專利名稱：一種用于直下式背光光源的led二次柱面透鏡的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于直下式背光光源的LED 二次柱面透鏡，主要適用于直下式背光光源的背光源，或LED背光廣告板。
背景技術：
背光光源在傳統液晶顯示器(LCD)以及大型廣告板中大量應用。而傳統的冷陰極管(CCFL)背光源已經逐漸被發光二極管(LED)背光源所取代。而最初的背光源由背面雕花處理的導光板實現，光源(線光源的CCFL或點光源的LED)從導光板側面將光導入，此種方式由于導光板技術的限制，效率不高。而直下式液晶顯示器背光源則有效提高了光照效率問題。由于LED屬于有限角度光束的點光源，在用于直下式LED背光源時，需要數百甚至上千白色或三基色LED排列而形成面光源，形成一個大面積平面進行照明。將點光源轉化成面光源，是LED背光源的關鍵技術。光源均勻度和混光高度是背光源兩個非常重要的性能指標。對于光均勻性的改進是制約IXD直下式背光源的重要因素。LED背光源基于LED陣列的面光源的均勻度與LED的光強分布密切有關。當沒有安裝透鏡時，LED光強分布接近朗伯特分布。當利用傳統的半球型透鏡作為LED背光源，會改變LED的光強分布，減少光束角度，使得光線更集中在LED中軸線附近。不管采用哪一種LED封裝方式，將其用于直下式LCD的背光源時，由于光強分布過于集中在中軸線附近或者集中在側面，使得背光源難以得到高均勻度。因此光均勻性成為直下式LCD的背光源最為難于解決的問題。LED直下式背光源采用傳統LED封裝形式時，為了提高光均勻度，通常采用增加厚度，或者增加LED排布密度。此種解決方案提高了背光源的體積和重量，從而制約了 LCD直下式背光源的應用和發展。混光高度是背光源另外一個關鍵指標。目前市場上應用較為廣泛的為一種圓形二次透鏡(如
圖1所示)。該方案將LED光線經過兩個圓形凹面，從而增大LED光發散角度，通過陣列排布，實現較低混光高度較少LED陣列排布的背光源解決方案。此方案透鏡沿360度方向上擴散LED光能量，故此對于光強度的降低相對較大，尤其是大的擴散比例時(擴散比是光源間距和混光高度之比);同時此種透鏡一般產生圓形光斑，在LED陣列排布的情況下，容易形成暗斑，此外每一顆LED上都必須安裝一個透鏡，而裝配的精度要求，使得這種背光源解決方案有較高的裝配成本。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中所存在的上述不足，而提供一種新的用于直下式背光光源的LED 二次柱面透鏡，能夠提高產品光均勻度，技術效果好且成本低。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是:該用于直下式背光光源的LED 二次柱面透鏡，其特征是所述LED 二次柱面透鏡為采用透明材料制成的軸對稱實體，LED 二次柱面透鏡包含入射面、反射面和出射面，所述入射面位于LED 二次柱面透鏡下部并為曲面，所述反射面位于LED 二次柱面透鏡底面，所述出射面為曲面。本發明所述出射面采用光擴散型結構。本發明所述入射面采用光擴散型結構。本發明所述反射面采用光擴散型結構。本發明所述光擴散型結構通常為微球面透鏡陣列或者微棱鏡陣列或者粗糙面或者做雕花處理。本發明所述入射面和出射面沿柱面法線方向的輪廓線由如下多項式表征:
權利要求
1.一種用于直下式背光光源的LED 二次柱面透鏡，其特征是:所述LED 二次柱面透鏡為采用透明材料制成的軸對稱實體，LED 二次柱面透鏡包含入射面、反射面和出射面，所述入射面位于LED 二次柱面透鏡下部并為曲面，所述反射面位于LED 二次柱面透鏡底面，所述出射面為曲面。
2.根據權利要求1所述的用于直下式背光光源的LED二次柱面透鏡，其特征是:所述出射面采用光擴散型結構。
3.根據權利要求1或2所述的用于直下式背光光源的LED二次柱面透鏡，其特征是:所述入射面采用光擴散型結構。
4.根據權利要求1或2所述的用于直下式背光光源的LED二次柱面透鏡，其特征是:所述反射面采用光擴散型結構。
5.根據權利要求1或2所述的用于直下式背光光源的LED二次柱面透鏡，其特征是:所述入射面和出射面沿柱面法線方向的輪廓線由如下多項式表征:
6.根據權利要求5所述的用于直下式背光光源的LED二次柱面透鏡，其特征是:所述入射面、出射面沿柱面法線方向的輪廓線公式中的參數采用表I中的參數。
7.根據權利要求5所述的用于直下式背光光源的LED二次柱面透鏡，其特征是:入射面與底面連接處相對于LED 二次柱面透鏡中軸線的距離為2毫米，出射面與底面連接處相對于LED 二次柱面透鏡 中軸線的距離為7.5毫米。
8.根據權利要求6所述的用于直下式背光光源的LED二次柱面透鏡，其特征是:入射面與底面連接處相對于LED 二次柱面透鏡中軸線的距離為2毫米，出射面與底面連接處相對于LED 二次柱面透鏡中軸線的距離為7.5毫米。
全文摘要
本發明公開了一種用于直下式背光光源的LED二次柱面透鏡，其特征是所述LED二次柱面透鏡為采用透明材料制成的軸對稱實體，LED二次柱面透鏡包含入射面、反射面和出射面，所述入射面位于LED二次柱面透鏡下部并為曲面，所述反射面位于LED二次柱面透鏡底面，所述出射面為曲面。所述入射面和出射面沿柱面法線方向的輪廓線由如下多項式表征,其中z為輪廓線的高度，r為輪廓線相對于LED二次柱面透鏡中軸線的距離。本發明結構簡潔，在相同擴散比下產品光均勻度高，裝配簡單，節約能源。
文檔編號F21V5/04GK103196097SQ20131013331
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者鄭睿韜, 鄭睿敏 申請人:杭州奧通科技有限公司