CN112682728B - 光学模组及灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学模组及灯具，光学模组，包括：导光元件、反射件以及透镜，通过将导光元件与反射件进行组装，具体地将导光元件设置在反射件的凹陷部中，进而可以减薄光学模组的厚度，可以得到超薄的光学模组。本发明控制光线经透镜透边缘射后准直射出，在满足射灯性能要求的同时使照射光斑柔和不刺眼，大角度光截止性强无眩光。

Description

光学模组及灯具

技术领域

本发明涉及照明技术领域，特别是一种光学模组及灯具。

背景技术

射灯是典型的无主灯、无定规模的现代流派照明设备，能营造室内照明气氛，若将一排小射灯组合起来，光线能变幻奇妙的图案。由于小射灯可自由变换角度，组合照明的效果也***。射灯光线柔和，雍容华贵，其也可局部采光，烘托气氛。射灯的用途就像手电筒，一般是室外用的。室内用的也有，因为品种不同，所以用途也不同。射灯在特定环境下优势凸显，射灯对空间，色彩，虚实感受都十分强烈而独特。

目前市场上的主流射灯为了使初设光线准直和拥有较好的光效，一般都会采用较深的腔深，造成射灯整体结构过大，搭配导轨等其他配件，占据较大空间，严重影响室内家居装修效果，并且大多光斑截止性较差。此外，射灯照射出光束的亮度往往是不均衡的，灯面中部的亮度一般比其边缘处更强。

因此，有必要提供新的光学模组结构及灯具，用以解决传统射灯较厚的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种光学模组，用以将光束准直射出，同时实现灯具的超薄化。

为了达到上述目的，本发明提供一种光学模组，包括导光元件，包括第一入光面、第一出光面及第二出光面；以及反射件，连接至所述导光元件；所述反射件包括：反射件本体；凹陷部，下凹于所述反射件本体的一表面；所述导光元件位于所述凹陷部内：以及反射面，其为所述凹陷部的底面及侧面，与所述第二出光面相对设置。

进一步地，所述的光学模组还包括透镜，其边缘处连接至所述反射件的边缘处。

进一步地，所述透镜包括：第二入光面，与所述第一出光面相对设置；以及第三出光面，与所述第二入光面相对设置。

进一步地，所述第二入光面与所述反射面围成一光学空间，所述导光元件位于该光学空间内。

进一步地，所述第二入光面为菲涅尔锯齿结构；所述第三出光面为珠面结构。

进一步地，所述导光元件的最大宽度小于所述透镜的宽度；和/或，所述反射件的最大宽度小于或等于所述透镜的宽度。

进一步地，所述导光元件为圆台体；所述第一入光面为圆台体的上底面；所述第一出光面为圆台体的下底面；所述第二出光面为圆台体的侧壁。

进一步地，所述第一出光面的中心处设有一凹槽，该凹槽侧壁的纵向剖面为弧线形。

进一步地，所述导光元件的纵向截面为两个最短边彼此连接的楔形。

进一步地，所述导光元件的最大高度小于所述凹陷部的最大深度；所述导光元件的最大宽度小于所述反射面的最大宽度。

进一步地，所述凹陷部的深度从其中心处向其边缘处递减。

进一步地，所述反射件还包括反射件通孔，贯穿于所述反射件本体的中心处，且与所述第一入光面相对设置。

进一步地，所述反射面为斜面或弧形曲面。

进一步地，所述的光学模组还包括环形连接件，连接所述导光元件与所述反射件。

本发明提供一种灯具，包括前文所述的光学模组。

进一步地，所述的灯具还包括光源模组，其包括：灯板，连接至所述反射件，且与所述反射件的表面相切；以及灯珠，设于所述灯板一侧的表面，且位于所述反射件通孔内。

进一步地，所述的灯具还包括：壳体，所述壳体的底板及侧板围成一空腔；所述反射件及所述光源模组位于所述空腔内，且可拆卸式连接至所述底板。

进一步地，所述的灯具还包括：壳体，所述壳体的侧板顶部围成所述壳体的开口；所述光学模组的透镜可拆卸式连接至所述壳体的开口处。

进一步地，所述壳体的侧板与所述反射件之间存在一环形间隙；所述光学模组的透镜边缘处设有突出的环形凸台，卡合至所述环形间隙。

进一步地，所述的灯具还包括环形垫圈，位于所述环形间隙内。

进一步地，所述反射件设有两个以上卡口，贯穿所述反射件本体及所述灯板；所述导光元件边缘处设有两个以上卡扣，每一卡扣可拆卸式卡合至一个所述卡口。

本发明的有益效果是：本发明提供一种光学模组及灯具，将导光元件设置在反射件的凹陷部中，将光源模组设置在反射件通孔内，将灯板贴附于反射件表面，可以减薄光学模组的厚度，进而可以组装后得到超薄灯具。

光线自灯具的光源模组射出至导光元件，从所述第一入光面进入导光元件的入射光线在第一出光面、第二出光面的中部发生全反射；部分所述入射光线在全反射后穿过第一出光面的边缘部照射到所述透镜的第二入光面；部分所述入射光线在全反射后穿过所述第二出光面的边缘部照射到所述反射面，经反射面反射后照射到所述透镜的第二入光面的边缘部，最后光线经透镜透射后从第三出光面准直射出。

此外，本发明控制光线经透镜边缘后准直射出，并未从透镜边缘区域射出，使照射光斑柔和不刺眼，大角度光截止性强无眩光。而且，经透镜边缘射出的光线可以在中部的预设区域汇合，进而可以满足常规射灯的需要。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明实施例中光学模组的第一立体图；

图2为本发明实施例中光学模组的第二立体图；

图3为图1沿A-A’处的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例中导光元件的剖面结构示意图；

图5为本发明实施例中导光元件的第一立体图；

图6为本发明实施例中导光元件的第二立体图；

图7为本发明实施例中反射件的剖面结构示意图；

图8为本发明实施例中反射件的第一立体图；

图9为本发明实施例中反射件的第二立体图；

图10为本发明实施例中透镜的第一立体图；

图11为本发明实施例中透镜的第二立体图；

图12为本发明实施例中光学模组的光路示意图；

图13为本发明实施例灯具的剖面结构示意图

本发明的附图标记：

光学模组100；

导光元件110；反射件120；透镜130；凹陷部121；

光源模组140；第一入光面111；第一出光面112；

第二出光面113；第二入光面131；第三出光面132；

灯板1401；灯珠1402；凹槽1101；反射件通孔122；

反射面1211；第一反射面1212；第二反射面1213。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的内容，下面通过具体的实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。

以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

实施例1

如图1～3所示，一种光学模组100，包括导光元件110、反射件120以及透镜130。

所述反射件120连接至所述导光元件110。所述透镜130的边缘处连接至所述反射件120的边缘处。

所述反射件120与所述透镜130形成一光学空间(未标出)，所述导光元件110位于该光学空间内。

如图3～6所示，导光元件110包括第一入光面111、第一出光面112及第二出光面113。第一入光面111不可破坏，斜面(第二出光面113)靠近边缘可做部分破坏。

如图4所示，从导光元件110的剖面图看，导光元件110的纵向截面为两个最短边彼此连接的楔形。即导光元件110是根据楔形板进行设计的。楔形板又称斜板，从入光处来看为一边为厚，另一边为薄成楔形(三角形)状。

导光元件110的立体结构为圆台体；优选正圆台体。如图5所示，第一入光面111为圆台体的上底面；如图6所示，第一出光面112为圆台体的下底面；第二出光面113为圆台体的侧壁。在几何学上，称圆台直径较短的那个底面为上底面，直径较长的为下底面，与方位无关。

导光元件110是利用光学级的亚克力/PC板材，然后用具有极高折射率且不吸光的高科技材料，在光学级的亚克力板材底面用激光雕刻、V型十字网格雕刻、UV网版印刷技术印上导光点(未图示)。

如图6所示，第一出光面112的中心处设有一凹槽1101，该凹槽侧壁1102为向内突出的弧形曲面，该凹槽侧壁1102的纵向剖面为弧线形。

如图7～9所示，反射件120为一扁平的圆柱体，其包括：反射件本体(未标出)、凹陷部121、反射件通孔122以及反射面1211。

导光元件110的第一入光面111朝下安装至凹陷部121内。

在制备该导光元件110的时候，在导光元件110的内表面为反射结构，进而光线可以在第一出光面112、第二出光面113的中部发生全反射。而在第一出光面112、第二出光面113的边缘部，光束传播至导光元件110边缘时，入射角小于全反射角，直接打破全反射直接出射，进而可以实现在第一出光面112、第二出光面113的边缘部将光线射出。

如图8所示，凹陷部121下凹于反射件本体的一表面；导光元件110位于所述凹陷部121内。

反射面1211为凹陷部121的的底面及侧面，与第二出光面113相对设置；反射件通孔122贯穿于反射件本体的中心处，且与第一入光面111相对设置。

反射件120为圆柱体结构，反射面1211包括第一反射面1212以及第二反射面1213。第一反射面1212为凹陷部121的底面，第二反射面1213为凹陷部121的侧面。第一反射面1212以及第二反射面1213在制备的时候是一体制备形成。

反射件120的凹陷部121的深度从其中心处向其边先递增再递减，具体地，在第一反射面1212，凹陷部121的深度从其中心处向其边缘部先递增；在第二反射面1213，凹陷部121的深度从向其边缘部再递减。

在其它实施例中，反射件120的凹陷部121的深度从其中心处向其边缘处递减。因此，从凹陷部121的截面处观测其形状为斜面或弧形曲面。即反射面1211的截面形状为斜面或弧形曲面。

导光元件110的最大高度小于凹陷部121的最大深度；进而可以将导光元件110设置在凹陷部121中，防止导光元件110与透镜130安装的时候相干扰。

一般从导光元件110的第二出光面113射出的光线经第二反射面1213反射至透镜130，进而第二反射面1213截面的倾斜角度需要一定的要求，因此需要在第一反射面1212的时候将凹陷部121的深度逐渐降低，进而可以在制作第二反射面1213的时候使第二反射面1213截面的倾斜角度需要一定的要求，可以使光线经第二反射面1213反射至透镜130的边缘区域。

在一实施例中，光学模组100还包括环形连接件，环形连接件230连接导光元件110与反射件120。

如图3以及图10所示，透镜130包括相对设置的第二入光面131以及第三出光面132，第二入光面131与第一出光面112相对设置。透镜130对从导光元件出射的光线进行均匀化，使得光线从第三出光面132准直出射后，到达预设的目标面的入射角所在预定范围内。

第二入光面131与反射面1211围成一光学空间(未标出)，导光元件110位于该光学空间内。

第二入光面131为菲涅尔锯齿结构，由聚烯烃材料注压而成，锯齿形状为贝塞尔曲线。第二入光面131为多个同心圆形凸起组成的锯齿状结构，并且该同心圆结构包括多个环形凹槽，环形凹槽的直径由小到大依次排列，环形凹槽的纵向剖面为三角形，锯齿状结构可以更好将光线聚集，均匀传递至第三出光面132。

如图3以及图11所示，第三出光面132为珠面结构，珠面结构为多个六边形凸起组成蜂窝状结构。珠面结构可以更好的将来自第二入光面131的光线聚集射出，并且该珠面结构使配光满足所需照明场景出射角度的需求，因此可以达到射灯照射效果的。

本发明通过将导光元件110与反射件120进行组装，具体地将导光元件110设置在反射件120的凹陷部121中，将光源模组设置在反射件通孔内，将灯板贴附于反射件表面，进而可以减薄光学模组100的厚度，可以得到超薄的光学模组100。

导光元件110的最大宽度小于所述透镜130的宽度，并且透镜130的宽度大于等于述反射件110的最大宽度；当透镜130覆盖所述反射件120，进而透镜130的第二入光面131与凹陷部121形成一光学空间(未标识)，将反射件120设置于光学空间中，达到减薄光学模组100的技术效果。

本发明一实施例提供一种灯具，如图3以及13所示，所述灯具包括前文所述的光学模组100、光源模组140以及壳体210。

光源模组140包括灯板1401以及灯珠1402。灯板1401与反射件120的表面相切。灯珠1402设于灯板1401一侧的表面，且位于反射件通孔122内。这可以更进一步的减轻本发明一实施例的厚度，实现超薄化。

光源模组140与反射件通孔122相对设置。光源模组140位于导光元件110的中心轴线150上，进而可以更好将光线射出，光线射出后被导光元件110所接收。

壳体210的底板201及侧板202围成一空腔(未标出)。反射件120及光源模组140位于空腔内，通过连接件230且可拆卸式连接至底板201。

如图12所示，本发明经光源模组140射出的光线(图中标记c和d)依次经第一入光面111、第一出光面112、第二入光面131以及第三出光面132射出，实现光线准直。

本发明光学模组100的具体光路图(如图4所示)，光线(a，b，e以及f)自光源模组140射出至导光元件110，从第一入光面111进入导光元件110的入射光线在第一出光面112、第二出光面113的中部发生全反射；部分入射光线(c以及d)在全反射后穿过第一出光面112的边缘部照射到透镜130的第二入光面131；部分入射光线在全反射后穿过第二出光面113的边缘部照射到反射面1211，经反射面1211反射后照射到透镜130的第二入光面131的边缘部，最后光线经透镜130透射后从第三出光面132准直射出。

本发明控制光线经透镜130边缘射出，并未从透镜130边缘区域射出，使照射光斑柔和不刺眼，大角度光截止性强无眩光。经透镜130边缘射出的光线可以在一预设区域汇合，进而可以满足常规射灯的需要。

为了能够实现部分入射光线在全反射后穿过第二出光面113的边缘部照射到反射面1211，经反射面1211反射至透镜130的边缘。需要导光元件110的最大宽度小于透镜130的最大宽度，导光元件110的最大宽度小于反射面1211的最大宽度。进而反射面1211宽度超出导光元件110的部分接收第二出光面113的出射光线并反射至透镜130的第二入光面131。

光学模组100通过将导光元件110与反射件120进行组装，具体地将导光元件110设置在反射件120的凹陷部121中，进而可以减薄光学模组100的厚度，将光源模组设置在反射件通孔内，将灯板贴附于反射件表面，可以得到超薄的光学模组100。光线(a，b，e以及f)自光源模组140射出至导光元件110，从第一入光面111进入导光元件110的入射光线在第一出光面112、第二出光面113的中部发生全反射；部分入射光线(c以及d)在全反射后穿过第一出光面112的边缘部照射到透镜130的第二入光面131；部分入射光线在全反射后穿过第二出光面113的边缘部照射到反射面1211，经反射面1211反射后照射到透镜的第二入光面113的边缘部，最后光线经透镜透射后从第三出光面132准直射出。

本发明使得大部分光线经透镜130边缘后准直射出，而不是从透镜130边缘区域射出，使照射光斑柔和不刺眼，大角度光截止性强无眩光。而且，经透镜130边缘射出的光线可以在正对第三出光面132中部的一预设区域汇合，使得第三出光面321整体出光均匀，进而可以满足常规射灯的需要。

实施例2

参照图3以及图13所示，本发明的另一实施例提供一种灯具200，其还包括壳体210以及环形垫圈205：

壳体210的侧板202顶部围成壳体210的开口。光学模组100的透镜130可拆卸式连接至壳体210的开口处。优选地，透镜130可卡合至或螺纹连接至壳体210的开口处。

壳体210的侧板202与反射件120之间存在一环形间隙206。光学模组100的透镜130边缘处设有突出的环形凸台207，卡合至环形间隙206。

环形垫圈205位于环形间隙206内，可以固定光学模组100或起到密封和缓冲作用。

反射件120设有两个以上卡口204，贯穿所述反射件本体及灯板1401。导光元件110边缘处设有两个以上卡扣203，每一卡扣203可拆卸式卡合至一个卡口204。

本发明实施例提供的灯具，组装简单，加工方便，除了可以保证灯体厚度较薄，还可以保证相邻部件之间的连接稳定。

应当指出，对于经充分说明的本发明来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施仅仅作为本发明的说明，而不是对本发明的限制。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (18)

1.一种光学模组，其特征在于，包括

导光元件，包括第一入光面、第一出光面及第二出光面；所述导光元件的纵向截面为两个最短边彼此连接的楔形；

反射件，连接至所述导光元件；以及

透镜，其边缘处连接至所述反射件的边缘处；

所述反射件包括：

反射件本体；

凹陷部，下凹于所述反射件本体的一表面；所述导光元件位于所述凹陷部内；

反射面，其为所述凹陷部的底面及侧面，与所述第二出光面相对设置；以及

反射件通孔，贯穿于所述反射件本体的中心处，且与所述第一入光面相对设置。

2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述透镜包括：

第二入光面，与所述第一出光面相对设置；以及

第三出光面，与所述第二入光面相对设置。

3.根据权利要求2所述的光学模组，其特征在于，

所述第二入光面与所述反射面围成一光学空间，所述导光元件位于该光学空间内。

4.根据权利要求2所述的光学模组，其特征在于，

所述第二入光面为菲涅尔锯齿结构；

所述第三出光面为珠面结构。

5.根据权利要求2所述的光学模组，其特征在于，

所述导光元件的最大宽度小于所述透镜的宽度；和/或，

所述反射件的最大宽度小于或等于所述透镜的宽度。

6.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，

所述导光元件为圆台体；

所述第一入光面为圆台体的上底面；

所述第一出光面为圆台体的下底面；

所述第二出光面为圆台体的侧壁。

7.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，

所述第一出光面的中心处设有一凹槽，该凹槽侧壁的纵向剖面为弧线形。

8.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，

所述导光元件的最大高度小于所述凹陷部的最大深度；

所述导光元件的最大宽度小于所述反射面的最大宽度。

9.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，

所述凹陷部的深度从其中心处向其边缘处递减。

10.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，

所述反射面为斜面或弧形曲面。

11.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，还包括

环形连接件，连接所述导光元件与所述反射件。

12.一种灯具，其特征在于，包括权利要求1-11中任一项所述的光学模组。

13.根据权利要求12所述的灯具，其特征在于，还包括光源模组，其包括：

灯板，连接至所述反射件，且与所述反射件的表面相切；以及

灯珠，设于所述灯板一侧的表面，且位于所述反射件通孔内。

14.根据权利要求13所述的灯具，其特征在于，还包括：

壳体，所述壳体的底板及侧板围成一空腔；

所述反射件及所述光源模组位于所述空腔内，且可拆卸式连接至所述底板。

15.根据权利要求13所述的灯具，其特征在于，还包括：

壳体，所述壳体的侧板顶部围成所述壳体的开口；

所述光学模组的透镜可拆卸式连接至所述壳体的开口处。

16.根据权利要求14所述的灯具，其特征在于，

所述壳体的侧板与所述反射件之间存在一环形间隙；

所述光学模组的透镜边缘处设有突出的环形凸台，卡合至所述环形间隙。

17.根据权利要求16所述的灯具，其特征在于，还包括

环形垫圈，位于所述环形间隙内。

18.根据权利要求13所述的灯具，其特征在于，

所述反射件设有两个以上卡口，贯穿所述反射件本体及所述灯板；

所述导光元件边缘处设有两个以上卡扣，每一卡扣可拆卸式卡合至一个所述卡口。

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