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CN103836541B - 一种导光件及平行光源照明装置 - Google Patents

一种导光件及平行光源照明装置 Download PDF

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CN103836541B CN201410062607.2A CN201410062607A CN103836541B CN 103836541 B CN103836541 B CN 103836541B CN 201410062607 A CN201410062607 A CN 201410062607A CN 103836541 B CN103836541 B CN 103836541B
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Abstract

本发明涉及照明设计技术领域，公开了一种导光件及平行光源照明装置，导光件包括具有入光侧和出光侧的本体，本体具有：位于入光侧表面、与平行光源的出光面正对以将平行光源发出的平行光线导入本体内的入光面；位于出光侧表面以将本体内的平行光线导出本体的出光面；具有多个导光面、通过多个导光面之间的配合对入光面导入本体内的平行光线中的至少一部分光线进行全反射导向、且多个导光面与出光面配合以确定被导向的光线的出射位置的导光面组，以使本体的出光侧表面形成有光线导出的亮区和无光线导出的暗区。本发明提供的上述导光件能够使平行光源照明装置的发光面射出的光线形成一定图案，提高平行光源照明装置灯光视觉的多样性。

Description

一种导光件及平行光源照明装置
技术领域
本发明涉及照明设计技术领域，特别涉及一种导光件及平行光源照明装置。
背景技术
随着科技的发展和人们对生活质量要求的提高，人们对照明产品的多样性需求也越来越多，如何制作出令人激动的照明设计，是每个与照明有关的企业最为关心的问题。
在二次光学设计中，本领域技术人员研究最多的便是准直设计，即将点光源发射的发散光线通过设计相应的导光件形成平行光束或近似平行的光束，以提高光源发射的光线的方向性和均匀性。
但是，现有技术中的平行光源照明装置中仅设有平行光源，导致平行光源照明装置的发光面形状简单，无法满足用户对光源灯光视觉多样性的需求。
发明内容
本发明提供了一种导光件及具有该导光件的平行光源照明装置，该导光件能够使平行光源照明装置的发光面射出的光线形成一定图案，提高平行光源照明装置灯光视觉的多样性。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种平行光源照明装置的导光件，包括具有入光侧和出光侧的本体，所述本体具有：
位于所述入光侧表面、与平行光源的出光面正对以将所述平行光源发出的平行光线导入所述本体内的入光面；
位于所述出光侧表面以将所述本体内的平行光线导出所述本体的出光面；
具有多个导光面、通过所述多个导光面之间的配合对所述入光面导入所述本体内的平行光线中的至少一部分光线进行全反射导向、且所述多个导光面与所述出光面配合以确定被导向的光线的出射位置的导光面组，以使所述本体的出光侧表面形成有光线导出的亮区和无光线导出的暗区。
上述导光件中，位于其入光侧表面的入光面与平行光源照明装置具有的平行光源的出光面正对，因此，可以使平行光源出光面射出的平行光线垂直于导光件的入光面射入导光件中，然后经导光件的入光面导入本体中的光线中的至少一部分光线被本体设置的导光面组进行全反射，最终通过导光面组与本体的出光面之间的配合确定被导光面组反射导向的这部分光线自本体出光侧表面上的射出位置，进而使本体的出光侧表面上形成有光线导出的亮区和无光线导出的暗区，本体出光侧表面上亮区和暗区的分布可以形成一定的图案。
因此，本发明提供的上述导光件能够使平行光源照明装置的发光面射出的光线形成一定图案，提高平行光源照明装置灯光视觉的多样性。
优选地，所述本体在所述入光面所在平面内投影的外轮廓为圆形，且所述本体的轴心线垂直于所述入光面。
优选地，所述本体的出光侧表面具有一个与所述入光面平行的环形平面以形成一个出光面，所述导光面组中的多个导光面具体包括：
开口位于所述出光侧表面的凹槽的侧壁形成的轴心线垂直于所述出光面所在平面的至少一个锥形面，且由所述入光侧指向所述出光侧的方向，每一个所述锥形面的直径线性增大，每一个所述锥形面的轴心线穿过所述出光面的圆心；
形成于所述本体的入光侧表面、与所述锥形面相对设置的多个反射面，各所述反射面在所述入光面所在平面上的投影之间存在间隙；
所述平行光源发射的平行光线经所述入光面射入所述本体后至少一部分光线照射在所述锥形面上，并在锥形面上发生全反射后射向所述多个反射面，照射在任一所述反射面上的光线经所述反射面全反射后射向所述出光面，并经所述出光面射出所述本体以形成一个所述亮区。
优选地，每一个所述反射面为形成于所述本体的入光侧表面、轴心线与所述锥形面的轴心线重合以将所述锥形面反射的光线反射向出光面的环形斜面。
优选地，所述本体具有开口位于入光侧表面、且轴心线与所述锥形面的轴心线重合的至少一个环形槽，每一个所述环形槽的一个侧面形成一个所述环形斜面，且沿垂直于所述锥形面轴心线、且由所述锥形面轴心线指向所述本体周边的方向，各所述环形槽在平行于所述锥形面轴心线方向的深度依次增大。
优选地，所述本体的入光侧表面具有轴心线与所述锥形面的轴心线重合的多个阶梯环，每一个阶梯环的侧面形成一个所述环形斜面。
优选地，所述本体具有开口位于所述入光侧的多个凹槽，每一个所述凹槽的一个侧壁形成一个所述反射面，且每一个所述凹槽中形成所述反射面的侧壁在所述入光面所在平面内的投影轮廓的形状为圆心位于所述本体轴心线的扇形。
优选地，所述本体的出光侧表面形成多个与所述入光面平行的环形平面，每一个所述环形平面形成一个出光面；所述导光面组中的多个导光面具体包括：
开口位于所述出光侧表面的凹槽的侧壁形成的轴心线垂直于所述出光面所在平面的至少一个锥形面，且由所述入光侧指向所述出光侧的方向，每一个所述锥形面的直径线性增大，每一个所述锥形面的轴心线穿过所述出光面的圆心；
形成于所述本体的出光侧表面的多个第一反射面；
形成于所述本体的入光侧表面、与所述第一反射面一一对应的第二反射面；
形成于所述本体的入光侧表面的第三反射面，各所述第三反射面在所述入光面所在平面内的投影之间存在间隙；其中，所述第三反射面中的至少一部分与所述第二反射面一一对应；
所述平行光源发射的平行光经所述入光面射入所述本体后照射在所述锥形面上，并在所述锥形面上发生全反射，经所述锥形面全反射的光线中至少一部分光线射向所述多个第一反射面，每一个所述第一反射面将照射到其上的光线全反射后射向对应的第二反射面，每一个所述第二反射面将照射到其上的光线全反射后射向其对应的第三反射面，每一个所述第三反射面将照射到其上的光线全反射后射向其对应的环形平面，并经该环形平面射出所述本体以形成一个所述亮区。
优选地，每一个所述第一反射面为轴心线与所述锥形面的轴心线重合的环形斜面；
每一个所述第二反射面为轴心线与所述锥形面的轴心线重合的环形斜面；
每一个所述第三反射面为轴心线与所述锥形面的轴心线重合、且与所述出光面的多个环形平面一一对应的环形斜面。
优选地，各所述第三反射面在所述入光面所在平面内的投影之间共圆心。
优选地，所述导光件为由聚甲基丙烯酸甲酯制备的导光件，或者由聚碳酸酯制备的导光件，所述导光面组中的任一个导光面与所述入光面之间的夹角均为45度。
优选地，所述开口位于所述出光侧表面的凹槽中：
所述凹槽为锥形槽，且所述凹槽的侧壁形成一个所述锥形面，且由所述入光侧指向所述出光侧的方向，所述锥形面的直径线性增大；或者，
所述凹槽为阶梯槽，所述凹槽的侧壁形成多个锥形面、和多个与所述入光面平行、以形成出光面的多个环形平面。
另一方面，本发明还提供了一种平行光源照明装置，包括平行光源，还包括上述技术方案中提供的任一种导光件，所述平行光源位于所述导光件的入光侧，且所述平行光源的出光面与所述导光件的入光面正对。
优选地，当本体在所述入光面所在平面内投影的外轮廓为圆形，且所述本体的轴心线垂直于所述入光面时，所述平行光源的出光面为圆形，且所述出光面的圆心位于所述导光件的轴心线上。
附图说明
图1a为本发明一种实施例提供的导光件的结构原理示意图；
图1b为图1a所示结构的导光件发光时导光件结构与导光件出光侧形成的亮区和暗区之间的对应原理示意图；
图2为本发明另一实施例提供的导光件的结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的导光件的结构示意图；
图4a为本发明另一实施例提供的导光件的结构原理示意图；
图4b为图4a所示结构的导光件发光时导光件结构与导光件出光侧形成的亮区和暗区之间的对应原理示意图；
图5为本发明另一实施例提供的导光件的结构示意图；
图6a为本发明实施例提供的导光件出光侧形成的亮区和暗区的一种分布图案示意图；
图6b为本发明一种实施例提供的形成图6a所示图案的导光件的入光侧结构示意图；
图6c为图6b所示结构的A-A向剖面图；
图6d为图6b所示结构的B-B向剖面图；
图6e为本发明一种实施例提供的形成图6a所示图案的导光件的入光侧结构示意图；
图6f为图6e所示结构的A-A向剖面图；
图6g为图6e所示结构的B-B向剖面图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1a和图1b，本发明提供了一种导光件和具有该导光件的平行光源照明装置，该平行光源照明装置包括位于导光件入光侧的平行光源2，平行光源2的出光面与导光件本体1设置的入光面11正对，上述平行光源照明装置通过上述导光件使平行光源照明装置的发光面射出的光线形成一定图案，提高平行光源照明装置灯光视觉的多样性。
具体的，请继续参考图1a和图1b，本发明实施例提供的平行光源照明装置的导光件，包括具有入光侧和出光侧的本体1，本体1具有：
位于入光侧表面、与平行光源2的出光面正对以将平行光源2发出的平行光线导入本体1内的入光面11；
位于出光侧表面以将本体1内的平行光线导出本体1的出光面，如图1a中所示出光面12和出光面13；
具有多个导光面、通过多个导光面之间的配合对入光面11导入本体1内的平行光线中的至少一部分光线进行全反射导向、且多个导光面与出光面配合以确定被导向的光线的出射位置的导光面组14，以使本体1的出光侧表面形成有光线导出的亮区和无光线导出的暗区，如图2中所示的亮区16以及暗区17。
上述导光件中，位于其入光侧表面的入光面11与平行光源照明装置具有的平行光源2的出光面正对，因此，可以使平行光源2出光面射出的平行光线垂直于导光件的入光面11射入导光件本体1中，然后经导光件的入光面11导入本体1中的光线中的至少一部分光线被本体1设置的导光面组14进行全反射，最终通过导光面组14与本体1的出光面之间的配合确定被导光面组14反射导向的这部分光线自本体1出光侧表面上的射出位置，进而使本体1的出光侧表面上形成有光线导出的亮区16和无光线导出的暗区17，本体出光侧表面上亮区16和暗区17的分布可以形成一定的图案。
因此，本发明提供的上述导光件能够使平行光源照明装置的发光面射出的光线形成一定图案，提高平行光源照明装置灯光视觉的多样性。
一种优选实施方式中，优选地，本体1在入光面11所在平面内投影的外轮廓为圆形，且本体1的轴心线垂直于入光面11。
上述具体实施方式中提供的导光件的出光面、以及导光面组可以有多种设置方式：
方式一，请参考图1a、图1b、以及图3，本体1的出光侧表面具有一个与入光面11平行的环形平面以形成一个出光面12，导光面组14中的多个导光面具体包括：
开口位于出光侧表面的凹槽，凹槽的侧壁形成轴心线垂直于出光面12所在平面的至少一个锥形面，且由入光侧指向出光侧的方向，每一个锥形面的直径线性增大，每一个锥形面的轴心线穿过出光面的圆心；
形成于本体1的入光侧表面、与锥形面相对设置的多个反射面142，各反射面142在入光面11所在平面上的投影之间存在间隙；
平行光源2发射的平行光线经入光面11射入本体1后至少一部分光线照射在锥形面上，并在锥形面上发生全反射后射向多个反射面142，照射在任一反射面142上的光线经反射面全反射后射向出光面12，并经出光面12射出本体1以形成一个亮区16。
以图1a所示导光件的结构为例，凹槽的侧壁只形成一个锥形面141，且凹槽的的底面形成一个出光面13；则，如图1b所示，平行光源2发射的平行光线垂直于入光面11射入本体1内，其中一部分光线151通过出光面13直接射出本体1，另一部分光线152照射到锥形面141上，并在锥形面141上进行全反射，本体1的入光侧表面形成多个反射面142，每一个反射面142将照射到其上面的光线反射向其对应的出光面形成亮区16。
在方式一的基础上，每一个反射面142为形成于本体1的入光侧表面、轴心线与锥形面的轴心线重合以将锥形面反射的光线反射向出光面12的环形斜面。
优选地，如图2所示，本体1具有开口位于入光侧表面、且轴心线与锥形面的轴心线重合的至少一个环形槽，每一个环形槽的一个侧面1421形成一个上述环形斜面，且沿垂直于锥形面轴心线、且由锥形面轴心线指向本体周边的方向，各环形槽在平行于锥形面轴心线方向的深度依次增大。
优选地，如图1a所示，本体1的入光侧表面具有轴心线与锥形面的轴心线重合的多个阶梯环，每一个阶梯环的侧面形成一个环形斜面，每一个环形斜面为一个反射面142。
另一种优选实施方式中，如图6a所示，图6a为本发明实施例提供的导光件出光侧形成的亮区和暗区的一种分布图案示意图。通过设置本体1上反射面142的位置及形状，可以得到图6a所示亮区16和暗区17的分布图案。
具体的，导光件可以具有下述具体结构：
如图6b、图6c、图6d所示，图6b为本发明一种实施例提供的形成图6a所示图案的导光件的入光侧结构示意图；图6c为图6b所示结构的A-A向剖面图；图6d为图6b所示结构的B-B向剖面图；本体1具有开口位于入光侧的多个凹槽，如凹槽18和凹槽19，如图6c所示，凹槽18的一个侧壁形成一个反射面；再如图6d所示，凹槽19的一个侧壁形成一个反射面；且凹槽18形成的反射面以及凹槽19形成的反射面在入光面11所在平面内的投影轮廓的形状为圆心位于本体轴心线的扇形。
另外，上述导光件还可以在本体1的入光侧设置如图6e、图6f、图6g所示的凹槽，以形成相应的反射面142。其中，图6e为本发明一种实施例提供的形成图6a所示图案的导光件的入光侧结构示意图；图6f为图6e所示结构的A-A向剖面图；图6g为图6e所示结构的B-B向剖面图。
方式二，请参考图4a和图4b，本体1的出光侧表面形成多个与入光面11平行的环形平面121，每一个环形平面121形成一个出光面；导光面组14中的多个导光面具体包括：
开口位于出光侧表面的凹槽的侧壁形成的轴心线垂直于出光面所在平面的至少一个锥形面141，且由入光侧指向出光侧的方向，每一个锥形面141的直径线性增大，每一个锥形面141的轴心线穿过出光面的圆心；
形成于本体1的出光侧表面的多个第一反射面1421；
形成于本体1的入光侧表面、与第一反射面1421一一对应的第二反射面1422；
形成于本体1的入光侧表面的第三反射面1423，各第三反射面1423在入光面11所在平面内的投影之间存在间隙；其中，第三反射面1423中的至少一部分与第二反射面1422一一对应；
如图4b所示，平行光源2发射的平行光经入光面11射入本体1后照射在锥形面141上，并在锥形面141上发生全反射，经锥形面141全反射的光线中至少一部分光线射向多个第一反射面1421，每一个第一反射面1421将照射到其上的光线全反射后射向对应的第二反射面1422，每一个第二反射面1422将照射到其上的光线全反射后射向其对应的第三反射面1423，每一个第三反射面1423将照射到其上的光线全反射后射向其对应的环形平面121，并经该环形平面121射出本体1以形成一个亮区16。
上述方式二中，如图4a所示，每一个第一反射面1421为轴心线与锥形面141的轴心线重合的环形斜面；
每一个第二反射面1422为轴心线与锥形面141的轴心线重合的环形斜面；
每一个第三反射面1423为轴心线与锥形面141的轴心线重合、且与出光面的多个环形平面121一一对应的环形斜面。
一种优选实施方式中，各第三反射面1423在入光面11所在平面内的投影之间共圆心。
优选地，上述各实施方式中提供的导光件为由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制备的导光件，或者由聚碳酸酯PC制备的导光件，导光面组14中的任一个导光面与入光面11之间的夹角均为45度。
在上述方式一和方式二的基础上，一种优选实施方式中，上述本体1具有的开口位于出光侧表面的凹槽中：
如图1a、图2、图4a、图6c、图6f所示，上述凹槽为锥形槽，且凹槽的侧壁形成一个锥形面，且由入光侧指向出光侧的方向，锥形面的直径线性增大；或者，
如图3和图5所示，上述凹槽为阶梯槽，凹槽的侧壁形成多个锥形面1411、和多个与入光面11平行、以形成出光面的多个环形平面1412。
另一方面，本发明还提供了一种平行光源照明装置，包括平行光源，还包括上述技术方案中提供的任一种导光件，平行光源位于导光件的入光侧，且平行光源的出光面与导光件的入光面正对。
优选地，当本体在入光面所在平面内投影的外轮廓为圆形，且本体的轴心线垂直于入光面时，平行光源的出光面为圆形，且出光面的圆心位于导光件的轴心线上。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种平行光源照明装置的导光件，其特征在于，包括具有入光侧和出光侧的本体，所述本体具有：
位于所述入光侧表面、与平行光源的出光面正对以将所述平行光源发出的平行光线导入所述本体内的入光面；
位于所述出光侧表面以将所述本体内的平行光线导出所述本体的出光面；
具有多个导光面、通过所述多个导光面之间的配合对所述入光面导入所述本体内的平行光线中的至少一部分光线进行全反射导向、且所述多个导光面与所述出光面配合以确定被导向的光线的出射位置的导光面组，以使所述本体的出光侧表面形成有光线导出的亮区和无光线导出的暗区；
所述本体在所述入光面所在平面内投影的外轮廓为圆形，且所述本体的轴心线垂直于所述入光面；
所述本体的出光侧表面形成多个与所述入光面平行的环形平面，每一个所述环形平面形成一个出光面；所述导光面组中的多个导光面具体包括：
开口位于所述出光侧表面的凹槽的侧壁形成的轴心线垂直于所述出光面所在平面的至少一个锥形面，且由所述入光侧指向所述出光侧的方向，每一个所述锥形面的直径线性增大，每一个所述锥形面的轴心线穿过所述出光面的圆心；
形成于所述本体的出光侧表面的多个第一反射面；
形成于所述本体的入光侧表面、与所述第一反射面一一对应的第二反射面；
形成于所述本体的入光侧表面的第三反射面，各所述第三反射面在所述入光面所在平面内的投影之间存在间隙；其中，所述第三反射面中的至少一部分与所述第二反射面一一对应；
所述平行光源发射的平行光经所述入光面射入所述本体后照射在所述锥形面上，并在所述锥形面上发生全反射，经所述锥形面全反射的光线中至少一部分光线射向所述多个第一反射面，每一个所述第一反射面将照射到其上的光线全反射后射向对应的第二反射面，每一个所述第二反射面将照射到其上的光线全反射后射向其对应的第三反射面，每一个所述第三反射面将照射到其上的光线全反射后射向其对应的环形平面，并经该环形平面射出所述本体以形成一个所述亮区。
2.根据权利要求1所述的导光件，其特征在于，每一个所述第一反射面为轴心线与所述锥形面的轴心线重合的环形斜面；
每一个所述第二反射面为轴心线与所述锥形面的轴心线重合的环形斜面；
每一个所述第三反射面为轴心线与所述锥形面的轴心线重合、且与所述出光面的多个环形平面一一对应的环形斜面。
3.根据权利要求2所述的导光件，其特征在于，各所述第三反射面在所述入光面所在平面内的投影之间共圆心。
4.根据权利要求1中所述的导光件，其特征在于，所述导光件为由聚甲基丙烯酸甲酯制备的导光件，或者由聚碳酸酯制备的导光件，所述导光面组中的任一个导光面与所述入光面之间的夹角均为45度。
5.根据权利要求1～4任一项所述的导光件，其特征在于，所述开口位于所述出光侧表面的凹槽中：
所述凹槽为锥形槽，且所述凹槽的侧壁形成一个所述锥形面，且由所述入光侧指向所述出光侧的方向，所述锥形面的直径线性增大；或者，
所述凹槽为阶梯槽，所述凹槽的侧壁形成多个锥形面、和多个与所述入光面平行、以形成出光面的多个环形平面。
6.一种平行光源照明装置，包括平行光源，其特征在于，还包括如权利要求1～5任一项所述的导光件，所述平行光源位于所述导光件的入光侧，且所述平行光源的出光面与所述导光件的入光面正对。
7.根据权利要求6所述的平行光源照明装置，其特征在于，当本体在所述入光面所在平面内投影的外轮廓为圆形，且所述本体的轴心线垂直于所述入光面时，所述平行光源的出光面为圆形，且所述出光面的圆心位于所述导光件的轴心线上。
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