[发明专利]发光装置及其透镜

说明书

技术领域

本发明涉及发光装置，特别涉及包括一个透镜以调节多个发光光源的光输出向前发射的发光装置。更具体地，尽管并不是唯一受限于此，本发明涉及能调节多个发光光源的光输出用于显示器应用的一个透镜，包括此透镜的发光组件，以及一个包括此发光组件的显示器。

发明背景

许多发光光源具有这样的光强度分布特征，其通常能方便地由一个曲线图进行描述，在横向方向的辐射角上显示光强度变化，如美国专利2006-0034097A1里的例子所述。

半导体发光装置越来越多地应用在现代日常电子设备里。典型的半导体发光光源如封装好的发光二极管(LED)，是有方向性的，光沿着一个特征光学轴进行传播。通常，LED光强度是遵循朗勃分布(Lambertian Distribution)的，如美国专利2006-0034097A1里的图27所述。更特别地，LED发出的整个光能量的大部分都包含在一个以光学轴为中心的角度范围内，该角度范围通常被称为LED的“视角(viewing angle)”。LED的视角范围通常是在关于光学轴的+/-15°到+/-60°之间。

在涉及使用半导体发光装置的许多应用里，都期望能调节多个发光光源的光输出以满足各种目的。

例如，液晶显示器(LCD)通常有一个背光装置，其包括一个LED阵列，从后面照亮LCD显示屏，因为LCD显示屏不能自行发光。这种背光装置的一个例子在美国专利2005-0243576A1里有描述。

在这种或其它类似的应用里，都希望能混合多个LED的光输出，如三个主要颜色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的LED，混合后再前向传播。混合多个LED(如发出三种主要颜色的LED)发出的光，是有优势的，因为通过将LED分开安置在多个分散的位置上，然后再混合多个分散光源发出的光，与一个高功率的个别的白色LED的高功耗及热负荷相关的问题可以得到缓解。但是，与一个显示屏的长度相比，一个典型LED的典型分布特征意味着需要一个相当大的距离进行光混合。所以，极其希望能够提供一种光学装置来缩短多个LED之间的光混合距离。

在美国专利6,598,998里描述了一个用来调节LED输出而进行前向传播的典型光学装置。但是，此装置需要一个双模塑成型过程。这种光学装置的另一个例子在美国专利2006-0034097A1里有描述。美国专利2006-0034097A1的透镜有一个相当复杂的结构，并且光混合距离相当长。

所以，期望能够提供一种透镜和发光组件，其能够减轻现有技术的缺陷。

发明概述

依照本发明，提供一种发光组件，其包括一个透镜、第一光源、第二光源和第三光源，其中所述透镜被安置在所述第一、第二和第三光源的前面；所述第三光源处于所述第一和第二光源的中间；并且所述透镜和所述第一、第二和第三光源被配置，使得从所述第一和第二光源发出的光在所述透镜经历内发射之后汇聚在所述第三光源上，并且所述光是在与所述第三光源的光混合之后被前向传播。

利用本发明的一个光学组件，多个发光光源的光输出可以在距离光源一个相当短的距离内被充分混合后前向传播。

在一个优选例子里，所述透镜包括第一凹面部分和第二凹面部分，所述第一凹面部分被设置成将所述第一光源发出的光反射回到所述第三光源，而所述第二凹面部分被设置成将所述第二光源发出的光反射回到所述第三光源。

通过对齐第一和第二发光光源与其对应的凹面，使得反射光束在第三发光源上汇合，在一个较短距离内可以充分进行相邻多个发光光源之间的光混合。

作为一个例子，所述第一凹面部分可以是第一椭圆的一部分，所述第一和第三光源可以被安置在所述第一椭圆的焦点上。

另外，所述第二凹面部分可以形成第二椭圆的一部分，并且所述第二和第三光源可以被安置在所述第二椭圆的焦点上。

利用此配置，所述第一和第二椭圆相交，所述第三光源被安置在所述第一和第二椭圆的一个公共焦点上。

更特别地，所述第一和第二椭圆相交在所述第三光源朝前的一个位置上。

作为一个例子，所述第一和第二椭圆可以是相同的。

在一个简便的例子里，所述第一和第二椭圆的长轴可以是共线的，并且所述第一、第二和第三光源被安置在所述第一和第二椭圆的长轴上。

优选地，所述第一、第二和第三光源可以分布在所述椭圆的焦点上。

有利地，每个所述椭圆的长轴和短轴之间的比率大于1但小于1.25。