[发明专利]光拾取透镜，发光元件，面光源装置和彩色液晶显示单元

权利要求书

1.一种透镜，由圆形底面、侧面和顶面形成，该透镜具有有限尺寸的面光源，该面光源设置在透镜底面的中心，其中

在假设的圆柱坐标(r，φ，z)中，原点是底面的中心，z轴是穿过底面中心的法线，

顶面是相对于z轴旋转对称的非球面，并全反射从面光源、以全立体角的一半发射的光中极角小于侧面和顶面之间的交线的极角Θ₀的部分成分，

侧面是相对于z轴旋转对称的非球面，并能使从面光源、以全立体角的一半发射的光中极角大于Θ₀的成分和在顶面全反射的成分透过，

函数r＝f_S(z)，其中z为变量，表示在由0≤z≤z₁定义的封闭区内，其中侧面和顶面交线的z坐标是z₁，随着变量z减小，非球面侧面单调地增大，并且至少具有一点，在该点变量z的二阶微分数的绝对值|d²r/dz²|在封闭区中为最大值。

2.如权利要求1所述的透镜，其中，函数r＝f_T(r)，其中r是变量，表示非球面的顶面由下面公式(1)给出的双曲面限定：

其中″c″是与z轴相交的双曲面顶点的曲率(顶点曲率)，″e″是偏心率，零级系数″a″由公式″a＝[c(e²-1)]^-1+p″给出，其中″p″是常数。

3.如权利要求2所述的透镜，其中

偏心率e满足″1.40≤e≤1.58″，和

″c″满足以下公式(2)

其中面光源尺寸为d。

4.如权利要求1所述的透镜，其中，函数r＝f_S(z)，z是变量，表示非球面的侧面由第n级多项式定义。

5.如权利要求1所述的透镜，其中，所述透镜材料的折射率n₁为1.48≤n₁≤2.5。

6.一种透镜，由圆形底面、侧面和顶面形成，且有限尺寸的面光源设置在透镜底面中心，其中

在用于透镜的圆柱坐标(r，φ，z)中，原点是底面的中心，z轴是穿过底面中心的法线，

顶面是相对于z轴旋转对称的非球面，并全反射从面光源、以全立体角的一半发射的光中极角小于侧面和顶面之间的交线的极角Θ₀的部分成分，和

侧面是相对于z轴旋转对称的非球面，并能使从面光源、以全立体角的一半发射的光中极角大于极角Θ₀的成分和在顶面全反射的成分透过。

7.如权利要求6所述的透镜，其中，所述底面几乎以有效地起凸透镜作用的侧面的焦距为中心。

8.一种透镜，由圆形底面、侧面和顶面形成，且具有设置在其底面中心的发光元件，其中

透镜的侧面是朝外凸出并且相对于旋转轴对称的曲面，旋转轴是穿过底面中心点并且垂直于底面的轴，

顶面是朝底面凸出并且相对于旋转轴对称的曲面，和

假定由中心点定义其顶点并且与顶面相切的第一虚拟圆锥的锥角为Ω₁，由中心点定义其顶点并且与顶面相切的第二虚拟圆锥的锥角(立体角)为Ω₂，

从中心点投射、在第二虚拟圆锥内的虚拟光成分从顶面投射到外面，

从中心点投射、在第二虚拟圆锥外面但在第一虚拟圆锥里面的虚拟光成分在顶面全反射并且从侧面投射到外面，和

从中心点投射、在第一虚拟圆锥外面的虚拟光成分从侧面投射到外面。