LED背光照明系统、平面液晶显示的LED背光系统及二次光学透镜技术方案

本实用新型专利技术公开了一种LED背光照明系统、平面液晶显示的LED背光系统及二次光学透镜，包括作为出射面的配光曲面及位于所述配光曲面底部的底面，自所述底面向上凹入形成作为入射面的内凹面，所述配光曲面的顶部的中心部位设有向上凸出的凸起，使所述二次光学透镜的光束角全角大于或等于160°，且使入射的光线顺次经过所述内凹面、配光曲面后射出。该二次光学透镜具有大于160度以上的光束角，可以将LED的大部分光线往透镜的侧面方向出射，最大光强方向在与光轴夹角为±80度以上的方位，其采用非常短的混光距离就可以在LCD面板上产生同样范围的均匀光分布，混光距离可以降低为现有技术的三分之一以下，并且能够有效减少光能损耗。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是关于一种用于平面液晶显示的LED背光系统的二次光学透镜。
技术介绍
由于LED具有高效、节能、亮度高、显色指数好等特征，现有的大部分平面液晶显示的背光系统已经采用了 LED照明技术(即发光二极管半导体固态照明技术)。而直下式照明方式因为其光损少、均匀度高、LED可以随意排布、无须进行复杂的导光板网点设计等特征，受到很多厂家的推崇。但是，如果直接采用市场上高功率的郎伯形分布(Lambertian)的LED，由于其光束角只有120度，中心光强较强，需要很大的混光距离才可以在IXD(液晶)屏幕上产生均匀的光分布。图2为没有采用二次光学透镜进行配光、只用郎伯形LED直接照明的直下式背光模组，其混光距离较长。公开号CN101526177A的专利提出了一种最大光强方向与光轴夹角为75°角度的一种直下式背光透镜，如图4所示，其提出了“ Θ 5的增加量相对于Θ I的增加量(Λ Θ 5/Δ Θ I)更大”的概念，即透镜的出射光线与光轴的夹角大于入射光线与光轴的夹角，根据这种配光方法，其虽然可以将LED出射光配成一个大角度范围的、最大光强方向与光轴夹角为75°角度的光斑分布。但其配光的方法并不合理，根据“ Θ 5的增加量相对于Θ I的增加量(Λ θ 5/Δ Θ I)更大”的这一规律，当透镜的入射光线与光轴的夹角Θ I为90°时，其出射光线与光轴的夹角Θ 5将超过90°，从而会射向透镜的后方，打到PCB板上，造成光能的损耗。另外当透镜下方的内凹入射面比较陡峭时，这种配光方法将造成光斑的中心会有黑影。
技术实现思路
本实用新 型的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够有效减少光能损耗的用于平面液晶显示的LED背光系统的二次光学透镜、LED背光系统及LED照明系统。为实现上述目的，本技术采用了以下技术方式一种用于平面液晶显示的LED背光系统的二次光学透镜，包括作为出射面的配光曲面及位于所述配光曲面底部的底面，自所述底面向上凹入形成作为入射面的内凹面，所述配光曲面的顶部的中心部位设有向上凸出的凸起，使所述二次光学透镜的光束角全角大于或等于160°，且使入射的光线顺次经过所述内凹面、配光曲面后射出。进一步的，所述的用于平面液晶显示的LED背光系统的二次光学透镜，其特征在于所述配光曲面选自带有中间凸起的连续光滑的曲面、具有混光作用的环纹衍射面、、混合自由曲面、具有混光作用的鳞片状曲面、具有混光作用的蜂窝状组合曲面、剖面轮廓线由微小线段及曲线组成的环纹复合曲面。进一步的，所述配光曲面是具有混光作用的环纹衍射面，其混光角度Λ τ在2° 15。范围内。进一步的，所述环纹衍射面的微结构为波浪形周期性的环纹微结构，其波峰波谷值H为I 25微米之间或更大的波峰波谷值，环纹的间距P为O. 05 5. O毫米。进一步的，所述配光曲面由、带有中间凸起的连续光滑的曲面、菲涅尔曲面、鳞片状曲面、蜂窝状组合曲面、混合自由曲面中至少两种复合而成。进一步的,所述底面设有至少一个卡脚。进一步的，所述配光曲面设有调光材料层。进一步的，所述配光曲面设有调光磨砂、网状纹等微结构纹。进一步的，所述透镜内设有调光材料。进一步的，所述透镜可以有一种或两种以上的材料组合而成。进一步的，所述内凹面为圆锥形面、四面锥形面、多面锥形面或由圆锥形面和多面锥形面复合组成。进一步的，所述内凹面上带有混光作用的环纹衍射面或菲涅尔(Fresnel)面，所述的环纹微结构可以为波浪形周期性的环纹微结构。进一步的，所述配光曲面的配光条件是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于平面液晶显示的LED背光系统的二次光学透镜，包括作为出射面的配光曲面及位于所述配光曲面底部的底面，其特征在于：自所述底面向上凹入形成作为入射面的内凹面，所述配光曲面的顶部的中心部位设有向上凸出的凸起，使所述二次光学透镜的光束角全角大于或等于160°，且使入射的光线顺次经过所述内凹面、配光曲面后射出。

【技术特征摘要】
1.一种用于平面液晶显示的LED背光系统的二次光学透镜，包括作为出射面的配光曲面及位于所述配光曲面底部的底面，其特征在于自所述底面向上凹入形成作为入射面的内凹面，所述配光曲面的顶部的中心部位设有向上凸出的凸起，使所述二次光学透镜的光束角全角大于或等于160°，且使入射的光线顺次经过所述内凹面、配光曲面后射出。2.如权利要求1所述的用于平面液晶显示的LED背光系统的二次光学透镜，其特征在于所述配光曲面选自带有中间凸起的连续光滑的曲面、具有混光作用的环纹衍射面、具有混光作用的鳞片状曲面、具有混光作用的蜂窝状组合曲面、混合自由曲面、剖面轮廓线由微小线段及曲线组成的环纹复合曲面。3.如权利要求2所述的用于平面液晶显示的LED背光系统的二次光学透镜，其特征在于所述配光曲面是具有混光作用的环纹衍射面，其混光角度Λ τ在2° 15°范围内。4.如权利要求3所述的用于平面液晶显示的LED背光系统的二次光学透镜，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎欢标，
申请(专利权)人：郎欢标，
类型：实用新型
国别省市：