[发明专利]匀光元件、光源系统以及照明设备

说明书

本申请公开了一种匀光元件、光源系统以及照明设备。其中匀光元件为不规则圆柱，不规则圆柱的第一端面为多边形，第二端面为圆形或椭圆形；不规则圆柱的侧面形成有多个平面，平面之间形成圆弧面，多个平面在第一端面相交形成多边形。通过上述匀光元件便于制造，其可实现多边形光源到圆形光源的连续转换，同时保持光学扩展量的守恒，实现良好的成像质量。

技术领域

本申请涉及光学系统的技术领域，特别是涉及一种匀光元件、光源系统以及照明设备。

背景技术

在很多照明应用如舞台灯、台灯、探照灯、手电筒等应用中，基于传统光源或传统照明习惯，人们理想或习惯接收的光照方案为圆形光斑。

作为半导体照明光源，激光与LED尽管具有电光转换效率高、全固态工作、长寿命等诸多优点，但由于半导体材料以及半导体工艺限制，激光与LED的光源芯片通常为正方形或长方形，将其用于照明，特别是成像系统的照明方案，其最佳的光斑形状为方形，与圆形光斑的习惯有所不同。

人们尝试各种将方形光源转换成圆形光斑的方法。在多芯片组的方案中，由于芯片之间存在必然的间隙，也难以直接实现圆形发光光源。常见的圆形COB封装芯片，实质上是将多颗矩形光源按照某种几何结构排列如考虑了间距的六方排列或直接矩阵排列，并辅以圆形荧光粉涂覆以实现圆形光源特征。大量的芯片方案(如20颗以上甚至更多)可以将圆形外观与方形芯片之间的几何误差降低。但在单芯片或少数芯片是，这种直接的圆形荧光涂覆结合方形芯片的方案，容易造成发光面的不均匀。

另外一种基于方形光源实现圆形光斑的方案是采用旋转对称或具有轴旋转对称的圆形光学器件；但在基于成像系统应用的方案中，如要实现最高照度，往往会对光源进行成像而导致成像光斑通常会呈现方形。如果要实现圆形光斑，通常采用离焦成像和/或使用圆形光阑已达到目的。但上述方案或者增加了系统的光学扩展量或者损失了系统光效。

发明内容

本申请提出一种匀光元件、光源系统以及照明设备，以解决现有技术中无法在方形光源实现圆形光斑的同时保持良好成像质量的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出一种匀光元件，其中匀光元件为不规则圆柱，不规则圆柱的第一端面为多边形，第二端面为圆形或椭圆形；不规则圆柱的侧面形成有多个平面，平面之间形成圆弧面，多个平面在第一端面相交形成多边形。

为解决上述技术问题，本申请提出一种光源系统，其中光源系统包括方形光源和上述匀光元件，方形光源设置在匀光元件的第一端面。

为解决上述技术问题，本申请提出一种照明设备，其中照明设备包括上述光源系统。

本申请提出一种匀光元件，其中匀光元件为不规则圆柱，不规则圆柱的第一端面为多边形，第二端面为圆形或椭圆形；不规则圆柱的侧面形成有多个平面，平面之间形成圆弧面，多个平面在第一端面相交形成多边形。通过上述匀光元件，多边形光源从第一端面进入，从第二端面射出，可以实现将多边形光源发出的多边形光斑连续的转变为圆形或椭圆形光斑，同时保持光学扩展量的守恒，实现良好的成像质量；且匀光元件为不规则圆柱，其平面侧面与圆弧侧面平滑连接，可基于圆柱或方柱制得，工艺简单，易于制造。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请匀光元件一实施例的结构示意图；

图2是两段式匀光元件的结构示意图；

图3是熔融式匀光元件的结构示意图；

图4是本申请匀光元件的一种制作方法的工艺过程示意图；

图5是本申请匀光元件的另一制作方法的工艺过程示意图；