一种偏光的方法及偏光透镜的制造方法和偏光透镜与流程

本发明涉及led配光，具体涉及一种大角度偏光，对led照明特殊领域应用中偏光照明要求的偏光方法及偏光透镜，以及得到偏光透镜的加工制造方法。

背景技术：

1、目前led偏光透镜多采用凸透镜加上自由曲面实现，这种方案很依赖模具精度，实现效果与设计存在很大误差，应用中效果并不理想；在某款市场产品中，设计偏光60°，但是其效果仅有20°-30°，误差在50％-70％，这是由于光线偏置中，下方照明区域由于不是目标区域，其重合区光的亮度大，而偏向的目标区域，偏暗或者说偏置方向效果不理想，但是在应用中客户感受不明显，对于不严格要求配光功率和利用率的，该技术问题存在灯具发光利用率不足，由于没有偏置到预定区域，另外存在亮度不均匀，设计偏置的光线重叠在误差区域，明暗差异大，而造成增设灯具补光，设备成本高。

2、现停车场、机场停机坪、道路交叉路口等大面积场景，多采用投光灯照明，仰角较大，对周边居民和公共设施造成外溢光，影响舒适型；光的利用率也不高，不符合当下绿色、节能的大方针；现场施工也较麻烦，需要反复调整和测量，时间较长，效率不高，施工人员需要反复上下，非常影响安装效率。

3、中型和小型体育场中，也是很多侧装投光灯或者泛光灯，外溢光会严重影响场边观众、裁判和队员，同时很多光照射在场外，造成浪费和能源消耗。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术中上述问题，可以有效提高特殊场景光利用率，减少外溢光和外溢眩光，增加照射半径，提高照明均匀度。

2、本申请旨在解决背景技术中的问题之一。

3、本发明所采用的技术方案为：一种偏光的方法，光源前设置tir透镜，tir透镜设置斜切光表面，斜切光表面上设置微结构；微结构用于全反射和折射，使光源的光线经tir透镜时全反射，全反射后的光线经过微结构时全反射而偏转。

4、本申请提供的技术方案，还具有以下技术特征：

5、优选的，微结构为三角形且位于斜切光表面的底边长度相等，且三角形的一侧斜边竖直设置

6、优选的，斜切光表面和tir透镜轴心不垂直。

7、优选的，偏转方向和tir透镜轴心夹角小于直角且不重合。

8、优选的，偏转方向和tir透镜轴心夹角小于等于70°。

9、优选的，斜切光表面和微结构为一体结构或分体结构。

10、优选的，斜切光表面的目的是这样，微结构用于全反射，而全反射的光，在沿着反射光的前进方向，有可能被相邻的微结构遮挡，为了使微结构的反射光不被光路方向上相邻的微结构遮挡，增大相邻的微结构的落差，因此设置成斜向的微结构交界面，即斜切光表面；因此斜切光表面作为改善微结构全反射光路的技术措施，其斜向的角度对偏置角度影响不大，斜切光表面是改善全反射光路遮挡，而对偏转角度无影响；但是基于避免遮挡，并且使微结构的落差增大，对加工落差要求缩小，同时也为了在加工后，使排列的微结构依次呈现落差，而无需在加工中修改每个微结构的高度不同，结构简单，实用，极大降低了加工制造成本，而且偏光后遮挡少，照明效果好、光利用率高。

11、应用一种偏光方法的偏光透镜，包括tir透镜，tir透镜上斜切出光表面，斜切光表面上设置微结构。

12、该技术方案，还具有以下技术特征：

13、优选的，所述的微结构为锯齿形。

14、优选的，锯齿形的微结构包括均匀分布和不均匀分布的任意一种或全部的组合。

15、优选的，锯齿形的微结构高度不等或相等，或分段相等和分段不等的任意一种或全部的组合。

16、优选的，微结构为三角形。

17、优选的，微结构三角形底边长度相等，等长的底边是指在斜切光表面上的底边；

18、三角形的一侧斜边竖直设置，以竖直斜边为底的此三角形的垂线或者高的长度为d，该垂线或高把竖直斜边分成的两段，其中上部的一段或者说远离斜切光表面的一段的长度为h，则h>d*tan(arcsin(1/n))，n为透镜直射率，h越大偏光角度越小。

19、为得到偏光透镜，一种偏光透镜的制造方法：tir透镜上斜切出光表面，光表面上设置微结构用于全反射和折射。

20、该技术方案，还具有以下技术特征：

21、优选的，微结构为斜切光表面上通过去除形成凹槽方法或增加形成突起的方法的任意一种或全部组合形成。

22、本发明的有益效果：

23、1、本申请利用tir透镜结合设置的斜切光表面，并在斜切光表面上设置微结构，通过两次全反射，实现偏光，有效提高特殊场景光利用率，本结构无凸透镜，因此外溢光和外溢眩光少；

24、2、本申请的底层结构为tir透镜，斜切出光表面，然后增加微结构，减少偏光误差；思路为tir实现准直，然后通过微结构全反射和微结构折射，形成光路改变；tir部分实现光路准直，微结构全反射实现大角度偏光，微结构折射实现小角度偏光；因此误差小，且偏置照射区域，光度均匀，无需补光灯，实现了节能，且安装实施的效率高，减少了安装难度；

25、3、本发明通过可根据配光形状需求，改变微结构，实现想要的光路；由于经过两次全反射，且利用了tir部分实现光路准直，因此应用本申请的灯具，可以水平安装，实现偏光角70°的配光；实现宽高比：照射直径和安装高度比值大于5，大大较少立杆数量，减少成本，绿色节能；由于偏置的方向可靠，偏置区域误差小，亮度均匀，达到>0.25均匀度，满足高杆照明国家标准；应用本申请的灯具可以消除或没有上射光，远远小于其他几种方案的后射光，消除了眩光影响。

技术特征：

1.一种偏光的方法，其特征在于，光源前设置tir透镜，tir透镜设置斜切光表面，斜切光表面上设置微结构；微结构用于全反射和折射，使光源的光线经tir透镜时全反射，全反射后的光线经过微结构时全反射而偏转。

2.根据权利要求1所述的一种偏光的方法，其特征在于，微结构为三角形且位于斜切光表面的底边长度相等，且三角形的一侧斜边竖直设置。

3.根据权利要求1所述的一种偏光的方法，其特征在于，偏转方向和tir透镜轴心夹角小于直角且不重合。

4.根据权利要求1所述的一种偏光的方法，其特征在于，斜切光表面和微结构为一体结构或分体结构。

5.一种偏光透镜，其特征在于，包括tir透镜，tir透镜上斜切出光表面，斜切光表面上设置微结构。

6.根据权利要求5所述的一种偏光透镜，其特征在于，所述的微结构为锯齿形。

7.根据权利要求5所述的一种偏光透镜，其特征在于，锯齿形的微结构包括均匀分布和不均匀分布的任意一种或全部的组合。

8.根据权利要求5所述的一种偏光透镜，其特征在于，锯齿形的微结构高度不等或相等，或分段相等和分段不等的任意一种或全部的组合。

9.一种偏光透镜的制造方法，其特征在于，tir透镜上斜切出光表面，光表面上设置微结构用于全反射和折射。

10.根据权利要求9所述的一种偏光透镜的制造方法，其特征在于，一种偏光透镜的制造方法：微结构为斜切光表面上通过去除形成凹槽方法或增加形成突起的方法的任意一种或全部组合形成。

技术总结
一种偏光的方法及偏光透镜，偏光的方法为光源前设置TIR透镜，TIR透镜设置斜切光表面，斜切光表面上设置微结构；微结构用于全反射和折射，使光源的光线经TIR透镜时全反射，全反射后的光线经过微结构时全反射而偏转；而偏光透镜采用TIR透镜上设置斜切光表面，并在斜切光表面上设置微结构，然后实现偏光；为了得到偏光透镜，可以在TIR透镜上斜切光表面后，采用去除或增加的方式得到微结构。

技术研发人员：宫德旺,邹龙生,王安
受保护的技术使用者：上海亚明照明有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13