一种光学元件、光学模组及照明装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种光学元件和采用这种光学元件的光学模组及照明装置，包括基部，微棱镜，所述基部具有相对的上、下表面及一对侧壁，微棱镜自上表面凸起并形成光学元件的出光面，微棱镜包括具有凹槽结构的内斜面，两个位于所述内斜面和上表面之间并与它们相邻的侧面，每个侧面与所述上表面的夹角为锐角。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光学元件，尤其是一种具有微棱镜的光学元件、光学模组及照明装置。
技术介绍
当视场中某光源或物体的亮度比人眼已适应的亮度大得多时，人就会有眩目的感觉，此现象称之为眩光。国家标准GB50034-2004中对眩光、均匀性都有明确规定:工作房间或作业区内照度均匀度应不小于0.7;图书馆、阅览室、办公场所、医疗诊室等等场所要求统一眩光值UGR〈19。市场上较多的大角度照明面板灯具，多以朗伯配光为主。较少的采用光学元件方案的照明灯具，一般也仅仅是将朗伯配光光型进行收窄，很难做到蝙蝠翼配光，这就无法满足国标中的统一眩光值UGR以及均匀性的规定，长时间使用这种灯具，轻微的会使人视觉疲劳，严重的则使人深感不舒服，造成紧张、心神烦乱，并且随着时间的推移影响会越来越严重。所以需要一种照明范围广、工作面照度均匀、低眩光UGR值的照明产品。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种照度均匀，低眩光的具有微棱镜结构的光学元件及采用这种光学元件的光学模组和照明装置。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案。本技术设计了一种光学元件，包括基部，微棱镜，基部具有相对的上、下表面及一对侧壁，所述微棱镜自所述上表面凸起并形成光学元件的出光面，微棱镜包括具有凹槽结构的内斜面，两个位于内斜面和上表面之间并与它们相邻的侧面，每个侧面与上表面的夹角为锐角。优选地，微棱镜的内斜面由位于凹槽两侧的第一斜面和第二斜面构成，第一斜面和第二斜面分别与相邻的侧面相交形成第一顶点及第二顶点。第一顶点和第二顶点沿横轴方向的间距大于2mm。优选地，当第一斜面或第二斜面的入射光线的入射角大于0°且小于45°时，入射光在第一斜面或第二斜面发生折射。优选地，当第一斜面(124)或第二斜面(125)的入射光线的入射角大于等于45°且小于90°时，入射光在所述第一斜面或第二斜面发生全反射。优选地，当微棱镜的侧面的入射光线的入射角大于等于45°且小于90°时，入射光在微棱镜的侧面发生全反射。优选地，当微棱镜侧面的入射光线的入射角大于0°且小于45°时，入射光在所述微棱镜的侧面发生折射。优选地，所述第一顶点区域和第二顶点区域为圆弧，圆弧的半径大于等于0.3mm。优选地，上述光学元件的基部的上表面到所述微棱镜的第一顶点或第二顶点的高度小于所述基部的下表面到上表面高度的二分之一。优选地，微棱镜为左右对称结构，左右对称于通过所述内斜面的中心线并垂直于出光面的平面。优选地，内斜面凹槽是V形槽。优选地，光学元件是由亚克力或PC材料制成。本技术还提供一种光学模组包括扩散板、以上所述的光学元件，光学元件设置于所述扩散板上方，入射光线由扩散板进入光学模组，由所述光学元件出射。优选地，所述光学元件的下表面贴合设置在所述扩散板上。优选地，扩散板包括至少两个互成角度的出光面，光学元件设有与所述扩散板的出光面对应的互成角度的至少两个区域。本技术还提供一种照明装置，包括LED光源及以上所述的光学模组，光源发出的光线经光学模组均匀出射。上述通过设计光学兀件表面微棱镜的面型、高度、微棱镜的排布情况等方式改变了光线传播方向，产生蝙蝠翼配光，实现低眩光、工作面照度均匀。具有微棱镜的光学元件和扩散板结合形成光学模组，利用扩散板对光线的散射、微棱镜对光线的反射、折射作用改变光线传播方向，提供了一种照明范围广、工作面照度均匀、低眩光UGR的照明效果，而且这种光学模组由于其紧凑的结构，可以很方便的应用于照明装置中。照明装置将该具有微棱镜的光学元件和扩散板结合形成光学模组，放置在光源上方，利用微棱镜对光线的反射、折射作用改变光线传播方向，实现蝙蝠翼配光，提供一种照明范围广、工作面照度均匀、低眩光UGR值，可达到110°以上大角度出光的照明效果。根据以下参考附图对本技术的描述，本技术的其他目标和效用将变得显而易见，并且读者可全面了解本技术。【附图说明】图1是本技术光学元件的一个实施例的示意图；图2是图1所示的光学元件的主视图；图3是光线在微棱镜中的传播方向示意图；图4是本技术光学模组及照明装置的一个实施例的结构示意图；图5是图4照明装置的配光曲线；图6是本技术光学模组及照明装置又一个实施例的结构示意图；图7是图6照明装置的配光曲线。【具体实施方式】有关本技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考图的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。下面结合图1至图3，对本技术的光学元件进行描述。光学兀件10,包括基部16,微棱镜12,基部16具有相对的上、下表面14、15及一对侧壁17、18,微棱镜自上表面14凸起并形成光学兀件的出光面，微棱镜包括具有凹槽结构的内斜面，两个位于内斜面和光学元件的上表面之间并与它们相邻的侧面122、123，每个侧面与上表面的夹角为锐角，可以设为60°到70°之间。本实施例中，在XYZ坐标系中，微棱镜12在光学元件基部的上表面14上沿Y轴延伸并沿X轴方向平行设置，也可以沿其它方向设置而且也不限于平行设置，入射光线可以由下表面15入射光学元件；光学元件的两个侧壁17、18也可以作为入射面，使入射光线从光学元件的侧壁进入光学元件。内斜面的凹槽的形状可以是V形，上述微棱镜的内斜面由位于凹槽两侧的第一斜面124和第二斜面125构成，第一斜面和第二斜面分别与相邻的侧面122、123相交形成第一顶点及第二顶点。第一斜面与第二斜面的夹角为钝角，如100°到120°之间。相交的第一顶点的区域和第二顶点的区域可以为圆弧m，圆弧m的半径r大于等于0.3mm。第一顶点和第二顶点沿横轴即X轴方向的间距W大于2mm。微棱镜为左右对称结构，左右对称于通过所述内斜面的中心线并垂直于出光面的平面。即在沿Z轴的截面上，内斜面的第一斜面124和第二斜面125左右对称于通过凹槽的中点并垂直于基部上表面的直线AX。为了方便加工生产以及精确的控制面型误差，微棱镜高度Hl控制在光学元件整体壁厚H的1/3以内或微棱镜的高度Hl小于基部上下表面之间高度的二分之一，即光学元件基部从上表面14到微棱镜的顶点的高度Hl小于所述基部下表面15到顶点高度H的三分之一，以避免微棱镜的高度太高使材料变形，影响了了微棱镜的精度。此外，光学元件整体壁厚H控制在3mm以内，以便减少光学元件的整体重量并方便光学元件安装固定。为了得到更好的光学效果，光学元件优先选择透明PMMA材料制成，次之也可选择透明PC材料。通过对微棱镜的上述设计，当微棱镜侧面122、123的入射光线的入射角大于等于45°且小于90°时，入射光在所述微棱镜的侧面发生全反射；当所述微棱镜侧面的入射光线的入射角大于0°且小于45°时，入射光在所述微棱镜的侧面发生折射。当所述第一斜面124或第二斜面125的入射光线的入射角大于0°且小于45°时，入射光在所述第一斜面或第二斜面发生折射；当所述第一斜面或第二斜面的入射光线的入射角大于等于45°且小于90°时，入射光在所述第一斜面或第二斜面发生全反射。图3是入射光线在微棱镜中的传播方向示意图，其中入射角是入射光线和入射面法线的夹角；与竖直方向的夹角为入射光线与纵轴Z方向的夹角。参照图3，入射光线I以入射角d，45° <d〈75，照射微棱镜的一个侧面122，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学元件（10），包括基部（16），微棱镜（12），所述基部具有相对的上、下表面（14、15）及一对侧壁（17、18），所述微棱镜(12)自所述上表面凸起并形成光学元件的出光面， 其特征在于，所述微棱镜(12)包括具有凹槽结构的内斜面(121)，两个位于所述内斜面（121）和所述上表面（14）之间并与它们相邻的侧面(122、123)，每个所述侧面（122、123）与所述上表面（14）的夹角为锐角。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李扬，邓诗涛，
申请(专利权)人：欧普照明股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31