光束控制装置及发光装置技术领域
本发明涉及一种光学系统领域，特别是涉及一种光束控制装置及发光装
置。
背景技术
发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)光源由于具有体积小、高
亮度、耗电量低以及使用寿命长等优点，得到了广泛关注及应用，因此，LED
光源技术得到了迅速发展。
现有技术中，在LED光源模块中设置一透镜，通过对透镜的结构进行设
计，即对入射表面及出射表面的形状的设计，对LED器件进行配光，获得符
合要求的出射光，从而有效地利用光能。但是，目前透镜不能对LED器件发
出的光进行精准地控制，导致LED器件发出的光经过透镜后，不能得到有效
的分配，进一步使得LED器件发出的光的利用效果不理想。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地
解决上述问题的光束控制装置及发光装置。
基于本发明的一个方面，提供了一种光束控制装置，包括：一端有开口，
呈壳体状的主体，所述主体具有围绕其中心轴对称设置的、位于主体内侧的光
入射表面及位于主体外侧的光出射表面，其特征在于，所述光入射表面包括三
个入射表面，所述三个入射表面共同控制与所述中心轴夹角为0°-90°的入射光
的光型。
可选地，所述三个入射表面包括：
第一入射表面，控制与所述中心轴夹角为0°-40°的入射光的光型；
第二入射表面，控制与所述中心轴夹角为40°-55°的入射光的光型；
第三入射表面，控制与所述中心轴夹角为55°-90°的入射光的光型。
可选地，所述第一入射表面，为远离所述主体开口端的曲面，具有一凹曲
线围绕所述中心轴旋转得到的光滑曲面；
所述第二入射表面，与所述第一入射表面连接，具有锥形的光滑曲面；
所述第三入射表面，与所述第二入射表面连接，具有圆柱形的光滑曲面。
可选地，在所述主体外侧的侧面，所述光出射表面包括具有锥形光滑曲面
的第一出射表面和第二出射表面，所述第二出射表面位于所述第一出射表面下
方，且斜率小于所述第一出射表面。
可选地，在所述主体外侧的侧面，所述光出射表面包括第一出射表面和第
二出射表面，第一和第二出射表面为由多个平面拼接而成的锥形表面，所述第
二出射表面位于所述第一出射表面下方，且斜率小于所述第一出射表面。
基于本发明的另一个方面，提供了一种发光装置，包括至少一个设置在基
板上的发光元件，反射装置，和上述光束控制装置，所述反射装置设置用于将
所述发光元件发出的光发射向所述光束控制装置的光入射表面。
可选地，所述反射装置为具有反射底面和锥形反射侧表面的反射腔体，且
具有与所述光束控制装置重合的中心轴。
可选地，所述发光元件均匀地设置在所述发射底面上。
可选地，所述反射装置，用于对所述发光元件发出的光线进行一次配光；
所述光束控制装置，进一步用于对所述发光元件发出的光线和所述反射装置配
光后的光线进行二次配光，获得光束角为120°-150°的配光。
可选地，所述发光元件经所述反射装置和所述光束控制装置配光后射出的
出射光与所述中心轴夹角为80°处光强不小于最大光强的30％；
所述出射光的中心光强不大于所述最大光强的120％，不小于所述最大光
强的50％；
所述出射光的水平方向光强不小于所述最大光强的5％。
可选地，所述光束控制装置，用于对所述发光元件发出的出射光进行偏折，
以生成配光曲线，其中，在与所述配光曲线垂直轴线夹角为40°-55°处的配光
曲线呈毛刺形状。
本发明实施例提供的光束控制装置及发光装置，将光束控制装置的光入射
表面分成三个入射表面，三个入射表面能够将射入的光束进行分别处理。另外，
三个不同的入射表面可以对射入的光束进行不同角度的处理(例如光束的折
射)，每个入射表面能够与中心轴生成一个固定夹角，进而利用该夹角对输入
的光束进行处理，因而可以得到针对不同夹角的偏折，实现精确控制不同部分
光束的偏折角度，使得射入的光束能够得到更为精准地控制。
进一步，发光元件射出的光通过光束控制装置的光入射表面，再配合光出
射表面的面型，获得的出射光的光束角为120°-150°，出射光与光束控制装置
的中心轴夹角为80°处的光强不小于最大光强的30％，出射光的中心光强不大
于最大光强的120％，不小于最大光强的50％，出射光的水平方向光强不小于
最大光强的5％。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术
手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、
特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会
更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领
域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并
不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的
部件。在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的光束控制装置的纵向剖视图；
图2示出了根据本发明一个实施例的光束控制装置的结构示意图；
图3示出了根据本发明一个实施例的光束控制装置的另一种结构示意图；
图4示出了根据本发明一个实施例的发光装置的纵向剖视图；
图5示出了根据本发明一个实施例的反射装置与基板连接的结构示意图；
以及
图6示出了根据本发明一个实施例的发光装置的配光曲线。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显
示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开
而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更
透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术
人员。
实施例一
图1示出了根据本发明一个实施例的光束控制装置的纵向剖视图。图2示
出了根据本发明一个实施例的光束控制装置的结构示意图。参见图1、图2，
本发明实施例的光束控制装置A包括一端有开口，呈壳体状的主体A1。主体
A1具有位于主体内侧的光入射表面1和位于主体外侧的光出射表面2，并且光
入射表面1和光出射表面2均围绕主体的中心轴对称设置。其中，光入射表面
1包括三个入射表面，射入光束控制装置A的、与主体A1的中心轴夹角为0°-90°
的入射光光型由这三个入射表面共同控制。
其中，光入射表面1包括第一入射表面11、第二入射表面12和第三入射
表面13。射入光束控制装置A中的入射光的光型由第一入射表面11、第二入
射表面12和第三入射表面13共同控制。其中，第一入射表面11控制与主体
中心轴夹角为0°-40°范围内的入射光的光型，第二入射表面12控制与主体中
心轴夹角为40°-55°范围内的入射光的光型，第三入射表面13控制与主体中心
轴夹角为55°-90°范围内的入射光的光型。
参见图1，第一入射表面11位于远离主体开口端的内侧，即位于主体内侧
的顶部，并且具有一凹曲线围绕主体中心轴旋转得到的光滑曲面；第二入射表
面12为位于第一入射表面11的下方、具有锥形的光滑曲面，并且通过第二入
射表面12的上端曲线与第一入射表面11的下端曲线的重合进行连接，其中，
第二入射表面12具有的锥形的光滑曲面与主体A1的中心轴的夹角为大于0°，
小于90°；第三入射表面13为位于第二入射表面的下方、具有圆柱形的光滑曲
面，并且通过第三入射表面13的上端曲线与第二入射表面12的下端曲线的重
合进行连接。
参见图1、图2，光出射表面2为位于主体外侧的锥形光滑曲面，包括两
个出射表面。其中，第一出射表面21上半部分为位于主体外侧顶部的圆形平
面，第一出射表面21的下半部分为位于主体外侧的锥形曲面；第二出射表面
22为位于第一出射表面21的下方的锥形曲面，第二出射表面22与第一出射表
面21的下半部分进行连接，并且第二出射表面22的斜率小于第一出射表面21
下半部分表面的斜率。
本发明实施例提供的光束控制装置及发光装置，将光束控制装置的光入射
表面分成三个入射表面，三个入射表面能够将射入的光束进行分别处理。另外，
三个不同的入射表面可以对射入的光束进行不同角度的处理(例如光束的折
射)，每个入射表面能够与中心轴生成一个固定夹角，进而利用该夹角对输入
的光束进行处理，因而可以得到针对不同夹角的偏折，实现精确控制不同部分
光束的偏折角度，使得射入的光束能够得到更为精准地控制。
实施例二
图3示出了根据本发明一个实施例的光束控制装置的另一种结构示意图。
本发明实施例的光束控制装置A包括一端有开口，呈壳体状的主体A1。主体
A1具有位于主体内侧的光入射表面1和位于主体外侧的光出射表面3，并且光
入射表面1和光出射表面3均围绕主体的中心轴对称设置。
本发明实施例中的光入射表面1与实施例一提供的光入射表面1相同，在
此不做过多赘述。
参见图3，光出射表面3位于主体的外侧，并且包括两个出射表面。其中，
第一出射表面31为由多个平面拼接而成的锥形表面；第二出射表面32位于第
一出射表面31的下方，也由多个平面拼接而成的锥形表面，并且拼接第二出
射表面32的平面的斜率小于拼接第一出射表面31的平面的斜率。
在本发明的一个优选实施例中，由于多个等边梯形平面拼接后能保证形成
锥形表面，并且可以对射入的光进行多方向的偏折，因此本实施例的光出射表
面可采用等边梯形平面拼接而成。
由于本发明实施例提供的光出射表面是由多个平面拼接而成，与实施例一
提供的光滑的光出射表面相比，本实施例提供的光出射表面具有多个不同方向
的平面，因此能对射入的光进行更多方向地偏折，使得获得的出射光的璀璨性
的效果更加明显。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种发光装置，包括至少一个设置在
基板上的发光元件，反射装置，和上述光束控制装置，反射装置设置用于将发
光元件发出的光发射向光束控制装置的光入射表面。
通过本发明实施例提供的发光装置，获得的出射光至少满足以下特征：
出射光的光束角为120°-150°；
出射光与光束控制装置的中心轴夹角为80°处的光强不小于最大光强的
30％；
出射光的中心光强不大于最大光强的120％，不小于最大光强的50％；
出射光的水平方向光强不小于最大光强的5％。
实施例三
图4示出了根据本发明一个实施例的发光装置的纵向剖视图。参见图4，
发光装置B包括光束控制装置41、反射装置42、基板43以及发光元件44。
其中，光束控制装置41具有与实施例一相同的主体，在此不做过多赘述。反
射装置42一端与光束控制装置41连接，另一端与基板43连接；基板43上设
置至少一个发光元件44。其中，反射装置42用于在发光元件44发出的部分光
在射向光束控制装置41的光入射表面之前进行一次配光。
图5示出了根据本发明一个实施例的反射装置与基板连接的结构示意图。
参见图5，反射装置42为一反射腔体，该反射腔体具有与光束控制装置41重
合的中心轴，并且包括反射底面和反射侧表面两部分。反射底面与基板43连
接，反射侧表面用于对发光元件44发出的光进行一次配光。其中，反射底面
开有容纳发光元件的通孔，并且发光元件均匀的设置在反射底面上。参见图5，
反射装置42的反射底面上设置6个发光元件44，反射底面上开有三个通孔，
即每一个通孔容纳2个发光元件44。
发光元件44的部分光线通过反射装置42进行一次配光，然后再通过光束
控制装置41的三个入射表面对入射光的光型进行控制，最后经过光束控制装
置的光出射表面的面型的配合，获得光束角为120°-150°的配光。
图6示出了根据本发明一个实施例的发光装置的配光曲线。参见图6示出
的配光曲线，可以得出出射光的光束角、最大光强值、与光束控制装置41的
中心轴夹角为80°处的光强值以及水平方向的光强值。
本发明实施例提供的发光装置的出射光的光束角为145°。对图6中得出的
光强值进行计算后，可得出出射光与光束控制装置41的中心轴夹角为80°处的
光强为最大光强的40％，出射光的中心光强为最大光强的90％，出射光的水
平方向光强为最大光强的10％。
参见图6，与配光曲线的垂直轴线夹角为40°-55°的配光曲线部分呈毛刺形
状，相应地，呈毛刺形状的配光曲线对应的出射光部分具有炫目的效果。
综上所述，采用本发明提供的光束控制装置以及发光装置，可以达到如下
有益效果：
本发明实施例提供的光束控制装置及发光装置，将光束控制装置的光入射
表面分成三个入射表面，三个入射表面能够将射入的光束进行分别处理。另外，
三个不同的入射表面可以对射入的光束进行不同角度的处理(例如光束的折
射)，每个入射表面能够与中心轴生成一个固定夹角，进而利用该夹角对输入
的光束进行处理，因而可以得到针对不同夹角的偏折，实现精确控制不同部分
光束的偏折角度，使得射入的光束能够得到更为精准地控制。
进一步，发光元件射出的光通过光束控制装置的光入射表面，再配合光出
射表面的面型，获得的出射光的光束角为120°-150°，出射光与光束控制装置
的中心轴夹角为80°处的光强不小于最大光强的30％，出射光的中心光强不大
于最大光强的120％，不小于最大光强的50％，出射光的水平方向光强不小于
最大光强的5％。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，
本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，
并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一
个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征
有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将
该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个
权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要
求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。
因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，
其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行
自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。
可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及
此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或
过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明
书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开
的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本
说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提
供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括
其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征
的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权
利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来
使用。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限
制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出
替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成
对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或
步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发
明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍
可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变
型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变
型或修改。