(57)【要約】      （修正有）【課題】輝度を均一にできるレンズを提供する。【解決手段】入射面２４及び出射面２６を備え、各々は下記の式を満たす。2016224389.tif 000019ｃ１は入射面の曲率であり、ｒ１は、レンズの中心Ｏから入射面とレンズの中心軸に垂直な横軸との接点までの距離であり、ｕ１は、正規化半径であり、ａｍは、非球面係数であり、Ｑｍは、ｍの多項式である。2016224389.tif 000020ｃ２は、出射面の曲率であり、ｒ１は、レンズの中心Ｏから出射部とレンズの中心軸に垂直な横軸との接点までの距離であり、ｕ１は、正規化半径であり、ａｍは、非球面係数であり、Ｑｍは、ｍの多項式である。【選択図】図１
2016224389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面と、
出射部と、
を備えるレンズであって、
前記入射面及び前記出射部は、前記レンズの相対する両側にそれぞれ位置し、且つ前記レンズの中心軸に関してそれぞれ対称であり、前記入射面及び前記出射部は、同じ座標系に位置し、前記入射面は、下記の数１を満たし、前記出射部は、下記の数２を満たすことを特徴とするレンズ。
【数１】
2016224389.tif 000017
ここで、ｃ１は、前記入射面の曲率であり、ｒ１は、前記レンズの中心Ｏから前記入射面と前記レンズの中心軸に垂直な横軸との接点までの距離であり、ｕ１は、前記入射面の正規化半径であり、ａｍは、非球面係数であって、Ｑｍは、ｍの多項式であり、ａｍの総和は、前記入射面の傾斜率の二乗平均平方根の総和と同じである。
【数２】
2016224389.tif 000018
ここで、ｃ２は、前記出射部の曲率であり、ｒ１は、前記レンズの中心Ｏから前記出射部と前記レンズの中心軸に垂直な横軸との接点までの距離であり、ｕ１は、前記出射部の正規化半径であり、ａｍは、非球面係数であって、Ｑｍは、ｍの多項式であり、ａｍの総和は、前記出射部の傾斜率の二乗平均平方根の総和と同じである。
【請求項２】
前記レンズは、底面を備え、前記出射部及び前記底面は、前記レンズの相対する両側にそれぞれ位置し、前記入射面は、前記底面から前記出射部に向けて凹んで、収容空間を形成することを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
【請求項３】
前記レンズは、側壁を更に備え、前記側壁は、前記出射部と前記底面とを連接することを特徴とする請求項２に記載のレンズ。
【請求項４】
前記出射部は、前記入射面に向けて凹んで、窪み部を形成することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のレンズ。
【請求項５】
前記レンズは、プラスチック又はガラスから製造されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のレンズ。
【請求項６】
発光ユニットと、
請求項１に記載された前記レンズと、
を備え、前記発光ユニットは、前記入射面と対向し、前記発光ユニットの中心軸は、前記レンズの中心軸と重なることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
前記レンズは、底面を備え、前記出射部及び前記底面は、前記レンズの相対する両側にそれぞれ位置し、前記入射面は、前記底面から離れ、前記出射部に向けて凹んで、前記発光ユニットを収容する収容空間を形成することを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記レンズは、側壁を更に備え、前記側壁は、前記出射部と底面とを連接することを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記出射部は、前記入射面に向けて凹んで、窪み部を形成することを特徴とする請求項６から８の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１０】
回路基板と、
請求項６から９の何れか一項に記載された複数の発光装置と、
拡散板と、
を備え、複数の前記発光装置は、前記回路基板上にグリッド配列され、前記拡散板は、前記発光装置の出射面に対向し、前記発光装置から出射された光線を拡散し、且つ伝播することを特徴とするバックライトモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ、発光装置、及びバックライトモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術において、バックライトモジュールは、発光装置として、携帯電話、コンピュータ、デジタルカメラ、携帯情報端末、リアプロジェクションテレビなどの電子製品のディスプレイに幅広く使用されており、液晶ディスプレイを点灯させる。現在、表示技術の発展に伴って、バックライトモジュールの光源に、発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）が多く使用されている。通常、複数のＬＥＤは、液晶ディスプレイの表示パネルの形状に対応してグリッド配列されている。バックライトモジュールから出射された光線の輝度は、ＬＥＤの前方に位置するレンズにより調整される。しかし、従来のＬＥＤが使用されているバックライトモジュールにおいて、その中央区域の輝度が高すぎるため、バックライトモジュール全体の発光輝度が均一でない場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、前記課題を解決し、輝度を均一にすることができるレンズ、発光装置、及びバックライトモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明に係るレンズは、入射面及び出射部を備え、入射面は下記の数１を満たし、出射部は下記の数２を満たす。
【０００５】
【数１】
2016224389.tif 000003
【０００６】
ここで、ｃ１は入射面の曲率であり、ｒ１は、レンズの中心Ｏから入射面とレンズの中心軸に垂直な横軸との接点までの距離であり、ｕ１は、入射面の正規化半径であり、ａｍは、非球面係数であって、Ｑｍは、ｍの多項式であり、ａｍの総和は、入射面の傾斜率の二乗平均平方根の総和と同じである。
【０００７】
【数２】
2016224389.tif 000004
【０００８】
ここで、ｃ２は出射部の曲率であり、ｒ１は、レンズの中心Ｏから出射部とレンズの中心軸に垂直な横軸との接点までの距離であり、ｕ１は、出射部の正規化半径であり、ａｍは、非球面係数であって、Ｑｍは、ｍの多項式であり、ａｍの総和は、出射部の傾斜率の二乗平均平方根の総和と同じである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るレンズの入射面は、上記の数１を満たし、レンズの出射部は、上記の数２を満たすので、中央区域の照明輝度を低減することができ、全体の輝度を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の第一実施形態に係る発光装置の断面図である。
【図２】図２は図１に示した発光装置から出射された光線の照度図である。
【図３】図３は本発明の第二実施形態に係るバックライトモジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示したように、本発明の実施形態に係る発光装置１００は、発光ユニット１０及びレンズ２０を備える。レンズ２０は、発光ユニット１０の真上に位置し、発光ユニット１０から出射される光線を制御する。
【００１２】
本実施形態において、発光ユニット１０は、レンズ２０に向けて発光するＬＥＤである。発光ユニット１０は、レンズ２０に面する出射面１２を有する。出射面１２は、中央に位置する中心点１２０を備える。また、中心軸Ｏ−Ｃが、中心点１２０を貫通し、且つ出射面１２に垂直となるように設定される。
【００１３】
レンズ２０は、プラスチック又はガラスなどの透明材料から製造される。プラスチックは、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ：polymethyl methacrylate）、ポリカーボネート（ＰＣ：polycarbonate）、又はシリコン（silicone）などである。レンズ２０は、底面２２と、入射面２４と、出射部２６と、側壁２８と、を備える。レンズ２０には、収容空間２７及び窪み部２９が設けられている。底面２２及び出射部２６は、レンズ２０の相対する両側にそれぞれ位置し、入射面２４は、底面２２と出射部２６との間に位置する。また、入射面２４は、底面２２から出射部２６に向けて凹み、収容空間２７を形成する。側壁２８は、底面２２と出射部２６との間に連接されている。窪み部２９は、出射部２６が入射面２４に向けて凹んで形成されている。本実施形態において、発光ユニット１０は、収容空間２７内に収容されている。具体的には、出射面１２は、入射面２４に面する。レンズ２０の中心軸は、発光ユニット１０の中心軸Ｏ−Ｃと重なる。即ち、入射面２４及び出射部２６は、中心軸Ｏ−Ｃに関して、それぞれ対称である。
【００１４】
入射面２４及び出射部２６は、同じ座標系に位置する。入射面２４は、座標系において、下記の数３を満たす。
【００１５】
【数３】
2016224389.tif 000005
【００１６】
ここで、ｃ１は、入射面２４の曲率である。ｒ１は、レンズ２０の中心Ｏから、入射面２４とレンズ２０の中心軸に垂直な横軸との接点までの距離である。ｕ１は、入射面２４の正規化半径である。具体的には、ｕ１＝ｒ１／ｒｍａｘである。ｒｍａｘは、ｒ１の最大値である。ａｍは、非球面係数であって、Ｑｍは、ｍの多項式である。ａｍの総和は、入射面２４の傾斜率の二乗平均平方根の総和と同じである。
【００１７】
出射部２６は、座標系において下記の数４を満たす。
【００１８】
【数４】
2016224389.tif 000006
【００１９】
ここで、ｃ２は、出射部２６の曲率である。ｒ２は、レンズ２０の中心Ｏから、出射部２６とレンズ２０の中心軸に垂直な横軸との接点までの距離である。ｕ２は、出射部２６の正規化半径である。具体的には、ｕ２＝ｒ２／ｒｍａｘである。ｒｍａｘは、ｒ２の最大値である。ａｍは、非球面係数であって、Ｑｍは、ｍの多項式である。ａｍの総和は、出射部２６の傾斜率の二乗平均平方根の総和と同じである。上記の数４に示したように、ｍ＝０、１、２、３、４又は５の場合、Ｑｍは、以下の数５〜数１０をそれぞれ満たす。
【００２０】
【数５】
2016224389.tif 000007
【００２１】
【数６】
2016224389.tif 000008
【００２２】
【数７】
2016224389.tif 000009
【００２３】
【数８】
2016224389.tif 000010
【００２４】
【数９】
2016224389.tif 000011
【００２５】
【数１０】
2016224389.tif 000012
【００２６】
発光装置１００を使用する時、発光ユニット１０から出射された光線は、入射面２４を通ってレンズ２０に入り、レンズ２０で屈折された後、出射部２６から出射される。
【００２７】
図２に示したように、本発明の第一実施形態に係る発光装置１００におけるレンズ２０の入射面２４は、下記の数１１を満たし、レンズ２０の出射部２６は、下記の数１２を満たすので、中央区域の照明輝度を低減することができ、全体の輝度を均一にすることができる。
【００２８】
【数１１】
2016224389.tif 000013
【００２９】
【数１２】
2016224389.tif 000014
【００３０】
図３に示したように、本発明の第二実施形態に係るバックライトモジュール２００は、回路基板３０と、第一実施形態で説明した複数の発光装置１００と、拡散板４０と、を備える。複数の発光装置１００は、回路基板３０上にグリッド配列されている。具体的には、複数の発光装置１００の発光ユニット１０は、回路基板３０上に位置し、且つ回路基板３０に電気的に接続されている。発光ユニット１０から出射された光線は、レンズ２０で屈折された後、レンズ２０の出射部２６から出射される。拡散板４０は、複数の発光装置１００と対向して位置し、出射部２６から出射された光線を拡散し、且つ伝播する。
【００３１】
本発明の第二実施形態に係る発光装置１００におけるレンズ２０の入射面２４は、下記の数１３を満たし、レンズ２０の出射部２６は、下記の数１４を満たすので、中央区域の照明輝度を低減することができ、全体の輝度を均一にすることができる。
【００３２】
【数１３】
2016224389.tif 000015
【００３３】
【数１４】
2016224389.tif 000016
【符号の説明】
【００３４】
１０  発光ユニット
１２  出射面
１２０  中心点
２０  レンズ
２００  バックライトモジュール
２２  底面
２４  入射面
２６  出射部
２７  収容空間
２８  側壁
２９  窪み部
３０  回路基板
４０  拡散板
１００  発光装置
【図１】
2016224389.tif 000021
【図３】
2016224389.tif 000022
【図２】
2016224389.tif 000023