导光柱设计指南(新、选)
展会灯光柱子设计方案
展会灯光柱子设计方案展会灯光柱子设计方案一、设计目标设计一种具有创意和吸引力的展会灯光柱子，能够通过鲜明的灯光效果和独特的外观设计，吸引参观者的注意力，为展会的宣传和推广提供有效的支持。
二、设计理念结合展会的主题和特点，设计一种富有科技感和未来感的灯光柱子，使其成为展会现场的亮点和吸引人们注意的焦点。
同时，在灯光设计上，尽量注重节能环保和舒适感。
三、外观设计1.采用金属材质和玻璃材质相结合的设计，金属框架负责支撑结构，玻璃面板则用以体现未来感和科技感。
2.利用灯光的折射和反射，设计出独特的光线效果和图案，使整个灯光柱子在夜晚闪烁迷人的光芒，引导参观者的目光。
3.在设计上考虑形状的多变性，通过不同的几何形状拼接，创造出富有层次感和创意的外观。
四、灯光设计1.选择高亮度的LED灯光作为主要光源，通过调节灯光的亮度和颜色，实现不同的灯光效果。
2.采用可调节灯光颜色的设计，根据展会的不同主题，调整灯光颜色，以与展品相得益彰。
3.设置自动光感传感器，根据环境光线的变化自动调整灯光亮度，节省能量的同时保证展台的整体光线效果。
五、功能设计1.加入音乐效果，使灯光柱子与音乐节奏同步变化，增加观赏性和趣味性。
2.设计触摸屏控制面板，可以通过触摸控制板改变灯光效果，提供互动性和个性化定制的功能。
六、其他设计1.考虑人体工学设计，使灯光柱子在高度和形状上符合人体的视觉需求，确保参观者从不同角度都能够欣赏到灯光的美感。
2.考虑便携性设计，使灯光柱子可以拆卸和组装，便于运输和安装。
3.在材质的选择上，考虑到材料的可回收性和可持续性，尽可能使用环保材料。
七、总结通过以上设计方案，展会灯光柱子具备了独特的外观设计和创意的灯光效果，能够突出展会的主题和特点，提升展会的视觉体验。
在节能环保和舒适感方面也有相应的考虑，使之成为一种吸引人们注意的展台装饰，为展会的宣传和推广提供有效支持。
导光柱设计指南(二)2024
导光柱设计指南（二）引言概述：导光柱在光学设计中扮演着至关重要的角色，其设计需要考虑到光的损耗、均匀性以及耐用性等因素。
在本文档中，我们将为您介绍导光柱的设计指南，以帮助您更好地理解并应用于实际项目中。
正文：一、导光材料的选择1. 考虑光的透过率：选择具有较高透过率的材料可以提高导光柱的效果。
2. 注意折射系数：选择与周围环境折射系数相似的材料，以避免由于折射差异引起的光损耗。
3. 考虑机械强度：选用具有较高强度的材料，以保证导光柱的耐久性和长期稳定性。
4. 考虑导热性能：选择导热性能较好的材料，以避免导光柱在长时间使用时产生热损耗。
二、导光柱的形状设计1. 考虑光线传输路径：通过合理设计导光柱的外形，以使光线能够有效传输到出光端口。
2. 优化导光柱的截面形状：根据实际需求，选择合适的截面形状，如圆形、方形、矩形等，以实现最佳的光线均匀性和传输效率。
3. 控制导光柱的尺寸：根据实际应用需求，合理选择导光柱的尺寸，以达到最佳的光束输出效果。
4. 考虑光线的模式：根据需要选择适当的导光柱形状，以使光束能够保持高质量的模式。
三、表面处理和反射率控制1. 提高内部反射率：通过采用高反射率的涂层或反射膜处理导光柱的内表面，可以显著提高光的传输效率。
2. 控制外部反射率：采用减反膜或消光材料覆盖导光柱的外表面，以减少外部环境对光的干扰和损耗。
3. 考虑抗污染性能：选择具有良好抗污染性能的材料，以减少外界灰尘和污染对光束的影响。
四、降低光损耗和增强均匀性1. 减少反射和折射损耗：通过合理设计导光柱的表面和内部结构，减少光线在导光过程中的反射和折射损耗。
2. 控制光线出射角度：通过调整导光柱的形状和长度，控制光线的出射角度，以满足具体应用的需求。
3. 使用光学透镜：在导光柱的出光端口处使用光学透镜，以进一步控制光束的传播和发散角度。
五、导光柱的组装和安装1. 合理安装导光柱：根据具体应用需求，采取合适的安装方式，确保导光柱能够稳固地固定在系统中。
电视机遥控导光柱的光学设计
表2
五、小结
针对接收距离及接收角度不达标的问题，对电视机中应用广泛的导光柱进行研究，通过理论计算及试 验数据对比，确定了导光柱形状；材料及颜色对指示灯及红外遥控的影响因素，并给出了此后在设计中设 计此类部件的一些指导建议，避免以后此类问题的发生。
参考文献
[1] 《Light Guide Techniques Using LED Lamps》 Application Brief I-003 [2] 《物理光学与应用光学》石顺祥、王学恩、刘劲松 西安电子科技大学出版社 [3] 《电视广播接收机用红外遥控发射与接收通用技术条件》Q/SCWB2002-2006
光率，容易出现遥控不灵敏、遥控角度不够的现象，如 L03 系列的导光柱原造型深红色，遥控角度不够，后 重新调整较浅的红色，试验合格。材料与色粉的比例可参考实验报告 A。 (2) 导光柱与接收头位置不合理
对于接收面是竖直平面型的导光柱，接收头应与导光柱在同一中心线上接收效果最好；对于斜面型导光 柱，接收头如放置在导光柱的中心，红外线经导光柱折射后部分偏离导光柱中心，不能到达接受头,见图 4。 如 M11 系列导光柱遥控角度不够，分析原因是导光柱与接收头的距离较大和接收头的放置位置不合理,经调整 导光柱和接收头的距离和位置，实验合格。斜面型导光柱与接收头的距离和位置见实验报告 C。
由光的折射定律： nisinθc = nfsinθf
当光由玻璃射入空气时：ni=1.5， sinθf=1.0， nf=1.0 ， sinθc =1/1.5=0.667 ， θc≈42，此临 界角也适用于透明塑料（PMMA；PC；AS）。根据能量守恒定律，当发生全反射时，反射光的能量等于入射 光的能量，即入射光全部反射出去。
a．空心结构
b．实心结构
一种均匀透光导光柱结构的制作方法
一种均匀透光导光柱结构的制作方法引言透光导光柱是一种重要的光学元件，广泛应用于光通讯、光传感等领域。
其制作方法的优劣直接影响导光柱性能以及应用效果。
本文介绍了一种制作均匀透光导光柱结构的方法，旨在提供一种简单、高效的制备工艺。
正文1.材料准备制作均匀透光导光柱所需的材料主要包括聚合物和添加剂。
常用的聚合物材料有聚甲基丙烯酸甲酯（P MM A）等，添加剂可以是增韧剂、稳定剂等。
2.制备导光柱基板首先，准备一块透明的导光柱基板材料，可以选择玻璃或透明塑料作为基板。
基板的尺寸应根据实际需求来确定。
3.制备导光层导光柱的导光性能主要依赖于导光层的制备。
导光层的材料可以选择聚合物，如P MM A。
制备导光层的方法有以下几步：3.1.预处理基板将导光柱基板进行预处理，以便导光层能够较好地附着在基板上。
常用的预处理方法包括物理处理（如喷砂、离子激活等）和化学处理（如表面修饰等）。
3.2.制备导光层液体溶液将聚合物和添加剂按一定比例加入合适的溶剂中，搅拌均匀，制备成导光层液体溶液。
3.3.涂覆导光层将导光层液体溶液均匀涂覆在预处理的导光柱基板上，可以使用刮涂法、喷涂法等。
涂覆的厚度应根据实际需求和光学性能要求确定。
3.4.固化导光层将涂覆好的导光层置于具备适当光源的固化装置中，进行光照固化。
固化时间和光照强度可以根据导光层材料和设备特性来确定。
4.制备均匀透光导光柱通过制备导光层的方法，可以得到带有导光层的导光柱基板。
为了使导光柱具有均匀透光性能，可以通过以下步骤进行后续处理：4.1.精确切割使用高精度的切割工具对导光柱基板进行切割，控制导光柱的尺寸和形状。
切割时要注意避免损坏导光层。
4.2.研磨和抛光对切割好的导光柱进行研磨和抛光处理，以去除表面的不平整和毛刺。
可以使用颗粒越来越细的研磨纸和抛光布进行研磨和抛光。
4.3.清洗和干燥将研磨和抛光好的导光柱进行清洗，去除表面的杂质和残留物。
清洗后，将导光柱放置在通风处自然干燥。
导光柱设计
导光柱设计1、何为导光柱导光柱就是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置。
光线是依靠全内反射在导光柱内部传输的。
导光柱通常是采用光学材料制成，如：丙烯酸树脂、聚碳酸酯、环氧树脂和玻璃。
导光柱可以用来将PCB上LED的光传输到产品面板上来显示相关的状态，也可以聚集和指引光线用做LCD显示屏的背光，同时也可以用来照亮在透过式窗口上的图案。
(1) 选定合适的导光柱材料原则上尽量选用透光率高的材料，从下表1 可以看出：透明ABS、AS、PC的透光率相当，对遥控距离和角度的影响相差不大，实验A 的结果也验证了这一结论。
在注塑特性上,AS易粘模，脆性大，如选用此材料，要留意出模角度和顶出位置。
目前我公司使用的导光柱大部分为性能较好的PMMA 材料。
2、导光柱设计：●LED与导光柱入光面间距,设计建议值1mm对于贴片LED其发光区域是平坦的表面，导光柱的输入端应当做成光滑的与LED表面平行的平面，导光柱输入端贴近LED以提高光通量耦合效率，如图所示。
导光柱的输入端需要比LED的发光面略大以保证捕获92%的光线。
●导光路径需全部抛光，避免光损1)导光柱外表面的光滑是导光柱正常工作的重要保证，如图所示。
图中是一个从圆形输入端渐变到方形输出端的导光柱。
2)导光柱平行于光线传播方向的侧壁应当非常光滑，像镜子一样，这样光线才能够在其表面产生完全内反射。
3)导光柱的侧壁可以涂上白色反光涂料以反射角度小于临界角的光线，否则这些光线将会从导光柱侧壁逃逸到空气中造成损耗。
导光柱的入口应当光滑并与LED外形匹配以保证高效的捕获LED的光线，保证光线以最小的反射和散射进入导光柱内部。
4)对于矩形和特殊形状的导光柱，其拐角必须是圆角，半径不小于0.5mm，不能有尖角，以保证拐角处的照明。
5)导光柱的形状应当沿着其长度逐渐变化，例如从入口处与LED相匹配的圆形到出口处的正方形应当如图所示逐渐变化。
●出光面咬花#11000（细花纹），发光效果看起来比较均匀。
导光柱文档
导光柱导光柱的概述导光柱是一种用于光学系统中的器件，可以将光线从一个光源引导到期望的位置。
它通常由高折射率材料制成，如玻璃或塑料，并且具有特殊的形状和表面处理，以实现光的传输和控制。
导光柱在各种领域中得到广泛应用，例如照明，显示技术，通信等。
导光柱的工作原理导光柱的工作原理基于全内反射。
当光线从一个介质传导到另一个折射率较低的介质中时，它会发生折射。
然而，当入射角大于临界角时，光线将无法穿过界面，而是被完全反射。
导光柱利用这个原理，通过不断反射光线在柱内传播，从而将光线引导到目标位置。
导光柱的设计和制造导光柱的设计和制造过程需要考虑多个因素，包括形状，尺寸，折射率和表面处理。
以下是一般的导光柱设计和制造步骤：1.确定导光柱的形状和尺寸：导光柱的形状和尺寸取决于具体应用。
常见的形状包括圆柱形，方柱形和锥形。
尺寸的选择应考虑光源和目标位置之间的距离，以及所需的光损失和聚光效果。
2.选择材料：材料的选择取决于应用需求和预期的光学性能。
玻璃和塑料是常见的导光柱材料，具有高折射率和光学透明性。
此外，还需要考虑材料的机械强度，耐久性和加工性能。
3.进行表面处理：为了减小光线的反射和损失，导光柱的表面通常需要进行特殊处理，例如抛光或涂层。
这些处理能够提高光线的传输效率和均匀性。
4.制造导光柱：制造导光柱可采用多种方法，例如注塑成型，磨削或切割。
具体的制造方法取决于导光柱的形状和材料。
制造过程中需要确保导光柱的尺寸和表面质量符合要求。
导光柱的应用导光柱在各种领域中有广泛的应用，包括以下几个方面：1.照明：导光柱被广泛应用于照明技术中，特别是在LED灯具中。
通过使用导光柱，可以实现光线的均匀分布和聚光效果，提高照明效果和能效。
2.显示技术：导光柱在显示技术中起着关键作用。
例如，在液晶显示器中，导光柱用于将侧射光引导到观察者所在的位置，以提供更好的视野和对比度。
3.光通信：导光柱可用于光纤通信中的光器件和连接器。
通过引导和控制光线的传输，可以提高光纤通信的性能和可靠性。
导光柱设计指南
导光柱设计指南导光柱设计指南1、引言1.1 目的1.2 背景1.3 设计目标1.4 参考资料2、导光柱概述2.1 定义2.2 用途2.3 结构3、设计要求3.1 光学性能要求3.1.1 光传输效率3.1.2 光束均匀性3.1.3 色彩保真度3.2 结构要求3.2.1 耐久性3.2.2 抗震动性3.2.3 防尘防水性 3.3 安全要求3.3.1 防眩光性能3.3.2 防火性能4、导光柱设计步骤4.1 光学设计4.1.1 线光密度计算 4.1.2 材料选择4.1.3 反射率优化 4.2 结构设计4.2.1 材料选择4.2.2 结构优化4.2.3 连接件设计 4.3 安全设计4.3.1 防眩光设计4.3.2 防火设计5、测试与验证5.1 光学性能测试5.1.1 光传输效率测试 5.1.2 光束均匀性测试 5.1.3 色彩保真度测试 5.2 结构性能测试5.2.1 耐久性测试5.2.2 抗震动性测试5.2.3 防尘防水测试5.3 安全性能测试5.3.1 防眩光性能测试5.3.2 防火性能测试6、附件附件1、导光柱示意图附件2、光学性能测试数据附件3、结构性能测试数据附件4、安全性能测试数据法律名词及注释:1、光传输效率：导光柱中光线传输到输出端的比例。
2、光束均匀性：导光柱中光线强度在不同位置的均匀程度。
3、色彩保真度：导光柱中传输的光线颜色与原光源的颜色一致程度。
4、耐久性：导光柱在长期使用中不受磨损和损坏的能力。
5、抗震动性：导光柱在震动环境下不产生失效或破碎的能力。
6、防尘防水性：导光柱在接触尘埃和水分时保持正常工作的能力。
7、防眩光性能：导光柱在工作时不产生刺眼或眩光的能力。
8、防火性能：导光柱不易燃烧或不会使火势蔓延的能力。
本文档涉及附件：附件1：导光柱示意图附件2：光学性能测试数据附件3：结构性能测试数据附件4：安全性能测试数据。
导光柱结构设计规范
導光柱設計要求1.1導光柱的定義導光柱（Light pipe）是用透明件或半透明的材料將PCB板上的LED光源發出的光導到產品外表面起到資訊、指示、閃光燈導光作用，由於是位於外觀面，因此還有裝飾的作用，今天的技術文章就結合我們藍牙耳機結構設計來分享導光柱的設計1.2導光柱的要求導光柱作為一個功能零件和外觀零件，需要同時滿足對於功能和外觀的要求。
1.3導光柱的材料一般採用PMMA（如奇美的PMMA C205）但也有採用PC(如GE的PC141R）1.4表面處理為避免看到內部元件，常採用表面咬花、染色或做成鋸齒面來避免透光（具體尺寸如下圖所示），同時為避免劃傷，外觀表面也應咬花。
表面主要採用粗店火花紋。
1.5裝配方式設計要點：1.5.1卡扣式這種裝配方式原理為當Light壓入時，殼體輕微變形，進入裝配位後殼體恢復即卡住Light，安裝簡易，生成效率高，可靠性較好，設計時優先推薦，各項尺寸推薦如下圖：相關注意事項：若卡合量太大，light材質較脆（PMMA），將可能導致碎裂。
①卡合量不能太大②變形件盡可能是殼體③由於此方式的Light較長，因此盡可能把燈設置在LED下面，保證透光1.5.2熱熔式此方式主要用於較大的導光柱，有較強的強度，可靠性好不易脫落；缺陷是：工藝複雜，生產效率低。
各尺寸推薦值：相關注意事項：①熱熔柱中間要做減縮孔：當導光柱主面厚度大於1.00mm時，可以設計成實心熱熔柱；否則為了防止外表面縮水，熱熔柱設計成中空②殼體需要做C角，可加強熱熔強度及熱熔效果③熱熔柱未熱熔時高出殼體H值一般取0.60mm~0.80mm左右，熱熔後殘留高度h要求為0.20~0.30mm,直徑2mm。
對於H值的計算可以按照熱熔前後體積一樣的原則進行計算，H 短了會影響熔接強度，H長了會導致h值大，容易與別的件發生空間干涉，所以一定要仔細計算H值。
1.5.3背壓式此方式較少採用，一般另有元器件頂住1.6常見的導光柱的形式及設計參考原則：①導光柱的材質為透明料，一般選用PC、PMMA；②導光柱一般用熱熔的方式裝到上面殼，熱熔柱直徑一般取1.00~1.20mm和熱熔孔的單邊間隙為0.05~0.10mm;③導光柱和麵殼孔的單邊配合間隙為0.10~0.15mm;④導光柱和導光源表面間隙為0.50mm左右；⑤導光柱的入光面採用光面，反射面採用光面，出光面可以採用紋面；理由：入光面採用光面，以利於更多的光線進入導光柱；反射面採用光面，以期望形成全反射效果，避免光線的損失；出光面採用紋面，以便出光形成漫射，以便在任何方位都可以看見指示燈亮；⑥導光柱的入光面有時為了聚光，可以做成凹面形狀1.7導光柱設計的目的1，讓LED燈透光更加均勻，不會出現燈光亮周圍暗的太陽光效果。
Light-Guideing导光柱设计的指南
Light Guide Tech niq ues 导光技术 Using LED Lamps 使用 LED 光源Application Brief 1-003导光柱是什么？导光柱就是将光以最小的损耗从 一个光源传输到距离该光源一定 距离的另一个点的装置。
光线是依靠全反射在导光柱部传 输的。
导光柱通常是采用光学材料制 成，如：丙烯酸树脂、聚碳酸酯、 环氧树脂和玻璃。
导光柱可以用来将 PCB 上LED 的 光传输到产品面板上来显示相关 的状态，也可以聚集和指引光线 用做LCD 显示屏的背光，同时也 可以用来照亮在透过式窗口上的 图案。
这篇文章论述了简单的导光柱的 设计方法以适应这样或那样的应 用。
基本原理 Fresnel Loss菲涅耳损耗：当光线通过交界面从一种介质进入另一种介质时，光 线会因为在交界面上产生反射而产生损 耗，如图2所示。
这种损耗称作菲涅耳损耗,可以用下面的公式进行计算：•-I 2nj - nf ni + nf气这两种情况下菲涅耳损耗都是4%「. ». ”、] .50 - L .00 ”亦Fresnd Loss = 100 ・ rrz~~=4% 1.50 + 1.00= =当光线从折射率低的介质进入折射率高的 介质时，折射角0会小于入射角0，相反, 折射角0会大于入射角 0，如图3所示光线 穿过一个表面平行的塑料（玻璃）板。
Snell 定律：当光线入射到两种不 同的介质的交界面时，例如塑料 和空气，光线会在通过这个交界 面时产生折射，如图1所示。
光线 射入这个交界面的角度叫做入射 角0i ，光线离开交界面的角度叫 折射角0fSnell 定律：ni*sin （）i = nf* sin 0图1Snell 定律规定：第一种介质的折射率 ni 乘以入射角0的 正弦值，等于第二种介质的折射率 nf 乘以 折射角0的正弦值。
镜面反射定律：镜面反射定律是这样定 义的，光线的入射角与反射角相等，如 图2所示，镜面反射光线是没有损耗的。
导光柱设计指南范文
导光柱设计指南范文导光柱是一种具有导光功能的装饰品，它可以将光线从一端传输到另一端，使得整个导光柱都能亮起来，给人一种神奇的效果。
导光柱可以被广泛应用于建筑装饰、室内设计、舞台表演等领域。
然而，设计一根完美的导光柱并不是一件简单的事情，需要考虑多个因素。
下面将介绍一些设计导光柱的指南。
首先，导光柱的材料是至关重要的。
导光柱通常由透明材料制成，如有机玻璃、玻璃纤维等。
这些材料具有较高的透明度，可以让光线自由穿过，实现导光效果。
在选择材料时，还要考虑其耐用性和安全性，以保证导光柱的使用寿命和安全性能。
其次，导光柱的形状也是一个重要的设计因素。
常见的导光柱形状有圆柱形、方柱形、锥形等。
不同形状的导光柱在导光效果、光线扩散效果等方面可能有所不同。
设计师需要根据具体需求和效果来选择合适的形状。
导光柱的内部结构也需要仔细设计。
一般来说，导光柱内部会填充光导材料，如光导纤维。
光导纤维是一种能够将光线传输的材料，具有较高的透光率和导光效果。
设计师需要合理安排光导材料的布局，以实现最佳的导光效果。
此外，导光柱的灯光设计也是非常重要的。
一般来说，导光柱的灯光设计分为内部光源和外部光源两种。
内部光源是指在导光柱内部设置光源，使导光柱自身能够发光。
这种设计可以实现整根导光柱均匀发光的效果，但需要注意光源的布局和光线均匀度。
外部光源是指在导光柱旁设置光源，通过辐射光线照亮导光柱。
这种设计可以实现导光柱的外部效果，但对光源的位置和角度要求较高。
最后，导光柱的安装和维护也需要考虑。
导光柱一般是通过固定在地面或墙壁上来进行安装的。
设计师需要考虑导光柱的固定方式和固定位置，以保证其稳定性和安全性。
在维护方面，导光柱一般不需要特殊的维护，只需要定期清洁和检查，确保其正常使用即可。
综上所述，设计一根完美的导光柱需要考虑多个因素，包括材料选择、形状设计、内部结构、灯光设计、安装和维护等。
设计师需要有丰富的经验和创造力，才能设计出满足需求的导光柱。
Light Guideing导光柱设计指南
Light Guide Techniques导光技术Using LED Lamps使用LED光源Application Brief I-003导光柱是什么导光柱就是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置。
光线是依靠全内反射在导光柱内部传输的。
导光柱通常是采用光学材料制成，如：丙烯酸树脂、聚碳酸酯、环氧树脂和玻璃。
导光柱可以用来将PCB上LED的光传输到产品面板上来显示相关的状态，也可以聚集和指引光线用做LCD显示屏的背光，同时也可以用来照亮在透过式窗口上的图案。
这篇文章论述了简单的导光柱的设计方法以适应这样或那样的应用。
基本原理Snell定律：当光线入射到两种不同的介质的交界面时，例如塑料和空气，光线会在通过这个交界面时产生折射，如图1所示。
光线射入这个交界面的角度叫做入射角φi，光线离开交界面的角度叫折射角φf Snell定律：ni*sinφi = nf*sinφf图1Snell定律规定:第一种介质的折射率ni乘以入射角φi的正弦值，等于第二种介质的折射率nf乘以折射角φf的正弦值。
镜面反射定律：镜面反射定律是这样定义的，光线的入射角与反射角相等，如图2所示，镜面反射光线是没有损耗的。
Fresnel Loss 菲涅耳损耗: 当光线通过交界面从一种介质进入另一种介质时，光线会因为在交界面上产生反射而产生损耗，如图2所示。
这种损耗称作菲涅耳损耗，可以用下面的公式进行计算：对于光线从塑料射入空气和从玻璃射入空气这两种情况下菲涅耳损耗都是4%当光线从折射率低的介质进入折射率高的介质时，折射角φf会小于入射角φi，相反，折射角φf会大于入射角φi，如图3所示光线穿过一个表面平行的塑料（玻璃）板。
图2图3图4完全内反射：当折射角等于90°时，入射光将会折射并沿着两种介质的交界面传播，如图4所示。
这时sin φf (90°) = ，因此Snell 定律就简化成ni*sin φi = nf. 这个公式可以用来计算产生完全内反射的临界入射角φc ：空气的折射率为，所以上式中的nf = ，因此只要知道导光柱所采用的介质的折射率就能够迅速计算出这种介质内产生完全内反射的临界入射角.对于绝大多数的塑料和玻璃，它们的折射率约为，因此，对于采用这两种材质制成的导光柱的完全内反射临界角约为42°导光柱内部与外界空气的交界面上产生的镜面反射可以用来帮助在导光柱内传输光线。
导光板和导光柱设计
导光板和导光柱设计导光板导光板是利用光学级的压克力/PC板材，然后用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，在光学级的压克力板材底面用UV网版印刷技术印上导光点。
利用光学级压克力板材吸取从灯发出来的光在光学级压克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出。
通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光。
反射片的用途在于将底面露出的光反射回导光板中，用来提高光的使用效率。
导光板设计原理源于笔记本电脑的液晶显示屏，是将线光源转变为面光源的高科技产品。
光学级压克力(PMMA)/PC为基材，运用LCD显示屏及笔记本电脑的背光模组技术，透过导光点的高光线传导率，经电脑对导光点计算，使导光板光线折射成面光源均光状态制造成型。
产品采用光谱分析原理与数码UV印刷技术相结合并在恒温、恒湿、无尘的环境条件下制作而成。
具有超薄、超亮、导光均匀、节能、环保、无暗区、耐用、不易黄化、安装维修简单快捷等鲜明特点。
一般而言导光板因形状、制作方式和功能上都有不同的分类法，而且目前尚无统一的分法，经过整理后A、按照形状分为：平板和楔形板(斜板) 平板：导光板从入光处来看为长方形。
楔形板：从入光处来看为一边为厚一边为薄成楔形(三角形)状。
B、按照网点制作方式：印刷式和非印刷式印刷式：导光板完成外形加工后,以印刷方式将网点印在反射面，又分为IR（自然烘干和UV 光固化）两种。
非印刷式：将网点在导光板成形时直接成形在反射面。
又分为化学蚀刻(Etching)、精密机械刻画法(V-cut)、光微影法(Stamper)、内部扩散。
C、按照入光方式：侧入光(灯管和LED)和直下式。
侧入光式：将发光体(灯管或LED)放置于导光板之侧部。
直下式：将发光体(灯管或LED)放置于导光板之下方。
D、按照成形制作方式：射出成形和裁切成型。
射出成形：应用射出成形机将光学级PMMA 颗粒运用高温、高压射入模具内冷却成形.裁切成形：将光学级PMMA原板经过裁切工序完成成品。
lightguideing导光柱设计指南
Light Guide Techniques导光技术Using LED Lamps使用LED光源Application Brief I-003导光柱是什么导光柱就是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置。
光线是依靠全内反射在导光柱内部传输的。
导光柱通常是采用光学材料制成，如：丙烯酸树脂、聚碳酸酯、环氧树脂和玻璃。
导光柱可以用来将PCB上LED的光传输到产品面板上来显示相关的状态，也可以聚集和指引光线用做LCD显示屏的背光，同时也可以用来照亮在透过式窗口上的图案。
这篇文章论述了简单的导光柱的设计方法以适应这样或那样的应用。
基本原理Snell定律：当光线入射到两种不同的介质的交界面时，例如塑料和空气，光线会在通过这个交界面时产生折射，如图1所示。
光线射入这个交界面的角度叫做入射角φi，光线离开交界面的角度叫折射角φf Snell定律：ni*sinφi = nf*sinφf图1Snell定律规定:第一种介质的折射率ni乘以入射角φi的正弦值，等于第二种介质的折射率nf乘以折射角φf的正弦值。
镜面反射定律：镜面反射定律是这样定义的，光线的入射角与反射角相等，如图2所示，镜面反射光线是没有损耗的。
Fresnel Loss 菲涅耳损耗: 当光线通过交界面从一种介质进入另一种介质时，光线会因为在交界面上产生反射而产生损耗，如图2所示。
这种损耗称作菲涅耳损耗，可以用下面的公式进行计算：对于光线从塑料射入空气和从玻璃射入空气这两种情况下菲涅耳损耗都是4%当光线从折射率低的介质进入折射率高的介质时，折射角φf会小于入射角φi，相反，折射角φf会大于入射角φi，如图3所示光线穿过一个表面平行的塑料（玻璃）板。
图2图3图4完全内反射：当折射角等于90°时，入射光将会折射并沿着两种介质的交界面传播，如图4所示。
这时sin φf (90°) = ，因此Snell定律就简化成ni*sin φi = nf. 这个公式可以用来计算产生完全内反射的临界入射角φc：空气的折射率为，所以上式中的nf = ，因此只要知道导光柱所采用的介质的折射率就能够迅速计算出这种介质内产生完全内反射的临界入射角.对于绝大多数的塑料和玻璃，它们的折射率约为，因此，对于采用这两种材质制成的导光柱的完全内反射临界角约为42°导光柱内部与外界空气的交界面上产生的镜面反射可以用来帮助在导光柱内传输光线。
电视机遥控导光柱的光学设计
实验 A．测试不同颜色和材料的导光柱对遥控接收头灵敏度的影响 实验地点：科技大楼一楼展厅 实验对象：19L08 不同颜色和材料的导光柱 (用胶袋及标签区分)，导光柱与接收头的距离 G=1.2mm (见图 14)。 接收头编号：5302-140038-00，19L08 导光柱编号：1007-19L080-01， PC(GE)原料黑色，能透过红外线，用在多媒体,导光柱编号:1007-29T0E0-01。
和角度的影响相差不大，实验 A 的结果也验证了这一结论。在注塑特性上,AS 易粘模，脆性大，如选用此材
料，要留意出模角度和顶出位置。目前我公司使用的导光柱大部分为性能较好的 PMMA 材料。
塑料名称 透光率（%） 参考价格 RMB(元/KG)
成型特性
备注
ABS(透明)
89
23
易成型
AS（SAN）
90
以一定比例混合，也可得到接近上述 A 之效果。(注：比例多少要通过实验取得)
(2) 合理放置接收头与导光柱的相对位置
红外线经导光柱折射传导后，最终的折射光线位置与导光柱的结构形状有较大关系，导光柱的结构形状
决定了接收头的摆放位置，如图 4 原因分析，图 5 为优化后的接收头摆放位置。
a．原位置
b．优化后位置
电视机遥控导光柱的光学设计
【摘 要】 文章主要介绍导光柱导光的原理，基于光学原理和实验探讨导光柱在电视机上优化设计和应用，
对彩电整机设计、生产中遇到相应的问题提出思路和方法。
【关键词】 光学原理 导光柱 接收头 设计 应用
一、 背景
电视机的遥控接收传感器（接收头）一般安装在机壳内，遥控器发出的红外线控制信号通过安装在机壳 的导光柱传导，作用于遥控接收传感器。导光柱既是遥控红外线传入遥控接收传感器的光路通道，也是电视 机外观的装饰零件，零件设计受到外观限制。针对近期我公司质量部反馈遥控接收角度不够、接收不灵敏的 情况，本文从导光柱的光学设计原理入手，结合实际遥控不良的机器,对现有的几款导光柱进行分析、改进及 对比实验，解决了遥控角度不够或遥控不灵敏的问题。本文还总结了导光柱设计的几种常见形式和设计要点， 给出了导光柱的优化设计方案。
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导光柱设计指南
1、何为导光柱
导光柱就是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置。
光线是依靠全内反射在导光柱内部传输的。
导光柱通常是采用光学材料制成，如：丙烯酸树脂、聚碳酸酯、环氧树脂和玻璃。
导光柱可以用来将PCB 上LED 的光传输到产品面板上来显示相关的状态，也可以聚集和指引光线用做LCD 显示屏的背光，同时也可以用来照亮在透过式窗口上的图案。
(1) 选定合适的导光柱材料
原则上尽量选用透光率高的材料，从下表1 可以看出：透明ABS 、AS 、PC 的透光率相当，对遥控距离和角度的影响相差不大，实验A 的结果也验证了这一结论。
在注塑特性上,AS 易粘模，脆性大，如选用此材料，要留意出模角度和顶出位置。
目前我公司使用的导光柱大部分为性能较好的PMMA 材料。
22.1、光线的反射和折射
2.1.1、光的折射定律(菲涅耳定律)
光线入射到不同介质的界面上会发生反射和折射。
必然会产生一束反射光线，光线也会在通过这个交界面时产生折射，如图所示。
其中入射光；折射光和法线位于同一个平面上，并且与界面法线的夹角满足如下关系。
光线射入这个交界面的角度叫做入射角θi ，光线离开交界面的角度叫折射角θf 。
斯涅尔定律：nisin θi= nfsin
θf
其中：
ni 和nf 分别是两个介质的折射率；
θi 和θf
斯涅尔定律规定:nf 乘以折射角θf 的正弦值。
2.1.2、光的反射定律
光线的入射角θi
2.1.3、菲涅耳损耗
当光线通过交界面从一种介质进入另一种介质时，光线会因为在交界面上产生反射而产生损耗，如图所示。
这种损耗称作菲涅耳损耗，可以用下面的公式进行计算：
菲涅耳损耗=100×[（ni-nf ）/（ni+nf ）] ²
当光从空气进入玻璃或透明塑料（PMMA；PC；AS）时：
菲涅耳损耗=100×[（1.50-1.00）/（1.50+1.00）] ²=4%
反之，当光从玻璃或透明塑料（PMMA、PC、AS）进入空气时,同样损失4％。
当光线从折射率低的介质进入折射率高的介质时，折射角φf会小于入射角φi，相反，折射角φf会大于入射角φi，如图所示光线穿过一个表面平行的塑料（玻璃）板。
2.2、全反射
当光线经过两个不同折射率的介质时，部份的光线会于介质的界面被折射，其余的则被反射。
但是，当入射角比临界角大时（光线远离法线），光线会停止进入另一介质，会全部向内面反射(见下图)。
发生全反射的条件：
(1)、光从折射率大的介质射入折射率小的介质；例如当光线从玻璃进入空气时会发生；
(2)、入射角大于临界角。
当折射角等于90°时，入射光将会折射并沿着两种介质的交界面传播，如图所示。
这时sinφf(90°) =1.0，因此斯涅尔定律就简化成ni*sinφi=nf。
这个公式可以用来计算产生完全内反射的临界入射角φc：
Sinφc=nf/ni
空气的折射率为1.0，所以上式中的nf=1.0，因此只要知道导光柱所采用的介质的折射率就能够迅速计算出这种介质内产生完全内反射的临界入射角。
对于绝大多数的塑料和玻璃，它们的折射率约为1.50，因此，对于采用这两种材质制成的导光柱的完全内反射临界角约为42°。
Sinφc=1.0/1.50=0.667
导光柱内部与外界空气的交界面上产生的镜面反射可以用来帮助在导光柱内传输光线。
当光线在导光柱内与导光柱表面的入射角达到或大于42°时，将会在导光柱内部完全反射。
临界角小于45°的材料都非常适合用来制作导光柱，因为用这种材料可以制作成45°角反射面的导光柱。
光线跟踪法：光线跟踪法可以用来分析和跟踪光线进入、穿过和射出一个导光柱的路径。
斯涅尔定律、菲涅耳损耗和镜面反射定律可以应用在所有导光柱表面的光线传播方向的分析上。
3、导光柱设计
在进行导光柱设计时首先需要考虑3个问题：
1)、有效的光通量耦合，以保证LED灯发射出的光线以最小的损耗进入导光柱内部；
2)、如何将光线通过导光柱传输到输出端；
3)、如何让光线以最小的损耗从输出端射出；
3.1、将LED光线耦合进导光柱内
在保证LED射出的光线有效的被传输和利用之前，必须首先保证它被有效的耦合进导光柱的进入端，光线应当以最小的损耗被导光柱所捕获。
通常情况下，如果LED在导光柱的外部，并且与导光柱之间有空气间隙时光线的耦合和捕获效率是较低的，相反，如果LED处于导光柱表面空气的交界面内部时，效率是最高的。
当LED在导光柱外部时，如图所示，在这种情况下只有在LED指示灯的光线辐射角与导光柱的光线接收角相匹配的情况下耦合效率才会较高。
因此很难做到高效的光耦合，绝大部分LED产生的光都会损失掉。
在这样的结构设计下只有小于10%的光通量能被耦合进导光柱内。
在这种情况下如果采用一个凸透镜将LED输出的光线进行聚焦后耦合到导光柱内，如图所示，并且聚焦后的光线刚好与导光柱输入端相匹配的话，光线捕获率可以达到80%。
但是这样的设计需要能够精确控制透镜与LED和导光柱之间的距离以保证正确的焦距，无疑会增加产品的成本。
导光柱最佳最有效的设计就是将LED固定到导光柱的内部，如图所示。
在这种结构中LED是植入导光柱内部的，LED发出的所有光线全部会被导光柱所捕获，考虑到LED与导光柱之间存在空气间隙而产生的菲涅耳损耗，光线捕获率可以达到92%。
如果将LED用光学环氧胶粘合到导光柱内部，如图所示，LED与导光柱之间将没有空气间隙因此也就没有菲涅耳损耗，光线捕获率将会达到100%。
在绝大部分导光柱的应用中，这种方法既是不实际的也是不必要的。
3.2、导光柱的物理特质：
导光柱外表面的光滑是导光柱正常工作的重要保证，如图所示。
图中是一个从圆形输入端渐变到方形输出端的导光柱。
导光柱平行于光线传播方向的侧壁应当非常光滑，像镜子一样，这样光线才能够在其表面产生完全内反射。
导光柱的侧壁可以涂上白色反光涂料以反射角度小于临界角的光线，否则这些光线将会从导光柱侧壁逃逸到空气中造成损耗。
导光柱的入口应当光滑并与LED外形匹配以保证高效的捕获LED的光线，保证光线以最小的反射和散射进入导光柱内部。
导光柱的出口应当是散射的，一个散射的出口端在其表面具遍布随机的临界角以保证光线可以从导光柱内部逃逸出来，同时将光线以极宽的角度散射出去，这样不论从哪个角度看过去导光柱的出口端都是亮的。
导光柱可以制作成任何形状，圆柱形、方形、锥形（尺寸从入口到出口逐渐增加）或任何特殊形状（箭头、星型、半月形等等）
对于矩形和特殊形状的导光柱，其拐角必须是圆角，半径不小于0.5mm，不能有尖角，以保证拐角处的照明。
导光柱的形状应当沿着其长度逐渐变化，例如从入口处与LED相匹配的圆形到出口处的正方形应当如图所示逐渐变化。
3.3、适应不同种类LED的导光柱入口：
导光柱的入口应当光滑并且平坦或者内凹并匹配LED的外形以保证高效的耦合和捕获光线。
对于贴片LED其发光区域是平坦的表面，导光柱的输入端应当做成光滑的与LED表面平行的平面，导光柱输入端贴近LED以提高光通量耦合效率，如图所示。
导光柱的输入端需要比LED的发光面略大以保证捕获92%的光线。
贴片LED的封装一般是立方体，光线是发散的，既从顶部射出也从侧面射出。
只有40%的光是从LED顶部射出的，另外60%的光是从LED侧面射出的。
因此，对于这种输入端是平面的导光柱来说只有40%的光可以被导光柱捕获，其余的光通量就损失掉了。
一个具有光滑内凹输入端的导光柱将有效提高光通量的捕获率，如图所示。
大约70%-80%的光量可以被导光柱捕获，光量的损失减小到20%至30%。
这种内凹的设计可以应用于任何导光柱与LED的组合以提高光通的耦合率和光线捕获能力。
3.4、导光柱的散射输出端：
散射的输出端能够使导光柱内的光线以随机的角度入射到导光柱与空气的交界面上，以保证光线在这个面上能够较容易的逃脱出去。
从这个表面逃逸的光线以随机的角度射出从而形成一个宽角度的照射范围，如图所示。
3.5、导光柱的拐角
导光柱可能需要弯曲成直角，为了减小光线的损耗，弯曲半径应当大于等于导光柱厚度的2倍（方形导光柱）或导光柱直径的2倍（圆柱形导光柱）。
光线沿着光滑的弯曲面反射而没有损耗产生，如图所示。
如果导光柱只能做成急速的90°转角，则可以在其转角处制作一个反射镜来改变光的方向，如图所示。
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