新型led背光透镜和液晶显示背光屏的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了新型LED背光透镜和液晶显示背光屏。所述新型LED背光透镜，包括透镜本体和设于透镜本体底面的柱脚，透镜本体呈上宽下窄的圆台结构，透镜本体底面设有入射面，透镜本体侧面为第一折射面，透镜本体的顶面为第二折射与反射面；入射面呈内凹的倒锥形曲面。本实用新型采用以上结构，实现了在同现有的折射式光学透镜相比LED排列间距相同的前提下，将投射距离缩减一半仍能获取同样辉度均匀度的目的。
【专利说明】新型LED背光透镜和液晶显示背光屏
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发光二极管(LED, LightEmittingDiode)透镜【技术领域】,具体涉及新型LED背光透镜和液晶显示背光屏。
【背景技术】
[0002]LED光源由于其节能环保已经在照明以及液晶显示背光屏等领域广泛使用。特别是在液晶显示背光屏中已经大批量使用，创造了广泛的社会价值和商业价值。LED液晶背光源主要有2种布置方式:
[0003]1、侧入式，利用LED配合导光板实现屏幕的均匀辉度。
[0004]2、直下式，利用LED配合光学透镜在屏幕后方直接照射屏幕实现均匀辉度。
[0005]目前，直下式布置方式中多使用折射式光学透镜(如图1所示，)，此种透镜由于材料的折射率和全反射效应影响，且由于光学结构的局限性，在限定LED排列间距的前提下，LED光源与透镜组合与液晶显示背光屏的屏幕之间必须具有较高的投射距离，才能使被照射的屏幕亮度均匀，即在屏幕上获取均匀辉度。显然，投射距离的增加会增加液晶显示背光屏的成本，且不符合使用者对液晶显示背光屏轻而薄的要求。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于公开了新型LED背光透镜和液晶显示背光屏，解决了现有折射式光学透镜需要具有较高的投射距离才能在屏幕上获取均匀辉度的问题，进一步解决了液晶显示背光屏的成本高、厚度大的问题。
[0007]为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0008]新型LED背光透镜，包括透镜本体和设于透镜本体底面的柱脚，透镜本体呈上宽下窄的圆台结构，透镜本体底面设有入射面，透镜本体侧面为第一折射面，透镜本体的顶面为第二折射与反射面；入射面呈内凹的倒锥形曲面。
[0009]进一步，所述入射面在纵截面上的入射面轮廓线呈向外突出的的弧线结构。
[0010]进一步，至少三个所述柱脚环绕所述入射面分布。
[0011 ] 进一步，所述入射面和所述透镜本体底面连接位置处设有阶梯结构。
[0012]进一步，所述第二折射与反射面也呈内凹的倒锥形曲面。
[0013]进一步，所述第二折射与反射面在纵截面上的折射与反射面轮廓线呈向外突出的的弧线结构。
[0014]进一步，所述入射面的面积比所述第二折射与反射面的面积小，且入射面和第二折射与反射面同轴配合。
[0015]本实用新型还公开了液晶显示背光屏，包括反射膜、扩散板和上述任意一项所述新型LED背光透镜，放射膜和扩散板间距15mm ;若干个新型LED背光透镜设于反射膜上；LED光源设于所述透镜本体下方，且LED光源位于和所述入射面相配合的位置处。
[0016]进一步，所述若干个新型LED背光透镜在所述反光膜上矩形阵列布置，行偏移110mm,列偏移 75mm。
[0017]进一步，还包括增光膜和液晶面板，增光膜覆盖在所述扩散板上，液晶面板覆盖在增光膜上。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0019]本实用新型中的新型LED背光透镜采用以上结构，提供了一种全新的折射式光学新型LED背光透镜，利用光学的基本原理计算辅助计算机仿真技术，实现了在同现有的折射式光学透镜相比LED排列间距相同的前提下，将投射距离缩减一半(即实现大距高比)仍能获取同样辉度均匀度的目的。
[0020]本实用新型将入射面、出射光线的第二折射与反射面做成一定程度的内凹的倒锥形曲面后，LED光源发出的光线进过透镜后发射出的光线范围更大，使用在液晶显示背光屏上时，液晶显示背光屏的背光效果更均匀；采用梯形圆台的结构，圆台侧面(即第一折射面)为平滑弧面，更易加工，加工工艺难度低，加工效率高。
[0021]本实用新型中的液晶显示背光屏采用以上结构，利用光学的反射定律、折射定律及计算机模拟仿真软件，以上结构条件下，将投射距离缩小到15mm，并使亮度均匀度达到最佳效果；新型LED背光透镜行偏移IlOmm,列偏移75mm为实践证明的最佳分布方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本实用新型中新型LED背光透镜实施例一的立体示意图一；
[0024]图2是图1所示实施例一的立体示意图二 ；
[0025]图3是图1所示实施例一的底面示意图；
[0026]图4是图3沿着A-A方向的剖面示意图；
[0027]图5是图1所示实施例一的光线折射路径示意图，图中箭头表示光线发射方向；
[0028]图6是本实用新型中液晶显示背光屏实施例二的结构示意图，图中箭头表示光线发射方向；
[0029]图7是图6中新型LED背光透镜在反射膜上的分布示意图；
[0030]图中，10-新型LED背光透镜；1-透镜本体；11_透镜本体底面；2-柱脚；3-入射面；31_入射面轮廓线；4_第一折射面；5_第二折射与反射面；51_折射与反射面轮廓线；6-阶梯结构；20_液晶显示背光屏；21_反射膜；22_扩散板；23_增光膜；24_液晶面板；25-LED 光源。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0032]实施例一[0033]如图1至图5所示实施例一新型LED背光透镜10，包括透镜本体I和设于透镜本体底面11的柱脚2，透镜本体I呈上宽下窄的圆台结构，透镜本体底面11设有入射面3，透镜本体侧面为第一折射面4，透镜本体的顶面为第二折射与反射面5 ;入射面3呈内凹的倒锥形曲面。
[0034]入射面3在纵截面上的入射面轮廓线31呈向外突出的的弧线结构。入射面3和透镜本体底面11连接位置处设有阶梯结构6。三个柱脚2环绕入射面3分布。
[0035]第二折射与反射面5也呈内凹的倒锥形曲面。第二折射与反射面5在纵截面上的折射与反射面轮廓线51呈向外突出的的弧线结构。入射面3的面积比第二折射与反射面5的面积小,且入射面3和第二折射与反射面5同轴配合。
[0036]透镜本体I和柱脚2可为透光材料(例如折射率为1.4的透明树脂材料)制成的一体结构。
[0037]作为对实施例一的进一步说明，现说明其工作原理:LED光源25设于入射面3下方；LED光源25发出的光线从入射面3射入，一部分光线经过第二折射与反射面5反射后从第一折射面4折射出，一部分光线直接从第二折射与反射面5折射，还有部分光线直接从第一折射面4折射出。采用以上结构，实现了在同现有的折射式光学透镜相比LED排列间距相同的前提下，将投射距离缩减一半(即实现大距高比)仍能获取同样辉度均匀度的目的。
[0038]实施例一新型LED背光透镜的其它结构参见现有技术。
[0039]实施例二
[0040]如图6和图7所示实施例二液晶显示背光屏20，包括反射膜21、扩散板22、三层增光膜23、液晶面板24、LED光源25和实施例一所示新型LED背光透镜10，放射膜21和扩散板22之间的间距D为15mm ;若干个新型LED背光透镜10设于反射膜21上，LED光源25设于基台I下方，且位于三个柱脚2之间。
[0041]本实施例中的增光膜23覆盖在扩散板22上，液晶面板24覆盖在增光膜23上。本实施例中的若干个新型LED背光透镜10在反光膜21上矩形阵列布置，行偏移A为110mm，列偏移B为75mm。柱脚2的高度高于LED光源25的高度。
[0042]实施例二中增光膜23的数量为三层，但不局限于三层，可根据需求增减。
[0043]实施例二采用以上结构，利用光学的反射定律、折射定律及计算机模拟仿真软件，以上结构条件下，将投射距离缩小到15mm，并使亮度均匀度达到最佳效果。
[0044]实施例二液晶显示背光屏的其它结构参见现有技术。
[0045]本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。
【权利要求】
1.新型LED背光透镜，其特征在于:包括透镜本体和设于透镜本体底面的柱脚，透镜本体呈上宽下窄的圆台结构，透镜本体底面设有入射面，透镜本体侧面为第一折射面，透镜本体的顶面为第二折射与反射面；入射面呈内凹的倒锥形曲面。
2.如权利要求1所述新型LED背光透镜，其特征在于:所述入射面在纵截面上的入射面轮廓线呈向外突出的的弧线结构。
3.如权利要求1或2所述新型LED背光透镜，其特征在于:至少三个所述柱脚环绕所述入射面分布。
4.如权利要求1或2所述新型LED背光透镜，其特征在于:所述入射面和所述透镜本体底面连接位置处设有阶梯结构。
5.如权利要求1或2所述新型LED背光透镜，其特征在于:所述第二折射与反射面也呈内凹的倒锥形曲面。
6.如权利要求5所述新型LED背光透镜，其特征在于:所述第二折射与反射面在纵截面上的折射与反射面轮廓线呈向外突出的的弧线结构。
7.如权利要求5所述新型LED背光透镜，其特征在于:所述入射面的面积比所述第二折射与反射面的面积小，且入射面和第二折射与反射面同轴配合。
8.液晶显示背光屏，其特征在于:包括反射膜、扩散板和上述任意一项所述新型LED背光透镜，放射膜和扩散板间距15mm ;若干个新型LED背光透镜设于反射膜上；LED光源设于所述透镜本体下方，且LED光源位于和所述入射面相配合的位置处。
9.如权利要求8所述液晶显示背光屏，其特征在于:所述若干个新型LED背光透镜在所述反光膜上矩形阵列布置，行偏移IlOmm,列偏移75mm。
10.如权利要求8或9所述液晶显示背光屏，其特征在于:还包括增光膜和液晶面板，增光膜覆盖在所述扩散板上，液晶面板覆盖在增光膜上。
【文档编号】F21Y101/02GK203686878SQ201320854240
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】蒋礼旺 申请人:东莞市欧科光电科技有限公司