一种透镜、灯条、背光模组及显示设备制造技术

本发明专利技术公开了一种透镜、灯条、背光模组及显示设备，涉及显示设备技术领域。该透镜为长条形，所述透镜的底面形成入光面，所述透镜的外表面形成出光面，且所述透镜的顶面为曲面，所述透镜内的部分光线能够在所述曲面发生全反射后，由所述透镜的侧面透出。本发明专利技术提供的透镜的底面为入光面，外表面为出光面，通过设计透镜的外轮廓，使得透镜内部的部分光线直接由透镜的顶面和侧面透出，部分光线在透镜的顶面全反射后由透镜的侧面透出，有利于增大光线的光程和光线的出射角度。

【技术实现步骤摘要】
一种透镜、灯条、背光模组及显示设备
本专利技术涉及显示设备
，尤其涉及一种透镜、灯条、背光模组及显示设备。
技术介绍
显示设备是一种可输出图形或感触信息的设备，包括电视机、显示器、广告机等。背光模组是显示设备的重要组成部分之一。背光模组可分为侧入式背光模组和直下式背光模组。直下式背光模组是指光源由灯条上的LED芯片射出后，向上经扩散板均匀分散后于扩散板的正面射出。直下式背光模组中，灯条的安置空间变大，但同时也增加了模组的厚度、重量、耗电量等，因其设置的灯条数量多，具有高辉度、良好的出光视角、光利用效率高、结构简易化等有点，因而适用于对可携性及空间要求较低的显示设备。如图1所示，灯条1＇包括光源和二次透镜，光源包括PCB板以及直线排列在PCB板上的多个LED芯片。LED芯片发出的光依靠二次透镜将光线进行均匀化，并通过透镜获得5°至160°之间的任意出光角度的光线，并由扩散板3＇的正面射出。为了提高光线利用率，分散在背光模组两侧的光线经反射片2＇反射后，再由扩散板3＇的正面射出。现有技术中，二次透镜一般为通过旋转获得的折射式和反射式对称透镜，分散的点光源经过透镜后得到圆形或者椭圆形的光斑。为了在直下式背光模组应用时获得均匀的出光效果，需要在背板内部均匀地排列多个LED芯片，使LED芯片均匀地分布在背光模组的各个部分，从而导致背光模组内灯条1＇增多，组装效率低，成本高。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提出一种透镜，该透镜与光源配合使用，可以增大背光模组中光线的光程以及形成的光斑大小，减少背光模组中使用灯条数量，降低背光模组的成本。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种透镜，所述透镜为长条形，所述透镜的底面形成入光面，所述透镜的外表面形成出光面，且所述透镜的顶面为曲面，所述透镜内的部分光线能够在所述曲面发生全反射后，由所述透镜的侧面透出。其中，所述透镜的顶面各点的切线的斜率为：其中，n为所述透镜对空气的相对折射率，α为光线在入光面上的入射角，β为光线在入光面上的折射角，φ为光线在出光面上的折射角，X为光线在目标面上形成的照明区域的半径，Z为目标面距离所述透镜的入光面的高度。其中，所述透镜的侧面包括位于上部的竖直面以及位于下部的斜面，所述透镜的下端的横截面积大于上端的横截面积。其中，所述透镜的底面内凹形成容纳槽，所述容纳槽的内壁形成所述入光面。其中，所述容纳槽的侧壁为向所述容纳槽内凸出的弧面。其中，所述透镜的截面形状为轴对称图形。本专利技术的另一个目的在于提出一种灯条，可以增大背光模组中光线的光程以及形成的光斑大小，减少背光模组中使用灯条数量，降低背光模组的成本。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种灯条，包括LED光源，还包括如上述所述的透镜，所述透镜扣设于所述LED光源外。其中，所述LED光源包括基座、荧光粉层以及多个LED芯片，所述基座上设置有条形的封装槽，多个所述LED芯片呈直线分布于所述封装槽内，所述荧光粉层覆盖于多个所述LED芯片上。本专利技术的再一个目的在于提出一种背光模组，该背光模组能够大幅度减少使用的灯条数量，有利于提高背光模组的组装效率，并降低成本。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种背光模组，包括：背板；如上述所述的灯条，所述灯条设置于所述背板上；扩散板，所述扩散板设置于所述背板上方；及反射片，所述反射片叠放于所述背板上，所述反射片上设置有条形孔，所述灯条伸出所述条形孔外，所述反射片的边缘弯折并与所述扩散板连接。本专利技术的再一个目的在于提出一种显示设备，该显示设备能够大幅度减少使用的灯条数量，有利于提高组装效率，并降低成本。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种显示设备，包括上述所述的背光模组。有益效果：本专利技术提供了一种透镜、灯条、背光模组及显示设备。本专利技术提供的透镜的底面为入光面，外表面为出光面，通过设计透镜的外轮廓，使得透镜内部的部分光线直接由透镜的顶面和侧面透出，部分光线在透镜的顶面全反射后由透镜的侧面透出，有利于增大光线的光程和光线的出射角度。附图说明图1为现有技术中背光模组的结构示意图；图2为本专利技术提供的背光模组的结构示意图；图3是本专利技术提供的背光模组内光线传播路径的示意图；图4为本专利技术提供的灯条的结构示意图；图5为本专利技术提供的透镜的结构示意图；图6为本专利技术提供的背光模组的主视图；图7为本专利技术提供的透镜的轮廓设计的原理图；图8为本专利技术提供的光源的结构示意图；图9为图8中A处的局部放大图；图10为本专利技术提供的光源的剖视图。其中：1、LED光源；11、基板；12、支架；13、LED芯片；14、荧光粉层；15、连接器；2、透镜；21、容纳槽；22、顶面；23、侧面；231、竖直面；232、斜面；3、扩散板；4、反射片；1＇、灯条；2＇、反射片；3＇、扩散板。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本实施例提供了一种显示设备，可以为电视机、显示器、广告机等。显示设备包括背光模组及显示面板。背光模组为显示面板供应充足的亮度与分布均匀的光源，使其能正常显示影像。如图2所示，背光模组主要包括背板(图中未示出)、反射片4、灯条及扩散板3。扩散板3设置于背板上方，反射片4环绕扩散板3设置，并分别连接扩散板3和背板。灯条可以通过双面胶、螺钉或卡扣的方式设置于背板上。灯条包括LED光源1以及扣设于LED光源1外的透镜2，LED光源1发出的光线经透镜2调整到合适范围的出光角度后，入射至扩散板3，经扩散板3扩散后，在显示面板上形成均匀的光照区域。在本实施例中，LED光源1包括基座以及多个LED芯片13，多个LED芯片13沿基座的长度方向均匀排列。由于现有技术中，灯条上设置有多个分散的LED芯片13，形成多个分散的点光源。每个LED芯片13上罩设有一个大致呈圆柱形的透镜2，LED光源1发出的光线进入透镜2后，大部分光线直接经透镜2的上端表面折射透出，导致每个点光源形成的圆形或椭圆形的光斑较小。为使直下式背光模组为在显示面板上形成均匀的光照区域，需要在背板上阵列分布有多个LED芯片13，即需要设置多条灯条，不仅增加了背光模组的成本，而且多条灯条组装效率低。为解决上述问题，本实施例中通过改进透镜2的结构，使得每个背光模组可以只设置一根灯条，灯条位于背板的中间，从而减少背光模组需要设置的灯条数量。如图3-图4所示，通过改进透镜2的结构，使进入透镜2内部的光线，一部分经由透镜2的顶面折射透出，一部分光线在透镜2的顶面发生全反射，全反射的光线经透镜2的侧面折射透出，另有一部分光线直接入射至透镜2的侧面并透出，且由透镜2侧面透出的光线还可以在反射片4的反射作用下入射到扩散板3上。通过控制部分直接射入透镜2顶面的光线发生全反射，使得部分光线经透镜2的侧面射出，且射出的光线还可以在反射片4的作用下向上反射至扩散板3，从而使光线的光程变大，光线经透镜2后获得更大范围的出光角度，进而增大每个LED芯片13形成的光斑面积，从而减少使用的灯条数量，达到降低成本、提高组装效率的目的。为进一步提高光线利用率，本实施例中，反射片4叠放在背板上，反射片4上设置有条形孔，灯条通过条形孔伸出反射片4外，且反射片4的四周的边缘弯折并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透镜(2)，其特征在于，所述透镜(2)为长条形，所述透镜(2)的底面形成入光面，所述透镜(2)的外表面形成出光面，且所述透镜(2)的顶面(22)为曲面，所述透镜(2)内的部分光线能够在所述曲面发生全反射后，由所述透镜(2)的侧面(23)透出。

【技术特征摘要】
1.一种透镜(2)，其特征在于，所述透镜(2)为长条形，所述透镜(2)的底面形成入光面，所述透镜(2)的外表面形成出光面，且所述透镜(2)的顶面(22)为曲面，所述透镜(2)内的部分光线能够在所述曲面发生全反射后，由所述透镜(2)的侧面(23)透出。2.如权利要求1所述的透镜(2)，其特征在于，所述透镜(2)的顶面(22)各点的切线的斜率为：其中，n为所述透镜(2)对空气的相对折射率，α为光线在入光面上的入射角，β为光线在入光面上的折射角，φ为光线在出光面上的折射角，X为光线在目标面上形成的照明区域的半径，Z为目标面距离所述透镜(2)的入光面的高度。3.如权利要求1所述的透镜(2)，其特征在于，所述透镜(2)的所述侧面(23)包括位于上部的竖直面(231)以及位于下部的斜面(232)，所述透镜(2)的下端的横截面积大于上端的横截面积。4.如权利要求1所述的透镜(2)，其特征在于，所述透镜(2)的底面内凹形成容纳槽(21)，所述容纳槽(21)的内壁形成所述入光面。5.如权利要求4所述的透镜(2)，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟长军，韩继远，
申请(专利权)人：深圳创维RGB电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44