[发明专利]形成正方形光形之光学透镜

说明书

技术领域

本发明涉及光学透镜之技术领域，特别涉及关于一种形成正方形光形之光学透镜，以利用二次光学原理调整原发光源之发光角度、光度分布与照度分布，使之呈现均匀光强度之照明效果。

背景技术

由于液晶显示器是一种不具有自发光功能之被动式显示装置，故需加装背光模块以提供显示面板所需之显示光源，如此，背光模块产生之面光源是否具足够且均匀之亮度即直接影响液晶显示器的显示质量。目前，背光模块依其结构可分为侧光式及直下式（Direct Type Backlight）两种，其中，直下式背光模块因具有高光照均匀度、良好的出光视角、高光能利用率、简易的组装结构，及可快速微调画面区域明暗以大幅提升动态对比度等特点而广泛应用于大尺寸液晶显示器中。

而且，LED具有发光效率高、寿命长及耗电量低等特性而成为背光模块之应用光源首选。现知直下式背光模块系透过矩阵排列的方式将复数个LED光源及复数个光学透镜装设于一基板上，并以一适当距离将一扩散板（Diffusion Plate）覆盖于该等光学透镜之出光面上，供以均匀分散各该LED光源所发射光之光径，即混光后投射至显示面板上而提供亮度均匀之面光源。然而，如图1所示，为已知直下式背光模块于扩散板上之投射光形示意图，各该LED光源经该光学透镜后，于该扩散板上形成一圆形光形1，藉散布之该等圆形光形1构成背光模块需求之光照范围。然而，该等圆形光形1间之邻接处形成有照明区域相互交集之亮部10及无照明区域之暗部11，如此，相互交错之亮部10及暗部11将影响背光模块之光匀度并降低混光效果。再者，液晶显示器变换画面中亮暗区域时将影响邻近画面区域的灰阶层次而造成微模糊（Blooming）现象，降低画面影像之清晰度及饱合度。

因此，利用光学透镜改变原LED光源之圆形光形，以形成可紧密相接排列之正方形光形，以改善应用装置之光照均匀度及混光效果，即为本发明之目的。同时，对于其它照明相关领域有利用矩形光型之必要者，亦可结合本发明为其适用，而使光照区域与实施范围效率大幅提升。

发明内容

有鉴于现有技术的问题，本发明之目的在于提供一种形成正方形光形之光学透镜，使适应用于液晶显示器之背光源内或于照明领域中适应矩形光型环境之需求者，以改善照射范围之全域光照强度。

根据本发明的目的，该形成正方形光形之光学透镜具有一透镜本体，且该透镜本体之顶部设有一出光面，底部设有一入光面，又该入光面之中心处凹设形成一容置空间，供以容置一发光源，其特征在于：该入光面之一边缘线封闭围绕而略呈一正方形几何图形，且该正方形几何图形之边角呈圆弧状之设置，该发光源所射出之光经该透镜本体后，投射至一目标投射面而呈现一正方形光形。

其中，该目标投射面设置于一背光模块中之一扩散板上，且该光学透镜更包括至少一卡合体，该卡合体设于该透镜本体之底部，供以相对于一LED基板相互卡合固定。并且，该出光面之中心部位是向下凹陷而形成一凹点，以均匀该发光源投射至该目标投射面上之光照辐度。

为确保光形之正方形形状，该入光面投影至该出光面处之相对位置，该正方形几何图形之边角处对应之该出光面处之发散角度大于等于该正方形几何图形之非边角处对应之该出光面处发散角度。如此，当该光学透镜应用于该背光模块而为复数使用型态时，即可藉该等光学透镜形成相接排列之正方形光形，以提升该背光模块之全屏光均度，进而提升应用液晶显器之混光效果。另外于照明领域中，亦可满足须以矩形光型实现之环境要求。

附图说明

图1　为已知直下式背光模块于扩散板上之投射光形示意图。

图2　为本发明较佳实施例之示意图。

图3　为本发明较佳实施例之俯视图。

图4　为本发明较佳实施例之剖视图。

图5　为本发明较佳实施例之光迹图。

图6　为本发明较佳实施例之一配光曲线图。

图7　为本发明较佳实施例之另一配光曲线图。

图8　为本发明较佳实施例之辐照度图。

图9　为本发明较佳实施例应用于背光模块时之使用示意图。

图10　为本发明较佳实施例应用于背光模块时于扩散板上之投射光形示意图。

具体实施方式