CN105221942A - 一种照明灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种照明灯具，包括具有光轴的分光透镜，依次沿所述光轴延伸方向上设置的光源和反射器，在所述光源与所述分光透镜之间还设置有一混光组件，所述光轴穿过所述混光组件，所述光源的出射光经所述混光组件的混光后透射至所述分光透镜。在光源和分光透镜之间设置一个混光组件，使得光源的出射光在射入分光透镜之前就经过了一次匀光，从而能够得到更加准直均匀的配光，具有光学效率高、中心光强高、低眩光值、均匀光色的光斑的特点。并且可以根据照明场合的需求，产生各种窄、中、宽光束的配光光线。

Description

一种照明灯具

技术领域

本发明涉及照明装置，尤其涉及一种LED照明灯具。

背景技术

目前，LED用于照明灯具已经开始普及，LED的光色品质要求在特定的照面也越来越高，被照物面的光色分布要求越来越高，来满足照面的人性化需求。但是LED是180°发光，眩光严重，光斑效果过渡不均等特点，在店铺、艺术馆、会议室等商业照明领域，需要用到窄角度光束，这就需要LED配合聚焦光束的光学系统设计。

目前常见的混光技术是采用LED的密集排布配合菲涅尔透镜，这种技术需要光源排布集中，散热难以解决，并且很难实现优化的配光。另外一种常见技术是采用准直透镜阵列配合一对复眼透镜，这种所需光学元件复杂，光学效率低。

因此，如何产生光色均匀的准直配光光束，是一项迫切需要的技术。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种能够产生光色均匀的准直配光光束的照明灯具。

本发明公开了一种照明灯具，包括具有光轴的分光透镜，依次沿所述光轴延伸方向上设置的光源和反射器，在所述光源与所述分光透镜之间还设置有一混光组件，所述光轴穿过所述混光组件，所述光源的出射光经所述混光组件的混光后透射至所述分光透镜。

优选地，所述光源固定在基板上，所述混光组件包括固定在所述基板上的混光支架，以及固定在所述混光支架上的扩散元件，所述混光支架具有沿所述光轴方向贯通的中空腔体，所述中空腔体围绕所述光轴和所述光源；所述扩散元件设置在所述中空腔体和所述透镜之间，并覆盖所述中空腔体。

优选地，所述混光组件是罩设在所述光源上的混光透镜，所述混光透镜与所述分光透镜同光轴。

优选地，所述光源固定在基板上，所述混光透镜包括靠近所述光源的入射面、靠近所述分光透镜的出射面以及连接所述入射面和所述出射面的连接面，所述入射面罩设在所述光源上，所述连接面固定在所述基板上。

优选地，所述入射面为半球面，所述出射面为半椭球面。

优选地，所述分光透镜包括与所述反射器的底部平齐的环形底面，自所述底面的内侧向内凹的内表面，以及自所述底面的外侧向外凸的外表面，所述内表面包括内凹形成的顶面，以及连接所述底面的内侧和所述顶面的边缘的侧面，所述光轴穿过所述顶面的中心，所述侧面环绕所述光轴，入射至所述侧面的光向所述反射器方向折射，入射至所述顶面的光向所述光轴折射，从所述侧面透射的光经所述外表面折射后出射至所述反射器，并由所述反射器反射出平行于所述光轴的第一出射光，从所述顶面透射的光经所述外表面折射后出射，形成一靠近且平行于所述光轴的第二出射光。

优选地，所述分光透镜从所述顶面折射的光与所述光轴的夹角为0-20°，从所述侧面折射的光与所述光轴的夹角为20-70°。

优选地，所述分光透镜的外表面是以所述光轴为对称轴的半球形或类半球形。

优选地，所述分光透镜的顶面为向所述光源方向凸出的凸面。

优选地，所述凸面经雾面磨砂制成。

优选地，所述分光透镜具有靠近所述光源的内表面和与远离所述光源的外表面，所述内表面沿远离所述光源方向内凹形成一内部空间，所述出射面伸入所述内部空间中。

优选地，所述反射器的截面形状为抛物线，且具有网格状表面纹理。

优选地，所述光源为多个，每一所述光源外均设有一所述分光透镜；多个所述分光透镜形成一分光透镜组。

优选地，所述光源为LED光源。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本发明的照明灯具在LED光源和分光透镜之间设置一个混光组件，使得LED光源的出射光在射入分光透镜之前就经过了一次匀光，从而能够得到更加准直均匀的配光。

2.具有本发明上述结构的照明灯具具有光学效率高、中心光强高、低眩光值、均匀光色的光斑。

3.本发明的照明灯具可以根据照明场合的需求，产生各种窄中宽光束的配光。

附图说明

图1为符合本发明优选实施例的照明灯具中装配有混光支架的示意图以及光路示意图；

图2为符合本发明优选实施例的照明灯具中混光支架的结构示意图；

图3为符合本发明优选实施例的照明灯具中装配有混光透镜的示意图。

附图标记：

1-分光透镜，11-光轴，12-内部空间，13-底面，14-外表面，15-顶面，16-侧面；

2-LED光源，21-基板；

3-反射器，31-杯底，32-杯身，33-杯口，34-表面纹理；

4-混光组件；41-混光支架，42-扩散元件，43-中空腔体，44-混光透镜，45-入射面，46-出射面，47-连接面；

A-第一出射光，B-第二出射光。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

如图1所示，在符合本发明的一个优选实施例中，一种照明灯具包括分光透镜1、光源2、反射器3和混光组件4，其中分光透镜1具有一条光轴11，光源2、混光组件4和反射器3依次沿该光轴11的延伸方向设置，从而使得光源2能够沿着光轴11发射出近轴出射光，先经过混光组件4混光，再经过分光透镜1和反射器3配光，最终获得经过准直和匀光的平行出射光。在本发明的优选实施例中，光源2可以是一种固态光源，例如LED光源。

在符合上述优选实施例的照明灯具中，反射器3的形状呈杯状，包括杯底31、杯身32和杯口33，由常识可知，杯口33的口径是大于杯底31的，因此将反射器3的杯底31靠近光源2设置，这样在沿光轴11方向上看，光源2和反射器3就形成了一个扩散光学系统；同时，将分光透镜1设置在反射器3的杯底31，并且被反射器3的杯身32整体包围，这样保证了经过分光透镜1折射后的光线不会朝偏离光轴11的方向向反射器3外射出。

此外，为了产生更加准直、均匀的配光，上述实施例中的照明灯具中，光源2与分光透镜1之间还设置了混光组件4，该混光组件4从结构上看将光源2与分光透镜1和反射器3分隔开来，使得光源2的出射光能够在照射到分光透镜1上时形成一定的入射角度。在该混光组件4中，光轴11穿过混光组件4，即混光组件4是围绕光轴11设置的，使得光源2的出射光经过混光组件4的混光后能够透射至分光透镜1。采用上述配置的照明灯具，能够使得光源2的出射光在射入分光透镜1之前就经过了一次匀光，从而能够得到更加准直均匀的配光，提高光学效率、中心光强，降低眩光值。

根据上述实施例配置的照明灯具中，其所使用的混光组件4可以有以下两种配置方案，具体为：

其一，如图2所示，在照明灯具中，光源2是固定在基板21上的，混光组件4包括固定在基板21上的混光支架41，以及固定在混光支架41上的扩散元件42，混光支架41具有沿光轴11方向贯通的中空腔体43，中空腔体43环绕该光轴11和光源2；同时，扩散元件42设置在中空腔体43和分光透镜1之间，并覆盖中空腔体43。结合图1和图2可知，在光源2和分光透镜1之间增加了这样一个混光组件4，一方面可以增加光源2的出射光在照射到分光透镜1之前的光程，从而可以通过调节混光支架41的不同厚度来调节照射到分光透镜1上的入射角度，产生各种窄、中、宽光束的配光光线，另一方面可以在照射到分光透镜1之前先经过扩散元件42经过一次混光，从而保证最终出射的光线的均匀度和中心光强。

其二，如图3所示，在照明灯具中，混光组件4是罩设在光源2上的混光透镜44，混光透镜44与分光透镜1共光轴11。在光源2的出射光照射到分光透镜1之前，先通过混光透镜44进行初次混光，从而保证最终出射的光线的均匀度和中心光强。在一个具体实施例中，光源2是固定在基板21上的，该混光透镜44包括相对设置的入射面45、出射面46以及连接入射面45和出射面46的连接面47，其中入射面45靠近光源2，罩设在光源2上，出射面46靠近分光透镜1，连接面47固定在基板21上。在一个优选实施例中，入射面45形状呈为半球面，出射面46形状呈为半椭球面。在另一个优选实施例中，分光透镜1采用一种具有内凹形成的内部空间12的结构，出射面46就伸入这一内部空间12中。根据上述实施例配置的混光透镜44，可以将点光源或者近似点光源的光源2的出射光进行初步扩散，再经过分光透镜1配光准直后出射，从而得到光色均匀、中心光强高、低眩光值的光斑。

如图1和图3所示，在符合本发明优选实施例的照明灯具中，分光透镜1是一种具有聚光功能的透镜，其包括底面13、内表面和外表面14，其中底面13呈环形，且与杯底31平齐，可与杯底31一起固定在上述实施例中的混光支架41、混光透镜44上或者其他安装基础(未图示)上；内表面自底面13的内侧沿远离光源2方向向内凹，从而形成包括有顶面15和侧面16的结构，顶面15为向内凹形成的与底面13相距一定距离且在反射器3中的表面，光轴11穿过顶面15的中心，侧面16则为连接顶面15的边缘和底面13的内侧，环绕光轴11的柱面，顶面15和侧面16均用于折射光源2的出射光；外表面14自底面13的外侧沿远离光源2向外凸，与内表面相对，用于透射光线。根据上述实施例中的分光透镜1，从光源2出射的光线照射到分光透镜1上时被分为两个部分，一部分入射至侧面16的光向反射器3方向折射，另一部分入射至顶面15的光向光轴11折射，从侧面16透射的光经外表面14折射后出射至反射器3，并由反射器3反射出平行于光轴11的第一出射光A，从顶面15透射的光经外表面14折射后出射，形成一靠近且平行于光轴11的第二出射光B。根据上述配置的分光透镜1是一种将光源2的出射光分为中间部分和边缘部分分别形成两次折射的结构，这样，从光源2出射的光线中，小角度光线经过顶面15和外表面14的准直后形成靠近光轴11的第一出射光A，大角度光线经过侧面16和外表面14的折射再经过反射器3的反射后形成平行于光轴11的第二出射光B，第一出射光A与第二出射光B由于聚焦配光在不同区域，因此在中心和边缘两部分的出射光束光色均匀，不会有杂光或重影的出现。

在本发明的一个优选实施例中，分光透镜1的顶面15为向光源2方向凸出的凸面，从而在分光透镜1的中间部分形成双凸透镜的结构，在边缘部分形成平凸透镜的结构，双凸透镜的结构能够加强中间部分窄光束的准直效果，可应用在需要重点照明的场合。优选地，该凸面在生产过程中经雾面磨砂制成，以避免分光透镜1中间部分的双凸透镜出现成像现象，并且能够将部分光线散射，从而填补第一出射光A和第二出射光B之间的缝隙，从而消除眩光。

对于本发明优选实施例而言，分光透镜1的顶面15和侧面16所接收的光源2的出射光的入射角度和比例是可以调节的。例如，在一实施例中，分光透镜1从顶面15折射的光与光轴11的夹角为0-20°，这时顶面15所接收的为光源2出射的小角度光线，从侧面16折射的光与光轴11的夹角为20-70°，这时侧面16所接收的为光源2出射的大角度光线，小角度光线经过中间部分的二次准直尤其是双凸透镜准直形成第一出射光A，大角度光线经过平凸透镜的折射和反射器3的反射后形成第二出射光B，最终形成均匀出射、中心光强高的窄光束配光。当然也可以根据实际应用需求，调节分光透镜1的顶面15和侧面16的尺寸比例，以分配出射的窄光束和宽光束的比例。

在一实施例中，分光透镜1的外表面14是以光轴11为对称轴的半球形或类半球形，以加强二次折射的效果。该二次折射效果越大时，入射到反射器3的反射点也就越靠近反射器3的底部，反射器3的尺寸便可设计的更小。不过，上述实施例中，外表面14也可以是任意自由曲面对称旋转形成，对出光进行二次折射，但曲面的形状应保证从反射器3反射出的光和从外表面14出射的光为平行于光轴11的第一出射光A及第二出射光B。

在本发明的优选实施例中，分光透镜1在制作过程中，由于生产模具的限制，将分光透镜1的内表面中的侧面16制成具有与光轴11成一定角度内收的环形柱面结构，形成为向光轴11倾斜1°至5°的圆柱面。

在本发明的优选实施例中，反射器3的杯身32的截面形状为抛物线，且具有网格状表面纹理34，这样，设置在反射器3底部的分光透镜1近似于设置在抛物线的焦点上，根据数学定律，可以保证第二出射光B基本都是平行出射光，进一步地，杯身32表面的网格状纹理可以修正一些不能平行出射的光线，从而使得第二出射光B的准直度更高、光色更均匀。

本发明的另一优选实施例中，光源的数量为多个，每一光源外均设有一分光透镜1；多个分光透镜1形成一分光透镜组。由于现有聚光灯中一般均设有多个光源，对于每一光源2，均设有一上述实施例中的分光透镜1，则多个分光透镜1形成一分光透镜组。该分光透镜组可一体成型，匹配设置在对应的光源上。优选地，光源2可以选用一种固态光源，例如LED光源。

根据本发明上述配置的照明灯具在光源2和分光透镜1之间设置一个混光组件4，使得光源2的出射光在射入分光透镜1之前就经过了一次匀光，从而能够得到更加准直均匀的配光，具有光学效率高、中心光强高、低眩光值、均匀光色的光斑的特点。并且可以根据照明场合的需求，产生各种窄中宽光束的配光。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1.一种照明灯具，包括具有光轴的分光透镜，依次沿所述光轴延伸方向上设置的光源和反射器，其特征在于，

在所述光源与所述分光透镜之间还设置有一混光组件，所述光轴穿过所述混光组件，所述光源的出射光经所述混光组件的混光后透射至所述分光透镜。

2.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述光源固定在基板上，所述混光组件包括固定在所述基板上的混光支架，以及固定在所述混光支架上的扩散元件，所述混光支架具有沿所述光轴方向贯通的中空腔体，所述中空腔体围绕所述光轴和所述光源；所述扩散元件设置在所述中空腔体和所述透镜之间，并覆盖所述中空腔体。

3.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述混光组件是罩设在所述光源上的混光透镜，所述混光透镜与所述分光透镜同光轴。

4.如权利要求3所述的照明灯具，其特征在于，所述光源固定在基板上，所述混光透镜包括靠近所述光源的入射面、靠近所述分光透镜的出射面以及连接所述入射面和所述出射面的连接面，所述入射面罩设在所述光源上，所述连接面固定在所述基板上。

5.如权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，所述入射面为半球面，所述出射面为半椭球面。

6.如权利要求1至5任一项所述的照明灯具，其特征在于，所述分光透镜包括与所述反射器的底部平齐的环形底面，自所述底面的内侧向内凹的内表面，以及自所述底面的外侧向外凸的外表面，

所述内表面包括内凹形成的顶面，以及连接所述底面的内侧和所述顶面的边缘的侧面，所述光轴穿过所述顶面的中心，所述侧面环绕所述光轴，入射至所述侧面的光向所述反射器方向折射，入射至所述顶面的光向所述光轴折射，从所述侧面透射的光经所述外表面折射后出射至所述反射器，并由所述反射器反射出平行于所述光轴的第一出射光，从所述顶面透射的光经所述外表面折射后出射，形成一靠近且平行于所述光轴的第二出射光。

7.如权利要求6所述的照明灯具，其特征在于，所述分光透镜从所述顶面折射的光与所述光轴的夹角为0-20°，从所述侧面折射的光与所述光轴的夹角为20-70°。

8.如权利要求6所述的照明灯具，其特征在于，所述分光透镜的外表面是以所述光轴为对称轴的半球形或类半球形。

9.如权利要求8所述的照明灯具，其特征在于，所述分光透镜的顶面为向所述光源方向凸出的凸面。

10.如权利要求9所述的照明灯具，其特征在于，所述凸面经雾面磨砂制成。

11.如权利要求4或5所述的照明灯具，其特征在于，所述分光透镜具有靠近所述光源的内表面和与远离所述光源的外表面，所述内表面沿远离所述光源方向内凹形成一内部空间，所述出射面伸入所述内部空间中。

12.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述反射器的截面形状为抛物线，且具有网格状表面纹理。

13.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述光源为多个，每一所述光源外均设有一所述分光透镜；多个所述分光透镜形成一分光透镜组。

14.如权利要求1或13所述的照明灯具，其特征在于，所述光源为LED光源。