[實用新型]光學元件和照明系統

有效

• 申請號: 201320675608.5
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN203784727U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 王國建;唐勇
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: F21S6/00
• 分類號: F21S6/00;F21V7/10;F21V17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉鵬;汪揚

技術領域

本實用新型涉及一種用于提供改進的光利用率的光學元件。?

本實用新型還涉及一種包括上述光學元件和光源的光學系統。?

背景技術

傳統的臺燈包括LED類型的臺燈和非LED類型的臺燈。這些臺燈可以產生對稱的圓形光分布。所產生的光在半球面空間內被均勻分布，從而在燈的前方、后方都有光分布。然而，用戶的閱讀區域通常是在燈與用戶之間，因此，現有的臺燈發射到目標閱讀區域的光比較少，幾乎有一半的光被分散到燈的后方，從而光的利用率不高。?

此外，當人的眼睛和燈處于相同高度或者比燈更低時，臺燈所產生的光會直接射入到人的眼睛中，導致視覺上感受到眩光。當水平放置臺燈時，最大亮度點在臺燈的最下方。如果用戶希望將光分布調整到閱讀區域，他需要將燈頭移動的自己的頭部附近，這會導致很不舒服的閱讀感受。要么讀者需要傾斜燈頭朝向自己，這樣將會導致更多的光被射入到人的眼睛中，從而產生眩光的效果。?

因此，在現有技術中存在著改進臺燈的光利用效率的需求。?

實用新型內容

鑒于現有技術中的上述缺點和問題，本實用新型的一個目的是提高在目標閱讀區域上的光利用率。這是通過一種具有如下設置的光學元件來實現的。該光學元件用于二次分配來自光源的光，其具有用于安置光源的底面，相對設置的第一反射面和第二反射面，以及相對設置的第三反射面和第四反射面。其中，第一反射面和所述第二反射面非對稱，并且第一反射面、第三反射面、第二反射面以及第四反射面順序兩兩相連以使得經過二次分配的光產生近似矩形的光分布。與現有技術中的臺燈相比，這種近似矩形的光分布與用戶的常用閱讀區域重合，優于當前的圓形閱讀區域。由于第一反射面和第二反射面的非對稱分布，可以將更多的光分配到到光學元件的一側，從而避免了由于部分光線平均引導到各個方位而導致的光效率損失。?

根據本實用新型的一個優選實施例，第一反射面、第二反射面、第三反射面以及第四反射面為曲面或多個連續彎折的平面。根據該實施例的反射面可以簡單地借助于曲面和連續彎折的平面實現，不需要非常復雜的元器件就能提高光利用率，因此，簡單并且易于實現。?

優選地，第一反射面將光反射向第二反射面一側，在第一反射面的底邊所反射的光線與底面成第一角度，在第一反射面的頂邊所反射的光線與底面成第二角度，以使得被反射的光線在第一角度和第二角度之間均勻分布。優選地，第一角度的范圍是75°到90°，第二角度的范圍是65°到75°。本領域技術人員可以了解，為了簡潔起見，在這里的第二角度被定義為“在第一反射面的頂邊與底面”所構成的角度，實際上指的是光線在該位置處相對于底面的出射角度，即，所述光線在第一反射面的頂邊處與通過該頂邊的底面平行面所構成的角度。類似的，在下文中，在各個反射面的頂邊處與底面構成的角度也都是指在相應反射面的頂邊處與通過該頂邊的底面平行面所構成的角度。?

優選地，第二反射面由兩部分組成，靠近底面的第一部分被用于將光線朝向第二反射面一側反射，在第二反射面的底邊所反射的光線與底面構成第三角度并且被所述第一部分所反射的光線在第三角度到90°的范圍內均勻分布。遠離底面的第二部分被用于將光線朝向第一反射面一側反射，在第二反射面的頂邊所反射的光線與底面成第四角度并且被所述第二部分所反射的光線在90°到第四角度的范圍內均勻分布。優選地，所述第三角度的范圍是50°到65°，并且第四角度的范圍是60°到70°。第一反射面和第二反射面使得所反射的光大部分集中在臺燈的正下方和前方，而不會有光被反射到臺燈后方，從而相比現有技術的光反射器件，大大增強了被導引到目標閱讀區域的光線。?

優選地，由所述第二反射面的第一部分所反射的光能量大于由所述第二反射面的第二部分所反射的光能量。根據該實施例的實用新型，第二反射面所反射的光主要朝向第二反射面的方向，而只有一小部分背離所述第二反射面的方向。這樣保證了該光學元件的光分布具有比較明確的截止線。?

根據本實用新型的一個實施例，第三和第四反射面分別用于對稱地將光反射到相對側，在所述第三和第四反射面的底邊處所反射的光線與底面成第五角度，在所述第三和第四反射面的頂邊處所反射的光線與底面成第六角度，并且被反射的光線在第五角度和第六角度之間具有均勻分布。優選地，第五角度的范圍是75°到85°，第六角度的范圍是40°到50°。?