[实用新型]多向折射式背光透镜及基于该透镜的直下式背光模组

说明书

技术领域

本实用新型属于光学透镜领域，尤其涉及多向折射式背光透镜。

背景技术

LED(发光二极管）搭配透镜和扩散板，增光膜等组成的直下式液晶背光模组由于其节能，使用寿命长，组装维护方便，成本低廉，色彩表现好的优势已经在液晶电视和液晶显示屏以及平板照明灯具中广泛使用。LED直下式背光已经超越CCFL冷阴极管和LED侧入式背光成为上述产品的首选,市场需求量持续增长。但是，随着消费者对液晶屏幕以及液晶电视的轻薄化要求，以及电视，屏幕整机厂商对背光模组的成本控制（大幅度减少LED数量）的要求，现有的LED直下式背光越来越难以满足整机厂商的要求。经分析，作为LED直下式液晶背光模组中最重要零件的二次光学透镜的性能不足导致了的上述问题的产生。目前，市场主流的LED直下式背光二次光学透镜有2种方式：一是如图1-1至图1-3所示的折射式；二是如图2-1至图2-3所示的反射式。根据图1-1至图1-3、图2-1至图2-3中的基本结构和实际情况，LED所发光经过上列二次光学透镜的折射和反射，由于二次光学透镜本身的结构限制，导致光线只能按照径向单向折射，因此，其出射光斑形状为圆形光斑。我们知道，LED背光以及平板照明灯具为通过在屏幕（出光板）后方将LED和二次光学透镜按照一定距离以矩阵方式排列，LED所发出的光经过二次光学透镜的折射，以广角度投射到屏幕（出光板），从而在一定距离的屏幕（出光板）上实现均匀的平面光出射。由于直下式背光矩阵排列的特性和上列二次光学透镜出射光斑为圆形的特性，从而形成了2个明显的缺陷，影响了背光模组的质量提升：1、圆形光斑在矩阵交交接处产生的光斑交接处暗区；2、矩阵排列X,Y向为非等距排列时容易产生条与条或者列与列之间的条状明暗带。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种光线可以在ZX、ZY平面折射，同时也可以在XY平面折射的具有两方向折射的多向折射式背光透镜。XYZ分别是空间直角坐标系的三个坐标轴。

本实用新型的另一目的在于提供一种能形成一个由多个矩形光斑叠加混合的均匀平面出射光的直下式背光模组。

本实用新型是这样实现的：多向折射式背光透镜，其特征在于，包括长方形基体，所述基体下平面中心设有锥状盲孔，所述基体上平面向上延伸出一个中心位置凹陷的自由曲面凸台。

优选的，所述锥状盲孔为椭圆截面的锥状盲孔。

优选的，所述锥状盲孔为圆形截面的锥状盲孔。

优选的，所述椭圆截面的长轴对应所述自由曲面凸台的短边，所述椭圆截面的短轴对应所述自由曲面凸台的长边。

优选的，所述长方形基体四个角为圆角。

优选的，所述长方形基体四角均分布有一个连接孔，所述连接孔为圆柱形或者圆锥形。

一种直下式背光模组，包括LED灯以及多向折射式背光透镜，所述多向折射式背光透镜覆盖于所述LED灯之上，所述多向折射式背光透镜与所述LED灯组合后矩阵排列。

本实用新型提供的多向折射式背光透镜，包括长方形基体，所述基体下平面中心设有锥状盲孔，所述基体上平面向上延伸出一个中心位置凹陷的自由曲面凸台，LED发出的光经过锥状盲孔射入，由于自由曲面曲率和曲面法线的变化，光经过入射面沿ZX,ZY平面折射，同时，由于锥状入射孔存在曲率和曲面法相的变化，入射光还会在XY平面产生折射，经过折射的光再通过表面的自由曲面折射出射，同理，由于上表面的自由曲面体的曲率和曲面法向的变化，光经过自由曲面会形成XZ或者YZ以及XY平面的二方向折射，最后出射出均匀的矩形光斑。

本实用新型一种直下式背光模组，将所述多向折射式背光透镜LED灯组合后，长方形基体可以按照一定距离矩阵排列，从而在背光模组的屏幕（出光板）上形成一个有多个矩形光板叠加混合的均匀平面出射光，解决了圆形光斑矩阵交接处暗区和条状明暗带的问题。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

图1-1是现有技术中折射式背光二次光学透镜后视示意图。

图1-2是现有技术中折射式背光二次光学透镜剖视示意图。

图1-3是现有技术中折射式背光二次光学透镜主视示意图。

图2-1是现有技术中反射式背光二次光学透镜后视示意图。

图2-2是现有技术中反射式背光二次光学透镜剖视示意图。

图2-3是现有技术中反射式背光二次光学透镜主视示意图。

图3是本实用新型多向折射式背光透镜主视图。