[实用新型]光学元件、光源模组与显示装置

说明书

本实用新型涉及光学元件、光源模组与显示装置，该光学元件包括相位绕射光栅与振幅绕射光栅。相位绕射光栅包括中央凹部与多个环形台阶。这些环形台阶围绕中央凹部。中央凹部与这些环形台阶形成凹槽，其中光源设置在凹槽内，并朝向光学元件发出光线。各个环形台阶具有台阶面。各个台阶面包括多个呈同心圆状排列的环形微结构。至少一个环形台阶的各个环形微结构的宽度小于或等于光线的四分之一波长。振幅绕射光栅包括中央凸部与多个环形部。中央凸部对准中央凹部。这些环形部围绕中央凸部。

技术领域

本实用新型涉及光学元件、光源模组与显示装置，且特别是涉及可促使光线均匀出射的光学元件以及包括此光学元件的光源模组与显示装置。

背景技术

目前，已存在采用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为光源的显示器。这种显示器通常需要配备光均匀化元件，例如扩散片(diffuser)，来均匀化光线，以使这些发光二极管(LED)所发出的光线可以均匀出射。因此，许多业者致力于研究改善不同光学原理的光均匀化元件，以达到出光均匀化的效果，进而提升显示器的影像质量。

实用新型内容

因此，本实用新型的一个目的在于提供一种光学元件，其入光面与出光面应用近场光绕射原理而达到出光均匀化的效果。

本实用新型至少一个实施例提供一种光学元件，其利用近场绕射来均匀化光线。

本实用新型至少一个实施例提供一种光源模组，其包括上述光学元件。

本实用新型至少一个实施例提供一种显示装置，其包括上述光源模组。

本实用新型至少一个实施例所提供的光学元件具有入光面以及相对于入光面的出光面，其中至少一个光源适于朝向入光面发出光线。光学元件包括至少一个相位绕射光栅与至少一个振幅绕射光栅。相位绕射光栅包括中央凹部与多个环形台阶。这些环形台阶围绕中央凹部，并呈同心圆状排列。中央凹部与这些环形台阶形成入光面。入光面定义凹槽，并且为此凹槽的内表面，其中各个环形台阶具有第一台阶面。各个第一台阶面包括多个呈同心圆状排列的环形微结构。至少一个环形台阶上的各个环形微结构的宽度小于或等于光线的四分之一波长。振幅绕射光栅包括中央凸部与多个环形部。中央凸部对准中央凹部。这些环形部围绕中央凸部，并呈同心圆状排列。中央凸部与这些环形部形成出光面。

在本实用新型至少一个实施例中，上述振幅绕射光栅在入光面上垂直投影出投影区域，而相位绕射光栅完全位在投影区域内。

在本实用新型至少一个实施例中，各个环形部的宽度小于或等于光线的波长。

在本实用新型至少一个实施例中，上述光源具有顶面。上述环形台阶高于光源的顶面的环形台阶属于第一群组，其中第一群组中的各个第一台阶面与光源的顶面之间具有第一夹角。第一群组中的第一夹角从中央凹部朝向远离中央凹部的方向而递减。

在本实用新型至少一个实施例中，上述环形台阶低于光源的顶面的环形台阶属于第二群组，其中第二群组中的各个第一台阶面与光源的顶面之间具有第二夹角。第二群组中的第二夹角从中央凹部朝向远离中央凹部的方向而递增。

在本实用新型至少一个实施例中，上述中央凸部与这些环形部形成凹槽。

在本实用新型至少一个实施例中，上述光学元件更具有表面，其中入光面凹设于表面，且出光面相对于表面。各个环形部具有第二台阶面，而各个第二台阶面与表面之间的垂直距离从中央凸部朝向远离中央凸部的方向而递减。

在本实用新型至少一个实施例中，这些环形台阶的宽度彼此相等。

在本实用新型至少一个实施例中，同一个第一台阶面中的这些环形微结构的宽度彼此相等。

在本实用新型至少一个实施例中，这些环形部的宽度彼此相等。