透镜、发光装置及背光模组的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光学领域，尤其设及一种透镜、一种具有该透镜的发光装置、W及一种 具有该发光装置的背光模组。
【背景技术】
[0002] 背光模组，作为发光装置，广泛地应用于如手机、电脑、数码相机、个人数字助理等 消费性电子产品的液晶显示器中，W用于点亮该液晶显示器。目前，随着显示技术的发展， 背光模组中的光源越来越多地采用发光二极体Qi曲temittingdiode,LED)。通常地，背 光模组中的多个L邸呈矩阵式排列并与液晶显示器中的显示面板的形状对应。背光模组发 出的光线的亮度分布是由放置在L邸前方的透镜来调整的，然而，现有的采用L邸的背光模 组的中央区域通常有过亮的现象。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的透镜、一种具有该透镜的发 光装置、W及一种具有该发光装置的背光模组。
[0004] 一种用于控制由发光单元发出的光线的透镜，包括：用于供该光线进入的入 光面及与该入光面相背的出光面。该入光面包括第一区域，该第一区域中至少有两个 点分别到该发光单元的光出射面的中屯、点的距离是相同的。该第一区域满足关系式： 化 < 巧 < 庞。其中，斑是该发光单元发出的任意光线的第一入射角，雜;是该第一区域 中第一入射角的最小值，^涕i是该第一区域中第一入射角的最大值。该发光单元发出的光 线进入该透镜中并从该出光面出射。该入光面及该出光面满足条件式（1)及（2)，条件 式（1):在满足日° <則 < 飯+ 20°的第二区域内，比值巧/却的最小值发生在第一入射角 湖的取值化撫:划編之间时，且该第二区域内的该比值^/^>0.9。条件式似：在满 足拉彭诺紹邊雜讓拙释的第S区域内，比值货的最小值发生在第一入射角}斑的取值在 :谣剧泌之间时，且该第二区域内的该比值试V巧>0.9。其中，:繼是第一入射角为亂的 光线进入到该透镜内时的第二入射角，媒是光线W第一入射角媒进入到该透镜并从该出 光面出射的第=入射角。
[0005] -种发光装置，包括发光单元及与该发光单元对准的透镜。该透镜包括用于供该 光线进入的入光面及与该入光面相背的出光面。该入光面包括第一区域，该第一区域中至 少有两个点分别到该发光单元的光出射面的中屯、点的距离是相同的。该第一区域满足关 系式：級 <剧< 級。其中，的是该发光单元发出的任意光线的第一入射角，化是该第一 区域中第一入射角的最小值，廉1是该第一区域中第一入射角的最大值。该发光单元发出 的光线进入该透镜中并从该出光面出射。该入光面及该出光面满足条件式（1)及（2)，条 件式（I):在满化沪<化<飯本迎終的第二区域内，比值62/饥的最小值发生在第一入射 角雜的取值在泌到带之间时，且该第二区域内的该比值况/却>化9。条件式似：在满 足0° <筑< 飯+10°的第S区域内，比值巧3间的最小值发生在第一入射角沉的取值在 ;涕到庞之间时，且该第二区域内的该比值庞。其中，;游::是第一入射角为拥斯光线进入 到该透镜内时的第二入射角，:撇是光线W第一入射角饥进入到该透镜并从该出光面出射 的第=入射角。
[0006] -种背光模组，包括一个电路板，多个呈矩阵式排列在该电路板上的发光单元，W 及一个扩散板。每个发光单元包括一个与该电路板电性连接的发光单元及一个透镜。该透 镜包括用于供该光线进入的入光面及与该入光面相背的出光面。该入光面包括第一区域， 该第一区域中至少有两个点分别到该发光单元的光出射面的中屯、点的距离是相同的。该第 一区域满足关系式：化 <則< 淀。其中，剧是该发光单元发出的任意光线的第一入射角， 齡是该第一区域中第一入射角的最小值，:繼是该第一区域中第一入射角的最大值。该发 光单元发出的光线进入该透镜中并从该出光面出射。该入光面及该出光面满足条件式（1) 及似，条件式（1):在满足〇。<巧空谢+ 20。的第二区域内，比值脚/a的最小值发生在 第一入射角:亂前取值在曲到巧之间时，且该第二区域内的该比值况/却 >化9。条件式 似：在满足龄洛銷遥嫌本補带的第S区域内，比值巧/辣的最小值发生在第一入射角錐 的取值在饭到泌之间时，且该第二区域内的该比值鐵據1梦雜辨。其中，:游是第一入射角 为常I的光线进入到该透镜内时的第二入射角，級；^光线W第一入射角掷地入到该透镜 并从该出光面出射的第=入射角。该扩散板与该发光装置对准W扩散并传输每个发光装置 从该出光面出射的光线。
[0007] 相较于现有技术，本发明提供的背光模组、发光装置及透镜均将出光面设计成满 足条件式（1):在满足0。<剧. <化+20°的该第二区域内，比值SI/嫌的最小值发生在第 一入射角雜的取值巧化到巧之间时，且该第二区域内的该比值说/剖>0.9 ;及满足条 件式似：在满足〇e<化 <涨^0°的该第S区域内，比值KVa的最小值发生在第一入 射角剧的取值在化到化之间时，且该第二区域内的该比值巧/巧>化9，从而降低中央 区域的照明亮度，并减少发光单元L邸特性造成的外围黄晕现象，增加直下式背光模组之 照明均匀性。
【附图说明】
[0008] 图1是本发明第一实施方式提供的发光装置的剖面示意图。
[0009] 图2是图1中的发光装置的光入射面与发光单元的示意图。
[0010] 图3是第一入射角与比值之间的关系图，该比值为第二入射角与该第一入射角之 间的比值，或者是第S入射角与该第一入射角之间的比值。
[0011] 图4是第一入射角与第一入光面切线斜率绝对值之间的关系图。
[0012] 图5是本发明第二实施方式提供的背光模组的剖面示意图。
[0013] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图将对本发明实施方式作进一步的详细说明。
[0015] 请参阅图1，本发明第一实施方式提供的发光装置100包括一个发光单元10W及 一个透镜20。该透镜20位于该发光单元10的正上方，用于控制该发光单元10发出的光 线。
[0016] 本实施方式中，该发光单元10为朝该透镜20发光的LED。该发光单元10包括一 个朝向该透镜20的光出射面12。该光出射面12具有一个位于中央位置的中屯、点120及一 个垂直穿过该中屯、点120的中屯、轴00'。
[0017] 该透镜20可为透明材料，如由塑料或玻璃制成。所述塑料可为PMMA(polymethyl methac巧late,聚甲基丙締酸甲醋）、PC(polycarbonate,聚碳酸脂）、或是娃树脂 (silicone)等。该透镜20包括一个底面22、一个入光面24、一个出光面26W及一个连接 面28。该透镜20开设有一个凹陷29。该底面22及该出光面26分别位于该透镜20的相 背两侧，该入光面24位于该底面22与该出光面26之间，且该入光面24相对该底面22向 该出光面26的方向凹陷W形成该凹陷29。该连接面28连接在该底面22及该出光面26之 间。本实施方式中，该发光单元10位于该凹陷29的下方。具体地，该光出射面12正对该 入光面24,该透镜20的中屯、轴与该发光单元10中屯、轴00'重叠，即，该入光面24关于该中 屯、轴00'轴对称，该出光面26也关于该中屯、轴00'轴对称。
[001引使用时，发光单元10发出的光线（此时具有第一入射角:錐.，如下所述）从该入光 面24进入该透镜20 (此时具有第=入射角游，如下所述），经过该透镜20的折射，最后从 该出光面26射出（此时具有第一入射角拟，如下所述）。
[0019] 请参阅图2,该入光面24呈对称的抛物线状，其顶端24a为一个圆锥形的尖端突 起。该入光面24包括一个第一区域240、一个第二区域、一个第=区域W及一个第四区域。 该第一区域240中至少有两个点分别到中屯、点120的距离是相同的，该第一区域240满足 关系式：掘其中，廢I是该发光单元10发出的任意光线进入该透镜20时的第一入射角 (如图1所示）。换言之，紐尾该发光单元10发出的任意光线与中必轴00'之间的夹角。 撫是该第一区域240中第一入射角的最小值（如图2所示），;絶是该第一区域240中第一 入射角的最大值（如图2所示）。该第二区域满足关系式：甘S?化 < 撒+ 20°。该第S区 域满足关系式：〇。<巧< 化韦細斧。该第四区域满足关系式:〇。<釘< 巧m始:;;。本实施 方式中，该第一区域240为非球面区域，例如，该第一区域240中所有的点到该中屯、点120 的距离都相同。
[0020] 请参阅图3,其中，横坐标为雜的取值，单位为度；纵坐标为入射角的比值（第 二入射角与该第一入射角之间的比值或第S入射角与该第一入射角之间的比值 )，是常数。图3描述了该入光面24与该出光面26之间满足下列条件式： 条件式（1):在满足日°<进<敞+20。的该第二区域内，比值况/却的最小值发生在 第一入射角補前取值在化到涕;之间时（即发生在親 < 部這紙时），且该第二区域内的 该比值||||声〇1。其中，把是第一入射角为M前光线进入到该透镜20内时的第二入 射角，换言之，；游是第一入射角为祸的光线进入到该透镜20并发生折射后与该中必轴 00,之间的夹角。例如，比值说/巧的最小值发生在姚戚值在7。到10°之间时（即发生 在7〇 <却<10〇时），且该比值掛/剖的最小值小于1. 1，最