[发明专利]一种配光透镜的形成方法和直下式LED背光源装置

说明书

本发明公开了一种配光透镜的形成方法和直下式背光源装置，属于光源领域，方法包括：以预设点A₀为第一曲线的起始点，利用计算第一曲线上的点A_i；将得到的点云A_i拟合成第一曲线，并将第一曲线旋转360°得到上表面的中心凹面；基于光源作为焦点和第一曲线的边缘点获取抛物线L；截取抛物线L的部分曲线，将部分曲线旋转360°得到上表面的中间反射凸面；以预设点B₀为第二曲线的起始点，利用计算第二曲线上的点B_j；然后将点云B_j(x_j，z_j)拟合成第二曲线，并将第二曲线旋转360°得到下表面边缘的反射凸面。本发明基于光源、扩散板的位置及距离设计出的配光透镜上表面和下表面均为非曲面面型，透镜表面连续光滑，且形成的配光透镜能够使出射光能量均匀分布。

技术领域

本发明属于光源领域，更具体地，涉及一种配光透镜的形成方法和直下式背光源装置。

背景技术

传统LED光源具有寿命长、功耗低、结构紧凑、设计灵活等诸多优点。随着LED光效的逐渐提升，LED的应用范围也愈加广泛。一般地，LED出射光强属于朗伯分布，其出射光直接照射至目标面上会呈现出中间强边缘若的照度分布。因此需要借助二次光学设计来重新调整出光状态，以满足特定的照明需求。

对于基于LED光源的液晶背光应用，根据光源的位置可分为侧光式LED背光源和直下式LED背光源。侧光式LED背光是将LED放在导光板的侧面，点亮LED后由导光板将光均匀扩散至整个液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)面板，对LCD面板进行均匀照明；直下式LED背光则是将LED均匀地放置在LCD面板的后面，当点亮全部LED后，就可以实现对LCD面板的均匀照明。侧光式LED背光的LCD面板可以做得很薄，但LCD面板面积较大时会容易出现整体亮度分布不均匀情况，常常出现边缘过暗，中间过亮的显示效果；此外，侧入式LED背光还需要使用的导光板成本较高。而直下式LED背光模组在经过合理的设计后，可以对任意尺寸的LCD面板提供均匀的照明。

在现有的直下式背光模组设计中，中国专利CN109425925A公开了一种横截面呈锯齿形结构的配光结构，该结构声称可以提升LED光源的照射范围，但是并没锯齿状的结构势必增加加工难度，同时也没有公开设计方法。中国专利CN103196097B公开了一种用于直下式光源的LED二次柱面透镜，用于实现均匀照明，且入射面和出射面均为泽尼克多项式面。该专利所设计出的透镜为柱透镜，不具有旋转对称性，面型参数通过优化得出，优化意味着耗时的蒙特卡洛光线追击，不利于加速产品开发。中国专利CN104806976B公开了一种直下式背光源配光用透镜，该透镜上表面光滑连续，下表面由中间光滑面和边缘锯齿环带面构成。同样，其入射面和出射面为泽尼克多项式面，其参数计算过程并未公布，且下表面的锯齿结构也给加工带来了困难。

因此，现有技术不足，需要改进。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种配光透镜的形成方法和直下式LED背光源装置，其目的在于，设计出一种配光透镜的形成方法，能够形成匀光效果较好的配光透镜，其应用于直下式LED背光源装置时，能够提高直下式LED背光源装置的照明效果。同时，设计出的配光透镜上表面和下表面连续光滑，利于加工。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种配光透镜的形成方法，所述配光透镜应用于直下式LED背光源装置，所述方法包括：

S1：以坐标点A₀(0，h)作为第一曲线的起始点，利用公式计算所述第一曲线下一点A_i(x_i，z_i)；