[发明专利]一种基于发光二极管配光曲线的高精度自由曲面透镜

说明书

本发明涉及一种基于发光二极管配光曲线的高精度自由曲面透镜，包括：发光二极管和多个半径不同的双自由曲面透镜；所述双自由曲面透镜切割后成为矩形透镜并能矩形光斑，并用矩形透镜拼接成透镜阵列；所述矩阵背光面为10.1mm×13.4mm，所述矩阵为2×2矩阵，所述单个矩形透镜大小为5.05×mm6.7mm；本发明与传统的采用两层扩散膜的背光结构相比，采用透镜阵列和两层扩散膜后的背光的光能利用率提高了，且提高了背光亮度，提高了非均匀性，半亮度视角由37°降低到19°；本发明的透镜及其阵列对LED光源发出的光线进行准直，易形成高亮度的均匀矩形光斑，满足头使用要求。

技术领域

本发明涉及高精度透镜技术领域，尤其涉及一种基于发光二极管配光曲线的高精度自由曲面透镜。

背景技术

随着液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)技术的发展成熟，LCD已经取代阴极射线管成为主流显示器件。发光二极管(Light Emit—ting Diode，LED)具有响应速度快、启动电压低、低功耗、无汞环保、寿命长等优点，被广泛使用在液晶显示背光源中。

相比于传统的成像光学而言，非成像光学关注的不是目标的平面成像以及成像质量，而是光源的能量利用率以及能量分布情况。现有的自由曲面透镜大多能在远距离、大面积的情况下获得特定形状的均匀光斑，主要针对可以将LED光源视为单一点光源、设计单一透镜的情况。而在传统的直下式LED背光中，由于尺寸限制，液晶屏和LED光源之间的距离较小，多颗LED阵列很难被视为单一光源，进而难以设计单个透镜进行光线调制。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种基于发光二极管配光曲线的高精度自由曲面透镜，包括：发光二极管和多个半径不同的双自由曲面透镜；所述双自由曲面透镜切割后成为矩形透镜并能矩形光斑，并用矩形透镜拼接成透镜阵列；所述矩阵背光面为10.1mm×13.4mm，所述矩阵为2×2矩阵，所述单个矩形透镜大小为5.05×mm6.7mm。

进一步的，双自由曲面透镜由三组，分别对应半径为4.2mm、4.25mm和4.3mm。

进一步的，透镜阵列设置有厚度为1mm的底板，所述底板设置在透镜陈列周围，用于加工定位。

进一步的，透镜阵列上方还设置有两层扩散膜，用于增大视角和提高均匀性。

本发明的优点在于：与传统的采用两层扩散膜的背光结构相比，采用透镜阵列和两层扩散膜后的背光的光能利用率提高了，且提高了背光亮度，提高了非均匀性，半亮度视角由37°降低到19°；本发明的透镜及其阵列对LED光源发出的光线进行准直，易形成高亮度的均匀矩形光斑，满足头使用要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1示出了根据本发明实施方式的一种基于发光二极管配光曲线的高精度自由曲面透镜的结构示意图；

附图2示出了根据本发明实施方式的一种基于发光二极管配光曲线的高精度自由曲面透镜的矩阵透镜的结构示意图。

附图说明：1、发光二极管；2、双自由曲面透镜；3、透镜阵列。

具体实施方式

在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便于对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好地理解。