專利名稱：用于直下式液晶背光的led透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED透鏡，特別涉及一種用于直下式液晶背光的LED透鏡。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的液晶顯示器的冷陰極管(CCFL)背光源已經(jīng)逐漸被發(fā)光二極管(LED)背光源所取代。但是與線光源冷陰極管不同，LED屬于發(fā)出一定角度光束的點光源，用于直下式液晶顯示器(LCD)背光源時，需要數(shù)百設(shè)置上千三基色LED排布成一定的陳列形成面光源，然后對液晶面板進行照明?，F(xiàn)有LED直下式液晶電視背光源多采在LED前加一透鏡，通過透鏡對從LED出來的光進行二次配光，以減少背光模組厚度及LED的使用量，同時滿足液晶的背光源對輝度及均一性的要求。目前市場上的直下式背光源LED透鏡，其光學結(jié)構(gòu)部分俯視圖投影的外圍輪廓大都為圓形，其光學結(jié)構(gòu)部分形狀大都為旋轉(zhuǎn)對稱形式，因此現(xiàn)有直下式液晶電視LED透鏡光斑都為圓形，而光液晶電視顯示屏一般都為矩形，采用矩形光斑分布的LED透鏡將更為合理。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種用于直下式液晶背光的LED透鏡，能夠形成矩形光斑，更為合理。為了達到以上目的，本發(fā)明提供了一種用于直下式液晶背光的LED透鏡，是由透明材料制成的實體，包括底面、圍繞所述的底面在豎直方向延伸的內(nèi)曲面以及外曲面，所述的內(nèi)曲面四周向上凹陷形成第一光學曲面，所述的第一光學曲面為光入射面，所述的外曲面包括四個四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光學曲面，所述的第二光學曲面為光折射面，每個所述的第二光學曲面包括沿底面向上延伸的側(cè)面、沿側(cè)面向上凸起的上凸面、沿所述的上凸面向中心凹陷的上凹面。作為優(yōu)選地，所述的四個四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光學曲面兩兩對稱。作為優(yōu)選地，所述的底面垂直于中軸線。作為優(yōu)選地，所述的側(cè)面為一連接所述的底面的圓柱面或圓錐面。作為優(yōu)選地，所述的內(nèi)曲面位于透鏡中心。 作為進一步優(yōu)選地，所述的內(nèi)曲面呈半橢球形。作為又一進一步優(yōu)選地，所述的內(nèi)曲面位于所述的上凹面的正下方。作為優(yōu)選地，其由玻璃或光學樹脂材料制成。由于采用了上述技術(shù)方案，使得采用本發(fā)明設(shè)計方案的透鏡能夠在擴散板上形成一個均勻照度的矩形光斑，更為合理，效果更好，目前市場上的直下式背光源LED透鏡，其光學結(jié)構(gòu)部分俯視圖投影的外圍輪廓大都為圓形，本發(fā)明中提及透鏡為自由形式，目前市場上的直下式背光源LED透鏡，其光學結(jié)構(gòu)部分形狀大都為旋轉(zhuǎn)對稱形式，本發(fā)明提及透鏡為自由曲面分布。


附圖1為根據(jù)本發(fā)明的用于直下式液晶背光的LED透鏡實施例一的立體示意圖；附圖2為根據(jù)本發(fā)明的用于直下式液晶背光的LED透鏡實施例一的俯視圖；附圖3為根據(jù)本發(fā)明的用于直下式液晶背光的LED透鏡實施例一的側(cè)視圖；附圖4為根據(jù)本發(fā)明的用于直下式液晶背光的LED透鏡實施例一的光斑效果圖(矩形對稱)；附圖5為根據(jù)本發(fā)明的用于直下式液晶背光的LED透鏡工作原理圖；附圖6為根據(jù)本發(fā)明的用于直下式液晶背光的LED透鏡實施例二的立體示意圖；附圖7為根據(jù)本發(fā)明的用于直下式液晶背光的LED透鏡實施例二的俯視圖；附圖8為根據(jù)本發(fā)明的用于直下式液晶背光的LED透鏡實施例二的光斑效果圖(矩形非對稱)；附圖9為模塊化透鏡構(gòu)成背光模組實施例的示意圖；附圖10為模塊化透鏡構(gòu)成背光模組另一實施例的示意圖；附圖11為附圖10的立體圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。實施例一:參見附圖1至附圖5所示，本實施例中的用于直下式液晶背光的LED透鏡，是由透明材料制成的實體，包括底面Al、圍繞底面Al在豎直方向延伸的內(nèi)曲面A2以及外曲面，內(nèi)曲面A2四周向上凹陷形成第一光學曲面，第一光學曲面為光入射面，外曲面包括四個四周沿底面Al向上延伸的相拼接而成的第二光學曲面，第二光學曲面為光折射面，每個第二光學曲面包括沿底面Al向上延伸的側(cè)面A3、沿側(cè)面A3向上凸起的上凸面A4、沿上凸面A4向中心凹陷的上凹面A5 ;底面Al垂直于中軸線；側(cè)面A3為一連接底面Al的圓柱面；內(nèi)曲面A2位于透鏡中心；內(nèi)曲面A2呈半橢球形；內(nèi)曲面A2位于上凹面A5的正下方；透鏡其由玻璃或光學樹脂材料制成。以下結(jié)合附圖4說明本發(fā)明的工作原理:發(fā)光部件LED位于內(nèi)曲面A2的正下方，LED出來的光線a，b或c經(jīng)內(nèi)曲面A2折射進入到透鏡內(nèi)部，再經(jīng)外曲面折射出最后打到擴散板I上面。其中光線a經(jīng)過內(nèi)曲面A2折射進入透鏡內(nèi)部，再經(jīng)過上凹面A5折射出最后打到擴散板I上，光線b經(jīng)過內(nèi)曲面A2折射進入透鏡內(nèi)部，再經(jīng)過上凸面A4折射出最后打到擴散板I上，光線c經(jīng)過內(nèi)曲面A2折射進入透鏡內(nèi)部，再經(jīng)過側(cè)面A3折射出最后打到擴散板I上。通過內(nèi)曲面A2和外曲面來調(diào)整光的能量分布，最終在擴散板I上形成一個均勻照度的矩形或橢圓形光斑，其效果如附圖5所示，各個位置光照分布均勻。實施例二:參見附圖6至附圖8所示，本實施例中的直下式液晶背光的LED透鏡的結(jié)構(gòu)與光學原理圖與實施例一中相近似，區(qū)別在于本實施例中的四個四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光學曲面兩兩對稱，即上面兩個外形相同，下面兩個外形相同，其目的在于實現(xiàn)如附圖8所示的光學效果分布圖，可以看到其光斑上方分布較多而下方分布較少，可以用于特定要求的產(chǎn)品中。如附圖9所示，提供了一種模塊化透鏡構(gòu)成的背光模組，包括若干個平行設(shè)置的PCB板、沿著所述的PCB板均勻分布的若干個LED透鏡，各個PCB板之間的間距相同，其上的LED透鏡對應(yīng)于以上實施例一中提出的用于直下式液晶背光的LED透鏡的結(jié)構(gòu)，用于形成常規(guī)光斑分布類型的場合。如附圖10與附圖11所示，提供了一種模塊化透鏡構(gòu)成的背光模組，包括若干個平行設(shè)置的PCB板、沿著所述的PCB板均勻分布的若干個LED透鏡，各個PCB板之間非等間距排布，其上的LED透鏡對應(yīng)于以上實施例二中提出的用于直下式液晶背光的LED透鏡的結(jié)構(gòu)，用于形成非常規(guī)的不對稱光斑分布類型的場合。以上實施方式只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于直下式液晶背光的LED透鏡，是由透明材料制成的實體，其特征在于，包括底面、圍繞所述的底面在豎直方向延伸的內(nèi)曲面以及外曲面，所述的內(nèi)曲面四周向上凹陷形成第一光學曲面，所述的第一光學曲面為光入射面，所述的外曲面包括四個四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光學曲面，所述的第二光學曲面為光折射面，每個所述的第二光學曲面包括沿底面向上延伸的側(cè)面、沿側(cè)面向上凸起的上凸面、沿所述的上凸面向中心凹陷的上凹面。
2.如權(quán)利要求1所述的用于直下式液晶背光的LED透鏡，其特征在于:所述的四個四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光學曲面兩兩對稱。
3.如權(quán)利要求1所述的用于直下式液晶背光的LED透鏡，其特征在于:所述的底面垂直于中軸線。
4.如權(quán)利要求1所述的用于直下式液晶背光的LED透鏡，其特征在于:所述的側(cè)面為一連接所述的底面的圓柱面或圓錐面。
5.如權(quán)利要求1所述的用于直下式液晶背光的LED透鏡，其特征在于:所述的內(nèi)曲面位于透鏡中心。
6.如權(quán)利要求5所述的用于直下式液晶背光的LED透鏡，其特征在于:所述的內(nèi)曲面呈半橢球形。
7.如權(quán)利要求5所述的用于直下式液晶背光的LED透鏡，其特征在于:所述的內(nèi)曲面位于所述的上凹面的正下方。
8.如權(quán)利要求1所述的用于直下式液晶背光的LED透鏡，其特征在于:其由玻璃或光學樹脂材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于直下式液晶背光的LED透鏡，所述的透鏡是由透明材料制成的實體，包括底面、圍繞所述的底面在豎直方向延伸的內(nèi)曲面以及外曲面，所述的內(nèi)曲面四周向上凹陷形成第一光學曲面，所述的第一光學曲面為光入射面，所述的外曲面包括四個四周沿底面向上延伸的相拼接而成的第二光學曲面，所述的第二光學曲面為光折射面，每個所述的第二光學曲面包括沿底面向上延伸的側(cè)面、沿側(cè)面向上凸起的上凸面、沿所述的上凸面向中心凹陷的上凹面。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，能夠在擴散板上形成一個均勻照度的矩形或橢圓形光斑，更為合理，效果更好。
文檔編號F21Y101/02GK103148449SQ201310095608
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者劉海生, 劉龍輝 申請人:蘇州奧浦迪克光電技術(shù)有限公司