する。第1の面730aは、光入射面であり、第2の面730bは、光出射面である。これにより、光源740からの光は、光学レンズ600の光入射面620から本体610に入射して、反射面630によって反射された後、光出射面640から出射される。光が光学レンズ600の光出射面640から出射された後、光の一部が光学板730の第1の面730aから直接光学板730に入り、第2の面730bから出射され、光の他の一部が反射シート720を介して反射された後、再び光学板730から出射される。上記のことから、光が光学レンズ600によって反射および屈折された後、大きな光出射角を生じることが分かる。したがって、光源740の数を減少させて隣接する2つの光源740の間の距離を増加させると、光源740により生成された光は、その間で混合することができるので、バックライトモジュール700の厚さおよび重量を減らすことができるとともに、バックライトモジュール700の光出射の均一性を維持することができる。
また、同時に図8を参照すると、本発明の一実施形態による表示装置を示す装置の模式図である。本実施形態の表示装置800は、バックライトモジュール700および表示パネル810を含む。図8に示すように、表示パネル810は、バックライトモジュール700の光学板730の上方に配置され、光学板730の第2の面730bを経て出射される光は、表示パネル810に入射することができ、上記と同じ目的を達成することができる。
上記の本発明の実施形態から分かるように、本発明の光学レンズは、異なる法線延在方向を有する微細構造同士を接合することによって形成された面を光出射面として利用して、光学レンズから出射される光の進行方向を調整することで、光出射角を制御する目的を達成することができることが分かる。また、各微細構造の配列方式、サイズまたは形状を変更することによって、部分的に光の進行方向を調整する目的を達成することができる。これにより、バックライトモジュールと表示装置に使用される光学レンズの数および全体の厚さを低減することができ、バックライトモジュールと表示装置の光出射の均一性を向上させることができる。一方、本発明の光入射面および反射面は、一定の傾斜率を有する斜面として設計することができるので、光学レンズの製造の難しさを簡素化することができ、光学レンズの成形精度をさらに向上させることができる。
本発明は、実施形態を用いて上記のように開示したが、本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨および範囲を逸脱しない限り、種々の変更と修正が可能であり、本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定されるべきである。
100 光学レンズ
110 本体
110a中心線
111頂部
113底部
113a光入射空間
120 光入射面
130 反射面
140 光出射面
141 微細構造
141a法線
150 微細構造列
160 光源
200 光学レンズ
240 光出射面
250微細構造列
253光学面ユニット
300光学レンズ
340光出射面
350微細構造列
353光学面ユニット
400光学レンズ
440光出射面
450微細構造列
500光学レンズ
540光出射面
550微細構造列
553光学面ユニット
600光学レンズ
610本体
613a光入射空間
620光入射面
630反射面
640光出射面
650微細構造列
653光学面ユニット
660光源
670ピン
670a収容空間
700バックライトモジュール
710裏板
720反射シート
720a貫通孔
730光学板
730a第1の面
730b第2の面
740光源
740a回路基板
740b発光ユニット
800表示装置
810表示パネル
S1第1の区間
S2第2の区間
S3第3の区間
S4第4の区間

Claims (18)

  1. 頂部と底部を有する本体と、
    前記本体の前記底部から凹んだ光入射面と、
    前記本体の前記頂部から凹んで、前記光入射面と対向する反射面と、
    前記頂部と前記底部を接続する光出射面と、
    を含み、
    前記光出射面は、複数の微細構造を有し、前記複数の微細構造の各々は法線を有し、且つ前記法線の延在方向が互いに異なる光学レンズ。
  2. 前記複数の微細構造のうちの任意の2つの隣接する微細構造の隣接する縁部同士が接合されている
    請求項1に記載の光学レンズ。
  3. 前記光出射面は、前記微細構造同士を接合することによって形成されている
    請求項1に記載の光学レンズ。
  4. 前記光出射面は、少なくとも1つの光学面ユニットをさらに含み、
    前記光出射面は、前記微細構造と前記少なくとも1つの光学面ユニットとを互いに接合することによって形成されている
    請求項1に記載の光学レンズ。
  5. 前記少なくとも1つの光学面ユニットは、一定の傾斜率を有する
    請求項4に記載の光学レンズ。
  6. 前記本体は、中心線を有し、
    前記複数の微細構造が前記中心線の周りに配列されて、複数の微細構造列が形成されている
    請求項1に記載の光学レンズ。
  7. 前記複数の微細構造列の各々は、環状、半環状または円弧状である
    請求項6に記載の光学レンズ。
  8. 前記本体は、中心線を有し、
    前記複数の微細構造が配列されて複数の微細構造列が形成され、前記複数の微細構造列は、前記中心線に対して放射状に配列されている
    請求項1に記載の光学レンズ。
  9. 前記複数の微細構造列の各々は、前記頂部および/又は前記底部を接続する
    請求項8に記載の光学レンズ。
  10. 前記複数の微細構造の各々の両端は、いずれも、前記頂部および前記底部と接続されていない
    請求項8に記載の光学レンズ。
  11. 前記反射面は、多重曲率面である
    請求項1に記載の光学レンズ。
  12. 前記反射面は、一定の傾斜率を有する
    請求項1に記載の光学レンズ。
  13. 前記光入射面は、一定の傾斜率を有する
    請求項1に記載の光学レンズ。
  14. 裏板と、
    前記裏板上に配置された反射シートと、
    前記反射シートの上方に配置された光学板と、
    前記裏板上に配置され、光を提供する少なくとも1つの光源と、
    前記光源の上方に配置された請求項1〜13のいずれか一項に記載された前記少なくとも1つの光学レンズと、
    を含み、
    前記少なくとも1つの光源から提供する光は、前記光学レンズの前記光入射面から前記本体に入り、前記反射面によって反射された後、前記光出射面から出射されて、さらに、前記光学板から出射される
    バックライトモジュール。
  15. 前記反射シートは、少なくとも1つの貫通孔を有し、前記光学レンズは、前記貫通孔に対応的に嵌合され、
    前記光源は、回路基板と、前記回路基板上に配置された少なくとも1つの発光ユニットとを含み、前記回路基板は、前記裏板上に配置され、前記発光ユニットは、前記光学レンズの下方に配置されている
    請求項14に記載のバックライトモジュール。
  16. 前記本体は、光入射空間をさらに含み、前記光入射面は、前記光入射空間の内面であり、前記発光ユニットは、前記光入射空間の下方に配置される
    請求項15に記載のバックライトモジュール。
  17. 前記本体の前記底部には、少なくとも1つのピンが設けられ、前記光学レンズが前記ピンを介して前記回路基板上に配置されることで、前記光学レンズと前記回路基板との間に収容空間が形成されている
    請求項15に記載のバックライトモジュール。
  18. 裏板と、
    前記裏板上に配置された反射シートと、
    前記反射シートの上方に配置され、第1の面と第2の面とを有する光学板と、
    前記裏板上に配置され、光を提供する少なくとも1つの光源と、
    前記光源の上方に配置された請求項1〜13のいずれか一項に記載された前記少なくとも1つの光学レンズと、
    前記光学板の上方に配置された表示パネルと、
    を含み、
    前記少なくとも1つの光源から提供される光は、前記光学レンズの前記光入射面から前記本体に入り、前記反射面によって反射された後、前記光出射面から出射されて、さらに、前記光学板から出射される
    表示装置。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2484713A (en) 2010-10-21 2012-04-25 Optovate Ltd Illumination apparatus
GB201705365D0 (en) 2017-04-03 2017-05-17 Optovate Ltd Illumination apparatus
GB201705364D0 (en) 2017-04-03 2017-05-17 Optovate Ltd Illumination apparatus
GB201800574D0 (en) 2018-01-14 2018-02-28 Optovate Ltd Illumination apparatus
KR102575163B1 (ko) 2018-03-05 2023-09-06 현대자동차주식회사 차량용 라이트 가이드
GB201803767D0 (en) 2018-03-09 2018-04-25 Optovate Ltd Illumination apparatus
GB201807747D0 (en) 2018-05-13 2018-06-27 Optovate Ltd Colour micro-LED display apparatus
TW202102883A (zh) 2019-07-02 2021-01-16 美商瑞爾D斯帕克有限責任公司 定向顯示設備
WO2021041202A1 (en) 2019-08-23 2021-03-04 Reald Spark, Llc Directional illumination apparatus and privacy display
EP4028805A4 (en) 2019-09-11 2023-10-18 RealD Spark, LLC SWITCHABLE LIGHTING DEVICE AND VISION DISPLAY
CN114730044A (zh) 2019-09-11 2022-07-08 瑞尔D斯帕克有限责任公司 定向照明设备和隐私显示器
EP4038668A4 (en) 2019-10-03 2024-01-24 Reald Spark Llc LIGHTING APPARATUS COMPRISING PASSIVE OPTICAL NANOSTRUCTURES
WO2021067612A1 (en) 2019-10-03 2021-04-08 Reald Spark, Llc Illumination apparatus comprising passive optical nanostructures
EP4107580A4 (en) 2020-02-20 2024-03-20 Reald Spark Llc LIGHTING AND DISPLAY DEVICE

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004133391A (ja) * 2002-06-24 2004-04-30 Lumileds Lighting Us Llc 側面放射led及びレンズ
WO2010146918A1 (ja) * 2009-06-15 2010-12-23 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
CN103090311A (zh) * 2013-01-21 2013-05-08 深圳市酷开网络科技有限公司 透镜、led背光模组和显示装置
US20140001507A1 (en) * 2011-03-29 2014-01-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optical Element and Radiation-Emitting Device Comprising Such an Optical Element
CN104421832A (zh) * 2013-08-21 2015-03-18 展晶科技(深圳)有限公司 透镜及具有该透镜的发光元件

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050140033A1 (en) * 2003-12-31 2005-06-30 Essilor International Compagnie Generale D'optique Process for making a coated optical article free of visible fining lines
CN102141215B (zh) * 2010-01-28 2014-04-16 奇菱光电股份有限公司 光源装置及包含该光源装置的背光模块
CN102147077B (zh) 2010-02-04 2013-06-19 富士迈半导体精密工业(上海)有限公司 路面照明装置
US8814391B2 (en) * 2010-09-20 2014-08-26 Luxingtek, Ltd. Light guiding structure
TWI444721B (zh) * 2011-04-29 2014-07-11 Au Optronics Corp 背光模組
CN202733781U (zh) 2012-03-19 2013-02-13 郎欢标 用于液晶显示背光系统的二次光学透镜、led透镜装置及照明系统
TWI494660B (zh) * 2013-01-08 2015-08-01 Unity Opto Technology Co Ltd Side light type backlight module
CN203349065U (zh) * 2013-06-17 2013-12-18 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 一种直下式led背光模组
TW201500775A (zh) * 2013-06-26 2015-01-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 透鏡及使用該透鏡的光源裝置
TW201518656A (zh) * 2013-11-14 2015-05-16 Ind Tech Res Inst 發光元件封裝結構
TW201527693A (zh) * 2014-01-09 2015-07-16 Lattice Energy Technology Corp 一種光學結構
KR20160124883A (ko) * 2014-06-19 2016-10-28 수주 동샨 프리시젼 매뉴팩쳐링 컴퍼니, 리미티드 Led 렌즈와, led 렌즈를 포함하는 led 광원
CN204227317U (zh) * 2014-10-08 2015-03-25 深圳市耀嵘科技有限公司 一种透镜、透镜模组及led灯具
CN204806286U (zh) 2015-06-05 2015-11-25 瑞仪光电股份有限公司 显示设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004133391A (ja) * 2002-06-24 2004-04-30 Lumileds Lighting Us Llc 側面放射led及びレンズ
WO2010146918A1 (ja) * 2009-06-15 2010-12-23 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
US20140001507A1 (en) * 2011-03-29 2014-01-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optical Element and Radiation-Emitting Device Comprising Such an Optical Element
CN103090311A (zh) * 2013-01-21 2013-05-08 深圳市酷开网络科技有限公司 透镜、led背光模组和显示装置
CN104421832A (zh) * 2013-08-21 2015-03-18 展晶科技(深圳)有限公司 透镜及具有该透镜的发光元件

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