具有准直和匀光功能的TIR透镜及装置的制作方法

本发明涉及照明技术领域，具体地说，涉及一种具有准直和匀光功能的tir透镜及装置。

背景技术：

led光源直接输出的光发散角比较大，在远距离照明时，能量分散，这样照射在目标面上的辐照度比较低，很难满足照明要求，因此若要将led光源用作信号投射灯需要设计合理的二次光学系统来减小led输出光的发散角。

目前采用单个反光杯或者透镜都可以对led光源进行准直，反光杯对发散角比较大的区域的光线可以很好的进行准直，但是对于发散角比较小的区域的光线的准直效果不是很好。若使用透镜，小角度区域的光线可以很好的准直，对于大角度区域的光线，需要透镜的口径比较大。为了解决单个反光杯和单个透镜的缺点，目前普遍使用tir(全内反射)透镜，其可以有效的将反射与透射结合起来，基本原理是将小角度区域的光采用透射式进行准直，大角度区域的光以反射的方式进行准直。

led发出的光线经过tir透镜准直后，光线不均匀的打到显示屏上，导致显示屏上的光斑分布不均匀，且会有明暗相间的光斑，造成图像不清晰。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有准直和匀光功能的tir透镜及装置，可将led发出的光线转化为准直性和均匀性都很好的线光源。

本发明公开的具有准直和匀光功能的tir透镜所采用的技术方案是:

一种具有准直和匀光功能的tir透镜，包括本体和反射偏光片，所述本体底部凹陷形成用于放置点光源的发射槽，所述发射槽底面为内表面，所述发射槽侧面为折射面，所述本体内侧面为全内反射面，所述本体顶面为凸透面，所述反射偏光片设于内表面和凸透面之间；

点光源散发出的光线一部分经过内表面、反射偏光片和凸透面平行射出去，另一部分光线经过折射面、全内反射面、反射偏光片和凸透面平行射出去。

作为优选方案，所述内表面前端设有扩散膜。

作为优选方案，所述反射偏光片表面设有扩散膜。

作为优选方案，所述内表面作雾化处理。

作为优选方案，所述点光源与内表面外径两端点形成一开口背向点光源的60度角。

作为优选方案，所述全内反射面表面设有反射膜。

作为优选方案，所述全内反射面位于反射偏光片以下部分设有反射膜。

本技术方案还提供一种装置，包括具有准直和匀光功能的tir透镜，还包括设置于所述发射槽的led光源。

本发明公开的具有准直和匀光功能的tir透镜的有益效果是：点光源散发出的光线一部分经过内表面、反射偏光片和凸透面平行射出去，另一部分光线经过折射面、全内反射面、反射偏光片和凸透面平行射出去。光线经过反射偏光片时，只有其中一个方向的光(比如通过p光)透过反射偏光片，然后在凸透面以准直的平行光线射出。另外一个方向的光(如s光)被反射偏光片多次反射后，最终也转换成p光，转换成的p光在凸透面以准直的平行光线射出。通过反射偏光片，最终将点光源发出的光线转化为准直性和均匀性都很好的线光源。

附图说明

图1是本发明具有准直和匀光功能的tir透镜的实施例一结构示意图。

图2是本发明具有准直和匀光功能的tir透镜的反射偏光片结构示意图。

图3是本发明具有准直和匀光功能的tir透镜的实施例二结构示意图。

图4是本发明具有准直和匀光功能的tir透镜的实施例三结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:

实施例一

请参考图1和图2，具有准直和匀光功能的tir透镜包括本体10和反射偏光片20。

本体10底部凹陷形成用于放置点光源的发射槽。发射槽底面为内表面12，发射槽侧面为折射面14。本体10内侧面为全内反射面16，本体10顶面为凸透面18。反射偏光片20设于内表面12和凸透面18之间。

点光源30可为led光源，led光源设于发射槽内正中间位置。其中，led光源点和内表面12外径两端点，三者形成一开口背向led光源的60度角。led光源散发的60度角以内的光线经过内表面12、反射偏光片20和凸透面18平行射出去。

首先，光线经过内表面12。其中，内表面12作雾化处理。雾化后的内表面12的作用是将通过其表面的光进行均匀化，使点光源60°角度内较密集的光线均匀化。

经过内表面12的光线穿过反射偏光片20。光线经过反射偏光片20时，只有其中一个方向的光(比如通过p光)透过反射偏光片20。另外一个方向的光(如s光)被反射偏光片20多次反射后，最终也转换成p光透过反射偏光片20。通过反射偏光片20，最后只存在一个方向的光线射出，使得光线变得更加均匀。

经过反射偏光片20的光线穿过凸透面18。凸透面18背向本体10凸起，相互倾斜的光线经过凸透面18后变得相互平行。透镜最终将led发出的小角度光线转化为准直性和均匀性都很好的线光源。

led光源散发的60度角以外的光线经过折射面14、全内反射面16、反射偏光片20和凸透面18平行射出去。

首先，光线经过折射面14折射后，一部分光线到达全内反射面16，经过全内反射面16反射的光线到达反射偏光片20，穿过反射偏光片20的光线变得均匀，最后穿过凸透面18，相互倾斜的光线经过凸透面18后变得相互平行。另一部分穿过反射偏光片20的光线变得均匀，穿过反射偏光片20的光线到达全内反射面16，经过全内反射面16反射的光线穿过凸透面18，相互倾斜的光线经过凸透面18后变得相互平行。透镜最终将led发出的大角度光线转化为准直性和均匀性都很好的线光源。

其中，全内反射面16位于反射偏光片20以下部分电镀一层反射膜，反射膜主要是将在tir透镜内的光线进行全反射处理。

实施例二

请参考图3，实施例二与实施例一的区别在于，内表面12不作雾化处理，将其设计成普通tir透镜凸内表面12形状。同时在内表面12前端加一层或多层扩散膜40。从led光源处射出的小角度光线先打到扩散膜40上，经过扩散膜40进行匀光后，光线再到达内表面12，内表面12对光线进行准直处理后到达反射偏光片20。

实施例三

请参考图4，实施例三与实施例一的区别在于，内表面12不作雾化处理，将其设计成普通tir透镜凸内表面12形状。同时在反射偏光片20上表面紧贴一层或多层扩散膜40。从led光源处射出的小角度光线先到达内表面12，内表面12对光线进行准直处理后到达反射偏光片20和扩散膜40，扩散膜40将光线进行均匀化处理。

本技术方案还提供一种装置，包括实施例一、实施例二和实施例三中的具有准直和匀光功能的tir透镜，还包括设于发射槽的led点光源30。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种具有准直和匀光功能的TIR透镜及装置，包括本体和反射偏光片，所述本体底部凹陷形成用于放置点光源的发射槽，所述发射槽底面为内表面，所述发射槽侧面为折射面，所述本体内侧面为全内反射面，所述本体顶面为凸透面，所述反射偏光片设于内表面和凸透面之间，点光源散发出的光线一部分经过内表面、反射偏光片和凸透面平行射出去，另一部分光线经过折射面、全内反射面、反射偏光片和凸透面平行射出去。装置包括TIR透镜和设置于所述发射槽的LED光源。本发明提供的具有准直和匀光功能的TIR透镜及装置，可将LED发出的光线转化为准直性和均匀性都很好的线光源。

技术研发人员：陈晓华;师永栋
受保护的技术使用者：深圳京龙睿信科技有限公司
技术研发日：2019.03.22
技术公布日：2019.06.14