[實用新型]一種自適應間距的微透鏡陣列導光板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520157642.2
• 申請日: 2015-03-19
• 公開（公告）號: CN204515180U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝晉;司賢海;鄧振杰;馮彥科
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學;佛山莊微科技有限公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00;G02B3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及LED照明設(shè)計和精密光電零部件制造領(lǐng)域，尤其涉及一種自適應間距的微透鏡陣列導光板。

背景技術(shù)

目前，LED平板燈主要采用直下式與側(cè)入式兩種，本實用新型主要涉及一種側(cè)入光式平板燈導光板，側(cè)入式平板燈燈體輕薄，便于安裝，而且外形美觀，所以目前市場上側(cè)入式平板燈占主導地位。目前平板燈導光板有印刷式、化學蝕刻式、激光雕刻式和微切削雕刻式等。印刷式成本相對較低且適合于大尺寸的導光板的制作，但存在油墨的黏度不易控制，精確度不高且造成污染的缺點，已經(jīng)逐漸被淘汰；化學蝕刻的缺點是光學表面較為粗糙，其網(wǎng)點深度受網(wǎng)點橫向尺度精度的限制，化學蝕刻的網(wǎng)點深度淺、使最終生產(chǎn)出來的導光板的導光效率不高，且大幅面的化學蝕刻的均勻性控制很困難；與化學蝕刻相比，激光雕刻制作導光板能夠很好的控制網(wǎng)點的深度，但是生產(chǎn)效率低，很難進行批量生產(chǎn)；微切削是利用金剛石刀具在導光板基板上進行成型切削，加工出微結(jié)構(gòu)，這種加工方法使用的微切刀具易磨損，而且對基板的成型精度要求較高，此外生產(chǎn)效率較低。為了解決現(xiàn)有主流技術(shù)的缺點，本實用新型設(shè)計出了一種微透鏡陣列結(jié)構(gòu)導光板，與主流技術(shù)相比具有導光效率更高、亮度更高且發(fā)光更均勻等特點，制作工藝簡單易控制，清潔無污染，且易于批量生產(chǎn)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中導光板制作精度低、導光效率低、出光均勻度低、生產(chǎn)效率低和制作工藝復雜等問題，提供一種自適應間距的微透鏡陣列導光板。

本實用新型可通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種自適應間距的微透鏡陣列導光板，包括導光板，所述導光板的反射表面設(shè)置有若干相互平行且同時平行于導光板一條邊的V槽形或V突起狀的反射面透鏡結(jié)構(gòu)，所述反射面透鏡結(jié)構(gòu)相對于導光板的中心線呈左右對稱分布，且相鄰兩個反射面透鏡結(jié)構(gòu)的間距從導光板的兩側(cè)向?qū)Ч獍宓闹虚g遞増設(shè)置，其取值為30～5000微米。

進一步地，所述反射面透鏡結(jié)構(gòu)2的兩側(cè)面的夾角為30～170度，深度或高度為0.01～0.5毫米。

進一步地，所述導光板的出光表面設(shè)置有若干相互平行且同時平行于導光板一條邊的V槽形或V突起狀的出光面透鏡結(jié)構(gòu)，所述出光面透鏡結(jié)構(gòu)等間距分布，相鄰出光面透鏡結(jié)構(gòu)的間距取值為30～2000微米。

進一步地，所述出光面透鏡結(jié)構(gòu)的兩側(cè)面的夾角為30～170度，深度或高度為0.01～0.2毫米。

進一步地，所述導光板的入光側(cè)面設(shè)置有若干相互平行且同時平行于導光板一條邊的V槽形或V突起狀的入光面透鏡結(jié)構(gòu)，所述入光面透鏡結(jié)構(gòu)等間距分布，相鄰入光面透鏡結(jié)構(gòu)的間距取值為30～2000微米。

進一步地，所述入光面透鏡結(jié)構(gòu)兩側(cè)面的夾角為30～170度，深度或高度為0.01～0.2毫米。

進一步地，所述導光板外形為長50～1200毫米、寬50～1200毫米、厚2～20毫米的薄板。

進一步地，所述導光板的材料為光學玻璃、有機玻璃、亞克力、高透光聚合物。

進一步地，相鄰兩個反射面透鏡結(jié)構(gòu)(2)的密度其中D是反射面透鏡結(jié)構(gòu)的寬度，L是相鄰兩個反射面透鏡結(jié)構(gòu)的間距，密度P的分布與反射面透鏡結(jié)構(gòu)距入光側(cè)面的距離x呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，即其中A，B，C為實常數(shù)，2≥A≥0且5≥B>0，2≥C≥-2。

根據(jù)光的傳輸散射理論，當光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，光的入射角達到一定角度即臨界角時，不再有折射光線射出，此時光在光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)交界面發(fā)生全反射。將光源安裝在一塊平板亞克力平板兩側(cè)面時，只有靠近光源的一小塊區(qū)域沒有達到光的全反射條件而使光從板的頂面和底面折射出，大部分的光在在亞克力板內(nèi)發(fā)生全反射而向前傳播，所以亞克力板頂面只有靠近光源的很小的一部分區(qū)域發(fā)光，而大部分區(qū)域沒有光射出而呈現(xiàn)較暗的狀態(tài)，難以達到導光的效果。為了打破這一規(guī)律，在亞克力板的頂面或底面制作一種微小的透鏡結(jié)構(gòu)，微透鏡結(jié)構(gòu)破壞了光在亞克力板內(nèi)部傳輸?shù)穆窂剑瑥亩蚱屏斯獾娜瓷錀l件使光從亞克板的頂面或底面射出，從而達到導光的效果。為了使導光板表面出光均勻且導光效率更高，導光板底面和頂面都設(shè)計有微透鏡結(jié)構(gòu)，表面的微透鏡結(jié)構(gòu)和排布方式都需要根據(jù)嚴格的配光來設(shè)計。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

(1)與印刷式導光板、化學刻蝕導光板和激光雕刻導光板相比，本實用新型所設(shè)計的導光板的微陣列透鏡結(jié)構(gòu)的形狀精度和表面質(zhì)量可以精確保證，進而使導光板內(nèi)光路嚴格可控。