匀光装置及照明装置的制作方法

文档序号:15310110发布日期:2018-08-31 21:39阅读:111来源:国知局

本发明涉及照明领域,特别涉及匀光装置及照明装置。



背景技术:

照明光源的均匀性是光源的核心参数之一,其质量优劣直接决定了光源的性能。传统的匀光方式包括积分球匀光法、光棒匀光法和菲涅尔透镜匀光法。

在积分球匀光法中,积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体。积分球的球壁上开一个或几个窗孔,用作进光孔、出光孔、放置光接收器件的接收孔等。进入积分球的光经过内壁涂层多次反射,在内壁上形成均匀照度。在光源面积一定、且需要较高的匀光性时,球体的直径需要设置的非常大,耦合出的能量也远远低于光源的能量,造成能量利用率很低。

在光棒匀光法中,空心光棒中一般镀反射膜,实心光棒一般使用石英玻璃。光在光棒里面多次反射,每次反射都会形成虚拟光源像,多次反射形成二维的虚拟光源矩阵,从而使得光更加的均匀。匀光棒随着长度的增加,均匀性呈现震荡上升的趋势,因此为了获得好的匀光效果,长度需设置的很长。

在菲涅尔透镜匀光法中,菲涅尔透镜的一面为光面,另一面刻录了由小到大的同心圆,刻录纹理是利用光的干涉及扰射、及根据相对灵敏度和接收角度要求来设计。菲涅尔透镜作为匀光镜使用时,将其焦点位置的光源发出的光转换为平行光出射,从而达到光束整形、光源匀光的效果。由于光源必须放置在菲涅尔透镜的焦点上,因此垂直于菲涅尔透镜的方向上的长度需要设置的很大,且菲涅尔透镜对于刻录纹理的加工精度要求较高,难以防止各个同心圆之间的相互串扰,导致匀光效果并不理想。



技术实现要素:

本发明实施例提供了匀光装置及照明装置。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。

第一方面,本发明实施例提供了一种匀光装置,包括:入光面、出光面和侧面;

所述入光面和所述出光面平行且相对;所述侧面连接所述入光面和所述出光面,形成腔体;

所述入光面上具有光源开孔,用于使光源通过后进入所述腔体;

所述入光面和所述侧面为反射膜;

所述出光面为反射式透过率控制膜。

基于所述匀光装置,作为可选的第一实施例,所述反射式透过率控制膜以所述光源的轴线为中心,包括两个以上不同尺寸的对称形状,每两个对称形状之间的环为一个膜层。

基于所述第一实施例,作为可选的第二实施例,靠近所述中心的膜层的透过率小于远离所述中心的膜层的透过率。

基于所述第一实施例,作为可选的第三实施例,靠近所述中心的所述环的尺寸,小于远离所述中心的所述环的尺寸。

基于所述第一实施例,作为可选的第四实施例,所述中心为圆心,所述对称形状为圆形。

基于所述匀光装置、所述第一实施例至所述第四实施例中的任一个,作为可选的第五实施例,所述匀光装置,还包括:棱镜;

所述棱镜位于所述腔体中、所述反射式透过率控制膜上,且顶端朝向所述光源。

基于所述第五实施例,作为可选的第六实施例,所述棱镜的中心轴与所述光源的轴线重合。

第二方面,本发明实施例提供了一种照明装置,包括:光源和匀光装置;

所述匀光装置包括:入光面、出光面和侧面;

所述入光面和所述出光面平行且相对;所述侧面连接所述入光面和所述出光面,形成腔体;

所述入光面上具有光源开孔,用于使所述光源通过后进入所述腔体;

所述入光面和所述侧面为反射膜;

所述出光面为反射式透过率控制膜。

基于所述照明装置,作为可选的第一实施例,所述反射式透过率控制膜以所述光源的轴线为中心,包括两个以上不同尺寸的对称形状,每两个对称形状之间的环为一个膜层。

基于所述第一实施例,作为可选的第二实施例,靠近所述中心的膜层的透过率小于远离所述中心的膜层的透过率。

本发明实施例中的匀光装置和照明装置中,到达出光面的光线将部分被反射、部分出射,到达入光面及侧面的光线将被反射,由此光源的出射光在腔体中将经过多次反射,经过出光面出射,实现匀光。由于对光源位置没有特别要求,平行的入光面和出光面之间的距离可以设置的很近,因此使得匀光装置的体积减小,进一步提高了能量利用率。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是一示例性实施例中的匀光装置示意图;

图2是一示例性实施例中的匀光装置的出光面的示意图;

图3是一示例性实施例中的匀光装置示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求,否则单独的部件和功能是可选的,并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中,各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示,这仅仅是为了方便,并且如果事实上公开了超过一个的发明,不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

在一示例性实施例中,匀光装置包括:入光面、出光面和侧面。

入光面和出光面平行且相对。

侧面连接入光面和出光面,形成腔体。

入光面上具有光源开孔,用于使光源通过后进入腔体。

入光面和侧面为反射膜。

出光面为反射式透过率控制膜。

上述反射式通过率控制膜,是对透过的光线通过提高或降低反射率的形式控制透射率的膜层,使出光面的出射光线具有较高的均匀性,具体参数可以根据应用需求来选择。

可见,本示例性实施例中的匀光装置,到达出光面的光线将部分被反射、部分出射,到达入光面及侧面的光线将被反射,由此光源的出射光在腔体中将经过多次反射,经过出光面出射,实现匀光。由于对光源位置没有特别要求,平行的入光面和出光面之间的距离可以设置的很近,因此使得匀光装置的体积减小,进一步提高了能量利用率。

在一示例性实施例中,如图1和图2所示,匀光装置包括:入光面11、出光面12和侧面13。图1中的粗实线箭头用于指示附图标记所指代的结构,细实线箭头代表光路。图1中并未指示出与纸面平行的两个侧面13。

入光面11和出光面12平行且相对,4个侧面13连接入光面11和出光面12,形成腔体。腔体内部可以是空气腔、真空腔、或光学材料腔等多种形式。

入光面11上具有光源开孔,用于使光源14通过后进入腔体。

入光面11和侧面13为高反射率的反射膜,具体包含两种可能的情况,入光面11和侧面13本身即为反射膜,或者入光面11和侧面13在腔体内的表面上镀有反射膜,当腔体为空气腔时,可以选择第二种情况,而当腔体为光学材料腔时,可以选择第一种情况。反射膜的反射率,其具体数值可以根据应用需要来选择。反射膜可以是内反射膜或外反射膜,由于外反射膜的反射效率一般大于内反射膜的反射效率,可以根据光能利用率的需求来选择。

出光面12为反射式透过率控制膜,具体包含两种可能的情况,出光面12本身即为反射式透过率控制膜,或者出光面12为透光材质,其在腔体内的表面上镀有反射式透过率控制膜。

在本示例性实施例中,反射式透过率控制膜以光源14的轴线为圆心,包括两个以上不同直径的圆形,每两个圆形之间的圆环为一个膜层。

上述不同的膜层分别镀膜。不同膜层可以具有不同的透过率,透过率的选择与光源特性相关,对于点光源来说,透过率选择的原则是靠近圆心的膜层的透过率小于远离圆形的膜层的透过率,以提高出射光的均匀性。

上述圆环的数量越多时,匀光效果越好,根据应用需求可以选择不同的圆环数量。

上述圆环可以具有相同的尺寸。上述圆环也可以具有不同的尺寸,例如越靠近圆心,圆环越密集。

本示例性实施例中以出光面上设置圆形为例进行说明,在有些情况下,反射式透过率控制膜也可以基于光源14的轴线为中心,包括两个以上不同尺寸的对称形状,每两个对称形状之间的环为一个膜层。环的数量及尺寸的选择、每个膜层透过率的选择等,均与前文圆形的情况相同。

在一示例性实施例中,如图3所示,匀光装置包括:入光面11、出光面12、侧面13和三角棱镜15。图3中的粗实线箭头用于指示附图标记所指代的结构,细实线箭头代表光路。图3中并未指示出与纸面平行的两个侧面13。

入光面11和出光面12平行且相对,4个侧面13连接入光面11和出光面12,形成腔体。腔体内部可以是空气腔、真空腔、或光学材料腔等多种形式。

入光面11上具有光源开孔111,用于使光源14通过后进入腔体。

入光面11和侧面13为高反射率的反射膜,反射率的具体数值可以根据应用需要来选择。

出光面12为反射式透过率控制膜。

三角棱镜15位于腔体中、反射式透过率控制膜上,且顶端朝向光源14。进一步,三角棱镜15的中心轴与光源14的轴线重合。

图3中虚线框出的部分为三角棱镜15的局部放大图,可以看出,光源14正前方的出射光,经三角棱镜15后将形成一个小匀光面,该匀光面再经过反射式透过率控制膜,可以进一步提高匀光效果。因此,在匀光装置中加入三角棱镜15,可以提高光源14正前方出射光的均匀性。

本示例性性实施例中的反射式透过率控制膜,仍然可以按照前文所述,设置为以光源14的轴线为中心的对称形状,从而设置不同膜层,这里不再赘述。

本示例性实施例中的三角棱镜仅为举例,也可以选用梯形棱镜等类似结构。

应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

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