本发明涉及 LED透镜制造技术领域， 尤其涉及一种 LED透镜及包括该

LED透镜的 LED光源。 背景技术

LED属于发出一定角度光束的点光源， 用于直下式液晶显示器背光源时， 需要数百甚至上千三基色 LED排布成一定阵列形成面光源。 从点光源转化成 均匀的面光源， 是 LED背光源的关键技术。 现有技术中， 通常在所述 LED上 安装透镜， 以改变 LED的光强分布。

如图 1所述， 现有技术中的 LED透镜为轴对称的旋转实体， 包括： 入射 面， 所述入射面包括： 位于所述 LED透镜中心的中心曲面 01以及位于所述中 心曲面 01四周， 与所述中心曲面 01相连接的底面 02, 其中， 所述中心曲面 01为球冠曲面； 出射面，所述出射面包括：与所述底面 02垂直连接的侧面 03 , 与所述侧面 03相连的第一上曲面 04和第二上曲面 05 , 其中， 所述第一上曲 面 04和第二上曲面 05相连接， 且关于所述 LED透镜的轴线对称， 从而利用 所述 LED透镜将所述 LED发出点光源光线转换成面光源光线。

但是， LED发出的光线经上述 LED透镜射出后均匀度较差。 发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一 种 LED透镜以及包括该 LED 透镜的 LED光源， 以提高 LED光源光强分布的均匀度。

为解决上述问题， 本发明实施例提供了如下技术方案：

一种 LED透镜， 包括：

入射面， 所述入射面包括： 位于所述 LED透镜中心的中心曲面以及位于 所述中心曲面四周， 与所述中心曲面相连接的底面；

出射面， 所述出射面包括： 与所述底面垂直连接的侧面， 与所述侧面相连 接的第一上曲面和第二上曲面， 所述第一上曲面和第二上曲面相连接，且关于 所述 LED透镜的轴线对称；

此外， 还包括：

位于所述第一上曲面和第二上曲面上的散射微 结构，所述散射微结构的位 置与 LED光强分布中亮环的位置相对应， 对经所述第一上曲面和第二上曲面 射出形成亮环的光线进行散射。

优选的， 所述散射微结构还位于所述侧面与所述底面之 间的夹角在 60°

-90° 范围的区域内， 包括端点值。

优选的， 所述散射微结构为平行于所述底面的环状结构 。

优选的， 相邻散射微结构在所述底面上的投影首尾相接 。

优选的， 所述散射微结构两端之间的距离为 0 μ πι-100 μ πι, 不包括左端 点值。

优选的， 所述散射微结构为轴对称结构。

优选的， 所述 LED透镜的制作工艺为注塑工艺。

一种 LED光源， 包括：

LED发光芯片以及上述任一项所述的 LED透镜，其中，所述 LED发光芯 片位于所述 LED透镜的中心曲面与所述 LED透镜的底面所形成的腔体内，且 所述 LED透镜中散射微结构的位置与 LED发光芯片的光强分布中亮环的位置 相对应。 与现有技术相比， 上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的技术方案，除包括入射 面中的中心曲面和底面以及 出射面中的侧面、 第一上曲面和第二上曲面外， 还包括： 位于所述第一上曲面 和第二上曲面上的散射微结构， 所述散射微结构的位置与 LED光强分布中亮 环的位置相对应，对经所述第一上曲面和第二 上曲面射出形成亮环的光线进行 散射， 从而可以在不改变 LED发光芯片光线主要前进方向的前提下， 对其形 成亮环位置的光线进行轻微散射， 降低所述 LED光源亮环位置处的光强， 提 高所述 LED光源暗环位置处的光强， 提高所述 LED光源光强分布的均匀度。

附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单 地介绍，显而易见地， 下面描述 中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域 普通技术人员来讲， 在不付出创 造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为现有技术中 LED透镜的结构示意图；

图 2为现有技术中 LED透镜中心曲面不同位置到 LED发射中心的距离示 意图；

图 3为本发明一个实施例中所提供的 LED透镜的结构示意图；

图 4为本发明一个实施例中所提供的 LED透镜的局部结构放大示意图； 图 5为本发明一个实施例中所提供的 LED透镜的局部结构光路示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述， LED发出的光线经现有技术中的 LED透镜射出 后均匀度较差。

发明人研发发现， 这是由于 LED发出的光线本身是非均匀的， 而是以其 中心点为起始点， 呈现亮-暗 -亮的过程， 即形成多个亮暗相间的环状条紋， 从 而导致所述 LED发出的光线经过所述 LED透镜后仍然形成多个亮暗相间的环 状条紋， 均勾度较差。

发明人进一步研究发现， 所述 LED透镜的中心曲面 01为球冠曲面， 且所 述中心曲面 01到发射中心 （即 LED ) 的距离 R随着发射角度的增加而减小， 如图 2所示， R2<R1 , 从而可以通过调节所述中心曲面 01各处到所述发射中 心的距离， 来调节 LED发出光线经过所述 LED透镜后的光强分布。 但是， 完 全依靠所述中心曲面 01各处到所述发射中心的距离 R值的减小较难实现均匀 的光学分布， 光学设计较为困难。

有鉴于此， 本发明实施例提供了一种 LED透镜， 不仅包括：

入射面， 所述入射面包括： 位于所述 LED透镜中心的中心曲面以及位于 所述中心曲面四周， 与所述中心曲面相连接的底面；

出射面， 所述出射面包括： 与所述底面垂直连接的侧面， 与所述侧面相连 接的第一上曲面和第二上曲面， 所述第一上曲面和第二上曲面相连接，且关于 所述 LED透镜的轴线对称；

还包括：

位于所述第一上曲面和第二上曲面上的散射微 结构，所述散射微结构的位 置与 LED光强分布中亮环的位置相对应， 对经所述第一上曲面和第二上曲面 射出形成亮环的光线进行散射。

相应的， 本发明实施例还提供了一种 LED光源， 包括：

LED发光芯片以及上述的 LED透镜，其中，所述 LED发光芯片位于所述 LED透镜的中心曲面与所述 LED透镜的底面所形成的腔体内，且所述 LED透 镜中散射微结构的位置与 LED发光芯片的光强分布中亮环的位置相对应。 由此可见， 相较于现有技术中的 LED透镜， 本发明实施例所提供的 LED 透镜及包括该 LED透镜的 LED光源 , 除包括入射面中的中心曲面和底面 , 以 及出射面中的侧面、 第一上曲面和第二上曲面外， 还包括： 位于所述第一上曲 面和第二上曲面上的散射微结构， 所述散射微结构的位置与 LED光强分布中 亮环的位置相对应，对经所述第一上曲面和第 二上曲面射出形成亮环的光线进 行散射， 从而可以在不改变 LED发光芯片光线主要前进方向的前提下， 对其 形成亮环位置的光线进行轻微散射， 降低所述 LED光源亮环位置处的光强， 提高所述 LED光源暗环位置处的光强，提高所述 LED光源光强分布的均匀度。 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为 明显易懂， 下面结合附图对 本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解 本发明。但是本发明能够以 多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领 域技术人员可以在不违背本发明 内涵的情况下做类似推广。 因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。 如图 3和图 4所示， 本发明实施例提供了一种 LED透镜， 包括： 入射面， 所述入射面包括： 位于所述 LED透镜中心的中心曲面 1以及位 于所述中心曲面 1四周， 与所述中心曲面 1相连接的底面 2;

出射面， 所述出射面包括： 与所述底面 2垂直连接的侧面 3 , 与所述侧面 3相连接的第一上曲面 4和第二上曲面 5, 所述第一上曲面 4和第二上曲面 5 相连接， 且关于所述 LED透镜的轴线对称；

位于所述第一上曲面 4和第二上曲面 5上的散射微结构 6, 所述散射微结 构 6的位置与 LED光强分布中亮环的位置相对应， 对经所述第一上曲面 4和 第二上曲面 5射出形成亮环的光线进行散射。

对比本发明实施例所提供的 LED透镜和现有技术中的 LED透镜可以发 现， 本发明实施例所提供的 LED透镜相较于现有技术中的 LED透镜， 增加了 位于所述第一上曲面 4和第二上曲面 5上的散射微结构 6, 所述散射微结构 6 的位置与 LED光强分布中亮环的位置相对应， 对经所述第一上曲面 4和第二 上曲面 5射出形成亮环的光线进行散射，如图 5所示，使得各个角度的光线混 合， 从而可以将原本应该集中到 LED光源光强分布中亮环位置处的部分光线 散射到 LED光源光强分布中的暗环位置处，降低 LED光源光强分布中亮环位 置处的光强， 提高 LED光源光强分布中暗环位置处的光强， 提高 LED光源所 发出光线接收面 （即照射面）上光强分布的均匀度。

在本发明的一个实施例中，如图 4所示， 所述散射微结构 6为平行于所述 底面 2的环状结构，从而可以保证既不改变原来光� �的主要前进方向，还可以 对原来光线进行轻微的散射，使得原来亮环位 置处对应的光线，部分散射到与 所述亮环相邻的暗环位置处， 降低所述亮环位置处的光强，提供上所述暗环 位 置处的光强， 从而提高 LED发出的光线经所述 LED透镜射出后的均匀度， 即 提高 LED所发出光线的接收面上光强分布的均匀度。

在上述任一实施例的基础上， 在本发明的一个实施例中，相邻散射微结构 6在所述底面 2上的投影首尾相接， 即除了所述散射微结构 6的两端外， 相邻 散射微结构 6的投影不重叠， 从而保证经所述 LED透镜第一上曲面 4或第二 上曲面 5上某一点射出的光线， 不会被多个散射微结构 6重复散射， 影响散射 效果。

在上述任一实施例的基础上， 在本发明的另一个实施例中， 所述散射微结 构 6两端之间的距离优选为 0 μ πι-100 μ πι, 不包括左端点值， 更优选为 20 μ m、 30 μ πι和 50 μ πι, 从而保证不改变原来光线的主要前进方向， 避免由于增 加所述散射微结构 6而导致过度改变原来光线的前进方向， 降低 LED发出光 线经所述 LED透镜射出后的均匀度。

在上述任一实施例的基础上， 在本发明的又一个实施例中， 所述散射微结 构 6优选为轴对称结构，从而使得所述亮环处的� �分光强均勾散射到所述亮环 两侧的暗环上， 进一步提高 LED发出光线经所述 LED透镜射出后的均匀度。 在上述任一实施例的技术上， 在本发明的再一个实施例中， 所述散射微结 构 6还位于所述侧面 3与所述底面 2之间的夹角在 60° -90° 范围的区域内， 包括端点值（即 LED发出光线半光强以外的区域）， 从而对大角度的光线进行 散射， 使得一部分光线能够射向接收面 （即照射面 ), 一部分光线散射到额外 设置的反射片上， 经反射后重新射向接收面， 提高所述接收面上的光能量。

需要说明的是， 本发明实施例所提供的 LED透镜的制作工艺优选为一体 成型工艺， 更优选为注塑工艺， 包括： 利用单点金刚石车床加工工艺， 制作与 本发明实施例所提供的 LED透镜相对应的透镜模型； 利用注塑工艺， 在所述 透镜模型的基础上制作本发明实施例所提供的 LED透镜。

具体的， 在本发明的一个实施例中， 利用单点金刚石车床加工工艺， 制作 与本发明实施例所提供的 LED透镜相对应的透镜模型时， 只需在利用单点金 刚石车床加工工艺， 制作现有技术中的 LED透镜时， 并在需要制作散射微结 构 6的位置， 将其 X坐标和 Y坐标沿一定方向进行一定的位移移动即可。 但 本发明对此并不做限定， 在本发明的其他实施例中， 所述 LED透镜还可以由 其他制作方法， 具体视情况而定。

综上所述， 本发明实施例所提供的 LED透镜， 除包括入射面中的中心曲 面 1和底面 2以及出射面中的侧面 3、 第一上曲面 4和第二上曲面 5夕卜， 还包 括： 位于所述第一上曲面 4和第二上曲面 5上的散射微结构 6 , 所述散射微结 构 6的位置与 LED光强分布中亮环的位置相对应， 对经所述第一上曲面 4和 第二上曲面 5射出形成亮环的光线进行散射， 从而可以在不改变 LED发光芯 片光线主要前进方向的前提下，对其形成亮环 位置的光线进行轻微散射，使得 各个出射角度的光线混合， 降低所述 LED光源亮环位置处的光强， 提高所述 LED光源暗环位置处的光强， 提高所述 LED所发出光线的照射面上的光强分 布的均匀度。 相应的， 本发明实施例还提供了一种 LED光源， 包括： LED发光芯片以 及上述任一实施例所提供的 LED透镜， 其中， 所述 LED透镜包括： 入射面， 所述入射面包括： 位于所述 LED透镜中心的中心曲面以及位于所述中心曲面 四周， 与所述中心曲面相连接的底面； 出射面， 所述出射面包括： 与所述底面 垂直连接的侧面， 与所述侧面相连接的第一上曲面和第二上曲面 ， 所述第一上 曲面和第二上曲面相连接， 且关于所述 LED透镜的轴线对称； 位于所述第一 上曲面和第二上曲面上的散射微结构， 所述散射微结构的位置与 LED光强分 布中亮环的位置相对应，对经所述第一上曲面 和第二上曲面射出形成亮环的光 线进行散射。 所述 LED发光芯片位于所述 LED透镜的中心曲面与所述 LED 透镜的底面所形成的腔体内，且所述 LED透镜中散射微结构的位置与 LED发 光芯片的光强分布中亮环的位置相对应。

由此可见， 本发明实施例所提供的 LED光源中， 所述 LED透镜除包括入 射面中的中心曲面和底面以及出射面中的侧面 、 第一上曲面和第二上曲面外， 还包括： 位于所述第一上曲面和第二上曲面上的散射微 结构， 所述散射微结构 的位置与 LED光强分布中亮环的位置相对应， 对经所述第一上曲面和第二上 曲面射出形成亮环的光线进行散射， 从而可以在不改变 LED发光芯片光线主 要前进方向的前提下，对其形成亮环位置的光 线进行轻微散射，使得各个出射 角度的光线进行混合， 降低所述 LED光源亮环位置处的光强， 提高所述 LED 光源暗环位置处的光强， 提高所述 LED光源照射面上的光强分布的均匀度。

本说明书中各个部分釆用递进的方式描述， 每个部分重点说明的都是与其 他部分的不同之处， 各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业 技术人员能够实现或使用本 发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术 人员来说将是显而易见 的， 本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明 的精神或范围的情况下，在 其它实施例中实现。 因此， 本发明将不会被限制于本文所示的实施例， 而是要 符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的 最宽的范围。