TW201500776A - 透鏡及具有該透鏡的光源模組 - Google Patents

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Abstract

一種透鏡，包括第一曲面和位於第一曲面上的第二曲面，所述透鏡還包括四個側壁，所述側壁與透鏡的光軸平行，所述四個側壁連接形成矩形，於透鏡的側部形成方形方布的光場，當用作背光模組時可避免暗區和亮帶的產生，利於背光模組的均勻發光。本發明還涉及一種具有上述透鏡的光源模組。

Description

透鏡及具有該透鏡的光源模組
本發明涉及光學領域，尤其涉及一種透鏡及具有該透鏡的光源模組。
利用傳統光源的燈具其效果基本能滿足各個方面的需求，但是耗能太大，因此發光二極體（LED，Light Emitting Diode）作為新一代的光源具有逐漸取代傳統光源的趨勢。
習知的發光二極體光源模組中通常在光源外覆蓋一透鏡以用來改變光源發出的原有光線的角度分佈。習知的透鏡一般為圓形，從而使光源發出的光線經透鏡折射後形成圓形光場。然而當採用發光二極體作為顯示器的直下式背光模組的光源時，發光二極體通常呈矩形陣列排布，而由於每一發光二極體發出的光線形成圓形光場，從而使發光二極體的每一個矩形陣列單元的處於二對角位置的發光二極體之間光場分佈較弱，從而形成明顯的暗區，而每排或每列的相鄰兩發光二極體之間的光場重疊從而形成亮帶，從而不利於背光模組的均勻發光。
有鑒於此，有必要提供一種能夠使背光模組均勻發光的透鏡及採用該透鏡的光源模組。
一種透鏡，包括第一曲面和位於第一曲面上的第二曲面，所述透鏡還包括四個側壁，所述側壁與透鏡的光軸平行，所述四個側壁連接形成矩形。
一種包括如上所述的透鏡的光源模組。
本發明實施方式的透鏡和採用該種透鏡的光源模組，側壁形成矩形，光源發出的光線經第一曲面入射至透鏡內部後，一部分光線射向第二曲面並經由第二曲面朝透鏡的上部發散出射；另一部分光線射向四個側壁並經四個側壁的折射朝透鏡的側部發散出射，於透鏡的側部形成方形方布的光場。當該光源模組用作顯示器的背光模組時，若干個光源模組呈矩形陣列分佈，而由於每一個光源模組的光場為方形光場，適當控制相鄰兩光源模組之間的間距可使光源模組中每一個矩形陣列單元的中心被方形光場填滿避免形成暗區，而同時可避免相鄰兩光源模組之間的光場過多重疊從而形成亮帶，從而利於背光模組的均勻發光。
下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。
100‧‧‧光源模組
10‧‧‧光源
20‧‧‧透鏡
21‧‧‧底面
22‧‧‧第一曲面
23‧‧‧第二曲面
231‧‧‧凹面
232‧‧‧弧面
24‧‧‧側壁
圖1為本發明實施方式提供的光源模組中的透鏡的立體示意圖。
圖2為圖1中的透鏡配合光源組成的光源模組沿圖1中II-II方向的剖視圖。
請參閱圖1與圖2，本發明實施方式提供的光源模組100包括光源10及透鏡20。所述光源10為發光二極體。
所述透鏡20包括底面21、第一曲面22、第二曲面23和環繞透鏡20側部的四側壁24。所述第二曲面23設於第一曲面22上方，底面21與第二曲面23由側壁24連接。
所述底面21為一平面，該底面21靠近光源10。
所述第一曲面22自底面21向透鏡20內部凹陷，並直接罩設在光源10上。該第一曲面22為一非球面的曲面。在本實施方式中，該第一曲面22的輪廓大致為一橢球面，其短軸位於底面21所在的平面上，長軸與底面21垂直。第一曲面22的中軸線與透鏡20的中軸線重合。第一曲面22截面的斜率自底面21向透鏡20內部逐漸減小，並在頂部平滑連接。該第一曲面22為入光面，光源10發出的光線首先射向第一曲面22，經第一曲面22的折射後向透鏡20側部偏轉，有利於使出射光線均勻化。
所述第二曲面23設在第一曲面22上方。該第二曲面23為非球面，其包括位於頂部中央的凹面231和凹面231週邊的弧面232。該凹面231位於透鏡20的中央，並正對第一曲面22。該凹面231可以為內凹的弧面等，以用於發散到達凹面231的正向光線。該弧面232為向遠離光源10的方向向外凸出的曲面，該弧面232與凹面231平滑連接。
所述四個側壁24與透鏡20的光軸平行，即自底面21垂直向上延伸並與第二曲面23相交形成第二曲面23的邊緣。四個側壁24均為平面且依次相連接，每一側壁24與其相鄰的側壁24連接於一點，該點為該兩側壁24與底面21和第二曲面23的交匯點。該四個側壁24在底面21所在的平面上的投影為一矩形，進一步地，該投影為一正方形，每一側壁24的面積相等。側壁24上進一步形成有諸如霧化的微結構（圖未示），以用於將通過側壁24射出的光線進行散射。
所述第二曲面23與四個側壁24均為出光面。光源10發出的光線射向透鏡20時，先射入第一曲面22，並經第一曲面22進行第一次光線的偏轉和發散，然後一部分光線射向第二曲面23並經由第二曲面23朝透鏡20的上部發散出射；另一部分光線射向四個側壁24並經四個側壁24的折射朝透鏡20的側部發散出射，於透鏡20的側部形成方形方布的光場。當該光源模組100用作顯示器的背光模組時，若干個光源模組100呈矩形陣列分佈，而由於每一個光源模組100的光場為方形光場，適當控制相鄰兩光源模組100之間的間距可使光源模組100中每一個矩形陣列單元的中心被方形光場填滿避免形成暗區，而同時可避免相鄰兩光源模組100之間的光場過多重疊從而形成亮帶，從而利於背光模組的均勻發光。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限製本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
無
100‧‧‧光源模組
10‧‧‧光源
21‧‧‧底面
22‧‧‧第一曲面
23‧‧‧第二曲面
231‧‧‧凹面
232‧‧‧弧面
24‧‧‧側壁

Claims (10)

  1. 一種透鏡，包括第一曲面和位於第一曲面上的第二曲面，其改良在於：所述透鏡還包括四個側壁，所述側壁與透鏡的光軸平行，所述四個側壁連接形成矩形。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡，其中，所述四個側壁連接形成正方形。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡，其中，所述四個側壁上形成有微結構。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡，其中，還包括底面，所述第一曲面自底面向透鏡內部凹陷形成。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的透鏡，其中，每一側壁自底面垂直向上延伸並與第二曲面相交，每一側壁與相鄰的側壁連接於一點，該點為相鄰兩側壁與第二曲面和底面的交匯點。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的透鏡，其中，所述第一曲面和第二曲面均為非球面。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的透鏡，其中，所述第一曲面為一橢球面，該橢球面的短軸位於底面所在的平面上，長軸與透鏡的光軸重合。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的透鏡，其中，所述第二曲面包括位於頂部中央的凹面和凹面週邊的弧面，所述凹面正對第一曲面，所述弧面為向外凸出的曲面。
  9. 一種光源模組，其包括光源和如申請專利範圍第1項至第8項所述的透鏡。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的光源模組，其中，所述光源為發光二極體。
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