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)領域】
[0001]本實用新型涉及一種側(cè)入光式LED平面燈均光板，屬于LED照明設計和精密光電零部件制造領域，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、保護視力，安全系數(shù)高等優(yōu)點。按照入光方式的不同，LED導光板分為直下式和側(cè)入光式兩種。本實用新型主要涉及一種側(cè)入光式平面燈均光板的設計與制作方法。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)境污染嚴重，使用壽命短?；瘜W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。但是其光學表面粗糙，其網(wǎng)點深度受網(wǎng)點橫向尺寸精度的限制，蝕刻成本高，環(huán)境污染嚴重。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金剛石刀具在均光板基板上進行成型切削，微細結(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，本實用新型設計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燈個數(shù)少，高效節(jié)能，成本低，導光效率高，發(fā)光均勻等特點；本實用新型設計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，導光穩(wěn)定性好。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于減少LED平面燈中LED發(fā)光光源的個數(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，導光穩(wěn)定性差，導光效率低，出光均勻度低等問題。
[0005]因此，本實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]進一步地，所述V形溝槽兩側(cè)面采用非對稱結(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]進一步地，相鄰兩個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，當光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，光的入射角達到一定角度即臨界角時，不再有折射光線射出，此時光在光疏介質(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，只有靠近光源的一小塊區(qū)域沒有達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格的配光設計，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)穆窂剑瑥亩蚱屏斯獾娜瓷錀l件使光從亞克板的頂面射出，從而達到導光的效果。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，進而從亞克力板的頂面射出。
[0011 ]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0012](I)與絲印制作均光板和化學制作均光板相比，本實用新型設計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、化學蝕刻均光板和激光加工均光板相比，本實用新型設計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)部光路嚴格可控。
[0014](3)與絲印制作均光板、化學蝕刻均光板和激光加工均光板相比，本實用新型設計的均光板導光效率高，出光均勻，亮度高。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型設計的均光板三維形貌示意圖。
[0016]圖2為本實用新型設計的均光板截面形狀示意圖。
[0017]圖3為本實用新型設計的均光板導光原理示意圖。
[0018]圖4為本實用新型設計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。
【具體實施方式】
[0020]為了更好理解本實用新型，下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明，但是本實用新型要求保護的范圍并不局限于實施例表示的范圍。
[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LED光源3放置在亞克力板I的入光表面13中點位置，LED光源3正對于入光表面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