一种可实现大角度发射红外光的红外发射管的制作方法

1.本实用新型涉及光电技术领域，具体涉及一种可实现大角度发射红外光的红外发射管。


背景技术：

2.红外发射管也称红外线发射二极管，是一种常见的红外元件，被广泛应用于触摸屏领域。红外发射管由红外光透镜主体、发光芯片、支架和引脚组成，其中红外光透镜主体是红外发射管的重要组成部分，其既影响红外光发射强弱，也影响红外光发射范围。
3.目前，国内外现有的红外发射管发射的红外光在长轴(x轴)方向上的红外发光角度范围在60
°
～70
°
，在短轴(y轴)方向上的红外发光角度范围在15
°
～30
°
，如图5所示，其光型角度小，只能满足触摸框对射式信号的感应。为了实现触摸框对射式信号更大的感应范围，本实用新型设计了一种可实现大角度发射红外光的红外发射管。


技术实现要素：

4.本实用新型为一种可实现大角度发射红外光的红外发射管，通过对红外光透镜主体的光学设计，使该透镜实现光型分配，可以有效地实现大角度发射红外光效果。
5.本实用新型的技术方案具体如下：
6.一种可实现大角度发射红外光的红外发射管，包括：红外光透镜主体、发光芯片和支架。
7.进一步设置，所述红外光透镜主体、发光芯片和支架是一体成型，所述红外光透镜主体设置在支架上，在红外光透镜主体的底部中心处设有发光芯片，所述发光芯片的底面与所述红外光透镜主体的底面在同一平面上。
8.进一步设置，所述红外光透镜主体的表面包括第一出光面、第二出光面、长轴侧平面、短轴侧平面以及底面，所述第一出光面和所述第二出光面均为凸弧面；所述第一出光面设置在所述红外光透镜主体的顶部，所述第一出光面是大曲率半径椭球面的一部分，且所述第一出光面是以所述椭球体的中心面对称，所述第二出光面是小曲率半径椭球面的一部分，且所述第二出光面与所述第一出光面平滑连接，所述第二出光面与长轴侧平面、短轴侧平面、底面连接。
9.进一步设置，所述红外光透镜主体为面对称结构，其包括长轴对称面和短轴对称面，所述长轴侧平面包括两个平面，其设置于所述短轴对称面的两侧，且其下部与所述底面连接，上部与所述第二出光面连接；所述短轴侧平面包括两个平面，其设置于所述长轴对称面的两侧，且其下部与所述底面连接，上部与所述第二出光面连接；所述长轴侧平面的上部和所述短轴侧平面的上部均为弧形，所述长轴侧平面和所述短轴侧平面为所述红外光透镜主体在切除无效边缘区之后的侧平面。
10.进一步设置，所述红外光透镜主体的有效出光区域表面包括第一出光面和第二出光面，所述红外光透镜主体的有效出光区域底面是在短轴侧平面的弧线顶点处与该弧线相
切，以所述红外光透镜主体的有效出光区域的底面为所述红外光透镜主体的基准面，所述基准面与所述红外光透镜主体的第一出光面最高点的距离为h1，所述基准面与所述红外光透镜主体的第二出光面最高点的距离为h3，所述基准面与所述红外光透镜主体的底面的距离为h2，在所述红外光透镜主体的基准面上，所述红外光透镜主体的长为l和宽为w，所述红外光透镜主体的h1所在面与h3所在面的水平距离为l3，所述红外光透镜主体的h3所在面与相邻的短轴侧平面的水平距离为l2。
11.进一步设置，所述红外光透镜主体的有效出光区域配比l2：h3的比例范围在1.6：1～1.7：1。
12.进一步设置，所述红外光透镜主体的有效出光区域配比l2：h3的最佳比例为l2：h3＝1.66：1。
13.进一步设置，所述红外光透镜主体的有效出光区域配比l3：h2：h3的比例范围在(1.4 /
‑
0.05)：1：(1.7 /
‑
0.05)。
14.进一步设置，所述红外光透镜主体的有效出光区域配比l3：h2：h3的最佳比例l3：h2：h3＝1.4：1：1.7。
15.进一步设置，所述红外光透镜主体的有效出光区域配比(h2 h1)：(h2 h3) 的比例范围在1：0.99～1：0.96。
16.进一步设置，所述红外光透镜主体的有效出光区域配比(h2 h1)：(h2 h3) 的最佳比例(h2 h1)：(h2 h3)＝1：0.98。
17.进一步设置，所述红外光透镜主体的有效出光区域配比h1：w的比例范围在1：2.85～1：2.65。
18.进一步设置，所述红外光透镜主体的有效出光区域配比h1：w的最佳比例h1：w＝1：2.75。
19.进一步设置，所述红外光透镜主体的第二出光面包括至少一段凸弧面，或者包括凸弧面和与所述凸弧面连接的平面，或者包括凸弧面和与所述凸弧面连接的凹面。
20.进一步设置，所述红外光透镜主体的四周边线上都设有圆倒角。
21.进一步设置，所述红外光透镜主体的四周边线上的圆倒角半径范围r在 0.3mm～0.5mm。
22.进一步设置，所述红外光透镜主体的材料是环氧树脂材料。
23.进一步设置，所述红外光透镜主体是实心体。
24.进一步设置，所述支架为金属支架或者plcc支架或者bt基板。
25.进一步设置，所述金属支架的宽度大于发光芯片的宽度，且小于红外光透镜主体的宽度。
26.进一步设置，所述金属支架具有折角。
27.进一步设置，所述plcc支架为碗杯结构。
28.进一步设置，所述bt基板为长方体或者正方体。
29.有益效果
30.本实用新型专利为一种可实现大角度发射红外光的红外发射管，通过对红外光透镜主体的光学设计，使该透镜实现光型分配，可以有效地实现大角度发射红外光效果；按照具体的光学设计规格，对该透镜切除边缘无效区，保留其有效出光区，可以使该透镜的红外
光发光角度达到120
°
以上；因发光角度较现有规格提高接近一倍，因此该红外发射管的使用数量减少，降低整机的成本费用。
附图说明
31.图1为本实用新型可实现大角度发射红外光的红外发射管的结构示意图。
32.附图标号：1、红外光透镜主体；2、发光芯片；3、支架。
33.图2为本实用新型可实现大角度发射红外光的红外发射管的x
‑
y方向视图。
34.附图标号：x、x方向视图；y、y方向视图。
35.图3为本实用新型可实现大角度发射红外光的红外发射管的x
‑
y方向的光路示意图。
36.附图标号：x、x方向光路示意图；y、y方向光路示意图。
37.图4为本实用新型可实现大角度发射红外光的红外发射管以有效出光区域的空间光分布图。
38.图5为现有红外光发射管的x
‑
y的光分布图。
39.附图标号：x、x方向光分布；y、y方向光分布。
40.图6为本实用新型可实现大角度发射红外光的红外发射管的有效出光区域的x
‑
y的光分布图。
41.附图标号：x、x方向光分布；y、y方向光分布。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.参阅图1所示，图1为本实用新型可实现大角度发射红外光的红外发射管的结构示意图。
44.本实用新型提供的一种可实现大角度发射红外光的红外发射管，包括：红外光透镜主体1、发光芯片2和支架3，所述红外光透镜主体1、发光芯片 2和支架3是一体成型，所述红外光透镜主体1设置在支架3上，在红外光透镜主体1的底部中心处设有发光芯片2，所述发光芯片2的底面与所述红外光透镜主体1的底面在同一平面上；所述红外光透镜主体1的表面包括第一出光面101、第二出光面102、长轴侧平面104、短轴侧平面103以及底面，所述第一出光面101和所述第二出光面102均为凸弧面；所述第一出光面101 设置在所述红外光透镜主体1的顶部，所述第一出光面101是大曲率半径椭球面的一部分，且所述第一出光面101是以所述椭球体的中心面对称，所述第二出光面102是小曲率半径椭球面的一部分，且所述第二出光面102与所述第一出光面101平滑连接，所述第二出光面102与长轴侧平面104、短轴侧平面103、底面连接；所述红外光透镜主体1为面对称结构，其包括长轴对称面和短轴对称面，所述长轴侧平面104包括两个平面，其设置于所述短轴对称面的两侧，且其下部与所述底面连接，上部与所述第二出光面102连接；所述短轴侧平面103包括两个平面，其设置于所述长轴对称面的两侧，且其下部与所述底面连接，上部与所述第二出光面102连
接；所述长轴侧平面104 的上部和所述短轴侧平面103的上部均为弧形，所述长轴侧平面104和所述短轴侧平面103为所述红外光透镜主体1在切除无效边缘区之后的侧平面。
45.参阅图2，所述红外光透镜主体1的有效出光区域表面包括第一出光面 101和第二出光面102，所述红外光透镜主体1的有效出光区域底面是在短轴侧平面103的弧线顶点处与该弧线相切，以所述红外光透镜主体1的有效出光区域的底面为所述红外光透镜主体1的基准面，所述基准面与所述红外光透镜主体1的第一出光面最高点的距离为h1，所述基准面与所述红外光透镜主体1的第二出光面最高点的距离为h3，所述基准面与所述红外光透镜主体 1的底面的距离为h2，在所述红外光透镜主体1的基准面上，所述红外光透镜主体1的长为l和宽为w，所述红外光透镜主体1的h1所在面与h3所在面的水平距离为l3，所述红外光透镜主体1的h3所在面与相邻的短轴侧平面的水平距离为l2。
46.实施例一
47.所述红外光透镜主体1的有效出光区域配比l2：h3的比例为l2：h3＝1.66： 1，且l3：h2：h3的比例l3：h2：h3＝1.4：1：1.7，且(h2 h1)：(h2 h3) 的比例(h2 h1)：(h2 h3)＝1：0.98，且h1：w的比例h1：w＝1：2.75。
48.实施例二
49.所述红外光透镜主体1的有效出光区域配比l2：h3的比例为l2：h3＝1.6： 1，且l3：h2：h3的比例l3：h2：h3＝1.35：1：1.65，且(h2 h1)：(h2 h3) 的比例(h2 h1)：(h2 h3)＝1：0.96，且h1：w的比例h1：w＝1：2.65。
50.参阅图3，在所述红外光透镜主体1的x方向光路中，从发光芯片2表面出光，经过第一出光面101和第二出光面102会使光路发生折射，折射出的光线会倾向所述红外光透镜主体1的底部，在所述红外光透镜主体1的顶点处，光线会直线发出；在所述红外光透镜主体1的y方向光路中，从发光芯片2表面出光，经过第一出光面101和第二出光面102会使光路发生折射，折射出的光线会倾向所述红外光透镜主体1的顶部。
51.参阅图4，所述红外光透镜主体1的有效出光区域的空间光分布图，所述红外光透镜主体1出来的红外光主要分布在x方向，参阅图6，所述红外光透镜主体1出来的红外光在x轴方向上的发光角度范围在120
°
～130
°
，在y 轴方向上的发光角度范围在30
°
～60
°
。
52.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。