CN105236712A - 一种用于均匀发散特定角度的玻璃条纹屏的设计加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于均匀发散特定角度的玻璃条纹屏的设计加工方法，包括：设计出合适的条纹阶梯形状；制作压制模具；选择厚度和尺寸匹配的硼硅酸盐玻璃片；对硼硅酸盐玻璃片进行加热使其软化，在达到一定的软化程度后，对软化后的玻璃片施压使得其与压制模具紧密贴合，最后对玻璃片脱模退火冷却至室温得到所需的玻璃条纹屏。本发明设计出的玻璃条纹屏将反光杯汇聚后的平行光线沿着特定的发光角度发散出去，并且根据光线相互的叠加，使得光线均匀分布在预设的发散角度范围内，不会出现在预设区域内出现忽明忽暗的照明劣势；加工方便，可变性和适应能力强，可根据不同灯具的照明要求设计制作不同发散角度的玻璃条纹屏，满足多变的灯具照明需求。

Description

一种用于均匀发散特定角度的玻璃条纹屏的设计加工方法

技术领域

本发明涉及玻璃条纹屏的设计加工方法，属于光学设计领域。

背景技术

生活生产中所用的光源基本都是电光源，包括白炽灯、金属卤化物灯、荧光灯、汞灯、钠灯、氙灯等。大部分电光源为点光源，即发光角度为360°。如此大的发光角度通常会浪费掉大部分的光能，因此通常情况下，需要对光线进行重新定向。不同的应用对灯具的发光角度及照度分布有着不同的要求，为了达到需要的发光要求，通常对光源进行二次配光设计。

反光杯是配光设计中非常重要的一个元件，经过阳极氧化、真空镀膜等其他处理，其内表面的反射率可以达到90％甚至更高。根据费马定律，不同形状的反光杯对光线具有导向作用，产生汇聚或者发散的光学效果。

面临更为复杂的光学设计要求，单纯的反光杯对于实现复杂的光学设计已经略显不足，因此玻璃条纹屏这种光学器件也在光学设计中占有非常重要地位。玻璃条纹屏发散光线的基本理论即光线的折射定律，经过条纹玻璃片的光线会产生折射，折射角度跟玻璃材料的折射率和条纹分布都有重要关联，所以选择设计合适的玻璃条纹屏，对满足光学设计中对光线角度的发散至关重要。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种玻璃条纹屏的设计加工方法，有效解决了现有光源和反光杯组合后光线发散角度不足的问题，实现简单方便。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于均匀发散特定角度的玻璃条纹屏的设计加工方法，所述玻璃条纹屏包括片状本体，片状本体的一侧为平面，另一侧设有条纹阶梯，所述玻璃条纹屏的设计加工方法包括：

A.以所需的特定发散角度为基础，依据光线进入玻璃后发生折射、不同光线叠加的原理，设计出合适的条纹阶梯形状；

B.制作压制模具，压制模具上的压制条纹与步骤A所得的条纹阶梯形状镜面对称；

C.根据所需的玻璃条纹屏大小，以加工后体积相同的原理选择厚度和尺寸匹配的硼硅酸盐玻璃片；

D.对硼硅酸盐玻璃片进行加热使其软化，在达到一定的软化程度后，对软化后的玻璃片施压使得其与压制模具紧密贴合，最后对玻璃片脱模退火冷却至室温得到所需的玻璃条纹屏。

作为优选的实施方式，步骤D中玻璃加热至600摄氏度以上使其软化。

作为优选的实施方式，步骤D中先对压制模具进行预热。

作为优选的实施方式，步骤D后还包括将玻璃条纹屏置于测试平台上进行测试验证的步骤。

本发明的有益效果是：本发明设计出的玻璃条纹屏将反光杯汇聚后的平行光线沿着特定的发光角度发散出去，并且根据光线相互的叠加，使得光线均匀分布在预设的发散角度范围内，不会出现在预设区域内出现忽明忽暗的照明劣势；加工方便，可变性和适应能力强，可根据不同灯具的照明要求设计制作不同发散角度的玻璃条纹屏，满足多变的灯具照明需求。

附图说明

图1为本本发明的玻璃条纹屏一种实施例的剖面图；

图2为玻璃条纹屏底角与光线出射角度关系图；

图3为应用本发明所设计的一种玻璃条纹屏的发光效果图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步的描述。

本发明用于设计加工玻璃条纹屏，所生产的玻璃屏由于具有条纹，因此置于光源出光光路时会改变光线方向，使得光源具有均匀发散特定角度。所谓的玻璃条纹屏结构如图1所示，其包括片状本体，片状本体的一侧为平面，另一侧设有条纹阶梯。

下面对玻璃条纹屏的设计加工方法进行详细描述。

步骤A，以所需的特定发散角度为基础，依据光线进入玻璃后发生折射、不同光线叠加的原理，设计出合适的条纹阶梯形状。实现时，一般通过实验的方式获得不同玻璃材料的条纹屏底角与光线出射角度关系，图2是一种实施例的关系图示。对于条纹分布的设计原理即利用折射定律，光在玻璃中会发生折射现象，造成光线在射出玻璃材料后发生与原先光线方向角度的偏移，最终实现光线的分散。但是在光线分散的角度选择上面，如果需要设计的光线发散角度较大，且又要求在较大角度内光线分布均匀，就必须合理的分布条纹角度和数量。因为如果设计的是同样的条纹角度，那么折射后的光线都沿着一个方向发散出去，出光会不均匀，造成同一个方向上出现亮点，周围相对较暗的情况出现，因此需要根据光线的叠加，在现有的玻璃直径上合理布局条纹高度和角度，保证发散出去的光线可以均匀分布。当需要特定的发散角度时，只需根据所得的关系图和光线分布强度算出不同位置的条纹屏底角即可得到所需条纹阶梯形状。

步骤B，制作压制模具，压制模具上的压制条纹与步骤A所得的条纹阶梯形状镜面对称。这种镜面对称的结构确保压制后所得的条纹屏得到所需的条纹阶梯。

步骤C，根据所需的玻璃条纹屏大小，以加工后体积相同的原理选择厚度和尺寸匹配的硼硅酸盐玻璃片。所选的硼硅酸盐玻璃片透光率需要在95％以上。

步骤D，对硼硅酸盐玻璃片进行加热使其软化，在达到一定的软化程度后，对软化后的玻璃片施压使得其与压制模具紧密贴合，最后对玻璃片脱模退火冷却至室温得到所需的玻璃条纹屏。此过程中，玻璃一般加热至600摄氏度以上使其软化。另外为了确保玻璃片与模具接触时因温度差大而影响玻璃片的成型，此步骤中应先对压制模具进行预热。压制完成后，将退火后的玻璃条纹屏安装在测试平台上，进行测试验证。

图3是一种玻璃条纹屏实施例的发光效果图示，此种玻璃条纹屏安装在直径在51mm的反光杯外，功能是将光线在水平角度上由原先的10度分散至40度。从图中可以看出，光线可均匀分布在预设的发散角度范围内，不会出现在预设区域内出现忽明忽暗的照明劣势。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于均匀发散特定角度的玻璃条纹屏的设计加工方法，所述玻璃条纹屏包括片状本体，片状本体的一侧为平面，另一侧设有条纹阶梯，其特征在于：所述玻璃条纹屏的设计加工方法包括：

A.以所需的特定发散角度为基础，依据光线进入玻璃后发生折射、不同光线叠加的原理，设计出合适的条纹阶梯形状；

B.制作压制模具，压制模具上的压制条纹与步骤A所得的条纹阶梯形状镜面对称；

C.根据所需的玻璃条纹屏大小，以加工后体积相同的原理选择厚度和尺寸匹配的硼硅酸盐玻璃片；

D.对硼硅酸盐玻璃片进行加热使其软化，在达到一定的软化程度后，对软化后的玻璃片施压使得其与压制模具紧密贴合，最后对玻璃片脱模退火冷却至室温得到所需的玻璃条纹屏。

2.根据权利要求1所述的一种用于均匀发散特定角度的玻璃条纹屏的设计加工方法，其特征在于：步骤D中玻璃加热至600摄氏度以上使其软化。

3.根据权利要求1所述的一种用于均匀发散特定角度的玻璃条纹屏的设计加工方法，其特征在于：步骤D中先对压制模具进行预热。

4.根据权利要求1所述的一种用于均匀发散特定角度的玻璃条纹屏的设计加工方法，其特征在于：步骤D后还包括将玻璃条纹屏置于测试平台上进行测试验证的步骤。