二次透鏡及背光模組的製作方法
2023-07-09 13:41:46 1
二次透鏡及背光模組的製作方法
【專利摘要】本實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，在二次透鏡內部形成有用於容置光源的容置槽，基座背離出光部的一面為反射面，容置槽的內表面為入射面，出光部包括沿背離基座方向凸設的出射面、以及設置於出射面和基座之間的補光面；其中，光源發出的光經過入射面發生折射後到達出射面和補光面發生第二次折射，補光面用於提高光源的擴散均勻度。本實用新型還公開了一種包括上述二次透鏡的背光模組。本實用新型的二次透鏡通過增加補光面，有效提高了光源擴散均勻度，提高了出光強度。補光面在增加了光源的光利用率的同時保證了光的擴散均勻度，不僅節約了生產和裝配的成本，還節約了空間，使得背光模組的厚度減小。
【專利說明】二次透鏡及背光模組
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及照明【技術領域】，尤其涉及二次透鏡及背光模組。
【背景技術】
[0002]近年來，在顯示和照明等光學設備中，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二次透鏡。現有技術中的二次透鏡由於受光的擴散角度和混光距離的限制，往往需要增加光源的個數或者提高二次透鏡的加工精度以滿足光照要求。這樣不僅會增加設備的成本，還會降低照明的效果。因此，如何改進二次透鏡以實現增大光源的擴散角度以及保證出光均勻度成為亟需解決的問題。
實用新型內容
[0003]本實用新型的主要目的在於提供一種二次透鏡，旨在解決現有技術中二次透鏡的擴散角度有限的技術問題。
[0004]為實現上述目的，本實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，在所述二次透鏡內部形成有用於容置光源的容置槽，所述基座背離所述出光部的一面為反射面，所述容置槽的內表面為入射面，所述出光部包括沿背離所述基座方向凸設的出射面、以及設置於所述出射面和所述基座之間的補光面；其中，所述光源發出的光經過所述入射面發生折射後到達所述出射面和補光面發生第二次折射，所述補光面用於提高所述光源的擴散均勻度。
[0005]優選地，所述入射面與所述出射面均為曲面，所述反射面為平面。
[0006]優選地，所述補光面為曲面。
[0007]優選地，所述補光面為傾斜於所述反射面方向的平面。
[0008]優選地，所述補光面為垂直於所述反射面方向的平面。
[0009]優選地，所述補光面的表面還設有霧化層。
[0010]優選地，所述基座設有用於裝配的安裝結構。
[0011]優選地，所述二次透鏡由樹脂材料製成。
[0012]此外，為實現上述目的，本實用新型還提供一種背光模組，包括光源、擴散板以及二次透鏡，所述二次透鏡包括基座以及與所述基座連接的出光部，在所述二次透鏡內部形成有用於容置光源的容置槽，所述基座背離所述出光部的一面為反射面，所述容置槽的內表面為入射面，所述出光部包括沿背離所述基座方向凸設的出射面、以及設置於所述出射面和所述基座之間的補光面；其中，所述光源發出的光經過所述入射面發生折射後到達所述出射面和補光面發生第二次折射，所述補光面用於提高所述光源的擴散均勻度，所述光源安裝於所述二次透鏡的容置腔內，所述二次透鏡的出射面朝向所述擴散板設置，所述二次透鏡的個數為一個或多個。
[0013]本實用新型的二次透鏡通過增加補光面，有效提高了光源的擴散均勻度度，提高了出光強度。補光面在增加了光源利用率的同時保證了出光的擴散均勻度，不僅節約了生產和裝配的成本，還節約了空間，使得背光模組的厚度減小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型二次透鏡一實施例的結構示意圖；
[0015]圖2為圖1中二次透鏡另一角度的結構示意圖；
[0016]圖3為圖1中二次透鏡的剖視圖；
[0017]圖4為本實用新型二次透鏡另一實施例的透視圖；
[0018]圖5為圖4中二次透鏡的另一角度透視圖；
[0019]圖6為本實用新型背光模組一實施例的光學示意圖。
[0020]本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0021]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0022]參考圖1至圖6:圖1為本實用新型二次透鏡一實施例的結構示意圖；圖2為圖1中二次透鏡另一角度的結構示意圖；圖3為圖1中二次透鏡的剖視圖；圖4為本實用新型二次透鏡另一實施例的透視圖；圖5為圖4中二次透鏡的另一角度透視圖；圖6為本實用新型背光模組一實施例的光學示意圖。
[0023]本實用新型提供一種二次透鏡，與背光模組中的光源配合，用於提高光源的光利用率，參照圖1，在一實施例中，該二次透鏡包括基座10以及與基座10連接的出光部20，在二次透鏡內部形成有用於容置光源的容置槽11，基座10背離出光部20的一面為反射面12，容置槽11的內表面為入射面13，出光部20包括沿背離基座10方向凸設的出射面21、以及設置於出射面21和基座之間的補光面22 ;其中，光源發出的光經過入射面13發生折射後到達出射面21和補光面22發生第二次折射，補光面22用於提高光源的擴散均勻度。
[0024]具體地，本實施例中，該二次透鏡包括基座10和出光部20。基座10的中部向內凹陷形成容置槽11，其中基座10的底面為反射面12，容置槽11的內表面為入射面13。出光部20包括出射面21和補光面22，補光面22設置於出射面21和基座10之間。本實用新型的二次透鏡的配光原理:光源發出的光經過入射面13發生折射後，一部分光會到達出射面21發生再次折射，從而形成一個均勻的擴散角度；還有一部分光經過入射面13發生折射後會到達補光面22再次折射，從而使光線射到需要補光的區域。光線通過補光面22到達擴散板的需要補光的陰暗區進行補光後，使得整個擴散板的光分布更均勻。其中，陰暗區域和需要補光的區域即光線通過出射面21折射後到達光斑不均勻的區域。通過增加了一個光強的補償面，能使光的二次擴散角度更均勻，在相同規格的背光方案中可以通過減少光學膜片或者減少光源個數實現降低成本。
[0025]進一步地，入射面13與出射面21均為曲面，反射面12為平面。補光面22為曲面，其中補光面22的曲率大於出射面21的曲率。
[0026]具體地，現有技術的二次透鏡主要是由入射面13和出射面21這兩個折射面以及一個底部反射面12組成，因為受光的擴散角度和混光距離所限，導致背光模組的整體方案效果不佳，成本偏高。比如OD25(即光源到擴散板的距離為25mm)規格的背光模組效果偏差明顯，0D20因為距離更近，所以只能用成本更高的折反式透鏡。本實施例中入射面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散，以此達到減少光源個數的目的，使得背光模組出光均勻且厚度減小。優選地補光面22也設置為弧形曲面，並且補光面22的曲率大於出射面21的曲率，這樣使二次透鏡的擴散均勻度提高。因為由出光面21形成的光斑與補光面22形成的光斑有重疊區，可以有效提高重疊區域的光照強度，還可以增大光照範圍。本實用新型的二次透鏡可以取代0D20使用的折反式透鏡從而節約成本和空間。
[0027]基於本實用新型某一或所有實施例，補光面22為傾斜於反射面12方向的平面。
[0028]參考圖6，理論上，光源I發出的光線經過入射面13發生折射到達補光面22發生再次折射後到達擴散板3，根據擴散板3陰暗區的陰暗程度來設計補光面22的形狀，故在此對應補光面22的具體形狀和尺寸不做限制，可以根據需要自行調整。
[0029]在本實用新型某一或所有實施例中，補光面22的表面還設有霧化層。可在二次透鏡表面做些改變，比如反射面12的表面可設計成鏡面、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。本實施例中的反射面12和補光面22經過霧化處理，使得表面具有霧化層，將出光面設置為亮面，，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]在本實用新型某一或所有實施例中，基座10設有用於裝配的安裝結構14。二次透鏡主要應用於顯示和照明等光學設備中，所以二次透鏡需要和其他設備裝配。參考圖3，本實施例中的二次透鏡可以用於直下式背光模組中，所以在基座10底部設有安裝結構14，用於和背光模組的其他設備裝配。對於安裝結構14的具體形式以及位置，可以根據需要自行設置，在此不做限制。
[0031]在本實用新型某一或所有實施例中，二次透鏡由樹脂材料製成。具體地，二次透鏡為透明有機樹脂，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，當然二次透鏡也可以為玻璃製品。優選為PMMA，因為樹脂材料不僅光學性能良好、硬度和強度等機械性能穩定，而且耐熱性強。PMMA等樹脂材料便於生產加工，可以通過注塑成型，而且便於加工出高精度的表面，所以廣泛應用於光學領域。
[0032]本實用新型還提供一種背光模組，參考圖6，包括光源2、擴散板3以及與光源2連接的二次透鏡1，光源2安裝於二次透鏡I的容置槽11內，二次透鏡I的出射面21朝向擴散板3設置，二次透鏡I的個數為一個或多個。該二次透鏡可包括前述實施例中所有的技術方案，其詳細結構可參照前述實施例，在此不再贅述。
[0033]以上僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種二次透鏡，其特徵在於，所述二次透鏡包括基座以及與所述基座連接的出光部，在所述二次透鏡內部形成有用於容置光源的容置槽，所述基座背離所述出光部的一面為反射面，所述容置槽的內表面為入射面，所述出光部包括沿背離所述基座方向凸設的出射面、以及設置於所述出射面和所述基座之間的補光面；其中，所述光源發出的光經過所述入射面發生折射後到達所述出射面和補光面發生第二次折射，所述補光面用於提高所述光源的擴散均勻度。
2.如權利要求1所述的二次透鏡，其特徵在於，所述入射面與所述出射面均為曲面，所述反射面為平面。
3.如權利要求2所述的二次透鏡，其特徵在於，所述補光面為曲面。
4.如權利要求2所述的二次透鏡，其特徵在於，所述補光面為傾斜於所述反射面方向的平面。
5.如權利要求2所述的二次透鏡，其特徵在於，所述補光面為垂直於所述反射面方向的平面。
6.如權利要求1至5任一項所述的二次透鏡，其特徵在於，所述補光面的表面還設有霧化層。
7.如權利要求6所述的二次透鏡，其特徵在於，所述基座設有用於裝配的安裝結構。
8.如權利要求6所述的二次透鏡，其特徵在於，所述二次透鏡由樹脂材料製成。
9.一種背光模組，包括光源以及擴散板，其特徵在於，所述背光模組還包括如權利要求1至8任一項所述的二次透鏡，所述光源安裝於所述二次透鏡的容置腔內，所述二次透鏡的出射面朝向所述擴散板設置，所述二次透鏡的個數為一個或多個。
【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 優先權日:2014年11月19日
【發明者】卿清波 申請人:卿清波