CN107166187A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种照明装置，包括灯体、收容于灯体内的光源组件、及为光源组件配光的配光组件，配光组件包括透明的第一光学元件和透明的第二光学元件，第二光学元件具有侧壁及出光口，侧壁围设形成光学空间并与出光口连通，第一光学元件由第二光学元件的侧壁环绕并延伸进入光学空间，第一光学元件具有入光面及出光面且入光面围设形成收容腔，光源组件设置于第一光学元件的收容腔内。本发明的照明装置，其内的配光组件结合使用两种光学元件，第一光学元件为通用透镜，用以调整出光角度，第二光学元件为透明的反射器，用以改变出光方向，该反射器不需要通过电镀处理来达到全发射的效果，成本低、且具有较高的出光效率。

Description

照明装置

技术领域

本发明属于照明技术领域，特别涉及一种照明装置。

背景技术

电镀反射器非常广泛地被应用于灯具中，例如在筒灯、射灯、天棚灯、户外灯具等照明灯具中的应用。在这里，电镀反射器主要起到对光源发出的光线进行再次配光的作用。现有的电镀反射器一般包括镀有一层金属膜的反射面，但由于镀膜材料本身对光线的吸收率较高，比如，镀银膜的损失率为5％，镀金膜的损失率为9％，镀铝膜的损失率更是高达12％左右，使得应用电镀反射器的灯具出光效率较低。并且，应用电镀反射器的照明装置的成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种照明装置，出光效率较高。

为实现上述目的，本发明提供了一种照明装置，包括灯体、收容于所述灯体内的光源组件、及为所述光源组件配光的配光组件，所述配光组件包括第一光学元件和第二光学元件，所述第一光学元件和第二光学元件均为透明的，所述第二光学元件具有侧壁及出光口，所述侧壁围设形成光学空间并与所述出光口连通，所述第一光学元件由所述第二光学元件的侧壁环绕并延伸进入所述光学空间，所述第一光学元件具有入光面及出光面且所述入光面围设形成收容腔，所述光源组件设置于所述第一光学元件的收容腔内。

进一步的，所述侧壁具有内表面、外表面及上下两端部，所述内表面或外表面包括多个连续排布的锯齿结构，每个所述锯齿结构具有相交的第一表面和第二表面，每个所述锯齿结构的两端分别向所述两端部延伸。

进一步的，所述锯齿结构的两端延伸至上下端部。

进一步的，所述第一表面和所述第二表面垂直。

进一步的，所述第一表面和第二表面相交具有棱线，所述棱线为直线也为弧线。

进一步的，所述侧壁具有内表面及外表面，所述外表面包括多个连续排布的锯齿结构，所述内表面包括多个具有圆弧面的微结构。

进一步的，所述侧壁厚度均匀，且其具有上端部，所述出光口形成于所述上端部的内侧。

进一步的，所述第二光学元件的形状为环形、弧形、直条形或回转形。

进一步的，所述第一光学元件为透镜，所述透镜的高度低于所述第二光学元件的高度。

进一步的，所述第一光学元件的入光面和出光面为曲率相同或不同的双曲面，或所述入光面为多个相交的平面，所述出光面为曲面。

进一步的，所述第一光学元件和第二光学元件一体设置或分体设置。

进一步的，所述灯体具有收容腔，所述光源组件、第一光学元件和第二光学元件均收容在所述收容腔内。

进一步的，所述照明装置还包括固定结构，所述固定结构与所述灯体连接，所述光源组件固定在所述固定结构内。

进一步的，所述光源组件包括光源板及设置在所述光源板上的发光单元。

进一步的，所述光源板上集成设置有驱动电源组件。

进一步的，所述固定结构包括凹槽及与所述凹槽连通的通孔，所述光源板收容于所述凹槽内，所述发光单元位于所述通孔内且由所述通孔向外发射光线。

进一步的，所述通孔的孔径由内向外逐渐变大。

进一步的，所述固定结构包括连接的第一压片和第二压片，所述凹槽位于所述第一压片的外侧表面，所述通孔贯穿第一压片和第二压片。

进一步的，所述照明装置还包括透光板，所述透光板遮蔽所述第二光学元件的出光口。

进一步的，所述照明装置还包括面环，所述面环与所述灯体结合，所述透光板固定在所述面环和所述第二光学元件之间。

进一步的，所述面环同时与所述灯体和所述反射器结合。

进一步的，所述灯体具有收容腔，所述光源组件收容在所述收容腔内，所述第一光学元件和第二光学元件均设置在所述收容腔的外部。

进一步的，所述照明装置配置为，所述光源组件发出的光线，由第一光学元件的出光面出射后，部分直接从所述出光口出射，部分通过所述光学空间进入所述侧壁，经所述侧壁反射，再次进入光学空间后由所述出光口出射。

有益效果：与现有技术相比，本发明实施例提供的照明装置，其内的配光组件结合使用两种光学元件，第一光学元件为通用透镜，用以调整出光角度，第二光学元件为透明的反射器，用以改变出光方向，该反射器不需要通过电镀处理来达到全发射的效果，成本低、且具有较高的出光效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1提供的一种照明装置的立体示意图。

图2为本发明实施例1提供的一种照明装置的另一角度的立体示意图。

图3为图1的照明装置的分解示意图。

图4为图1的照明装置的另一角度的分解示意图。

图5为基于图3的局部分解示意图。

图6为应用于本发明实施例1提供的照明装置内的另一种配光组件的立体示意图。

图7为应用于本发明实施例1提供的照明装置内的又一种配光组件的立体示意图。

图8为沿图1内的A-A线的剖视图。

图9为本发明实施例1的照明装置内的反射器以单个锯齿结构为例的竖直方向的光路示意图。

图10为本发明实施例1的照明装置内的反射器以单个锯齿结构为例的水平方向的光路示意图。

图11为本发明实施例1的照明装置内的反射器以单个锯齿结构为例的水平方向的另一种光路示意图。

图12为本发明实施例2提供的一种照明装置的立体示意图。

图13沿图12内的B-B线的剖视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图6所示，本发明优选实施例提供了一种照明装置100a，其为一种射灯。具体的，照明装置100a包括灯体1a，收容在灯体1a内的光源组件2a、用于安装光源组件2a的固定结构3a及用于为光源组件2a配光的配光组件，封闭灯体1a出光口的透光板6a，及与灯体1a连接从而将透光板6a固定在灯体1a上的面环7a。其中，配光组件包括透镜4a及反射器5a，反射器5a呈杯形环状且透明，光源组件2a发出的光线经过透镜4a的配光后，部分直接经过透光板6a出射，部分经过反射器5a的反射后由透光板6a出射。

以下针对本发明实施例提供的照明装置100a内的各个元件及元件之间的连接关系作具体说明。

如图3和图4所示，灯体1a呈圆柱状，其包括底壁11a和侧壁12a，底壁11a和侧壁12a围设形成收容腔10a。底壁11a的外表面上设有散热结构13a，具体的，散热结构13a为由底壁11a向下延伸的若干个鳍片结构。底壁11a的内表面上设有用于定位固定结构3a的定位件111a及至少两个用于固定结构3a进行连接的收容孔112a。侧壁12a的内表面设有一圈凸条121a，用于供面环7a卡扣连接，在其它可替换的实施例中，其还可以是凹槽，即灯体1a和面环7a之间用于卡扣连接的连接结构可在两者之间互换。另外，灯体1a上还设有用于电源线(未图示)穿过的第一通孔122a，第一通孔122a可以设置在底壁11a或者侧壁12a上。灯体1a可以由铝等导热金属材料制成，也可以由导热塑胶或塑包铝材料一体成型，因此，灯体1a具有高导热性能，当位于收容腔10a内的光源组件2a产生热量时，热量可以通过灯体1a迅速散去，从而避免收容腔10a内的温度过高而影响光源组件2a的使用质量和使用寿命。

如图3至图5所示，光源组件2a包括光源板21a及位于光源板21a上的发光单元22a。具体的，发光单元22a设置在光源板21a的中部。在本实施例中，发光单元22a为LED光源，发光单元22a的数量可以为一个，也可以为多个，当发光单元22a的数量为多个时，需要将发光单元22a集中设置在光源板21a的中心区域。本发明提供的照明装置100a还包括驱动电源组件(未图示)，驱动电源组件可以集成设置于光源板21a也可以分离设置在灯体1a内并与光源板21a电性连接以为发光单元22a供电。

固定结构3a包括连接的第一压片31a和第二压片32a，固定结构3a将光源组件2a固定在底壁11a上，在本实施例中，第二压片32a与第一压片31a卡扣连接，在其它可替换的实施例中，还可以采用其它连接方式。第一压片31a的下表面与底壁11a贴合，下表面的中部凹设有一个收容光源板21a的凹槽311a，第一压片31a上还设有贯穿其上下表面的第二通孔312a，第二通孔312a与凹槽311a连通。在本实施例中，光源板21a收容于凹槽311a，其下表面与底壁11a贴合以充分热接触进行散热，发光单元22a位于第一通孔312a内。第二压片32a上也设置有贯穿其上下表面的第三通孔321a，第三通孔321a对应设置在第二通孔312a的上方，且第三通孔321a的孔径由内向外逐渐变大，发光单元32a通过第三通孔321a进一步向外发光。本实施例的照明装置100a还包括螺钉(未图示)，螺钉穿过第二压片32a和第一压片31a后收容在收容孔112a内，实现固定结构3a与灯体1a之间的连接。在其它替换的实施例中，也可以仅通过一个压片结构或一个固定结构来实现光源板21a的安装，或者，也可以直接将光源板21a安装固定在灯体1a的底壁11a上。

本实施例的照明装置100a还可以包括驱动电源组件(未图示)，驱动电源组件可以设置在灯体1a内，也可以设置在灯体1a的外部。

如图3和图4所示，透光板6a为圆形盖板，其固定在面环7a和反射器5a的上端面之间。透光板6a遮蔽反射器5a的出光口54a，用于防灰及提高照明装置100a的安全性，同时，其还具有匀光的作用。在本实施例中，透光板6a为透明的，在其它可替换的实施例中，其还可以是磨砂等其它效果。

如图3和图4所示，面环7a呈圆环形，面环7a的外侧面上设有若干个第一卡扣71a，面环7a的内侧面上设有若干个第二卡扣72a。第一卡扣71a卡持于灯体1a的凸条121a，实现面环7a与灯体1a之间的连接。在本实施例中，第一卡扣71a和第二卡扣72a在高度方向上存在高度差，也就是第一卡扣71a和第二卡扣72a在不同的高度位置上。

如图3至图5、及图8所示，透镜4a为一种透明的且呈半球型的光学元件，透镜4a具有第一入光面41a、第一出光面42a及用于收容发光单元22a的收容腔410a。第一入光面41a包括上入光面411a和侧入光面412a，上入光面411a为收容腔410a的底面，侧入光面412a为收容腔410a的侧面。上入光面411a和侧入光面412a均为平面，第一出光面42a为光滑的曲面。在本实施例中，透镜4a为一种常见的光学元件，用于控制发光单元22a的出光角度。在其它可替换的实施例中，上入光面411a、侧入光面412a和第一出光面42a的面型也不限于以上的描述，还可以是曲率不同的双曲面、或其他面型组合等，均在本发明的保护范围内。

如图3至图5、及图8所示，反射器5a为一种透明的光学元件，其呈环形且厚度均匀。反射器5a具有侧壁50a、内表面51a、外表面52a、入光口53a、出光口54a，侧壁50a围设形成光学空间501a并与入光口53a及出光口54a连通。反射器5a的上端面开设有若干个导向槽55a，第二卡扣72a收容于导向槽55a内，通过反射器5a顺时针或逆时针旋转，实现反射器5a与面环7a之间的连接与拆卸。透镜4a由反射器5a的侧壁50a环绕并延伸进入光学空间501a。发光单元22a发出的光线，部分光线经过透镜4a的折射后直接从出光口54a出射，部分光线通过光学空间501a进入侧壁50a，经侧壁50a反射，再次进入光学空间501a后由出光口54a出射。透镜4a和反射器5a可以是一体成型的，还可以是分体成型分别组装至灯体1a或安装结构(未图示)，或二者组装结合后组装至灯体1a或安装结构(未图示)。

具体的，内表面51a为配光组件的第二入光面，同时也是配光组件的第二出光面，其包括多个连续排布的具有圆弧面的微结构510a，在其它可替换的实施例中，也可以不设置微结构510a。内表面51a经表面微结构处理后能够较精确的控制照明装置的出光角度，并保证出光的均匀。外表面52a上设有若干连续排列的锯齿结构520a。每个锯齿结构520a包括第一反射面521a和第二反射面522a，第一反射面521a和第二反射面522a相互垂直，且相交具有棱线，该棱线可以为直线也可以为弧线。每个锯齿结构520a的两端分别延伸至反射器5a的上下端面，使得光线射至该侧壁50a时均能够得到一定的反射。在其它可替换的实施例中，锯齿结构520a也可以分段设置在外表面52a，使得只在设置有锯齿结构520a的位置发生全反射。在其它实施方式中，第一反射面521a和第二反射面522a的夹角也可以不为90°，即可以小于或大于90°，但是该反射器5a的光效在夹角为90°的情况下最佳，可实现全反射。在本实施例中，反射器5a的入光口53a的口径小于出光口54a的口径，在其它可替换的实施方式中，入光口53a的口径还可以等于出光口54a的口径，即反射器5a为直筒状，这样的结构也既能满足侧壁50a实现全反射，也能满足光线由出光口54a出射。

反射器5a由透明塑料或玻璃材料一体制成，其中塑料材料可选用PMMA、PC等。反射器5a的厚度最薄可制成2毫米(mm)，因此，反射器5a的结构尺寸很大时，可以节约材料成本和成型难度。另外，需要说明的是，在模具设计或成型时，由于加工精度的问题，会在反射器5a的第一反射面521a和第二反射面522a的交线处形成圆角，入射到圆角上的光线将折射而出形成杂散光，但圆角对反射器5a的总光效、光束角影响不大，因此理论上，我们还是将反射器5a认为是一个全反射透镜。当然，我们也可以通过增大圆角，来提高反射器5a的透射率。

在其它可替换的实施例中，如图6所示，锯齿结构520a可以设置在反射器5a’的内表面，外表面设置为光滑壁面。如图7所示，配光组件也可以为回转形结构，包括回转形的透镜4a”和反射器5a”，透镜4a”和反射器5a”均为透明的，反射器5a”具有两个环形的侧壁50a”及由两个侧壁50a”构成的环形的出光口54a”，两个环形的侧壁50a”围设形成环状的光学空间501a”并与出光口54a”连通，透镜4a”由反射器5a”的两个侧壁50a”环绕并延伸进入光学空间501a”，发光组件(未图示)设置于透镜4a”的收容腔(未图示)内。反射器5a”的侧壁50a”具有内表面51a”和外表面52a”，内表面51a”为光滑壁面，外表面52a”上设有若干连续排列的锯齿结构520a”。

在第一反射面521a和第二反射面522a相互垂直、侧壁50a全反射的情况下，针对反射器5a内的光路走向进行具体说明：

结合图8至图11所示，发光单元22a发出的光线部分从上入光面411a准直进入透镜4a，经过透镜4a折射后直接从第一出光面42a出光，从出光口54a出射，部分从侧入光面412a进入透镜4a，经过透镜4a折射后从第一出光面42a出光，入射到内表面51a，经侧壁50a反射后再从出光口54a出射。光线在侧壁50a内反射，其光路具体为：光线由内表面51a入射至第一出光面42a上的第一反射面521a的a点，并全反射到第二反射面522a的b点，经第二反射面522a全反射返回内表面51a，经内表面51a出射后由出光口54a向外射出。如图10所示，对于单个锯齿结构520a，从俯视方向来看，当光线射到第一反射面521a上的a点时，按全反射原理会反射到第二反射面522a的b点，再由第二反射面522a的b点反射而出，最后出射光线与入射光线符合全反射角度关系。我们知道要在透镜内部实现全反射，光线和反射面之间的入射角必须足够大，否则光线将会透射出去，这个角度会根据透镜的材质而有所不同。从图11中我们可以看到，如果没有设置在出光面的锯齿结构，即出光面和入光面平行，那么光线到达反射面时入射角为0°，这样无法全反射只能透射，加入了锯齿结构后光线到达第一反射面521a的a点时，入射角度为45°大于临界角因此可实现全反射。当发光单元22a位于光源板21a的中心位置时，由于本实施例中反射器5a为轴旋转对称结构，其发出的光对于内表面51a上每一个位置，从水平方向来看都是垂直于内表面51a的，如前所述，在到达第一反射面521a和第二反射面522a时入射角都为45°可实现全反射。但是当发光单元22a为多个时，其在光源板21a上会排布成具有一定面积的发光面，因此，入射到内表面51a时有一定的水平入射角α₁，而此时光线经过折射再到达锯齿结构520a的第一反射面521a时，入射角变为45°-α₁，入射角度的变小使得无法保证全反射的实现，因此我们应该尽量避免这种情况的出现，将发光单元22a集中设置在光源板21a的中心区域，以使得水平入射角α₁尽可能的小。对于入射角α₁的范围，不同的材料制成的透镜，其可允许的水平入射角α₁范围不同，对于以PMMA制成的透镜，其α₁≤4.4°，对于以PC制成的透镜，其α₁≤9.5°。由于在本实施例中锯齿结构为直角棱面，因而出射角α₂等于水平入射角α₁。在非直角棱面的结构中，出射角α₂相对于入射角α₁会发生变化而形成不同的光效。

实施例2

如图12和图13所示，本发明实施例提供了一种照明装置100b，其为一体式结构，在其它可替换的实施例中，照明装置100b也可以为组装式结构。具体的，照明装置100b包括灯体1b、收容在灯体1b内的光源组件2b、设置在灯体1b前端且用于为光源组件2b配光的配光组件、设置在灯体1b后端的电性连接结构3b。其中，配光组件包括透镜4b及反射器5b，反射器5b呈杯形环状且透明，光源组件2b发出的光线经过透镜4b的配光后，部分直接出射，部分经过反射器5b的反射后出射。

以下针对本发明实施例提供的照明装置100b内的各个元件及元件之间的连接关系作具体说明。

如图12和图13所示，灯体1b呈圆柱状，由导热金属或导热塑料制成，其包括一个收容腔10b，收容腔10b内收容有光源组件2b。灯体1b内还可以收容驱动电源组件或其它用于变压的电子组件(未图示)。

光源组件2b包括光源板21b及位于光源板21b上的发光单元22b。具体的，发光单元22b设置在光源板21b的中部。在本实施例中，发光单元22b为LED光源，发光单元22b的数量可以为一个，也可以为多个，当发光单元22b的数量为多个时，需要将发光单元22b集中设置在光源板21b的中心区域。

电性连接结构3b为延伸出灯体1b的一对正负极连接端，其在收容腔10b内的端部与光源组件2b电性连接，其延伸出灯体1b的端部进一步与市电连接。

透镜4b与透镜4a的结构大致相同，反射器5b与反射器5a的结构大致相同，在此不作赘述。在需要反射器5b全反射的情况下，入射到内表面51b时的水平入射角α₁需要满足如实施例1中对于入射角α₁的限定范围。在其它不需要透镜全反射的实施方式中，可以不用满足入射角α₁的限定范围，使得在外表面52b形成一种半透半反的效果。

综上所述，本发明实施例提供的照明装置，其内的配光组件结合使用两种光学元件，第一光学元件为通用透镜，用以调整出光角度，第二光学元件为透明的反射器，用以改变出光方向，该反射器不需要通过电镀处理来达到全发射的效果，成本低、且具有较高的出光效率。

以上所述的具体实例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种照明装置，其特征在于，包括灯体、收容于所述灯体内的光源组件、及为所述光源组件配光的配光组件，所述配光组件包括第一光学元件和第二光学元件，所述第一光学元件和第二光学元件均为透明的，所述第二光学元件具有侧壁及出光口，所述侧壁围设形成光学空间并与所述出光口连通，所述第一光学元件由所述第二光学元件的侧壁环绕并延伸进入所述光学空间，所述第一光学元件具有入光面及出光面且所述入光面围设形成收容腔，所述光源组件设置于所述第一光学元件的收容腔内。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述侧壁具有内表面、外表面及上下两端部，所述内表面或外表面包括多个连续排布的锯齿结构，每个所述锯齿结构具有相交的第一表面和第二表面，每个所述锯齿结构的两端分别向所述两端部延伸。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，所述锯齿结构的两端延伸至上下端部。

4.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面垂直。

5.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，所述第一表面和第二表面相交具有棱线，所述棱线为直线或弧线。

6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述侧壁具有内表面及外表面，所述外表面包括多个连续排布的锯齿结构，所述内表面包括多个具有圆弧面的微结构。

7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述侧壁厚度均匀，且其具有上端部，所述出光口形成于所述上端部的内侧。

8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第二光学元件的形状为环形、弧形、直条形或回转形。

9.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一光学元件为透镜，所述透镜的高度低于所述第二光学元件的高度。

10.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一光学元件的入光面和出光面为曲率相同或不同的双曲面，或所述入光面为多个相交的平面，所述出光面为曲面。

11.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一光学元件和第二光学元件一体设置或分体设置。

12.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述灯体具有收容腔，所述光源组件、第一光学元件和第二光学元件均收容在所述收容腔内。

13.根据权利要求1或12所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括固定结构，所述固定结构与所述灯体连接，所述光源组件固定在所述固定结构内。

14.根据权利要求13所述的照明装置，其特征在于，所述光源组件包括光源板及设置在所述光源板上的发光单元。

15.根据权利要求14所述的照明装置，其特征在于，所述光源板上集成设置有驱动电源组件。

16.根据权利要求14所述的照明装置，其特征在于，所述固定结构包括凹槽及与所述凹槽连通的通孔，所述光源板收容于所述凹槽内，所述发光单元位于所述通孔内且由所述通孔向外发射光线。

17.根据权利要求16所述的照明装置，其特征在于，所述通孔的孔径由内向外逐渐变大。

18.根据权利要求16所述的照明装置，其特征在于，所述固定结构包括连接的第一压片和第二压片，所述凹槽位于所述第一压片的外侧表面，所述通孔贯穿第一压片和第二压片。

19.根据权利要求1或12所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括透光板，所述透光板遮蔽所述第二光学元件的出光口。

20.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括面环，所述面环与所述灯体结合，所述透光板固定在所述面环和所述第二光学元件之间。

21.根据权利要求20所述的照明装置，其特征在于，所述面环同时与所述灯体和所述反射器结合。

22.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述灯体具有收容腔，所述光源组件收容在所述收容腔内，所述第一光学元件和第二光学元件均设置在所述收容腔的外部。

23.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置配置为，所述光源组件发出的光线，由第一光学元件的出光面出射后，部分直接从所述出光口出射，部分通过所述光学空间进入所述侧壁，经所述侧壁反射，再次进入光学空间后由所述出光口出射。