CN205942192U - 一种背光用led二次透镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种背光用LED二次透镜,所述透镜的上表面和底面上分别设置有第一凹部和第二凹部,所述第一凹部由一抛物面和斜面组成,所述第二凹部上设有若干个凹陷结构。本实用新型能够在不增加液晶屏背光模块组中的LED光源装置数量的情况下,实现直下式背光模组的薄型化,并保证其发光扩散均匀。同时有异与目前常规的透镜,其照度均匀性更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及液晶显示器的背光模组设计领域,尤其涉及的是一种背光用LED二次透镜。
背景技术
如图1所示,对于目前的液晶屏制作工艺而言,在直下式背光模组中,大部分LED(发光二极管)发光透镜属于一次光学设计。这通常会带来以下问题:由于受制于透镜设计空间限制,其辐射角一般为120度的郎伯分布,而背光模组厚度又受制于LED发光角度的影响,在一定的功耗下,必须保证背光模组具有一定厚度来实现混光,保证LED光束扩散均匀,因此采用目前的LED透镜难以实现液晶屏的超薄化。
为实现屏幕的背光模组超薄化,在目前业界大多通过普通出光角LED密排以减小LED的混光距离,实现直下式背光模组薄型化。但这也导致背板中LED密度增加,使LED背光模组功耗大幅度升高,对LED背光模组散热、驱动带来不利的影响。
因此,需要一种方式,能够在不增加液晶屏背光模块组中的LED光源装置数量的情况下,实现背光模组的超薄化,并保证其发光扩散均匀。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种背光用LED二次透镜,够在不增加液晶屏背光模块组中的LED光源装置数量的情况下,实现背光模组的超薄化,并保证其发光扩散均匀。
本实用新型的技术方案如下:
一种背光用LED二次透镜,所述透镜的上表面和底面上分别设置有第一凹部和第二凹部,所述第一凹部由一抛物面和斜面组成,所述第二凹部上设有若干个凹陷结构。
上述背光用LED二次透镜中,所述第二凹部的曲面线为二次曲线旋转构成。
上述背光用LED二次透镜中,所述第一凹部与透镜的中轴线相同。
上述背光用LED二次透镜中,所述透镜材质为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯或玻璃。
上述背光用LED二次透镜中,所述透镜的侧面由两个二次曲线和一个斜面旋转构成。
上述背光用LED二次透镜中,所述第二凹部的顶部与第一凹部的顶部相对设置。
本实用新型所提供的背光用LED二次透镜,能够在不增加液晶屏背光模块组中的LED光源装置数量的情况下,实现直下式背光模组的薄型化,并保证其发光扩散均匀。同时有异与目前常规的透镜,其照度均匀性更好。
附图说明
图1是现有技术中二次透镜的示意图,其中图1a为主视图,图1b为主视图的剖视图,图1c为底部视图,图1d为立体视图。
图2是本实用新型中背光用LED二次透镜的立体示意图。
图3是本实用新型中背光用LED二次透镜的剖视图。
图4是本实用新型中背光用LED二次透镜的光学模拟示意图。
图5是本实用新型中单颗背光用LED二次透镜和LED灯模拟照射的光谱图。
具体实施方式
本实用新型提供一种背光用LED二次透镜,为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
请参阅图2和图3,本实用新型提供的背光用LED二次透镜,由上表面1、侧面和底面3组成,其中所述透镜的上表面1和底面3上分别设置有第一凹部和第二凹部4,所述第一凹部的底部位于所述底面3上,且所述第一凹部由一抛物面52和斜面51组成,所述第二凹部4上设有若干个凹陷结构41,所述凹陷结构41用于均匀出光。所述第一凹部5作为进光面,所述第二凹部4作为出光面,LED光线的部分光线被第二凹陷不全反射从透镜的侧面出射。
结合图2至图4所示,LED发光芯片射出光线,光线首先照射到第一凹部5的表面上,在第一凹部5发生折射后,光线进入透镜,并在透镜的上表面1再次发生折射和全反射,一部分光纤从透镜正上表面1射出,一部分被全反射到侧面上,从侧面出射,然后被底板重新反射到上方。可以发现,通过两次光学折射后,光线的方向与垂直方向之间的夹角变得更大,也就是说,通过第一凹部5,透镜较好地对LED发光芯片发出来的光进行了扩散。
本实用新型中第一凹部5的形状是由抛物面52和斜面51两部分组成。在上述实施例中出光面为第二凹部4,第二凹部4与透镜具有同一中轴线,第二凹部4的顶部与第一凹部5的顶部相对设置。
进一步地,所述第二凹部4的曲面线为二次曲线旋转构成。
进一步地,所述透镜材质为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯或玻璃。
更进一步地,所述透镜的侧面由两个二次曲线和一个斜面51旋转构成。
上述透镜结构的工作原理如下:
LED发光芯片的光在从透镜底面3进入时,大量的光线射入第一凹部5的表面上,光线首先在通过第一凹部5表面时发生折射,其后入射到透镜的上表面1的第二凹部4时,光线再度发生全反射和折射,第二凹部4上的凹陷结构41使光线均匀出光。通过两次透射,可以使得LED发光芯片发射的光线较大幅度地扩散,而在多个LED光源装置应用到背光模组中时,仅需要较小的距离可以使多个LED光源装置产生良好的混光效果,也即对模组的厚度要求变小,有利于模组的超薄化。如图5所示,为本实用新型透镜扩散板上的光斑效果,直径为200mm的光斑。
综上所述,本实用新型所提供的背光用LED二次透镜,能够在不增加液晶屏背光模块组中的LED光源装置数量的情况下,实现直下式背光模组的薄型化,并保证其发光扩散均匀。同时有异与目前常规的透镜,其照度均匀性更好。
应当理解的是,本实用新型的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种背光用LED二次透镜,其特征在于,所述透镜的上表面和底面上分别设置有第一凹部和第二凹部,所述第一凹部由一抛物面和斜面组成,所述第二凹部上设有若干个凹陷结构。
2.根据权利要求1所述的背光用LED二次透镜,其特征在于,所述第二凹部的曲面线为二次曲线旋转构成。
3.根据权利要求1所述的背光用LED二次透镜,其特征在于,所述第一凹部与透镜的中轴线相同。
4.根据权利要求1所述的背光用LED二次透镜,其特征在于,所述透镜材质为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯或玻璃。
5.根据权利要求1所述的背光用LED二次透镜,其特征在于,所述透镜的侧面由两个二次曲线和一个斜面旋转构成。
6.根据权利要求1所述的背光用LED二次透镜,其特征在于,所述第二凹部的顶部与第一凹部的顶部相对设置。
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CN201620690760.4U Active CN205942192U (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | 一种背光用led二次透镜 |
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2016
- 2016-11-25 CN CN201620690760.4U patent/CN205942192U/zh active Active
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