一種產(chǎn)生多方向準直光束的光學器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學領(lǐng)域，具體涉及一種光學透鏡。
【背景技術(shù)】
[0002] 準直光學系統(tǒng)可以把發(fā)出的光集中在一個較小的立體角內(nèi)出射，可大幅度提高光 能量密度和光利用率，準直后光束局域照明能力增強，增加照明距離，準直研宄具有極其廣 闊的前景。目前諸多學者在準直光學系統(tǒng)領(lǐng)域展開了深入研宄，但所研宄的都是向前的單 方向準直，效果是把光束在原來的傳播方向上的大發(fā)散角壓縮為小發(fā)散角，傳播方向沒有 改變，準直后只有一束準直光。目前在多向準直方面還缺乏研宄，多向準直可用于飛機跑道 指示，雙向、多向準直光束裝修飾品、景觀照明等。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種產(chǎn)生多方向準直光束的光學器件，以解決上述技術(shù)問 題。
[0004] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0005] 一種產(chǎn)生多方向準直光束的光學器件，包括一光學器件主體，其特征在于，所述光 學器件主體的上端面為一準直透鏡；
[0006] 所述光學器件主體設有至少三個側(cè)壁，所述至少三個側(cè)壁均是結(jié)構(gòu)一致的自由曲 面，所述光學器件主體的側(cè)壁上設有反光面，所述反光面的反光方向朝向所述光學器件主 體的外側(cè)；
[0007] 所述光學器件主體是由所述準直透鏡固定連接所述側(cè)壁而成的光學器件主體。
[0008] 自由曲面可同時兼具光束準直以及反射功能，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可完成多個方向 的光束準直以及多個方向的出光，最大限度減小了系統(tǒng)復雜度，降低了生產(chǎn)裝調(diào)成本。
[0009] 使用時，所述光學器件主體與光源同軸，且光源擺放在所述光學器件主體的上表 面的一定距離處。當光源發(fā)出具有一定發(fā)散角的光束時，光線分別照射到光學器件主體的 側(cè)壁上，光線經(jīng)過位于上表面的準直透鏡后向下準直出射，光線經(jīng)過側(cè)壁上的自由曲面后 分別向不同方向準直反射，這樣就得到了多個方向上準直的光線。
[0010] 所述光學器件主體可以是亞克力材質(zhì)制成的光學器件主體。
[0011] 所述光學器件主體的側(cè)壁鍍有反光膜或涂有反光涂層，形成所述反光面。亞克力 材質(zhì)透明性好，質(zhì)地輕盈、價格便宜，易于成型。
[0012] 所述光學器件主體還可以為樹脂材料制成的光學器件主體。所述光學器件主體的 側(cè)壁鍍有反光膜或涂有反光涂層，形成所述反光面。樹脂材料質(zhì)地輕盈、耐沖擊、加工便捷， 成本低廉。
[0013] 所述光學器件主體還可以為光學玻璃制成的光學器件主體。所述光學器件主體的 側(cè)壁鍍有反光膜或涂有反光涂層，形成所述反光面。光學玻璃耐高溫、膨脹系數(shù)低、機械強 度高、化學性能好。
[0014] 作為一種優(yōu)選方案，所述光學器件主體呈一梯形臺，所述光學器件主體設有四個 側(cè)壁；
[0015] 所述梯形臺的側(cè)壁包括前側(cè)壁、后側(cè)壁、左側(cè)壁、右側(cè)壁，所述前側(cè)壁與所述后側(cè) 壁關(guān)于第一平面對稱，所述左側(cè)壁與所述右側(cè)壁關(guān)于第二平面對稱；
[0016] 所述第一平面與所述第二平面的交線為所述梯形臺的中心軸線。
[0017] 便于四個角度準直反射。
[0018] 所述梯形臺的上端面為呈一正方形，以所述梯形臺的上端面為第一正方形；
[0019] 所述前側(cè)壁、后側(cè)壁、左側(cè)壁、右側(cè)壁的下端圍成第二正方形，所述第一正方形的 橫截面積大于所述第二正方形的橫截面積。
[0020] 便于前側(cè)壁、后側(cè)壁、左側(cè)壁、右側(cè)壁反射光源發(fā)出具有一定發(fā)散角的光束。
[0021] 所述前側(cè)壁與所述左側(cè)壁關(guān)于第三平面對稱，所述后側(cè)壁與所述右側(cè)壁關(guān)于所述 第三平面對稱，所述前側(cè)壁與所述右側(cè)壁關(guān)于第四平面對稱，所述后側(cè)壁與所述左側(cè)壁關(guān) 于所述第四平面對稱；
[0022] 所述第三平面與所述第四平面的交線為所述梯形臺的中心軸線。
[0023] 作為一種優(yōu)選方案，所述光學器件主體的上端面呈一正三角形，所述光學器件主 體設有三個側(cè)壁，分別為第一側(cè)壁，第二側(cè)壁、第三側(cè)壁；
[0024] 所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁關(guān)于第一平面對稱，所述第二側(cè)壁與所述第三側(cè)壁 關(guān)于所述第二平面對稱，所述第三側(cè)壁與所述第一側(cè)壁關(guān)于所述第三平面對稱；
[0025] 所述第一平面與所述第二平面的交線、所述第二平面與所述第三平面的交線、所 述第一平面與所述第三平面的交線三者為同一直線；
[0026] 所述第一平面與所述第二平面的交線與所述正三角形的重心共線。
[0027] 所述光學器件主體的上端面也可以是一圓。
[0028] 所述光學器件主體的側(cè)壁是由至少三個準直自由曲面反射鏡相連構(gòu)成的。從而實 現(xiàn)準直與反射。
[0029] 所述光學器件主體的側(cè)壁是準直自由曲面透鏡；
[0030] 所述準直自由曲面透鏡上設有所述反光面，所述反光面位于所述準直自由曲面透 鏡的出射面上。
[0031] 從而實現(xiàn)準直與反射。
[0032] 通過建立側(cè)壁輪廓曲線上的點所滿足的方程，結(jié)合Matlab編程求出自由曲面輪 廓曲線的離散數(shù)據(jù)點，將數(shù)據(jù)點導入SolidWorks中進行曲線擬合并建模，進而得到光學器 件主體側(cè)壁的實體模型，再運用code V軟件設計出準直透鏡的參數(shù)，最后將自由曲面面型 數(shù)據(jù)和準直透鏡數(shù)據(jù)導入到Iighttools軟件中進行光線追跡，從而實現(xiàn)光學器件主體的 建模；
[0033] 下表參數(shù)就是自由曲面的參數(shù)
[0034]
[0036] 有益效果：本發(fā)明具有集成度高，結(jié)構(gòu)簡單、便于裝調(diào)等優(yōu)點，極大降低了生產(chǎn)成 本。
【附圖說明】
[0037] 圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0038] 為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合附圖，進一步闡述本發(fā)明。
[0039] 參見圖1，一種產(chǎn)生多方向準直光束的光學器件，包括一光學器件主體，光學器件 主體的上端面為一準直透鏡1 ;光學器件主體設有至少三個側(cè)壁，至少三個側(cè)壁均是結(jié)構(gòu) 一致的自由曲面，光學器件主體的側(cè)壁上設有反光面，反光面的反光方向朝向光學器件主 體的外側(cè)；光學器件主體是由準直透鏡1固定連接側(cè)壁而成的光學器件主體。自由曲面可 同時兼具光束準直以及反射功能，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可完成多個方向的光束準直以及多個 方向的出光，最大限度減小了系統(tǒng)復雜度，降低了生產(chǎn)裝調(diào)成本。使用時，光學器件主體與 光源6同軸，且光源6擺放在光學器件主體的上表面的一定距離處。當光源6發(fā)出具有一 定發(fā)散角的光束時，光線分別照射到光學器件主體的側(cè)壁上，光線經(jīng)過位于上表面的準直 透鏡1后向下準直出射，光線經(jīng)過側(cè)壁上的自由曲面后分別向不同方向準直反射，這樣就 得到了多個方向上準直的光線。光學器件主體可以是亞克力材質(zhì)制成的光學器件主體。光 學器件主體的側(cè)壁鍍有反光膜或涂有反光涂層，形成反光面。亞克力材質(zhì)透明性好，質(zhì)地輕 盈、價格便宜，易于成型。光學器件主體還可以為樹脂材料制成的光學器件主體。光學器件 主體的側(cè)壁鍍有反光膜或涂有反光涂層，形成反光面。樹脂材料質(zhì)地輕盈、耐沖擊、加工便 捷，成本低廉。光學器件主體還可以為光學玻璃制成的光學器件主體。光學器件主體的側(cè) 壁鍍有反光膜或涂有反光涂層，形成反光面。光學玻璃耐高溫、膨脹