CN205244911U - 照明装置及其光学构件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种照明装置及其光学构件。照明装置包括光学构件及发光模块。光学构件包括透光本体、第一光学单元以及第二光学单元。第一光学单元具有一入光面及多个围绕入光面且排列成同心圆图案的围绕状结构，且每一个围绕状结构具有第一、二围绕状表面。第二光学单元具有一围绕透光本体的出光面的螺旋状结构及一围绕透光本体的出光面及螺旋状结构的围绕状框体，且螺旋状结构的最顶面相距透光本体的出光面的相对高度由内而外渐渐增加。发光模块设置在第一光学单元的入光面的下方。借此，发光模块所产生的一主要光束穿过第一围绕状表面并被第二围绕状表面所反射，以形成一从透光本体的出光面投射而出的主要投射光源。

Description

照明装置及其光学构件
技术领域
本实用新型有关于一种照明装置及其光学构件，尤指一种用于提高混光效果及提升均光性的照明装置及其光学构件。
背景技术
发光二极管(light-emittingdiode，LED)为一种半导体元件，其主要是透过半导体化合物将电能转换为光能，以达到发光效果，因此发光二极管具有寿命长、稳定性高以及耗电量小等优点。目前，发光二极管已被广泛地应用于居家、办公、室外与行动照明，以取代灯管及白炽灯泡等传统的非指向性发光源。
由于发光二极管为点状光源且具有高指向性，导致发光二极管的照射面相较于传统发光源窄小，且发光亮度随着距离的增加而逐渐地降低，因此较适用于提供短距离及小区域照明的灯具，如:台灯。为了改善上述问题，多数厂商会透过组合及排列多个发光二极管，以集中发光达到补强照射范围过小的问题，并且会利用二次光学来调整光源所想要呈现的发光角度及发光效果，然而现有的光源的混光效果及均光性仍有待改善。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种照明装置及其光学构件，其可用于提高混光效果及提升均光性。
本实用新型其中一实施例所提供的一种光学构件，其包括：一透光本体、一第一光学单元以及一第二光学单元。所述透光本体具有一出光面；所述第一光学单元设置在所述透光本体的底端上，其中所述第一光学单元具有一入光面及多个围绕所述入光面且排列成同心圆图案的围绕状结构，且每一个所述围绕状结构具有一第一围绕状表面及一连接于所述第一围绕状表面的第二围绕状表面；所述第二光学单元设置在所述透光本体的顶端上，其中所述第二光学单元具有一围绕所述透光本体的所述出光面的螺旋状结构及一围绕所述透光本体的所述出光面及所述螺旋状结构的围绕状框体，且所述螺旋状结构的最顶面相距所述透光本体的所述出光面的相对高度由内而外渐渐增加。借此，一设置在所述第一光学单元的所述入光面的下方的发光模块所产生的一主要光束穿过每一个所述围绕状结构的所述第一围绕状表面并被每一个所述围绕状结构的所述第二围绕状表面所反射，以形成一从所述透光本体的所述出光面投射而出的主要投射光源。
本实用新型另外一实施例所提供的一种光学构件，其包括：一透光本体以及一第一光学单元。所述透光本体具有一出光面；所述第一光学单元设置在所述透光本体的底端上，其中所述第一光学单元具有一入光面及多个围绕所述入光面且排列成同心圆图案的围绕状结构，且每一个所述围绕状结构具有一第一围绕状表面及一连接于所述第一围绕状表面的第二围绕状表面。借此，一设置在所述第一光学单元的所述入光面的下方的发光模块所产生的一主要光束穿过每一个所述围绕状结构的所述第一围绕状表面并被每一个所述围绕状结构的所述第二围绕状表面所反射，以形成一从所述透光本体的所述出光面投射而出的主要投射光源。
本实用新型另外再一实施例所提供的一种照明装置，其包括：一光学构件及一发光模块。所述光学构件包括：一透光本体、一第一光学单元以及一第二光学单元。所述透光本体具有一出光面；所述第一光学单元设置在所述透光本体的底端上，其中所述第一光学单元具有一入光面及多个围绕所述入光面且排列成同心圆图案的围绕状结构，且每一个所述围绕状结构具有一第一围绕状表面及一连接于所述第一围绕状表面的第二围绕状表面；所述第二光学单元设置在所述透光本体的顶端上，其中所述第二光学单元具有一围绕所述透光本体的所述出光面的螺旋状结构及一围绕所述透光本体的所述出光面及所述螺旋状结构的围绕状框体，且所述螺旋状结构的最顶面相距所述透光本体的所述出光面的相对高度由内而外渐渐增加。所述发光模块设置在所述第一光学单元的所述入光面的下方。借此，所述发光模块所产生的一主要光束穿过每一个所述围绕状结构的所述第一围绕状表面并被每一个所述围绕状结构的所述第二围绕状表面所反射，以形成一从所述透光本体的所述出光面投射而出的主要投射光源。
较佳地，多个所述围绕状结构被划分成一围绕所述入光面且连接所述入光面的最内圈围绕状结构、一围绕所述最内圈围绕状结构的最外圈围绕状结构、及至少一设置于所述最内圈围绕状结构及所述最外圈围绕状结构之间的中间围绕状结构。借此，所述发光模块所产生的一补助光束穿过所述最外圈围绕状结构的所述第一围绕状表面并被所述最外圈围绕状结构的所述第二围绕状表面所反射，以形成一从所述螺旋状结构投射而出的补助投射光源。
本实用新型的有益效果可以在于，本实用新型实施例所提供的照明装置及其光学构件，其可通过“所述第一光学单元具有一入光面及多个围绕所述入光面且排列成同心圆图案的围绕状结构，且每一个所述围绕状结构具有一第一围绕状表面及一连接于所述第一围绕状表面的第二围绕状表面”的设计，使得所述发光模块所产生的一主要光束穿过每一个所述围绕状结构的所述第一围绕状表面并被每一个所述围绕状结构的所述第二围绕状表面所反射，以形成一从所述透光本体的所述出光面投射而出的主要投射光源，借此以有效提高混光效果及提升均光性。
为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制者。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的光学构件的其中一观看视角的立体示意图。
图2为本实用新型第一实施例的光学构件的仰视示意图。
图3为本实用新型第一实施例的光学构件的另外一观看视角的立体示意图。
图4为本实用新型第一实施例的光学构件的俯视示意图。
图5为本实用新型第一实施例的照明装置的发光模块的发光表面相距光学构件的底面的距离在第一预定高度的范围内时的剖面示意图。
图6为图5的A部分的放大示意图。
图7为图6的螺旋状凸出部替换成螺旋状平面部的示意图。
图8为图6的螺旋状凸出部替换成螺旋状凹陷部的示意图。
图9为本实用新型第一实施例的照明装置的发光模块的发光表面相距光学构件的底面的距离在第二预定高度的范围内时的剖面示意图。
图10为本实用新型第一实施例的第二光学单元被围绕设置在透光本体的外周围上，并且透光本体的出光面与第二光学单元之间会形成一围绕间隙的剖面示意图。
图11为本实用新型第二实施例的照明装置的发光模块的发光表面相距光学构件的底面的距离在第一预定高度的范围内时的剖面示意图。
图12为本实用新型第二实施例的照明装置的发光模块的发光表面相距光学构件的底面的距离在第二预定高度的范围内时的剖面示意图。
【符号说明】
照明装置Z
光学构件M1
透光本体1出光面100
第一光学单元2入光面200
围绕状结构21
最内圈围绕状结构21A
最外圈围绕状结构21B
中间围绕状结构21C
第一围绕状表面211
第二围绕状表面212
围绕状微透镜213
微凸出部2130
第二光学单元3螺旋状结构31
螺旋状凸出部31A
螺旋状平面部31B
螺旋状凹陷部31C
围绕状框体32
发光模块M2
主要光束L1
补助光束L2
主要投射光源P1
补助投射光源P2
反光环M3
第一预定高度H1
第二预定高度H2
相对高度d1、d2、d3、d4
围绕间隙G
具体实施方式
以下是通过特定的具体实例来说明本实用新型所公开有关“照明装置及其光学构件”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容了解本实用新型的优点与功效。本实用新型可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。另外，本实用新型的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，先予叙明。以下的实施方式将进一步详细说明本实用新型的相关技术内容，但所揭示的内容并非用以限制本实用新型的技术范畴。
〔第一实施例〕
请参阅图1至图5所示，本实用新型第一实施例提供一种照明装置Z，其包括：一光学构件M1及一发光模块M2。
首先，配合图1、图3及图5所示，光学构件M1包括一透光本体1、一第一光学单元2及一第二光学单元3，并且透光本体1、第一光学单元2及第二光学单元3可由一体成型的方式制作成单一的透光构件或透明构件。举例来说，光学构件M1可由塑胶、玻璃、硅胶或其它透光材料所制成，并且第一光学单元2及第二光学单元3除了本实用新型附图所呈现的圆形外，亦可为任意形状，例如可用来产生椭圆光斑的椭圆、可用来产生矩形光斑的矩形、可用来产生星形光斑的星形等。然而，本实用新型不以此举例为限。
再者，配合图1、图3及图5所示，透光本体1具有一出光面100，第一光学单元2设置在透光本体1的底端上，并且第二光学单元3设置在透光本体1的顶端上。举例来说，透光本体1的出光面100可为平面、凸面或凹面。如图5所示，本实用新型第一实施例是以出光面100是平面为例子来作说明，但并不以此举例为限。
更进一步来说，配合图1、图2及图5所示，第一光学单元2具有一入光面200及多个围绕入光面200且排列成同心圆图案的围绕状结构21，并且每一个围绕状结构21具有一第一围绕状表面211(亦即围绕状入光面)及一连接于第一围绕状表面211的第二围绕状表面212(亦即围绕状反射面)。举例来说，第一光学单元2的入光面200可为平面、凸面或凹面，并且当本实用新型配合第一光学单元2及第二光学单元3来使用时，出光面100的面积会大于入光面200的面积(当然，在不同实施例中，出光面100的面积也可等于或小于入光面200的面积)，以用于提升出光效能，增加照光度。值得一提的是，多个围绕状结构21的中的至少一个具有一设置在第一围绕状表面211上的围绕状微透镜213，并且围绕状微透镜213具有多个依序相连的微凸出部2130(或微凹陷部)，借此以增加混光效果，提升均光性。
另外，配合图3、图4及图5所示，第二光学单元3具有一围绕透光本体1的出光面100的螺旋状结构31及一围绕透光本体1的出光面100及螺旋状结构31的围绕状框体32。举例来说，配合图5及图6所示，螺旋状结构31的顶端具有一螺旋状凸出部31A。另外，螺旋状结构31的最顶面相距透光本体1的出光面100的相对高度(d1<d2<d3<d4)会由内而外渐渐增加，也就是说，螺旋状结构31的最顶面相距透光本体1的出光面100的相对高度(d1<d2<d3<d4)会由光学构件M1的中心轴(光轴)往光学构件M1的周围渐渐增加。然而，本实用新型不以此举例为限，比如说，螺旋状结构31可以沿着任何有规则或不规则的立体螺旋状轨迹的方式，以盘旋设置在透光本体1上。
更进一步来说，如图5所示，发光模块M2设置在第一光学单元2的入光面200的下方或正下方。举例来说，发光模块M2包括一电路基板及多个设置在电路基板上的发光二极管，借此以提供一面光源。然而，本实用新型不以此举例为限。
值得一提的是，如图5所示，照明装置Z还可更进一步包括一反光环M3。其中，反光环M3可另外被设置在第一光学单元2的入光面200的下方且环绕发光模块M2，并且反光环M3可以是单独的可拆式构件，或是被固定在一预定位置上的固定式构件。
借此，如图5所示，当发光模块M2的发光表面相距光学构件M1的底面的距离在一第一预定高度H1的范围内时，发光模块M2所产生的一主要光束L1会穿过每一个围绕状结构21的第一围绕状表面211(亦即主要光束L1会从第一围绕状表面211进入相对应的围绕状结构21)，并且被每一个围绕状结构21的第二围绕状表面212所反射，以形成一从透光本体1的出光面100投射而出的主要投射光源P1。
更进一步来说，配合图1、图2及图5所示，多个围绕状结构21可被划分成一围绕入光面200且连接入光面200的最内圈围绕状结构21A、一围绕最内圈围绕状结构21A的最外圈围绕状结构21B、及至少一设置于最内圈围绕状结构21A及最外圈围绕状结构21B之间的中间围绕状结构21C。其中，第一实施例的附图中，以两个中间围绕状结构21C为例子来作举例说明。另外，围绕状微透镜213亦可被设置在最内圈围绕状结构21A或中间围绕状结构21C的第一围绕状表面211上，其作用也是可以增加混光效果，提升均光性。
借此，发光模块M2所产生的一补助光束L2会穿过最外圈围绕状结构21B的第一围绕状表面211(或同时穿过围绕状微透镜213)，并且被最外圈围绕状结构21B的第二围绕状表面212所反射，以形成一从出光面100及螺旋状结构31投射而出的补助投射光源P2。
值得注意的是，由于发光模块M2的发光表面相距光学构件M1的底面的距离在第一预定高度H1的范围内，所以主要投射光源P1及补助投射光源P2会呈现一光源准直投射而出的准直型投射光源。再者，由于透光本体1的出光面100会被围绕状框体32所围绕，所以使用者从光学构件M1的侧面并不会直接看到主要投射光源P1及补助投射光源P2从出光面100投射而出，借此以解决侧向炫光的问题。另外，出光面100的上方有一空出来且被第二光学单元3所围绕的挖空空间，其能有效节省制作光学构件M1的材料用量，并且也能有效降低光学构件M1的重量。
值得一提的是，配合图6至图8所示，图6所显示的螺旋状凸出部31A亦可替换成一螺旋状平面部31B(如图7所示)或一螺旋状凹陷部31C(如图8所示)。补助投射光源P2会根据所配合的不同结构，例如螺旋状凸出部31A、螺旋状平面部31B或螺旋状凹陷部31C，以呈现不同的投光角度和效果。
值得一提的是，如图9所示，当发光模块M2的发光表面相距光学构件M1的底面的距离在一第二预定高度H2的范围内时，发光模块M2所产生的一主要光束L1会穿过每一个围绕状结构21的第一围绕状表面211，并且被每一个围绕状结构21的第二围绕状表面212所反射，以形成一从透光本体1的出光面100投射而出的主要投射光源P1。再者，发光模块M2所产生的一补助光束L2会穿过最外圈围绕状结构21B的第一围绕状表面211(或同时穿过围绕状微透镜213)，并且被最外圈围绕状结构21B的第二围绕状表面212所反射，以形成一从螺旋状结构31投射而出的补助投射光源P2。值得注意的是，由于发光模块M2的发光表面相距光学构件M1的底面的距离在第二预定高度H2的范围内，所以主要投射光源P1及补助投射光源P2会呈现一光源稍往外扩的散光型投射光源。
值得一提的是，如图10所示，第二光学单元3被围绕设置在透光本体1的外周围上，并且透光本体1的出光面100与第二光学单元3之间会形成一围绕间隙G，借此可使得第二光学单元3更远离出光面100，以降低第二光学单元3对从出光面100投射而出的主要投射光源P1的影响。
〔第二实施例〕
请参阅图11及图12所示，本实用新型第二实施例提供一种照明装置Z，其包括：一光学构件M1及一发光模块M2，其中光学构件M1包括一透光本体1及一第一光学单元2。由图11与图5的比较，或由图12与图9的比较可知，本实用新型第二实施例与第一实施例最大的差别在于：第二实施例的照明装置Z可省略第二光学单元3的使用，而单纯只使用第一光学单元2来使得主要投射光源P1会呈现一光源准直投射而出的准直型投射光源(如图11所示)，或是呈现一光源稍往外扩的散光型投射光源(如图12所示)。
〔实施例的可行功效〕
综上所述，本实用新型的有益效果可以在于，本实用新型实施例所提供的照明装置Z及其光学构件M1，其可通过“第一光学单元2具有一入光面200及多个围绕入光面200且排列成同心圆图案的围绕状结构21，且每一个围绕状结构21具有一第一围绕状表面211及一连接于第一围绕状表面211的第二围绕状表面212”的设计，使得发光模块M2所产生的一主要光束L1穿过每一个围绕状结构21的第一围绕状表面211并被每一个围绕状结构21的第二围绕状表面212所反射，以形成一从透光本体1的出光面100投射而出的主要投射光源P1，借此以有效提高混光效果及提升均光性。
以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，非因此局限本实用新型的专利范围，故举凡运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的保护范围内。

Claims (15)

1.一种光学构件，其特征在于，所述光学构件包括：
一透光本体，所述透光本体具有一出光面；
一第一光学单元，所述第一光学单元设置在所述透光本体的底端上，其中所述第一光学单元具有一入光面及多个围绕所述入光面且排列成同心圆图案的围绕状结构，且每一个所述围绕状结构具有一第一围绕状表面及一连接于所述第一围绕状表面的第二围绕状表面；以及
一第二光学单元，所述第二光学单元设置在所述透光本体的顶端上，其中所述第二光学单元具有一围绕所述透光本体的所述出光面的螺旋状结构及一围绕所述透光本体的所述出光面及所述螺旋状结构的围绕状框体，且所述螺旋状结构的最顶面相距所述透光本体的所述出光面的相对高度由内而外渐渐增加；
其中，一设置在所述第一光学单元的所述入光面的下方的发光模块所产生的一主要光束穿过每一个所述围绕状结构的所述第一围绕状表面并被每一个所述围绕状结构的所述第二围绕状表面所反射，以形成一从所述透光本体的所述出光面投射而出的主要投射光源。
2.如权利要求1所述的光学构件，其中，多个所述围绕状结构被划分成一围绕所述入光面且连接所述入光面的最内圈围绕状结构、一围绕所述最内圈围绕状结构的最外圈围绕状结构、及至少一设置于所述最内圈围绕状结构及所述最外圈围绕状结构之间的中间围绕状结构。
3.如权利要求2所述的光学构件，其中，所述发光模块所产生的一补助光束穿过所述最外圈围绕状结构的所述第一围绕状表面并被所述最外圈围绕状结构的所述第二围绕状表面所反射，以形成一从所述螺旋状结构投射而出的补助投射光源。
4.如权利要求1所述的光学构件，其中，多个所述围绕状结构中的至少一个具有一设置在所述第一围绕状表面上的围绕状微透镜，且所述围绕状微透镜具有多个依序相连的微凸出部或微凹陷部。
5.如权利要求1所述的光学构件，其中，所述螺旋状结构的顶端具有一螺旋状平面部、一螺旋状凸出部、或一螺旋状凹陷部。
6.如权利要求1所述的光学构件，其中，所述第一光学单元的所述入光面为平面、凸面或凹面，所述透光本体的所述出光面为平面、凸面或凹面，且所述出光面的面积大于、等于或小于所述入光面的面积。
7.一种光学构件，其特征在于，所述光学构件包括：
一透光本体，所述透光本体具有一出光面；以及
一第一光学单元，所述第一光学单元设置在所述透光本体的底端上，其中所述第一光学单元具有一入光面及多个围绕所述入光面且排列成同心圆图案的围绕状结构，且每一个所述围绕状结构具有一第一围绕状表面及一连接于所述第一围绕状表面的第二围绕状表面；
其中，一设置在所述第一光学单元的所述入光面的下方的发光模块所产生的一主要光束穿过每一个所述围绕状结构的所述第一围绕状表面并被每一个所述围绕状结构的所述第二围绕状表面所反射，以形成一从所述透光本体的所述出光面投射而出的主要投射光源。
8.如权利要求7所述的光学构件，其中，多个所述围绕状结构被划分成一围绕所述入光面且连接所述入光面的最内圈围绕状结构、一围绕所述最内圈围绕状结构的最外圈围绕状结构、及至少一设置于所述最内圈围绕状结构及所述最外圈围绕状结构之间的中间围绕状结构。
9.如权利要求8所述的光学构件，其中，所述发光模块所产生的一补助光束穿过所述最外圈围绕状结构的所述第一围绕状表面并被所述最外圈围绕状结构的所述第二围绕状表面所反射，以形成一从一螺旋状结构投射而出的补助投射光源。
10.如权利要求7所述的光学构件，其中，多个所述围绕状结构中的至少一个具有一设置在所述第一围绕状表面上的围绕状微透镜，且所述围绕状微透镜具有多个依序相连的微凸出部或微凹陷部。
11.如权利要求7所述的光学构件，更进一步包括：一第二光学单元，所述第二光学单元设置在所述透光本体的顶端上，其中所述第二光学单元具有一围绕所述透光本体的所述出光面的螺旋状结构，且所述螺旋状结构的最顶面相距所述透光本体的所述出光面的相对高度由内而外渐渐增加。
12.如权利要求11所述的光学构件，其中，所述螺旋状结构的顶端具有一螺旋状平面部、一螺旋状凸出部、或一螺旋状凹陷部。
13.如权利要求7所述的光学构件，其中，所述第一光学单元的所述入光面为平面、凸面或凹面，所述透光本体的所述出光面为平面、凸面或凹面，且所述出光面的面积大于、等于或小于所述入光面的面积。
14.一种照明装置，其特征在于，所述照明装置包括：
一光学构件，所述光学构件包括：
一透光本体，所述透光本体具有一出光面；
一第一光学单元，所述第一光学单元设置在所述透光本体的底端上，其中所述第一光学单元具有一入光面及多个围绕所述入光面且排列成同心圆图案的围绕状结构，且每一个所述围绕状结构具有一第一围绕状表面及一连接于所述第一围绕状表面的第二围绕状表面；以及
一第二光学单元，所述第二光学单元设置在所述透光本体的顶端上，其中所述第二光学单元具有一围绕所述透光本体的所述出光面的螺旋状结构及一围绕所述透光本体的所述出光面及所述螺旋状结构的围绕状框体，且所述螺旋状结构的最顶面相距所述透光本体的所述出光面的相对高度由内而外渐渐增加；以及
一发光模块，所述发光模块设置在所述第一光学单元的所述入光面的下方；
其中，所述发光模块所产生的一主要光束穿过每一个所述围绕状结构的所述第一围绕状表面并被每一个所述围绕状结构的所述第二围绕状表面所反射，以形成一从所述透光本体的所述出光面投射而出的主要投射光源。
15.如权利要求14所述的照明装置，更进一步包括：一反光环，所述反光环设置在所述第一光学单元的所述入光面的下方且环绕所述发光模块。
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