一种光学器件改善led光源均匀度的装置

技术领域

本发明涉及照明设备和显示应用技术领域，尤其涉及一种光学器件改善led光源均匀度的装置。

背景技术

照明装置被广泛应用于日常生活或者生产活动中，尤其是在电视，显示器，广告灯等背光源领域，这些领域都需要led灯等作为背光源，但是，在实际应用中，多个点状背光源均十分刺眼，对眼睛的刺激十分厉害，光源发射的光线比较集中、不够均匀。

有鉴于此，有必要对现有技术中的照明装置予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种光学器件改善led光源均匀度的装置，所述光学器件改善led光源均匀度的装置能够改善光源的均匀度，使显示界面更清晰，使光源不刺眼。

根据本发明实施例的光学器件改善led光源均匀度的装置，包括光束控制构件，所述光束控制构件的表面包括底面、第一顶面、第二顶面和端面，所述底面由外围底面和入光面组成，所述底面的中部向内凹陷形成容纳腔，所述容纳腔的腔壁构成所述入光面，所述第一顶面、所述第二顶面构成出光面，所述第二顶面与所述端面连接，所述端面与所述外围底面连接，

在所述入光面上任意选取一点记为点A，在所述外围底面的中点做垂直于所述外围底面的垂线B，设所述点A与所述外围底面所在平面的距离为R

所述第一顶面的中部向所述外围底面方向凹陷形成凹陷曲面，所述第二顶面与所述外围底面平行，将所述第一顶面与所述第二顶面的交线记为曲线C，所述曲线C上存在四个点：点X1、点X2、点Y1、点Y2，其中所述点X1、所述点X2到所述垂线B的距离相等，所述点Y1、所述点Y2到所述垂线B的距离相等，并且所述曲线C上存在到所述垂线B的距离不相等的两个点。

根据本发明实施例的光学器件改善led光源均匀度的装置，至少具有如下有益效果：与现有技术相比，本技术方案中，所述光束控制构件包括所述容纳腔，所述容纳腔用于放置光源，一般将光源放置在所述外围底面的中点位置，所述容纳腔呈子弹头形状，在所述入光面的任取一点记为点A，所述点A到所述外围底面的距离越大，则所述点A到所述垂线B的距离越小；所述出光面包括所述第一顶面和所述第二顶面，所述第一顶面为曲面，所述第一顶面由所述凹陷曲面和所述凸曲面部分组成，所述第二顶面为平行于所述外围底面的平面，所述第一顶面与所述第二顶面形成的交线记为所述曲线C，所述曲线C上至少存在两个点，这两个点到所述垂线B的距离不相等；所述光源发射的光线从所述入光面进入所述光束控制构件，从所述出光面离开所述光束控制构件，所述第一顶面能够分散光线，所述第二顶面能够使光线更加均匀地被分散，避免多束光线聚焦形成强光圈，如果所述第一顶面直接与所述端面连接，则光线仅从所述第一顶面离开所述光束控制构件，某些光束经过所述外围底面反射后从所述第一顶面离开，会在所述光束控制构件的外部聚焦形成强光圈，因此，在所述第一顶面靠下的位置设置所述第二顶面，某些光束经过所述外围底面的反射后，从所述第二顶面离开所述光束控制构件，所述第二顶面能够分散这些经过所述外围底面反射后的光束，避免这些光束聚焦，在其他一些实施例中，所述光束控制构件内有设计漫反射微结构，进一步增大光源的照射范围，从而本发明实施例一种光学器件改善led光源均匀度的装置能够改善光源的均匀度，使显示界面更清晰，并使光源不刺眼。

根据本发明的一些实施例，所述外围底面与所述入光面形成的交线为圆形、椭圆形或者不规则图形，所述入光面与平行于所述外围底面的平面形成的交线为圆形、椭圆形或者不规则图形。

根据本发明的一些实施例，所述曲线C包括一条或者多条对称轴。

根据本发明的一些实施例，所述第一顶面还包括凸曲面部分，所述凸曲面部分的对称轴与所述垂线B重合。

根据本发明的一些实施例，所述凹陷曲面的对称轴与所述垂线B重合。

根据本发明的一些实施例，所述外围底面连接有散射部件。

根据本发明的一些实施例，还包括一个或者多个发光元件、及供应所述发光元件电力的电源模组，所述发光元件与所述电源模组电连接，所述光束控制构件用于改善所述发光元件的光源均匀度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置的结构示意图；

图2(1)为本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置的另一视角结构示意图；

图2(2)为本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置的另一实施例结构示意图；

图2(3)为本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置的另一实施例结构示意图；

图3为本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置的俯视图；

图4为本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置的另一实施例的俯视图；

图5为本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置沿图3中A-A剖线的剖面图；

图6为本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置沿图3中B-B剖线的剖面图；

图7为本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置的主视图；

图8为本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置沿图7中C-C剖线的剖面图；

图9为本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置的工作示意图。

附图标记：

光束控制构件100、

底面110、外围底面111、入光面112、垂线B 113、交线114、散射部件115、

第一顶面120、凹陷曲面121、凸曲面部分122、曲线C 123、

第二顶面130、

端面140、

容纳腔150、

发光元件210。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或者具有相同或类似功能的元件，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如X轴、Y轴等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1至7所示，根据本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置，包括光束控制构件100，光束控制构件100的表面包括底面110、第一顶面120、第二顶面130和端面140，底面110由外围底面111和入光面112组成，底面110的中部向内凹陷形成容纳腔150，容纳腔150的腔壁构成入光面112，第一顶面120、第二顶面130构成出光面，第二顶面120与端面140连接，端面140与外围底面111连接，

在入光面上任意选取一点记为点A，在外围底面111的中点做垂直于外围底面111的垂线B，设点A与外围底面111所在平面的距离为R

第一顶面120的中部向外围底面111方向凹陷形成凹陷曲面，第二顶面130与外围底面111平行，将第一顶面120与第二顶面130的交线记为曲线C 123，曲线C 123上存在四个点：点X1、点X2、点Y1、点Y2，其中点X1、点X2到垂线B 113的距离相等，点Y1、点Y2到垂线B113的距离相等，并且曲线C123上存在到垂线B 113的距离不相等的两个点。

根据本发明实施例的一种光学器件改善led光源均匀度的装置，与现有技术相比，本技术方案中，光束控制构件100包括容纳腔150，容纳腔150用于放置光源，一般将光源放置在外围底面111的中点位置，容纳腔150呈子弹头形状，在入光面112的任取一点记为点A，点A到外围底面111的距离越大，则点A到垂线B 113的距离越小；出光面包括第一顶面120和第二顶面130，第一顶面120为曲面，第一顶面120由凹陷曲面121和凸曲面部分122组成，第二顶面130为平行于外围底面111的平面，第一顶面120与第二顶面130形成的交线记为曲线C 123，曲线C 123上至少存在两个点，这两个点到垂线B 113的距离不相等；光源发射的光线从入光面112进入光束控制构件100，从出光面离开光束控制构件100，第一顶面120能够分散光线，第二顶面130能够使光线更加均匀地被分散，避免多束光线聚焦形成强光圈，如果第一顶面120直接与端面140连接，则光线仅从第一顶面120离开光束控制构件100，某些光束经过外围底面111反射后从第一顶面120离开，会在光束控制构件100的外部聚焦形成强光圈，因此，在第一顶面120靠下的位置设置第二顶面130，某些光束经过外围底面111的反射后，从第二顶面130离开光束控制构件100，第二顶面130能够分散这些经过外围底面111反射后的光束，避免这些光束聚焦，在其他一些实施例中，光束控制构件100内有设计漫反射微结构，进一步增大光源的照射范围，从而本发明实施例一种光学器件改善led光源均匀度的装置能够改善光源的均匀度，使显示界面更清晰，使光源不刺眼；

如图3所示，在光束控制构件100的俯视图中，以垂线B 113与第一顶面120的交点为原点做X轴和Y轴，第一顶面120与第二顶面130形成的交线即曲线C 123，X轴与曲线C 123的交点分别记为点X1和点X2，Y轴与曲线C 123的交点分别记为点Y1和点Y2，则点X1、点X2、点Y1和点Y2这四个点到垂线B 113的距离相等；在距离X轴45度做直线与曲线C 123交于点D3，如图3所示，∠F为45度，点D3到原点的距离为R13，则在第一象限内，在曲线C 123上任意取除点D3外的一点，该点到原点的距离小于R13；在点D3与Y轴之间任意取曲线C 123上的两个点，这两个点到原点的距离不相等，即这两个点到垂线B 113的距离不相等，如图3所示，点D1与点D2到原点的距离分别为R11和R12，则R11≠R12；同理，在点D3与X轴之间任意取曲线C 123上的两个点，这两个点到原点的距离不相等，如图3所示，点D4与点D5到原点的距离分别为R14和R15，则R14≠R15；在本实施例中，X轴和Y轴为曲线C 123的对称轴，同时，在第一象限内，点D3与原点形成的直线为曲线C 123的对称轴，因此，若线段R12与Y轴的夹角等于线段R14与X轴的夹角，则R12与R13长度相等，若线段R11与Y轴的夹角等于线段R15与X轴的夹角，则R11与R15长度相等；

如图4所示，在本发明的另一实施例中，同理，以垂线B 113与第一顶面120的交点为原点做X轴和Y轴，X轴与曲线C 123的交点分别记为点X3和点X4，Y轴与曲线C 123的交点分别记为点Y3和点Y4，则点X3、点X4这两个点到垂线B 113的距离相等，点Y3、点Y4这两个点到垂线B 113的距离相等，并且点X3、点Y3到垂线B 113的距离不相等；同样在第一象限内的曲线C 123上存在一点E3，使得在第一象限内，在曲线C 123上任意取除点E3外的一点，该点到原点的距离小于R23，并且点E3与原点形成的直线、与Y轴的夹角不等于45度，即∠G≠45度；在点E3与Y轴之间任意取曲线C 123上的两个点，这两个点到原点的距离不相等，即这两个点到垂线B 113的距离不相等，如图4所示，曲线C 123上的点E1和点E2到原点的距离分别为R21和R22，则R21≠R22；同理，在点E3与X轴之间任意取曲线C 123上的两个点，这两个点到原点的距离不相等，如图4所示，曲线C 123上的点E4和点E5到原点的距离分别为R24和R25，则R24≠R25；在本实施例中，X轴和Y轴为曲线C 123的对称轴。

如图5、图7和图8所示，在垂线B 113上任意取两个点即为点A和点A’，点A到外围底面111的距离记为R1，点A’到垂线B 113的距离记为R2，在点A和点A’处分别做平行于外围底面111的平面，这两个平面与入光面112形成的曲线的面积分别记为S

如图2(1)至图2(3)所示，在本发明的一些实施例中，外围底面111与入光面112形成的交线114为圆形、椭圆形或者不规则图形，入光面112与平行于外围底面111的平面形成的交线为圆形、椭圆形或者不规则图形，如图2(1)所示，在本实施例中，外围底面111与入光面112形成的交线114为圆形，入光面112与平行于外围底面111的平面形成的交线也是圆形；如图2(2)所示，在本实施例中，外围底面111与入光面112形成的交线114为椭圆形，入光面112与平行于外围底面111的平面形成的交线也是椭圆形；如图2(3)所示，在本实施例中，外围底面111与入光面112形成的交线114为不规则图形，入光面112与平行于外围底面111的平面形成的交线也是不规则图形。

如图3至图4所示，在本发明的一些实施例中，曲线C 123包括一条或者多条对称轴，在图3所示的实施例中，曲线C 123包括三条对称轴，分别为X轴、Y轴和点D3与原点形成的直线，在图4所示的实施例中，曲线C 123包括两条对称轴，分别为X轴和Y轴。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，第一顶面120还包括凸曲面部分122，凸曲面部分122的对称轴与垂线B 113重合，凸曲面部分122围绕垂线B 113呈对称分布，这种形状有助于增强散射效果，并且对称结构更加美观。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，凹陷曲面121的对称轴与垂线B 113重合，第一顶面围绕垂线B 113向内凹陷，这种形状有助于增强散射效果，并且对称结构更加美观。

如图5至6所示，在本发明的一些实施例中，外围底面111连接有散射部件115，在本实施例中，散射部件115呈三角形形状，散射部件115能够有效增强光束控制构件100的散射效果，在其他一些实施例中，散射部件115由散射材料填充而成。

如图7所示，在本发明的一些实施例中，还包括一个或者多个发光元件210、及供应发光元件电力的电源模组，发光元件210与电源模组电连接，光束控制构件100用于改善发光元件210的光源均匀度，发光元件210用于产生光源，在一些实施例中，发光元件210采用led灯结构，电源模组用于供电，光束控制构件100用于改善光源的均匀度。

以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。