結(jié)構(gòu)，所述準(zhǔn)直透鏡的對(duì)稱軸與所述發(fā)光源的對(duì)稱軸重合；所述準(zhǔn)直透鏡設(shè)置于所述發(fā)光源的一側(cè)，用以將發(fā)光源發(fā)出的光線進(jìn)行收集準(zhǔn)直后入射至所述自由曲面反射器。
[0023]在本實(shí)施例中，所述自由曲面反射器為非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述自由曲面反射器設(shè)置于所述準(zhǔn)直透鏡的出射面處；所述自由曲面反射器的反射面鍍膜形成一用以接收所述準(zhǔn)直透鏡的出射光線并將其反射會(huì)聚至所述導(dǎo)光板的入光面的鏡面反射層。
[0024]在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)光板的上表面為出光面，所述出光面與一液晶面板相對(duì)應(yīng)。
[0025]在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)光板為可透光的楔形板或平面板。
[0026]在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)光板為亞克力材質(zhì)。
[0027]在本實(shí)施例中，具體參見(jiàn)圖2，其中側(cè)入式導(dǎo)光板的光耦合模塊31包括一個(gè)發(fā)光源11，一集光器21。所述側(cè)入式導(dǎo)光板13為可透光的楔形板或平面板結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)以亞克力為主，導(dǎo)光板的側(cè)面為入光面131，上表面為出光面132，出光面132與液晶面板18相對(duì)應(yīng)。
[0028]所述發(fā)光源11位于集光器21下方，與導(dǎo)光板入射端面131非直接耦合，是整個(gè)背光模組的照明光源，發(fā)光源11是由LED點(diǎn)光源串聯(lián)組成的線光源，其橫截面寬度大于導(dǎo)光板的厚度133，從而使得導(dǎo)光板厚度133取得更薄的值時(shí)，不會(huì)受到光源橫截面寬度的限制，發(fā)光面的法線方向與導(dǎo)光板的入射端面131不在共同的光軸上。
[0029]所述集光器21沿著光傳播方向位于發(fā)光源11和導(dǎo)光板13之間，該集光器21中準(zhǔn)直透鏡211將LED光源發(fā)出的光線進(jìn)行準(zhǔn)直收集，準(zhǔn)直后的光線到達(dá)自由曲面反射器212，自由曲面反射器212將準(zhǔn)直后的光線經(jīng)過(guò)自由曲面反射面進(jìn)行反射匯聚至導(dǎo)光板的入光面131。其中，準(zhǔn)直透鏡211為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，自由曲面反射器212為非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)。自由曲面反射器212的反射面應(yīng)鍍膜形成鏡面反射層，具體的工藝為現(xiàn)有的成熟工藝。
[0030]準(zhǔn)直透鏡211的計(jì)算方法分四步如下:第一步，確定發(fā)光源11放置的位置，以及獲得其空間光強(qiáng)分布曲線，即空間每一單位立體角內(nèi)的光通量都是已知；第二步，確定垂直于光軸的圓形為目標(biāo)面，即確定每條光束的終點(diǎn)；第三步，將光能量按單位空間立體角劃分，根據(jù)折射定律、微分幾何法和等光程原理求解準(zhǔn)直透鏡211各個(gè)面上的輪廓點(diǎn)；第四步，將輪廓點(diǎn)導(dǎo)入SolidWorks中形成樣條曲線，通過(guò)旋轉(zhuǎn)得到準(zhǔn)直透鏡211實(shí)體。
[0031]自由曲面反射器212的計(jì)算方法如下:第一步，準(zhǔn)直透鏡出射的光線作為光源的出射光線，即光源出射光線為平行于光軸的平行光；第二步，確定導(dǎo)光板的入光面為目標(biāo)面，及確定每條光束的終點(diǎn)；第三步，按照三維幾何構(gòu)造法，每條入射光線對(duì)于目標(biāo)面上的一個(gè)終點(diǎn)，計(jì)算出自由曲面反射器212上自由曲面反射面的各個(gè)輪廓點(diǎn)；第四步，二維幾何劃分法得到自由曲面上的輪廓點(diǎn)，將輪廓點(diǎn)導(dǎo)入SolidWorks中形成樣條曲線，拉伸形成自由曲面反射器212實(shí)體。作為優(yōu)選方案，準(zhǔn)直透鏡211和自由曲面反射器212的超精密加工可采用五軸超精密加工設(shè)備(如Freeform 705G五軸自由曲面加工設(shè)備)。
[0032]由此，側(cè)入式導(dǎo)光板的厚度133不再受限于發(fā)光源的截面寬度，使得更薄的導(dǎo)光板能夠得以應(yīng)用，從根本上實(shí)現(xiàn)背光模組的薄型化的同時(shí)保證了系統(tǒng)的高光能利用率，而且，改善了光熱點(diǎn)現(xiàn)象。
[0033]以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種背光模組，其特征在于:包括一導(dǎo)光板與一光耦合模塊，所述光耦合模塊包括一發(fā)光源與一集光器；所述導(dǎo)光板的一用以接收光源的側(cè)面為入光面；所述發(fā)光源位于集光器一側(cè)，與所述導(dǎo)光板的入光面非直接耦合；所述集光器包括一準(zhǔn)直透鏡與一自由曲面反射器；所述集光器設(shè)置于所述發(fā)光源與所述導(dǎo)光板之間，用以將所述發(fā)光源發(fā)出的光束收集、縮束并會(huì)聚至所述導(dǎo)光板的入光面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背光模組，其特征在于:所述發(fā)光源為由LED點(diǎn)光源串聯(lián)組成的線光源，其發(fā)光面的法線方向與導(dǎo)光板的入光面不在共同的光軸上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種背光模組，其特征在于:所述線光源的橫截面寬度大于所述導(dǎo)光板的厚度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背光模組，其特征在于:所述準(zhǔn)直透鏡為一旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述準(zhǔn)直透鏡的對(duì)稱軸與所述發(fā)光源的對(duì)稱軸重合；所述準(zhǔn)直透鏡設(shè)置于所述發(fā)光源的一側(cè)，用以將發(fā)光源發(fā)出的光線進(jìn)行收集準(zhǔn)直后入射至所述自由曲面反射器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背光模組，其特征在于:所述自由曲面反射器為非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述自由曲面反射器設(shè)置于所述準(zhǔn)直透鏡的出射面處；所述自由曲面反射器的反射面鍍膜形成一用以接收所述準(zhǔn)直透鏡的出射光線并將其反射會(huì)聚至所述導(dǎo)光板的入光面的鏡面反射層。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背光模組，其特征在于:所述導(dǎo)光板的上表面為出光面，所述出光面與一液晶面板相對(duì)應(yīng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背光模組，其特征在于:所述導(dǎo)光板為可透光的楔形板或平面板。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種背光模組，其特征在于:所述導(dǎo)光板為亞克力材質(zhì)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種背光模組，包括一導(dǎo)光板與一光耦合模塊，所述光耦合模塊包括一發(fā)光源與一集光器；所述導(dǎo)光板的一用以接收光源的側(cè)面為入光面；所述發(fā)光源位于集光器一側(cè)，與所述導(dǎo)光板的入光面非直接耦合；所述集光器包括一準(zhǔn)直透鏡與一自由曲面反射器；所述集光器設(shè)置于所述發(fā)光源與所述導(dǎo)光板之間，用以將所述發(fā)光源發(fā)出的光束收集、縮束并會(huì)聚至所述導(dǎo)光板的入光面。本實(shí)用新型改變了傳統(tǒng)系統(tǒng)中發(fā)光源直接耦合至導(dǎo)光板的光線路徑，采用提出的光耦合模塊，發(fā)光源發(fā)出的光線先通過(guò)集光器收集、縮束和會(huì)聚，再耦合入導(dǎo)光板的入光面，使得側(cè)入式導(dǎo)光板的厚度不再受限于發(fā)光源的截面寬度，實(shí)現(xiàn)背光模組的薄型化的同時(shí)保證了系統(tǒng)的高光能利用率。
【IPC分類】G02B6/00, G02F1/13357
【公開(kāi)號(hào)】CN204945564
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520597622
【發(fā)明人】湯炎甫, 林志賢, 陳恩果, 葉蕓
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年8月11日