光控制元件及光源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光控制元件，由透明材料制成，所述光控制元件包括透光部、反光部、以及折光部。所述透光部包括内曲面、外曲面以及连接内曲面与外曲面的底平面；所述反光部包括反光曲面、内平面和顶平面，所述反光曲面连接内平面和顶平面；所述折光部设置于所述外曲面邻近反光部侧，所述内平面和内曲面连接并形成凹空间，外曲面经折光部与顶平面连接。本发明专利技术还提供了使用光控制元件的光源装置。

Optical Control Elements and Light Source Devices

The invention provides an optical control element, which is made of transparent material. The optical control element comprises a light transmission part, a reflecting part and a refracting part. The light transmission part includes an inner surface, an outer surface and a bottom plane connecting the inner surface and the outer surface; the reflective part includes a reflective surface, an inner surface and a top plane, and the reflective surface connects the inner surface and the top plane; the refractive part is arranged on the side adjacent to the reflective part of the outer surface, the inner surface and the inner surface are connected and form a concave space, and the outer surface is connected with the top plane through the refractive part. Answer. The invention also provides a light source device using an optical control element.

【技术实现步骤摘要】
光控制元件及光源装置
本专利技术涉及照明
，具体而言，涉及一种光控制元件以及应用光控制元件的光源装置。
技术介绍
自从白炽灯商用以来，照明技术极大的方便了人们的生活，随着能源消耗，技术一直向着节能的方向发展，白炽灯之后相继有冷阴极灯管、LED，这些都是突破性的技术发展；然而对于日常生活中，普通室内外照明应用情形各不相同，可以根据应用场景采取节能措施：例如，日常室内照明需要点亮较大空间，因此是全角度的照明，但对于书房台灯来讲，因实际使用人仅在灯的一侧，相对一侧的并不需要照明，若依然采用普通全角度照明则造成浪费，因此可以考虑对光源的光进行重新分配，使其朝向一侧发光，进而增加光的利用率，实现节能效果。同样的，对于设置在路边的路灯来讲，仅需要照亮道路一侧，另一侧则无需点亮，若可以将发光源的光朝向一侧照明，同样可节省能源；类似的还有壁灯等情形，均可采取类似手段实现节能。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种光控制元件，所述光控制元件用于调制光源所发出的光的分布，提高光的利用率。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种光控制元件，所述光控制元件由透明材料制成，包括透光部、反光部以及折光部，所述透光部包括内曲面、外曲面以及连接内曲面与外曲面的底平面；所述反光部包括反光曲面、内平面和顶平面；所述折光部设置于所述外曲面邻近反光部侧，所述反光曲面连接内平面和顶平面；所述内平面和内曲面连接并形成凹空间，外曲面与顶平面连接。进一步地，所述折光部包括折光面与连接面，折光面相较于外曲面具有一夹角α，连接面连接折光面与外曲面。进一步地，所述折光面相对于外曲面的夹角α的范围为25°-50°。进一步地，所述内平面与所述内曲面所形成的凹空间为1/4球。进一步地，所述外曲面包括两凸部曲面和连接两凸部曲面的凹部曲面。进一步地，所述两凸部曲面和凹部曲面关于凹部曲面中截面镜像对称。进一步地，所述反光曲面由三次曲线延展形成，所述三次曲线由如下表达式描述：y=ax^3+bx^2+cx+d，其中，0.9<|c|<1.2，且3ac-b^2>0。进一步地，所述反光部在三次曲线y=ax^3+bx^2+cx+d，其中，0.9<|c|<1.2，曲线截面的宽度为w，高度为h，且1.8<h/w<2，曲线末端斜率k满足3<|k|<4.8。进一步地，所述反光曲面由三次曲线沿垂直于三次曲线所在平面的直线延展形成。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了光源装置，包括至少一个发光元件，至少一个如上所述的光控制元件，所述发光元件设置于所述光控制元件的凹空间内。进一步地，所述至少一个发光元件与至少一个光控制元件为一个，或多个发光元件与多个光控制元件排列成线，或多个发光元件与多个光控制元件排列成面。进一步地，所述折光部位于光源10°-30°的发光角范围内。本专利技术提供的上述光控制元件，将光源发出的光朝向一侧面调制，对于仅需要照明一侧的光源来讲可以大大提高光的利用率，实现节能减排的效果。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术一种实施方式中的光控制元件的结构示意图；图2a-2b示出了根据图1中光控制元件A-A方向的截面图；图3示出了根据图1中光控制元件B-B方向的截面图图4a示出了根据本专利技术光控制元件的光分布模拟图；图4b示出了根据图4a光控制元件的在平面内的光强度分布图；图5示出了根据本专利技术另一种实施方式中的面状光控制元件的结构示意图；图6示出了根据本专利技术另一实施例部分光控制元件示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10光控制元件、20发光元件、100透光部、200反光部、300折光部、400基座、101内曲面、102外曲面、103底平面、1021凸部曲面、1022凹部曲面、123凹空间、201反光曲面（三次曲线）、202内平面、203顶平面、301折光面、302连接面、10'面状光控制元件、10''条状光控制元件。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。正如
技术介绍
部分所描述的，现有技术中的照明装置仍可根据应用场合通过采用特定光控制元件来提高光的利用率，为实现节能减排的目的。本专利技术提供的光控制元件中，通过对光控制元件的表面进行设计，使发光元件射向非使用方向的一部分光反射至使用区域，朝向特定方向出射，提高光的利用率，从而达到较佳的节能减排效果。请参考图1，图2a-2b，图3所示为本专利技术光控制元件的一般实施例结构示意图，为了叙述方便，图中一并显示了发光元件。请参考图1，为光控制元件的立体视图，光控制元件10包括透光部100、反光部200和折光部300，透光部100外表面为连续曲面，图中线条仅为表现其曲面弯曲方向。图2a-2b为根据图1中A-A方向截面图，请参考图2a，透光部100包括内曲面101，外曲面102及底平面103，底平面103连接内曲面101和外曲面102；反光部200包括反光曲面201，内平面202及顶平面203，所述内平面202与内曲面101形成凹空间123，发光元件20位于凹空间123内；折光部300设置于外曲面102邻近反光部200侧，其包括折光面301与连接面302，连接面302连接折光面301与外曲面102。请参考图2a-2b，折光部300设置于外曲面102邻近反光部200侧，具体来说，折光部300为了更好的调整出光分布而设计，光源20设置于凹空间123内，以光源20发光中心为起始，向反光部200一侧的13°（图2b中所示θ1）-27°（图2b中所示θ2）范围内的外曲面102上设置折光部300，折光部300的折光面301相对于外曲面102具有25°-55°（图2b中所示α）夹角。图3为图1中B-B方向截面图，请参考图3，透光部100的外曲面102包括两凸部曲面1021和凹部曲面1022，凸部曲面1021与凹部曲面1022关于凹部曲面1022的中截面M-M镜像对称，如图中所示，中截面M-M垂直于纸面/屏幕。请参考图1-3，可将图2a-2b视为截面处的光控制元件10投影至yoz平面（图1所述坐标系）所形成的图像，所述反光曲面201在yoz平面内投影为一曲线201（为使图中标注显示清晰，截面处曲线与反光曲面作同一标记201），即反光曲面201是通过将曲线201沿平行于x轴的直线延展形成。所述透光部100将发光元件20所发出的一部分光经内曲面101和外曲面102的折射后均匀的导向一侧，发光元件20发出的另一部分光则经过内平面202进入反光部200，再经反光曲面201将光线向着透光部出射方向反射出去。反光曲面201即成为光控制元件10是否能实现所需分布效果的关键。专利技术人经过不断研究发现将所述曲线201设计为三次曲线时有较佳的效果，再将三次曲线平移即可得到反光曲面。所述三次曲线可表达为：y=ax^3+bx^2+cx+d（虽然前述反光曲面201投影至图1的yoz为曲线201，若在yoz平面描述则应采用yz变量；但变量的选用并不会改变曲线的样态，因此这里为符合表述习惯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光控制元件，由透明材料制成，所述光控制元件包括透光部、反光部、以及折光部，所述透光部包括内曲面、外曲面以及连接内曲面与外曲面的底平面；所述反光部包括反光曲面、内平面和顶平面；所述折光部设置于所述外曲面邻近反光部侧，所述反光曲面连接内平面和顶平面；所述内平面和内曲面连接并形成凹空间，外曲面与顶平面连接。

【技术特征摘要】
1.一种光控制元件，由透明材料制成，所述光控制元件包括透光部、反光部、以及折光部，所述透光部包括内曲面、外曲面以及连接内曲面与外曲面的底平面；所述反光部包括反光曲面、内平面和顶平面；所述折光部设置于所述外曲面邻近反光部侧，所述反光曲面连接内平面和顶平面；所述内平面和内曲面连接并形成凹空间，外曲面与顶平面连接。2.根据权利要求1所述的光控制元件，其特征在于，所述折光部包括折光面与连接面，折光面相较于外曲面具有一夹角α，连接面连接折光面与外曲面。3.根据权力要求2所述的光控制元件，其特征在于，所述折光面相对于外曲面的夹角α的范围为25°-50°。4.根据权利要求1所述的光控制元件，其特征在于，所述内平面与所述内曲面所形成的凹空间为1/4球。5.根据权利要求1所述的光控制元件，其特征在于，所述外曲面包括两凸部曲面和连接两凸部曲面的凹部曲面。6.根据权利要求5所述的光控制元件，其特征在于，所述两凸部曲面和凹部曲面关于凹部曲面中截面镜像对称。7.根据权利要求1所述的光控制元件，其特征在于，所述反光曲面由三次曲线延展形成。8.根据权利要求7所述的光控制元件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙毅，
申请(专利权)人：深圳市美斯特光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44