CN209638930U - 具有准直和匀光功能的tir透镜及装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型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。本实用新型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。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明技术领域，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。
实用新型内容
本实用新型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。
本实用新型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。
本实用新型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是本实用新型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是本实用新型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是本实用新型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是本实用新型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实用新型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实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种具有准直和匀光功能的TIR透镜，其特征在于，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。
2.如权利要求1所述的具有准直和匀光功能的TIR透镜，其特征在于，所述内表面前端设有扩散膜。
3.如权利要求1所述的具有准直和匀光功能的TIR透镜，其特征在于，所述反射偏光片表面设有扩散膜。
4.如权利要求1所述的具有准直和匀光功能的TIR透镜，其特征在于，所述内表面作雾化处理。
5.如权利要求1所述的具有准直和匀光功能的TIR透镜，其特征在于，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。
6.如权利要求1所述的具有准直和匀光功能的TIR透镜，其特征在于，所述全内反射面表面设有反射膜。
7.如权利要求6所述的具有准直和匀光功能的TIR透镜，其特征在于，所述全内反射面位于反射偏光片以下部分设有反射膜。
8.一种装置，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的透镜，还包括设置于所述发射槽的LED光源。
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| US11385396B2 (en) | 2019-05-13 | 2022-07-12 | Hefei Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Collimating device, optical film, backlight module and display apparatus |
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