CN118009281A - 光学器件和灯具 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光学器件及灯具，涉及投影技术领域。光学器件用于透射光源的出射光线，出射光线用于照射目标表面。光学器件包括透光基材、多个遮光结构和多个扩散结构。透光基材和目标表面相对设置，多个遮光结构彼此间隔地设置于透光基材的表面，遮光结构用于阻挡经由透光基材的光线照射至目标表面。多个扩散结构彼此间隔地设置于基材的表面，扩散结构用于扩散出射光线。多个遮光结构和多个扩散结构在透光基材上的位置均间隔设置。上述设置将遮光结构和扩散结构同时集成于透光基材，便于加工制造和降低生产成本。

Description

光学器件和灯具

技术领域

本申请涉及投影成像技术领域，且特别涉及一种光学器件和灯具。

背景技术

现有的投影灯在呈现投影图像时，常在出射光路上设置遮光件。遮光件表面常设有透光区域和遮光区域，透光区域常为透光孔洞。或是在出射光路上设置透光件，出光件也划分为透光区域和遮光区域，遮光区域常为遮光涂料或遮挡件。出射光线经由透光区域和遮光区域在投影成像面形成间隔分布、亮暗不一的衍射光斑。上述方案中能够实现出射光线的衍射光斑随机亮灭的投影效果，但是无法实现衍射光斑随机闪烁的投影效果，无法呈现逼真的投影成像。

因此，技术人员基于上述的方案，提出了进一步改进的方案以期丰富星空灯的光效。在改进的方案中，增设闪烁板用于实现衍射光斑的随机闪烁。出射光线经由遮光件/透光件出射后再次经由闪烁板出射，从而衍射光斑在投影成像面能够形成亮灭以及闪烁的投影效果。但是，在上述方案中，新增加的闪烁板会增加投影灯的空间体积，提高生产成本。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种光学器件和灯具，用于解决上述技术问题。

根据本申请的第一方面，本申请实施例提供一种光学器件，光学器件用于透射光源组件的出射光线，出射光线用于照射目标表面。光学器件包括透光基材、多个遮光结构以及多个扩散结构。透光基材适于和目标表面相对设置，多个遮光结构彼此间隔地设置于透光基材上，遮光结构用于阻挡穿透透光基材的出射光线照射至目标表面。多个扩散结构彼此间隔地设置于基材上，扩散结构用于扩散出射光线。多个遮光结构中的任意一个和多个扩散结构中的任意一个在透光基材上的位置均间隔设置。

其中，在一些实施方式中，遮光结构为吸光层。吸光层附着于透光基材的表面，吸光层用于吸收出射光线。

其中，在一些实施方式中，遮光结构为形成于透光基材的表面的第一凹槽或第一凸起，扩散结构为形成于透光基材的表面的第二凹槽或第二凸起。

其中，在一些实施方式中，遮光结构设有反射面。反射面为弧面，并用于反射出射光线使出射光线偏离目标表面所在的方向。

其中，在一些实施方式中，反射面为全反射面。出射光线在所述透光基材内部照射至反射面存在入射角，出射光线从反射面出射至外界空气存在临界角，入射角大于临界角，以使出射光线在反射面上发生全反射。

其中，在一些实施方式中，扩散结构为扩散层。扩散层附着于透光基材的表面，出射光线透射扩散层后形成扩散光线。

其中，在一些实施方式中，扩散结构设有扩散面。扩散面为弧面，出射光线透射扩光面后偏折并出射至目标表面。

其中，在一些实施方式中，扩散结构具有连接中心。扩散结构包括多个扩散部，多个扩散部环绕设置于连接中心的外周。

其中，在一些实施方式中，扩散部为柱状透镜。多个柱状透镜关于连接中心呈辐射状设置，相邻的两个扩散部之间的连接夹角为锐角。

其中，在一些实施方式中，扩散结构为衍射光栅结构，光源为相干光光源。

其中，在一些实施方式中，多个扩散结构随机分布在透光基材的表面上，或/及，多个遮光结构随机分布在透光基材的表面上。

其中，在一些实施方式中，透光基材包括相背离的入射面和出射面。出射面适于朝向目标表面设置，遮光结构设置在入射面或出射面中的至少一者,扩散结构设置在入射面或出射面中的至少一者，扩散结构、遮光结构、透光基材一体成型设置。

根据本申请的第二方面，本申请实施例提供一种灯具，灯具包括上述任意一项的光学器件和光源组件。光源组件用于产生出射光线，所述光学器件设置于所述出射光线的光路上。

相对于现有技术，本实施例提供了一种光学器件，光学器件用于透射光源的出射光线，出射光线用于照射目标表面。光学器件包括透光基材、多个遮光结构和多个扩散结构。多个遮光结构间隔设置于透光基材上，出射光线能够经由透光基材透射至目标表面。其中部分出射光线被透光基材上的遮光结构遮挡，无法出射至目标表面并在目标表面形成相应的暗区。而出射光线离开遮光机构时可正常出射至目标表面，故出射光线发生移动或光学器件发生转动时能够在目标表面呈现出光斑随机亮灭的投影效果。此外，透光基材上还设有多个扩散结构，出射光线经由扩散结构时发生扩散，由点状光斑变成发散光斑。而出射光线离开扩散结构时恢复成点状光斑，从而形成光斑闪烁的效果。进一步地，多个遮光结构中的任意一个和多个扩散结构中的任意一个在透光基材上的位置间隔设置，即经由扩散机构出射的出射光线的所在光路与正常出射的出射光线的所在光路不会发生重叠。一方面，出射光线在目标表面所形成的光斑能够同时存在随机亮灭和随机闪烁的投影效果；另一方面，能够避免光线无法出射至与遮光结构所在光路重合的扩散结构，能够提高光线的利用率，并在目标表面形成较多的光斑，形成丰富的投影效果。此外，遮光结构和扩散结构与透光基材集成化设置，即通过一个光学器件即可同时满足至少两个光学器件的出光需求，能够减少灯具的空间体积并降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式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方式，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是本申请实施例提供的灯具的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的一种应用于灯具的光学器件的结构示意图。

图3是本申请实施例提供的一种应用于灯具的光学器件的另一结构示意图。

图4是图2所示光学器件中的遮光结构的光路示意图。

图5是图3所示光学器件中的遮光结构的另一光路示意图。

图6是图2所示光学器件中的扩散结构的光路示意图。

图7是图3所示光学器件中的扩散结构的另一光路示意图。

图8是图3所示扩散结构另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件/部件被称为“固定于”另一个元件/部件，它可以直接在另一个元件/部件上或者也可以存在居中的元件/部件。当一个元件/部件被认为是“连接”另一个元件/部件，它可以是直接连接到另一个元件/部件或者可能同时存在居中元件/部件；同时，当一个元件/部件被认为是“连接”另一个元件/部件，它可以是与另一个元件/部件一体成型连接或组装连接。当一个元件/部件被认为是“设置于”另一个元件/部件，它可以是直接设置在另一个元件/部件上或者可能同时存在居中元件/部件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，本申请实施方式提供一种光学器件100。光学器件100用于透射光源211的出射光线，出射光线用于照射目标表面。在本实施例中，光学器件100设置在光源211形成的光路上，光学器件100包括透光基材10、多个遮光结构20和多个扩散结构30。多个遮光结构20和多个扩散结构30设置于透光基材10上，使出射光线经由光学器件100出射在目标表面时呈现光斑随机亮灭和随机闪烁的投影效果。具体地，光学器件100具体可以是出光件或遮光件，出光件或遮光件表面设置有相应的遮光结构和扩散结构。目标表面是用于接收和显示出射光线所形成的光斑的平面，其可以包括地面、墙面、天花板等反光部位。

本申请实施例还提供一种具有光学器件100的灯具200。灯具200可以是投影灯，根据投影图案的不同，光学器件100可以应用于星空投影灯、广告投影灯、LOGO投影灯等等。灯具200包括光学器件100和光源组件210。光源组件210用于产生出射光线，光学器件100设置在出射光线的光路上。光源组件210可以包括光源211和电路板212，电路板212和光源211电性连接，并为光源211提供电能。

在本实施例中，光源211与光学器件100间隔设置，光源211产生的出射光线经由光学器件100出射至目标表面。灯具200朝向光源211的一侧还可以设置安装座(图中未显示)，光源211可拆卸地固定于安装座便于光源211的维修和更换。作为一种示例，光源211是非相干光光源，例如，可以是卤素光、UHP(超高压汞灯泡)、UHE(超高压汞灯泡)等高压气体发光光源或LED光源等等。光源211优选为LED光源211，一方面能够提高电能转化为光能的效率从而减少能量的浪费，同时LED光源211照明时产生的热量较少，起到节能环保的作用；另一方面LED光源211的使用寿命长，减少了光源211更换的频率从而降低使用成本。进一步地，LED光源211可避免对人体的眼睛造成损害，提高灯具200的使用安全性。灯具200还可以包括壳体220，壳体220的内部设有收容空间2201，收容空间2201用于容纳光学器件100和光源组件210或其他零部件，从而对光学器件100以及光源组件210或其他零部件形成保护、收纳作用。在一些实施例中，壳体220设有出光口2202。出光口2202连通收容空间2201与外界，以用于供出射光线从壳体220射出。具体地，出光口2202可以正对光学器件100设置，经由光学器件100出射的光线通过壳体220上的出光口2202可以投射到目标表面。

请参阅图2，本申请提供的一种实施例中，光学器件100包括透光基材10、多个遮光结构20和多个扩散结构30。透光基材10适于和目标表面相对设置，多个遮光结构20彼此间隔地设置于透光基材10的上，遮光结构20用于阻挡透射透光基材10的光线照射至目标表面。多个扩散结构30彼此间隔地设置于透光基材10上，扩散结构30用于扩散出射光线。多个遮光结构20中的任意一个和多个扩散结构30中的任意一个在透光基材10上的位置均间隔设置。具体地，出射光线能够经由透光基材10透射至目标表面。其中部分出射光线被透光基材10上的遮光结构20遮挡且遮光结构20间隔随机分布，无法出射至目标表面并在目标表面形成相应的暗区。而出射光线离开遮光结构20时可正常出射至目标表面，故出射光线在目标表面呈现出光斑随机亮灭的投影效果。此外，透光基材10上还设有多个扩散结构30，出射光线经由扩散结构30时发生扩散，由点状光斑变成柱状光斑、面状光斑或其他发散光斑。而出射光线离开扩散结构30时恢复成点状光斑，从而形成光斑闪烁的效果。

需要说明的是，多个遮光结构20和多个扩散结构30可以是设置在透光基材10的表面也可以是设置在透光基材10的内部，本申请实施例对此不做具体限制。

进一步地，多个遮光结构20中的任意一个和多个扩散结构30中的任意一个在透光基材10上的位置间隔设置，即经由扩散结构30出射的出射光线的所在光路与正常出射的出射光线的所在光路不会发生重叠。一方面，出射光线在目标表面所形成的光斑能够同时存在随机亮灭和随机闪烁的投影效果；另一方面，能够避免光线无法出射至与遮光结构20所在光路重合的扩散结构30，能够提高光线的利用率，并在目标表面形成较多的光斑，形成丰富的投影效果。此外，遮光结构20和扩散结构30与透光基材10集成化设置，即通过一个光学器件100即可同时满足至少两个光学器件100的出光需求，能够减少灯具200的空间体积并降低生产成本。

接下来将一一介绍光学器件的各个组件及各个组件的具体结构。

请参阅图2，在本实施例中，光学器件100大致呈板状，其外形轮廓可以是矩形、圆形等形状，本实施例对此不作限制。光学器件100包括透光基材10，透光基材10用于透射光线。透光基材10形成光学器件100的本体，出射光线能够经由透光基材10透射至目标表面。透光基材10的材料可以是玻璃材料，也可以是塑胶、塑料、亚克力、聚碳酸酯等高透射率的透光材料中的一种或多种的组合。作为一种示例，透镜的材质为光学树脂，由于其折射率高的特性，能够将投射画面的色彩高度还原。同时光学树脂具有硬度高、耐磨损的特性，能够提高光学器件100的使用寿命。

在一些实施例中，透光基材10还可以设有多个散射颗粒(图中未显示)，多个散射颗粒不均匀间隔设置于透光基材10的内部。散射颗粒可以是细小玻璃颗粒、氧化硅颗粒、氧化钛颗粒等等，本实施例对颗粒材质以及颗粒半径不做具体限制。具体地，当出射光线透经由透光基材10的同时，透光基材10内的多个散射颗粒对光线进行散射，进而在一定程度上消除了光线的相干性，提高光线分布的随机性。在另一些实施例中，光学器件100还可以包括附着于透光基材10的透光膜(图中未显示)，透光膜用于增加光学器件100的透光性能.透光膜可以为柔性透光膜，便于更换和贴设。设置透光膜一方面可以防止透光基材10的表面被刮花，起到一定的保护作用。另一方面，透光膜还能够起到滤光的作用。作为一种示例，光源211发出的多种颜色光线经过只允许特定波长穿透的透光膜，能起到一定的筛选作用。并且多彩光源211发出的低色域光线经过透光膜滤光后，色彩变得更纯，实现色域的提升，形成丰富的投影效果。

在本实施例中，透光基材10包括入射面101和出射面102，入射面101与出射面102相背离并形成透光基材10的表面。具体地，入射面101适于朝向光源211组件设置，出射面102适于朝向目标表面设置。多个遮光结构20彼此间隔且随机分布在入射面101或出射面102中的至少一个表面，以用于阻挡出射光线经由透光基材10照射至目标表面。具体地，出射光线出射至遮光结构20时，出射光线被遮光结构20吸收或在遮光结构20处发生偏离无法正常出射至目标表面，进而遮光结构20在目标表面所对应的区域形成暗区；当出射光线离开遮光结构20时，出射光线能够正常出射至目标表面并形成光斑。出射光线发生偏移或光学器件100发生转动时，出射光线在被遮挡和正常出射的状态中来回切换，目标表面上所形成的光斑产生随机亮灭的动态投影效果，形成逼真的投影效果。

在一些实施例中，遮光结构20可以是吸光层(图中未显示)。吸光层附着在透光基材10的至少一个表面，其用于吸收出射光线。吸光层可以是不透光遮挡物，也可以喷涂或是贴附形成的吸光膜层。作为一种示例，吸光层有多个不透光遮挡物构成。不透光遮挡物可以是遮光胶带，出射光线经由遮光胶带表面时被遮挡，无法正常出射至目标表面。遮光胶带具有遮光率高，附着性能强等特点，能够确保粘贴的牢固性避免使用时出现脱落的问题，并能够保证遮光的可靠性。一方面，遮光胶带与光学器件100之间的粘贴简单方便，用户可根据遮光需要或设计需求自行将遮光胶带粘贴或去除于透光基材10的表面，在目标表面形成疏密不一致的光斑或设计图案。另一方面，遮光胶带的厚度小，遮蔽性能好，适于应用于光学器件100的薄型化设计，保证遮光性能的同时尽可能的缩减光学器件100的体积，保证良好的光学性能。需要说明的是，不透光遮挡物不仅仅只限制于本实施例的遮光胶带，还可以是其他遮挡物，如能够遮挡或吸收蓝光光源211的红色遮挡物以及遮光纸等等。

作为另一种示例，吸光层可以是遮光涂料，在透光基材10的表面点涂或喷涂遮光涂料，使出射光线经由遮光涂料时被吸收无法出射至目标表面。遮光涂料可以是颜料、油漆，也还可以是其他的遮光涂料，本实施例对此不作限制。在另一些实施例中，吸光层可以是吸光膜层，吸光膜层至少部分粘贴于透光基材10的表面。吸光膜层可以是黑色墨水固化形成光吸收层，或者在光学胶中掺杂炭黑粒子形成吸光膜层。出射光线经由吸光膜层被吸收无法出射至目标表面，从而达到遮光的目的。吸光膜层的厚度应设置在适宜范围内，吸光膜层的厚度过小时，其吸收光线的能力较差；吸光膜层的厚度过大时，则会造成材料的浪费，导致成本增大。需要说明的是吸光膜层可以仅包括一个吸光膜层，也可以包括两个及以上的吸光膜层，两个及以上的吸光膜层相互之间可以用胶粘剂(如压敏粘合剂)粘合。例如，胶黏剂可以具有吸光性质以提高光吸光层的吸光效果。例如，上述可以将两个及以上的吸光膜层压在一起以形成整体膜。

请参阅图2和图3，在本实施例中，遮光结构20为透光基材10表面的微结构。具体地，遮光结构20的微结构可以是形成透光基材10表面的第一凹槽21或第一凸起22，其用于反射出射光线并改变出射光线的传播路径，使其无法正常出射至目标表面。作为一种示例，多个第一凹槽21随机分布于光学器件100的出射面102(即透光基材10朝向于目标表面的一面)，多个第一凹槽21之间间隔设置用于提高出射光线的随机性。当出射光线经由入射面101进入透光基材10后再从出射面102出射时，部分出射光线出射至第一凹槽21形成的凹陷表面时，出射光线所在光路会产生偏移，并且偏移至背离第一凹槽21的一侧，从而在第一凹槽21处形成不透光区域，故第一凹槽21在目标表面所对应的区域形成暗区。而出射光线离开第一凹槽21时可以正常出射至目标表面并形成光斑，从而形成光斑随机亮灭的投影效果。此外，经由第一凹槽21表面发生光路偏移后的出射光线能够补偿至出光区域，用于提高灯具200的照明亮度或投影亮度，提高光线的利用率。需要说明的是，“出光区域”可以理解为出射面102除了第一凹槽21(即遮光结构20)之外的区域。出射光线与经偏移后的出射光线之间存在偏移夹角，偏移夹角的角度优选于大于或等于90°且小于等于180°，该角度下的偏移后的出射光线能够充分偏转至出光区域，进一步提高光线的利用率。

请参阅图3，作为另一种示例，遮光结构20的微结构可以是形成透光基材10表面第一凸起22。多个第一凸起22随机分布于光学器件100的出射面102(即透光基材10朝向于目标表面的一面)，多个第一凸起22之间间隔设置用于提高出射光线的随机性。第一凸起22的作用与以上所提及的第一凹槽21作用类似。具体地，出射光线经由第一凸起22时，出射光线发生偏转，并沿着偏转后的出射光路出射至其他出射光区域，并在第一凸起22处形成不透光区域，故第一凸起22在目标表面所对应的区域形成暗区。而出射光线离开第一凸起22时可以正常出射至目标表面并形成光斑，从而形成光斑随机亮灭的投影效果。偏转后的出射光线能够补偿至出光区域，提高灯具200的照明亮度或投影亮度以及提高光线的利用率。需要说明的是，在本实施例中，第一凸起22或第一凹槽21与透光基材10一体式成型设计。可以是在透光基材10的表面注塑透光第一凸起22；也可以是在透光基材10的表面切割第一凹槽21；或者，在制备透光基材10时，模具本身就具有对应于第一凹槽或第一凸起的凹凸结构，因此在压制或者注塑形成透光基材后，这些凹凸结构可以直接成型所谓遮光结构20的第一凹槽21或第一凸起22。通过一次加工即可成型，方便了加工制造，降低了生产成本。

请参阅图4和图5，遮光结构20还设有反射面201，反射面201为弧面。具体地，反射面201为第一凹槽21或第一凸起22的轮廓表面，其用于反射出射光线偏离目标表面。弧面可以是球面、类球面或、椭球面、自由曲面等非球面，本实施例对此不作限制设置。在一些实施例中，弧面也可以是由多个弧面段首尾相接构成。具体地，各弧面段在凹槽21或凸起22的径向上具有多个小的弧形面，能够进一步地增加弧面的表面积，使其具有一定的打散光的作用。同时，不同位置的弧面段相对出射光线的角度不同使得不同位置的面段能够接收不同角度出射的出射光线，并将出射光线反射至其他出光区域，保证反射面201的反射可靠性。

在本实施例中，反射面201为全反射面，出射光线在反射面201上发生全反射。具体而言，凹槽21或凸起22对光线的折射率大于1，出射光线在透光基材10内部照射到反射面201上的入射角大于出射光线从反射面201出射至外界空气的临界角，使出射光线在反射面201上发生全反射，能够提高光线的反射效率。上述“临界角”应当理解为光线从光密介质进入光疏介质的折射角为90°所对应的入射角。同时，反射面201上可设置增反膜，以增加全反射效果。

请再次参阅图2和图3，在本实施例中，光学器件100还包括扩散结构30。扩散结构30彼此间隔且随机分布地设置在透光基材10的表面，其用于扩散出射光线。具体地，出射光线出射至扩散结构30时，出射光线在扩散结构30处发生折射，折射后的出射光线出射至目标表面，进而在目标表面上形成长椭圆状或面状光斑；当出射光线离开扩散结构30时，出射光线能够正常出射至目标表面并形成点状光斑。出射光线发生偏移或光学器件100发生转动时，出射光线在被折射和正常出射的状态中来回切换，目标表面上形成交替变化的点状光斑和长椭圆状光斑，形成星点随机闪烁的动态投影效果，提高投影成像的真实性。

在一些实施例中，扩散结构30可以是扩散层(图中未显示)。扩散层附着在透光基材10的至少一个表面，其用于扩散光线。扩散层可以是喷涂或是贴附形成的扩散膜层。作为一种示例，扩散层可以是扩散涂料，在透光基材10的表面点涂或喷涂扩散涂料，使出射光线经由扩散涂料时发生折射现象，可修正束状出射光线成均匀面出射光线以达到光学扩散的效果，具体地，主要起到修正扩散角度的作用，会使光辐射面积增大，出射光线经扩散涂料扩散之后，能变成面积更大，均匀度较好，色度稳定的二次出射光线。经折射后的出射光线在其表面会发生散射，将光线柔和均匀的散播出来，提高投影成像效果。

在另一些实施例中，扩散层可以是扩散膜层，扩散膜层至少部分粘贴于透光基材10的表面。扩散膜层可以是在光学胶中掺杂扩散颗粒形成扩散膜层，光学胶为环氧树脂、PET、硅胶、液态光学胶、UV胶水中的至少一种。作为一种示例，出射光线经由扩散膜层时不断在扩散颗粒之间发生折射，折射后的出射光线的面积增大，从而达到扩光的目的。需要说明的是，扩散层可以仅包括一个扩散膜层，也可以包括两个及以上的扩散膜层。两个及以上的扩散膜层之间的材质、厚度、折射率等可以相同也可以不相同，本实施例对此不作限制。两个及两个以上的扩散膜层相互之间可以用胶粘剂(图中未显示)(如压敏粘合剂)粘合。例如，胶黏剂可以具有扩散性质以提高扩散层的扩散效果。例如，上述可以将两个及以上的吸光膜层压在一起以形成整体膜。但本实施例并不限于此，扩散层包括的多层扩散膜层也可以不是相互粘合的，例如，扩散层包括的两层扩散膜层之间可以夹设其他光学膜片(如棱镜)。

在本实施例中，扩散结构30为形成透光基材10表面的微结构。具体地，请参阅图2和图3，扩散结构30的微结构可以是形成透光基材10表面的第二凹槽31或第二凸起32，第二凹槽31和第二凸起32均用于形成扩散光线。作为一种示例，多个第二凹槽31随机分布于光学器件100的出射面102(即透光基材10朝向于目标表面的一面)，多个第二凹槽31之间间隔设置用于提高出射光线的随机性。当出射光线经由入射面101进入透光基材10后再从出射面102出射时，部分出射光线出射至第二凹槽31形成的凹陷表面时，出射光线所在光路会产生偏移，偏移后的出射光线相对于偏移前的出射光线具有更大的照射范围，从而在目标表面的对应区域形成长椭圆状或面状光斑；而出射光线离开第二凹槽31时可以正常出射至目标表面并形成点状光斑。故出射光线能够在目标表面上形成交替变化的投影成像，形成星点随机闪烁的动态投影效果，提高投影成像的真实性。

作为另一种示例，多个第二凸起32随机分布于光学器件100的出射面102(即透光基材10朝向于目标表面的一面)，多个第二凸起32之间间隔设置用于提高出射光线的随机性。第二凸起32的作用与以上所提及的第二凹槽31作用类似，为节省篇幅不再详细说明。需要说明的是，在本实施例中，第二凸起32或第二凹槽31与透光基材10一体式成型设计。可以是在透光基材10的表面注塑透光第二凸起32；也可以是在透光基材10的表面切割第二凹槽31。通过一次加工即可成型，方便了加工制造，降低了生产成本。

请参阅图6和图7，在本实施例中，扩散结构30还设有扩散面301，扩散面301为弧面。具体地，扩散面301为第二凹槽31或第二凸起32的轮廓表面，其用于使出射光线透射扩散面301后偏折并出射至目标表面。弧面可以是球面、类球面或、椭球面、自由曲面等非球面，本实施例对此不作限制设置。弧面能够使多束出射光线能够经弧面的不同区域折射至目标表面的不同区域，能够避免光束的集中，破坏出射光线的相干性。同时弧面也尽可能的接收来自不同角度的出射光线，提高出射光线的照明亮度和提高光线利用率，或有利于利用弧面的散光效果实现特定形状的照明光斑。在一些实施例中，弧面也可以是由多个弧面段首尾相接构成。具体地，各弧面段在第二凹槽31或第二凸起32的径向上具有多个小的弧形面，能够进一步地增加弧面的表面积，使其具有一定的打散光的作用，提高出光的均匀性。

请参阅图8，作为另一种示例示例，扩散结构30包括多个扩散部33。扩散结构30具有连接中心302，多个扩散部33环绕设置于连接中心302的外周。具体地，扩散部33为柱状透镜，多个柱状透镜关于连接中心302呈辐射状设置。柱状透镜可以是由透光基材10表面的第二凸起31形成，也可以是由第二凹槽32形成。柱状透镜的表面可以是圆柱面也可以是棱柱面，本实施例对此不作限制。作为一种示例，柱状透镜的表面可以是曲面或是多个曲面段首尾相接拼接而成；作为另一种示例，柱状透镜的表面也可以是平面或多个平面段首拼接而成。上述设置的扩散结够能够接收不同角度的出射光线，能够提高光线的利用率。进一步地，相邻的两个扩散部33之间的连接夹角为锐角。扩散结构30能够更好的接收不同角度的出射光线，进一步提高光线地利用率。作为一种示例，相邻的两个扩散部33之间的连接夹角的角度取值范围为15°～45°(含端点)，例如邻的两个扩散部33之间的连接夹角的取值可以为15°、30°、45°等等。需要说明的是，连接夹角的取值范围还可以是其他的角度，可以根据实际的应用需求进行设置，从而得到相应成像效果，在本实施例中对此不作限制。可以理解的是，相邻的两个扩散部33之间的连接夹角越小，出射光线的利用率越高，目标表面的光斑亮度越大。此外，出射光线经由多个扩散部33可出射至目标表面的不同位置，并在不同位置形成错落的光效。具体地，一部分出射光线经由扩散部33折射后直接出射；另一部分出射光线出射至其中一个扩散部33折射后，继续发生折射，不断经过不同地扩散部33的折射直至出射，从而在目标表面形成不同的投影效果。

在另一些实施例中，扩散结构30可以衍射光栅结构(图中未显示)。作为一种示例，衍射光栅结构为微纳米尺度的衍射光栅，相干光光源211产生的出射光线通过衍射光栅时，衍射光栅的刻线会导致不同波长的光波发生衍射，衍射后的出射光中携带有多个衍射光斑，多个衍射光斑在目标表面成像时，营造出类似星点随机亮灭与闪烁的效果。具体地，相干光光源211可以是激光发生器。具体地，光源211可以是单色激光发生器，例如，光源211可以是绿色激光发生器，也可以是红色激光发生器等等；也可以是全色激光发生器(即红绿蓝三色)，还可以是可调谐的宽谱激光发生器，可调谐的宽谱激光发生器可以生成并发射指定波长的激光。作为一种示例，光源211为单色激光发生器，一方面单色激光不易产生散斑现象，所形成的投影成像较为清晰，用户的观影效果较好，能够在一定程度上减少眼睛的损害。另一方面单色激光的发光效率较高，且单色激光投影产业链完备、发展较为成熟，由于其原料成本更低，因此成品价格相较于其他激光光源较低。进一步地，激光光源211的使用寿命更长，减少了光源211更换的频率从而降低灯具使用成本。

需要说明的是，遮光结构20、扩散结构30以及透光基材10一体成型设置。可以是遮光结构20与扩散结构30共面设置，即遮光结构20与扩散结构30均设置于透光基材10的入射面101或反射面201。也可以是遮光结构20和扩散结构30异面设置，即遮光结构20和扩散结构30中的一者设置于入射面101，另一者设置于出射面102。本实施例对于遮光结构20与扩散结构30位置设置不作具体限制。上述一体成型设置便于加工制造、减少零部件数量以及降低生产成本。并且能够同时具备遮光和扩光的需求，即通过一个光学器件100即可同时满足至少两个光学器件100的出光需求。能够避免了多个光学器件100分别设置于灯具200时容易堆叠并造成结构空间紧张、成品体积大的问题，提高空间利用率，在满足相应出光效果的情况下便于投影灯具200的小体积化发展。

进一步地，多个遮光结构20和多个扩散结构30随机间隔分布于透光基材10地表面，且任意一个遮光结构20所在光路、任意一个扩散结构30所在光路不重合。能够避免光线无法出射至与遮光结构20所在光路重合的扩散结构30，能够提高光线的利用率，并能够在目标表面形成较多的光斑，形成丰富的投影效果。

可以理解的是，在另一些实施例中，透光基材10的数量可以为多个，遮光结构20、扩散结构30以及透光基材10也可以分体式设置。作为一种示例，遮光结构和扩散结构分别设置在不同的透光基材10表面，且任一遮光结构20所在光路与任一扩散结构30所在光路不重合。需要说明的是，相邻透光基材之间可以存在间距也可以不存在间距，透光基材所选用的透光材质可以相同也可以不相同，本实施例对此不作限制。优选地，相邻透光基材10之间的间距尽可能地小，便于缩小灯具200的空间体积，同时也能够减少光光能损耗，提高投影亮度。

综上，本申请实施例提供的一种光学器件100光光学器件100用于透射光源211的出射光线，出射光线用于照射目标表面。光学器件100包括透光基材10、多个遮光结构20和多个扩散结构30。多个遮光结构20间隔设置于透光基材10的表面，出射光线能够经由透光基材10透射至目标表面。其中部分出射光线被透光基材10表面的遮光结构20遮挡且遮光结构20间隔随机分布，无法出射至目标表面并在目标表面形成相应的暗区。而出射光线离开遮光结构20时可正常出射至目标表面，故出射光线在目标表面呈现出光斑随机亮灭的投影效果。此外，透光基材10地表面还设有多个扩散结构30，出射光线经由扩散结构30时发生扩散，由点状光斑变成柱状光斑或面状。而出射光线离开扩散结构30时恢复成点状光斑，从而形成光斑闪烁的效果。进一步地，多个遮光结构20中的任意一个和多个扩散结构30中的任意一个在透光基材10上的位置间隔设置，即经由扩散机构出射的出射光线的所在光路与正常出射的出射光线的所在光路不会发生重叠。一方面，出射光线在目标表面所形成的光斑能够同时存在随机亮灭和随机闪烁的投影效果；另一方面，能够避免光线无法出射至与遮光结构20所在光路重合的扩散结构30，能够提高光线的利用率，并在目标表面形成较多的光斑，形成丰富的投影效果。此外，遮光结构20和扩散结构30与透光基材10集成化设置，即通过一个光学器件100即可同时满足至少两个光学器件100的出光需求，能够减少灯具200的空间体积并降低生产成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种光学器件，其特征在于，所述光学器件用于透射光源组件的出射光线，所述出射光线用于照射目标表面，所述光学器件包括：

透光基材，所述透光基材适于和所述目标表面相对设置；

多个遮光结构，彼此间隔地设置于所述透光基材上，所述遮光结构用于阻挡出射光线照射至所述目标表面；

多个扩散结构，彼此间隔地设置于所述透光基材上，所述扩散结构用于扩散所述出射光线；多个所述遮光结构中的任意一个和多个所述扩散结构中的任意一个在所述透光基材上的位置均间隔设置。

2.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述遮光结构为吸光层，所述吸光层附着于所述透光基材上，所述吸光层用于吸收所述出射光线。

3.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述遮光结构为形成于所述透光基材上的第一凹槽或第一凸起，所述扩散结构为形成于所述透光基材上的第二凹槽或第二凸起。

4.如权利要求3所述的光学器件，其特征在于，所述遮光结构设有反射面，所述反射面为弧面，并用于反射所述出射光线使所述出射光线偏离所述目标表面所在的方向。

5.如权利要求4所述的光学器件，其特征在于，所述反射面为全反射面，所述出射光线在所述透光基材内部照射至所述反射面存在入射角，所述出射光线从所述反射面出射至外界空气存在临界角，所述入射角大于所述临界角，以使所述出射光线在所述反射面上发生全反射。

6.如权利要求3所述的光学器件，其特征在于，所述扩散结构设有扩散面，所述扩散面为弧面，所述出射光线透射所述扩散面后偏折并出射至所述目标表面。

7.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述扩散结构为扩散层，所述扩散层附着于所述透光基材的表面，所述出射光线透射所述扩散层后形成扩散光线。

8.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述扩散结构具有连接中心，所述扩散结构包括多个扩散部，多个所述扩散部环绕设置于所述连接中心的外周。

9.如权利要求8所述的光学器件，其特征在于，所述扩散部为柱状透镜，多个所述柱状透镜关于所述连接中心呈辐射状设置，相邻的两个所述扩散部之间的连接夹角为锐角。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的光学器件，其特征在于，多个所述扩散结构随机分布在所述透光基材的表面上，或/及，多个所述遮光结构随机分布在所述透光基材的表面上。

11.如权利要求1至9中任意一项所述的光学器件，其特征在于，所述透光基材包括相背离的入射面和出射面，所述出射面适于朝向所述目标表面设置，所述遮光结构设置在所述入射面或所述出射面中的至少一者,所述扩散结构设置在所述入射面或所述出射面中的至少一者，所述扩散结构、所述遮光结构、所述透光基材一体成型设置。

12.一种灯具，其特征在于，包括：

如权利要求1至11中任意一项所述的光学器件；以及

光源组件，所述光源组件用于产生出射光线，所述光学器件设置于所述出射光线的光路上。