一种配光元件、发光装置以及照明设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种配光元件、发光装置以及照明设备。配光元件包括依次排布的第一光学面、第二光学面、第三光学面以及第四光学面，光源发出的光线从第一光学面进入，从第四光学面出射；第一光学面的中部向远离光源的方向凸设；第二光学面的中部向靠近光源的方向凹设；第三光学面由中心区域的折射子面和外围区域的折射立面、全反射子面构成；第四光学面由多个折射子面和联结多个折射子面的联结面构成。本发明专利技术实施例提供的配光元件，通过第一、第二、第三以及第四多重光学面组合出光，利用了折射、全反射几何光学的组合，实现出光面的亮度均匀、光分布的蝙蝠翼展开，在提供充足均匀照明的同时，将出光表面亮度控制在一定范围内。

A light distribution element, a light emitting device, and an illumination device

The invention provides a light distribution element, a light emitting device and an illumination device. Optical element includes a first optical surface, the arrangement of the second optical surface, third optical surface and the fourth optical surfaces, the light emitted from the light source into a first optical surface, from the fourth optical surface emitting; the middle of the first optical surface to the direction away from the light source arranged; second central optical surface toward the direction of the light source. Design; third optical surface from the central area and peripheral area of the sub surface refractive index, total reflection sub surface elevation; fourth optical surface by multiple refraction sub surface and coupling multiple refraction sub surface coupling surface. The embodiment of the invention provides the optical element, through the first and the second, third and more than 4 of the optical surface combination of light, using the combination of refraction and total reflection of geometrical optics, the light emitting surface brightness, light distribution of the bat wing, in uniform to provide adequate lighting at the same time, the surface brightness of light control in a certain range.

【技术实现步骤摘要】
一种配光元件、发光装置以及照明设备
本专利技术涉及照明
，特别是一种配光元件、发光装置以及照明设备。
技术介绍
目前，台灯市场上普遍存在“护眼灯”的概念，然而实际产品的效果并不理想。一般而言，台灯的护眼概念主要针对无频闪、照度充分、低眩光、照度均匀等产品性能进行宣传。针对上述几种性能，陆续出现了若干技术，其中，照度充分通过加大光通量即可简单实现；低眩光大多数使用扩散板技术，通过扩散材料来降低灯具表面亮度。然而，由于扩散材料的配光效果大多为朗伯配光，朗伯配光形成了灯头下照度高、边缘处照度衰减较快的桌面照度分布，影响了照明范围和照明均匀性。如图1所示为朗伯配光极坐标图，在图1中，灯头下照度最高，随着出光角度(即光线与光源的光轴的夹角)的增大，照度迅速下降。如图2所示为朗伯配光形成的照度分布图，从图2可以看出，随着横坐标上的半径从中心逐渐向外增大，对应测试点的纵坐标上的照度迅速下降，在边缘处只有中心照度约1/6，造成均匀性不高的缺点。另一方面，如果不采用扩散板，而采用单颗透镜实现类似蝙蝠翼配光，则用户可以直接看到光源(如LED光源等)直接从单透镜表面透射出光，其表面亮度非常高，容易被用户观察到眩光，造成舒适度很差。综上所述，在利用现有技术实现照度充分、低眩光这两个基本护眼要求的情况下，往往很难兼顾到桌面的照度均匀性，这一技术问题亟待解决。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的配光元件、发光装置以及照明设备。根据本专利技术实施例的一方面，提供了一种配光元件，用于对光源发出的光线进行配光，包括：依次排布的第一光学面、第二光学面、第三光学面以及第四光学面，光源发出的光线从所述第一光学面进入，从所述第四光学面出射；所述第一光学面的中部向远离光源的方向凸设；所述第二光学面的中部向靠近光源的方向凹设；所述第三光学面由中心区域的折射子面和外围区域的折射立面、全反射子面构成；所述第四光学面由多个折射子面和联结多个折射子面的联结面构成。可选地，所述光源发出的光线经所述第一光学面折射，进入所述第二光学面；所述光线经过所述第二光学面，按照能量均匀地分布入射到所述第三光学面；入射到所述第三光学面的中心区域的光线，经过中心区域的折射子面折射后，入射到所述第四光学面，并经所述第四光学面的折射子面折射后出射；入射到所述第三光学面的外围区域的光线，经过外围区域的折射立面折射到全反射子面，然后经全反射子面反射到所述第四光学面，并经所述第四光学面的折射子面折射后出射。可选地，所述第一光学面为拉伸型光学面，所述第一光学面的中部为半圆柱面。可选地，所述第一光学面覆盖在多个光源颗粒上时，各个光源颗粒距离所述第一光学面的凸部中心的距离范围为1-4毫米。可选地，所述第一光学面的凸部中心与所述第二光学面的凹部中心连线，与所述光源的光轴重合；所述第一光学面的凸部中心与所述第二光学面的凹部中心的距离范围为1-3毫米。可选地，所述光源发出的光线经过所述第一光学面、所述第二光学面的出射光分布近似于蝙蝠翼，光强最大的光线在蝙蝠翼配光中有两个，对称分布在所述光源的光轴的两侧，其相对所述光源的光轴的角度范围为65-80度。可选地，所述第三光学面的中心区域的折射子面的中心与所述第二光学面的凹部中心连线，与所述光源的光轴重合；所述第三光学面的中心区域的折射子面的中心与第二光学面的凹部中心的距离范围为10-30毫米。可选地，所述第三光学面的中心区域的折射子面的中心与所述第四光学面的折射子面的中心连线，与所述光源的光轴重合。可选地，对于所述第三光学面的每一个折射子面或全反射子面出射的边缘光线，向过各自的面的中心点、且和光轴平行的轴线偏折，相对轴线的偏折角度的范围为10-25度。可选地，以所述第二光学面的凹部中心为端点，将与所述光源的光轴的夹角大于指定角度对应的所述第三光学面的区域作为外围区域，其中，所述指定角度的范围为30-35度。可选地，所述第三光学面的中心区域的相邻两个折射子面构成一个锯齿；所述第三光学面的外围区域的一个折射立面与一个全反射子面构成一个锯齿，多个折射立面与多个全反射子面构成锯齿结构。可选地，所述第三光学面的各个锯齿与所述第四光学面中各个折射子面对应。可选地，所述第四光学面的每个折射子面为圆柱面，多个圆柱面排列并通过多个联结面联结形成所述第四光学面。可选地，所述第四光学面从中心区域向外围区域，折射子面的中心点距光源点的垂直高度逐渐减小。可选地，所述光线经过所述第一光学面、所述第二光学面、所述第三光学面以及所述第四光学面的出射光分布为蝙蝠翼，光强最大的光线在蝙蝠翼配光中有两个，对称分布在所述光源的光轴的两侧，其相对所述光源的光轴的角度范围为35-45度。可选地，所述配光元件包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜包括所述第一光学面和所述第二光学面，所述第二透镜包括所述第三光学面和所述第四光学面。可选地，所述第一透镜和所述第二透镜均为拉伸型透镜。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种发光装置，包括：外壳、包含光源的发光元件以及上述任一项所述的配光元件；所述配光元件安装于所述外壳，且与所述外壳限定出发光腔，所述发光元件设置于所述发光腔内。可选地，若所述配光元件包括第一透镜和第二透镜，则所述配光元件的第二透镜安装于所述外壳，所述发光元件处于所述外壳与所述配光元件的第一透镜之间。可选地，所述发光元件包括基板和多个光源，所述多个光源设置于所述基板的朝向所述第一透镜的一面。可选地，所述第一透镜和所述第二透镜均为拉伸型透镜，所述外壳包括：两个端盖；和顶壳，具有顶壁部和从顶壁部的两个长度边缘处分别向下延伸的翻折部；所述第二透镜设置于所述翻折部的下端，所述两个端盖分别设置于所述顶壳与所述第二透镜的两端。根据本专利技术实施例的又一方面，还提供了一种照明设备，包括：灯座和上述任一项所述的发光装置；所述发光装置安装在所述灯座上。可选地，所述灯座包括位于底部的基座、自基座向上延伸的支撑臂以及与所述支撑臂垂直的并固定于所述支撑臂上端的固定部；所述发光装置设置于所述固定部。本专利技术实施例提供的配光元件，通过第一、第二、第三以及第四多重光学面组合出光，利用了折射、全反射几何光学的组合，实现出光面的亮度均匀、光分布的蝙蝠翼展开，在提供充足均匀照明的同时，将出光表面亮度控制在一定范围内。进一步地，本专利技术实施例在发光装置或照明设备上采用该配光元件，能够实现发光装置或照明设备出光面的亮度均匀、光分布的蝙蝠翼展开，在提供充足均匀照明的同时，将发光装置或照明设备的表面亮度控制在一定范围内。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1所示为现有技术中采用扩散材料的朗伯配光极坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配光元件，其特征在于，用于对光源发出的光线进行配光，包括：依次排布的第一光学面、第二光学面、第三光学面以及第四光学面，光源发出的光线从所述第一光学面进入，从所述第四光学面出射；所述第一光学面的中部向远离光源的方向凸设；所述第二光学面的中部向靠近光源的方向凹设；所述第三光学面由中心区域的折射子面和外围区域的折射立面、全反射子面构成；所述第四光学面由多个折射子面和联结多个折射子面的联结面构成。

【技术特征摘要】
1.一种配光元件，其特征在于，用于对光源发出的光线进行配光，包括：依次排布的第一光学面、第二光学面、第三光学面以及第四光学面，光源发出的光线从所述第一光学面进入，从所述第四光学面出射；所述第一光学面的中部向远离光源的方向凸设；所述第二光学面的中部向靠近光源的方向凹设；所述第三光学面由中心区域的折射子面和外围区域的折射立面、全反射子面构成；所述第四光学面由多个折射子面和联结多个折射子面的联结面构成。2.根据权利要求1所述的配光元件，其特征在于，所述光源发出的光线经所述第一光学面折射，进入所述第二光学面；所述光线经过所述第二光学面，按照能量均匀地分布入射到所述第三光学面；入射到所述第三光学面的中心区域的光线，经过中心区域的折射子面折射后，入射到所述第四光学面，并经所述第四光学面的折射子面折射后出射；入射到所述第三光学面的外围区域的光线，经过外围区域的折射立面折射到全反射子面，然后经全反射子面反射到所述第四光学面，并经所述第四光学面的折射子面折射后出射。3.根据权利要求1或2所述的配光元件，其特征在于，所述第一光学面为拉伸型光学面，所述第一光学面的中部为半圆柱面。4.根据权利要求3所述的配光元件，其特征在于，所述第一光学面覆盖在多个光源颗粒上时，各个光源颗粒距离所述第一光学面的凸部中心的距离范围为1-4毫米。5.根据权利要求1所述的配光元件，其特征在于，所述第一光学面的凸部中心与所述第二光学面的凹部中心连线，与所述光源的光轴重合；所述第一光学面的凸部中心与所述第二光学面的凹部中心的距离范围为1-3毫米。6.根据权利要求1所述的配光元件，其特征在于，所述光源发出的光线经过所述第一光学面、所述第二光学面的出射光分布近似于蝙蝠翼，光强最大的光线在蝙蝠翼配光中有两个，对称分布在所述光源的光轴的两侧，其相对所述光源的光轴的角度范围为65-80度。7.根据权利要求1所述的配光元件，其特征在于，所述第三光学面的中心区域的折射子面的中心与所述第二光学面的凹部中心连线，与所述光源的光轴重合；所述第三光学面的中心区域的折射子面的中心与第二光学面的凹部中心的距离范围为10-30毫米。8.根据权利要求1所述的配光元件，其特征在于，所述第三光学面的中心区域的折射子面的中心与所述第四光学面的折射子面的中心连线，与所述光源的光轴重合。9.根据权利要求1所述的配光元件，其特征在于，对于所述第三光学面的每一个折射子面或全反射子面出射的边缘光线，向过各自的面的中心点、且和光轴平行的轴线偏折，相对轴线的偏折角度的范围为10-25度。10.根据权利要求1所述的配光元件，其特征在于，以所述第二光学面的凹部中心为端点，将与所述光源的光轴的夹角大于指定角度对应的所述第三光学面...

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