透鏡及發(fā)光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于背光模塊的透鏡及發(fā)光裝置，特別是一種適用于超薄大尺寸直下式背光模塊的透鏡及發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]直下式背光模塊是將LED陣列直接置于擴(kuò)散板下方，利用光線直射的方式通過液晶開關(guān)。由于直下式背光模塊可采用較多組的燈源，因此可提供較高的亮度及輝度，常用于大尺寸液晶電視。在液晶面板大型化的趨勢下，直下式LED背光模塊已成為現(xiàn)階段的市場研發(fā)重點(diǎn)。
[0003]采用LED作為直下式背光源的挑戰(zhàn)，主要在于傳統(tǒng)透鏡的出光均勻性差、發(fā)光效率低，要求混光距離大且存在熱點(diǎn)等缺陷。目前用于直下式背光模塊的LED主要分為3528(長 X 寬:3.5mmX2.8mm)和 3535 (長 X 寬:3.5mmX3.5mm)兩種結(jié)構(gòu)。
[0004]3528結(jié)構(gòu)的LED和3535結(jié)構(gòu)的LED雖然在遠(yuǎn)場的空間光分布都是朗伯型的，用于室外燈具二者沒有太大分別。但是，由于二者在結(jié)構(gòu)不同，例如3535結(jié)構(gòu)的LED是在頂面有一個球狀的硅膠帽，而3528則沒有，因此在近場的空間如用于背光模塊，兩者光型是不同的，尤其是在耦合距離比較小的情況下，這兩種LED光源近場光型會對最后的效果有非常大的影響。這就造成了在背光模塊領(lǐng)域，基本上各種不同結(jié)構(gòu)的LED都各自獨(dú)立配套不同的透鏡。換句話說，目前一種透鏡只能適用于一種結(jié)構(gòu)的LED，而不能兼容多種不同結(jié)構(gòu)的LED。由此導(dǎo)致了透鏡乃至整個背光模塊的成本居高不下，對整個直下式背光模塊的市場擴(kuò)張產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
[0005]在所述【背景技術(shù)】部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本發(fā)明的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種出光均勻，且能適用于不同結(jié)構(gòu)LED的透鏡以及發(fā)光裝置。
[0007]本發(fā)明的額外方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中變得顯然，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐而習(xí)得。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種透鏡，包括柱形透鏡本體，所述透鏡本體具有底面、頂面和圓周面。其中，所述透鏡本體的底面中部向內(nèi)凹入形成入光面；所述頂面為平滑過渡曲面形狀的全反射面，中央向內(nèi)凹入，并具有中心頂點(diǎn)；所述圓周面為出光面，所述入光面包括與所述底面連接的筒形第一入光面和與所述第一入光面連接的棱錐形第二入光面，該棱錐形第二入光面具有至少一個棱錐面和一個棱錐頂點(diǎn)，且其各個棱錐面為平滑過渡曲面。所述全反射面的中心頂點(diǎn)與所述第二入光面的棱錐頂點(diǎn)均位于所述透鏡本體的中軸線上。由所述第一入光面射入所述透鏡本體的入射光線直接由所述出光面射出形成若干條第一出射光線，所述若干條第一出射光線分布于相對于所述底面向上傾斜0°?40°范圍內(nèi)；由所述第二入光面射入所述透鏡本體的入射光線經(jīng)所述全反射面反射后由所述出光面射出形成若干條上部出射光線，所述若干條上部出射光線分布于相對于所述底面向下傾斜0°?45°至向上傾斜0°?30°范圍內(nèi)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述若干條第一出射光線分別相對于該底面向上傾斜
O。?10°。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述第一入光面的高度是所述第二入光面的高度的0.5 ?1.5 倍。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述出光面的縱截面呈矩形或梯形。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述出光面為光滑表面或磨砂面。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述出光面的上半部分和/或下半部分具有多條環(huán)形波紋；或者所述出光面的中間部分具有多條環(huán)形波紋。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述全反射面為回轉(zhuǎn)面。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述棱錐面的曲率由所述棱錐頂點(diǎn)向所述透鏡底面方向逐漸變小；或者所述棱錐面的曲率由所述棱錐頂點(diǎn)向所述透鏡底面方向先逐漸變小，再逐漸變大。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述棱錐形第二入光面具有多個棱錐面。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述出光面和/或所述第一入光面具有拔模角，所述拔模角為1°?10°中的一個角度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述透鏡的底面陣列排列有多個凸出部；或者所述底面為磨砂表面。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述凸出部呈球面形或正棱錐形。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述第二入光面包括第二下部入光面和第二上部入光面，所述若干條上部出射光線包括對應(yīng)于所述第二下部入光面的若干條第二出射光線和對應(yīng)于所述第二上部入光面的若干條第三出射光線，所述若干條第二出射光線和若干條第三出射光線連續(xù)排布。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述第二出射光線相對于該底面向下傾斜O(jiān) °?20。。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述若干第三出射光線分別相對于所述底面向上傾斜
O。?10°。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述第二下部入光面的高度是所述第二上部入光面的高度的0.2?0.5倍；所述第二下部入光面的寬度是所述第二上部入光面的高度的I?2倍。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明還提供一種發(fā)光裝置，包括透鏡和LED光源。其中所述透鏡是本發(fā)明所述的透鏡。
[0026]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于:透鏡設(shè)有筒形第一入光面、平滑過渡曲線形狀第二入光面、全反射面和出光面，由第一入光面射入透鏡后的光線依次經(jīng)第一入光面、出光面折射后形成第一出射光線，若干條第一出射光線分布于相對于所述底面向上傾斜0°?40°范圍內(nèi)；由第二入光面射入透鏡本體的入射光線經(jīng)全反射面反射后由出光面折射出形成若干上部出射光線，若干條上部出射光線分布于相對于所述底面向下傾斜0°?45°至向上傾斜0°?30°范圍內(nèi)，即若干上部出射光線下往上連續(xù)變化且互相交錯疊加，最大限度進(jìn)行混光，有效地解決了色差的出現(xiàn)，因此經(jīng)本發(fā)明的透鏡配光后光線能非常均勻地分布于透鏡側(cè)面。
[0027]特別是，本發(fā)明透鏡中，第二入光面呈棱錐形，經(jīng)注塑成型或其它工藝制成的透鏡的第二入光面棱錐頂點(diǎn)為尖點(diǎn)。棱錐頂點(diǎn)與全反射面的中心頂點(diǎn)均位于透鏡本體的中軸線上，即均位于光軸上。即使全反射面的中心頂點(diǎn)由于加工工藝或加工精度等原因而形成圓點(diǎn)時，也可以避免入射光線折射到該全反射面的中心頂點(diǎn)而導(dǎo)致漏光，消除熱點(diǎn)現(xiàn)象，因此本發(fā)明透鏡極大提升了出光均勻性。
[0028]由于本發(fā)明的透鏡出光均勻，并能有效消除熱點(diǎn)現(xiàn)象，故本發(fā)明的透鏡能適用于不同結(jié)構(gòu)LED，具有普遍適用性。
[0029]本發(fā)明的透鏡特別適用于面光源，如LED發(fā)光芯片面光源，因此由本發(fā)明的透鏡和LED發(fā)光芯片面光源構(gòu)成的發(fā)光裝置同樣具有出光均勻且能量高的特點(diǎn)。
[0030]通過以下參照附圖對優(yōu)選實(shí)施例的說明，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明透鏡第一實(shí)施方式的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2A是圖1所示的透鏡第一實(shí)施方式中棱錐形第二入光面的立體結(jié)構(gòu)示意圖，表示三棱錐形的第二入光面；
[0033]圖2B是圖2A的俯視圖；
[0034]圖2C是圖1所示的透鏡第一實(shí)施方式中棱錐形第二