TW201516533A - 背光模組 - Google Patents

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Abstract

一種背光模組，包括導光板、設置於導光板側向之鐳射二極體光源及設置於鐳射二極體光源與導光板之間之第一平凸柱面透鏡及第二平凸柱面透鏡，鐳射二極體光源發出之光線穿過第一平凸柱面透鏡後又穿過第二平凸柱面透鏡再進入導光板，第一平凸柱面透鏡具有第一凸柱面及與第一凸柱面相對設置之第一平面，第二平凸柱面透鏡具有第二凸柱面及與第二凸柱面相對設置之第二平面，鐳射二極體光源發出之光線經過第一平凸柱面透鏡後朝向第二平凸柱面透鏡照射，由第二平面進入第二平凸柱面透鏡，最終由第二凸柱面射出，朝向導光板照射。

Description

背光模組
本發明涉及照明領域，特別涉及一種背光模組。
鐳射二極體（Laser Diode，LD）作為一種高效發光源，具有單色性好、光束發射角度小、發光強度高、體積小、壽命長等諸多特點，故鐳射二極體又常用作投影系統中之光源。
但由於該鐳射二極體之光束發散角度較小，該鐳射二極體之光束之照射面積有限，部分光線無法被利用，使得背光模組之光效率降低，這也使得該鐳射二極體不能直接作為背光模組之光源使用，從而限制了鐳射二極體在背光領域中之應用。
一種背光模組，包括導光板、設置於該導光板側向之鐳射二極體光源，該背光模組還包括設置於該鐳射二極體光源與導光板之間之第一平凸柱面透鏡及第二平凸柱面透鏡，該鐳射二極體光源發出之光線穿過第一平凸柱面透鏡後又穿過第二平凸柱面透鏡再進入該導光板，該第一平凸柱面透鏡具有第一凸柱面及與該第一凸柱面相對設置之第一平面，該第一凸柱面正對鐳射二極體光源設置，該第二平凸柱面透鏡具有第二凸柱面及與該第二凸柱面相對設置之第二平面，該鐳射二極體光源發出之光線經過第一平凸柱面透鏡後先彙聚再繼續發散朝向該第二平凸柱面透鏡照射，由第二平面進入第二平凸柱面透鏡，最終由第二凸柱面射出，發散光線被轉為平行光線朝向導光板照射。
與習知技術相比，本發明之背光模組中使用鐳射二極體光源，該鐳射二極體光源發出之光線經過第一平凸柱面透鏡、第二平凸柱面透鏡之調整後光路之整體寬度增大，從而有利於光線進入導光板後被充分利用，具有較高之光利用率。
圖1為本發明第一實施例之背光模組之元件及光路示意圖。
圖2為本發明第二實施例之背光模組之元件及光路示意圖。
圖3為本發明第三實施例之背光模組之元件示意圖。
請參閱圖1，本發明第一實施例之背光模組100，包括導光板10、設置在該導光板10之側向之鐳射二極體光源20、設置於該鐳射二極體光源20與導光板10之間之第一平凸柱面透鏡30及第二平凸柱面透鏡40。該鐳射二極體光源20發出之光線穿過第一平凸柱面透鏡30後又穿過第二平凸柱面透鏡40再進入該導光板10。
上述導光板10大致呈一矩形板體，其內之光線射至空氣時發生全反射之臨界角為β。該導光板10具有一頂面11和與頂面11相對之一底面12，以及連接頂面11和底面12並面向該第二平凸柱面透鏡40設置之入光面13。在本實施例中，該入光面13為平面。
該導光板10之頂面11為一平面。該導光板10之底面12為一平面。
上述第一平凸柱面透鏡30具有一第一凸柱面31及與該第一凸柱面31相對設置之一第一平面32。該第一凸柱面31正對鐳射二極體光源20設置。該鐳射二極體光源20發出之平行光線經過第一平凸柱面透鏡30後光路發生改變，光線先彙聚後再繼續發散朝向該第二平凸柱面透鏡40照射。
上述第二平凸柱面透鏡40具有一第二凸柱面41及與該第二凸柱面41相對設置之一第二平面42。該第二平凸柱面透鏡40在尺寸上大於第一平凸柱面透鏡30。該第二平面42正對第一平面32設置。該第二凸柱面41正對該導光板10之入光面13設置。該鐳射二極體光源20發出之光線經過第一平凸柱面透鏡30後發散，由第二平面42進入第二平凸柱面透鏡40，最終由第二凸柱面41射出，光線之光路發生改變，光線被轉為平行光線繼續朝向導光板10之入光面13照射。可以理解地，根據實際需要，該第一平凸柱面透鏡30、第二平凸柱面透鏡40在尺寸上及與鐳射二極體光源20、導光板10之相對距離上均可以具體作出調整，只要鐳射二極體光源20發出之光線經過第一平凸柱面透鏡30、第二平凸柱面透鏡40之調整後達到需要之效果即可。
請參閱圖2，本發明第二實施例之背光模組100，包括導光板10、設置在該導光板10之側向之鐳射二極體光源20、設置於該鐳射二極體光源20與導光板10之間之第一平凸柱面透鏡30及第二平凸柱面透鏡40。該鐳射二極體光源20發出之光線穿過第一平凸柱面透鏡30後又穿過第二平凸柱面透鏡40再進入該導光板10。
上述導光板10大致呈一矩形板體，其內之光線射至空氣時發生全反射之臨界角為β。該導光板10具有一頂面11和與頂面11相對之一底面12，以及連接頂面11和底面12並面向該第二平凸柱面透鏡40設置之入光面13。在本實施例中，該入光面13為凸曲面。
該導光板10之頂面11為一平滑平面。該導光板10之底面12上形成有間隔設置之複數凸條121。可以理解地，為加強出光效果，該導光板10之底面12上可以進一步設置有反射層。該等凸條121呈縱長條狀，且相互平行、均勻間隔設置。可以理解地，導光板10之底面12上之複數凸條121也可以連續設置。在本實施例中，該凸條121之截面呈弧形。當然，該凸條121之截面也可呈V形、鋸齒形或是其他形狀。
上述第一平凸柱面透鏡30具有一第一凸柱面31及與該第一凸柱面31相對設置之一第一平面32。該第一凸柱面31正對鐳射二極體光源20設置。該鐳射二極體光源20發出之平行光線經過第一平凸柱面透鏡30後光路發生改變，光線先彙聚後再繼續發散朝向該第二平凸柱面透鏡40照射。
上述第二平凸柱面透鏡40具有一第二凸柱面41及與該第二凸柱面41相對設置之一第二平面42。該第二平凸柱面透鏡40在尺寸上大於第一平凸柱面透鏡30。該第二平面42正對第一平面32設置。該第二凸柱面41正對該導光板10之入光面13設置。該鐳射二極體光源20發出之光線經過第一平凸柱面透鏡30後發散，由第二平面42進入第二平凸柱面透鏡40，最終由第二凸柱面41射出，光線之光路發生改變，光線被轉為平行光線繼續朝向導光板10之入光面13照射。可以理解地，根據實際需要，該第一平凸柱面透鏡30、第二平凸柱面透鏡40在尺寸上及與鐳射二極體光源20、導光板10之相對距離上均可以具體作出調整，只要鐳射二極體光源20發出之光線經過第一平凸柱面透鏡30、第二平凸柱面透鏡40之調整後達到需要之效果即可。
當背光模組100工作時，該鐳射二極體光源20發出之光線經過第一平凸柱面透鏡30使得光線先彙聚後再繼續發散，繼而經過第二平凸柱面透鏡40，光線重新被轉為平行光線，光線經過第一平凸柱面透鏡30、第二平凸柱面透鏡40之調整後光路之整體寬度增大，從而有利於光線進入導光板10後被充分利用。光線經過導光板10之入光面13折射後進入導光板10之內部。下面，以入射至導光板10之頂面11之光線進行描述。當光線射嚮導光板10之頂面11時，如果入射角小於β時，光線直接射出頂面11而出光；如果入射角大於或等於β時，光線發生全反射，進而被導向導光板10之底面12。由於底面12上設有間隔設置之複數凸條121，由於凸條121之形狀導致其再次入射至頂面11時之入射角發生改變，使得該部分光線經由頂面11出射成為可能，如果改變後之入射角仍然大於臨界角β，將再次被頂面11導向底面12，如此反復直到光線經由頂面11出射。同樣地，該鐳射二極體光源20發出之入射至導光板10之底面12之光線之路徑同上相似。如此，該鐳射二極體光源20發出之光線經過第一平凸柱面透鏡30、第二平凸柱面透鏡40之調整後，再經過導光板10之入光面13發散後進入導光板10之內部，導光板10之底面12上之複數凸條121進一步發揮反射作用，最終大部分射出頂面11而出光，避免了光線之損失，提高了本發明之背光模組100之光利用效率。
請同時參閱圖3，本發明第三實施例之背光模組100與第一、第二實施例之背光模組100不同之處在於：該背光模組100進一步包括一轉折棱鏡50。該轉折棱鏡50與第二平凸柱面透鏡40相鄰設置，用以將經過第二平凸柱面透鏡40之光線之出射方向轉折，再由導光板10之入光面13射入導光板10。這樣，該導光板10之入光面13之朝向可以根據實際需要選擇，而非需要面向第二平凸柱面透鏡40設置。
圖1至圖3僅為了簡潔地顯示出本發明之背光模組100之工作原理，並未示出背光模組100之其他具體結構，可以理解地，本發明之背光模組100並不局限於僅包含有圖中所顯示之結構，其還可以包括有液晶面板和其他支撐結構，在此不再贅述。
100‧‧‧背光模組
10‧‧‧導光板
11‧‧‧頂面
12‧‧‧底面
121‧‧‧凸條
13‧‧‧入光面
20‧‧‧鐳射二極體光源
30‧‧‧第一平凸柱面透鏡
31‧‧‧第一凸柱面
32‧‧‧第一平面
40‧‧‧第二平凸柱面透鏡
41‧‧‧第二凸柱面
42‧‧‧第二平面
50‧‧‧轉折棱鏡
無
100‧‧‧背光模組
10‧‧‧導光板
11‧‧‧頂面
12‧‧‧底面
121‧‧‧凸條
13‧‧‧入光面
20‧‧‧鐳射二極體光源
30‧‧‧第一平凸柱面透鏡
31‧‧‧第一凸柱面
32‧‧‧第一平面
40‧‧‧第二平凸柱面透鏡
41‧‧‧第二凸柱面
42‧‧‧第二平面

Claims (10)

  1. 一種背光模組，包括導光板、設置於該導光板側向之鐳射二極體光源，其改良在於：該背光模組還包括設置於該鐳射二極體光源與導光板之間之第一平凸柱面透鏡及第二平凸柱面透鏡，該鐳射二極體光源發出之光線穿過第一平凸柱面透鏡後又穿過第二平凸柱面透鏡再進入該導光板，該第一平凸柱面透鏡具有第一凸柱面及與該第一凸柱面相對設置之第一平面，該第一凸柱面正對鐳射二極體光源設置，該第二平凸柱面透鏡具有第二凸柱面及與該第二凸柱面相對設置之第二平面，該鐳射二極體光源發出之光線經過第一平凸柱面透鏡後先彙聚再繼續發散朝向該第二平凸柱面透鏡照射，由第二平面進入第二平凸柱面透鏡，最終由第二凸柱面射出，發散光線被轉為平行光線朝向導光板照射。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該導光板具有頂面、與該頂面相對之底面及連接頂面和底面之入光面，該鐳射二極體光源發出之光線經過該入光面射入導光板。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中，該入光面為平面或凸曲面。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中，該導光板之底面上設置有複數凸條，該凸條呈縱長條狀。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中，所訴凸條之截面呈弧形、V形或鋸齒形。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中，該凸條連續設置在該導光板之底面上。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中，該凸條相互間隔設置在該導光板之底面上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該第二平凸柱面透鏡在尺寸上大於第一平凸柱面透鏡。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該第二平凸柱面之第二平面正對第一平凸柱面透鏡之第一平面設置。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，還包括與第二平凸柱面透鏡相鄰設置之轉折棱鏡，用以將經過第二平凸柱面透鏡之光線之出射方向轉折，再射入導光板。
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