CN103868021B - 侧出射型led透镜、具有该透镜的背光单元及显示装置 - Google Patents

侧出射型led透镜、具有该透镜的背光单元及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了侧出射型LED透镜、具有该透镜的背光单元及显示装置。所述侧出射型LED透镜包括：下表面，其具有入射表面，来自所述LED的光经过所述入射表面进入所述透镜；上表面，其反射光；以及侧表面，其将所述下表面连接至所述上表面，并且光经过所述侧表面从所述透镜出射。在所述入射表面内，中心区域通过将从所述LED发出的光沿远离光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能够减小所述透镜的高度。与所述中心区域连接的周边区域通过将从所述LED发出的光沿趋近所述光轴的方向折射光来将该光引导至所述上表面，由此能够减小所述透镜的宽度或半径。本发明能减小透镜的整体体积以降低整体制造成本。当LED光源是平面光源时，还能够提高整体光效率。

Description

侧出射型LED透镜、具有该透镜的背光单元及显示装置
相关申请的交叉参考
本申请要求2012年12月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0147982的优先权，因此将该韩国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及侧出射型发光二极管(light-emitting diode；LED)透镜以及具有这种透镜的背光单元(backlight unit；BLU)和显示装置，所述侧出射型LED透镜被构造成使得能够降低其整体体积。
背景技术
通常，液晶显示器(liquid crystal display；LCD)被设置在用于计算机显示器、TV等的显示装置中。这样的LCD需要独立的光源，因为它们自身不能产生光。
作为LCD的光源，使用诸如冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamp；CCFL)、外部电极荧光灯(external electrode fluorescent lamp；EEFL)、或多个发光二极管(LED)等几种荧光灯。光源与导光板(light guide plate；LGP)、多个光学片、反射镜板等一起设置于背光单元(BLU)上。
近来，在这些光源之中，LED作为下一代光源而引起了人们的兴趣，这是由于它们耗电更少，具有良好的耐久性，且能降低制造成本。然而，当将LED用作光源时，光往往是在被局限于有限区域的同时被出射。因此，为了将LED应用于诸如显示装置等的平面光源，需要使光均匀地分布在更宽的区域上。
于是，近来，人们正在积极研究能够执行这种功能的LED透镜。美国专利No.6,679,621中批露了“SIDE-EMITTING LED LENS(侧出射型LED透镜)”。然而，该发明具有与制造方面的困难相关的问题。
韩国专利No.10-0639873批露了“SIDE-EMITTING LED AND LENS ADAPTEDTHERETO(侧出射型LED和与其适应的透镜)”。图1是示出了相关技术的透镜的图。
如图1所示，透镜1具有入射面、上表面2和侧表面3。该入射面包括凸表面4、入射表面5和较低的全反射表面6。入射表面5和较低的全反射表面6彼此连接且彼此交替。
利用该构造，由LED7产生的一束光线进入入射面的凸表面4，然后穿过凸表面4沿大体上垂直的方向入射到上表面2。与此不同的是，由LED7产生的另一束光线进入一个入射表面5，然后在沿大体上垂直的方向入射到上表面2之前，从较低的全反射表面6被反射。此外，沿大体上垂直的方向已经照射到上表面2的光从该上表面2被全部反射，从而穿过侧表面3出射到外面。
然而，如在透镜1中那样，为了将沿大体上垂直的方向入射到上表面2的光全部反射，上表面2必须向上陡峭地倾斜。这显著地增加了透镜1的整体高度和透镜1的整体体积，这些都可能成为问题。此外，当如此增加了透镜1的整体体积时，用于制造透镜1的材料成本也会增加，从而增加了透镜的整体制造成本。
前述内容仅仅旨在帮助理解本发明的背景，而不旨在表明本发明落入到已经知晓的相关技术的范围内。
发明内容
于是，本发明是因为认识到在相关技术中出现的上述问题而做出的，并且本发明旨在提供一种侧出射型发光二极管(LED)透镜，其能减小所述透镜的整体体积。
本发明还提供了一种侧出射型LED透镜，其中当LED光源是平面光源而不是点光源时，能提高整体光效率。
为了实现至少一个上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种侧出射型LED透镜，其致使从LED发出的光穿过该透镜的侧表面从该透镜出射。所述侧出射型LED透镜包括：下表面，其具有入射表面，从LED发出的光经过所述入射表面进入所述透镜中；上表面，其反射已经经过所述入射表面进入所述透镜中然后直接入射到所述上表面的光；以及侧表面，其将所述下表面连接至所述上表面，直接入射到所述侧表面的光和从所述上表面被反射的光---它们均来源于已经经过所述入射表面进入所述透镜中的光---经过所述侧表面从所述透镜出射。所述入射表面包括：中心区域，其还包括所述LED的光轴，这里所述中心区域通过将从所述LED发出的光沿远离所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能够减小所述透镜的高度；以及周边区域，其与所述中心区域连接，这里所述周边区域通过将从所述LED发出的光沿趋近所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能够减小所述透镜的宽度或半径。
根据本发明的另一方面，提供了一种背光单元，其包括：LED光源；以及放置于所述LED光源上方的上述LED透镜。
根据本发明的又一方面，提供了一种显示装置，其包括：LED光源；以及放置于所述LED光源上方的上述LED透镜。
根据具有上述构造的本发明的一个方面，由于所述入射表面的所包含的所述中心区域，所以能够减小所述侧出射型LED透镜的高度，且由于所述入射表面的所包含的所述周边区域，所以能够减小所述侧出射型LED透镜的宽度，由此减小了所述透镜的整体体积。所以，这能够降低材料成本，且因而降低所述侧出射型LED透镜的整体制造成本。
此外，由于LED光源是平面光源而不是点光源，所以本发明的侧出射型LED透镜解决了LED的整体光效率。
附图说明
根据下面的结合附图所做出的详细说明，将会更清楚地理解本发明的上述和别的目的、特征和其他优势。在附图中：
图1是示出了相关技术的透镜的垂直截面图；
图2是示出了本发明的一个实施例的侧出射型LED透镜的垂直截面图；
图3至图5是图示了上表面的一些实施例的图；
图6至图8是图示了侧表面的一些实施例的图；
图9是图示了中心区域的构造和作用的图；
图10是图示了周边区域的构造和作用的图；
图11是示出了本发明的另一实施例的透镜的垂直截面图；
图12是图示了周边区域的理想条件的图；
图13是图示了本发明的透镜的体积确定的示例的图；以及
图14和图15是示出了本发明的实施例的透镜的示意平面图。
具体实施方式
现在，参照附图，将详细地叙述本发明的各实施例，以便本发明所属领域的普通技术人员能容易地实施本发明。
本发明旨在不仅覆盖各示例性实施例，而且还覆盖各种替代、修改、等同物和其他实施例(在附图中图示了和在下面说明了它们的示例)。然而，应当理解的是，本说明书并不旨在将本发明限制于这些示例性实施例，而是应当包括不背离权利要求书所界定的本发明要旨的所有更改、等同物和替换。
在附图中，为了对说明书的清楚理解，可能夸大了相对厚度和尺寸，且因此，本发明并不局限于附图中所图示的相对尺寸或厚度。
本发明涉及一种侧出射型LED透镜，其能够减小整体体积从而降低材料成本，且其通过将LED光源考虑为平面光源来提高光效率。此外，本发明涉及一种包括上述LED透镜的背光单元(BLU)和一种包括上述LED透镜的显示装置。然而，这里除了详细说明本发明的LED透镜的构造以外，将会省略对背光单元和显示装置的构造的详细说明，这是因为本发明所属领域的普通技术人员能够容易地实施它们。
图2是示出了本发明的一个实施例的侧出射型LED透镜的垂直截面图。
参照图2，本发明的侧出射型LED透镜10包括下表面20、上表面30以及将下表面20连接至上表面30的侧表面40。
下表面20具有入射表面100，从发光二极管(LED，下面均称为“LED”)发出的光入射到入射表面100上。入射表面100能够被形成为位于下表面20的中心部分中的凹部21的内表面。
此外，入射表面100包括上入射表面110和侧入射表面120。上入射表面110将光线L1和L2引导至上表面30。来自于从LED11发出的光线之中的光线L1和L2处在相对于光轴12的预设角度范围内。侧入射表面120将来自于从LED11发出的光线之中的不入射到上入射表面110的光线L3引导至侧表面40。
上入射表面110包括中心区域112和周边区域114。中心区域112通过将从LED11发出的光沿远离光轴12的方向折射从而将该光以及沿LED11的光轴12传播的光引导至上表面30。周边区域114被连接至中心区域112，并且通过将从LED11发出的光沿趋近光轴12的方向折射从而将该光引导至上表面30。
中心区域112将从LED11发出的且在光轴12附近传播的光L1(即，朝着上入射表面110的中心部分发出的光L1)沿远离光轴12的方向折射，以使得该光L1入射到上表面30。周边区域114致使从LED11发出的且是围绕上入射表面110的周边部分而发出的光L2沿趋近光轴12的方向发生折射，以使得该光L2入射到上表面30。侧入射表面120将周边区域114连接至下表面20，并且通过将不入射到上入射表面110的光L3折射从而将该光L3引导至侧表面40。
在透镜10中，根据具有上述构造的本发明，能够实现下述效果：因为有中心区域112所以减小了透镜10的高度(H)，且因为有周边区域114所以减小了透镜10的宽度(W)。下文中将更详细地说明这些。
虽然可以将上表面30设置成使其利用涂层或其他构件来将直接入射光反射，但优选地是，在光学上设计上表面30以使其能够将入射光全部反射。此外，优选地是，在光学上设计侧表面40以使其能够将直接入射光出射到外面。下文中将会详细地说明这些。
上表面30是一个关于LED11的光轴12对称的元件，并且它将在穿过入射表面100的上入射表面110的同时被折射、然后直接入射到上表面30的光L1和L2反射。侧表面40是将下列光出射的元件：从上表面30反射过来的光L1和L2；以及在穿过侧入射表面120的同时被折射、然后直接入射到侧表面40的光L3。
侧表面40能够被构造成使其以预设角度θ向内倾斜。例如，侧表面40能够被形成为以相对于LED11的光轴12的预设方位且在向上方向上向外伸展的斜面，或者具有向下弯曲的构造。因此，当通过注射成型来制造透镜10时，能够容易地除掉下模具(lower mold)，从而使制造工艺便利化。
典型地，LED透镜是通过注射成型从具有良好透光率的透明材料被制成为一体结构(one-body structure)，所述具有良好透光率的透明材料例如是玻璃、甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。虽然通过注射成型来制造这样的LED透镜需要多个模具，但是仅使用两个模具(即，上模具和下模具)就能够通过注射成型制造出本发明的LED透镜10，并且由于侧表面40被构造成使其向内和沿向下方向倾斜，因此沿向下方向能够容易地移除下模具。
此外，本发明的透镜10还包括腿部50，腿部50从下表面20的预设位置向下延伸以用于支撑该透镜10。
此外，优选地是，在光学上设计上表面30以使其能够将入射光全部反射。参照一些附图，下面将给出上表面30的一些实施例的详细说明。
图3是图示了上表面30的一个实施例的图。
参照图3，当将LED11与LED11的光轴12之间的交叉点设定为第一参考点P1时，上表面30被构造成满足如下关系：
这里，α1是将上表面30中的点P连接至第一参考点P1的线与光轴12之间所界定的角度，R1是从上表面30中的点P至第一参考点P1的距离，Δα1是α1的增量，ΔR1是R1的与Δα1对应的增量(即，减小量或增大量)，β1是由点P处的法线13与上述线(即，将上表面30中的点P连接至第一参考点P1的线)所界定的角度，并且n是透镜10的材料的折射率。
图4和图5是图示了上表面的一些替代实施例的图。
与图3所示的实施例不同，图4和图5中的上表面30的光学条件适用于当LED11的光源是平面光源而不是点光源时的情况。事实上，透镜10的体积不会显著地大于LED11的体积。因此，优选的是，当设计透镜10时，LED11是平面光源。
首先，参照图4，当LED11的光源是平面光源而不是点光源时，不仅必须考虑从LED11的中心(即，第一参考点P1)发出的光，还必须考虑从LED11的相对端点P2和P3发出的光。在这种情况下，光线L5从LED11的端点P2发出之后入射到点P，该端点P2与点P相对于光轴12处于同一侧。可以理解的是，光L5与点P处的法线13之间所界定的角度θ1小于法线13与从相对端点P3发出之后入射到点P的光线之间所界定的角度。因此，当上表面30被构造成使其能够将从LED11的相对于光轴12处于同一侧的端点P2发出的入射光L5全部反射时，且即使LED11是平面光源时，上表面30能够将从LED11发出的基本上所有的入射光都全部反射。
参照图5来说明上述这个光学条件，当LED11的与上表面30上的点P相对于光轴12处于同一侧的端点P2被设定为第二参考点P2时，上表面30可以被构造成满足如下关系：
这里，α2是将上表面30上的点P连接至第二参考点P2的线与平行于光轴12的参考轴15之间所界定的角度，R2是从上表面30上的点P至第二参考点P2的距离，Δα2是α2的增量，ΔR2是R2的与Δα2对应的增量，并且n是透镜10的材料的折射率。
同样，优选的是，在光学上设计侧表面40以使其能够将直接入射到其上的光出射到透镜10的外面。参照相应的附图，下文中将给出侧表面40的一些实施例的详细说明。
图6是图示了侧表面的一个实施例的图。参照图6，当将光轴12与LED11之间的交叉点设定为第一参考点P1时，侧表面40可以被构造成满足如下关系：
这里，α3是将侧表面40上的点P连接至第一参考点P1的线与垂直于光轴12的水平轴16之间所界定的角度，R3是从侧表面40上的点P到第一参考点P1的距离，Δα3是α3的增量，ΔR3是R3的与Δα3对应的增量，并且n是透镜10的材料的折射率。
图7和图8是图示了侧表面的一些替代实施例的图。
与图6所示的前述实施例不同，图7和图8所示的侧表面40的光学条件适用于当LED11是平面光源而不是点光源时的情况。
首先，参照图7，当LED11是平面光源而不是点光源时，不仅必须考虑从LED11的中心(即，第一参考点P1)发出的光，还必须考虑从LED11的相对端点P2和P3发出的光。在这种情况下，光线L6从LED11的端点P2发出之后入射到侧表面40上的点P，该端点P2与点P相对于光轴12处于同一侧。可以理解的是，光L6与点P处的法线14所界定的角度θ2大于法线14与从相对端点P3发出之后入射到点P的光线所界定的角度。因此，当侧表面40被构造成能够将来白LED11的处于同一侧的端点P2的入射光L6出射至透镜10的外面时，且即使LED11是平面光源时，侧表面40能够将来白LED11的基本上所有的入射光都出射至透镜10的外面。
参照图8来说明上述这个光学条件，当LED11的与侧表面40上的点P相对于光轴12处于同一侧的端点P2被设定为第二参考点P2时，侧表面40可以被构造成满足如下关系：
这里，α4是将侧表面40上的点P连接至第二参考点P2的线与垂直于光轴12的水平轴16所界定的角度，R4是从侧表面40上的点P到第二参考点P2的距离，Δα4是α4的增量，ΔR4是R4的与Δα4对应的增量，并且n是透镜10的材料的折射率。
在透镜10中，根据如上所述的本发明，由于包含了入射表面100的中心区域112，因而能够减小高度(H)，且由于包含了入射表面100的周边区域114，因而能够减小宽度(W)。下面将给出根据本发明均能够减小透镜10的体积的中心区域112和周边区域114的构造和作用的详细说明。
图9是图示了中心区域112的构造和作用的图。
如图9所示，当入射表面100的中心区域112将从LED11的光轴12周围发出的光线L1沿远离光轴12的方向(用箭头a1表示的方向)折射以使光L1入射到上表面30时，入射到上表面30的光L1与光轴12之间所界定的角度增大了。因此，能够减小用于将光L1全部反射的上表面30的向上倾斜角度。相比之下，当从LED11发出的光线沿平行于光轴12的大体上垂直的方向入射到上表面30时，如在相关技术中那样，用于将光L7全部反射的上表面30的向上倾斜角度需要非常大。也就是说，如图9所示，在本发明的透镜10中，由于透镜10的中心区域112，因而透镜10的高度能够被减小约H。
这样，为了将入射到中心区域112上的点P4处的光L1沿远离光轴12的方向折射，中心区域112可以被构造成使其沿远离光轴12的方向向下取向。在这种情况下，中心区域112与周边区域114之间的交叉点P5是中心区域112的最低端。
例如，如图9所示，能够用其峰值点处于光轴12上的曲线来形成中心区域112的垂直截面。在另一实施例中，中心区域112的垂直截面可以具有以预设角度向下取向的线性形状，也可以是向下凸的形状或者向上凸的形状。此外，在中心区域112中可以存在拐点P6，以使得中心区域112能够在交叉点P5处具有平滑的弯曲形状。
图10是图示了周边区域114的构造和作用的图。
如图10所示，入射表面100的周边区域114通过将入射到周边区域114上所存在的点P7处的光线L2沿趋近光轴12的方向(箭头a2的方向)折射从而将该光线L2引导至上表面30。当光L2入射到上表面30时，光L2变得更接近于光轴12。因此，通过变得更接近于光轴12，就能够减小透镜10的宽度(或半径)。具体地，光线L8入射到周边区域114的边缘上的端点P8处，然后在端点P8处被折射，以使得光线L8入射到本发明的透镜10的上表面30上的点(即，上表面30的边缘上的端点P9)。如图10所示，当周边区域114将光L8沿趋近光轴12的方向折射时，就能够将上表面30的边缘上的端点从P9′改变至P9，因而将透镜10的宽度减小了大约宽度W。因此，周边区域114将入射到周边区域114上的点P7处的光L2沿着趋近光轴12的方向越折射，透镜10的宽度就越减小。特别地，当通过光越接近于周边区域114的边缘使该光发生折射的角度越大时，能够直接地将透镜10的宽度减小一个较大的量。
为了将入射到周边区域114上的点P7处的光L2沿趋近光轴12的方向折射，周边区域114可以被构造成使其沿远离光轴12的方向向上倾斜。在这种情况下，中心区域112与周边区域114之间的交叉点P5变为中心区域112的最低点和周边区域114的最低点。也就是说，交叉点P5变为上入射表面110的最低端。
例如，如图10所示，周边区域114的垂直截面可以是沿远离光轴12的方向更加指向上方的曲线。在另一实施例中，周边区域114的垂直截面可以由以预设角度向上倾斜的直线形成，或者具有向下凸的形状。优选的是，周边区域114被构造成使切线的倾斜沿趋近周边区域114的边缘的方向而增大。在向上倾斜(即，切线的倾斜)的增量沿趋近周边区域114的边缘的方向而增大的这一构造中，沿趋近光轴12的方向的折射角度在周边区域114上的端点P8处达到最大值。因此，能够直接地将透镜10的宽度减小至最小量，这是更好的方案。
图11是示出了本发明的另一实施例的透镜的垂直截面图。
参照图11，该实施例的透镜10被构造成使得中心区域112的截面具有沿远离光轴12的方向向下倾斜的线性形状，且周边区域114的截面具有沿远离光轴12的方向向上倾斜的线性形状。在这种情况下，中心区域112与周边区域114之间的交叉点P5是最底点(nadir)，该最底点是上入射表面110的最低端。然而，如前所述，本发明的透镜10不局限于中心区域112和周边区域114的特定形状，而是可以具有能够减小透镜10的高度(H)和宽度(W)的任意形状。
图12是图示了周边区域114的理想条件的图。
参照图12，为了像所预期的那样减少和控制从LED11发出的光的损失，周边区域114必须被构造成使得从LED11发出之后入射到周边区域114的边缘上的端点P8处的光线L9在传播至端点P8的同时不会入射到周边区域114的任何其他点。特别地，当LED11的光源是平面光源而不是点光源时，不仅必须考虑从LED11的中心处的第一参考点P1发出的光，还必须考虑从LED11的相对端点P2和P3发出的光。如图12所示，当从LED11的端点P3(该端点P3与周边区域114的边缘上的端点P8相对于光轴12处于相反侧)发出的光L9入射到端点P8时，如果光L9的路径未被周边区域114改变，那么从LED11的其他点P1和P2发出的光也将会满足同样的条件。
因此，优选的是，周边区域114与中心区域112之间的交叉点P5(即，上入射表面110的最低点P5)位于将周边区域114的边缘上的端点P8与LED11的端点P3(其与端点P8相对于光轴12处于相反侧)连接起来的虚构直线上。另外，还优选的是，周边区域114位于该虚构直线上。
图13是图示了本发明的透镜的体积确定的示例的图。图13图示了如下的示例：该示例中，通过计算随周边区域114的形状而定的透镜10的上边缘处的端点P9的位置来确定透镜10的宽度(或半径)，基于这样确定的宽度(或半径)来确定透镜10的整体体积。
能够利用入射表面100的中心区域112和周边区域114来确定本发明的透镜10的体积(即，高度和宽度)。具体地，从LED11发出之后入射到周边区域114的边缘上的端点P8处的光L9在该端点P8处沿趋近光轴12的方向被折射，折射光L8照射到上表面30上的那一点就成为透镜10的上边缘处的端点P9。也就是说，透镜10的宽度(或半径)是依赖于从LED11发出的光L9在周边区域114的端点P8处发生折射的角度而确定的。折射的角度依赖于周边区域114的在端点P8处的形状而变化。这里，当LED11是点光源时，入射到周边区域114的端点P8处的光L9可以是从第一参考点P1或LED11的中心发出的光线。当LED11是平面光源时，光L9可以是从LED11的端点P3(该端点P3与端点P8相对于光轴12处于相反侧)发出的光线。将会参照附图对此进行详细说明。
透镜10的宽度(或半径)满足下列公式：
W1=W2+W3；
tanθ2=W3/(H1-H2)→W3=(H1-H2)·tanθ2；以及
n·sinθ′2=sinθ′1(θ′1=θ1+(1，θ′2=θ2+α)→θ2：sin-1((1/n)·sin(θ1+α))-α。
这里，n是透镜10的材料的折射率，W1是透镜10的宽度(或半径)(即，从光轴12至透镜10的上边缘处的端点P9(折射光L8在该端点P9处照射到上表面30)的距离或半径)，W2是从光轴12至周边区域114的边缘上的端点P8的距离(宽度或半径)，W3是从周边区域114的边缘上的端点P8至透镜10的上边缘处的端点P9的距离，H1是透镜10的高度(即，上边缘处的端点P9的高度)，H2是周边区域114的边缘上的端点P8的高度，θ1是光轴12与从第一参考点P1(即，光轴12与LED11之间的交叉点P1)或者从LED11的与端点P8相对于光轴12处于相反侧的端点P3发出之后入射到端点P8处的光L9之间所界定的角度，θ′1是光L9在端点P8处的入射角度，α是端点P8处的法线18与虚构垂线19(该虚构垂线19与光轴12平行)之间所界定的角度，θ2是折射光L8(其是由于入射光L9在端点P8处的折射而产生的)与垂线19之间所界定的角度，并且θ′2是光L8在端点P8处的折射角度。
图14和图15是示出了本发明的一个实施例的透镜的示意性平面图。
参照图14和图15，当从上方观察时，本发明的一个实施例的透镜10可以具有大体上呈圆形的形状。如图14所示，在与LED11相距预设距离处可以设置有多个腿部50，这些腿部50以相对于LED11的预设角度θ布置着。如图15所示，可以在与LED11相距预设距离处连续地设置有腿部50，以使该腿部具有大体上呈圆形的边(rim)。
根据上面提出的本发明，能够通过减小侧出射型LED透镜的整体体积来降低该透镜的材料成本，且能够通过使用平面光源作为LED光源来提高LED的光效率。可以将侧出射型LED透镜的各实施例修改为多种形式。于是应当理解，本发明不局限于本说明书中所公开的各实施例，且本领域普通技术人员所显而易见的修改也落入本发明的范围之内。

Claims (11)

1.一种侧出射型LED透镜，其使从LED发出的光经过所述透镜的侧表面从所述透镜出射，所述透镜包括上表面、下表面和侧表面，
所述上表面反射已经经过入射表面进入所述透镜然后直接入射到所述上表面的光，
所述下表面具有所述入射表面，从所述LED发出的光经过所述入射表面进入所述透镜，所述入射表面包括：
中心区域，它包括所述LED的光轴，其中所述中心区域通过将从所述LED发出的光沿远离所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的高度；以及
周边区域，它与所述中心区域连接，其中所述周边区域通过将从所述LED发出的光沿趋近所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的宽度或半径，
所述侧表面将所述下表面连接至所述上表面，并且已经经过所述入射表面进入所述透镜的光之中的直接入射到所述侧表面的光和从所述上表面反射的光均经过所述侧表面从所述透镜出射；
其中所述中心区域的形状是沿远离所述光轴的方向向下倾斜的，且所述周边区域的形状是沿远离所述光轴的方向向上倾斜的；
其中所述中心区域的垂直截面具有峰值点处于所述光轴上的弯曲形状，并且在所述中心区域上存在拐点，以便在所述中心区域和所述周边区域的交叉点能够形成平滑的弯曲形状。
2.一种侧出射型LED透镜，其使从LED发出的光经过所述透镜的侧表面从所述透镜出射，所述透镜包括上表面、下表面和侧表面，
所述上表面反射已经经过入射表面进入所述透镜然后直接入射到所述上表面的光，
所述下表面具有所述入射表面，从所述LED发出的光经过所述入射表面进入所述透镜，所述入射表面包括：
中心区域，它包括所述LED的光轴，其中所述中心区域通过将从所述LED发出的光沿远离所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的高度；以及
周边区域，它与所述中心区域连接，其中所述周边区域通过将从所述LED发出的光沿趋近所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的宽度或半径，
所述侧表面将所述下表面连接至所述上表面，并且已经经过所述入射表面进入所述透镜的光之中的直接入射到所述侧表面的光和从所述上表面反射的光均经过所述侧表面从所述透镜出射，其中，当将所述LED与所述LED的所述光轴之间的交叉点设定为第一参考点(P1)时，所述上表面被构造成满足公式1的关系：
这里，α1是将所述上表面上的预定点连接至所述第一参考点(P1)的线与所述光轴之间所界定的角度，R1是从所述上表面上的所述预定点至所述第一参考点(P1)的距离，Δα1是α1的增量，ΔR1是R1的与Δα1对应的增量，并且n是所述透镜的材料的折射率。
3.一种侧出射型LED透镜，其使从LED发出的光经过所述透镜的侧表面从所述透镜出射，所述透镜包括上表面、下表面和侧表面，
所述上表面反射已经经过入射表面进入所述透镜然后直接入射到所述上表面的光，
所述下表面具有所述入射表面，从所述LED发出的光经过所述入射表面进入所述透镜，所述入射表面包括：
中心区域，它包括所述LED的光轴，其中所述中心区域通过将从所述LED发出的光沿远离所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的高度；以及
周边区域，它与所述中心区域连接，其中所述周边区域通过将从所述LED发出的光沿趋近所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的宽度或半径，
所述侧表面将所述下表面连接至所述上表面，并且已经经过所述入射表面进入所述透镜的光之中的直接入射到所述侧表面的光和从所述上表面反射的光均经过所述侧表面从所述透镜出射，其中，当所述LED的与所述上表面上的预定点相对于所述光轴处于同一侧的端点被设定为第二参考点(P2)时，所述上表面被构造成满足公式2的关系：
这里，α2是将所述上表面上的所述预定点连接至所述第二参考点(P2)的线与平行于所述光轴的参考轴之间所界定的角度，R2是从所述上表面上的所述预定点至所述第二参考点(P2)的距离，Δα2是α2的增量，ΔR2是R2的与Δα2对应的增量，并且n是所述透镜的材料的折射率。
4.一种侧出射型LED透镜，其使从LED发出的光经过所述透镜的侧表面从所述透镜出射，所述透镜包括上表面、下表面和侧表面，
所述上表面反射已经经过入射表面进入所述透镜然后直接入射到所述上表面的光，
所述下表面具有所述入射表面，从所述LED发出的光经过所述入射表面进入所述透镜，所述入射表面包括：
中心区域，它包括所述LED的光轴，其中所述中心区域通过将从所述LED发出的光沿远离所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的高度；以及
周边区域，它与所述中心区域连接，其中所述周边区域通过将从所述LED发出的光沿趋近所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的宽度或半径，
所述侧表面将所述下表面连接至所述上表面，并且已经经过所述入射表面进入所述透镜的光之中的直接入射到所述侧表面的光和从所述上表面反射的光均经过所述侧表面从所述透镜出射，其中，当将所述光轴和所述LED之间的交叉点设定为第一参考点(P1)时，所述侧表面被构造成满足公式3的关系：
这里，α3是将所述侧表面上的预定点连接至所述第一参考点(P1)的线与垂直于所述光轴的水平轴之间所界定的角度，R3是从所述侧表面上的所述预定点至所述第一参考点(P1)的距离，Δα3是α3的增量，ΔR3是R3的与Δα3对应的增量，并且n是所述透镜的材料的折射率。
5.一种侧出射型LED透镜，其使从LED发出的光经过所述透镜的侧表面从所述透镜出射，所述透镜包括上表面、下表面和侧表面，
所述上表面反射已经经过入射表面进入所述透镜然后直接入射到所述上表面的光，
所述下表面具有所述入射表面，从所述LED发出的光经过所述入射表面进入所述透镜，所述入射表面包括：
中心区域，它包括所述LED的光轴，其中所述中心区域通过将从所述LED发出的光沿远离所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的高度；以及
周边区域，它与所述中心区域连接，其中所述周边区域通过将从所述LED发出的光沿趋近所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的宽度或半径，
所述侧表面将所述下表面连接至所述上表面，并且已经经过所述入射表面进入所述透镜的光之中的直接入射到所述侧表面的光和从所述上表面反射的光均经过所述侧表面从所述透镜出射，其中，当所述LED的与所述侧表面上的预定点相对于所述光轴处于同一侧的端点被设定为第二参考点(P2)时，所述侧表面被构造成满足公式4的关系：
这里，α4是将所述侧表面上的所述预定点连接至所述第二参考点(P2)的线与垂直于所述光轴的水平轴之间所界定的角度，R4是从所述侧表面上的所述预定点至所述第二参考点(P2)的距离，Δα4是α4的增量，ΔR4是R4的与Δα4对应的增量，并且n是所述透镜的材料的折射率。
6.根据权利要求1所述的侧出射型LED透镜，其中，所述侧表面的形状平行于所述LED的所述光轴或者是向内倾斜的。
7.根据权利要求1所述的侧出射型LED透镜，其还包括腿部，所述腿部从所述下表面的预定位置向下延伸以支撑所述透镜。
8.一种侧出射型LED透镜，其使从LED发出的光经过所述透镜的侧表面从所述透镜出射，所述透镜包括上表面、下表面和侧表面，
所述上表面反射已经经过入射表面进入所述透镜然后直接入射到所述上表面的光，
所述下表面具有所述入射表面，从所述LED发出的光经过所述入射表面进入所述透镜，所述入射表面包括：
中心区域，它包括所述LED的光轴，其中所述中心区域通过将从所述LED发出的光沿远离所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的高度；以及
周边区域，它与所述中心区域连接，其中所述周边区域通过将从所述LED发出的光沿趋近所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的宽度或半径，
所述侧表面将所述下表面连接至所述上表面，并且已经经过所述入射表面进入所述透镜的光之中的直接入射到所述侧表面的光和从所述上表面反射的光均经过所述侧表面从所述透镜出射，其中，在垂直截面中从所述光轴至所述上表面的边缘上的端点的距离或宽度满足公式5：
W1＝W2+(H1-H2)·tan(sin-1((1/n)·sin(θ1+α))-α) 公式5
这里，W1是从所述光轴至所述上表面的所述边缘上的所述端点的距离或宽度，W2是从所述光轴至所述周边区域的边缘上的端点的距离、宽度或半径，H1是所述透镜的高度或者所述上表面的所述边缘上的所述端点处的高度，H2是所述周边区域的所述边缘上的所述端点处的高度，n是所述透镜的材料的折射率，θ1是所述光轴与从所述光轴和所述LED之间的交叉点发出之后、入射到所述周边区域的所述边缘上的所述端点处的光之间所界定的角度，并且α是所述周边区域的所述边缘上的所述端点处的法线与虚构垂线之间所界定的角度，所述虚构垂线平行于所述光轴。
9.一种侧出射型LED透镜，其使从LED发出的光经过所述透镜的侧表面从所述透镜出射，所述透镜包括上表面、下表面和侧表面，
所述上表面反射已经经过入射表面进入所述透镜然后直接入射到所述上表面的光，
所述下表面具有所述入射表面，从所述LED发出的光经过所述入射表面进入所述透镜，所述入射表面包括：
中心区域，它包括所述LED的光轴，其中所述中心区域通过将从所述LED发出的光沿远离所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的高度；以及
周边区域，它与所述中心区域连接，其中所述周边区域通过将从所述LED发出的光沿趋近所述光轴的方向折射来将该光引导至所述上表面，由此能减小所述透镜的宽度或半径，
所述侧表面将所述下表面连接至所述上表面，并且已经经过所述入射表面进入所述透镜的光之中的直接入射到所述侧表面的光和从所述上表面反射的光均经过所述侧表面从所述透镜出射，其中，在垂直截面中从所述光轴至所述上表面的边缘上的端点的距离或宽度满足公式5：
W1＝W2+(H1-H2)·tan(sin-1((1/n)·sin(θ1+α))-α) 公式5
这里，W1是从所述光轴至所述上表面的所述边缘上的所述端点的距离或宽度，W2是从所述光轴至所述周边区域的边缘上的端点的距离、宽度或半径，H1是所述透镜的高度或者所述上表面的所述边缘上的所述端点处的高度，H2是所述周边区域的所述边缘上的端点处的高度，n是所述透镜的材料的折射率，θ1是所述光轴与从所述LED的与所述周边区域的所述边缘上的所述端点处于相反侧的端点发出之后、入射到所述周边区域的所述边缘上的所述端点处的光之间所界定的角度，并且α是所述周边区域的所述边缘上的所述端点处的法线与虚构垂线之间所界定的角度，所述虚构垂线平行于所述光轴。
10.一种背光单元，其包括：
LED光源；以及
权利要求1所述的侧出射型LED透镜，它放置于所述LED光源上方。
11.一种显示装置，其包括：
LED光源；以及
权利要求1所述的侧出射型LED透镜，它放置于所述LED光源上方。
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