CN216083165U - 一种导光元件及灯具 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的导光元件和灯具，采用环形入光面，入射光源不集中在柱体中间位置，环形结构的入射面邻近位置可以设置反射面，使得大角度入射光经反射面反射后射向柱体上方，从而解决了原有光线集中在下方的问题。而第二光学面的偏光设计进一步解决底部光线集中的问题。LED灯珠发出的光经过此结构后被改变原有的入光角度进入导光柱，将有效改善导光柱的均匀性，并且通过调整入光角度也会提高光利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种导光元件，特别是一种用于灯具的导光元件,以及相关灯具。
背景技术
灯具人类征服黑夜的一大发明，将黑夜变为白昼，扩展了人类活动的范围和活动时间。LED的发展更是给灯具设计带来了更多的设计空间，其中导光元件以其造型多变、光线均匀、发光效率高的优势深受广大用户的欢迎，被广泛地应用到灯具设计之中。
常见的导光柱类灯具发光方式多为LED直接面对导光柱入光面的中间位置，由于LED自身是发光角度120度的朗伯光源，LED发出的大角度方向上的光在射入导光柱入光面时所受的界面反射较高会导致一部分光不能进入导光柱损失了部分效率。并且由于大量的光入射角度较大，导致进入导光柱后不能没有足够的有效传播距离，集中在导光柱底部区域，因此造成导光柱上下发光极为不均匀。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决导光柱类灯具发光效率低，发光不均匀等问题，提出了一种具有新的入光结构的导光元件。
本实用新型为实现上述功能，所采用的技术方案是提供一种导光元件，其特征在于，所述导光元件为实心柱状结构，包括相对设置的第一端面、第二端面和连接这两个端面的侧面，入光面设置在第一端面上，所述侧面为出光面，所述入光面为由所述第一端面向所述导光元件内部凹陷而成的环形面。
优选地，所述第一端面上还设置有由所述第一端面向所述导光元件内部凹陷且横向截面逐步缩小的喇叭形结构，所述喇叭形结构和所述环形面共轴，所述喇叭形结构的侧面形成第一反射面，所述入光面环绕所述第一反射面。
优选地，所述第一反射面为由所述导光元件向外突出的自由曲面。
优选地，所述侧面靠近所述第一端面部分为第二反射面，所述第二反射面环绕所述入光面。
优选地，所述第二反射面为由所述导光元件向外突出的自由曲面。
优选地，所述入光面包括依次连接的第一光学面、第二光学面、第三光学面，所述第二光学面和所述第一端面相对设置，所述第一光学面邻近所述第一反射面，一端连接所述第一端面，另一端连接所述第二光学面，所述第三光学面邻近所述第二反射面，一端连接所述第二光学面，另一端连接所述第一端面。
优选地，在经过所述导光元件轴线的截面上，所述第二光学面的截面为曲线，所述第一光学面和所述第三光学面的截面为直线。
优选地，所述第二光学面和所述第一光学面的连接点到所述第一端面的距离小于所述第二光学面和所述第三光学面的连接点到所述第一端面的距离。
优选地，所述第二光学面为由所述导光元件向外突出的自由曲面，形成偏光结构，光线经由所述第二光学面入射后向所述导光元件中心方向偏斜。
优选地，所述出光面包括漫反射结构，所述漫反射结构为微结构阵列或由表面喷砂处理形成。
优选地，所述漫反射结构不均匀分布，所述漫反射结构的分布密度和其所在位置到所述第一端面的距离成正比，即离所述第一端面越远，所述漫反射结构的分布密度越大。
优选地，所述微结构为棱锥形、六边形、球拱形、角锥形、线型凹槽或表面打点结构。
本申请还提供一种灯具，其特征在于：所述灯具包括光源及如上所述的导光元件，所述光源环形排布被所述导光元件的所述入光面所覆盖。
本实用新型提供的导光元件，入射光源不集中在柱体中间位置，环形结构的入射面邻近位置可以设置反射面，使得大角度入射光经反射面反射后射向柱体上方，从而解决了原有光线集中在下方的问题。而第二光学面的偏光设计进一步解决底部光线集中的问题。LED灯珠发出的光经过此结构后被改变原有的入光角度进入导光柱，将有效改善导光柱的均匀性，并且通过调整入光角度也会提高光利用率。
附图说明
图1是本实用新型一优选实施例灯具的剖面结构示意图；
图2是图1优选实施例中的导光元件局部视图；
图3是本实用新型导光元件另一优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的用于灯具的导光元件作进一步的详细说明。
本申请一优选实施例的灯具如图1，包括基座6、灯罩2、导光元件1、光源3。光源3设置在基座6上呈环形排布，导光元件1包括环形入光面101覆盖光源3，灯罩2罩设在导光元件1外。光源3 发出的光线由入光面101进入导光元件1，再由出光面102出射后均匀地打在灯罩2上，灯罩整体发光均匀，实现良好的照明效果。
导光元件1整体呈实心柱状结构，相对设置的第一端面11、第二端面12和连接两个端面的侧面13。入光面101设置在第一端面11上，为由第一端面11向导光元件1内部凹陷而成的环形面。导光元件1的侧面13为出光面102。具体结构及光线路径可参看图2的局部放大图。入光面101包括依次连接的第一光学面1011、第二光学面1012、第三光学面1013，其中第二光学面1012和第一端面11相对设置，第一光学1011和第二光学面1013均为一端连接第一端面11，另一端连接第二光学面1012。其中，第一光学面1011靠近导光元件的内侧，而第三光学面1013设置在邻近出光面102一侧。图2为导光元件1过轴线的剖面图，如图2所示，在经过导光元件轴线的截面上，第二光学面1012的截面为曲线，该曲线为由导光元件1向外突出的自由曲线，且靠近中心一侧低于靠近侧面13一侧，即和第一光学面1011的连接点到第一端面11的距离要小于和第三光学面1013的连接点到第一端面11的距离。从而形成偏光结构，如图2中的光线1经由第二光学面1012入射后向导光元件中心方向偏斜。第一光学面1011和第三光学面1013在图2中的截面为直线，光线入射后如果不经过处理，大部分会从导光元件1的底部直接出射，这样会形成底部较亮而顶端较暗的现象，因此我们在邻近这两个光学面的位置设置了两个反射面。邻近第一光学面1011设置有第一反射面103，第一反射面103为由导光元件1向外突出的自由曲面。由于入光面101呈环形，第一反射面103设置在第一光学面1011的内侧，环绕而形成一个由第一端面11向导光元件1内部凹陷，且横向截面逐步缩小的喇叭形结构，其侧面即形成第一反射面103。该喇叭形结构和入光面101形成的环形面共轴。导光元件1侧面靠近端面部分设置有第二反射面104，第二反射面104邻近第三光学面1013环绕入光面101。第二反射面104为由导光元件1向外突出的自由曲面。
在图2中由光源3发出的光线分为三部分进入导光元件1。第一部分光线图中标示为光线1，经第二光学面1012入射，偏光打向导光元件1上部，由出光面102出射。第二部分光线图中标示为光线2，经第三光学面1013折射后再经第二反射面104反射，光线射向导光元件1上方，经出光面102出射。第三部分光线图中标示为光线3，经第一光学面1011折射后再经第一反射面103反射，光线射向导光元件1上方，经出光面102出射。
为了使得导光元件1的表面出光更为均匀，在出光面102还设有漫反射结构，在本实施例中漫反射结构由表面喷砂处理形成。本申请主要解决导光柱出光上下不均的问题，因此在漫反射结构上我们也提出了改进，出光面102上的漫反射结构作不均匀分布，其分布密度和所在位置到入光面所在的第一端面11的距离成正比，即离入光面越远，漫反射结构的分布密度越大。在本实施例中出光面102为从上到下由重到轻的非均匀喷砂处理面，即靠近上端喷重砂，而下端喷轻砂。喷重砂指的是砂的体积要大和/或喷砂密度也较大。
图3示出了本申请另一较佳实施例的导光元件，导光元件基本结构和前述实施例类似，这里就不再赘述。其区别在于出光面102不同，上一实施例中出光面102为光滑表面，而本实施例中出光面102上设有作为漫反射结构的微结构1022。微结构1022为围绕导光元件1柱体周向的线型凹槽，其同样为上密下疏。其光学作用是破坏全反射面，上表面密一些，使原本应该全反射返回导光柱内的光经过微结构出射。从而使导光元件1表面的出光均匀。微结构1022除了线性凹槽以外，还可以是微结构为棱锥形、六边形、球拱形、角锥形等结构或为表面打点结构。
图1仅为本申请导光元件1的一个具体应用示例，在其他较佳实施例中灯具可以为各种其他造型，基座6和灯罩2均可以各种不同的形状，其连接方式也可根据造型的不同而灵活设置。另外导光元件1还可用于吊灯，吊灯可包括多个灯头，彼此通过灯臂连接，每一灯头设置导光元件1，其外部可以设置灯罩，也可不设置灯罩，本申请对此不作限定。
上文对本申请优选实施例的描述是为了说明和描述，并非想要把本申请穷尽或局限于所公开的具体形式，显然，可能做出许多修改和变化，这些修改和变化可能对于本领域技术人员来说是显然的，应当包括在由所附权利要求书定义的本申请的范围之内。
Claims (13)
1.一种导光元件，其特征在于，所述导光元件为实心柱状结构，包括相对设置的第一端面、第二端面和连接这两个端面的侧面，入光面设置在第一端面上，所述侧面为出光面，所述入光面为由所述第一端面向所述导光元件内部凹陷而成的环形面。
2.根据权利要求1所述的导光元件，其特征在于：所述第一端面上还设置有由所述第一端面向所述导光元件内部凹陷且横向截面逐步缩小的喇叭形结构，所述喇叭形结构和所述环形面共轴，所述喇叭形结构的侧面形成第一反射面，所述入光面环绕所述第一反射面。
3.根据权利要求2所述的导光元件，其特征在于：所述第一反射面为由所述导光元件向外突出的自由曲面。
4.根据权利要求2所述的导光元件，其特征在于：所述侧面靠近所述第一端面部分为第二反射面，所述第二反射面环绕所述入光面。
5.根据权利要求4所述的导光元件，其特征在于：所述第二反射面为由所述导光元件向外突出的自由曲面。
6.根据权利要求4所述的导光元件，其特征在于：所述入光面包括依次连接的第一光学面、第二光学面、第三光学面，所述第二光学面和所述第一端面相对设置，所述第一光学面邻近所述第一反射面，一端连接所述第一端面，另一端连接所述第二光学面，所述第三光学面邻近所述第二反射面，一端连接所述第二光学面，另一端连接所述第一端面。
7.根据权利要求6所述的导光元件，其特征在于：在经过所述导光元件轴线的截面上，所述第二光学面的截面为曲线，所述第一光学面和所述第三光学面的截面为直线。
8.根据权利要求7所述的导光元件，其特征在于：所述第二光学面和所述第一光学面的连接点到所述第一端面的距离小于所述第二光学面和所述第三光学面的连接点到所述第一端面的距离。
9.根据权利要求8所述的导光元件，其特征在于：所述第二光学面为由所述导光元件向外突出的自由曲面，形成偏光结构，光线经由所述第二光学面入射后向所述导光元件中心方向偏斜。
10.根据权利要求1-9任一所述的导光元件，其特征在于：所述出光面包括漫反射结构，所述漫反射结构为微结构阵列或由表面喷砂处理形成。
11.根据权利要求10所述的导光元件，其特征在于：所述漫反射结构不均匀分布，所述漫反射结构的分布密度和其所在位置到所述第一端面的距离成正比，即离所述第一端面越远，所述漫反射结构的分布密度越大。
12.根据权利要求11所述的导光元件，其特征在于：所述微结构为棱锥形、六边形、球拱形、角锥形、线型凹槽或表面打点结构。
13.一种灯具，其特征在于：所述灯具包括光源及如权利要求1-12任一所述的导光元件，所述光源环形排布被所述导光元件的所述入光面所覆盖。
Priority Applications (1)
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| CN202121420871.0U CN216083165U (zh) | 2021-06-25 | 2021-06-25 | 一种导光元件及灯具 |
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