[發明專利]一種控光裝置及其設計方法、照明系統

在審

• 申請號: 202010792990.2
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111734987A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 周高旭;黃進凱;吳世民;孫曉冰
• 申請（專利權）人: 深圳市西朗德光學有限公司
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V7/04;F21V7/10;F21V23/00;F21Y115/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆;潘登

1.一種控光裝置，其特征在于，包括：

反光杯和光源模塊；

所述反光杯包括第一邊沿和第二邊沿，所述第一邊沿位于第一平面，所述第二邊沿位于第二平面，所述第一平面與所述第二平面相交，且所述第一平面與所述第二平面的夾角為φ，其中，90°＜φ＜180°；

所述光源模塊包括光源，所述光源位于所述第一平面和所述第二平面的交線與所述反光杯的中心軸的交點上；

所述反光杯還包括自由曲面反射面，所述光源的出光面朝向所述自由曲面反射面，且所述光源的光軸垂直于所述反光杯的中心軸，所述自由曲面反射面用于調制所述光源發出的光線，并在照射面形成預設光斑；

所述光源的出光面包括N個子出光面，所述自由曲面反射面包括N個子反射面，所述照射面包括N個子照射面，N個所述子出光面與N個所述子反射面一一對應，N個所述子反射面與N個所述子照射面一一對應；每個所述子出光面出射的光經對應的一所述子反射面反射至對應的一所述子照射面；所述子反射面包括多個第一邊界頂點，所述子照射面包括多個第二邊界頂點，所述第一邊界頂點與所述第二邊界頂點一一對應，所述子反射面滿足：

；

其中，N為大于1的正整數， 為所述光源到所述第一邊界頂點的入射光矢量， 為所述第一邊界頂點到對應的所述第二邊界頂點的出射光矢量， 為所述自由曲面反射面在所述第一邊界頂點處的法向向量。

2.根據權利要求1所述的控光裝置，其特征在于，所述子反射面包括第一子反射面和第二子反射面，所述第一子反射面和所述第二子反射面分別位于中心光束的兩側，所述子照射面包括第一子照射面和第二子照射面，所述第一子照射面和所述第二子照射面分別位于所述中心光束的兩側，且所述第一子反射面與所述第一子照射面位于所述中心光束的同側，所述第二子反射面與所述第二子照射面位于所述中心光束的同側，所述中心光束為所述光源沿光軸出射的光束經所述自由曲面反射面反射后的光束；

所述第一子反射面與所述第二子照射面一一對應，所述第二子反射面與所述第一子照射面一一對應。

3.根據權利要求1所述的控光裝置，其特征在于，每個所述子出光面的光通量均相等，每個所述子照射面的面積均相等。

4.根據權利要求1所述的控光裝置，其特征在于，100°＜φ＜130°。

5.一種控光裝置的設計方法，應用于權利要求1-4任一項所述的控光裝置，其特征在于，所述設計方法包括：

步驟1、確定照射面上預設光斑的范圍；

步驟2、將光源的出光面分為N個子出光面，根據預設光斑的范圍將照射面分為N個子照射面，將反光杯的自由曲面反射面分為N個子反射面；

步驟3、將N個所述子出光面與N個所述子反射面一一對應，將N個所述子反射面與N個所述子照射面一一對應，每個所述子出光面出射的光經對應的一所述子反射面反射至對應的一所述子照射面，其中，N為大于1的正整數；

步驟4、根據每個所述子出光面的參數以及每個所述子照射面的輸出參數確定所述子反射面的參數；

步驟5、將N個所述子反射面拼接形成反光杯的自由曲面反射面；

步驟6、確定自由曲面反射面的切割角度，所述切割角度為φ，其中，90°＜φ＜180°；

步驟7、根據所述切割角度對自由曲面反射面進行切割；

步驟8、根據所述切割角度，重復步驟2-5。

6.根據權利要求5所述的控光裝置的設計方法，其特征在于，所述確定照射面上預設光斑的范圍包括：

確定照射面上預設光斑的長寬比A：H：D，其中，A為所述控光裝置與所述照射面的最短距離，H為所述照射面上預設光斑歸一化后，在20％光強度處的垂直高度，D為所述照射面上預設光斑歸一化后，在20％光強度處的水平寬度；

根據所述長寬比A：H：D，確定預設光斑的范圍。