CN105508997A - 一种光学结构板及led照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于照明技术领域，提供了一种光学结构板，包括平板状的透明的本体和在本体至少一表面上均匀排布的多个凸型聚光单元，凸型聚光单元的表面为镜面结构，本体和所述凸型聚光单元一体成型，多个凸型聚光单元排成多列，相邻列的凸型聚光单元交错分布，使凸型聚光单元整体呈蜂窝状。本发明在本体表面形成多个凸型聚光单元，其整体呈蜂窝状，入射至凸型聚光单元的偏离其中心轴的大角度光线经过凸型聚光单元的表面折射和全反射，以较小的角度射出，防止大角度光线泄漏产生眩光，避免光污染；并且，密布的凸型聚光单元也具有均光效果；另外，该光学结构板不掺杂扩散粒子，使得透光率明显提高；并且同时提升了光学结构板的收光和均光效果。

Description

一种光学结构板及LED照明装置
技术领域
本发明属于照明技术领域，特别涉及一种光学结构板及LED照明装置。
背景技术
LED作为一种新型环保光源，广泛应用于电视背光、通用户外照明、通用室内照明、车用照明等领域。目前，在LED室内照明灯具中，表面发光面板类灯具多采用添加乳白色扩散剂的板材，简称扩散板，其主要作用是遮蔽LED和导光板网点，使用起来就不会特别刺眼。但是这种普通乳白色扩散板，本体是由均匀随机的扩散粒子组成，不论什么方向的入射光线通过后，都将形成类似余弦朗伯形的发光强度分布，会造成一定的眩光光污染，不能满足建筑照明设计标准的照明要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学结构板，旨在对入射光线进行调整，防止大角度光线输出造成光污染。
本发明是这样实现的，一种光学结构板，包括平板状的透明的本体和在所述本体至少一表面上均匀排布的多个凸型聚光单元，所述凸型聚光单元的表面为镜面结构，所述本体和所述凸型聚光单元一体成型，所述多个凸型聚光单元排成多列，相邻列的凸型聚光单元交错分布，使所述多个凸型聚光单元整体呈蜂窝状。
本发明的另一目的在于提供一种LED照明装置，包括光源以及所述的光学结构板。
本发明提供的光学结构板，在本体表面形成多个凸型聚光单元，其整体呈蜂窝状，每个凸型聚光单元都可以对入射光进行传播方向的调整，入射至凸型聚光单元的偏离其中心轴的大角度光线经过凸型聚光单元的表面折射和全反射，以较小的角度射出，防止大角度光线泄漏产生眩光，避免光污染；并且，密布的凸型聚光单元也具有均光效果；另外，该光学结构板不掺杂扩散粒子，在实现均匀出光的同时还使得透光率明显提高(3％以上)；进一步的，多个凸型聚光单元成蜂窝状，使其密度最大化，进一步提升了光学结构板的收光和均光效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的光学结构板的立体结构示意图(一)；
图2是本发明实施例提供的光学结构板的立体结构示意图(二)；
图3是本发明实施例提供的光学结构板的侧视结构示意图；
图4是本发明实施例提供的光学结构板的俯视结构示意图；
图5是本发明实施例提供的凸型聚光单元的结构示意图(一)；
图6是本发明实施例提供的凸型聚光单元的结构示意图(二)；
图7是本发明实施例提供的凸型聚光单元的结构示意图(三)；
图8是本发明实施例提供的凸型聚光单元的结构示意图(四)；
图9是本发明实施例提供的光学结构板的立体结构示意图(三)。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
请参考图1～3，本发明实施例提供一种光学结构板，用于LED照明装置中，对大角度光线具有收光作用，该光学结构板包括平板状的透明的本体1和在本体1至少一表面上均匀排布的多个凸型聚光单元2，凸型聚光单元2的表面为镜面结构，本体1和凸型聚光单元2一体成型，多个凸型聚光单元2排成多列，相邻列的凸型聚光单元2交错分布，使多个凸型聚光单元2整体呈蜂窝状。
该光学结构板采用高透光材料聚合物树脂类塑料制作，具体可以采用PC(聚碳酸酯，Polycarbonate)、PS(聚苯乙烯，Polystyrene)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，PolymethylMethacrylate)或者MS((甲基丙烯酸甲酯，Methylmethacrylate)和(苯乙烯，Styrene)的合成共聚物)材料通过注塑或者挤出制成，其中不掺杂有其他光扩散性粒子，该光学结构板具有较高的透明度和良好的机械强度。
上述凸型聚光单元2可以形成于本体1的一表面11，另一表面12为镜面平面或者磨砂平面。也可以在本体1的两表面均形成上述凸型聚光单元2，这两表面的凸型聚光单元2的结构和数量以及排布方式优选相同。
本发明实施例提供的光学结构板，在本体1表面形成多个凸型聚光单元2，其整体呈蜂窝状，每个凸型聚光单元2都可以对入射光进行传播方向的调整，入射至凸型聚光单元2的偏离其中心轴的大角度光线经过凸型聚光单元2的表面折射和全反射，以较小的角度射出，防止大角度光线泄漏产生眩光，避免光污染；并且，密布的凸型聚光单元2同样具有均光效果；另外，该光学结构板不掺杂扩散粒子，在实现均匀出光的同时还使得透光率明显提高(3％以上)；进一步的，多个凸型聚光单元2成蜂窝状，使其密度最大化，进一步提升了光学结构板的收光和均光效果。
在本实施例中，凸型聚光单元2的结构可有多种选择。作为第一种实现方式，如图5，该凸型聚光单元2可以为轴对称的旋转体，其转轴L垂直于本体1。该旋转体的母线L＇可以是标准圆形的一段弧线，具体可以是四分之一圆弧，或小于四分之一圆弧。形成的旋转体为半球状或者球冠状。
作为第二种实现方式，如图6，该旋转体的母线L＇也可以是自由曲线，该自由曲线L＇越靠近本体1的部分曲率越小，曲率半径越大，表面越趋于平坦，越远离本体1的部分曲率越大，曲率半径越小，表面弯曲程度越大。在凸型聚光单元2的顶部曲率最大，且形成一圆滑的顶部。进一步地，自由曲线L＇的曲率变化率也可以是均匀或不均匀的，例如，越靠近本体1，曲率变化率越小，越远离本体1，曲率变化率越大，这样，凸型聚光单元2的底部较平坦，越靠近顶部越弯曲。这种底部曲率小、顶部曲率大的结构，有利于对大角度光线进行收光并对中心强度较大的光线进行适当扩散，达到均光及收光的双重效果。
进一步的，旋转体的母线也可以是直线，形成的凸型聚光单元2为圆锥形。该母线还可以是折线型，形成的凸型聚光单元2为圆台形、多级圆台形(多个圆台依次对接)或者圆台与圆锥对接的形状。
作为第三种实现方式，如图7，凸型聚光单元2可以为由至少三个三角形平面S环绕转轴L依次等角度拼接形成的棱锥形多面体，该转轴L垂直于本体1。当然，可以是由梯形的平面环绕转轴L依次等角度拼接形成的棱台形多面体，其顶部的面积小于底部面积。
作为第四种实现方式，如图8，该凸型聚光单元2可以是非对称结构，为由不同的母线绕同一转轴L各自旋转并对接后形成的无缝立体结构，该转轴L垂直于本体1，且不同的母线交于转轴L上的同一点。这种凸型聚光单元2各部分的形状不同，这种非对称的结构适合获取非对称出射光，适用于有特殊照明需求的环境。
进一步参考图4，在本实施例中，相邻的凸型聚光单元2可以是独立存在的，即相邻凸型聚光单元2是不相接的，此时凸型聚光单元2与本体1表面的交线3可以相切或相离。当凸型聚光单元2与本体1表面的交线3为圆形时，相邻的交线3可以相切或相离。而无论相切或相离，相邻的交线3之间都有空白区域4，该空白区域4优选是平面结构。
进一步参考图9，多个凸型聚光单元2可以是相接的，每个凸型聚光单元2的底部21与其周围的凸型聚光单元2的底部21无缝隙对接。例如，棱锥形或棱台形多面体或图8所示的凸型聚光单元2可以于底部21相接，相邻的凸型聚光单元2之间不存在空白区域。
在本实施例中，本体1的厚度通常大于凸型聚光单元2的高度，具体地，凸型聚光单元2的高度可以为0.1～2mm，本体1的厚度为0.5～6mm。
本发明提供的光学结构板适用于LED照明装置，该LED照明装置通常包括光源和上述的光学结构板，光源设置在光学结构板的一侧，当光学结构板仅一面设有凸型聚光单元2时，光源优选设置于其未设置凸型聚光单元2的一侧。该LED照明装置还包括机械壳体、驱动电路系统等功能结构，本实施例不再赘述。该LED照明装置重点用于照明，其防眩效果好、均匀性好、亮度更高，且光学机构板的凸型聚光单元2具有规则美观的线条，进一步美化了照明装置的外观。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学结构板，其特征在于，包括平板状的透明的本体和在所述本体至少一表面上均匀排布的多个凸型聚光单元，所述凸型聚光单元的表面为镜面结构，所述本体和所述凸型聚光单元一体成型，所述多个凸型聚光单元排成多列，相邻列的凸型聚光单元交错分布，使所述多个凸型聚光单元整体呈蜂窝状。
2.如权利要求1所述的光学结构板，其特征在于，所述凸型聚光单元为轴对称的旋转体，其转轴垂直于所述本体。
3.如权利要求2所述的光学结构板，其特征在于，所述旋转体的母线为标准圆形的一段弧线。
4.如权利要求2所述的光学结构板，其特征在于，所述旋转体的母线为自由曲线，所述自由曲线越靠近所述本体其曲率及曲率变化越小。
5.如权利要求1所述的光学结构板，其特征在于，所述凸型聚光单元为由至少三个三角形平面环绕中心轴依次等角度拼接形成的棱锥形多面体，所述中心轴垂直于所述本体。
6.如权利要求1所述的光学结构板，其特征在于，所述凸型聚光单元为由不同的母线绕同一转轴各自旋转并对接后形成的无缝立体结构，所述转轴垂直于所述本体，且不同的母线交于所述转轴上的同一点。
7.如权利要求1至6任一项所述的光学结构板，其特征在于，所述多个凸型聚光单元独立设置，且相邻的所述凸型聚光单元与所述本体表面的交线相切或相离，相邻的所述凸型聚光单元之间的区域为平面。
8.如权利要求1至6任一项所述的光学结构板，其特征在于，每个凸型聚光单元的底部与其周围的凸型聚光单元的底部无缝隙对接。
9.如权利要求1至6任一项所述的光学结构板，其特征在于，所述凸型聚光单元的高度为0.1～2mm，所述本体的厚度为0.5～6mm，所述凸型聚光单元的高度小于所述本体的厚度。
10.一种LED照明装置，其特征在于，包括光源以及权利要求1至9任一项所述的光学结构板。
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