一種同心圓弧曲線排列的微透鏡陣列均光板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種側(cè)入光式LED平面燈均光板，屬于LED照明設(shè)計(jì)和精密光電零部件制造領(lǐng)域，具體涉及一種同心圓弧曲線排列的微透鏡陣列均光板。
【背景技術(shù)】
[0002]LED屬于全固體冷光源，具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保、超長壽命、光線健康、保護(hù)視力，安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。按照入光方式的不同，LED導(dǎo)光板分為直下式和側(cè)入光式兩種。本實(shí)用新型主要涉及一種側(cè)入光式平面燈均光板的設(shè)計(jì)與制作方法。側(cè)入光式將LED放置于背光的上下兩邊，布局的調(diào)整大大減少LED的使用。側(cè)入式平面燈燈體輕薄，便于安裝，而且外形美觀，所以目前市場(chǎng)上側(cè)入式平面燈占主均地位。目前LED均光板的加工方法可分為絲印制作、化學(xué)蝕刻、激光加工和微切削加工。絲印制作方式技術(shù)成熟，成本低，適合加工大尺寸的均光板。但是絲印均光板的制作離不開油墨，油墨易揮發(fā)，均光的穩(wěn)定性差，且環(huán)境污染嚴(yán)重，使用壽命短?；瘜W(xué)蝕刻方式均光板可任意裁剪尺寸、拼接使用，光轉(zhuǎn)化效率高，可制成異型。但是其光學(xué)表面粗糙，其網(wǎng)點(diǎn)深度受網(wǎng)點(diǎn)橫向尺寸精度的限制，蝕刻成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重。激光加工方式均光板使用壽命長，均光均勻，穩(wěn)定性好。但是其生產(chǎn)效率低，很難大批量生產(chǎn)。微切削方式利用單點(diǎn)金剛石刀具在均光板基板上進(jìn)行成型切削，微細(xì)結(jié)構(gòu)成型效果好，光轉(zhuǎn)化效率高，穩(wěn)定性好。
[0003]為了解決現(xiàn)有主流技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)出了一種同心圓弧曲面排列的微透鏡陣列結(jié)構(gòu)均光板，采用單個(gè)LED作為發(fā)光光源，與主流技術(shù)相比具有單側(cè)側(cè)入式發(fā)光，光源LED燈個(gè)數(shù)少，高效節(jié)能，成本低，導(dǎo)光效率高，發(fā)光均勻等特點(diǎn)；本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的均光板使用微切削加工方法，微透鏡陣列的尺寸精度和形狀精度可以精確保證，導(dǎo)光穩(wěn)定性好。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于減少LED平面燈中LED發(fā)光光源的個(gè)數(shù)，減小背光模組的整體大小，并且保證出光的均勻性，解決現(xiàn)有技術(shù)中均光板制作精度低，導(dǎo)光穩(wěn)定性差，導(dǎo)光效率低，出光均勻度低等問題。
[0005]因此，本實(shí)用新型提供了一種同心圓弧曲線排列的微透鏡陣列均光板，包括單側(cè)側(cè)入式亞克力板，所述亞克力板的下表面為反光表面，上表面為出光表面，側(cè)面為用于放置LED光源的入光表面，所述出光表面上刻有若干呈同心圓弧曲線狀排布的V形溝槽，所述V形溝槽分布在以亞克力板出光表面與入光表面相交的棱線中心點(diǎn)為圓心的不等間距的同心圓弧曲線上，所述V形溝槽由入光表面一直延伸到亞克力板末端面，所述V形溝槽的深度h由入光表面到亞克力板末端面方向逐漸增大，相鄰兩個(gè)V形溝槽的間距L由入光表面到亞克力板端面方向逐漸減小。
[0006]進(jìn)一步地，所述V形溝槽兩側(cè)面采用非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，兩側(cè)面互成120?150度夾角，靠近入光表面的側(cè)面與法線夾角成60?75度，另一側(cè)面與法線夾角成75?60度，且靠近入光表面的側(cè)面與法線夾角大與另一側(cè)面與法線夾角。
[0007]進(jìn)一步地，所述V形溝槽的深度h由入光表面到亞克力板末端面方向逐漸增大，且取值為100?600μπι。
[0008]進(jìn)一步地，相鄰兩個(gè)V形溝槽的間距L從入光表面到亞克力板末端面方向依次遞減，間距L取值范圍為30?2000μπι，間距L在100?2000μπι范圍內(nèi)以10ym為間隔遞減，間距L在30?ΙΟΟμπι范圍內(nèi)以ΙΟμπι為間隔遞減。
[0009]進(jìn)一步地，所述亞克力板的反光表面上粘貼有鏡面反射貼紙。
[0010]根據(jù)光的傳輸散射理論，當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，光的入射角達(dá)到一定角度即臨界角時(shí)，不再有折射光線射出，此時(shí)光在光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)交界面發(fā)生全反射。將光源安裝在亞克力平板單側(cè)時(shí)，只有靠近光源的一小塊區(qū)域沒有達(dá)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)，不能達(dá)到面光源的要求效果。為了打破這一規(guī)律，在亞克力板的頂面制作一種圓弧曲線排布的V形溝槽作為微透鏡結(jié)構(gòu)，保證和光源距離相等的地方，出光面亮度一致，表面的微透鏡兩側(cè)結(jié)構(gòu)，微透鏡的間距，微透鏡的深度按照嚴(yán)格的配光設(shè)計(jì)，微透鏡凹凸不平的結(jié)構(gòu)破壞了光在亞克力板內(nèi)部傳輸?shù)穆窂?，從而打破了光的全反射條件使光從亞克板的頂面射出，從而達(dá)到導(dǎo)光的效果。在亞克力板的底面粘貼反光貼紙，最大限度利用光源發(fā)射的光線，將光路向下的光線反射到微透鏡結(jié)構(gòu)上，進(jìn)而從亞克力板的頂面射出。
[0011 ]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0012](I)與絲印制作均光板和化學(xué)制作均光板相比，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的均光板采用微切削加工，使用壽命長，綠色無污染，環(huán)境友好。
[0013](2)與絲印制作均光板、化學(xué)蝕刻均光板和激光加工均光板相比，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的均光板微透鏡陣列的尺寸精度和形狀精度可以精確保證，使均光板內(nèi)部光路嚴(yán)格可控。
[0014](3)與絲印制作均光板、化學(xué)蝕刻均光板和激光加工均光板相比，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的均光板導(dǎo)光效率高，出光均勻，亮度高。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的均光板三維形貌示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的均光板截面形狀示意圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的均光板導(dǎo)光原理示意圖。
[0018]圖4為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的均光板切削加工示意圖。
[0019]圖中所不為:1-亞克力板;2-V形溝槽;3-LED光源;4-夾具;5-金剛石砂輪;6_尖端;7-旋轉(zhuǎn)盤;8-精密微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤;9-第一側(cè)面；10-第二側(cè)面；11-出光表面；12-反光表面；13-入光表面;14-亞克力板末端面;15-中心點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了更好理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明，但是本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。
[0021]如圖1所示，一種同心圓弧曲線排列的微透鏡陣列均光板，包括單側(cè)側(cè)入式亞克力板1，所述亞克力板I的下表面為反光表面12，其上粘貼有鏡面反射貼紙，上表面為出光表面11，側(cè)面為用于放置LED光源3的入光表面13，單個(gè)LED光源3放置在亞克力板I的入光表面13中點(diǎn)位置，LED光源3正對(duì)于入光表面13，且與入光表面13距離為500?ΙΟΟΟμπι。所述出光表面11上刻有若干呈同心圓弧曲線狀排布的V形溝槽2，所述V形溝槽2分布在以亞克力板I出光表面11與入光表面13相交的棱線中心點(diǎn)15為圓心的不等間距的同心圓弧曲線上，所述V形溝槽2由入光表面13—直延伸到亞克力