CN212986801U - 一种照明装置及灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开提出一种照明装置，包括发光光源，发光光源出射第一出射光，其特征在于：还包括光收集装置以及光收集装置光路后端的第一分束器，所述光收集装置设置在第一出射光的光路上，光收集装置用于收集第一出射光并将其准直形成第二出射光；第二出射光进入第一分束器分束后出射第三出射光，所述第一分束器包括一个弧面，所述弧面由若干个子平面组成；还包括光引导件，所述光引导件至少包括一个平面反射镜，该光引导件接收来自第一分束器的第三出射光并向远离第一分束器一侧反射第三出射光。整个装置缩短了光的传输距离，减小了装置内部各个器件的体积，从而减小了整个装置的体积。

Description

一种照明装置及灯具

技术领域

本实用新型涉及照明领域，特别是装饰照明领域。

背景技术

灯具属于传统领域，各种灯具种类繁多。当LED出现后，以LED为光源的灯具也是层出不穷。然而，随着人们生活水平的提高，对照明尤其是装饰照明领域有了越来越高的需求，而这种需求目前还没有得到完全满足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述传统技术的不足之处，本实用新型提供一种具有高亮度装饰效果的激光照明装置。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种照明装置，包括发光光源，发光光源出射第一出射光，其特征在于：还包括光收集装置以及光收集装置光路后端的第一分束器，所述光收集装置设置在第一出射光的光路上，光收集装置用于收集第一出射光并将其准直形成第二出射光；第二出射光进入第一分束器分束后出射第三出射光，所述第一分束器包括一个弧面，所述弧面由若干个子平面组成；还包括光引导件，所述光引导件至少包括一个平面反射镜，该光引导件接收来自第一分束器的第三出射光并向远离第一分束器一侧反射第三出射光。

作为上述技术方案的一种改进：还包括位于发光光源与光收集装置之间的第二分束器，所述第一出射光包括近轴光和远轴光，近轴光的出射角度小于远轴光的出射角度，所述近轴光直接入射光收集装置，远轴光经第二分束器反射或折射后入射光收集装置。

作为上述技术方案的一种改进：所述第二分束器至少包括一个平面反射镜，所述平面反射镜的作用是收集第一出射光中的远轴光，并将收集到的光束以反射的方式引导至光收集装置。

作为上述技术方案的一种改进：所述第二分束器包括进光口与出光口，进光口围绕发光光源设置，所述出光口设置在远离发光光源的一端，所述第二分束器垂直于发光光源光轴的横截面的面积沿发光光源光轴的方向逐渐变大，且该横截面的中心点位于发光光源的光轴上；所述平面反射镜附着在第二分束器的内壁上。

作为上述技术方案的一种改进：所述光收集装置为透镜，且该透镜覆盖第二分束器的出光口。

作为上述技术方案的一种改进：所述第三出射光至少包括一个焦点，所述光引导件设置在第三出射光的焦点处或焦点附近。

作为上述技术方案的一种改进：所述第三出射光与第一出射光同方向出射，第三出射光的光轴与第一出射光的光轴在同一平面内，且第三出射光光轴与第一出射光光轴的角度差小于等于45度。

作为上述技术方案的一种改进：所述第一分束器的若干个子平面是平面反射镜并且子平面均匀排列，或者所述第一分束器的若干子平面为光分束透镜。

作为上述技术方案的一种改进：所述光引导件至少包括两个平面反射镜且两个平面反射镜不在同一个平面内。

作为上述技术方案的一种改进：一种灯具，包括任意一项所述的照明装置。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型改变了整体光学元件的位置关系，从发光光源出射的第一出射光穿过光收集装置，出射光经光收集装置准直后出射第二出射光，第二出射光入射到第一分束器并且经第一分束器分束后出射第三出射光，第三出射光经过光引导件反射后出射，第三出射光出射后照到物体显现出我们想要的多个光斑，整个装置缩短了光的传输距离，减小了装置内部各个器件的体积，从而减小了整个装置的体积。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是照明装置的俯视图。

图2是第一分束器的主视图。

图2a是第一分束器的剖视图。

图3是实施例2中照明装置的俯视图。

图4是实施例3中照明装置的俯视图。

图5是实施例4中照明装置的俯视图。

图5a是实施例4中第一分束器的剖视图。

图6是实施例5中照明装置的俯视图。

图6a是实施例5中光分束器的主视图。

图7是实施例6中照明装置的俯视图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种灯具，包括发光光源111，发光光源111出射第一出射光121，还包括光收集装置112以及光收集装置112光路后端的第一分束器113，所述光收集装置112设置在第一出射光121的光路上，光收集装置112用于收集第一出射光121并将其准直形成第二出射光122，其中，为了得到更高亮度的发光光源并且同时考虑低能耗与小体积的特点，一种优选的实施方式是，发光光源选用高亮度的LED光源，或使用由激光激发荧光材料得到的荧光作为光源，此处我们选用激光激发荧光材料得到的荧光作为光源。由于激光的高度准直性，其聚焦点可以非常小，因此出射荧光的发光体的发光面积会非常小，接近于几何点。这个点的面积越小，投射出的光斑亮度会更高，起到的装饰性也就越好。

然而用上述优选方式中的两种光源作为发光光源也带来了新的问题，由于上述优选方式中两种发光光源都为朗伯发光，所以为了尽可能的收集发光光源发出的第一出射光121，避免造成光能浪费并且对收集到的光进行准直出射，一种优选的实施方式是，光收集装置112使用具有准直功能的透镜来进行对光的收集。因为凸透镜对发散光的准直具有明显的效果，所以在本实用新型中优选凸透镜来进行说明；当然，也可以选用其它的带有准直功能的透镜来进行对光的收集，这里就不一一赘述了。在本实用新型中，由于受整个装置的内部空间限制，所选用的凸透镜为小体积凸透镜，这就出现了光收集装置112对光进行准直的功能不是很理想的问题，光收集装置112只起到了将收集到的第一出射光121的角度尽量缩小的作用，所以在本专利中所出现的准直作用可以理解为将出射光的角度尽量缩小的意思。

为了增加装饰性效果，我们需要使光束出射后得到更多的光斑。由于一束光照射在物体上只能得到一个光斑，所以，我们可以将一束光进行分束得到更多的子光束，从而得到更多的光斑。一种优选的实施方式是，第二出射光122进入第一分束器113分束后出射第三出射光123，所述第一分束器113包括一个弧面，该弧面由若干个子平面组成。第一分束器113的主视图如图2所示，其剖视图如图2a所示。这样，第二出射光122入射到第一分束器113，第二出射光122被分成多个子光束，每个子光束对应于第一分束器113上的一个子平面，并且在这个子平面上发生反射或折射。由于第一分束器113的弧面上的每一个子平面都是平面，所以在每个子平面上发生反射或折射的子光束的发散角并没有发生改变，依然保持准直出射。第三出射光是这些子光束的集合，图1中所示的光线123是这些子光束中的一条。同时，由于每一个子平面之间都存在夹角(因为这些子平面共同组成了弧面)，所以经过这些子平面反射或折射的子光束之间也存在夹角，这样就形成了在出射空间中沿不同方向出射的多个准直的子光束，形成“满天星”的独特的装饰效果。本优选实施方式中，第一分束器113上的若干子平面是平面反射镜并且子平面均匀排列，第一分束器113的弧面分为凸面或凹面，这里我们选用凹面进行说明。将平面反射镜均匀的粘接在第一分束器113弧面的凹面一侧，选用凹面原因是可以将从第一分束器113出射的多束子光束进行聚焦，这些子光束在越过其聚焦的焦点后会进行发散，这样就会扩大光束的分布范围，从而形成的光斑的分布范围也会变大。

上述优选实施方式中，得到我们所需要的多束子光束的同时也带来了新的问题，那就是子光束的出射方向固定，子光束是要通过整个装置的出光口出射到装置外部的，在设计整个装置的外部形象或结构时，出光口的改变就会导致第三出射光123无法出射到装置外部，想要使第三出射光123出射到装置外部就要重新规划装置内部的各个元件的位置，这极大降低了产品的生产效率，因此本实施例中选用光引导件114来改变子光束出射方向固定不能改变的问题。光引导件114至少包括一个平面反射镜，该光引导件114接收来自第一分束器113的第三出射光123并向远离第一分束器113一侧反射第三出射光123。这样，无论整个装置的出光口设置在哪个位置，光引导件114都可以将第三出射光123引导至整个装置的出光口，从而省去了每次变动出光口时就需要重新调整装置内部各个元件布局的时间，大大提高了生产效率，并且平面反射镜具有易于获得，价格低的特点。

在本实施例中优选的，第三出射光123至少包括一个焦点，光引导件114设置在第三出射光123的至少一个焦点处或焦点附近。因为受本装置的内部空间限制，光引导件114只能选用小体积的平面反射镜，但这也造成了光引导件114可能会漏掉一部分从第一分束器113出射的子光束，所以为了减少光引导件114漏掉的子光束，光引导件114必须放在一个比较合理的位置。这里用第一分束器113弧面是凹面的情况举例说明。从第一分束器113出射的多束子光束，因为从子平面的平面反射镜出射的关系，每条子光束都是准直的，又因为这些子光束是从弧面的凹面一侧出射，所以这些子光束会汇聚在一个焦点处，而第三出射光是这些子光束的集合，所以说光引导件114设置在第三出射光的焦点处；另一种实施方式是，在弧面的凹面上有多个凸起，子光束照射在凸起上反射后会有一个新的焦点，多个凸起就会产生多个焦点，光引导件144为了能反射大多数子光束需要设置在尽量靠近所有焦点处，所以说光引导件144设置在焦点附近，此时所需要的光引导件114的面积最小。经多次实验验证，我们得出光引导件需要离这些子光束的焦点最好不要超过5毫米的实验结论。

在本实用新型中，优选的，第三出射光与第一出射光同方向出射，第三出射光的光轴与第一出射光的光轴在同一平面内，且第三出射光光轴与第一出射光光轴的角度差小于等于45度，这是为了满足客户提出的向特定方向出射光的需求而做出的设计，但这不是固定的，光的出射方向可以根据客户需求来进行再次设计。

实施例2：

如图3所示，该实施例与实施例1的不同之处在于，还包括位于发光光源211与光收集装置212之间的第二分束器215，所述第一出射光221包括近轴光221a和远轴光221b，近轴光221a的出射角度小于远轴光221b的出射角度，所述近轴光221a直接入射光收集装置212，远轴光221b经第二分束器215反射或折射后入射光收集装置212。

由于发光光源211为朗伯发光，所以第一出射光221根据与发光光源211的光轴夹角的大小可分为近轴光221a和远轴光221b，其中，近轴光221a的出射角度小于远轴光221b的出射角度。在本实施例中近轴光221a的出射角度a大约为±15°，而光收集装置212的收光范围也是±15°左右，这样近轴光221a就能被光收集装置212收集并准直后出射，但是远轴光221b无法被光收集装置212直接收集，造成了光能的浪费，也降低了出射光的光强，从而使得出射光束形成的光斑亮度不够，影响装饰效果，所以一种优选的实施方式是，在发光光源211与光收集装置212之间还设置了第二分束器215，第二分束器215可以选择平面反射镜反射或棱镜改变远轴光221b的角度。在本实施例中，用平面反射镜来进行说明，第二分束器215至少包括一个平面反射镜，所述平面反射镜的作用是收集第一出射光221中的远轴光221b，并将收集到的光束以反射的方式引导至光收集装置212，这样既增加了第一出射光221的使用效率，减少了第一出射光221的浪费，又使得出射光束的光强增大，提高了出射光束形成光斑的亮度。

为了方便第二分束器215上平面反射镜的安装和定位，一种优选的实施方式，第二分束器215包括进光口215a与出光口215b，进光口215a围绕发光光源211设置，所述出光口215b设置在远离发光光源211的一端，所述第二分束器215垂直于发光光源211光轴的横截面的面积沿发光光源光轴的方向逐渐变大，且该横截面的中心点位于发光光源211的光轴上；所述平面反射镜附着在第二分束器215的内壁上。在本实施例中，第二分束器215可以是一种壳体或固定架，平面反射镜附着在壳体的内壁上或者直接固定在固定架上。在本实施例中第二分束器215选用壳体来进行描述，第二分束器215分为进光口215a和出光口215b，进光口215a围绕发光光源211设置，出光口设置在远离发光光源211的一端，第二分束器215垂直于发光光源光轴的横截面的面积沿发光光源211光轴的方向逐渐变大，且该横截面的中心点位于发光光源211的光轴上。该优选方式的优点是，平面反射镜直接沿进光口215a到出光口215b方向粘接在第二分束器215的内壁上即可，这样既方便了平面反射镜的安装，也方便了平面反射镜的定位，在平面反射镜安装失误时也方便进行微调，而且有外壳的保护使得平面反射镜不容易因外力而损坏；进光口215a围绕光源设置，这样能够收集从发光光源211出射的大部分光，减少了光的浪费；第二分束器215上可以安装多个平面反射镜，每一个平面反射镜都会反射一束光，从而初步对第一出射光221进行了光分束。

在本实施例中，为了避免第二分束器215与光收集装置212之间的光能浪费，将透镜直接覆盖在第二分束器215的出光口215b，这样既节省了装置内部整体使用空间，也可以将第一出射光221大部分收集利用。

实施例3：

如图4所示，第二分束器315也可以用棱镜来改变第一出射光中的远轴光321b的角度，在实施例2中用平面反射镜来对远轴光221b改变角度容易出现平面反射镜易脱落的问题，平面反射镜一旦脱落还会影响第二分束器215中其它反射镜对远轴光221b角度的改变效率，而且光收集装置212直接覆盖在第二分束器215的出光口215b上，这样会使得第二分束器215的修理难度变高。在本实施例中，采用棱镜315来进行远轴光321b的角度改变就不会出现上述难修理的情况，棱镜一旦损坏时更换也会变的较为容易。

实施例4：

如图5a所示，第一分束器413选用弧面的凸面一侧，在凸面一侧均匀贴附平面反射镜，其中凸面有一个虚焦点p。该实施例的光路图如图5所示，第二出射光422入射到第一分束器413上，经第一分束器413的凸面分束后出射，因为凸面只有一个虚焦点p，所以从凸面出射的光不需要聚焦后再发散，而是直接发散的，因此该实施例的优点是这样光引导件414就不在需要设置再第一分束器413的凹面焦点处或焦点附近，可以在保证反射大多数子光束的前提下较为自由的选择设置位置。

实施例5：

如图6所示，第一分束器513的若干子平面为光分束透镜，第一分束器513选用反射式时，不管使用凹面还是凸面都存在问题：假设其中子平面脱落，会极大影响整个装置的出光效果，或者反射镜损坏，那么在维修时会相当困难，在更换子平面反射镜时要注意不能破坏其他子平面反射镜；如果要换整个第一分束器513，那成本就会上升。所以可以选用光分束透镜对来自光收集装置512的第二出射光522进行光分束，光分束透镜相对于平面反射镜更换更为方便，而且也不容易脱落。图6a为光分束透镜的主视图。

实施例6：

如图7所示，光引导件614至少包括两个平面反射镜且两个平面反射镜不在同一个平面内。由于在本装置中光引导件614需要采用体积较小平面反射镜，所以该平面反射镜不管放在第三出射光623光路的何处都会漏掉一部分从第一分束器613出射的部分子光束，因此，可以考虑选用两个小体积的平面反射镜组成的反射镜组来进行对第一分束器613出射的子光束进行引导。这两个平面反射镜需要设置在不同平面内，在充分利用装置内部空间的同时来接收并引导更多的子光束出射，而且两个平面反射镜还可以对来自第一分束器613的子光束进行再次分束，使这些子光束照射到物体上形成更多的子光斑。

以上对本实用新型的数个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种照明装置，包括发光光源，发光光源出射第一出射光，其特征在于：还包括光收集装置以及光收集装置光路后端的第一分束器，所述光收集装置设置在第一出射光的光路上，光收集装置用于收集第一出射光并将其准直形成第二出射光；第二出射光进入第一分束器分束后出射第三出射光，所述第一分束器包括一个弧面，所述弧面由若干个子平面组成；还包括光引导件，所述光引导件至少包括一个平面反射镜，该光引导件接收来自第一分束器的第三出射光并向远离第一分束器一侧反射第三出射光。

2.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：还包括位于发光光源与光收集装置之间的第二分束器，所述第一出射光包括近轴光和远轴光，近轴光的出射角度小于远轴光的出射角度，所述近轴光直接入射光收集装置，远轴光经第二分束器反射或折射后入射光收集装置。

3.根据权利要求2所述的一种照明装置，其特征在于：所述第二分束器至少包括一个平面反射镜，所述平面反射镜的作用是收集第一出射光中的远轴光，并将收集到的光束以反射的方式引导至光收集装置。

4.根据权利要求3所述的一种照明装置，其特征在于：所述第二分束器包括进光口与出光口，进光口围绕发光光源设置，所述出光口设置在远离发光光源的一端，所述第二分束器垂直于发光光源光轴的横截面的面积沿发光光源光轴的方向逐渐变大，且该横截面的中心点位于发光光源的光轴上；所述平面反射镜附着在第二分束器的内壁上。

5.根据权利要求4所述的一种照明装置，其特征在于：所述光收集装置为透镜，且该透镜覆盖第二分束器的出光口。

6.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述第三出射光至少包括一个焦点，所述光引导件设置在第三出射光的焦点处或焦点附近。

7.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述第三出射光与第一出射光同方向出射，第三出射光的光轴与第一出射光的光轴在同一平面内，且第三出射光光轴与第一出射光光轴的角度差小于等于45度。

8.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述第一分束器的若干个子平面是平面反射镜并且子平面均匀排列，或者所述第一分束器的若干子平面为光分束透镜。

9.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述光引导件至少包括两个平面反射镜且两个平面反射镜不在同一个平面内。

10.一种灯具，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的照明装置。

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