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一种偏光透镜及灯具的制作方法

2021-09-18 03:11:00 来源:中国专利 TAG:偏光 照明设备 透镜 灯具 特别


1.本技术涉及照明设备技术领域,特别涉及一种偏光透镜及灯具。


背景技术:

2.随着照明技术的发展,灯具的应用越来越广泛,为适应一些特殊场合的应用需求,例如:用于建筑外立面的亮化,一些灯具会在发光元件的外侧加增偏光透镜来对出射光进行偏转,以更好地照亮建筑等目标物的外立面。
3.其中,如何设计偏光透镜直接影响着灯具对目标物的外立面的照明效果。


技术实现要素:

4.本技术实施例提供了一种偏光透镜及灯具,用于解决相关技术中的偏光透镜的偏光效果不佳的问题。
5.第一方面,本技术实施例提供了一种偏光透镜,包括出光端、入光端以及透镜侧面,出光端,设有出光面;入光端设有光入射腔,所述光入射腔具有腔口、与所述腔口相对的腔底面以及设置于所述腔底面的周缘处的腔侧面;透镜侧面位于所述入光端和所述出光端之间。其中,所述腔底面包括第一腔底面和第二腔底面,第一腔底面位于第一平面的第一侧,且被配置为将照射至所述第一腔底面上的光向远离所述第一平面的方向偏折至所述出光面;所述第一平面为经过所述偏光透镜的光轴上的每一点且与所述腔底面相交的平面;第二腔底面位于第一平面的第二侧,且被配置为将照射至所述第二腔底面上的光向靠近所述第一平面的方向偏折至所述出光面。所述透镜侧面包括第一透镜侧面和第二透镜侧面,第一透镜侧面位于所述第一平面的第一侧,且被配置为将照射至所述第一透镜侧面上的光向远离所述第一平面的方向反射至所述出光面;第二透镜侧面位于所述第一平面的第二侧,且被配置为将照射至所述第二透镜侧面上的光向靠近所述第一平面的方向反射至所述出光面。
6.本技术实施例提供的偏光透镜,不仅第一透镜侧面、第二透镜侧面可以对发光元件所发出的光进行偏转,而且第一腔底面、第二腔底面也可以对发光元件所发出的光进行偏转,这样提高了偏光透镜的整体偏光效果。
7.在一些实施例中,在垂直于所述第一平面且平行于所述光轴的截面内,所述第一腔底面具有靠近所述第一平面的第一端点,以及远离所述第一平面的第二端点,且所述第一端点到所述腔口的距离小于所述第二端点到所述腔口的距离;所述第二腔底面具有靠近所述第一平面的第三端点、以及远离所述第一平面的第四端点,且所述第三端点到所述腔口的距离小于所述第四端点到所述腔口的距离;经过所述第一端点、所述第二端点的直线与所述第一平面的夹角,大于经过所述第三端点、所述第四端点的直线与所述第一平面的夹角。
8.通过这样设计,这样使偏光透镜的结构简单,无需在第一腔底面、第二腔底面上设置微结构,从而方便该偏光透镜的制作,有利于降低该偏光透镜的设计和制作成本。
9.在一些实施例中,在垂直于所述第一平面且平行于所述光轴的截面内,所述第一透镜侧面具有靠近所述出光面的第五端点、以及远离所述出光面的第六端点,且所述第五端点到所述第一平面的距离大于所述第六端点到所述第一平面的距离;所述第二透镜侧面具有靠近所述出光面的第七端点、以及远离所述出光面的第八端点,且所述第七端点到所述第一平面的距离大于所述第八端点到所述第一平面的距离;经过所述第五端点、所述第六端点的直线与所述第一平面的夹角,大于经过所述第七端点、所述第八端点的直线与所述第一平面的夹角。
10.通过这样设计,这样使偏光透镜的结构简单,无需在第一透镜侧面、第二透镜侧面上设置微结构,从而方便该偏光透镜的制作,有利于降低该偏光透镜的设计和制作成本。
11.在一些实施例中,所述出光面呈圆形,且包括第一扩散区、第二扩散区以及第三扩散区,第一扩散区呈劣弧弓状,且位于所述第一平面的第一侧,所述第一扩散区内设有多个阵列排布的第一扩散凸起,所述第一扩散凸起具有在第一方向上弯曲的曲面;所述第一方向垂直于所述第一平面;第二扩散区,位于所述出光面的中心区域,且与所述第一扩散区相接,所述第二扩散区内设有多个阵列排布的第二扩散凸起,每个所述第二扩散凸起具有在第二方向上弯曲的曲面;所述第二方向与所述第一方向、所述光轴均相垂直;第三扩散区,位于所述第二扩散区的外围,且与所述第一扩散区相接,所述第三扩散区与所述第二扩散区所形成的区域呈优弧弓状,所述第三扩散区内设有多个阵列排布的第三扩散凸起。
12.通过在第一扩散区内设置多个第一扩散凸起,这样,可避免目标物的外立面上光斑的根部区域的亮度过大。通过在第二扩散区设置第二扩散凸起,这样,可以消除光斑在根部区域出现的尖角。通过在第三扩散区设置第三扩散凸起,这样可以使目标物的外立面上的主光斑区域的亮度过渡均匀。
13.在一些实施例中,所述第一扩散区包括沿所述第一方向排布的第一子区和第二子区,所述第二子区位于所述第一子区和所述第二扩散区之间;所述第一扩散凸起包括多个位于所述第一子区中且阵列排布的第一子扩散凸起、以及多个位于所述第二子区中且阵列排布的第二子扩散凸起,每个所述第一子扩散凸起及所述第二子扩散凸起具有在所述第一方向上弯曲的曲面;在垂直于所述第一平面且平行于所述光轴的截面内,沿所述第一方向且由所述第一扩散区指向所述第二扩散区的方向,所述第一子扩散凸起的曲面的凸起高度逐渐减小,所述第二子扩散凸起的曲面的凸起高度先增大再减小。
14.通过设置第一子扩散凸起、第二子扩散凸起,可以对光线不同程度的扩散,从而可以使目标物的外立面上的光斑的根部区域的亮度过渡比较均匀。
15.在一些实施例中,所述出光面的半径为r1,所述第二扩散区的半径为r2;沿所述第一方向,所述第一子区的尺寸为h1,所述第二子区的尺寸为h2;其中,r2/r1的范围为0.5~0.6;h1/r1的范围为0.3~0.35;h2/r1的范围为0.15~0.2。通过这样设置,可以使光斑的亮度分布更加均匀。
16.在一些实施例中,所述偏光透镜呈长条状,且所述偏光透镜的长度方向平行于所述第一平面;所述出光面为矩形,且包括沿第一方向依次排布的第四扩散区、第五扩散区以及第六扩散区,所述第四扩散区设置于所述第一平面的第一侧,所述第六扩散区设置于所述第一平面的第二侧;所述第一方向垂直于所述第一平面;所述第四扩散区内设有多个阵列排布的第四扩散凸起,所述第四扩散凸起具有沿所述第一方向弯曲的曲面;第五扩散区
内设有多个阵列排布的第五扩散凸起,每个所述第五扩散凸起具有沿第二方向弯曲的曲面;所述第二方向与所述偏光透镜的长度方向相平行;第六扩散区内设有多个阵列排布的第六扩散凸起。
17.通过在第四扩散区内设置多个第四扩散凸起,这样,可避免目标物的外立面上光斑的根部区域的亮度过大。通过在第五扩散区设置第五扩散凸起,这样,可以消除光斑在根部区域出现的尖角。通过在第六扩散区设置第六扩散凸起,这样可以使目标物的外立面上的主光斑区域的亮度过渡均匀。
18.在一些实施例中,所述第四扩散区包括沿所述第一方向排布的第一子扩散区和第二子扩散区,所述第二子扩散区位于所述第一子扩散区和所述第五扩散区之间;所述第四扩散凸起包括多个位于所述第一子扩散区中且阵列排布的第一子凸起、以及多个位于所述第二子扩散区中且阵列排布的第二子凸起,每个所述第一子凸起及所述第二子凸起均具有沿所述第一方向弯曲的曲面;在垂直于所述第一平面且垂直于所述偏光透镜的长度方向的截面内,沿所述第一方向且由所述第四扩散区指向所述第五扩散区的方向,所述第一子凸起的曲面的凸起高度逐渐减小,所述第二子凸起的曲面的凸起高度先增大再减小。
19.通过设置第一子凸起、第二子凸起,可以对光线不同程度的扩散,从而可以使目标物的外立面上的光斑的根部区域的亮度过渡比较均匀。
20.在一些实施例中,在所述第一方向上,所述出光面的尺寸为h,所述第一子扩散区的尺寸为h1,所述第二子扩散区的尺寸为h2,所述第五扩散区的尺寸为h3,所述第六扩散区的尺寸为h4;其中,h1/h的范围为0.10~0.2;h2/h的范围为0.10~0.15;h3/h的范围为0.4~0.6;h4/h的范围为0.2~0.3。通过这样设置,可以使光斑的亮度分布更加均匀。
21.第二方面,本技术实施例提供了一种灯具,包括电路板、发光元件以及第一方面所述的偏光透镜,所述偏光透镜设置于所述电路板的一侧;所述发光元件设置于所述电路板上,且伸入所述偏光透镜的光入射腔中。
22.由于该灯具采用了上述第一方面中提供的偏光透镜,因此使得灯具也具有与前述偏光透镜相应的技术效果,在此不再赘述。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为相关技术中的一种灯具的结构示意图;
25.图2为本技术一些实施例中的灯具的结构示意图;
26.图3为图2所示的灯具在工作时光线通过偏光透镜的示意图;
27.图4为图3所示的灯具照射目标物的外立面的示意图;
28.图5为图4中的目标物的外立面上形成的光斑亮度分布的示意图;
29.图6为本技术另一些实施例中第一腔底面、第二腔底面以及第一透镜侧面、第二透镜侧面的结构设置示意图;
30.图7为图2和图3中的偏光透镜的俯视图;
31.图8为本技术一些实施例中第一子扩散凸起的结构示意图;
32.图9为图3中的第一子扩散凸起的放大图;
33.图10为本技术一些实施例中第二子扩散凸起的结构示意图;
34.图11为图3中第二子扩散凸起的放大图;
35.图12为图7中第三扩散区的局部放大图;
36.图13为本技术一些实施例中第三扩散凸起的结构示意图;
37.图14为图13的e

e截面图;
38.图15为本技术另一些实施例中偏光透镜的结构的示意图;
39.图16为图15中的偏光透镜的横截面的示意图;
40.图17为图16中的第一子扩散区中的第一子凸起的放大图;
41.图18为图16中的第二子扩散区中的第二子凸起的放大图;
42.图19为图16中的第六扩散凸起的放大图。
43.附图标记:出光面1;第一扩散区11;第一子区111;第二子区112;第一扩散区121;第三扩散区122;第一扩散凸起13;第一子扩散凸起131;第二子扩散凸起132;第二扩散凸起14;第三扩散凸起15;第四扩散区16;第一子扩散区161;第二子扩散区162;第五扩散区17;第六扩散区18;第四扩散凸起191;第一子凸起192;第二子凸起193;第五扩散凸起194;第六扩散凸起195;光入射腔2;腔底面21;第一腔底面211;第二腔底面212;腔侧面22;腔口23;透镜侧面3;第一透镜侧面31;第二透镜侧面32;第一平面4;光轴5;直线61、62、71、72;定位柱8;菲涅尔透镜9;连接侧壁91;偏光透镜100;电路板200;定位孔210;发光元件300。
具体实施方式
44.下面详细描述本技术的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。
45.在本技术的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
46.在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.在本技术的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“侧”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于安装的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。
48.在本技术的描述中,需要说明的是,术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独
存在b这三种情况。
49.还需说明的是,本技术实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件,对于本技术实施例中相同的零部件,图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记,应理解的是,对于其他相同的零件或部件,附图标记同样适用。
50.如图1所示,图1为相关技术中的一种灯具的结构示意图,该灯具包括偏光透镜100和发光元件300,偏光透镜100包括出光端p1、入光端p2、以及位于出光端p1和入光端p2之间的透镜侧面3,出光端p1设有菲涅尔透镜9,入光端p2开设有光入射腔2,光入射腔2包括腔底面21以及腔侧面22,透镜侧面3以及腔侧面22均关于光轴5对称设置。发光元件300伸入到光入射腔2中。
51.在工作时,发光元件300发出的一部分光经过位于光轴5左侧的腔侧面22的折射、透镜侧面3的反射、菲涅尔透镜9的折射后向靠近光轴5的一侧(图中所示的右侧)偏转,一部分光经过位于光轴5右侧的腔侧面22的折射、透镜侧面3的反射、菲涅尔透镜9的折射后向远离光轴5的一侧(图中所示的右侧)偏转,还有一部分光经过腔底面21后,沿平行于光轴5的方向照射至菲涅尔透镜9上。
52.相关技术中的这种偏光透镜100是靠位于出光端p1的菲涅尔透镜9进行偏光的,菲涅尔透镜9对透镜侧面3所反射的光可以很好的进行偏转,然而,由于腔底面21呈曲面状,对光线起到一定的准直效果,菲涅尔透镜9对这部分平行或者近似平行于光轴5的光线(也就是照射至菲涅尔透镜9中心区域的光)不能够起到很好的偏转效果,从而降低了偏光透镜100的整体偏光效果,进而对灯具对目标物的表面的照明效果。
53.如图2和图3所示,图2为本技术一些实施例中的灯具的结构示意图,图3为图2所示的灯具在工作时光线通过偏光透镜100的示意图。该灯具包括电路板200、偏光透镜100以及发光元件300。偏光透镜100设置于电路板200的一侧,发光元件300设置于电路板200上,且伸入偏光透镜100的光入射腔2中。
54.为了方便偏光透镜100安装上电路板200上,如图2和图3所示,偏光透镜100上设有定位柱8,电路板200上开设有定位孔210,定位柱8配合插入至定位孔210中,这样就可以对偏光透镜100进行定位,从而便于偏光透镜100的安装。
55.其中,发光元件300被定义为当在其上施加电位差或电流通过时在电磁光谱的可见区域发射辐射的任何器件,比如可以是led(light

emitting diode;发光二极管)灯珠。
56.偏光透镜100包括入光端p2、出光端p1以及位于入光端p2和出光端p1之间的透镜侧面3,入光端p2设有光入射腔2,光入射腔2具有腔口23、与腔口23相对的腔底面21以及设置于腔底面21的周缘处的腔侧面22,出光端p1,设有出光面1。
57.腔底面21包括第一腔底面211以及第二腔底面212,第一腔底面211位于第一平面4的第一侧(图中所示的左侧),且被配置为将照射至第一腔底面211上的光向远离第一平面4的方向(图3所示的向左方向)偏折至出光面1。
58.第二腔底面212位于第一平面4的第二侧(图中所示的右侧),且被配置为将照射至第二腔底面212上的光向靠近第一平面4的方向(图3所示的向左方向)偏折至出光面1。
59.透镜侧面3包括第一透镜侧面31和第二透镜侧面32,第一透镜侧面31位于第一平面4的第一侧,且被配置为将照射至第一透镜侧面31上的光向远离第一平面4的方向(图3所示的向左方向)反射至出光面1。
60.第二透镜侧面32位于第一平面4的第二侧,且被配置为将照射至第二透镜侧面32上的光向靠近第一平面4的方向(图3所示的向左方向)反射至出光面1。
61.其中,第一平面4为经过偏光透镜100的光轴5上的每一点且与腔底面21相交的平面。
62.如图4和图5所示,图4为图3所示的灯具照射目标物的外立面的示意图,图5为目标物400的外立面上形成的光斑照度等高线分布的示意图,图5中的位于相同的线上的点的照度相同。
63.灯具位于目标物400的底部,且位于目标物400的右侧,该目标物400可以是立柱,也可以是房屋等建筑,在此不做具体限定。灯具的发光元件300所发出的光经过偏光透镜100的向左偏转之后,照射至目标物400的外立面上,以起到亮化外立面的效果。
64.上述第一腔底面211、第二腔底面212以及第一透镜侧面31、第二透镜侧面32的具体结构不唯一,至少包括以下实施例:
65.图2和图3所示为第一腔底面211、第二腔底面212以及第一透镜侧面31、第二透镜侧面32的一种结构设置的实施例。
66.如图3所示,在垂直于第一平面4且平行于光轴5的截面内,第一腔底面211具有靠近第一平面4的第一端点a1,以及远离第一平面4的第二端点a2,且第一端点a1到腔口23的距离小于第二端点a2到腔口23的距离,也就是:第一腔底面211靠近第一平面4的一端向腔口23处翘起。
67.第二腔底面212具有靠近第一平面4的第三端点a3、以及远离第一平面4的第四端点a4,且第三端点a3到腔口23的距离小于第四端点a4到腔口23的距离,也就是:第二腔底面212靠近第一平面4的一端向腔口23处翘起。
68.其中,第一端点a1、第二端点a2、第三端点a3以及第四端点a4到腔口23的距离均是指第一端点a1、第二端点a2、第三端点a3以及第四端点a4到腔口23所在的平面m的距离。
69.经过第一端点a1、第二端点a2的直线71与第一平面4的夹角θ1,大于经过第三端点a3、第四端点a4的直线72与第一平面4的夹角θ2,也就是:第一腔底面211相对第一平面4的倾斜程度较大,第二腔底面212相对第一平面4的倾斜程度较小。
70.由于第一腔底面211、第二腔底面212分别位于第一平面4的两侧,且相对第一平面4的倾斜程度不同,这样发光元件300发出的光l1照射在第一腔底面211之后就可以将光l1向左偏折(也就是远离第一平面4的方向)偏折至出光面1,经过出光面1之后继续向左偏折。发光元件300发出的光l2照射在倾斜程度较小的第二腔底面212之后就可以将光l2向左(也就是靠近第一平面4的方向)偏折至出光面1,经过出光面1之后继续左偏折。
71.通过设置相对第一平面4不同倾斜程度的第一腔底面211、第二腔底面212来对光线进行偏转,这样使偏光透镜100的结构简单,无需在第一腔底面211、第二腔底面212上设置微结构,从而方便该偏光透镜100的制作,有利于降低该偏光透镜100的设计和制作成本。
72.如图3所示,在垂直于第一平面4且平行于光轴5的截面内,第一透镜侧面31具有靠近出光面1的第五端点a5、以及远离出光面1的第六端点a6,且第五端点a5到第一平面4的距离大于第六端点a6到第一平面4的距离。
73.第二透镜侧面32具有靠近出光面1的第七端点a7、以及远离出光面1的第八端点a8,且第七端点a7到第一平面4的距离大于第八端点a8到第一平面4的距离,也就是:沿光轴
5且由入光端p2指向出光端p1的方向该偏光透镜呈扩口状。
74.经过第五端点a5、第六端点a6的直线61与第一平面4的夹角θ3,大于经过第七端点a7、第八端点a8的直线62与第一平面4的夹角θ4,也就是:第一透镜侧面31相对第一平面4的倾斜程度大于第二透镜侧面32相对第一平面4的倾斜程度。
75.由于第一透镜侧面31、第二透镜侧面32分别位于第一平面4的两侧,且相对第一平面4的倾斜程度不同,这样发光元件300发出的光l3照射在第一透镜侧面31之后就可以将光l3向左偏折也就是远离第一平面4的方向偏折至出光面1,经过出光面1之后继续向左偏折。发光元件300发出的光l4照射在倾斜程度较小的第二透镜侧面32之后就可以将光l4向左(也就是靠近第一平面4的方向)偏折至出光面1,经过出光面1之后继续左偏折。
76.通过设置相对第一平面4不同倾斜程度的第一透镜侧面31、第二透镜侧面32来对光线进行偏转,这样使偏光透镜100的结构简单,无需在第一透镜侧面31、第二透镜侧面32上设置微结构,从而方便该偏光透镜100的制作,有利于降低该偏光透镜100的设计和制作成本。
77.上述第一腔底面211、第二腔底面212以及第一透镜侧面31、第二透镜侧面32可以为曲面,比如自由曲面,也可以是平面,在此不做具体限定。
78.图6所示为第一腔底面211、第二腔底面212以及第一透镜侧面31、第二透镜侧面32的另一种结构设置的实施例。
79.如图6所示,经过第一端点a1、第二端点a2的直线71、以及经过第三端点a3、第四端点a4的直线72均与光轴5垂直;经过第五端点a5、第六端点a6的直线61与光轴5的夹角,与经过第七端点a7、第八端点a8的直线72与光轴5的夹角相等。
80.第一腔底面211包括多个第一微棱镜213,每个第一微棱镜213均具有第一棱镜面2131,第二腔底面212包括多个第二微棱镜214,每个第二微棱镜214均具有第二棱镜面2141。
81.在垂直于第一平面4且平行于光轴5的截面内,第一棱镜面2131相对第一平面4的倾角θ9大于第二棱镜面2141相对第一平面4的倾角θ
10

82.由于第一棱镜面2131、第二棱镜面2141的角不同,这样发光元件300发出的光l1照射在倾角较大的第一棱镜面2131之后就可以将光l1向左偏折(也就是远离第一平面4的方向)偏折至出光面1,经过出光面1之后继续向左偏折。发光元件300发出的光l2照射在倾角较小的第二棱镜面2141之后就可以将光l2向左(也就是靠近第一平面4的方向)偏折至出光面1,经过出光面1之后继续左偏折。
83.如图6所示,第一透镜侧面31包括多个第三微棱镜33,每个第三微棱镜33均具有第三棱镜面331,第二透镜侧面32包括多个第四微棱镜34,每个第四微棱镜34均具有第四棱镜面341。
84.在垂直于第一平面4且平行于光轴5的截面内,第三棱镜面331相对第一平面4的倾角θ
11
大于第四棱镜面341相对第一平面4的倾角θ
12

85.由于第三棱镜面331、第四棱镜面341的角不同,这样发光元件300发出的光l1照射在倾角较大的第三棱镜面331之后就可以将光l1向左偏折(也就是远离第一平面4的方向)偏折至出光面1,经过出光面1之后继续向左偏折。发光元件300发出的光l2照射在倾角较小的第四棱镜面341之后就可以将光l2向左(也就是靠近第一平面4的方向)偏折至出光面1,
经过出光面1之后继续左偏折。
86.如图3和图6所示,该偏光透镜中,不仅第一透镜侧面31、第二透镜侧面32可以对发光元件300所发出的光进行偏转,而且第一腔底面211、第二腔底面212也可以对发光元件300所发出的光进行偏转,相较于图1中所示的偏光透镜100,这样提高了偏光透镜100的整体偏光效果,从而提高了灯具对目标物400的外立面的照明效果。
87.该偏光透镜的整体结构不唯一,在一些实施例中,如图2和图3所示,该偏光透镜100为旋转体,出光面1呈圆形。可以理解为:位于光轴5左侧的截面旋转180度形成的第一半透镜体,和位于光轴5右侧的截面旋转180度形成的第二半透镜体对合形成的偏光透镜100。
88.在另一些实施例中,如图15和图16所示,图15为偏光透镜100另一种结构的示意图,图16为图15中的偏光透镜100的横截面的示意图。该偏光透镜100为拉伸体,偏光透镜100呈长条状,且偏光透镜100的长度方向平行于第一平面4,出光面1呈矩形。可以理解为:偏光透镜100由图15中的截面沿平行于第一平面4且垂直于光轴5的方向拉伸而成。
89.其中,如图15和图16所示,为了方便偏光透镜100固定在电路板200上,偏光透镜100沿第一方向y的两侧设有连接侧壁91,连接侧壁91与电路板200固定连接。其中,连接侧壁91可以通过紧固件、粘接、卡接等方式与电路板200,具体可更具实际情况而定。
90.在偏光透镜为旋转体的实施例中,如图3和图7所示,图7为图2和图3中的偏光透镜的俯视图。
91.出光面1包括第一扩散区11、第二扩散区121以及第三扩散区122。
92.如图7所示,第一扩散区11呈劣弧弓状,且位于第一平面4的第一侧图中所示的左侧,第一扩散区11内设有多个阵列排布的第一扩散凸起13。如图3所示,第一扩散凸起13具有在第一方向y上弯曲的曲面,第一方向y垂直于第一平面4。
93.如图7所示,第二扩散区121位于出光面1的中心区域,且与第一扩散区11相接,第二扩散区121内设有多个阵列排布的第二扩散凸起14,每个第二扩散凸起14具有在第二方向x上弯曲的曲面;第二方向x与第一方向y、光轴5均相垂直。
94.第三扩散区122位于第二扩散区121的外围,且与第一扩散区11相接,第三扩散区122与第二扩散区121所形成的区域呈优弧弓状,第三扩散区122内设有多个阵列排布的第三扩散凸起15。
95.通过在第一扩散区11内设置多个第一扩散凸起13,这样,如图3所示,光线经过第一扩散凸起13时,第一扩散凸起13的曲面就可以将光线l3在第一方向y上打散,避免目标物400的外立面上光斑的根部区域的亮度过大。
96.通过在第二扩散区121设置第二扩散凸起14,这样,如图3和图7所示,光线经过第二扩散凸起14时,第二扩散凸起14的曲面就可以将光线在第二方向x上打散,以将目标物400的外立面上光斑的根部区域拉宽,从而可以消除光斑在根部区域出现的尖角(也就是v形光斑)。
97.通过在第三扩散区122设置第三扩散凸起15,这样,光线经过第三扩散凸起15时,第三扩散凸起15就可以将光线打散,从而使目标物400的外立面上的主光斑区域的亮度过渡均匀。
98.需要说明的是:如图4和图5所示,光斑的根部区域就是位于目标物400的外立面的底部的光斑区域,主光斑区域是指光斑除了根部之外的区域。通过第一扩散区11、第二扩散
区121的光线照射在目标物400的外立面后,形成光斑的根部区域,通过第三扩散区15的光线照射在目标物400的外立面后,形成主光斑区域。
99.在一些实施例中,如图3和图7所示,第一扩散区11包括沿第一方向y排布的第一子区111和第二子区112,第二子区112位于第一子区111和第二扩散区121之间。
100.第一扩散凸起13包括多个位于第一子区111中且阵列排布的第一子扩散凸起131、以及多个位于第二子区112中且阵列排布的第二子扩散凸起132,每个第一子扩散凸起131及第二子扩散凸起132均具有在第一方向y上弯曲的曲面。
101.如图3、图9和图11所示,图9为图3中的第一子扩散凸起131的放大图,图11为图3中第二子扩散凸起132的放大图。在垂直于第一平面4且平行于光轴5的截面内,沿第一方向y且由第一扩散区11指向第二扩散区121的方向,第一子扩散凸起131的曲面1311的凸起高度逐渐减小,第二子扩散凸起132的曲面1321的凸起高度先增大再减小。
102.由于第一子扩散凸起131的曲面1311的凸起高度沿第一方向y逐渐减小,第二子扩散凸起132的曲面1321的凸起高度先增大再减小,也就是:第二子扩散凸起132的曲面1321呈弓形,第一子扩散凸起131的曲面1311呈半个弓形,那么呈弓形的第二子扩散凸起132的曲面1321对光线的扩散程度较大,呈半个弓形的第一子扩散凸起131的曲面1311对光线的扩散程度较小,通过第一子扩散凸起131、第二子扩散凸起132对光线不同程度的扩散,从而可以使目标物400的外立面上的光斑的根部区域的亮度过渡比较均匀。
103.在一些实施例中,如图3、图8和图9所示,图8为单个第一子扩散凸起131的结构示意图。第一子扩散凸起131的曲面1311满足以下函数关系式1:
104.z=0.6x2 0.25y2 0.35x4 0.06y4;
105.其中,(x,y,z)为第一子扩散凸起131的曲面1311上任意点在第一坐标系内的坐标,第一坐标系的原点为第一子扩散凸起131的曲面1311的中心点;第一坐标系的x轴平行于第二方向x,第一坐标系的y轴平行于第一方向y,第一坐标系的z轴的正方向指向第一子扩散凸起131内。
106.如图3、图10和图11所示,图10为单个第二子扩散凸起132的结构示意图。第二子扩散凸起132的曲面1321满足以下函数关系式2:
107.z=0.8
×
(x2 y2)

0.6y;
108.其中,(x,y,z)为第二子扩散凸起132的曲面1321上任意点在第二坐标系内的坐标,第二坐标系的原点为第二子扩散凸起132的曲面1321的中心点;第二坐标系的x轴平行于第二方向x,第二坐标系的y轴平行于第一方向y,且第二坐标系的y轴的正方向指向第二扩散区121;第二坐标系的z轴的正方向指向第二子扩散凸起132内。
109.经研究表明,当第一子扩散凸起131的曲面1311满足函数关系式1、第二子扩散凸起132的曲面1321满足函数关系式2时,第一子扩散凸起131、第二子扩散凸起132可以对光线的扩散效果最佳,从而可以使目标物400的外立面上的光斑的根部区域的亮度过渡更加均匀。
110.当然,第一子扩散凸起131的曲面1311也不限于满足函数关系式1,其它函数关系式只要能够满足:沿第一方向y且由第一扩散区11指向第二扩散区121的方向,第一子扩散凸起131的曲面1311的凸起高度逐渐减小,也可以。
111.第二子扩散凸起132的曲面1321也不限于满足函数关系式2,其它函数关系式只要
能够满足:沿第一方向y且由第一扩散区11指向第二扩散区121的方向,第二子扩散凸起132的曲面1321的凸起高度先增大再减小,也可以。
112.在一些实施例中,如图7所示,多个第一子扩散凸起131以及多个第二子扩散凸起132均呈矩形阵列排布。通过这样设置能够使第一扩散区11排布更多的第一子扩散凸起131和第二子扩散凸起132,从而提高了第一扩散区11对光线的扩散效率。
113.示例的,如图7、图9和图11所示,在第一方向y上,相邻的两个第一子扩散凸起131之间的距离、相邻的两个第二子扩散凸起132之间的距离均为0.9mm;在第二方向x上,相邻的两个第一子扩散凸起131之间的距离、相邻的两个第二子扩散凸起132之间的距离均为0.9mm。
114.其中,相邻的两个第一子扩散凸起131之间的距离为相邻的两个第一子扩散凸起131的曲面1311的中心之间的距离;相邻的两个第二子扩散凸起132之间的距离为相邻的两个第二子扩散凸起132的曲面1321的中心之间的距离。
115.在一些实施例中,如图7所示,多个第二扩散凸起14呈矩形阵列,每个第二扩散凸起14的曲面为圆柱面,且每个第二扩散凸起14沿第一方向y延伸。通过这样设置,能够使第二扩散区121内排布更多的第二扩散凸起14,从而提高了第二扩散区121对光线的扩散效率。
116.示例的,如图7所示,第二扩散凸起14的圆柱面的半径为5mm,圆柱面凸起的高度为0.04mm。在第一方向y上,相邻的两个第二扩散凸起14之间的距离为2mm,也就是相邻的两个第二扩散凸起14的圆柱面的中心之间的距离;在第二方向x上,相邻的两个第二扩散凸起14之间的距离为1.2mm。
117.在一些实施例中,如图7和图12所示,图12为图7中第三扩散区122的局部放大图。多个第三扩散凸起15分成多组,每组均包括呈正六边形分布的七个第三扩散凸起15,七个第三扩散凸起15中的六个位于六边形的边上,一个第三扩散凸起15位于六边形的内部。如图13和图14所示,图13为第三扩散凸起15的结构示意图,图14为图13的e

e截面图。每个第三扩散凸起15的轮廓呈正六边形,相邻的两个第三扩散凸起15相接。通过将第三扩散凸起15的轮廓设计成正六边形,且每组第三扩散凸起15均呈六边形分布,这样可以最大效率低使第三扩散区15填充更多的第三扩散凸起15,从而可以提高第三扩散区15对光线的扩散效果。
118.示例的,如图12所示,相邻的两个第三扩散凸起15之间在第一方向y上的距离d1为0.87mm,在第二方向x上的距离d2为1mm。
119.在一些实施例中,如图13和图14所示,第三扩散凸起15具有球面,球面可以将光线向多个方向扩散,这样可以进一步提高第三扩散凸起15对光线的扩散效果。
120.示例的,如图14所示,球面的半径可以为4.5mm,球面凸起的高度h5可以为0.05mm。
121.当然,除了球面之外,第三扩散凸起15也可以具有其它类型的曲面,在此不做具体限定。
122.如图7所示,出光面1的半径为r1,第二扩散区121的半径为r2;沿第一方向y,第一子区111的尺寸为h1,第二子区112的尺寸为h2。
123.其中,r2/r1是一个重要的参数,r2/r1不宜过大,也不宜过小。如果r2/r1过大,此时第二扩散区121过小,第三扩散区122过大,这样不能够很好地避免光斑在根部区域形成
尖角;如果r2/r1过小,此时第二扩散区121过大,第三扩散区122过小,这样,第二扩散区121容易将主光斑区域拉宽,那么主光斑区域很有可能落在目标物400的外立面之外,从而容易造成光污染。
124.经研究发现,当r2/r1的范围为0.5~0.6,这样既可以消除光斑的根部区域的尖角,又不容易使主光斑区域落在目标物400的外立面之外。
125.经进一步的研究发现,当r2/r1为0.52时,这样既可以避免光斑的根部区域出现尖角,又可以避免主光斑区域落在目标物400的外立面之外。
126.h1/r1、h2/r1也是出光面1的重要的参数,h1/r1、h2/r1不宜过大,也不宜过小。如果h1/r1、h2/r1过大或过小,那么使得第一子区111、第二子区112过大或过小,这样,使得第一子区111、第二子区112的大小比例失调,从而容易使得第一扩散区11对光斑的根部区域的均光效果欠佳。
127.经研究明发现,当h1/r1的范围为0.3~0.35,h2/r1的范围为0.15~0.2时,第一子区111、第二子区112的大小比例较协调,第一扩散区11对光斑的根部区域的均光效果较好。
128.经进一步的研究明发现,当h1/r1为0.32,h2/r1为0.18时,第一子区111、第二子区112的大小比例更加协调,第一扩散区11对光斑的根部区域的均光效果更好,光斑的根部区域的亮度分布更加均匀。
129.在偏光透镜为拉伸体的实施例中,如图15和图16所示,出光面1包括沿第一方向y依次排布的第四扩散区16、第五扩散区17以及第六扩散区18,第四扩散区16设置于第一平面4的第一侧,第六扩散区18设置于第一平面4的第二侧;第一方向y垂直于第一平面4。
130.第四扩散区16内设有多个阵列排布的第四扩散凸起191,第四扩散凸起191具有沿第一方向y弯曲的曲面。第五扩散区17内设有多个阵列排布的第五扩散凸起194,每个第五扩散凸起194具有沿第二方向x弯曲的曲面;第二方向x与偏光透镜100的长度方向相平行。第六扩散区18内设有多个阵列排布的第六扩散凸起195。
131.通过在第四扩散区16内设置多个第四扩散凸起191,这样,如图16所示,光线经过第四扩散凸起16时,第四扩散凸起191的曲面就可以将光线在第一方向y上打散,避免目标物400的外立面上光斑的根部区域的亮度过大。
132.通过在第五扩散区17设置第五扩散凸起194,这样,如图3和图7所示,光线经过第五扩散凸起194时,第五扩散凸起194的曲面就可以将光线在第二方向x上打散,以将目标物400的外立面上光斑的根部区域拉宽,从而可以消除光斑在根部区域出现的尖角。
133.通过在第六扩散区18设置第六扩散凸起195,这样,光线经过第六扩散凸起195时,第六扩散凸起195就可以将光线打散,从而使目标物400的外立面上的主光斑区域的亮度过渡均匀。
134.需要说明的是:如图4和图5所示,通过第四扩散区16、第五扩散区17的光线照射在目标物400的外立面后,形成光斑的根部区域,通过第六扩散区18的光线照射在目标物400的外立面后,形成主光斑区域。
135.在一些实施例中,如图15和图16中,第四扩散区16包括沿第一方向y排布的第一子扩散区161和第二子扩散区162,第二子扩散区162位于第一子扩散区161和第五扩散区17之间;
136.第四扩散凸起16包括多个位于第一子扩散区161中且阵列排布的第一子凸起192、
以及多个位于第二子扩散区162中且阵列排布的第二子凸起193,每个第一子凸起192及第二子凸起193均具有沿第一方向y弯曲的曲面;
137.如图16、图17和图18所示,图17为第一子扩散区161中的第一子凸起192的放大图,图18为第二子扩散区162中的第二子凸起193的放大图。在垂直于第一平面4且垂直于偏光透镜100的长度方向的截面内,沿第一方向y且由第四扩散区16指向第五扩散区17的方向,第一子凸起192的曲面1921的凸起高度逐渐减小,第二子凸起193的曲面1931的凸起高度先增大再减小。
138.由于第一子凸起192的曲面1921的凸起高度沿第一方向y逐渐减小,第二子凸起193的曲面1931的凸起高度先增大再减小,也就是:第二子凸起193的曲面1931呈弓形,第一子凸起192的曲面1921呈半个弓形,那么呈弓形的第二子凸起193的曲面1931对光线的扩散程度较大,呈半个弓形的第一子凸起192的曲面1921对光线的扩散程度较小,通过第一子凸起192、第二子凸起193对光线不同程度的扩散,从而可以使目标物400的外立面上的光斑的根部区域的亮度过渡比较均匀。
139.其中,如图15、图17和图18所示,第一子凸起192、第二子凸起193可以均呈长条状,多个第一子凸起192沿第一方向y排布,多个第二子凸起193沿第一方向y排布。第一子凸起192、第二子凸起193的曲面的类型以及具体参数可以参照图2和图3所示实施例中的设置,在此不再赘述。
140.如图15所示,第五扩散凸起194的曲面可以为圆柱面,第五扩散凸起194沿第一方向y延伸,且多个第五扩散凸起194沿第二方向y排布。第五扩散凸起194的曲面的参数以及排布的间隔具体可参照图2和图3所示实施例中的设置,在此不再赘述。
141.如图15和图19所示,图19为图16中第六扩散凸起195的放大图。第六扩散凸起195的曲面可以为圆柱面,第五扩散凸起195沿第二方向x延伸,且多个第六扩散凸起195沿第一方向y排布。
142.如图16所示,在第一方向y上,出光面1的尺寸为h,第一子扩散区161的尺寸为h1,第二子扩散区162的尺寸为h2,第五扩散区17的尺寸为h3,第六扩散区18的尺寸为h4。
143.其中,h1/h、h2/h是出光面1重要的参数,h1/h、h2/h不宜过大,也不宜过小,如果h1/h、h2/h过大或过小,那么使得第一子扩散区161、第二子扩散区162过大或过小,这样,使得第一子扩散区161、第二子扩散区162的大小比例失调,从而容易使得第四扩散区16对光斑的根部区域的均光效果欠佳。
144.经研究明发现,当h1/h的范围为0.10~0.2,h2/h的范围为0.10~0.15时,第一子扩散区161、第二子扩散区162的大小比例较协调,第四扩散区16对光斑的根部区域的均光效果较好。经进一步的研究明发现,当h1/h为0.15,h2/r1为0.1时,第一子扩散区161、第二子扩散区162的大小比例更加协调,第四扩散区16对光斑的根部区域的均光效果更好,光斑的根部区域的亮度分布更加均匀。
145.h3/h、h4/h也是出光面1重要的参数,h3/h、h4/h不宜过大,也不宜过小,如果h3/h过小,h4/h过大,这样会使得第五扩散区17的区域较小,第六扩散区18的区域较大,这样不能够很好地避免光斑在根部区域形成尖角;如果h3/h过大,h4/h过小,这样会使得第五扩散区17的区域较大,第六扩散区18的区域较小,这样,第五扩散区17容易将主光斑区域拉宽,那么主光斑区域很有可能落在目标物400的外立面之外,从而容易造成光污染。
146.经研究发现,当h3/h的范围为0.4~0.6,h4/h的范围为0.2~0.3,这样使得第五扩散区17、第六扩散区18的比例较佳,既可以消除光斑的根部区域的尖角,又不容易使主光斑区域落在目标物400的外立面之外。经进一步的研究发现,当h3/h为0.5,h4/h为0.25时,这样使得第五扩散区17、第六扩散区18的比例最佳,既可以避免光斑的根部区域出现尖角,又可以避免主光斑区域落在目标物400的外立面之外。
147.以上所述,仅为本技术的具体实施方式,但本技术的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
再多了解一些

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