[发明专利]一种控光装置及其设计方法、照明系统

说明书

本发明公开了一种控光装置及其设计方法、照明系统。其中，控光装置包括：反光杯和光源模块，反光杯包括反光腔，光源模块包括光源，光源的出光面朝向反光杯的反光腔，反光腔包括自由曲面反射面，光源的出光面包括N个子出光面，自由曲面反射面包括N个子反射面，预设照射面包括N个子照射面，N个子出光面与N个子反射面一一对应，N个子反射面与N个子照射面一一对应，子反射面满足：其中，N为大于1的正整数，为光源到第一边界顶点的入射光矢量，为第一边界顶点到对应的第二边界顶点的出射光矢量，为自由曲面反射面在第一边界顶点处的法向向量。本发明提供的控光装置及其设计方法、照明系统，实现了对特定范围的照射面进行照明。

技术领域

本发明实施例涉及照明技术领域，尤其涉及一种控光装置及其设计方法、照明系统。

背景技术

由于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有体积小、耗电量低、寿命长、亮度高、发热量低、坚固耐用等诸多优点，在照明领域的应用越来越广泛。

在某些照明应用中，需要对LED发出光线进行调制，以使光线照射到特定范围内，从而形成特定大小和形状的光斑，一般灯具的光斑范围都是由天花板至地面，当要将光斑的高度降低至局部范围时，只能调整灯具的照射角度。墙面上的光斑范围若只要特定范围时，调低灯具角度会使得过多的光线照在地面上，因而效率下降，还有可能造成人眼不适。

发明内容

本发明提供一种控光装置及其设计方法、照明系统，以实现对特定范围的照射面进行照明。

第一方面，本发明实施例提供了一种控光装置，包括：

反光杯和光源模块，所述反光杯包括反光腔，所述光源模块包括光源，所述光源的出光面朝向所述反光杯的反光腔；

所述反光腔包括自由曲面反射面，所述自由曲面反射面用于调制所述光源发出的光线，并在预设照射面形成光斑；

其中，所述光源的出光面包括N个子出光面，所述自由曲面反射面包括N个子反射面，所述预设照射面包括N个子照射面，N个所述子出光面与N个所述子反射面一一对应，N个所述子反射面与N个所述子照射面一一对应；每个所述子出光面出射的光经对应的一所述子反射面反射至对应的一所述子照射面；所述子反射面包括多个第一边界顶点，所述子照射面包括多个第二边界顶点，所述第一边界顶点与所述第二边界顶点一一对应，所述子反射面满足：

其中，N为大于1的正整数，为所述光源到所述第一边界顶点的入射光矢量，为所述第一边界顶点到对应的所述第二边界顶点的出射光矢量，为所述自由曲面反射面在所述第一边界顶点处的法向向量。

可选的，每个所述子出光面的光通量均相等，每个所述子照射面的面积均相等。

可选的，所述光源的出光面为半球面，所述子出光面的光强度满足：

其中，θ_i和θ_i+1分别表示第i个所述子出光面的起始角与终止角，I₀表示出光面的顶点光强。

可选的，所述预设照射面为正方形；

N个所述子照射面平均分为M个子照射面组，每个所述子照射面组的中心与所述预设照射面的中心重合，且所述子照射面组的边缘为正方形，所述子照射面组的边长为j＝1,2,…,M,其中，M为大于等于2的正整数，所述预设照射面的边长为L。