CN219433129U - 一种用于改变光分布的光学装置、模具及灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于改变光分布的光学装置、模具及灯具，该光学装置包括凸缘部分及机械连接到凸缘部分的光改变器部分。每个光改变器部分被配置成改变被引导至光改变器部分的入光面的光分布。凸缘部分的与光改变器部分的出光面位于同一侧的凸缘部分的第一表面包括脊，脊连接到枢纽区域并且从枢纽区域径向地延伸到凸缘部分的边缘。脊增加了凸缘部分的机械强度和刚度，因此可以避免对凸缘部分的边缘加强的需要。此外，脊增加了凸缘部分的热发射表面，从而改善了冷却，此外，脊可以减少从凸缘部分向外发射的杂散光。

Description

一种用于改变光分布的光学装置、模具及灯具

技术领域

本实用新型一般涉及照明工程。更具体地，本实用新型涉及一种用于改变光分布的光学装置、模具及灯具。

背景技术

光源产生的光分布在某些应用中可能很重要，甚至很关键。光源可以包括，例如但不一定是，一个或多个发光二极管“LED”、一个或多个白炽灯、或一个或多个气体放电灯。光源产生的光分布可以用光学装置来改变，例如透镜、反射器和组合透镜-反射器装置，组合透镜-反射器装置包括用作透镜的部分和用作反射器的部分。

在许多情况下，光学装置包括凸缘部分和机械连接到凸缘部分的光改变器部分阵列。每个光改变器部分被配置为改变被引导至所考虑的光改变器部分的入光面的光分布。每个光改变器部分可以包括基于光折射的透镜、基于例如全内反射“TIR”的反射器、或组合的透镜-反射器，组合的透镜-反射器包括用作透镜的部分和用作反射器的部分。光改变器部分的阵列可以是例如2×2或2×4的光改变器部分阵列。具有上述类型的光学装置的灯具通常包括电路板和安装在电路板上的诸如LED的光源阵列，使得光源阵列被光学装置覆盖。

上述类型的光学装置的凸缘部分对光改变没有贡献，但凸缘部分用作光改变器部分的机械支撑。因此，存在最小化凸缘部分所需材料量的动机。另一方面，凸缘部分应具有足够的机械强度和刚性。一种典型的方法是为凸缘部分提供边缘加强件，使得凸缘部分在其边缘区域比凸缘部分的其他地方更厚。由于加固边缘用作支撑光学装置的另一部分的框架，因此边缘加固可能占光学装置所需材料总量的很大一部分。

实用新型内容

下面给出了一个简化的概述，以提供对各种实用新型实施例的某些方面的基本理解。该概述不是本实用新型的详尽概述。它既不旨在识别本实用新型的重要或关键要素，也不旨在描述本实用新型的范围。以下概述仅以简化的形式呈现本实用新型的一些概念，作为对本实用新型的示例性实施例的更详细描述的前奏。

在本文中，“几何”一词用作前缀时表示不一定是任何物理对象的一部分的几何概念。几何概念可以是例如几何点、直线或弯曲几何线、几何平面、非平面几何表面、几何空间或零、一、二维或三维的任何其他几何实体。

本实用新型提供了一种用于改变由光源产生的光分布的新光学装置。

本实用新型的光学装置包括：

凸缘部分，以及

光改变器部分，其机械地连接到凸缘部分，每个光改变器部分被配置为改变被引导至光改变器部分的入光面的光分布。

与光改变器部分的出光面位于光学装置同一侧的凸缘部分的第一表面包括连接到枢纽区域，并且从枢纽区域朝向凸缘部分的边缘径向延伸的脊。脊增加了凸缘部分的机械强度和刚度，因此可以避免对凸缘部分的边缘加固的需要，从而在许多情况下，可以减少光学装置所需的材料量。此外，脊增加了凸缘部分的热发射表面并且因此脊改善了冷却。此外，脊可以减少从凸缘部分发射出的杂散光。

在根据一个有利且非限制性实施例的光学装置中，上述枢纽区域对应于注入点，在通过模铸制造光学装置期间材料已经通过该注入点供应到模具。在该示例性案例中，上述脊有助于通过模铸制造光学装置，这是因为径向布置的脊对应于模具中径向布置的凹槽，这使得用光学装置的熔融材料填充模具更容易和更快。作为推论，可以减少光学装置的制造时间。

本实用新型还提供了一种新模具，其具有适合于通过模铸制造构成本实用新型的光学装置的凸缘部分和光改变器部分的透明件的形式。

本实用新型还提供了一种新的灯具，包括：

载体元件，例如电路板，

安装在载体元件上的光源，以及

本实用新型的上述光学装置，其安装在载体元件上并覆盖光源，光学装置的光改变器部分被配置为改变由每个光源发射的光分布。

关于结构和操作方法的各种示例性和非限制性实施例，连同其附加目的和优点，将在结合附图阅读时从特定示例性实施例的以下描述得到最好的理解。

动词“包括”和“包含”在本文中用作开放式限制，既不排除也不要求存在未列举的特征。

除非另有明确说明，否则从属权利要求中记载的特征可相互自由组合。

此外，应当理解，贯穿本文的“一”或“一个”，即单数形式的使用不排除复数。

附图说明

下面参考附图更详细地说明示例性且非限制性实施例及其优点，其中：

图1、图2和图3示出了根据示例性且非限制性实施例的光学装置，以及

图4示出了一种灯具，该灯具包括光源和根据用于改变由光源产生的光分布的示例性且非限制性实施例的光学装置。

具体实施方式

下面给出的描述中提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。除非另有明确说明，否则下文给出的描述中提供的示例列表和组不是详尽无遗的。

图1和图2示出了根据示例性且非限制性实施例的光学装置101的等距视图。图3示出了光学装置101的侧视图。与图1-图3相关的观察方向用坐标系199指示。光学装置101包括凸缘部分102及机械连接到凸缘部分102的光改变器部分103。每个光改变器部分被配置为改变被引导至所考虑的光改变器部分的入光面的光分布。光改变器部分103的入光面如图2所示，并且光改变器部分103的出光面如图1所示。每个光改变器部分103可以包括基于光折射的透镜、基于例如全内反射“TIR”的反射器、或组合的透镜-反射器，组合的透镜-反射器包括充当透镜的部分和充当反射器的部分。在图1-图3所示的示例性光学装置101中，凸缘部分102具有用于螺钉或用于将光学装置101附接到电路板或另一载体元件的另一附接装置的孔110。

与光改变器部分103的出光面位于光学装置101的同一侧的凸缘部分102的第一表面104包括脊，所述脊连接到枢纽区域107并且从枢纽区域朝向边缘径向延伸凸缘部分102的一部分。在图1中，两个脊用附图标记106表示。脊增加了凸缘部分102的机械强度和刚度，因此需要对凸缘部分102进行边缘加固。避免了，因此，在许多情况下，可以减少光学装置101所需的材料量。此外，脊增加了凸缘部分102的热发射表面并且因此脊改善了冷却。此外，脊可以减少从凸缘部分102向外发射的杂散光。

在图1-图3所示的示例性光学装置101中，凸缘部分102和光改变器部分103构成单件透明材料，例如可以是丙烯酸塑料、聚碳酸酯、光学硅树脂、玻璃或一些其他合适的透明材料。原则上，也可以分别制造凸缘部分和光改变器部分，并且通过将光改变器部分附接到凸缘部分来组装光学装置。根据示例性和非限制性实施例的光学装置可以进一步包括，例如，在凸缘部分102的第二表面105上的胶垫，用于将光学装置附接到电路板等。图2中未显示胶垫。

在图1-图3所示的示例性光学装置中，有利地，上述枢纽区域107对应于注入点，在通过模铸制造光学装置101期间材料通过该注入点供应到模具。由于径向布置的脊对应于模具中径向布置的凹槽，因此上述脊有利于通过模铸制造光学装置101，这使得更容易和更快地用光学装置101的熔融材料填充模具。作为推论，由于脊，可以缩短光学装置101的制造时间。

根据示例性且非限制性实施例的光学装置包括两个或更多个上述类型的枢纽区域，以及连接至枢纽区域并从枢纽区域径向延伸的脊。一些脊从相应的枢纽区域延伸到光学装置的边缘，而其他脊在不同的枢纽区域之间延伸。这种具有两个或更多枢纽区域的布置在具有大阵列光改变器部分，例如4×8或8×16阵列，的光改变器部分的光学装置中是有利的。每个枢纽区域可以对应于注入点，在通过模铸制造光学装置期间材料通过该注入点供应到模具。

在根据示例性且非限制性实施例的光学装置中，相对于凸缘部分的第一表面104，在光学装置101的相对侧上的凸缘部分102的第二表面105包括与凸缘部分102的第一表面104的脊对齐的凹槽。在图2中，两个凹槽用附图标记108表示。有利地，凸缘部分102的第二表面105上的枢纽区域107包括连接到从枢纽区域径向延伸的凹槽。凹槽改善了光学装置101的冷却以及光源的冷却，这是因为凹槽允许空气在凸缘部分102和电路板或光学装置101安装在其上的另一个载体元件之间的流动。

有利地，凸缘部分102的第一表面104上的脊和相应地凸缘部分102的第二表面105上的凹槽是弯曲的，使得不形成光学装置可能沿其断裂的直线。

在根据示例性且非限制性实施例的光学装置中，凸缘部分102的第一表面104的在脊外侧的部分是凸的，使得凸缘部分的基板在凸缘部分102的边缘处比凸缘部分102的中心区域更薄。基板是指凸缘部分102的一部分，其在凸缘部分102的脊、凹槽、枢纽区域107和其他凸起和凹部之外。在图3中，凸缘部分102的两个边缘用附图标记109表示。凸缘部分基板的厚度在坐标系199的z方向上测量。凸缘部分102的基板的凸形状提高了凸缘部分102的机械刚度，并且有助于通过模铸制造光学装置101。

在根据示例性和非限制性实施例的光学装置中，凸缘部分102的第二表面105的50％以上与几何平面重合，以能够与电路板或另一载体元件的平坦表面配合。在图1-图3所示的示例性光学装置中，第二表面105的50％以上覆盖了凹槽、枢纽区域107和凸缘部分102中心上的孔之外的区域。在如图1-图3所示的示例性光学装置中，每个光改变器部分103被成形为形成构成光源空间的凹部。

图4示出了根据示例性且非限制性实施例的灯具的剖视图。几何剖面平行于坐标系299的x-z平面。灯具包括可以是例如电路板的载体元件211。灯具包括安装在载体元件211上的光源。光源中的两个在图4中用附图标记212表示。光源可以是例如发光二极管“LED”。灯具包括根据示例性且非限制性实施例的光学装置201。光学装置201可以是例如图1-图3所示的光学装置101。光学装置201安装在载体元件211上，使得光学装置201覆盖光源。光学装置201被配置为改变由每个光源发出的光分布。在图4中，示例光束用虚线箭头描绘。有利地，光学装置201在抵靠载体元件211的表面上包括凹槽，使得空气可以在光学装置201和载体元件211之间流动以冷却光学装置、载体元件和光源。在图4中，气流用点划线箭头表示。

上面给出的描述中提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。除非另有明确说明，否则在上面给出的描述中提供的示例列表和组不是详尽无遗的。

Claims (12)

1.一种用于改变光分布的光学装置，所述光学装置包括：

凸缘部分(102)，以及

光改变器部分(103)，其机械连接到所述凸缘部分(102)，每个所述光改变器部分(103)被配置为改变被引导至所述光改变器部分(103)的入光面的光分布，

其特征在于，所述凸缘部分(102)的第一表面(104)在所述光学装置的与所述光改变器部分(103)的出光面相同的一侧，包括连接到枢纽区域(107)并从枢纽区域(107)向所述凸缘部分(102)的边缘径向延伸的脊(106)。

2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，相对于所述凸缘部分(102)的所述第一表面(104)，在所述光学装置的相对侧上的所述凸缘部分(102)的第二表面(105)包括与所述凸缘部分(102)第一表面(104)的所述脊对齐的凹槽(108)。

3.根据权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述凸缘部分(102)的所述第二表面(105)上的所述枢纽区域(107)包括连接到从所述枢纽区域(107)径向延伸的所述凹槽(108)的凹部。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学装置，其特征在于，所述脊(106)是弯曲的。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的光学装置，其特征在于，所述凸缘部分(102)的所述第一表面(104)的在所述脊(106)外的部分是凸的，使得所述凸缘部分(102)的基板在所述凸缘部分(102)的边缘(109)比在所述凸缘部分(102)的中心区域更薄。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的光学装置，其特征在于，相对于所述凸缘部分的所述第一表面(104)，在所述光学装置的相对侧上的所述凸缘部分的第二表面(105)的50％以上与几何平面重合。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的光学装置，其特征在于，所述枢纽区域(107)对应于一个注入点，在通过模铸制造所述光学装置期间材料已经通过所述注入点供应到模具。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的光学装置，其特征在于，所述凸缘部分(102)及所述光改变器部分(103)构成单件透明材料。

9.根据权利要求8所述的光学装置，其特征在于，所述透明材料是以下之一：丙烯酸塑料、聚碳酸酯、光学硅胶、玻璃。

10.根据权利要求1-3及9中任一项所述的光学装置，其特征在于，每个所述光改变器部分(103)被成形为形成构成光源空间的凹部。

11.一种模具，其特征在于，所述模具具有适于通过模铸制造构成根据权利要求1-10中任一项所述的光学装置的凸缘部分和光改变器部分的透明件的形式。

12.一种灯具，其特征在于，所述灯具包括：

载体元件(211)，

安装在所述载体元件(211)上的光源(212)，以及

根据权利要求1-10中任一项所述的光学装置(201)，所述光学装置(201)安装在所述载体元件(211)上并覆盖所述光源(212)，所述光学装置的所述光改变器部分被配置为改变由每个所述光源(212)发射的光分布。