[发明专利]光学器件构建方法

说明书

本申请提供一种光学器件构建方法，包括：将接收面由中心点向外等面积分成N个环，获取接收面内第i环的半径rsubgt;i/subgt;；将θsubgt;i/subgt;角度内的入射光线的光通量映射到接收面的前i环内的出射光线的光通量，基于rsubgt;i/subgt;、接收面的中心点的照度A、接收面的边缘的照度B和N，获取θsubgt;i/subgt;的分布；第i环的出射光线对应的折射点为Psubgt;i/subgt;点，基于rsubgt;i/subgt;、θsubgt;i/subgt;、H和h，获取Psubgt;i/subgt;点的坐标；对各折射点的坐标进行拟合得到出光曲面的母线，再围绕y轴旋转360度，得到光学器件的结构。上述的光学器件构建方法，光学器件能满足在保证照度要求的情况下，使得总的光通量绝大部分到达接收面成为有效光通量，从而提高了光能利用率，节约了能源，有效解决了杂散光和眩光的问题；方法简单有效。

技术领域

本申请涉及照明技术领域，具体而言，涉及一种光学器件构建方法。

背景技术

目前，传统技术实现AA级照度，不论是背光式，还是直下式，都是利用扩散板，或者扩散膜(罩)其近似朗伯型散射的特性。传统照明设备的照射范围太广，无论是需求光还是不需求光的地方均被照亮，光能利用率比较低，约30％；而且对光源的要求更高，需更大的功率及更高的光通量的光源。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种光学器件构建方法，用于解决传统的照明设备光能利用率低的问题。

本申请实施例提供了一种光学器件构建方法，所述光学器件应用于点光源，所述方法包括：

设定折射场景，包括点光源、出光曲面和被照面，其中，点光源的入射光线经过所述出光曲面发生折射后形成射向被照面的出射光线，被照面形成一个用于接收出射光线的圆形接收面，所述点光源与所述接收面的中心点的连线垂直于所述接收面；

设定所述接收面的半径为R，所述点光源到所述接收面的距离为H，所述接收面的中心点的照度为A，所述接收面边缘的照度为B；

以所述点光源为坐标原点建立平面直角坐标系，平面直角坐标系的y轴垂直于所述接收面，且经过所述接收面的中心点；

将所述接收面由中心点向外等面积分成N个环，获取所述接收面内第i环的半径r_i；

将第i环对应的入射光线与中心入射光线的夹角θ_i角度内的入射光线的光通量映射到所述接收面的前i环内的出射光线的光通量，基于r_i、A、B和N，获取θ_i的分布；

列出经过第i环的出射光线对应的折射点P_i点的切线方程、入射光线方程和出射光线方程，设定所述点光源在y轴上的光线对应的折射点P₀与点光源的距离为h，基于r_i、θ_i、H和h，获取P_i点的坐标；

对各折射点的坐标进行拟合得到所述出光曲面的母线，再围绕y轴旋转360度，得到所述光学器件的结构。

上述的光学器件构建方法，通过构建点光源的折射场景，将折射场景与平面直角坐标系结合，通过设定将经过出光曲面后的出射光线射到接收面内，且基于接收面的中心照度A和边缘照度B满足AA级照度要求，即使得A大于或等于500lux，使得B大于或等于300lux，R取500mm，且A/B3；同时将接收面积等分成N个环，基于AA级照度要求，确定每一个环的入射光线与中心入射光线夹角θ_i的分布，以及每一个环的边界线的折射点P_i的坐标；这样构建出来的光学器件能够满足在保证照度要求的情况下，即满足有效光通量的情况下，使得总的光通量绝大部分到达接收面成为有效光通量，从而提高了光能利用率，从而可以采用较低功率的点光源，节约了能源，且避免了能源的浪费，有效解决了杂散光和眩光的问题；且上述构建方法简单有效。