CN106402697A - 一种可控光的导光体以及制成的照明发射器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控光的导光体及其制成的照明发射器，该导光体包括：一光源入射面，包括一上顶点和一下顶点，所述光源入射面构成一坐标系的Y轴，所述坐标系的X轴通过所述光源入射面的上顶点并垂直于所述Y轴；上侧面，由所述上顶点起始，包括若干反射单元；下侧面，包括若干控光单元。本发明提供一种使高密集光源更高效，出射的光更柔和，给用户提供更舒适自然的照明环境，在一个导光体中同时拥有了防止眩光、高效利用光素、形成面光源、可控光角度照射以及可对一面保持高比例照射的同时在另一面产生辅助环境光的光导体，同时利用该导光体制成不同用途，不同样式的照明发射器设备。

Description

一种可控光的导光体以及制成的照明发射器

技术领域

本发明涉及一种可控光的导光体以及由其制成的照明发射器。

技术背景

照明设备是人类生活中必需的设备，人类从一开始用火焰直接照明，之后利用可燃物质制作成煤油灯等作为照明设备。随着技术的革新，文明的进步，出现了白炽灯、荧光灯、卤素灯等一些传统照明设备，这些传统照明设备带来的是高能耗以及高污染。随着照明技术的再一次革新，出现一种新型固态照明发光二极管。

发光二极管作为一种新型照明光源，节能、长寿命、无污染而逐渐受到大家的广泛使用，但是如何使用好发光二极管贴片或芯片是一个难题。发光二极管具有突出优点的同时也具有单颗亮度高、散热困难、蓝光过于丰富、照明开角窄等缺点，导致现有发光二极管照明设备均存在或多或少的缺陷，例如有些发光二极管照明设备只将发光二极管贴片阵列至一个平面，用户使用会感觉到强烈的多点眩光，为防止阵列产生的眩光而在发光二极管贴片前加设一层匀光板或扩散板，眩光问题是解决了但是由于加设匀光板或扩散板效率下降了30％至40％甚至更多；另有一种发光二极管照明设备将发光二极管贴片设置在设备周边通过中间导光体和反射层将光线从一面送出，虽然利用导光体可以避免发光二极管的眩光及形成一个均匀的照明面，但导光体形成的漫反射使该类照明设备效率也是大大下降且无法在照明设备背面形成辅助环境光，由于现在的照明设备设计单一也无法与建筑融为一体。

而对于汇聚型的照明设备发光二极管比较适合，目前现有的汇聚型发光二极管照明设备基本为单颗或几颗比较高功率的发光二极管阵列再配合光学透镜进行汇聚，但这样结果导致单颗或几颗比较高功率的发光二极管散热困难，导致直接影响发光二极管的光衰和色飘，同时给人一种不舒服的视觉效果。

发光二极管是一种全新的光源，传统照明技术或传统光学设计不能发挥发光二极管应有的特点，它需要一种全新的光学系统来实现安全、健康、高效、舒适的照明方式，照明设备给人带来光的同时不应该增加人眼及环境的负担，本发明用一种全新的光波导定向扩散或汇聚导光体及紧凑合理的机械结构与发光二极管构成一个全新的、安全的、健康的、高效的、舒适的、美观的照明发射器，使其可以运用到各种场合，满足各种照明需求。

发明内容

应当理解，本公开以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本公开提供进一步的解释。

针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种使高密集光源更高效，出射的光更柔和，给用户提供更舒适自然的照明环境，在一个导光体中同时拥有了防止眩光、高效利用光素、形成面光源、可控光角度照射以及可对一面保持高比例照射的同时在另一面产生辅助环境光的光导体，同时利用该导光体制成不同用途，不同样式的照明发射器设备。

本发明公开了一种可控光的导光体，包括：一光源入射面，包括一上顶点和一下顶点，所述光源入射面构成一坐标系的Y轴，所述坐标系的X轴通过所述光源入射面的上顶点并垂直于所述Y轴；上侧面，由所述上顶点起始，包括若干反射单元，所述反射单元包括反射面和背光面，相邻两反射单元的反射面和背光面相交于第一下顶点Q_n，所述若干反射单元的第一下顶点Q_n均位于一条弧形轨迹上，所述弧形轨迹构成一圆周的上顶点与该圆周的圆心均位于所述Y轴上；下侧面，包括若干控光单元；其中，所述上、下侧面自所述光源入射面延伸后相交，所述第一下顶点Q_n(x，y)的坐标满足以下条件：

其中，R为弧形轨迹半径，R>20mm；β为反射单元起始角，β＝5°；α_n为所述第一下顶点与所述弧形轨迹半径为R的圆心RO之间的基角；其中，0.2°<∠α₁<5°，∠α_n＝∠α_n-1×δ；其中，δ为反射单元扩光系数，1.01<δ<1.1；所述反射单元的反射面满足：

[x×cosA-(y-F)×sinA]²＝-2×(d-F)×[F+x×sinA+(y-F)cosA-d](2)

其中，抛物线系数d是由所述第一下顶点Q_n的坐标带入方程(2)得出；其中，焦点F位于所述Y轴上，-8mm<F<－1mm；其中，所述光源入射面的光线全反射角A需满足：

其中，所述背光面与所述Y轴呈5°～70°夹角。

本发明进一步揭示了一种可控光的导光体，其特征在于，所述导光体进一步包括：一匀光面，设置于所述上、下侧面自所述光源入射面延伸相交处，所述均光面的底部包括一均光面底面。

本发明进一步揭示了一种可控光的导光体，其特征在于，所述控光单元进一步包括：一出射面和一光束过渡面，相邻两控光单元的出射面和光束过渡面相交于第二下顶点，所述第二下顶点均位于所述均光面底面与所述反射单元第一下顶点的连线上；其中，所述光束过渡面与所述Y轴的夹角范围为5°～30°，所述出射面与所述Y轴夹角V_n满足：

其中，所述夹角V_n的个数为：

其中，n为自然数，所述Q_n(x)和Q₁(x)为所述首尾第一下顶点的X轴坐标；所述相邻第一下顶点在所述X轴上的间隔b为1mm～4mm。

本发明进一步揭示了一种可控光的导光体，其特征在于，所述导光体在近所述光源入射面的底部设有长宽1～4mm的凹台。

本发明进一步揭示了一种可控光的导光体，其特征在于，所述均光面的材质包括磨砂面或布颗粒面，其宽度或直径随所述导光体总宽度或外径增大而增大，厚度为1～4mm。

本发明进一步揭示了一种可控光的导光体，其特征在于，所述导光体包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚碳酸酯透明材料。

本发明还公开了一种根据上述任何一种导光体制成的照明发射器，其特征在于，所述发射器进一步包括：一光源组件，设置在所述光源入射面一侧，所述焦点F位于所述光源组件的中轴线；光源腔体，容置所述光源组件，包括上部边框和下部边框；一辅助环境光投射板，紧邻所述上部边框并沿所述X轴方向延伸设置在所述导光体之上。

本发明进一步揭示了照明发射器，其特征在于，所述下部边框内侧设有第一凸台，所述第一凸台的高度和所述导光体凹台的深度一致，所述上部边框和所述下部边框通过紧固件相连；所述上部边框内侧底边设有第二凸台，所述辅助环境光投射板设在所述第二凸台上。

本发明进一步揭示了照明发射器，其特征在于，所述上部边框和所述下部边框的材质包括铝合金。

本发明进一步揭示了照明发射器，其特征在于，所述辅助环境光投射板的材质包括聚碳酸酯、塑料或玻璃，其一面刻有磨砂圆点或磨砂条纹或涂有反射条纹。

本发明的照明发射器主体为可控光导光体，该导光体利用了全反射和折射原理，提供了一种和点光源或线光源(发光二极管/COB/激光)相配合的导光体，使多个设置在该导光体周边的、强光源发射出的光束在该导光体介质内部传导，光束在导光体上侧预设的反射单元面区上进行全反射并减弱分解强光同时形成一组宽形平行光束向导光体下侧预设的控光单元面区传导光束折射出导光体后进行照射。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1a是本发明可控光导光体制成的两个照明发射器第一较佳实施例的截面图；

图1b是本发明可控光导光体制成的两个照明发射器第二较佳实施例的截面图；

图2a、2b示出一种典型的可控光导光体本体截面图；

图2c示出了本发明的一种可控光导光体设计实施例；

图3a示出了一种圆形可控光导光体制成的圆形照明发射器部件分解立体视图；

图3b示出了一种圆形可控光导光体制成的圆形照明发射器组成截面图；

图4a、4b、4c、4d示出了4种典型可控光导光体的光程图；

图4e为图4b局部放大图；

图5示出了一种由扇形可控光导光体制成的扇形照明发射器；

图6示出了一种由环形可控光导光体制成的环形照明发射器；

图7示出了一种由单侧条形可控光导光体制成的板形照明发射器；

图8示出了一种由内向双侧条形可控光导光体制成的板形照明发射器；

图9示出了一种由外向双侧条形可控光导光体制成的板形照明发射器；

图10示出了一种由环形可控光导光体制成的环形垂吊式照明发射器；

图11示出了一种由圆形可控光导光体制成的台式照明发射器；

图12a、12b分别示出了一种可控光导光体制成与建筑结合的三用照明发射器。

附图标记

1――导光体

2――发光二极管组件

4――塑料装饰件

5――辅助环境光投射板

7――发射器底座

8――紧固件

11――光源入射面

13――反射单元

14――匀光面

15――控光单元

25――光源腔体

31――下部铝合金边框

32――上部铝合金边框

33――铝合金边框表面

71――吊线

72――控制模块

73――驱动电源

74――电缆

75――电缆

76――遥控器

81――建筑结构

83――太阳能电池板

84――安装框架

85――内侧钢化玻璃

86――外侧钢化玻璃

111――凹台

131――反射面

132――背光面

141――匀光面底面

151――光束出射面

152――光束过渡面

153――第二下顶点

321――第二凸台

311――第一凸台

A――光线全反射角

P――圆顶点

Q――第一下顶点

α₁――基角

β――反射单元起始角

δ――反射单元扩光系数

F――焦点

R――弧形轨迹半径

V――夹角

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本公开的实施例。现在将详细参考本公开的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本公开中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本公开说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本公开。

图1a和图1b分别示出了由两种结构相同，仅参数不同的可控光导光体制成的两个具体实施例的照明发射器的截面图。(仅仅弧形轨迹半径R的取值与反射面取值不同。)

以其中图1a为例，该照明器发射器包括光源腔体25和设置在该光源腔体25内的发光二极管组件2，该光源腔体25由上部铝合金边框32和下部铝合金边框31围设构成。

其中，其上部铝合金边框32包括内圈下缘0.5mm～1mm的第二凸台321，下部铝合金边框31的底边设有长宽1mm～4mm第一凸台311，设置在光源腔体25外侧的铝合金边框表面33作为散热面。

该照明发射器的一导光体1设置在该光源腔体25的开口端，导光体1的光源入射面11嵌设在光源腔体25的开口端，光源腔体25的上部铝合金边框32与导光体1近光源入射面11的上部贴合，沿导光体1上部、平行X轴方向并紧邻上部铝合金边框32导光体位置设有一辅助环境光投射板5。

由此，光源腔体25和导光体1的光源入射面11围设形成一个空腔，发光二极管组件2安装于该空腔内。

下面介绍导光体1的结构，导光体1为本发明的照明发射器的结构主体，承担传导光束、分解发光二极管光束强度、控制光束出射等功能。

导光体1在靠近光源入射面11的底部设有长宽1mm～4mm的凹台111，光源入射面11正对发光二极管组件2，导光体1底部的凹台111的深度与下部铝合金边框31的底边第一凸台311的高度一致，二者恰好嵌合，以防止发光二极管组件2漏光。

导光体1包括一上侧面和一下侧面。其中，上侧面由若干反射单元13组合形成，下侧面由若干控光单元15组合而成，上、下侧面均是从光源入射面11的上、下端启始，由于上、下侧面分别呈两段弧形形状，并于末端渐近相交，形成一较平坦的均光面14。

对于导光体1下侧面的若干控光单元15，均包括一光束出射面151、一光束过渡面152，其中光束出射面151和光束过渡面152相交形成第二下顶点153。

再来分析导光体1的上侧面。请参见图示中X、Y、P所示意，其中，光源入射面11处于Y轴方向，辅助环境光投射板5处于X轴方向(辅助环境光投射板5与X轴平行，光源入射面11上顶点处于X轴)，Y轴与X轴相交于圆顶点P点；按照光束的行进方向，导光体1上侧面的反射单元13包括背光面132与反射面131，而背光面132和反射面131相交的下顶点(图2a、2b中示意为第一下顶点Q)均在一条半径为R的弧形轨迹上。请参见图2a所示，该图示出了一种可控光的导光体1的典型横截面，并非为唯一可控光导光体样式。

导光体1的反射面131是由半径为R的弧形轨迹构成，该弧形轨迹的圆心RO为Y轴上一点，半径为R的圆与X轴相切于圆顶点P点，半径R(PRO)>20mm，光源入射面11上一焦点F点与圆顶点P点距离为3mm，光源入射面11底部设有长度为1mm～4mm的凹台111，反射单元13的反射面131形成全反射面，该背光面132与反射面131相交形成如图4e所示几何形。

反射面131和背光面132组成的反射单元13，可以使光束在每一个反射单元13的反射面131进行分解光束强度的同时保持光束的高反射率，并且使反射的光束以平行光射向控光单元15，而每个反射单元13均进过排列设计，反射单元13从光源入射面11向端线或中心线依次排列，第n个反射单元的背光面132与反射面131相交于第一下顶点Q_n，该第一下顶点Q_n均在半径为R的圆弧轨迹上，该半径为R的弧形轨迹的取值越大相对导光体1的总厚度越薄，该圆弧形轨迹半径R>20mm，Y轴与第一个反射单元下顶点称为起始点Q₁，其与Y轴之间形成的β角为反射单元起始角，反射单元起始角β＝5°，相邻两个反射单元第一下顶点Q₁与Q₂与弧形轨迹的半径R所在圆的圆心RO会呈一个角度α₁，α₁称为基角，随后的相邻的反射单元的第一下顶点Q_n会形成所对应的α角，基角α₁以δ依次递增，δ为反射单元扩光系数，距离光源入射面11越近的反射单元，所受到光强与受光面积越大，为了均匀分解光束能量到整个导光体1，避免出现外亮内暗的视觉效果，将初始反射单元依次乘以扩光系数δ优化导光体1光束分解与视觉效果，0.2°<α₁<5°，基角α₁取值越小，导光体1的反射单元越多，光束分解数更多，视觉效果越柔和，反之，基角α₁取值越大，反射单元排列越稀疏，视觉效果粗糙。

其中，发射单元扩光系数满足：1.01<δ<1.1，反射单元扩光系数δ取值越小，反射单元依次变化微弱，外亮内暗效果越明显，反射单元扩光系数δ取值越大，反射单元依次变化大，外暗内亮效果越明显。

相邻两两反射单元的下顶点Q₂与Q₃形成∠α₂，基角α₁×δ＝α₂，反射单元的下顶点Q₃与Q₄形成∠α₃，α₂×δ＝α₃，依次类推，反射单元的下顶点Q_n-1与Q_n形成基角α_n，基角：

α_n-1×δ＝α_r. (1)

由于光束在介质内部传输也存在损耗，微型化反射单元其排列总长度不能过长，所有反射单元基角相加∑α_n<40°，通过公式：

可得出：

第一下顶点Q(x，y)的x和y坐标。其中，

以此类推，可求出第一下顶点Q_n的坐标(x，y)。

其次，再来考察反射单元13的反射面131，请参见图2a所示。

该反射单元13的反射面131为抛物线上一段，该发光二极管组件2的中心为焦点F，将焦点F的光束全反射后在每个反射面上均全反射出一条互相平行的光束，而每个反射面131为独立的面，焦点F为基准通过公式：

[x×cosA-(y-F)×sinA]²＝-2×(d-F)×[F+x×sinA+(y-F)cosA-d](6)

下顶点Q_n的抛物线曲线，其中图2a中的A为光线全反射角，即光线在反射单元13的反射面131上全反射后与Y轴所呈的角度，Y轴按照光线全反射角A旋转形成Y’轴，这样Y轴与Y’轴所呈夹角A：

焦点F与圆顶点P的距离为1mm～8mm(F＝-3mm(F点焦点与P点距离为3，由于公式为坐标轴公式而F点在坐标轴中处于(0，-3)位置，故这里的-3是代入公式的参数))。背光面132为平滑面，只是连接反射面131的光束过渡面，与Y轴呈5°～70°夹角，与反射单元下顶点Q₁相连的背光面132相交于第一下顶点Q₂所在抛物线形成反射单元13，距离光源焦点F点最远的一个反射单元13的反射面131与匀光面14相交，匀光面14为纹理几何面区的延生段，当整个照明发射器的直径或宽度大于反射单元13的排列长度总和时，匀光面14对其补差，该匀光面14的表面为磨砂面或布颗粒面，当微弱的光束撞击到匀光面14时会产生漫反射形成补光区，在视觉上照明发射器的出光面不会因为尺寸过大而存在暗区。

图2b所示，与反射单元13相对应的位于下侧面的控光单元15，它包括光束出射面151和光束过渡面152，与光束出射面151和光束过渡面152相交于控光单元15的第二下顶点153，其光束出射面151为平滑面，当光束在反射单元13的反射面131进行全反射后形成一组平行光，为了不同的使用环境和效果，调整控光单元15的光束出射面151与光束入射角的数值，可对出射光束进行控制。

请参考图4e所示，例如改变其出射角或将光束发散出射，C₁面为离中心或端面最近的光束出射面151，C₂面为紧邻C₁面之后的靠近光源入射面11的光束出射面151，依次类推距离光源入射面11最近的光束出射面151为C_n，C₁与Y轴相对的经过对应控光单元15的第二下顶点153平行线呈角度V₁，C₂与Y轴相对的经过对应控光单元15第二下顶点153平行线呈角度V₂依次类推。

V_n为最靠近光源入射面11的光束出射面151与垂直线所呈角度，而V1为最靠近中心轴线或端线的光束出射面151与垂直线所呈角度。

例1：当V_n与V₁所呈角度相同，V₁＝V₂＝V₃……＝V_n就形成图4a、4b、4c所示的出光情况。

例2：当V_n所呈角度为150°，V₁所呈角度为90°，设V_n为V20，

那么：

V₂＝(150°-90°/20)+90°＝93° (8)

V₃＝(150°-90°/20)+93°＝96° (9)

依次类推，就形成图4d所示：

依次类推，限定条件：

其中，所述夹角V_r.的个数为：

其中，n为自然数，所述Q_n(x)和Q₁(x)为首尾两第一下顶点的X轴坐标。

图2b中，控光单元15的横向跨度b为1毫米～4毫米，其光束过渡面152为平滑面，与Y轴呈5°～30°夹角，使光束出射面151一一相连。光束出射面151与光束过渡面152相交的的全部第二下顶点153均在光源入射面11底部凹台111与匀光面底面141相连的直线或弧线轨迹上。光源入射面11为平面，位于导光体1至少一侧面或外圈，其底部设有高和宽均为1毫米～4毫米的凹台111。

需要说明的是，上述揭示中，上部边框31、下部边框32和边框表面均采用铝合金材质，围绕该此技术思想，还可以采用其他材质。

实施例1

为了更好地说明本发明的技术方案，以下结合图2c给出一个具体的实施例以具体说明如何实现可控光导光体的技术方案，具体揭示如何设定参数并通过公式设计出可控光导光体。

设定参数：弧线轨迹的半径R＝80mm，

反射单元起始角∠β＝5°，

基角∠α₁＝2°，

扩光系数δ＝1.1，

光源入射面的光线全反射角A满足：

反射单元背光面132与Y轴所呈角度30°，

控光单元光束过渡面152与Y轴所呈角度20°，

控光单元的横向跨度b＝3.417mm，

匀光面厚度为3mm。

步骤一，根据上述选定的条件，计算反射单元如下：

将上述设定参数代入公式(1)求出基角∠α_n：

∠α₂＝∠α₁×δ

∠α₃＝∠α₂×δ

∠α₄＝∠α₃×δ…

以此类推，得出各个基角如下(精确到0.01)：

∠α1＝2°	∠α2＝2.2°
		∠α3＝2.42°	∠α4＝2.66°
∠α5＝2.93°	∠α6＝3.22°
		∠α7＝3.54°	∠α8＝3.9°
∠α9＝4.29°	∠α10＝4.72°

将所求出的∠α_n值代入公式(2)、(3)得出：

得出反射单元第一个第一下顶点Q₁坐标为(-6.97，-0.3)。

带入公式(4)，得出：

得出反射单元第二个第一下顶点Q₂坐标为(-9.75，-0.6)。

带入公式(5)，得出：

得出反射单元第三个第一下顶点Q₃坐标为(-12.79，-1.03)。

继续按照上述公式(2)，得到反射单元第四个第一下顶点Q₄坐标为：

得出第四个第一下顶点Q₄坐标为(-16.11，-1.64)。

以此类推……

再将计算出的第一下顶点Q点代入公式(6)得出：

[x×cosA-(y-F)×sinA]²＝-2×(d-F)×[F+x×sinA+(y-F)cosA-d]

代入Q₂坐标(-9.75，-0.6)可得出d₁＝3.54(取正值)

代入Q₃坐标(-12.79，-1.03)可得出d₂＝4.8(取正值)

代入Q₄坐标(-16.11，-1.64)可得出d₃＝6.12(取正值)

以此类推……

得出的d值为对应的抛物线系数，将其代入公式(6)，形成一个相对应的抛物线方程，再进行作图，得出n条抛物线的方程PW₁，…PW_n：

PW₁抛物线方程：

[x×cosA-(y-F)×sinA]²＝-2×(3.54-F)×[F+x×sinA+(y-F)cosA-3.54

PW₂抛物线方程：

[x×cosA-(y-F)×sinA]²＝-2×(4.8-F)×[F+x×sinA+(y-F)cosA-4.8

PW₃抛物线方程：

[x×cosA-(y-F)×sinA]²＝-2×(6.12-F)×[F+x×sinA+(y-F)cosA-6.12

以此类推……

从反射单元第一下顶点Q₁～Q₁₀向抛物线PW₁～PW₁₀作与Y轴夹角为30°的直线与之相交，形成一个完整的反射单元。

步骤二，接下来，再揭示控光单元的形成过程。

将前述设定参数代入公式(12)以求出控光单元数量：

匀光面底面141与光源入射面11下顶点相连的轨迹与X轴方向第一下顶点Q₁至Q₁₁中的12条平分线相交，形成控光单元15的第二下顶点153，从控光单元15的顶点出发向垂直平分线作与Y轴呈夹角的直线，和控光单元的光束过渡面152相交形成完整的控光单元15。

这样的示例完整设计出了整个可控光导光体。

图3a、3b示出了一种由可控光导光体制成的圆形照明发射器的分解示意图，以及组合后剖视图。

其中，图3a为本发明的可控光导光体制成的圆形照明发射器部件分解立体视图。主要由下部铝合金边框31、导光体1、发光二极管组件2，上部铝合金边框32、辅助环境光投射板5、安装用紧固件8和塑料装饰件4组成。

组装时，首先将本发明的导光体1与下部铝合金边框31通过凹台111或第二凸台321嵌装成一体，再将二极管组件2环成圆环状装入下部铝合金边框31并与下部铝合金边框31内壁紧贴，辅助环境光投射板5嵌入上部铝合金边框32的对应圆孔内，接着将带有可控光导光体1和发光二极管组件2的下部铝合金边框31与嵌装有辅助环境光投射板5的上部铝合金边框32上下合并，通过若干安装紧固件8进行紧固固定，最后将塑料装饰件4安装于上部铝合金边框32的上圈上遮挡紧固件8即完成。

其中，图3b示出了一种由可控光导光体制成的圆形照明发射器的组成截面图，其中光源入射面11为平滑面，位于导光体1至少一侧面或外圈，光源射入面11底部设有高和宽均为1毫米～4毫米的凹台111，与下部铝合金边框31内边底部第一凸台311相互契合，从而形成一个光源腔体25，将发光二极管组件2安置在光源空腔25内，发光二极管组件2由多个发光二极管贴片或芯片等距离焊接在预制的电路板一面上，其电路板为单面或双面板，其厚度为0.2毫米～0.4毫米，一面为光源面，另一面为散热面，发光二极管组件2背面散热面紧贴下部铝合金边框31内边下部分，两者充分接触，当发光二极管组件2运作时，光束以最短的距离射入导光体1的光源入射面11同时发光二极管组件2会产生一定的热量，而产生的热量通过发光二极管组件2的焊脚传递到线路板，再从线路板背面传递到上部、下部铝合金边框32、31上，并通过铝合金边框表面33外界对流散热，一系列传递后发光二极管的热量快速散去可解决光衰与色飘问题。

其中，下部铝合金边框31周围有若干个安装孔，相对应上部铝合金边框32周边也设有若干安装通孔，通过安装通孔和安装孔使用紧固件8将上部铝合金边框32与下部铝合金边框31相连接，上部铝合金边框32内侧底边设有0.5毫米～1毫米第二凸台321，其上平面与中间内边紧配固定辅助环境光投射板5，环境光投射板5由聚碳酸酯或玻璃制成，上部铝合金边框32的外侧与塑料装饰件4配合，可遮掩紧固件8，保持照明发射器的良好外观及整体感。

图4a至4d示出了光束L在4种控光单元15的光束出射面151所对应夹角Vn在不同角度参数下的4种典型光程图。

以F点焦点作为光束出射点，发光二极管组件2发出的光束进入光源入射面11，图示中，5束光束L₁₁、L₁₂、L₁₃、L₁₄、L₁₅分别射入如图4a、图4b、图4c、图4d所在的4种可控光导光体内在导光体1的反射单元13上的反射面131进行全反射，在光束L₁₁、L₁₂、L₁₃、L₁₄、L₁₅通过全反射后形成5束射向控光单元的平行光，同时平行光L₁₁、L₁₂、L₁₃、L₁₄、L₁₅与Y轴呈角度为A，

其中，图4a、4b、4c示出了当控光单元15的控光面151的夹角V₁至V_r.的角度相同时，当改变光束出射面151所呈角度时可改变出射光束L₁₁、L₁₂、L₁₃、L₁₄、L₁₅的出射角度。

例如图4a中，夹角V₁至V_n均为光束L₂₁、L₂₂、L₂₃、L₂₄、L₂₅与Y轴所呈出射光线角＝光线全反射角A×折射率。

图4b中，夹角V₁至V_n均为得出光束L₃₁、L₃₂、L₃₃、L₃₄、L₃₅与光束出射面151呈90°垂直于法线，直接透射出光束出射面151。

图4c中，夹角V₁至V_n均为得出光束L₄₁、L₄₂、L₄₃、L₄₄、L₄₅与光束出射面151呈45°垂直于法线，直接透射出光束出射面151。

图4d示出了当控光单元15的光束出射面151的夹角V₁至V_n的角度不相同时，可以将光束L₅₁、L₅₂、L₅₃、L₅₄、L₅₅进行发散。

图5至图11示出了以控光的导光体1为基础制成的照明发射器发射端的实施例的局部剖视图，其中图5，6示意了呈现圆环形的发射端的局部剖视图。图7示意了单侧板形的发射端的局部剖视图，图8，9分别示意了内向双侧板形及外向双侧板形照明发射器发射端实施例。以这些照明发射器发射端为基础可以扩展出不同用途及样式不同的照明发射器。其中，图10是采用环形导光体制作成的垂吊式圆环形照明发射器的结构示意图。所有图5～11的差别仅仅是外观上。

其中，该发射器包括：发射器底座7、吊线71、控制模块72、驱动电源73、电缆74和75、遥控器76，该控制模块72与驱动电源73均设置在发射器底座7内部，驱动电源73所输出的电缆74与通过吊线71连接的圆环形照明扩散发射器内部相连供电，外置的遥控器76可对发射器底座内部控制模块72进行遥控，控制开关、亮度及色温，其中控制模块72自带开启关闭渐亮渐暗功能，在照明设备开启时其内部控制模块72控制照明发射器亮度在1秒～2秒内，亮度从0％～100％，同样照明设备关闭时其内部控制模块72控制照明发射器亮度在1秒～2秒内，亮度从100％～0％，这样对人眼会有一个短暂适应，使人眼更舒适。

图11是采用圆形可控光导光体制成的台式照明发射器。其中包括：发射器底座7、驱动电源73、电缆74和75，其中，驱动电源73设置在发射器底座7内部，驱动电源73所输出的电缆74连接的圆环形照明扩散发射器内部相连供电。

图12a与图12b给出的两个实施例是本发明的导光体制成的照明设备与建筑相结合的示意图。

该类照明设备包括照明发射器1、建筑结构81、安装框架84、太阳能电池板83、蓄电池82，内侧钢化玻璃85和外侧钢化玻璃86。照明发射器被包裹在安装框架84内，安装框架84内侧与外侧均为厚10毫米～20毫米透明钢化玻璃，太阳能电池板83暴露于外侧，白天时阳光或自然光透过安装框架84外侧钢化玻璃86再透过照明发射器最后通过安装框架84内侧钢化玻璃85向建筑内部进行光传递，自然光经过照明设备自然光，同时阳光照射在外侧太阳能电池板83上，将白天所产生的能量储存在蓄电池82内，当晚上照明发射器开始通过蓄电池82供电进行运作，导光体1发出的光束L51通过安装框架84内侧钢化玻璃85向建筑内部进行照明，而背面出射出安装框架84外侧钢化玻璃86的光束L51’可以作为建筑装饰，做到一体三用的照明设备。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims (10)

1.一种可控光的导光体，包括：

一光源入射面，包括一上顶点和一下顶点，所述光源入射面构成一坐标系的Y轴，所述坐标系的X轴通过所述光源入射面的上顶点并垂直于所述Y轴；

上侧面，由所述上顶点起始，包括若干反射单元，所述反射单元包括反射面和背光面，相邻两反射单元的反射面和背光面相交于第一下顶点，所述若干反射单元的第一下顶点均位于一条弧形轨迹上，所述弧形轨迹构成一圆周的上顶点与该圆周的圆心均位于所述Y轴上；

下侧面，包括若干控光单元；

其中，所述上、下侧面自所述光源入射面延伸后相交，所述第一下顶点Q_n+1(x，y)的坐标满足以下条件：

$\begin{array}{c}{Q}_{n+1}\{x_{n+1}=\&lsqb;R\&times;cos(\frac{\mathrm{\&beta;}+{\mathrm{\&Sigma;\&alpha;}}_n+90}{180}\&times;\mathrm{\&pi;})\&rsqb;,y_{n+1}=\&lsqb;R\&times;sin(\frac{\mathrm{\&beta;}+{\mathrm{\&Sigma;\&alpha;}}_n+90}{180}\&times;\\ \mathrm{\&pi;}-R\&rsqb;\end{array}---\left(1\right)$

其中，R为弧形轨迹半径，R>20mm；

β为反射单元起始角，β＝5°；

α_n为所述第一下顶点与所述弧形轨迹半径为R的圆心RO之间的基角；

其中，0.2°<∠α₁<5°，且：

∠α_n＝∠α_n-1×δ；

其中，δ为反射单元扩光系数，满足：

1.01<δ<1.1；

所述反射单元的反射面满足：

[x×cosA-(y-F)×sinA]²＝-2×(d-F)×[F+x×sinA+(y-F)cosA-d](2)

其中，抛物线系数d是由所述第一下顶点的坐标(1)带入方程(2)得出；

其中，焦点F位于所述Y轴上，-8mm<F<－1mm；

其中，所述光源入射面的光线全反射角A需满足：

$(\frac{\mathrm{\&pi;}}{18}<A<\frac{\mathrm{\&pi;}}{3})---\left(3\right)$

其中，所述背光面与所述Y轴呈5°～70°夹角。

2.根据权利要求1所述的一种可控光的导光体，其特征在于，所述导光体进一步包括：

一匀光面，设置于所述上、下侧面自所述光源入射面延伸相交处，所述均光面的底部包括一均光面底面。

3.根据权利要求2所述的一种可控光的导光体，其特征在于，所述控光单元进一步包括：

一出射面和一光束过渡面，相邻两控光单元的出射面和光束过渡面相交于第二下顶点，所述第二下顶点均位于所述均光面底面与所述反射单元第一下顶点的连线上；

其中，所述光束过渡面与所述Y轴的夹角范围为5°～30°，所述出射面与所述Y轴夹角V_n满足：

$(\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}-A)-\frac{2\mathrm{\&pi;}}{9}<V_n<(\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}-A)+\frac{2\mathrm{\&pi;}}{9}---\left(4\right)$

其中，所述夹角V_n的个数为：

$n=\frac{|Q_{n\left(x\right)}-Q_{1\left(x\right)}|}{b}---\left(5\right)$

其中，n为自然数，所述Q_n(x)和Q₁(x)为所述首尾第一下顶点的X轴坐标；

所述相邻第一下顶点在所述X轴上的间隔b为1mm～4mm。

4.根据权利要求3所述的一种可控光的导光体，其特征在于，

所述导光体在近所述光源入射面的底部设有长宽1～4mm的凹台。

5.根据权利要求4所述的一种可控光的导光体，其特征在于，

所述均光面的材质包括磨砂面或布颗粒面，其宽度或直径随所述导光体总宽度或外径增大而增大，厚度为1～4mm。

6.根据权利要求5所述的一种可控光的导光体，其特征在于，

所述导光体包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚碳酸酯透明材料。

7.一种根据权利要求1至6中任何一种导光体制成的照明发射器，其特征在于，所述发射器进一步包括：

一光源组件，设置在所述光源入射面一侧，所述焦点F位于所述光源组件的中轴线；

光源腔体，容置所述光源组件，包括上部边框和下部边框；

一辅助环境光投射板，紧邻所述上部边框并沿所述X轴方向延伸设置在所述导光体之上。

8.根据权利要求7所述的照明发射器，其特征在于，

所述下部边框内侧设有第一凸台，所述第一凸台的高度和所述导光体凹台的深度一致，所述上部边框和所述下部边框通过紧固件相连；

所述上部边框内侧底边设有第二凸台，所述辅助环境光投射板设在所述第二凸台上。

9.根据权利要求8所述的照明发射器，其特征在于，

所述上部边框和所述下部边框的材质包括铝合金。

10.根据权利要求9所述的的照明发射器，其特征在于，

所述辅助环境光投射板的材质包括聚碳酸酯、塑料或玻璃，其一面刻有磨砂圆点或磨砂条纹或涂有反射条纹。