光源型面转换结构的制作方法

专利2022-05-10  7



1.本发明涉一种光源转换领域,特别是指一种光源型面转换结构。


背景技术:

2.led是点光源向四周发光(lambertian),要形成均匀光强度的定向准直二次光源目前没有,一般作法也是用光学组件转向成圆形光源(如光纤管),但无法控制均匀度,出光方方向也杂乱,光效损失甚大。


技术实现要素:

3.为了克服上述缺陷,本发明提供一种光源型面转换结构,该光源型面转换结构具有超高光效,光损极低,还有助于散热设计,达到环保节能的目标。
4.本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案:一种光源型面转换结构,包括光源底座、点光源、透明出光面和反射曲面,所述点光源固定安装于光源底座上,透明出光面固定安装于光源底座一侧,反射曲面确定安装于光源底座上方,所述反射曲面由若干子反射面拼接而成,每个子反射面与点光源发射的设定角度范围内的光线正对,所述点光源发射的光线经各个子反射面反射后形成垂直于透明出光面的平行光,所述平行光经透明出光面射出。
5.作为本发明的进一步改进,所述光源底座沿平行光延伸方向的两侧还设有前导光面和后导光面,所述前导光面和后导光面均为倾斜面,前导光面和后导光面之间形成v形结构,后导光面与反射曲面下端固定连接。
6.作为本发明的进一步改进,还设有上导光面和下导光面,所述上导光面和下导光面分别固定安装于透明出光面上下两侧,上导光面和下导光面为垂直与透光出光面的水平面,所述上导光面两端分别与透明出光面上端和反射曲面上端连接,下导光面两端分别与透明出光面下端和前导光面上端连接。
7.作为本发明的进一步改进,还设有左滤光面和右滤光面,所述左滤光面和右滤光面将光源底座、透明出光面、反射曲面、前导光面、后导光面、上导光面和下导光面形成的筒形结构两端封闭。
8.作为本发明的进一步改进,所述左滤光面、右滤光面、前导光面、后导光面、上导光面和下导光面均为自然全反射面。
9.作为本发明的进一步改进,所述光源底座为透光材料形成的平面结构,点光源固定安装于光源底座外侧。
10.作为本发明的进一步改进,所述光源底座为宽度与点光源一致的窄条结构。
11.作为本发明的进一步改进,所述点光源的发光场沿横向和纵向切割成若干角度光束,各个子反射面分别约各个角度光束对应,且各个角度光束经对应的子反射面反射后形成垂直透明出光面的准之光。
12.作为本发明的进一步改进,所述点光源的发光场光强度越高的部分切割角度越
小。
13.作为本发明的进一步改进,所述各个子反射面通过过渡弧面相互拼接后形成自由曲面。
14.本发明的有益效果是:本发明利用自由曲面光机结构原理,通过控制反射曲面中各个子反射面的角度将单颗或多颗led直接转成准直面光源,具有超高光效,光损极低,还有助于散热设计,达到环保节能的目标。
附图说明
15.图1为本发明的结构原理立体图;
16.图2为本发明的结构原理主视图;
17.图3为本发明的结构原理俯视图;
18.图4为本发明的结构原理右视图;
19.图5为本发明光线折射路径图。
具体实施方式
20.实施例:一种光源型面转换结构,包括光源底座1、点光源2、透明出光面3和反射曲面4,所述点光源2固定安装于光源底座1上,透明出光面3固定安装于光源底座1一侧,反射曲面4确定安装于光源底座1上方,所述反射曲面4由若干子反射面5拼接而成,每个子反射面5与点光源2发射的设定角度范围内的光线正对,所述点光源2发射的光线经各个子反射面5反射后形成垂直于透明出光面3的平行光,所述平行光经透明出光面3射出。
21.如图1所示,点光源2向四周发光,点光源2发射的光线照射到反射曲面4后,反射曲面4上各个子反射面5将与之对应的光束反射形成准直光线,准直光线垂直透明出光面3向观察面6方向射出,这样就形成了均匀光强度的定向准直光,其中点光源2一般为led灯,透明出光面3使用透明塑料、玻璃等材质制作而成。
22.所述光源底座1沿平行光延伸方向的两侧还设有前导光面7和后导光面8,所述前导光面7和后导光面8均为倾斜面,前导光面7和后导光面8之间形成v形结构,后导光面8与反射曲面4下端固定连接。点光源2在前导向面和后导向面之间的光线照射到反射曲面4上进行反射形成准直光线,其它角度的光线则不被反射。
23.还设有上导光面9和下导光面10,所述上导光面9和下导光面10分别固定安装于透明出光面3上下两侧,上导光面9和下导光面10为垂直与透光出光面的水平面,所述上导光面9两端分别与透明出光面3上端和反射曲面4上端连接,下导光面10两端分别与透明出光面3下端和前导光面7上端连接。上导向面和下导向面对准直光起到导向作用,可以去除与透明出光面3不垂直的光线。
24.还设有左滤光面11和右滤光面12,所述左滤光面11和右滤光面12将光源底座1、透明出光面3、反射曲面4、前导光面7、后导光面8、上导光面9和下导光面10形成的筒形结构两端封闭。
25.所述左滤光面11、右滤光面12、前导光面7、后导光面8、上导光面9和下导光面10均为自然全反射面。通过自然全反射面将点光源2发出的没有照射到反射曲面4上的光线进行全反射,避免准直光线中混入其它光线。
26.所述光源底座1为透光材料形成的平面结构,点光源2固定安装于光源底座1外侧,该种方式光源便于安装和拆卸。
27.所述光源底座1为宽度与点光源2一致的窄条结构。
28.所述点光源2的发光场沿横向和纵向切割成若干角度光束,各个子反射面5分别约各个角度光束对应,且各个角度光束经对应的子反射面5反射后形成垂直透明出光面3的准之光。将点光源2(如led等)lambertian的发光场(180度伞型光场),横向和纵向都切割成若干角度光束,每一小角度的光束照射到子反射面5位置,调整子反射面5角度使之反射后的光形成接近垂直观察面的准直光。
29.所述点光源2的发光场光强度越高的部分切割角度越小。经由控制切割的角度光线的角度大小可达到控制光强度分配的目的,光强度越高的部分切割角度越小。
30.所述各个子反射面5通过过渡弧面相互拼接后形成自由曲面。


技术特征:
1.一种光源型面转换结构,其特征在于:包括光源底座(1)、点光源(2)、透明出光面(3)和反射曲面(4),所述点光源固定安装于光源底座上,透明出光面固定安装于光源底座一侧,反射曲面确定安装于光源底座上方,所述反射曲面由若干子反射面拼接而成,每个子反射面(5)与点光源发射的设定角度范围内的光线正对,所述点光源发射的光线经各个子反射面反射后形成垂直于透明出光面的平行光,所述平行光经透明出光面射出。2.根据权利要求1所述的光源型面转换结构,其特征在于:所述光源底座沿平行光延伸方向的两侧还设有前导光面(7)和后导光面(8),所述前导光面和后导光面均为倾斜面,前导光面和后导光面之间形成v形结构,后导光面与反射曲面下端固定连接。3.根据权利要求2所述的光源型面转换结构,其特征在于:还设有上导光面(9)和下导光面(10),所述上导光面和下导光面分别固定安装于透明出光面上下两侧,上导光面和下导光面为垂直与透光出光面的水平面,所述上导光面两端分别与透明出光面上端和反射曲面上端连接,下导光面两端分别与透明出光面下端和前导光面上端连接。4.根据权利要求3所述的光源型面转换结构,其特征在于:还设有左滤光面(11)和右滤光面(12),所述左滤光面和右滤光面将光源底座、透明出光面、反射曲面、前导光面、后导光面、上导光面和下导光面形成的筒形结构两端封闭。5.根据权利要求4所述的hud光源模组,其特征在于:所述左滤光面、右滤光面、前导光面、后导光面、上导光面和下导光面均为自然全反射面。6.根据权利要求1所述的hud光源模组,其特征在于:所述光源底座为透光材料形成的平面结构,点光源固定安装于光源底座外侧。7.根据权利要求1或6所述的hud光源模组,其特征在于:所述光源底座为宽度与点光源一致的窄条结构。8.根据权利要求1所述的hud光源模组,其特征在于:所述点光源的发光场沿横向和纵向切割成若干角度光束,各个子反射面分别约各个角度光束对应,且各个角度光束经对应的子反射面反射后形成垂直透明出光面的准之光。9.根据权利要求8所述的hud光源模组,其特征在于:所述点光源的发光场光强度越高的部分切割角度越小。10.根据权利要求9所述的hud光源模组,其特征在于:所述各个子反射面通过过渡弧面相互拼接后形成自由曲面。

技术总结
本发明公开了一种光源型面转换结构,包括光源底座、点光源、透明出光面和反射曲面,所述点光源固定安装于光源底座上,透明出光面固定安装于光源底座一侧,反射曲面确定安装于光源底座上方,所述反射曲面由若干子反射面拼接而成,每个子反射面与点光源发射的设定角度范围内的光线正对,所述点光源发射的光线经各个子反射面反射后形成垂直于透明出光面的平行光,所述平行光经透明出光面射出,本发明利用自由曲面光机结构原理,通过控制反射曲面中各个子反射面的角度将单颗或多颗LED直接转成准直面光源,具有超高光效,光损极低,还有助于散热设计,达到环保节能的目标。达到环保节能的目标。达到环保节能的目标。


技术研发人员:黄日昇
受保护的技术使用者:昆山金运新材料科技有限公司
技术研发日:2021.07.29
技术公布日:2021/10/15
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