透鏡、發(fā)光裝置及背光模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及光學(xué)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種透鏡、一種具有該透鏡的發(fā)光裝置、W及一種 具有該發(fā)光裝置的背光模組。
【背景技術(shù)】
[0002] 背光模組，作為發(fā)光裝置，廣泛地應(yīng)用于如手機(jī)、電腦、數(shù)碼相機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等 消費(fèi)性電子產(chǎn)品的液晶顯示器中，W用于點(diǎn)亮該液晶顯示器。目前，隨著顯示技術(shù)的發(fā)展， 背光模組中的光源越來(lái)越多地采用發(fā)光二極體Qi曲temittingdiode,LED)。通常地，背 光模組中的多個(gè)L邸呈矩陣式排列并與液晶顯示器中的顯示面板的形狀對(duì)應(yīng)。背光模組發(fā) 出的光線的亮度分布是由放置在L邸前方的透鏡來(lái)調(diào)整的，然而，現(xiàn)有的采用L邸的背光模 組的中央?yún)^(qū)域通常有過(guò)亮的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，有必要提供一種能夠解決上述技術(shù)問(wèn)題的透鏡、一種具有該透鏡的發(fā) 光裝置、W及一種具有該發(fā)光裝置的背光模組。
[0004] 一種用于控制由發(fā)光單元發(fā)出的光線的透鏡，包括：用于供該光線進(jìn)入的入 光面及與該入光面相背的出光面。該入光面包括第一區(qū)域，該第一區(qū)域中至少有兩個(gè) 點(diǎn)分別到該發(fā)光單元的光出射面的中屯、點(diǎn)的距離是相同的。該第一區(qū)域滿足關(guān)系式： 化 < 巧 < 龐。其中，斑是該發(fā)光單元發(fā)出的任意光線的第一入射角，雜;是該第一區(qū)域 中第一入射角的最小值，^涕i是該第一區(qū)域中第一入射角的最大值。該發(fā)光單元發(fā)出的光 線進(jìn)入該透鏡中并從該出光面出射。該入光面及該出光面滿足條件式（1)及（2)，條件 式（1):在滿足日° <則 < 飯+ 20°的第二區(qū)域內(nèi)，比值巧/卻的最小值發(fā)生在第一入射角 湖的取值化撫:劃編之間時(shí)，且該第二區(qū)域內(nèi)的該比值^/^>0.9。條件式似：在滿 足拉彭諾紹邊雜讓拙釋的第S區(qū)域內(nèi)，比值貨的最小值發(fā)生在第一入射角}斑的取值在 :謠劇泌之間時(shí)，且該第二區(qū)域內(nèi)的該比值試V巧>0.9。其中，:繼是第一入射角為亂的 光線進(jìn)入到該透鏡內(nèi)時(shí)的第二入射角，媒是光線W第一入射角媒進(jìn)入到該透鏡并從該出 光面出射的第=入射角。
[0005] -種發(fā)光裝置，包括發(fā)光單元及與該發(fā)光單元對(duì)準(zhǔn)的透鏡。該透鏡包括用于供該 光線進(jìn)入的入光面及與該入光面相背的出光面。該入光面包括第一區(qū)域，該第一區(qū)域中至 少有兩個(gè)點(diǎn)分別到該發(fā)光單元的光出射面的中屯、點(diǎn)的距離是相同的。該第一區(qū)域滿足關(guān) 系式：級(jí) <劇< 級(jí)。其中，的是該發(fā)光單元發(fā)出的任意光線的第一入射角，化是該第一 區(qū)域中第一入射角的最小值，廉1是該第一區(qū)域中第一入射角的最大值。該發(fā)光單元發(fā)出 的光線進(jìn)入該透鏡中并從該出光面出射。該入光面及該出光面滿足條件式（1)及（2)，條 件式（I):在滿化滬<化<飯本迎終的第二區(qū)域內(nèi)，比值62/饑的最小值發(fā)生在第一入射 角雜的取值在泌到帶之間時(shí)，且該第二區(qū)域內(nèi)的該比值況/卻>化9。條件式似：在滿 足0° <筑< 飯+10°的第S區(qū)域內(nèi)，比值巧3間的最小值發(fā)生在第一入射角沉的取值在 ;涕到龐之間時(shí)，且該第二區(qū)域內(nèi)的該比值龐。其中，;游::是第一入射角為擁斯光線進(jìn)入 到該透鏡內(nèi)時(shí)的第二入射角，:撇是光線W第一入射角饑進(jìn)入到該透鏡并從該出光面出射 的第=入射角。
[0006] -種背光模組，包括一個(gè)電路板，多個(gè)呈矩陣式排列在該電路板上的發(fā)光單元，W 及一個(gè)擴(kuò)散板。每個(gè)發(fā)光單元包括一個(gè)與該電路板電性連接的發(fā)光單元及一個(gè)透鏡。該透 鏡包括用于供該光線進(jìn)入的入光面及與該入光面相背的出光面。該入光面包括第一區(qū)域， 該第一區(qū)域中至少有兩個(gè)點(diǎn)分別到該發(fā)光單元的光出射面的中屯、點(diǎn)的距離是相同的。該第 一區(qū)域滿足關(guān)系式：化 <則< 淀。其中，劇是該發(fā)光單元發(fā)出的任意光線的第一入射角， 齡是該第一區(qū)域中第一入射角的最小值，:繼是該第一區(qū)域中第一入射角的最大值。該發(fā) 光單元發(fā)出的光線進(jìn)入該透鏡中并從該出光面出射。該入光面及該出光面滿足條件式（1) 及似，條件式（1):在滿足〇。<巧空謝+ 20。的第二區(qū)域內(nèi)，比值腳/a的最小值發(fā)生在 第一入射角:亂前取值在曲到巧之間時(shí)，且該第二區(qū)域內(nèi)的該比值況/卻 >化9。條件式 似：在滿足齡洛銷遙嫌本補(bǔ)帶的第S區(qū)域內(nèi)，比值巧/辣的最小值發(fā)生在第一入射角錐 的取值在飯到泌之間時(shí)，且該第二區(qū)域內(nèi)的該比值鐵據(jù)1夢(mèng)雜辨。其中，:游是第一入射角 為常I的光線進(jìn)入到該透鏡內(nèi)時(shí)的第二入射角，級(jí)；^光線W第一入射角擲地入到該透鏡 并從該出光面出射的第=入射角。該擴(kuò)散板與該發(fā)光裝置對(duì)準(zhǔn)W擴(kuò)散并傳輸每個(gè)發(fā)光裝置 從該出光面出射的光線。
[0007] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的背光模組、發(fā)光裝置及透鏡均將出光面設(shè)計(jì)成滿 足條件式（1):在滿足0。<劇. <化+20°的該第二區(qū)域內(nèi)，比值SI/嫌的最小值發(fā)生在第 一入射角雜的取值巧化到巧之間時(shí)，且該第二區(qū)域內(nèi)的該比值說(shuō)/剖>0.9 ;及滿足條 件式似：在滿足〇e<化 <漲^0°的該第S區(qū)域內(nèi)，比值KVa的最小值發(fā)生在第一入 射角劇的取值在化到化之間時(shí)，且該第二區(qū)域內(nèi)的該比值巧/巧>化9，從而降低中央 區(qū)域的照明亮度，并減少發(fā)光單元L邸特性造成的外圍黃暈現(xiàn)象，增加直下式背光模組之 照明均勻性。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式提供的發(fā)光裝置的剖面示意圖。
[0009] 圖2是圖1中的發(fā)光裝置的光入射面與發(fā)光單元的示意圖。
[0010] 圖3是第一入射角與比值之間的關(guān)系圖，該比值為第二入射角與該第一入射角之 間的比值，或者是第S入射角與該第一入射角之間的比值。
[0011] 圖4是第一入射角與第一入光面切線斜率絕對(duì)值之間的關(guān)系圖。
[0012] 圖5是本發(fā)明第二實(shí)施方式提供的背光模組的剖面示意圖。
[0013] 主要元件符號(hào)說(shuō)明
如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖將對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0015] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明第一實(shí)施方式提供的發(fā)光裝置100包括一個(gè)發(fā)光單元10W及 一個(gè)透鏡20。該透鏡20位于該發(fā)光單元10的正上方，用于控制該發(fā)光單元10發(fā)出的光 線。
[0016] 本實(shí)施方式中，該發(fā)光單元10為朝該透鏡20發(fā)光的LED。該發(fā)光單元10包括一 個(gè)朝向該透鏡20的光出射面12。該光出射面12具有一個(gè)位于中央位置的中屯、點(diǎn)120及一 個(gè)垂直穿過(guò)該中屯、點(diǎn)120的中屯、軸00'。
[0017] 該透鏡20可為透明材料，如由塑料或玻璃制成。所述塑料可為PMMA(polymethyl methac巧late,聚甲基丙締酸甲醋）、PC(polycarbonate,聚碳酸脂）、或是娃樹脂 (silicone)等。該透鏡20包括一個(gè)底面22、一個(gè)入光面24、一個(gè)出光面26W及一個(gè)連接 面28。該透鏡20開設(shè)有一個(gè)凹陷29。該底面22及該出光面26分別位于該透鏡20的相 背兩側(cè)，該入光面24位于該底面22與該出光面26之間，且該入光面24相對(duì)該底面22向 該出光面26的方向凹陷W形成該凹陷29。該連接面28連接在該底面22及該出光面26之 間。本實(shí)施方式中，該發(fā)光單元10位于該凹陷29的下方。具體地，該光出射面12正對(duì)該 入光面24,該透鏡20的中屯、軸與該發(fā)光單元10中屯、軸00'重疊，即，該入光面24關(guān)于該中 屯、軸00'軸對(duì)稱，該出光面26也關(guān)于該中屯、軸00'軸對(duì)稱。
[001引使用時(shí)，發(fā)光單元10發(fā)出的光線（此時(shí)具有第一入射角:錐.，如下所述）從該入光 面24進(jìn)入該透鏡20 (此時(shí)具有第=入射角游，如下所述），經(jīng)過(guò)該透鏡20的折射，最后從 該出光面26射出（此時(shí)具有第一入射角擬，如下所述）。
[0019] 請(qǐng)參閱圖2,該入光面24呈對(duì)稱的拋物線狀，其頂端24a為一個(gè)圓錐形的尖端突 起。該入光面24包括一個(gè)第一區(qū)域240、一個(gè)第二區(qū)域、一個(gè)第=區(qū)域W及一個(gè)第四區(qū)域。 該第一區(qū)域240中至少有兩個(gè)點(diǎn)分別到中屯、點(diǎn)120的距離是相同的，該第一區(qū)域240滿足 關(guān)系式：掘其中，廢I是該發(fā)光單元10發(fā)出的任意光線進(jìn)入該透鏡20時(shí)的第一入射角 (如圖1所示）。換言之，紐尾該發(fā)光單元10發(fā)出的任意光線與中必軸00'之間的夾角。 撫是該第一區(qū)域240中第一入射角的最小值（如圖2所示），;絶是該第一區(qū)域240中第一 入射角的最大值（如圖2所示）。該第二區(qū)域滿足關(guān)系式：甘S?化 < 撒+ 20°。該第S區(qū) 域滿足關(guān)系式：〇。<巧< 化韋細(xì)斧。該第四區(qū)域滿足關(guān)系式:〇。<釘< 巧m始:;;。本實(shí)施 方式中，該第一區(qū)域240為非球面區(qū)域，例如，該第一區(qū)域240中所有的點(diǎn)到該中屯、點(diǎn)120 的距離都相同。
[0020] 請(qǐng)參閱圖3,其中，橫坐標(biāo)為雜的取值，單位為度；縱坐標(biāo)為入射角的比值（第 二入射角與該第一入射角之間的比值或第S入射角與該第一入射角之間的比值 )，是常數(shù)。圖3描述了該入光面24與該出光面26之間滿足下列條件式： 條件式（1):在滿足日°<進(jìn)<敞+20。的該第二區(qū)域內(nèi)，比值況/卻的最小值發(fā)生在 第一入射角補(bǔ)前取值在化到涕;之間時(shí)（即發(fā)生在親 < 部這紙時(shí)），且該第二區(qū)域內(nèi)的 該比值||||聲〇1。其中，把是第一入射角為M前光線進(jìn)入到該透鏡20內(nèi)時(shí)的第二入 射角，換言之，；游是第一入射角為禍的光線進(jìn)入到該透鏡20并發(fā)生折射后與該中必軸 00,之間的夾角。例如，比值說(shuō)/巧的最小值發(fā)生在姚戚值在7。到10°之間時(shí)（即發(fā)生 在7〇 <卻<10〇時(shí)），且該比值掛/剖的最小值小于1. 1，最