專利名稱：面光源裝置和液晶顯示器裝置及透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使例如發(fā)光二極管等的光源的指向性擴(kuò)展的透鏡得以運(yùn)用的面光源裝置和液晶顯示器裝置及透鏡。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的大型的液晶顯示器裝置的面光源裝置中，冷陰極管被大量配置在液晶面板正下方，這些冷陰極管與擴(kuò)散板和反射片一起被使用。近年來(lái)，作為面光源裝置的光源所使用的是發(fā)光二極管。發(fā)光二極管近年來(lái)效率提高，被期待作為取代熒光燈的消耗功率少的光源。另外就作為液晶顯示器裝置用的光源而言，能夠根據(jù)映像控制發(fā)光二極管的明暗， 而使液晶顯示裝置的消耗功率降低。在以液晶顯示裝置的發(fā)光二極管為光源的面光源裝置中，會(huì)配置大量的發(fā)光二極管來(lái)替代冷陰極管。通過(guò)使用大量的發(fā)光二極管，能夠在面光源裝置表面得到均勻的亮度， 但大量需要發(fā)光二極管則不能確保價(jià)格低廉的問(wèn)題存在。于是試圖加大單個(gè)發(fā)光二極管的輸出功率，以減少發(fā)光二極管的使用個(gè)數(shù)，例如在專利文獻(xiàn)1中提出一種按照少量個(gè)數(shù)的發(fā)光二極管也能夠得到均勻的面光源的方式構(gòu)成的透鏡。為了獲得在少量個(gè)數(shù)的發(fā)光二極管下均勻的面光源，需要使一個(gè)發(fā)光二極管照明的照明區(qū)域增大。即，需要通過(guò)使來(lái)自發(fā)光二極管的光擴(kuò)張而使指向性擴(kuò)展。為此在專利文獻(xiàn)1中，將用于控制芯片狀發(fā)光二極管的指向性的且在俯視下為圓形的透鏡配置在發(fā)光二極管之上。就該透鏡的形狀而言，在使光出射的出射面中的光軸鄰域部分成為凹面，其外側(cè)部分成為與凹面接連的凸面。在發(fā)光二極管中，在發(fā)光二極管的芯片的正面方向發(fā)出最多的光。在專利文獻(xiàn)1 所公開(kāi)的透鏡中，經(jīng)由光軸鄰域的凹面使來(lái)自光源的朝向正面方向的光通過(guò)折射得以發(fā)散。由此，能夠抑制在被照射面的光軸鄰域的照度，從而得到有擴(kuò)展的照度分布。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 專利第3875247號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的面光源裝置，涉及具有由多個(gè)發(fā)光二極管和使來(lái)自該發(fā)光二極管的光擴(kuò)張的透鏡所構(gòu)成的光源部的面光源裝置。光源部的透鏡具有以光軸為中心地入射來(lái)自發(fā)光二極管的光的入射面、和使入射的光擴(kuò)張并出射的出射面；入射面具有連續(xù)的凹面，并且出射面具有連續(xù)的凸面。并且，透鏡中sagY從最大值SagYtl隨著θ i的增加而減少，其中，由使出射面上的任意的點(diǎn)和發(fā)光二極管的位置所對(duì)應(yīng)的光軸上的基點(diǎn)得以連結(jié)的直線與光軸所形成的角度設(shè)為θ i，從光軸上的基點(diǎn)至出射面上的任意的點(diǎn)沿光軸方向測(cè)量的距離設(shè)為sagY，在9 1為0°時(shí)的sagY設(shè)為SagYtl;再有，出射面除了光軸的鄰域采用滿足10° < θπ η<30°的形狀，其中，在包含光軸的斷面中的該出射面上的微小區(qū)間的曲率C達(dá)到最小時(shí)的θ 設(shè)為θπ η。另外，本發(fā)明的液晶顯示器裝置，由液晶顯示面板、和在該液晶顯示面板的背面?zhèn)人渲们掖笮∨c液晶顯示面板相對(duì)應(yīng)的面光源裝置構(gòu)成。并且，面光源裝置具有由多個(gè)發(fā)光二極管和使來(lái)自該發(fā)光二極管的光擴(kuò)張的透鏡構(gòu)成的光源部；使該光源部得以收容的框體；在液晶顯示面板和光源之間所配置的擴(kuò)散板；使從光源部出射的光反射到擴(kuò)散板側(cè)的反射片。在該液晶顯示器裝置中，光源部按照在中央部排列配置多個(gè)透鏡的方式構(gòu)成；光源部的透鏡具有以光軸為中心地入射來(lái)自發(fā)光二極管的光的入射面、和使入射的光擴(kuò)張并出射的出射面，入射面具有連續(xù)的凹面，并且出射面具有連續(xù)的凸面。并且，透鏡中SagY從最大值SagYtl隨著θ i的增加而減少，其中，由使出射面上的任意的點(diǎn)和發(fā)光二極管的位置所對(duì)應(yīng)的光軸上的基點(diǎn)得以連結(jié)的直線與光軸所形成的角度設(shè)為θ i，從光軸上的基點(diǎn)至出射面上的任意的點(diǎn)沿光軸方向測(cè)量的距離設(shè)為sagY，在θ i為0°時(shí)的sagY設(shè)為SagYtl ；再有，出射面除了光軸的鄰域采用滿足10° < θπ η<30°的形狀，其中，在包含光軸的斷面中的該出射面上的微小區(qū)間的曲率C達(dá)到最小時(shí)的θ 設(shè)為θπ η。另外，本發(fā)明的透鏡，是使來(lái)自發(fā)光二極管的光擴(kuò)張的透鏡，其中，所述透鏡具有以光軸為中心地入射來(lái)自發(fā)光二極管的光的入射面、和使入射的光擴(kuò)張并出射的出射面， 入射面具有連續(xù)的凹面，并且出射面具有連續(xù)的凸面。并且，所述透鏡中SagY從最大值 SagY0隨著θ i的增加而減少，其中，由使所述出射面上的任意的點(diǎn)和所述發(fā)光二極管的位置所對(duì)應(yīng)的光軸上的基點(diǎn)得以連結(jié)的直線與所述光軸所形成的角度設(shè)為θ i，從所述光軸上的基點(diǎn)至所述出射面上的任意的點(diǎn)沿光軸方向測(cè)量的距離設(shè)為sagY，在9 1為0°時(shí)的 sagY設(shè)為SagYtl;再有，所述出射面除了所述光軸的鄰域采用滿足10° < θπ η<30°的形狀，其中，在包含所述光軸的斷面中的該出射面上的微小區(qū)間的曲率C達(dá)到最小時(shí)的θ i 設(shè)為9min。


圖1是表示使用了一實(shí)施方式的面光源裝置的液晶顯示器裝置的整體的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖2是沿圖1的A-A線切斷的剖面圖。圖3是表示面光源裝置的光源部的平面圖。圖4是沿圖3的A-A線切斷的剖面圖。圖5是表示透鏡的排列的一例的平面圖。圖6是透鏡的結(jié)構(gòu)圖。圖7是說(shuō)明透鏡的光的光路的說(shuō)明圖。圖8是說(shuō)明透鏡的光的光路的說(shuō)明圖。圖9是說(shuō)明具體的實(shí)施例1的透鏡的結(jié)構(gòu)圖。圖10是說(shuō)明具體的實(shí)施例2的透鏡的結(jié)構(gòu)圖。圖11是表示實(shí)施例1的透鏡的θ i和sagX、Y的關(guān)系的圖。圖12是表示實(shí)施例1的透鏡的θ i和微小曲率C的關(guān)系的圖。圖13是表示實(shí)施例2的透鏡的θ i和sagX、Y的關(guān)系的圖。圖14是表示實(shí)施例1的透鏡的θ i和微小曲率C的關(guān)系的圖。
圖15A是用于說(shuō)明透鏡的光路的說(shuō)明圖。圖15B是用于說(shuō)明透鏡的光路的說(shuō)明圖。圖16是表示面光源裝置的另一例的立體圖。圖17是表示圖16所示的面光源裝置的要部的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下，一邊參照附圖，一邊對(duì)于一實(shí)施方式的面光源裝置和使用了該面光源裝置的液晶顯示器裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示使用了一實(shí)施方式的面光源裝置的液晶顯示器裝置的整體的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖，圖2是沿圖1的A-A線切斷的剖面圖。如圖1、圖2所示，液晶顯示器裝置由以下部件構(gòu)成為長(zhǎng)方形的平板形狀的透射型的液晶顯示面板1 ；和在該液晶顯示面板1的背面?zhèn)人渲谩⑶遗c液晶顯示面板1對(duì)應(yīng)的大小的長(zhǎng)方體形狀的面光源裝置2。面光源裝置2具有沿著液晶顯示面板1的長(zhǎng)邊方向按照與液晶顯示面板1的中央部對(duì)向的方式以直線狀配置的光源部3 ；收容該光源部3的長(zhǎng)方體形狀的框體4 ；以覆蓋該框體4的開(kāi)口部的方式配置、且配置在所述液晶顯示面板1和光源部3之間的擴(kuò)散板5 ； 使從所述光源部3出射的光反射到液晶顯示面板1側(cè)、即擴(kuò)散板5側(cè)的反射片6。擴(kuò)散板5在與液晶顯示面板1之間的前面?zhèn)取⒕哂写笮∨c液晶顯示面板1相對(duì)應(yīng)的光學(xué)片層疊體7。該光學(xué)片層疊體7例如由如下構(gòu)成使來(lái)自擴(kuò)散板5的入射光朝向前方的液晶顯示面板1會(huì)聚的棱鏡片；使來(lái)自擴(kuò)散板5的入射光進(jìn)一步擴(kuò)散的擴(kuò)散片；按照使入射光的偏振面對(duì)應(yīng)液晶顯示面板1的偏振面的方式，使具有特定的偏振面的光透過(guò)的偏振片等。另外，在本實(shí)施方式中，光源部3按照與液晶顯示面板1的中央部對(duì)向的方式以直線狀配置，由此僅被配置在面光源裝置2的大致中央部。圖3是表示面光源裝置的光源部的平面圖，圖4是沿圖3的A-A線切斷的剖面圖。光源部3其構(gòu)成如下在背面?zhèn)刃纬捎幸?guī)定的配線圖案的狹條狀的絕緣性的基板 8的表面上，以規(guī)定的間隔貼裝多個(gè)發(fā)光二極管9 ；與該各個(gè)發(fā)光二極管9對(duì)應(yīng)地，將使圓柱沿著長(zhǎng)軸方向切割成一半的大致半圓柱形狀的多個(gè)透鏡10以蓋在所述發(fā)光二極管9上的方式配置。還有，雖然未圖示，但發(fā)光二極管9以不接觸空氣的方式，由環(huán)氧樹(shù)脂或硅橡膠等的包封用的樹(shù)脂覆蓋。透鏡10使來(lái)自作為光源的發(fā)光二極管9的光擴(kuò)張并照射到被照射體上，例如由具有1. 4至2. 0左右的折射率的透明的材料構(gòu)成。作為構(gòu)成透鏡10的透明材料，能夠使用環(huán)氧樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚碳酸酯等的樹(shù)脂，玻璃，或者硅橡膠等的橡膠。其中，優(yōu)選使用作為發(fā)光二極管9的包封用的樹(shù)脂所使用的環(huán)氧樹(shù)脂或硅橡膠等。在本實(shí)施方式中，光源部3如圖5所示，通過(guò)如下方式構(gòu)成使多個(gè)發(fā)光二極管9 和多個(gè)透鏡10以至少排列成2列的方式按多列配置。還有，在圖5所示的示例中，光源部3 的多個(gè)透鏡10，在相鄰的列間交錯(cuò)狀地排列，但也可以不交錯(cuò)狀排列而在相鄰的列間使之處在相同的位置而進(jìn)行排列。另外，排列的列數(shù)至少是2列即可，也可以排列3列、4列。如此在面光源裝置2中，光源部3按照在中央部直線狀配置多個(gè)發(fā)光二極管9和多個(gè)透鏡10的方式構(gòu)成，并且所述多個(gè)發(fā)光二極管9和多個(gè)透鏡10按照至少排列成2列的方式配置，由此，各個(gè)透鏡列所對(duì)應(yīng)的亮度分布交替重疊，能夠減少亮度分布的不均勻。在此，如圖4所示，在上述實(shí)施方式中，光源部3其排列方式為，透鏡10的排列方向的長(zhǎng)度L和相鄰的透鏡10間的間隔1的關(guān)系為L(zhǎng) < 1，并且透鏡10間的間隔1大致均等。通過(guò)成為這樣的結(jié)構(gòu)，作為面光源裝置2就能夠確保充分的亮度，而且能夠以很少的個(gè)數(shù)的透鏡10構(gòu)成光源部3，能夠廉價(jià)地構(gòu)成裝置。可是，如圖1、圖2所示，在按照與液晶顯示面板1的中央部對(duì)向的方式按一列以直線狀配置來(lái)構(gòu)成光源部3時(shí)，本發(fā)明者們通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)到的結(jié)果中，在面光源裝置2的端部，從擴(kuò)散板5出射的光少，難以確保充分的亮度。這種情況下，使用輸出功率大的發(fā)光二極管9即可，但價(jià)格高。另一方面，作為液晶顯示器裝置，要求畫(huà)面的中央部與周邊部相比更亮。在本實(shí)施方式中，如圖5所示，多個(gè)透鏡10中使中央部的各個(gè)透鏡10的配置間隔變窄而比其他部分更密地配置，由此改變光源部3的各個(gè)光源的配置間隔，從而能夠成為以整體上均勻的亮度發(fā)光的面光源，另外，也能夠滿足對(duì)于液晶顯示器裝置的畫(huà)面的亮度的要求。S卩，如圖5所示，本實(shí)施方式的光源部3其配置方式為，將在中央部3a和周邊部北中的各個(gè)透鏡10的配置間隔變窄而緊密地配置，并且在中央部3a和周邊部北之間的中間部3c的各個(gè)透鏡10的配置間隔按照比所述中央部3a和周邊部北寬的方式配置。另外， 在中央部3a和中間部3a的邊界、和中間部3c和周邊部北的邊界，按照逐漸使透鏡10的間隔變化的方式配置。接著，對(duì)于光源部3的透鏡10的結(jié)構(gòu)，更詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。圖6是透鏡的結(jié)構(gòu)圖，圖7是表示圖6所示的透鏡10的光路的圖。照明用的透鏡10在作為具有指向性的光源的發(fā)光二極管9與作為被照射面的擴(kuò)散板5之間被配置、且使來(lái)自光源的光擴(kuò)張并照射到被照射面。S卩，經(jīng)由透鏡10使光源的指向性得以擴(kuò)展。被照射面的照度分布中，在透鏡10的設(shè)計(jì)上的作為中心線的光軸A上最大，越向周?chē)M(jìn)展就越大致單一調(diào)地減少。還有，光源和透鏡10按彼此的光軸一致的方式進(jìn)行配置。具體來(lái)說(shuō)，透鏡10具有入射來(lái)自光源的光的入射面11、和使入射的光出射的出射面12。另外，透鏡10具有在入射面11的周?chē)蚺c出射面12相反側(cè)的環(huán)狀的底面13。此外在本實(shí)施方式中，設(shè)有在出射面12和底面13之間朝著徑向外側(cè)脹出的環(huán)部14，由該環(huán)部 14的斷面大致二字狀的外面將出射面12的周邊和底面13的外周邊連接。但是，環(huán)部14可以省略，出射面12的周邊和底面13的外周邊由斷面直線狀或圓弧狀的端面連接也可。發(fā)光二極管9以與透鏡10的入射面11接近的方式配置。優(yōu)選透鏡10的入射面 11能夠也對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管9的發(fā)光面的高度的偏差，如此在光軸方向以超過(guò)發(fā)光二極管9 的發(fā)光面的方式擴(kuò)展。在本實(shí)施方式中，與發(fā)光二極管9的發(fā)光面相反側(cè)的面位于與照明用透鏡的底面13的同一平面上，與發(fā)光二極管9的發(fā)光面相反側(cè)的面(換言之，就是貼裝發(fā)光二極管9的基板8的表面)與光軸A的交點(diǎn)為基點(diǎn)Q。從透鏡10的出射面12出射的光到達(dá)被照射面而照明被照射面。發(fā)光二極管9內(nèi)的發(fā)光不具有指向性，但若發(fā)光區(qū)域的折射率為2. 0以上，光侵入折射率低的區(qū)域，則在界面的折射的影響下，在界面的法線方向具有最大的強(qiáng)度，從法線方向角度變得越大，光的強(qiáng)度越小。如此發(fā)光二極管9具有指向性，為了照明寬闊的范圍，需要由透鏡10擴(kuò)展指向性。還有，在發(fā)光二極管9的發(fā)光面上，由包封樹(shù)脂形成穹頂型的包封部，由此能夠進(jìn)一步擴(kuò)展作為光源的指向性，且也可以提高光的引出效率。透鏡10的入射面11是連續(xù)凹面。入射面11優(yōu)選相對(duì)于光軸A旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，但也可以不是相對(duì)于光軸A旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。例如，如果光源從光軸方向看時(shí)為長(zhǎng)方形，則入射面11 從光軸方向看也可以是與光源同方向延長(zhǎng)的橢圓形。圍繞入射面11的底面13在本實(shí)施方式中是平面。另外，出射面12是連續(xù)的凸面，優(yōu)選相對(duì)于光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，但也可以不是相對(duì)于光軸A旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。例如，如果光源從光軸方向看時(shí)為長(zhǎng)方形，則出射面12從光軸方向看也可以是與光源同方向延長(zhǎng)的橢圓形。在本實(shí)施方式中，出射面12相對(duì)于光軸A旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。 出射面12的中心部分的曲率優(yōu)選實(shí)質(zhì)上為0。在此，所謂“中心部分”是指，從光軸A至規(guī)定半徑(例如，從光軸方向看時(shí)的出射面12的最外周的半徑(有效直徑)的1/10)以內(nèi)的區(qū)域。所謂“實(shí)質(zhì)上為0”是指，在從光軸A上的基點(diǎn)Q至出射面12上的任意的點(diǎn)為止在光軸方向測(cè)量的距離設(shè)為凹陷量(sagY)時(shí)，所述中心部分的最大凹陷量和最小凹陷量的差是0. Imm以下。據(jù)此，可以制作成形容易、公差強(qiáng)的透鏡10。還有，透鏡10的俯視下的輪廓，不需要相對(duì)于光軸A旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。例如，也可以在環(huán)部14以?shī)A隔光軸A的方式設(shè)有相互平行的一對(duì)平面部，使透鏡10從光軸方向看時(shí)為橢圓形。如圖7所示，表示從發(fā)光二極管9的光軸A附近出射且到達(dá)透鏡10的入射面11 的光線的光路。從發(fā)光二極管9出射的光，經(jīng)由透鏡10的入射面11 一邊折射到偏離光軸 A的方向一邊透過(guò)，其后到達(dá)出射面12。到達(dá)的光由出射面12 —邊折射一邊透過(guò)，其后到達(dá)被照射面的寬闊范圍。0035在此，就透鏡10而言，由使出射面12上的任意的點(diǎn)和光軸A上的基點(diǎn)Q得以連結(jié)的直線與光軸所形成的角度設(shè)為θ i，從光軸A上的基點(diǎn)Q至所述出射面12上的任意的點(diǎn)為止沿光軸方向測(cè)量的距離設(shè)為sagY，θ i為0°時(shí)的sagY設(shè)為SagYtl的情況下，sagY以 SagY0為最大且單調(diào)地減少；就出射面12而言，除了光軸A的鄰域，出射面12上的微小區(qū)間的曲率C達(dá)到最小時(shí)的設(shè)為θπ η的情況下，優(yōu)選θπ η滿足下式(1)。還有，所謂 “光軸A的鄰域”，是指距光軸A為規(guī)定角度(例如θ i = 2° )以內(nèi)的區(qū)域。10° < θ min < 30° …(1)關(guān)于透鏡10的出射面12，通過(guò)滿足式(1)的條件，發(fā)光二極管9的尺寸發(fā)生變化， 由此同時(shí)變動(dòng)的菲涅爾反射成分變少。另一方面，若超過(guò)式(1)的下限，則上述的菲涅爾反射成分容易發(fā)生，若超過(guò)上限，則透鏡10的尺寸(例如光軸方向的長(zhǎng)度)變得過(guò)大。圖8表示從發(fā)光二極管9的端面附近相對(duì)于光軸A以大角度出射、到達(dá)入射面11 的光線的光路。從發(fā)光二極管9出射的光，一邊經(jīng)由入射面11折射一邊透過(guò)，其后到達(dá)出射面12。到達(dá)的光一邊經(jīng)由出射面12折射一邊透過(guò)，其后到達(dá)被照射面。在圖8中，發(fā)光二極管9的發(fā)光面的最大寬度設(shè)為D，透鏡10的中心厚度設(shè)為t時(shí)，優(yōu)選滿足下式(2)。0. 3 < D/t < 3. 0... (2)通過(guò)滿足這樣的條件，發(fā)光二極管9的尺寸變化，從而變動(dòng)的菲涅爾反射成分變少。另一方面，若超過(guò)式O)的下限，則透鏡10的尺寸(例如光軸方向的長(zhǎng)度)變大，若超過(guò)上限，則上述的菲涅爾反射成分容易發(fā)生。0. 03 < D/De < 0. 3…(3)通過(guò)滿足這樣的條件，發(fā)光二極管9的尺寸變化，由此同時(shí)變動(dòng)的菲涅爾反射成分變少。另外，若超過(guò)式(3)的下限，則透鏡10的尺寸(例如與光軸垂直方向的長(zhǎng)度)變大，若超過(guò)上限，則上述的菲涅爾反射成分容易發(fā)生?？墒?，使用出射面12為凹面的透鏡10時(shí)，從發(fā)光二極管9出射的光，經(jīng)由入射面 11 一邊折射一邊透過(guò)，其后到達(dá)出射面12。到達(dá)的光的一部分在出射面12發(fā)生菲涅爾反射，由透鏡10的底面13折射后，朝向基板8。光被基板8擴(kuò)散反射，由底面13再折射后， 由出射面12 —邊折射一邊透過(guò)，其后到達(dá)被照射面。在容易發(fā)生這樣的菲涅爾反射的形狀中，若發(fā)光二極管9的尺寸變化，則菲涅爾反射成分的影響發(fā)生變化，因此被照射面的照度分布發(fā)生很大變化，因此發(fā)光二極管9的尺寸受到制約。相對(duì)于此，在實(shí)施方式的透鏡10中，菲涅爾反射難以發(fā)生，因此能夠降低菲涅爾反射的影響，能夠緩解對(duì)于發(fā)光二極管9的尺寸和形狀的制約。接著，對(duì)于具體的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖9是實(shí)施例1的透鏡10的結(jié)構(gòu)圖，圖10是實(shí)施例2的透鏡10的結(jié)構(gòu)圖。該實(shí)施例1、2是以通用品的發(fā)光二極管9作為光源且以擴(kuò)展指向性為目的的設(shè)計(jì)例。實(shí)施例 1、2的發(fā)光二極管9的發(fā)光面的尺寸例如為3.0X3. 0mm。此外，也可以是例如發(fā)光面小的 1. 0X1. 0mm、或發(fā)光面為長(zhǎng)方形的3. OX 1. Omm等。在圖9和圖10中，θ i是使光軸A上的基點(diǎn)Q與入射面11和出射面12上的任意的點(diǎn)得以連結(jié)的直線與光軸A所形成的角度。sagX是從光軸A上的基點(diǎn)Q到入射面11上的任意的點(diǎn)為止沿光軸方向測(cè)量的距離，sagY是從光軸A上的基點(diǎn)Q到出射面12上的任意的點(diǎn)為止沿光軸方向測(cè)量的距離。首先，實(shí)施例1的具體的數(shù)值表示在表1中。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種面光源裝置，具有由多個(gè)發(fā)光二極管和使來(lái)自該發(fā)光二極管的光擴(kuò)張的透鏡構(gòu)成的光源部，其特征在于，所述光源部的透鏡具有以光軸為中心地入射來(lái)自發(fā)光二極管的光的入射面、和使入射的光擴(kuò)張且出射的出射面；所述入射面具有連續(xù)的凹面，所述出射面具有連續(xù)的凸面；并且，所述透鏡中sagY從最大值SagYtl隨著θ i的增加而減少，其中，由使所述出射面上的任意的點(diǎn)和所述發(fā)光二極管的位置所對(duì)應(yīng)的光軸上的基點(diǎn)得以連結(jié)的直線與所述光軸所形成的角度設(shè)為θ i，從所述光軸上的基點(diǎn)至所述出射面上的任意的點(diǎn)沿光軸方向測(cè)量的距離設(shè)為sagY，在9 1為0°時(shí)的sagY設(shè)為SagYtl;所述出射面除了所述光軸的鄰域采用滿足 10° < θπ η<30°的形狀，其中，在包含所述光軸的斷面中的該出射面上的微小區(qū)間的曲率C達(dá)到最小時(shí)的θ 設(shè)為θπ η。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述透鏡中，在以θπ η為邊界、將從0°至所述θ min的范圍設(shè)為第一角度范圍且將從所述θπ η至90°的范圍設(shè)為第二角度范圍時(shí)，所述微小區(qū)間的曲率C在所述第一角度范圍中達(dá)到最大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述透鏡中，在以θ min為邊界、將從0°至所述θ min的范圍設(shè)為第一角度范圍且將從所述θπ η至90°的范圍設(shè)為第二角度范圍時(shí)，所述微小區(qū)間的曲率C在所述第二角度范圍中達(dá)到最大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述透鏡的出射面中，中心部分的曲率實(shí)質(zhì)上為0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述透鏡采用滿足0. 3 < D/t < 3. 0的形狀，其中，所述發(fā)光二極管的發(fā)光面的最大寬度設(shè)為D，所述透鏡的中心厚度設(shè)為t。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述透鏡采用滿足0. 03 < D/De < 0. 3的形狀，其中，所述發(fā)光二極管的發(fā)光面的最大寬度設(shè)為D，所述透鏡的有效直徑設(shè)為De。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，具有由多個(gè)發(fā)光二極管和使來(lái)自該發(fā)光二極管的光擴(kuò)張的透鏡構(gòu)成的光源部；使該光源部得以收容的框體；以覆蓋該框體的開(kāi)口部的方式配置的擴(kuò)散板；使從所述光源部出射的光反射到所述擴(kuò)散板側(cè)的反射片，并且，所述光源部按照在中央部排列配置多個(gè)透鏡的方式構(gòu)成，
8.一種液晶顯示器裝置，由液晶顯示面板、和在該液晶顯示面板的背面?zhèn)人渲们掖笮∨c液晶顯示面板相對(duì)應(yīng)的面光源裝置構(gòu)成，所述面光源裝置具有由多個(gè)發(fā)光二極管和使來(lái)自該發(fā)光二極管的光擴(kuò)張的透鏡構(gòu)成的光源部；使該光源部得以收容的框體；在所述液晶顯示面板和光源之間所配置的擴(kuò)散板；使從所述光源部出射的光反射到所述擴(kuò)散板側(cè)的反射片，所述液晶顯示器裝置中，其特征在于，所述光源部按照在中央部排列配置多個(gè)透鏡的方式構(gòu)成；所述光源部的透鏡具有以光軸為中心入射來(lái)自發(fā)光二極管的光的入射面、和使入射的光擴(kuò)張并出射的出射面；所述入射面具有連續(xù)的凹面，所述出射面具有連續(xù)的凸面；并且，所述透鏡中sagY從最大值SagYtl 隨著θ i的增加而減少，其中，由使所述出射面上的任意的點(diǎn)和所述發(fā)光二極管的位置所對(duì)應(yīng)的光軸上的基點(diǎn)得以連結(jié)的直線與所述光軸所形成的角度設(shè)為θ i，從所述光軸上的基點(diǎn)至所述出射面上的任意的點(diǎn)沿光軸方向測(cè)量的距離設(shè)為sagY，在9 1為0°時(shí)的sagY 設(shè)為SagYtl ；所述出射面除了所述光軸的鄰域采用滿足10° < θπ η<30°的形狀，其中， 在包含所述光軸的斷面中的該出射面上的微小區(qū)間的曲率C達(dá)到最小時(shí)的設(shè)為θπ η。
9.一種使來(lái)自發(fā)光二極管的光擴(kuò)張的透鏡，其特征在于，所述透鏡具有以光軸為中心地入射來(lái)自發(fā)光二極管的光的入射面、和使入射的光擴(kuò)張并出射的出射面；所述入射面具有連續(xù)的凹面，所述出射面具有連續(xù)的凸面；并且，所述透鏡中sagY從最大值SagYtl隨著θ i的增加而減少，其中，由使所述出射面上的任意的點(diǎn)和所述發(fā)光二極管的位置所對(duì)應(yīng)的光軸上的基點(diǎn)得以連結(jié)的直線與所述光軸所形成的角度設(shè)為θ i，從所述光軸上的基點(diǎn)至所述出射面上的任意的點(diǎn)沿光軸方向測(cè)量的距離設(shè)為 sagY，在9 1為0°時(shí)的sagY設(shè)為SagYtl;所述出射面除了所述光軸的鄰域采用滿足10° < θπ η<30°的形狀，其中，在包含所述光軸的斷面中的該出射面上的微小區(qū)間的曲率C 達(dá)到最小時(shí)的設(shè)為θπ η。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的透鏡，其特征在于，在以所述θπ η為邊界、將從0°至所述θ min的范圍設(shè)為第一角度范圍且將從所述 θ min至90°的范圍設(shè)為第二角度范圍時(shí)，所述微小區(qū)間的曲率C在所述第一角度范圍中達(dá)到最大。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的透鏡，其特征在于，在以所述θ min為邊界、將從0°至所述θ min的范圍設(shè)為第一角度范圍且將從所述 θ min至90°的范圍設(shè)為第二角度范圍時(shí)，所述微小區(qū)間的曲率C在所述第二角度范圍中達(dá)到最大。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的透鏡，其特征在于，所述出射面中，中心部分的曲率實(shí)質(zhì)上為0。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的透鏡，其特征在于，采用滿足0. 3 < D/t < 3. 0的形狀，其中，所述發(fā)光二極管的發(fā)光面的最大寬度設(shè)為D， 所述透鏡的中心厚度設(shè)為t。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的透鏡，其特征在于，采用滿足0. 03 < D/De < 0. 3的形狀，其中，所述發(fā)光二極管的發(fā)光面的最大寬度設(shè)為 D，所述透鏡的有效直徑設(shè)為De。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種面光源裝置，其具有由多個(gè)發(fā)光二極管和使來(lái)自該發(fā)光二極管的光擴(kuò)張的透鏡構(gòu)成的光源部。光源部的透鏡具有以光軸為中心地入射來(lái)自發(fā)光二極管的光的入射面、和使入射的光擴(kuò)張并出射的出射面。入射面具有連續(xù)的凹面，并且出射面具有連續(xù)的凸面。并且，透鏡中sagY從最大值sagY0隨著θi的增加而減少，其中，由使出射面上的任意的點(diǎn)和發(fā)光二極管的位置所對(duì)應(yīng)的光軸上的基點(diǎn)得以連結(jié)的直線與光軸所形成的角度設(shè)為θi，從光軸上的基點(diǎn)至出射面上的任意的點(diǎn)沿光軸方向測(cè)量的距離設(shè)為sagY，在θi為0°時(shí)的sagY設(shè)為sagY0；出射面除了光軸的鄰域采用滿足10°＜θmin＜30°的形狀，其中，在包含光軸的斷面中的該出射面上的微小區(qū)間的曲率C達(dá)到最小時(shí)的θi設(shè)為θmin。
文檔編號(hào)F21V5/00GK102369390SQ20118000162
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者松木大三郎, 笠野真弘, 飯山智子 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社