一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔的制作方法

本技术属于车灯照明领域，具体涉及一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔。

背景技术：

1、现有技术中有专利：cn120488165a，该专利公开了一种车灯光学结构，主要包括：厚壁结构：由多个厚壁单元组成，每个单元具有多个反射面和一个出光面；聚光结构：嵌设于各厚壁单元内部，用于将光源发出的光线进行初步汇聚；漫反射花纹结构：设置在反射面上，用于对经聚光后的光线进行散射。

2、光源光线经过聚光结构汇聚，射向带漫反射花纹的反射面后经散射后从出光面射出；通过漫反射花纹扩大出光角度，实现更宽的照明范围。

3、还有专利：cn115707903a，该专利公开了一种具有反射器系统和光发射器的车辆照明总成，主要包括：反射器系统：由多个凹槽构成的波纹状准直器(可采用柔性或刚性材质)，用于将光源发出的光线进行准直；光发射器：集成于反射器系统内的led光源，提供初始照明光线；纹理化透镜：覆盖于反射器系统形成的腔室表面，其表面设有特定纹理。

4、光源光线经过反射器系统的波纹状准直器准直后，射向透镜的纹理化表面，经纹理散射后从透镜射出；通过“准直+纹理散射”的组合设计，实现更宽且均匀的车辆照明范围。

5、但上述现有技术存在缺点：1、零件数量多：反射镜与漫射罩需分别注塑、装配，增加bom成本与装配公差风险；2、光学效率损失：不论是何种方案，光线经反射镜后都需再次穿透漫射罩，产生菲涅尔反射与体吸收，光效降低约15–20％。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔，简化系统结构，提升光学性能。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔，包括底部安装件、pcb板、内反射件、外面罩和出光面，内反射件是一体的，内反射件后端固定在pcb板上，内反射件和pcb板设置在底部安装件内部，底部安装件前面开口且外面罩固定在底部安装件前面，外面罩将内反射件和pcb板封闭在底部安装件内，出光面设置在外面罩的前面，内反射件中间设置有若干腔体，腔体设置为曲面碗状且若干腔体相连接，腔体前面和后面都开口，pcb板上的led光源位于腔体后面开口处，腔体内壁设置有若干凹坑或凸起，外面罩为透明的且光线直接从外面罩射出。

3、进一步，腔体上的凹坑或凸起的形状设置为连续曲率变化的类椭球面自由曲面。

4、进一步，腔体的内表面为抛物面，led光源位于腔体内表面的焦点处。

5、进一步，led光源发出的光线在凹坑或凸起中反射两次以上后实现光线方向的马尔可夫链式随机化，出射光线角度范围是0°～90°，led光源入射在凹坑或凸起上的单点反射光线存在离散。

6、进一步，若干凹坑或凸起从靠近到远离led光源，在腔体内表面的布局是从稀疏逐渐过渡到密集、尺寸大小是从小逐渐过渡到大。

7、进一步，凹坑或凸起的密度≥20个/mm2，凹坑深度为50μm～80μm、宽度为100μm～150μm或者凸起高度为50μm～80μm、宽度为100μm～150μm，凹坑或凸起的长轴与短轴之比为0.7～0.9。

8、进一步，腔体材料采用了pmma、pc和tio2或者baso4，或者在腔体内表面镀覆高反射率漫反射涂层。

9、进一步，腔体形状选择球形、圆柱形和曲面碗状中的任意一种，腔体的轴线方向与led光源的主光轴一致，腔体内壁设置微棱锥、金字塔、凹坑和凸起中的任意一种，微棱锥或金字塔高度为50μm～100μm、朝向为微棱锥或金字塔的轴线与腔体轴线之间的夹角为45°～90°。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

11、1、采用一体化腔体结构：内反射件采用后面安装面，腔体(旋转对称或自由曲面)设计成连续侧壁，仅出光口覆盖无扩散功能的外面罩，可以消除拼接缝、提升光效；

12、2、微结构几何形态：腔体上的每个凹坑或凸起为连续曲率的类椭球面自由曲面(非球面、非圆柱、非随机粗糙面)，从而确保每次反射仍为镜面反射，可控性强，减少能量损失；

13、3、空间排布的组合：每个凹坑或凸起的微结构是局部法向在空间上呈统计随机分布(非周期、非规则)，使入射光经一次或多次反射后方向高度离散，宏观等效为朗伯体；

14、4、简化系统结构：彻底省去独立的扩散部件(如扩散板、扩散膜)，简化了光学系统结构，降低了组装复杂性和成本；

15、5、提升光学性能：光线在腔体内部直接实现均匀化，减少了传统多层结构界面带来的菲涅尔反射损失，有助于提高光能利用效率，通过优化腔体形状和凹坑或凸起的微结构参数，可以实现对出光角度分布的有效控制；

16、6、应用潜力：可广泛应用于对照明均匀性要求高的领域，例如：高端均匀面光源：如用于摄影补光、显微镜照明等需要无影均匀照明。

1.一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔，其特征在于，包括底部安装件(1)、pcb板(2)、内反射件(3)、外面罩(4)和出光面(5)，所述内反射件(3)是一体的，所述内反射件(3)后端固定在pcb板(2)上，所述内反射件(3)和pcb板(2)设置在底部安装件(1)内部，所述底部安装件(1)前面开口且外面罩(4)固定在底部安装件(1)前面，所述外面罩(4)将内反射件(3)和pcb板(2)封闭在底部安装件(1)内，所述出光面(5)设置在外面罩(4)的前面，所述内反射件(3)中间设置有若干腔体(31)，所述腔体(31)设置为曲面碗状且若干腔体(31)相连接，所述腔体(31)前面和后面都开口，所述pcb板(2)上的led光源(6)位于腔体(31)后面开口处，所述腔体(31)内壁设置有若干凹坑或凸起，所述外面罩(4)为透明的且光线直接从外面罩(4)射出。

2.根据权利要求1所述的一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔，其特征在于，所述腔体(31)上的凹坑或凸起的形状设置为连续曲率变化的类椭球面自由曲面。

3.根据权利要求2所述的一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔，其特征在于，所述腔体(31)的内表面为抛物面，所述led光源(6)位于腔体(31)内表面的焦点处。

4.根据权利要求3所述的一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔，其特征在于，所述led光源(6)发出的光线在凹坑或凸起中反射两次以上后实现光线方向的马尔可夫链式随机化，出射光线角度范围是0°～90°，所述led光源(6)入射在凹坑或凸起上的单点反射光线存在离散。

5.根据权利要求4所述的一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔，其特征在于，若干所述凹坑或凸起从靠近到远离led光源(6)，在腔体(31)内表面的布局是从稀疏逐渐过渡到密集、尺寸大小是从小逐渐过渡到大。

6.根据权利要求5所述的一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔，其特征在于，所述凹坑或凸起的密度≥20个/mm2，所述凹坑深度为50μm～80μm、宽度为100μm～150μm或者凸起高度为50μm～80μm、宽度为100μm～150μm，所述凹坑或凸起的长轴与短轴之比为0.7～0.9。

7.根据权利要求6所述的一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔，其特征在于，所述腔体(31)材料采用了pmma、pc和tio2或者baso4，或者在腔体(31)内表面镀覆高反射率漫反射涂层。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种具有内建漫反射微结构的单体化反射腔，其特征在于，所述腔体(31)形状选择球形、圆柱形和曲面碗状中的任意一种，所述腔体(31)的轴线方向与led光源(6)的主光轴一致，所述腔体(31)内壁设置微棱锥、金字塔、凹坑和凸起中的任意一种，所述微棱锥或金字塔高度为50μm～100μm、朝向为微棱锥或金字塔的轴线与腔体(31)轴线之间的夹角为45°～90°。