[发明专利]光学透镜

说明书

技术领域

本发明涉及光学透镜，更为具体地涉及在对照明元件的光进行扩散的过程中，对光轴部位的光量减少进行最小化，从而均匀对于非照明部件的亮度分布，进而提高光的亮度。

背景技术

现有以来，作为用于个人电脑（personal computer）或电视等的液晶显示器的照明方法，将多个发光二极管（LED）用作点光源的平面光源装置广为人知。

上述平面光源装置中，具有与液晶显示面板几乎相同形状的板形光束控制部件（光学透镜），并且在其背面将多个LED配置为矩阵形状。

上述来自于LED的光从光束控制部件的背面入射至光束控制部件的内部，从而从对立于其背面的出射面出射。

并且，通过上述出射光，对液晶显示面板进行背光照明（back lighting）。

表现上述技术的几类文献有表示为如下：

（第一现有例）

其为专利文献1中提出的现有例。如图1a所示，根据此现有例，在平面光源装置10上配置有微透镜阵列（Microlens array）12，以便多个LED11分别一对一地对应，并且来自于LED11的光通过微透镜阵列（Microlens array）12向垂直于平面的方向（上方）射出。

（第二现有例）

其为专利文献2中提出的现有例。如图1b所示，根据此现有例，发光显示装置13包括：LED11、凹透镜14、凸透镜15。

来自于LED11的光通过凹透镜扩散后，通过凸透镜15聚光，从而向几乎平行于LED11的“光轴”的方向出射。

此处，“光轴”是指从立体的出射光束中心的光的前进方向，上述立体的出射光束来自于作为点光源的LED11。

（第三现有例）

其为专利文献3中提出的现有例。如图1c所示，根据此现有例，提供将LED11作为光源的显示装置16。

来自于LED11的光通过聚光透镜17聚光，从而导向至前方，并且接下来通过扩散透镜18扩散。

（第四现有例）

此现有例中，提供如图2所示的显示装置20。

显示装置20包括：多个LED芯片21、光扩散部件22、非照明部件（例如，液晶显示面板）23，上述非照明部件利用透射光扩散部件22的光来进行照明。

各个LED芯片21中，将具有半球形出射面24的光束控制部件25固定于LED26的出射面24，并且配置为等间距。

从各个LED芯片21出射的光中，透射光扩散部件22后，供给至非照明部件23。

但是，上述现有例存在如下问题。

（1）第一现有例：在平面光源装置10中，作为相邻LED11的中间部分，具有微透镜阵列12的形状不连续的部分。

在此部分中，光的射出量急剧变化，因此在各个微透镜阵列12的边界部分出射光的明暗偏差会变大，从而很显眼。

（2）第二现有例：在发光显示装置13中的多个凹透镜14连续相接，从而很难称其形成有平面。

此外，多个凸透镜15也多个连续相接，从而难于形成平面。

由此，例如类似于大型液晶显示面板，对于大面积的非照明部件，难以供给均匀的面形照明。

（3）第三现有例：在显示装置16中，将来自于LED11的光通过聚光透镜118进行聚光后，通过扩散透镜18进行扩散。

由此，相比现有例一，则光的明暗差不显眼。

但是，问题在于：来自于相邻的多个LED11的光彼此难以混合，从而各个LED11间的发光颜色的偏差比较显眼。

（4）第四现有例：如图3所示，第四现有例的显示装置20中，对应于各个LED26而出现的照明光的亮度的偏差变大为波形形状。

由此，在各个LED26间的照明光生成暗部，从而难以实现均匀的面形照明。

此外，如图3的曲线（curve）A所示，在第四现有例中，从各个LED芯片21所出射的光的光量（光强度）在LED26的光轴L附近具有局部变大的倾向。

因此，问题在于：从相邻的多个LED26所发出的光彼此难以混合，从而各个LED26间的发光色的偏差很显眼。

为解决上述问题，在“韩国登记专利10-0971639号”、“韩国登记专利10-0977336号”等中提出光束控制部件（光学透镜），其对点光源所出射的光进行扩散，从而将LED所出射的光彼此混合，进而缩小发光色的偏差。

由此可知，将LED用于广角照明时，一般将光学元件（光束控制部件）配置于LED的前面，上述光学元件（光束控制部件）将LED所散发的光变换为广角。