TW201504679A - 透鏡模組及應用該透鏡模組之光源模組 - Google Patents

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Abstract

一種透鏡模組，其用於對光源發出之光線進行調整。所述透鏡模組包括第一透鏡以及第二透鏡。所述第二透鏡上形成一收容槽，所述第一透鏡收容於該收容槽中，並與該收容槽之表面貼合。所述第二透鏡之折射率小於所述第一透鏡之折射率。光源發出之光線依次經過第一透鏡和第二透鏡出射到外部。本發明還提供一種應用該透鏡模組之光源模組。

Description

透鏡模組及應用該透鏡模組之光源模組
本發明涉及一種透鏡模組及應用該透鏡模組之光源模組。
相比於傳統之發光源，發光二極體（Light Emitting Diode，LED）具有重量輕、體積小、污染低、壽命長等優點，其作為一種新型之發光源，已經被越來越廣泛地應用。例如，先前之顯示器之背光模組之光源逐漸由發光二極體取代。
先前之顯示器背光模組通常採用直下式，而直下式背光模組為了能夠減少發光二極體之使用，會在發光二極體上方再增加一擴光元件，該擴光元件能夠將發光二極體之發散角擴大。然而，傳統之擴光元件通常是採用單一透鏡，由於透鏡之折射率和空氣之間之差值較大，所以在透鏡之邊界之地方容易造成全反射之現象，由此會降低光源模組之出光效率。
有鑑於此，有必要提供一種出光角度大並且出光效率高之透鏡模組及應用該透鏡模組之光源模組。
一種透鏡模組，其用於對光源發出之光線進行調整。所述透鏡模組包括第一透鏡以及第二透鏡。所述第二透鏡上形成一收容槽，所述第一透鏡收容於該收容槽中，並與該收容槽之表面貼合。所述第二透鏡之折射率小於所述第一透鏡之折射率。光源發出之光線依次經過第一透鏡和第二透鏡出射到外部。
一種光源模組，其包括光源和上述之透鏡。
上述之透鏡模組採用兩種折射率不同之透鏡，相對於傳統之單一透鏡結構，本發明在折射率較高之第一透鏡外部設置一折射率較低之第二透鏡，因此能夠大大降低全發射發生之幾率，從而提高了出光效率。另外，由於第二透鏡之折射率小於第一透鏡之折射率，光線能夠進一步之朝向透鏡模組之側向偏轉，從而進一步地增大了出光角度。
10‧‧‧光源模組
100‧‧‧透鏡模組
200‧‧‧光源
110‧‧‧第一透鏡
120‧‧‧第二透鏡
111‧‧‧第一入光面
112‧‧‧第一出光面
113、123‧‧‧底面
114、124‧‧‧側面
121‧‧‧第二入光面
122‧‧‧第二出光面
125‧‧‧收容槽
1121‧‧‧凹面
1122‧‧‧凸面
圖1為本發明實施方式中之光源模組之立體結構示意圖。
圖2為圖1中之光源模組沿II-II方向之截面圖。
圖3為圖1中之光源模組之透鏡模組之分解結構示意圖。
圖4為圖3中之透鏡模組之另一個角度之分解結構示意圖。
圖5為圖3中之透鏡模組之第一透鏡沿V-V方向之截面圖。
圖6為圖3中之透鏡模組之第二透鏡沿VI-VI方向之截面圖。
請參閱圖1以及圖2，本發明實施方式提供之一種光源模組10包括透鏡模組100以及設置於該透鏡模組100內之光源200。
請接著參閱圖3至圖6，所述透鏡模組100整體呈一圓柱體，其包括第一透鏡110以及第二透鏡120。所述第一透鏡110設置於所述第二透鏡120中。
所述第一透鏡110包括第一入光面111、第一出光面112、底面113以及側面114。底面113為一圓形平面。第一入光面111為一曲面，其自底面113之中心向第一透鏡110內部凹陷形成。第一入光面111之中軸線與透鏡模組100之中軸線重合。在本實施方式中，第一入光面111之輪廓大致為一橢球面，其短軸位於底面113所在之平面上，長軸與底面113垂直。
所述第一出光面112對應位於第一入光面111之上方。該第一出光面112為非球面，其包括位於頂部中央之凹面1121和位於凹面1121週邊之凸面1122。所述凹面1121正對第一入光面111，並且朝向第一入光面111方向凹陷形成，用於發散到達該凹面1121之正向光線。所述凸面1122為朝遠離底面113方向向外凸出之曲面，該凸面1122與凹面1121平滑連接。
所述側面114自底面113之邊緣垂直向上延伸並連接於第一出光面112之邊緣。該側面114為圓筒狀，其圓心位於透鏡模組100之光軸上。
所述第二透鏡120包括第二入光面121、第二出光面122、底面123以及側面124。所述底面123為一圓形平面。所述第二透鏡120自底面123中部向內凹陷形成一收容槽125，該收容槽125之表面構成所述第二入光面121。第二入光面121之形狀與第一透鏡110之第一出光面112以及側面114相同，以使所述第一透鏡110收容於收容槽125中時，第一透鏡110之第一出光面112以及側面114能夠完全貼合在第二透鏡120之第二入光面121上。第二出光面122為一與底面123平行之圓形平面，其中心位於透鏡模組100之光軸上。側面124自底面123之邊緣垂直向上延伸並連接於第二出光面122之邊緣。該側面124為圓筒狀，其圓心位於透鏡模組100之光軸上。
所述第一透鏡110收容於所述第二透鏡120之收容槽125中，第一透鏡110之第一出光面112以及側面114與第二透鏡120之第二入光面121完全貼合，並且，第一透鏡110之底面113與第二透鏡120之底面123位於同一平面上，從而使結合後之透鏡模組100構成一圓柱體形狀。
第一透鏡110以及第二透鏡120分別採用不同之材料製成，其中第一透鏡110之材料之折射率大於第二透鏡120之材料之折射率。在本實施方式中，第一透鏡110之折射率為1.8，其採用光學級玻璃材料構成，第二透鏡120之折射率為1.5，其採用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate, PMMA)構成。
所述光源200設置於第一透鏡110之第一入光面111圍成之空間中。在本實施方式中，所述光源200為發光二極體。
請接著參閱圖2，所述光源模組10在使用時，光源200發出之光線首先由第一透鏡110之第一入光面111進入到第一透鏡110中，其中光源200發出之正向光線由第一透鏡110之凹面1121被朝兩側發散後，經第二透鏡120射出；光源200發出之側向光線在從第一透鏡110進入第二透鏡120時，由於第一透鏡110之折射率大於第二透鏡120之折射率，所以在第一透鏡110之周邊部能夠避免全發射之發生，從而提高了光源模組10之出光效率，另外，由於第一透鏡110之折射率大於第二透鏡120之折射率，光線能夠進一步之朝向透鏡模組100之側向偏轉，從而進一步地增大了光源模組10之出光角度。
無
10‧‧‧光源模組
100‧‧‧透鏡模組
200‧‧‧光源
110‧‧‧第一透鏡
120‧‧‧第二透鏡
111‧‧‧第一入光面
113、123‧‧‧底面
114、124‧‧‧側面
122‧‧‧第二出光面
1121‧‧‧凹面
1122‧‧‧凸面

Claims (8)

  1. 一種透鏡模組，用於對光源發出之光線進行調整，其改進在於：所述透鏡模組包括第一透鏡以及第二透鏡，所述第二透鏡上形成一收容槽，所述第一透鏡收容於該收容槽中，並與該收容槽之表面貼合，所述第二透鏡之折射率小於所述第一透鏡之折射率，光源發出之光線依次經過第一透鏡和第二透鏡出射到外部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡模組，其中：所述第一透鏡包括第一入光面、第一出光面、底面以及側面，所述第一入光面為一自底面之中心向第一透鏡內部凹陷之曲面，所述第一出光面位於所述第一入光面之上方，所述側面連接底面和第一出光面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之透鏡模組，其中：所述第一透鏡之第一出光面包括位於頂部中央之凹面和位於凹面週邊之凸面，所述凹面朝向所述第一入光面方向凹陷，所述凸面朝遠離所述第一入光面方向外凸。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之透鏡模組，其中：所述第一透鏡之第一出光面以及側面之形狀與所述第二透鏡之收容槽之形狀相同，第一透鏡之第一出光面和側面與收容槽之表面貼合。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之透鏡模組，其中：所述第二透鏡包括第二入光面、第二出光面、底面以及側面，所述底面為一平面，所述收容槽自該底面中部向內凹陷形成，所述收容槽表面構成所述第二入光面，所述第二出光面為一與底面平行之平面，所述側面連接底面和第二出光面，所述第二透鏡之底面與所述第一透鏡之底面位於同一平面上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡模組，其中：所述第一透鏡採用光學級玻璃材料製成，所述第二透鏡採用聚甲基丙烯酸甲酯材料製成。
  7. 一種光源模組，其包括光源和如申請專利範圍1-6任意一項所述之透鏡。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之光源模組，其中：所述光源為發光二極體，該發光二極體設置於所述第一透鏡內。
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