二次透鏡及背光模組的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種二次透鏡，包括基座以及與基座連接的出光部，在二次透鏡內(nèi)部形成有用于容置光源的容置槽，基座背離出光部的一面為反射面，容置槽的內(nèi)表面為入射面，出光部包括沿背離基座方向凸設(shè)的出射面、以及設(shè)置于出射面和基座之間的補(bǔ)光面；其中，光源發(fā)出的光經(jīng)過入射面發(fā)生折射后到達(dá)出射面和補(bǔ)光面發(fā)生第二次折射，補(bǔ)光面用于提高光源的擴(kuò)散均勻度。本實(shí)用新型還公開了一種包括上述二次透鏡的背光模組。本實(shí)用新型的二次透鏡通過增加補(bǔ)光面，有效提高了光源擴(kuò)散均勻度，提高了出光強(qiáng)度。補(bǔ)光面在增加了光源的光利用率的同時(shí)保證了光的擴(kuò)散均勻度，不僅節(jié)約了生產(chǎn)和裝配的成本，還節(jié)約了空間，使得背光模組的厚度減小。
【專利說明】二次透鏡及背光模組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及照明【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及二次透鏡及背光模組。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在顯示和照明等光學(xué)設(shè)備中，為了提高光源的出光率以及保證出光的均勻度，通常在光源上增加一個(gè)二次透鏡?，F(xiàn)有技術(shù)中的二次透鏡由于受光的擴(kuò)散角度和混光距離的限制，往往需要增加光源的個(gè)數(shù)或者提高二次透鏡的加工精度以滿足光照要求。這樣不僅會增加設(shè)備的成本，還會降低照明的效果。因此，如何改進(jìn)二次透鏡以實(shí)現(xiàn)增大光源的擴(kuò)散角度以及保證出光均勻度成為亟需解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種二次透鏡，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中二次透鏡的擴(kuò)散角度有限的技術(shù)問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種二次透鏡，包括基座以及與所述基座連接的出光部，在所述二次透鏡內(nèi)部形成有用于容置光源的容置槽，所述基座背離所述出光部的一面為反射面，所述容置槽的內(nèi)表面為入射面，所述出光部包括沿背離所述基座方向凸設(shè)的出射面、以及設(shè)置于所述出射面和所述基座之間的補(bǔ)光面；其中，所述光源發(fā)出的光經(jīng)過所述入射面發(fā)生折射后到達(dá)所述出射面和補(bǔ)光面發(fā)生第二次折射，所述補(bǔ)光面用于提高所述光源的擴(kuò)散均勻度。
[0005]優(yōu)選地，所述入射面與所述出射面均為曲面，所述反射面為平面。
[0006]優(yōu)選地，所述補(bǔ)光面為曲面。
[0007]優(yōu)選地，所述補(bǔ)光面為傾斜于所述反射面方向的平面。
[0008]優(yōu)選地，所述補(bǔ)光面為垂直于所述反射面方向的平面。
[0009]優(yōu)選地，所述補(bǔ)光面的表面還設(shè)有霧化層。
[0010]優(yōu)選地，所述基座設(shè)有用于裝配的安裝結(jié)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選地，所述二次透鏡由樹脂材料制成。
[0012]此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供一種背光模組，包括光源、擴(kuò)散板以及二次透鏡，所述二次透鏡包括基座以及與所述基座連接的出光部，在所述二次透鏡內(nèi)部形成有用于容置光源的容置槽，所述基座背離所述出光部的一面為反射面，所述容置槽的內(nèi)表面為入射面，所述出光部包括沿背離所述基座方向凸設(shè)的出射面、以及設(shè)置于所述出射面和所述基座之間的補(bǔ)光面；其中，所述光源發(fā)出的光經(jīng)過所述入射面發(fā)生折射后到達(dá)所述出射面和補(bǔ)光面發(fā)生第二次折射，所述補(bǔ)光面用于提高所述光源的擴(kuò)散均勻度，所述光源安裝于所述二次透鏡的容置腔內(nèi)，所述二次透鏡的出射面朝向所述擴(kuò)散板設(shè)置，所述二次透鏡的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)。
[0013]本實(shí)用新型的二次透鏡通過增加補(bǔ)光面，有效提高了光源的擴(kuò)散均勻度度，提高了出光強(qiáng)度。補(bǔ)光面在增加了光源利用率的同時(shí)保證了出光的擴(kuò)散均勻度，不僅節(jié)約了生產(chǎn)和裝配的成本，還節(jié)約了空間，使得背光模組的厚度減小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型二次透鏡一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1中二次透鏡另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為圖1中二次透鏡的剖視圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型二次透鏡另一實(shí)施例的透視圖；
[0018]圖5為圖4中二次透鏡的另一角度透視圖；
[0019]圖6為本實(shí)用新型背光模組一實(shí)施例的光學(xué)示意圖。
[0020]本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

【具體實(shí)施方式】
[0021]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0022]參考圖1至圖6:圖1為本實(shí)用新型二次透鏡一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中二次透鏡另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中二次透鏡的剖視圖；圖4為本實(shí)用新型二次透鏡另一實(shí)施例的透視圖；圖5為圖4中二次透鏡的另一角度透視圖；圖6為本實(shí)用新型背光模組一實(shí)施例的光學(xué)示意圖。
[0023]本實(shí)用新型提供一種二次透鏡，與背光模組中的光源配合，用于提高光源的光利用率，參照圖1，在一實(shí)施例中，該二次透鏡包括基座10以及與基座10連接的出光部20，在二次透鏡內(nèi)部形成有用于容置光源的容置槽11，基座10背離出光部20的一面為反射面12，容置槽11的內(nèi)表面為入射面13，出光部20包括沿背離基座10方向凸設(shè)的出射面21、以及設(shè)置于出射面21和基座之間的補(bǔ)光面22 ;其中，光源發(fā)出的光經(jīng)過入射面13發(fā)生折射后到達(dá)出射面21和補(bǔ)光面22發(fā)生第二次折射，補(bǔ)光面22用于提高光源的擴(kuò)散均勻度。
[0024]具體地，本實(shí)施例中，該二次透鏡包括基座10和出光部20?；?0的中部向內(nèi)凹陷形成容置槽11，其中基座10的底面為反射面12，容置槽11的內(nèi)表面為入射面13。出光部20包括出射面21和補(bǔ)光面22，補(bǔ)光面22設(shè)置于出射面21和基座10之間。本實(shí)用新型的二次透鏡的配光原理:光源發(fā)出的光經(jīng)過入射面13發(fā)生折射后，一部分光會到達(dá)出射面21發(fā)生再次折射，從而形成一個(gè)均勻的擴(kuò)散角度；還有一部分光經(jīng)過入射面13發(fā)生折射后會到達(dá)補(bǔ)光面22再次折射，從而使光線射到需要補(bǔ)光的區(qū)域。光線通過補(bǔ)光面22到達(dá)擴(kuò)散板的需要補(bǔ)光的陰暗區(qū)進(jìn)行補(bǔ)光后，使得整個(gè)擴(kuò)散板的光分布更均勻。其中，陰暗區(qū)域和需要補(bǔ)光的區(qū)域即光線通過出射面21折射后到達(dá)光斑不均勻的區(qū)域。通過增加了一個(gè)光強(qiáng)的補(bǔ)償面，能使光的二次擴(kuò)散角度更均勻，在相同規(guī)格的背光方案中可以通過減少光學(xué)膜片或者減少光源個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)降低成本。
[0025]進(jìn)一步地，入射面13與出射面21均為曲面，反射面12為平面。補(bǔ)光面22為曲面，其中補(bǔ)光面22的曲率大于出射面21的曲率。
[0026]具體地，現(xiàn)有技術(shù)的二次透鏡主要是由入射面13和出射面21這兩個(gè)折射面以及一個(gè)底部反射面12組成，因?yàn)槭芄獾臄U(kuò)散角度和混光距離所限，導(dǎo)致背光模組的整體方案效果不佳，成本偏高。比如OD25(即光源到擴(kuò)散板的距離為25mm)規(guī)格的背光模組效果偏差明顯，0D20因?yàn)榫嚯x更近，所以只能用成本更高的折反式透鏡。本實(shí)施例中入射面13與出射面21均為弧形曲面可以使得近朗伯光源的出光向四周發(fā)散，以此達(dá)到減少光源個(gè)數(shù)的目的，使得背光模組出光均勻且厚度減小。優(yōu)選地補(bǔ)光面22也設(shè)置為弧形曲面，并且補(bǔ)光面22的曲率大于出射面21的曲率，這樣使二次透鏡的擴(kuò)散均勻度提高。因?yàn)橛沙龉饷?1形成的光斑與補(bǔ)光面22形成的光斑有重疊區(qū)，可以有效提高重疊區(qū)域的光照強(qiáng)度，還可以增大光照范圍。本實(shí)用新型的二次透鏡可以取代0D20使用的折反式透鏡從而節(jié)約成本和空間。
[0027]基于本實(shí)用新型某一或所有實(shí)施例，補(bǔ)光面22為傾斜于反射面12方向的平面。
[0028]參考圖6，理論上，光源I發(fā)出的光線經(jīng)過入射面13發(fā)生折射到達(dá)補(bǔ)光面22發(fā)生再次折射后到達(dá)擴(kuò)散板3，根據(jù)擴(kuò)散板3陰暗區(qū)的陰暗程度來設(shè)計(jì)補(bǔ)光面22的形狀，故在此對應(yīng)補(bǔ)光面22的具體形狀和尺寸不做限制，可以根據(jù)需要自行調(diào)整。
[0029]在本實(shí)用新型某一或所有實(shí)施例中，補(bǔ)光面22的表面還設(shè)有霧化層。可在二次透鏡表面做些改變，比如反射面12的表面可設(shè)計(jì)成鏡面、磨砂面、珠面、條紋面、螺紋面、凸或凹面等而得到不同光斑效果。本實(shí)施例中的反射面12和補(bǔ)光面22經(jīng)過霧化處理，使得表面具有霧化層，將出光面設(shè)置為亮面，，這樣不僅保證了光的利用率，還可以保證出光均勻、無黃斑。
[0030]在本實(shí)用新型某一或所有實(shí)施例中，基座10設(shè)有用于裝配的安裝結(jié)構(gòu)14。二次透鏡主要應(yīng)用于顯示和照明等光學(xué)設(shè)備中，所以二次透鏡需要和其他設(shè)備裝配。參考圖3，本實(shí)施例中的二次透鏡可以用于直下式背光模組中，所以在基座10底部設(shè)有安裝結(jié)構(gòu)14，用于和背光模組的其他設(shè)備裝配。對于安裝結(jié)構(gòu)14的具體形式以及位置，可以根據(jù)需要自行設(shè)置，在此不做限制。
[0031]在本實(shí)用新型某一或所有實(shí)施例中，二次透鏡由樹脂材料制成。具體地，二次透鏡為透明有機(jī)樹脂，如聚甲基丙稀酸甲醋(Polymethyl Methacrylate，PMMA)、聚碳酸醋(Polycarbonate, PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯或者聚苯乙烯，當(dāng)然二次透鏡也可以為玻璃制品。優(yōu)選為PMMA，因?yàn)闃渲牧喜粌H光學(xué)性能良好、硬度和強(qiáng)度等機(jī)械性能穩(wěn)定，而且耐熱性強(qiáng)。PMMA等樹脂材料便于生產(chǎn)加工，可以通過注塑成型，而且便于加工出高精度的表面，所以廣泛應(yīng)用于光學(xué)領(lǐng)域。
[0032]本實(shí)用新型還提供一種背光模組，參考圖6，包括光源2、擴(kuò)散板3以及與光源2連接的二次透鏡1，光源2安裝于二次透鏡I的容置槽11內(nèi)，二次透鏡I的出射面21朝向擴(kuò)散板3設(shè)置，二次透鏡I的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)。該二次透鏡可包括前述實(shí)施例中所有的技術(shù)方案，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)可參照前述實(shí)施例，在此不再贅述。
[0033]以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種二次透鏡，其特征在于，所述二次透鏡包括基座以及與所述基座連接的出光部，在所述二次透鏡內(nèi)部形成有用于容置光源的容置槽，所述基座背離所述出光部的一面為反射面，所述容置槽的內(nèi)表面為入射面，所述出光部包括沿背離所述基座方向凸設(shè)的出射面、以及設(shè)置于所述出射面和所述基座之間的補(bǔ)光面；其中，所述光源發(fā)出的光經(jīng)過所述入射面發(fā)生折射后到達(dá)所述出射面和補(bǔ)光面發(fā)生第二次折射，所述補(bǔ)光面用于提高所述光源的擴(kuò)散均勻度。
2.如權(quán)利要求1所述的二次透鏡，其特征在于，所述入射面與所述出射面均為曲面，所述反射面為平面。
3.如權(quán)利要求2所述的二次透鏡，其特征在于，所述補(bǔ)光面為曲面。
4.如權(quán)利要求2所述的二次透鏡，其特征在于，所述補(bǔ)光面為傾斜于所述反射面方向的平面。
5.如權(quán)利要求2所述的二次透鏡，其特征在于，所述補(bǔ)光面為垂直于所述反射面方向的平面。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的二次透鏡，其特征在于，所述補(bǔ)光面的表面還設(shè)有霧化層。
7.如權(quán)利要求6所述的二次透鏡，其特征在于，所述基座設(shè)有用于裝配的安裝結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求6所述的二次透鏡，其特征在于，所述二次透鏡由樹脂材料制成。
9.一種背光模組，包括光源以及擴(kuò)散板，其特征在于，所述背光模組還包括如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的二次透鏡，所述光源安裝于所述二次透鏡的容置腔內(nèi)，所述二次透鏡的出射面朝向所述擴(kuò)散板設(shè)置，所述二次透鏡的個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)。
【文檔編號】F21S8/00GK204227321SQ201420696970
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】卿清波 申請人:卿清波