扩散透镜及具有该扩散透镜的光发射模块的制作方法

本实用新型涉及一种光发射模块，且更具体而言涉及一种能使发射的光的亮度均匀的扩散透镜以及一种发射光的具有该扩散透镜的光发射模块。

背景技术：

通常，在用于一背光或侧光的液晶显示屏的一光发射模块中，一光发射装置安装在一电路板上，且从光发射装置发射的光经由一透镜以一广角分散并发射出。使用这样的一透镜，通过均匀地分散由光发射装置发射的光，可以采用少量的光发射装置均匀地照射较大的区域。

最近，由于小型化的趋势，需要减小光发射模块的透镜的直径，且在光发射表面形成凸缘部以减小透镜直径。

然而，在现有技术中，当通过形成在透镜的背侧(下表面)上的向上倾斜的表面或平坦的表面扩散的光朝向凸缘部发射时，在凸缘部处出现亮度的不均匀(晕纹(mura))，且结果是存在亮度不均匀的问题。

现有技术文献

专利文献

(专利文献0001)韩国待审专利申请公开号KR10-2015-0082394(2015.07.15公开)

技术实现要素：

技术问题

本实用新型的技术任务是提供一种光发射模块，所述光发射模块包括一扩散透镜，所述扩散透镜既可以减小透镜半径，又可以通过防止因透镜半径减小引起的亮度不均匀而使光的亮度均匀。

技术手段

为了实现所述任务，根据本实用新型的一个实施例的扩散透镜包括：一光入射部，其形成一内表面，从一光发射装置发射的光入射在所述内表面上；一光发射部，其形成一外表面，入射到所述光入射部上的光在所述外表面被发射出去，且所述光发射部设有一凸缘部，所述凸缘部在端部处破坏发射侧的曲率以减小透镜的直径；以及一背侧部，形成透镜的一下表面，所述下表面将所述光入射部和所述光发射部连接，且所述背侧部设有从所述光入射部向上倾斜形成的一第一斜面以及从所述第一斜面的端部向下倾斜形成的一第二斜面；由于由所述背侧部的第二斜面扩散的光补偿从所述凸缘部发射出的光，所以可使亮度均匀，以防止在所述凸缘部处出现不均匀性。

此外，所述第一斜面和所述第二斜面之间的拐点可形成在总透镜半径的80±10％处。

此外，所述第二斜面可相对于水平面以10°或更小的一向下倾斜角度形成。

此外，所述凸缘部可包括：一第一拐点，所述第一拐点在所述光发射部的端部处破坏所述发射表面的曲率；以及一第二拐点，沿所述发射表面以一定角度远离所述第一拐点形成以增加扩散角；且所述第一拐点和所述第二拐点可位于所述背侧部的其上形成有所述第二斜面的部分的竖直方向上。

此外，所述第一拐点和所述第二拐点之间的倾斜角可相对于竖直方向为5°或更小。

此外，根据本实用新型的一个实施例的光发射模块可包括：一电路板；一光发射装置，安装在所述电路板上；以及一扩散透镜，其控制从所述光发射装置发射的光，且所述扩散透镜安装在所述电路板上从而位于所述光发射装置的顶部。

技术效果

通过由从所述透镜的背侧部的向下倾斜表面扩散的光补偿由所述凸缘部发射的光而使亮度均匀，本实用新型能防止所述凸缘部上的亮度不均匀(晕纹)。

因此，本实用新型具有以下效果：通过借助所述背侧部的形状对光进行补偿而使亮度均匀，本实用新型可以防止当为减小透镜直径而破坏发射表面的曲率时在所述凸缘部的拐点处出现亮度不均匀(晕纹)。

附图说明

图1是示出根据本实用新型的一个实施例的光发射模块的一示意断面图。

图2是根据本实用新型的一个实施例的用于一光发射模块中的一扩散透镜的一立体图。

图3是根据本实用新型的一个实施例的用于一光发射模块中的一扩散透镜的一前视图。

图4是示出根据本实用新型的一个实施例的用于一光发射模块中的一扩散透镜的一示意断面图。

图5是图4的A部分的一放大图。

图6和图7是两个示意图，比较在形成于扩散透镜的背侧部上的向下倾斜表面处于不同倾斜角的情况下从发射部的凸缘部发射的光。

图8和图9是两个实验照片，比较在形成于扩散透镜的背侧部上的向下倾斜表面处于不同倾斜角的情况下在发射部的凸缘部处存在或不存在光的不均匀性(晕纹)。

图10是一曲线图，比较在形成于扩散透镜的背侧部上的向下倾斜表面处于不同倾斜角的情况下在发射部的凸缘部处出现光的不均匀性(晕纹)的区域。

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明根据本实用新型的一实施例的扩散透镜和具有该扩散透镜的光发射模块。请注意的是，在说明本实用新型时，省略了作为公知常识和判定为不必要地使本实用新型的核心目的晦涩难懂的功能和构件的详细说明。

图1是示出根据本实用新型的一个实施例的光发射模块的一示意断面图。

如图1所示，根据本实用新型的一个实施例的光发射模块10可包括一电路板100、光发射装置200以及扩散透镜300。

电路板100是一印刷电路板(PCB)，一电路图案形成于其上。这里，虽然示出了一单个光发射装置200安装在电路板100上，但多个光发射装置200也可设置于电路板100上，且一扩散透镜300可以设置在各个光发射装置200的上方。

光发射装置200安装在电路板100上。光发射装置200设置在后述的光入射部310内。光发射装置200可设置成由一发光二级管(LED)芯片组成的一LED封装。这样的一LED封装是一广为人知的技术，且因此是能够理解的，并由此省略详细的说明。

扩散透镜300用来控制从光发射装置200发射的光。

扩散透镜300以位于光发射装置200上方的方式安装在电路板100上。

扩散透镜300由结合于电路板100的多个脚部301固定就位。例如，扩散透镜300的各脚部301的前端可通过一粘结剂粘结于电路板100或者可装配到形成在电路板100上的孔(未示出)中。此外，在本实施例中，构造示出为透镜的脚部301在数量上为4个，但并不限制于此，且脚部301也可设置成3个。此外，透镜的脚部301可形成在背侧部330的第一斜面331或第二斜面332上。

图2是根据本实用新型的一个实施例的用于一光发射模块中的一扩散透镜的一立体图。图3是根据本实用新型的一个实施例的用于一光发射模块中的一扩散透镜的一前视图。图4示出根据本实用新型的一个实施例的用于一光发射模块中的一扩散透镜的一示意断面图。图5是图4的A部分的一放大图。

如图2至图5所示，根据本实用新型的一个实施例的用于光发射模块10中的扩散透镜300可包括一光入射部310、光发射部320以及背侧部330。

光入射部310形成一内表面，从光发射装置200发射的光在扩散透镜300的内部入射到所述内表面上。

光入射部310可具有其宽度从入口随着向上移动而变得越来越窄的一形式。此外，光入射部310的入口的宽度可大于光发射装置200的宽度。

光入射部310的高度可根据光发射装置200的取向角、扩散透镜300的上表面的形状、所希望的光取向分布等来调节。

光发射部320形成扩散透镜300的一外表面，所述外表面将入射在光入射部310上的光发射。

光发射部320的发射表面的形成有一凸环形状或具有被平坦化的曲面形状。

光发射部320可设置有一凸缘部321，凸缘部321通过在光发射部320的端部处破坏(break)发射表面的曲率从而减小扩散透镜300的直径。

凸缘部321可包括一第一拐点321a以及一第二拐点321b。

第一拐点321a通过在光发射部320的端部处破坏发射表面的曲率来减小透镜的直径。

第二拐点321b用来增加扩散角并沿发射表面以一定角度远离第一拐点321a形成。

第一拐点321a和第二拐点321b位于背侧部330的其上形成有第二斜面332的部分的竖直方向上。

第一拐点321a和第二拐点321b之间的倾斜角β形成为相对于竖直方向为5°或更小。例如，连接第一拐点321a和第二拐点321b的线与在第二拐点321b处的竖直线之间的倾斜角β为5°或更小。

背侧部330形成将光入射部310和光发射部320连接的一下透镜表面。

背侧部330的背侧的形状以一定角度和曲率形成，以调节反射的光。通过这种方式，入射在背侧部330上的光可以被折射以增大扩散范围。

背侧部330可设有从光入射部310向上倾斜形成的一第一斜面331以及从第一斜面331的端部向下倾斜形成的一第二斜面332。此外，背侧部330可以包括或可以不包括从第二斜面332平坦地延伸到外缘的一表面333。

第一斜面331和第二斜面332之间的拐点R3形成在总透镜半径R1的80±10％处。换句话说，在背侧部330中，第二斜面332的拐点R3位于总透镜半径R1的80±10％的范围内。

第一斜面331从光入射部310的端部开始，且朝向水平面上方以10°或更小的一倾斜角α形成。

第二斜面332朝向水平面下方以10°或更小的一倾斜角γ形成。

通过利用由第二斜面332(第二倾斜表面332是背侧部330的向下倾斜表面)扩散的光来补偿从凸缘部321发射的光，可以防止在凸缘部321处出现的亮度不均匀，以使亮度均匀。换句话说，当发射表面的曲率被破坏以减小透镜直径时，在凸缘部321的两个拐点321a、321b处出现亮度不均匀，且这种亮度不均匀用因为背侧部330的形状扩散的光补偿，以使亮度均匀并防止出现亮度不均匀。

图6和图7是两个示意图，比较在形成于扩散透镜的背侧部上的向下倾斜表面处于不同倾斜角的情况下从光发射部的凸缘部发射的光的对比。

如图6所示，如果背侧部330的向下倾斜的第二斜面332的倾斜角γ形成为0–10°，则在第一拐点321a和第二拐点321b之间的范围内，发射的光被朝向透镜半径的内侧方向折射，而超过第二拐点321b后，发射的光被朝向透镜半径的外侧方向折射。

在这种方式下，在凸缘部321b处被朝向透镜半径的内侧方向折射的发射的光和被朝向透镜半径的外侧方向折射的发射的光彼此补偿，因此晕纹(亮度不均匀)的发生被减少且使得亮度均匀。

然而，如图7所示，如果背侧部330的向下倾斜的第二斜面332的倾斜角γ大于10°，例如11°，则在第一拐点321a和第二拐点321b之间的范围内，发射的光被朝向透镜半径的外侧方向折射，而超过第二拐点321b后，发射的光也被朝向透镜半径的外侧方向折射。

在这种方式下，所有从凸缘部321发射的光都被朝向透镜半径的外侧方向折射且不发生补偿，因此晕纹的发生被增多且亮度变得不均匀。

图8和图9是两个实验照片，比较在形成于扩散透镜的背侧部上的向下倾斜表面处于不同倾斜角的情况下在光发射部的凸缘部处存在或不存在光的不均匀性(晕纹)。

如图8所示，如果背侧部330的向下倾斜的第二斜面332的倾斜角γ大于10°，例如11°，在166–181区域的评估值Max＝112.35、Min＝-68.79、Avg＝-1.53，其不为0且表示非均匀亮度。

然而，如图9所示，在本实用新型中，如果背侧部330的向下倾斜的第二斜面332的倾斜角γ形成为0–10°，则在与图8相同的166–181区域，评估值小于图8，具体是Max＝9.36、Min＝-38.48、Avg＝-1.17，其接近0且表示亮度变得均匀。

图10是一曲线图，比较在形成于扩散透镜的背侧部上的向下倾斜表面处于不同倾斜角的情况下在光发射部的凸缘部处出现光不均匀性(晕纹)的区域。

如图10所示，对于第二倾斜面332(其为背侧部330的向下倾斜表面)的不同倾斜角(γ＝0°、y＝2.5°、γ＝5°、γ＝7.5°、γ＝10°、γ＝11°)，在光发射部320的凸缘部321处出现的亮度不均匀(晕纹)的区域(区域166–181)存有一显著区别。

具体地，在出现亮度不均匀(晕纹)的区域166–181，如果背侧部330的向下倾斜表面332的倾斜角γ是0–10°，则亮度将会均匀，而如果背侧部330的向下倾斜表面332的倾斜角γ大于10°，例如11°，则亮度将会不均匀。

如下表1所示，随着晕纹值接近0，光越来越均匀，且在背侧部330的向下倾斜表面332的倾斜角γ分布在0–10°内，晕纹值接近0，从而亮度均匀，晕纹无任何变化，而如果背侧部330的向下倾斜表面332的倾斜角γ超过10°，则晕纹值会突然下降，这表示非均匀亮度。

[表1]

因此，通过使由于设置向下倾斜表面的倾斜角而扩散的光补偿从凸缘部发射的光而使亮度均匀，本实用新型可防止为了减小透镜直径而破坏发射表面的曲率时在凸缘部的拐点处出现的亮度不均匀(晕纹)。

在上文中，参照附图说明了本实用新型的实施例，但本实用新型所属技术领域的技术人员将能理解，在不改变本实用新型的必要特征或技术思想的情况下，本实用新型能以不同的具体形式实施。因此，必须理解的是，上述实施例在所有方面都是示例性的而非限制性的。本实用新型的范围在下面的权利要求中而不在说明书中给出，所有从权利要求的含义和范围及等同获得的变形或变化形式必视为包含在本实用新型的范围内。

附图标记说明

10:光发射模块

100:电路板

200:光发射装置

300:扩散透镜

310:光入射部

320:光发射部

321:凸缘部

330:背侧部

331:第一斜面

332:第二斜面