[發(fā)明專利]面光源準(zhǔn)直裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010564539.1
• 申請(qǐng)日: 2010-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN102095161A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭曉林;黃永峰;張洪哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司
• 主分類號(hào): F21V5/04
• 分類號(hào): F21V5/04;F21V7/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)準(zhǔn)直領(lǐng)域，尤其是面光源光學(xué)準(zhǔn)直裝置。

背景技術(shù)

平面光源常用在照明、LCD顯示背光源、燈箱等方面，為了廣視角考量，普通平面光源發(fā)光角度很大。近年來，隨著節(jié)能議題和3D顯示的發(fā)展，高準(zhǔn)直平面光源的研究成為了熱點(diǎn)。

除了激光外，一般的光源通常為散射型光源，亦即發(fā)光角度大，不具有準(zhǔn)直出光特性。要達(dá)到準(zhǔn)直出光特性，必須要加上一些光學(xué)元件才能控制光線射出方向集中在小角度內(nèi)。現(xiàn)在常用的面光源準(zhǔn)直手段有3M棱鏡膜，可以使光線一定程度的收斂，收斂角度為70度左右，起到一定的準(zhǔn)直作用。但是對(duì)于準(zhǔn)直要求比較高的光學(xué)系統(tǒng)，這種準(zhǔn)直度是很難符合要求的。

也有用點(diǎn)光源加透鏡方式實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)直面光源的方法，但是由于點(diǎn)光源發(fā)光角度過大，使得雜散和全反射現(xiàn)象過于嚴(yán)重，使得準(zhǔn)直效果較差。為了解決這種問題，有一種方法是使用吸光罩將大角度光線吸收掉，只讓小角度光線進(jìn)入透鏡，以改善出射光線準(zhǔn)直效果，但是這種方法使得最后能量利用率太低，大部分光線都被吸光罩吸收掉了。

綜上所述，現(xiàn)有面光源準(zhǔn)直技術(shù)存在準(zhǔn)直效果差或者能量利用率低等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種面光源準(zhǔn)直裝置，使其不僅可以獲得較好的準(zhǔn)直效果，又可以獲得比較高的能量利用率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種面光源準(zhǔn)直裝置，其包括：反射片和依次設(shè)置在該反射片上方的準(zhǔn)直層和校正層，該準(zhǔn)直層采用光密材料，其包括若干微準(zhǔn)直透鏡，該校正層包括與該若干微準(zhǔn)直透鏡對(duì)準(zhǔn)的若干微棱鏡；該若干微準(zhǔn)直透鏡和該若干微棱鏡可以陳列形式緊密排布，也可以按照需要以其他方式分布；

該微準(zhǔn)直透鏡包括光束收斂部和光束準(zhǔn)直部；該光束收斂部的底面設(shè)有小孔，底面在小孔以外部分覆設(shè)有反射膜；該光束準(zhǔn)直部設(shè)置在該光束收斂部的上部，包括標(biāo)準(zhǔn)透鏡和環(huán)繞在該標(biāo)準(zhǔn)透鏡周邊的一層或多層傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡，該標(biāo)準(zhǔn)透鏡的中心對(duì)準(zhǔn)該光束收斂部的小孔；

該微棱鏡包括與該微準(zhǔn)直透鏡的標(biāo)準(zhǔn)透鏡對(duì)準(zhǔn)的平面部分和與該微準(zhǔn)直透鏡的各層傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡對(duì)應(yīng)且對(duì)準(zhǔn)的棱鏡旋轉(zhuǎn)部分，該棱鏡旋轉(zhuǎn)部分用于將與該微準(zhǔn)直透鏡傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡出射的光線大致偏轉(zhuǎn)至該小孔的軸線方向。

作為改進(jìn)之一：所述微準(zhǔn)直透鏡的標(biāo)準(zhǔn)透鏡距離小孔距離為其透鏡焦距；所述微準(zhǔn)直透鏡的傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡距離小孔距離為其透鏡焦距。

作為改進(jìn)之二：所述準(zhǔn)直層采用玻璃材料或PMMA材料。

作為改進(jìn)之三：所述微準(zhǔn)直透鏡最外層的傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡的外緣與所述小孔外沿之間連線與光束收斂部法線之間的夾角小于所述準(zhǔn)直層所采用材料的臨界角。經(jīng)過光束收斂部的光線被光束準(zhǔn)直部分為若干部分，每部分光線對(duì)于對(duì)應(yīng)的透鏡都是近軸光線。中間小角度部分經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)透鏡沿垂直方向準(zhǔn)直射出，不會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)透鏡表面發(fā)生全反射；而周圍角度部分經(jīng)過傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡沿與垂直方向一定角度準(zhǔn)直射出，不會(huì)在傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡表面發(fā)生全反射。即進(jìn)入小孔的光線被全部利用，從而保證了較高的能量利用率。

作為改進(jìn)之四：所述光束收斂部的的底面在小孔以外部分覆設(shè)有反射膜。該反射膜可以減少光損，進(jìn)一步提高對(duì)面光源的能量利用率。

現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：

一方面，當(dāng)面光源設(shè)置在反射面上方且位于微準(zhǔn)直透鏡的光束收斂部底部下方時(shí)，發(fā)光面發(fā)出的光線一部分直接進(jìn)入小孔，一部分經(jīng)光束收斂部下表面反射膜和微準(zhǔn)直透鏡的底面多次反射進(jìn)入小孔，從而將面光源的光線匯集起來，即將面光源轉(zhuǎn)換成點(diǎn)光源。這種匯集光線的方式光損較小。

另一方面，微準(zhǔn)直透鏡的光束收斂部可收斂從小孔進(jìn)入光束收斂部的光線，其中位于小孔軸線附近的光線射向光束準(zhǔn)直部的標(biāo)準(zhǔn)透鏡，并經(jīng)過微棱鏡的平面部分射出；其中偏離小孔軸線一定角度內(nèi)的光線大致以光束準(zhǔn)直部的傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡的光軸為中心，這部分光線通過傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡進(jìn)一步會(huì)聚后，再經(jīng)過對(duì)應(yīng)的微棱鏡的棱鏡旋轉(zhuǎn)部分的偏轉(zhuǎn)調(diào)整而以近似平行于小孔軸線的方向射出。最后出射的光線都以大致平行于小孔軸線方向射出，準(zhǔn)直效果較好。

因此本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以同時(shí)獲得較好的準(zhǔn)直效果和較高的能量利用率。

附圖說明

圖1為實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例一的微準(zhǔn)直透鏡和微棱鏡結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例一的微準(zhǔn)直透鏡和微棱鏡光路示意圖；

圖4為實(shí)施例二的微準(zhǔn)直透鏡和微棱鏡光路示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一