一种矩形光斑的透镜制造技术

本实用新型专利技术涉及直下式背光透镜技术领域，特别涉及一种矩形光斑的透镜，包括有透镜主体、位于透镜主体底部的入光面和位于透镜主体顶部的出光面，所述出光面的曲面方程为：

【技术实现步骤摘要】
一种矩形光斑的透镜
本技术涉及直下式背光透镜
，特别涉及一种矩形光斑的透镜。
技术介绍
目前，直下式背光的照明系统是由多颗LED灯珠组成的，LED灯珠常做成矩形阵列排布，如图1所示，在直下式LED背光领域中，直下式透镜为确保光斑叠加的时候呈现良好的能量均匀性，常用的技术是使单颗LED灯的光斑呈发散状，使光斑最外圈超过相邻的灯珠的位置，但发散状的光斑截止不明显，会降低整个系统的亮暗对比度，如图2所示。
技术实现思路
本技术的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种发散状光斑截止明显的矩形透镜。为实现上述目的，本技术的具体方案如下：一种矩形光斑的透镜，包括有透镜主体、位于透镜主体底部的入光面和位于透镜主体顶部的出光面，所述出光面的曲面方程为：所述曲面方程中：c是曲率，k是二次曲面系数，cj是xmyn的系数，j＝1+[(m+n)2+m+3n]/2，m+n≤10，m、n从0、1、2、3……9、10中取值。其中，所述透镜主体的底面设置有用于放置光源的第一凹槽。其中，所述入光面设置成对称结构曲面，所述入光面向上凹形成有第二凹槽，所述第二凹槽开口处到顶部的直径逐渐减小。其中，所述透镜主体边缘位置设置有凸台。其中，述透镜主体的表面设置成微结构。其中，所述入光面和出光面的材料是折射率为1.3～1.8之间的透明光学树脂。其中，所述入光面和出光面的材料是透过率为85～94之间的透明光学树脂。本技术的有益效果为：与现有技术相比，本技术实现了在同现有的光学透镜相比参数相同的前提下，让透镜光斑呈矩形状并且截止明显，提高整个系统的亮暗对比度，减少残影，带给用户更佳的视觉效果。附图说明图1是直下式背光LED灯珠的排列示意图；图2是常规光斑的叠加效果图；图3是本技术光线几何示意图；图4是本技术矩形光斑的叠加效果图；图5是图3中b点的光强分布图；图6是本技术的剖视图；图7是本技术的示意图；图8是本技术另一视角的示意图；图9是本技术的光路径图；图1至图9中的附图标记说明：1-透镜主体；11-第一凹槽；12-凸台；2-入光面；21-第二凹槽；3-出光面；4-支脚。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细的说明，并不是把本技术的实施范围局限于此。如图3和9所示，本实施例所述的一种矩形光斑的透镜，包括有透镜主体1、位于透镜主体1底部的入光面2和位于透镜主体1顶部的出光面3，所述出光面3的曲面方程为：所述曲面方程中：c是曲率，k是二次曲面系数，cj是xmyn的系数，j＝1+[(m+n)2+m+3n]/2，m+n≤10，m、n从0、1、2、3……9、10中取值，其中k＝0，c＝0.1285024324526465，c4＝-0.128526557～-0.128526543，c6＝-0.128969096～-0.128969085，c11＝0.006503472～0.006503481，c13＝-2.19E-16～-2.18E-16，c15＝0.004466007～0.004466011，c22＝-0.000203776～-0.000203768，c24＝3.39E-18～3.41E-18，c26＝4.70E-18～4.72E-18，c28＝-5.29E-05～-5.27E-05，c37＝2.86E-06～2.88E-06，c39＝4.24E-20～4.26E-20，c41＝5.30E-20～5.32E-20，c43＝6.23E-20～6.25E-20，c45＝1.14E-06～1.16E-06，c56＝1.33E-08～1.35E-08，c58＝-6.43E-23～-6.41E-23，c60＝6.63E-23～6.66E-23，c62＝7.79E-23～7.82E-23，c64＝6.49E-22～6.52E-22，c66＝2.15E-08～2.18E-08，其他cj值都为零；所述透镜主体1的横截面可根据实际需求设置为圆形或者其他形状，在各cj值取值范围内，通过上述矩形光斑的透镜设置，可实现透镜光斑呈矩形状并且截止明显，如图4所示，提高整个系统的亮暗对比度，减少残影，带给用户更佳的视觉效果。本实施例的基本原理是：当LED灯珠或者其他光源，放置在本实施例的光学曲面透镜，LED灯珠或者其他光源的光线入射到入光面2，经过入光面2折射进入设计的出光面3，使光线在投影上呈截止明显的矩形光斑。如图6和8所示，基于上一步实施例的基础上，进一步地，所述透镜主体1的底面设置有用于放置光源的第一凹槽11，设置第一凹槽11放置LED光源，保证LED光源的光线充分射入到所述入光面2。如图6和8所示，基于上一步实施例的基础上，进一步地，所述入光面2向上凹形成有第二凹槽21，所述第二凹槽21开口处到顶部的直径逐渐减小，这样设置是为了保证所述透镜光斑的截止较为明显。如图7和8所示，基于上一步实施例的基础上，进一步地，所述透镜主体1边缘位置设置有凸台12，透镜主体1边缘设置凸台12，便于在组装透镜时确定方向。所述透镜主体1的表面设置成微结构，透镜主体1表面的微结构能扩散光线，使光线均匀从出光面3射出，从而得到能量均匀、截止明显的矩形光斑。基于上一步实施例的基础上，进一步地，所述入光面2和出光面3的材料是折射率为1.3～1.8之间的透明光学树脂；用折射率在此范围的透明光学树脂材料制成的光学面，透镜的成像更清晰。基于上一步实施例的基础上，进一步地，所述入光面2和出光面3的材料是透过率为85～94之间的透明光学树脂；用透过率在此范围的透明光学树脂材料制成的光学面，透镜的成像更清晰。如图8所示，本实施例所述的一种矩形光斑的透镜，所述透镜主体1底部还设有3个或3个以上的支脚4；用支脚4支撑透镜主体1，保证了透镜在组装时快速定位。解决技术问题思路：为满足整个系统的亮暗对比度，减少残影，提出矩形光斑的透镜，如图3所示，h是混光高度,取18mm，点a是光源在评估面上的对应点，点b是取评估面上的间距点，角度θ是a、b点对应的夹角，根据b点的照度大约为a点的50％时，背光模组整体的均匀度可以满足80％，故b点的照度满足E(b)＝E(a)/2，根据光强与照度关系：I＝Er2，b点的光强为I(b)＝E(b)h2/cos2θ＝E(a)h2/2cos2θ＝I(a)/2cos2θ，经推算得出b的光强分布如图5所示，为了满足x，y，xy，yx四个方向不同的光强分布，故选择xy多项式，其公式如下：所述曲面方程中：c是曲率，k是二次曲面系数，cj是xmyn的系数，j＝1+[(m+n)2+m+3n]/2，m+n≤10，m、n从0、1、2、3……9、10中取值，经过设计，得出曲面方程系数为：k＝0，c＝0.1285024324526465，c4＝-0.128526557～-0.128526543，c6＝-0.128969096～-0.128969085，c11＝0.006503472～0.006503481，c13＝-2.19E-16～-2.18E-16，c15＝0.004466007～0.004466011，c22＝-0.000203776～-0.000203768，c24＝3.39E-18～3.41E-18，c26＝4.70E-18～4.7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矩形光斑的透镜，包括有透镜主体(1)、位于透镜主体(1)底部的入光面(2)和位于透镜主体(1)顶部的出光面(3)，其特征在于，所述出光面(3)的曲面方程为：

【技术特征摘要】
1.一种矩形光斑的透镜，包括有透镜主体(1)、位于透镜主体(1)底部的入光面(2)和位于透镜主体(1)顶部的出光面(3)，其特征在于，所述出光面(3)的曲面方程为：所述曲面方程中：c是曲率，k是二次曲面系数，cj是xmyn的系数，j＝1+[(m+n)2+m+3n]/2，m+n≤10，m、n从0、1、2、3……9、10中取值。2.根据权利要求1所述的一种矩形光斑的透镜，其特征在于，所述透镜主体(1)的底面设置有用于放置光源的第一凹槽(11)。3.根据权利要求1所述的一种矩形光斑的透镜，其特征在于，所述入光面(2)设置成对称结构曲面，所述入光面(...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛阳平，
申请(专利权)人：东莞市旭瑞光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44