一种双层多孔准直光通的制作方法

1.本发明涉及光线照射技术领域，尤其涉及一种双层多孔准直光通。


背景技术：

2.有别于传统通用照明的发散性光线，在某些光学照明应用场景下，需要平行出射的准直光线，如投影显示、uv固化、光刻、舞台灯光、车灯、3d打印等应用领域，市面常用的光源主要有高压汞灯、led、ld，其中高压汞灯因为光效低、功耗大，基本已经淘汰；而ld受限于成本及安规限制而难以广泛普及，led光源因为光效高、技术成熟、成本极具优势、安全环保等多方面的优势，已经成为照明应用市场无可替代的主流光源。
3.常用的准直光学装置主要有反光杯、透镜等，为了达到准直效果，其必须配合光源的发光特性，而led光源的光强分布一般则遵守朗伯余弦定律，从而使得准直光学装置的尺寸远远大于发光光源的尺寸。
4.目前绝大部分准直光学系统均采用分立式光学组件设计，其光学系统主要包括散热器、光源、光通、透镜、镜头组件等，其规格不一、零件繁多、装配复杂、体积庞大，此外，其光学系统各零件或组件之间为不同厂商设计生产，最后由厂商混搭组合而成，导致其准直光学系统的光学效率严重偏低，并引发出一系列如：光线利用率低、亮度均匀性差、功耗过大、体积大等问题。
5.因此，有必要提供一种双层多孔准直光通解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明提供一种双层多孔准直光通，解决了光线利用率低有待提高的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供的双层多孔准直光通，包括：准直光通机构，所述准直光通机构包括至少四组第一层曲面单元、第二层曲面单元和至少四组定位柱；四组所述第一层曲面单元矩形阵列分布且固定连接在所述第二层曲面单元上，所述第一层曲面单元的光源入口处设置第一入口面夹角；所述第二层曲面单元上固定安装有四组定位柱，所述第二层曲面单元的光源入口处设置有第二入口面夹角，所述第二层曲面单元的出光口设置有直角台阶；四组所述定位柱呈矩形阵列分布在所述第一层曲面单元的两侧。
8.优选的，所述第一层曲面单元的光源入口为方形结构，所述第一入口面夹角的角度为115
°
~135
°
。
9.优选的，所述第二层曲面单元的光源入口与所述第一层曲面单元的光源出口连通且无缝连接，所述第二层曲面单元的光源入口为矩形结构，所述第二入口面夹角的角度为95
°
~115
°
。
10.优选的，所述第一层曲面单元和所述第二层曲面单元的内壁面均镀银处理。
11.优选的，所述直角台阶的台阶水平深度为0.3~2mm，台阶竖直深度为0.3~2mm。
12.优选的，所述定位柱的直径为0.5~2mm，定位柱比第一层曲面单元入光口高出0.3~2mm。
13.优选的，所述第一层曲面单元内壁的底面为第一光通入光面，所述第一层曲面单元和所述第二层曲面单元的连接处为第一光通出光面和第二光通入光面，所述第二层曲面单元的顶面为第二光通出光面。
14.优选的，所述第一光通出光面与所述第二光通入光面在同一平面上，所述第一光通入光面与所述第一光通出光面之间的间距＜所述第二光通入光面与所述第二光通出光面之间的间距。
15.优选的，所述第一层曲面单元和所述第二层曲面单元的材料包括但不限于abs塑料、pc塑料、有机硅胶、环氧树脂，曲面的壁厚在0.3~3mm，其中，定位柱及台阶除外。
16.优选的，所述双层多孔准直光通，包括所述的双层多孔准直光通，所述双层多孔准直光通生产成型后需要对准直光通进行光照检测，因此需要使用到双层多孔准直光通辅助检测装置，还包括：支撑架，所述支撑架上开设有至少两组滑槽，所述支撑架上固定安装有安装台；光照检测板，所述光照检测板的底部通过两组移动滑块和两组所述滑槽滑动安装于所述支撑架上；移动机构，所述移动机构包括移动电机和移动轮，所述移动电机固定安装于所述光照检测板，所述移动电机的轴端固定安装有移动轮，所述移动轮的表面滚动安装于所述支撑架上；光源发生器，所述光源发生器固定安装于所述安装台上；夹持机构，所述夹持机构安装于所述安装台上，所述准直光通机构安装于所述夹持机构上，且准直光通机构的光源输入端与所述光源发生器的光源输出端连接。
17.与相关技术相比较，本发明提供的双层多孔准直光通具有如下有益效果：本发明提供一种双层多孔准直光通，第一层曲面单元和第二层曲面单元组成双层曲面结构，第一层曲面单元采用多孔式的方台或圆台形状曲面，其由若干个点阵式排布的曲面单元阵列组成，第二层曲面单元为单孔式的方台形状曲面，第一层曲面单元的出光面和第二层曲面单元的入光面重合，且第一层曲面单元的出光面外围与第二层曲面单元的入光面外围无缝连接，提高准直光学系统整体光线利用率、光源输出亮度分布均匀、功耗低、体积小。
附图说明
18.图1为本发明提供的双层多孔准直光通的第一实施例的结构示意图；图2为图1所示的整体的结构示意图；图3为图2所示的a部放大示意图；图4为本发明提供的双层多孔准直光通的第一实施例的光面示意图；图5为本发明提供的双层多孔准直光通的第二实施例的检测结构示意图；图6为图5所示的光照检测板移动后的结构示意图；图7为图5所示的b部放大示意图。
19.图中标号：
100、准直光通机构；1、第一层曲面单元，11、第一入口面夹角，101、第一光通入光面，102、第一光通出光面；2、第二层曲面单元，21、第二入口面夹角，22、直角台阶，201、第二光通入光面，202、第二光通出光面；3、定位柱；4、支撑架，401、滑槽，41、安装台；5、光照检测板，51、移动滑块；6、移动机构，61、移动电机，62、移动轮；7、光源发生器；8、夹持机构，81、支撑板，82、连接弹簧，83、伸缩架，84、夹板，85、限位杆；9、安全检测机构，91、红外传感器，92、安装架，93、缓冲弹簧，94、触点开关。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
21.第一实施例：请结合参阅图1、图2、图3和图4，其中，图1为本发明提供的双层多孔准直光通的第一实施例的结构示意图；图2为图1所示的整体的结构示意图；图3为图2所示的a部放大示意图；图4为本发明提供的双层多孔准直光通的第一实施例的光面示意图。
22.一种双层多孔准直光通，包括：准直光通机构100，所述准直光通机构100包括至少四组第一层曲面单元1、第二层曲面单元2和至少四组定位柱3；四组所述第一层曲面单元1矩形阵列分布且固定连接在所述第二层曲面单元2上，所述第一层曲面单元1的光源入口处设置第一入口面夹角11；所述第二层曲面单元2上固定安装有四组定位柱3，所述第二层曲面单元2的光源入口处设置有第二入口面夹角21，所述第二层曲面单元2的出光口设置有直角台阶22；四组所述定位柱3呈矩形阵列分布在所述第一层曲面单元1的两侧。
23.第一层曲面单元1和第二层曲面单元2组成双层曲面结构，第一层曲面单元1采用多孔式的方台形状曲面，其由若干个点阵式排布的曲面单元阵列组成，第二层曲面单元2为单孔式的方台形状曲面，第一层曲面单元1的出光面和第二层曲面单元2的入光面重合，且第一层曲面单元1的出光面外围与第二层曲面单元2的入光面外围无缝连接，提高准直光学系统整体光线利用率、光源输出亮度分布均匀、功耗低、体积小。
24.所述第一层曲面单元1的光源入口为方形结构，所述第一入口面夹角11的角度为115
°
~135
°
。
25.第一层曲面单元1内壁面与光通入口面成夹角，夹角范围为115
°
~135
°
。
26.所述第二层曲面单元2的光源入口与所述第一层曲面单元1的光源出口连通且无缝连接，所述第二层曲面单元2的光源入口为矩形结构，所述第二入口面夹角21的角度为95
°
~115
°
。
27.所述第一层曲面单元1和所述第二层曲面单元2的内壁面均镀银处理，光源输入和
输出部分除外。
28.也可以进行镀铝处理。
29.所述直角台阶22的台阶水平深度为0.3~2mm，台阶竖直深度为0.3~2mm。
30.所述定位柱3的直径为0.5~2mm，定位柱比第一层曲面单元入光口高出0.3~2mm。
31.所述第一层曲面单元1内壁的底面为第一光通入光面101，所述第一层曲面单元1和所述第二层曲面单元2的连接处为第一光通出光面102和第二光通入光面201，所述第二层曲面单元2的顶面为第二光通出光面202。
32.第一层曲面单元1是多孔式的方台或圆台形状曲面，其由若干个点阵式排布的曲面结构阵列组成，第一光通入光面101为入光口，入光口形状可以为方形或圆形，边长或直径介于1~5mm之间；第一光通出光面102为出光口，出光口为方形，边长介于5~20mm之间；入光口至出光口的长度距离为2~10mm之间；入光口和出光口之间由平滑的自由曲面连接，该平滑自由曲面的壁厚为0.3~3mm之间。
33.曲面结构横向阵列的数量为2~60之间，纵向阵列的数量为2~40之间；每个相邻曲面结构的入光口之间不直接连接，每个相邻曲面结构的出光口之间为紧密连接。
34.所述第一光通出光面102与所述第二光通入光面201在同一平面上，所述第一光通入光面101与所述第一光通出光面102之间的间距＜所述第二光通入光面201与所述第二光通出光面202之间的间距。
35.所述第一层曲面单元1和所述第二层曲面单元2的材料包括但不限于abs塑料、pc塑料、有机硅胶、环氧树脂，曲面的壁厚在0.3~3mm，其中，定位柱及台阶除外。
36.第二层曲面单元2为单孔式的方台形状曲面，由一个入光口和一个出光口构成，入光口和出光口一一对应，并且出光口尺寸大于入光口；其入光口形状为方形，边长在30~120mm之间；出光口为长方形，边长长度介于50~200mm之间，并且出光口的长边和宽边之长度比例为16：9或4：3；入光口至出光口的长度距离为5~30mm之间；入光口和出光口之间由平滑的自由曲面连接，该平滑自由曲面的壁厚为0.3~3mm之间；第二层曲面单元2的内壁面与入口面成夹角，夹角范围为95~135度。
37.本发明提供的双层多孔准直光通的工作原理如下：第一层曲面单元1通过多点位的曲面结构将第一光通入光面101方向输入的光线进行多点位均匀传导；光线通过曲面结构后均匀的从第一光通出光面102进入第二层曲面单元2，多点位的光源从第二光通入光面201传导，通过第二层曲面单元2的整流后均匀的出光。
38.与相关技术相比较，本发明提供的双层多孔准直光通具有如下有益效果：第一层曲面单元1和第二层曲面单元2组成双层曲面结构，第一层曲面单元1采用多孔式的方台或圆台形状曲面，其由若干个点阵式排布的曲面单元阵列组成，第二层曲面
单元2为单孔式的方台形状曲面，第一层曲面单元1的出光面和第二层曲面单元2的入光面重合，且第一层曲面单元1的出光面外围与第二层曲面单元2的入光面外围无缝连接，提高准直光学系统整体光线利用率、光源输出亮度分布均匀、功耗低、体积小。
39.第二实施例：请参阅图5、图6和图7，基于本技术的第一实施例提供的一种双层多孔准直光通，本技术的第二实施例提出另一种双层多孔准直光通。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。具体的，本技术的第二实施例提供的双层多孔准直光通的不同之处在于，包括所述的双层多孔准直光通，所述双层多孔准直光通生产成型后需要对准直光通进行光照检测，因此需要使用到双层多孔准直光通辅助检测装置，还包括：支撑架4，所述支撑架4上开设有至少两组滑槽401，所述支撑架4上固定安装有安装台41；光照检测板5，所述光照检测板5的底部通过两组移动滑块51和两组所述滑槽401滑动安装于所述支撑架4上；移动机构6，所述移动机构6包括移动电机61和移动轮62，所述移动电机61固定安装于所述光照检测板5，所述移动电机61的轴端固定安装有移动轮62，所述移动轮62的表面滚动安装于所述支撑架4上；光源发生器7，所述光源发生器7固定安装于所述安装台41上；夹持机构8，所述夹持机构8安装于所述安装台41上，所述准直光通机构100安装于所述夹持机构8上，且准直光通机构100的光源输入端与所述光源发生器7的光源输出端连接。
40.通过将成型后的准直光通机构100安装在夹持机构8上，且准直光通机构100的光源输入端对准在光源发生器7上，在支撑架4上设置有可行走的光照检测板5，方便在不同的点位对准直光通机构100的光照范围进行检测，不需要人工进行移动，方便对检测点位的快速稳定调节。
41.光源发生器7采用现有的光源发生设备，为准直光通的光照检测提供支持。
42.滑槽401为t型结构，移动滑块51为t型滑块结构，移动滑块51能够稳定的在滑槽401内滑动调节，为光照检测板5的移动调节提供稳定的支持。
43.移动电机61采用步进电机，使用时外界的电源，为移动轮62的驱动提供动力的来源，移动轮62转动时能够稳定的在支撑架4上行走，移动轮62行走时方便带动光照检测板5同步移动调节，从而方便对光照检测板5的使用点位进行调节。
44.本发明提供的双层多孔准直光通辅助检测装置的工作原理：当需要对光照检测板5的使用点位进行调节时，启动移动电机61，移动电机61带动移动轮62转动，移动轮62在支撑架4上稳定的滚动行走，移动轮62行走的同时通过移动电机61带动光照检测板5同步移动；光照检测板5移动至所需使用的光照检测点位时，关闭移动电机61，启动光源发生器7，光源发生器7为安装后的准直光通机构100提供光源输入，准直光通机构100将光线稳定的照射在光照检测板5上。
45.本发明提供的双层多孔准直光通辅助检测装置的有益效果：
通过将成型后的准直光通机构100安装在夹持机构8上，且准直光通机构100的光源输入端对准在光源发生器7上，在支撑架4上设置有可行走的光照检测板5，方便在不同的点位对准直光通机构100的光照范围进行检测，不需要人工进行移动，方便对检测点位的快速稳定调节。
46.优化方案：基于本技术的第二实施例提供的一种双层多孔准直光通辅助检测装置，本技术的优化方案提出另一种双层多孔准直光通辅助检测装置。优化方案仅仅是第二实施例优选的方式，优化方案的实施对第二实施例的单独实施不会造成影响。具体的，本技术的优化方案提供的双层多孔准直光通辅助检测装置的不同之处在于，所述夹持机构8包括支撑板81、连接弹簧82、伸缩架83、夹板84和限位杆85，所述支撑板81固定安装于所述安装台41上，所述支撑板81的一侧固定安装有连接弹簧82，所述连接弹簧82的一端固定安装有伸缩架83，所述伸缩架83贯穿所述支撑板81，所述伸缩架83与所述支撑板81滑动连接，所述伸缩架83上固定安装有夹板84，所述夹板84的一侧固定安装有限位杆85；还包括：安全检测机构9，所述安全检测机构9包括红外传感器91、安装架92、缓冲弹簧93和触点开关94，所述红外传感器91固定安装于所述伸缩架83上，所述安装架92固定安装于所述支撑架4上，所述安装架92内固定安装有缓冲弹簧93，所述缓冲弹簧93的一端固定安装有触点开关94，所述触点开关94的启动端抵接在所述红外传感器91上，所述触点开关94的输出端与所述光源发生器7的控制端电性连接。
47.通过在光源发生器7的照射端增加有红外传感器91，方便对光照范围内的人体进行感应，感应后自动控制光源发生器7关闭，为设备的安全运行提供支持，在准直光通机构100不安装时，光源发生器7和红外传感器91自动关闭，避免设备误启动。
48.所述触点开关94的输出端与所述红外传感器91的控制端电性连接，所述红外传感器91的输出端与所述光源发生器7的控制端电性连接。
49.红外传感器91采用热释电传感器，用于人体感应，检测照射范围内是否有人体遮挡。
50.照射检测的工作状态下，有人体遮挡在照射范围时，红外传感器91检测到人体，光源发生器7控制端关闭，光源无法正常照射，避免光源照射人体眼睛，提高设备运行的安全性；准直光通机构100不安装状态时，触点开关94与伸缩架83之间分离，光源发生器7的控制端保持关闭状态，无法正常启动光源发生器7，且红外传感器91关闭，为设备不使用时防止误操作提供支持；准直光通机构100安装状态时，夹板84推动伸缩架83向外伸展，伸缩架83抵接在触点开关94上，触点开关94启动，限位杆85扣在准直光通机构100上，保持准直光通机构100安装检测时的稳定性，红外传感器91启动，光源发生器7启动。
51.本发明提供的双层多孔准直光通辅助检测装置的工作原理：s1准直光通机构100不安装状态时，触点开关94与伸缩架83之间分离，光源发生器7的控制端保持关闭状态，无法正常启动光源发生器7，且红外传感器91关闭，为设备不使用时防止误操作提供支持；s2准直光通机构100安装状态时，夹板84推动伸缩架83向外伸展，伸缩架83抵接在
触点开关94上，触点开关94启动，限位杆85扣在准直光通机构100上，保持准直光通机构100安装检测时的稳定性，红外传感器91启动，光源发生器7启动；s3照射检测的工作状态下，有人体遮挡在照射范围时，红外传感器91检测到人体，光源发生器7控制端关闭，光源无法正常照射，避免光源照射人体眼睛，提高设备运行的安全性。
52.本发明提供的双层多孔准直光通辅助检测装置的有益效果：通过在光源发生器7的照射端增加有红外传感器91，方便对光照范围内的人体进行感应，感应后自动控制光源发生器7关闭，为设备的安全运行提供支持，在准直光通机构100不安装时，光源发生器7和红外传感器91自动关闭，避免设备误启动。
53.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。