本發(fā)明涉及照明技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光學(xué)元件、光源模組和燈具。

背景技術(shù)：

目前的燈具常通過光學(xué)元件來聚焦或準(zhǔn)直發(fā)光單元所發(fā)出光線，以適應(yīng)各類照明環(huán)境，如何提高光學(xué)元件的配光性能也愈發(fā)受到業(yè)內(nèi)關(guān)注。

現(xiàn)有技術(shù)中，一種包括主體和側(cè)部的光學(xué)元件如今應(yīng)用廣泛，這種光學(xué)元件內(nèi)側(cè)部位于主體的周側(cè)，側(cè)部和主體配合形成用于收容發(fā)光單元的光源收容腔，發(fā)光單元所發(fā)出光線分別經(jīng)過主體和側(cè)部配光后照射至目標(biāo)區(qū)域。

然而，這種由主體和側(cè)部所形成的光學(xué)元件，在用于小角度燈具時，容易因主體的出射光比例過大同時光束角過大，導(dǎo)致燈具應(yīng)用時出現(xiàn)較大副光斑，這種副光斑既不美觀，也降低了有效光亮度，導(dǎo)致燈具的照明效果較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的公開實(shí)施例提供一種光學(xué)元件、光源模組和燈具。

根據(jù)本發(fā)明公開實(shí)施例的第一方面，提供一種光學(xué)元件，包括：

底表面；

出光面，與所述底表面相對設(shè)置，包括中心出光面以及環(huán)繞所述中心出光面的側(cè)邊出光面；

光源收容腔，開設(shè)于所述底表面并形成入光面，所述入光面包括與所述中心出光面對齊的中心入光面以及環(huán)繞所述中心入光面的側(cè)邊入光面，所述中心入光面與側(cè)邊入光面之間具有銜接縫；所述光源收容腔用于收容發(fā)光源并使得所述發(fā)光源與所述銜接縫上相背兩點(diǎn)的夾角不大于45度。

在一實(shí)施例中，所述中心入光面為圓形，所述銜接縫為圓環(huán)，所述相背兩點(diǎn)為所述圓環(huán)內(nèi)同一個直徑的兩端點(diǎn)。

在一實(shí)施例中，所述中心入光面和中心出光面之間間距不小于所述中心入光面的寬度。

在一實(shí)施例中，所述中心入光面和中心出光面之間間距不小于所述中心入光面的寬度的1.5倍。

在一實(shí)施例中，所述底表面為圓環(huán)面，所述圓環(huán)面的外徑為17.6厘米、內(nèi)徑為9厘米。

在一實(shí)施例中，所述底表面與所述中心入光面的垂直距離為8厘米。

在一實(shí)施例中，所述中心出光面為曲面，所述側(cè)邊出光面為環(huán)狀面，所述側(cè)邊出光面的外徑在44.05～44.35厘米范圍內(nèi)。

在一實(shí)施例中，在位于所述光源收容腔內(nèi)發(fā)光源與所述銜接縫上相背兩點(diǎn)的夾角不大于45度時，所述中心出光面射出的為50％光強(qiáng)比的光線的光束角不大于20度，所述中心出光面射出的為10％光強(qiáng)比的光線的光束角不大于30度。

根據(jù)本發(fā)明公開實(shí)施例的第二方面，提供一種光源模組，包括：

如前述發(fā)明內(nèi)容所述的光學(xué)元件；

發(fā)光單元，收容于所述光學(xué)元件內(nèi)光源收容腔內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明公開實(shí)施例的第三方面，提供一種燈具，包括：

燈殼；

如前述發(fā)明內(nèi)容所述的光源模組，所述光源模組安裝至所述燈殼。

由以上本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可見，本發(fā)明實(shí)施例所提供的光學(xué)元件、光源模組和燈具，通過配置光學(xué)元件內(nèi)光源收容腔的形狀和尺寸，使得位于所述光源收容腔內(nèi)發(fā)光源與所述銜接縫上相背兩點(diǎn)的夾角不大于預(yù)設(shè)光夾角時，所述中心出光面射出的為50％光強(qiáng)比的光線的光束角不大于第一閾值，所述中心出光面射出的為10％光強(qiáng)比的光線的光束角不大于第二閾值，所述第一閾值小于所述第二閾值。實(shí)現(xiàn)控制光學(xué)元件內(nèi)中心出光面所發(fā)出光線的比例，防止燈具應(yīng)用時出現(xiàn)較大副光斑，提升了燈具的照明效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中光學(xué)元件的立體圖。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中光學(xué)元件在另一角度的立體圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中光源模組的剖視圖。

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中光源模組所發(fā)出光線的配光曲線圖。

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中光源模組所發(fā)出光線的效果圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明一實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明一實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1和圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中光學(xué)元件在不同角度的立體圖。結(jié)合圖1和圖2所示，光學(xué)元件10可以是全內(nèi)反射透鏡，可以采用例如聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA等透明材料制備，在此不做展開描述。

光學(xué)元件10包括底表面11、出光面12以及側(cè)表面13，底表面11和出光面12相對設(shè)置，側(cè)表面13連接底表面11和出光面12的邊沿。在光學(xué)元件10為全內(nèi)反射透鏡時，側(cè)表面13則為全反射表面，側(cè)表面13的外圍還設(shè)置有例如鱗片、凸臺之類的微結(jié)構(gòu)，使得光線不會從側(cè)表面13透出。

底表面11大致為平整表面，底表面11的形狀根據(jù)應(yīng)用光學(xué)元件10的燈具的形狀進(jìn)行設(shè)定，例如可以設(shè)置成圓形。底表面11上開設(shè)有用于收容發(fā)光源(未圖示)的光源收容腔14，光源收容腔14大致位于底表面11的中心位置。光源收容腔14貫穿底表面11并朝向出光面12延伸。光源收容腔14的內(nèi)壁面則形成入光面15，位于光源收容腔14內(nèi)的發(fā)光源所發(fā)出光線穿過入光面15后，部分經(jīng)過側(cè)表面13反射抵達(dá)出光面12，部分直接抵達(dá)出光面12。在本發(fā)明實(shí)施例中，光源收容腔14大致呈圓柱狀，其各個位置上的截面尺寸可以漸變也可以固定。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中光源模組的剖視圖。結(jié)合圖3所示，光源模組100包括光學(xué)元件10以及發(fā)光源20，發(fā)光源20可以選為LED光源等類型，發(fā)光源20位于光源基板30上，光學(xué)元件10中底表面11安裝至光源基板30上，并將發(fā)光源20收容于光源收容腔14內(nèi)。光源模組100可以應(yīng)用于燈具(未圖示)，燈具可以是射燈等類型，燈具還會包括常規(guī)的燈殼等部件，僅需將光源模組100安裝至殼體即可。

在本實(shí)施例中，底表面11呈圓環(huán)狀，其外徑為17.6厘米左右、內(nèi)徑為9厘米左右。這里的數(shù)值均為估值，根據(jù)用戶需求來調(diào)整其公差，例如17.6厘米左右可以為17～18厘米范圍。

在本發(fā)明實(shí)施例中，光學(xué)元件10大致呈軸對稱，入光面15包括中心入光面151以及環(huán)繞中心入光面151的側(cè)邊入光面152，中心入光面151大致垂直于光學(xué)元件10的對稱軸A，側(cè)邊入光面152環(huán)繞對稱軸A并大致呈喇叭狀。

在實(shí)際應(yīng)用中，中心入光面151與側(cè)邊入光面152之間具有銜接縫153。銜接縫153的形狀跟隨中心入光面151的形狀來設(shè)定，例如中心入光面151設(shè)定成圓形時，銜接縫153也跟隨為圓形。銜接縫153具有相背的兩個點(diǎn)，相背的兩個點(diǎn)是銜接縫153上距離最遠(yuǎn)的兩個點(diǎn)。以銜接縫153是圓形為例，相背的兩個點(diǎn)即為銜接縫153上同一直徑的兩個端點(diǎn)。

在本實(shí)施例中，中心入光面151與底表面11的垂直距離為8厘米左右。參考前文，這里的數(shù)值也均為估值，根據(jù)用戶需求來調(diào)整其公差，例如8厘米左右可以為7～9厘米范圍。

出光面12包括中心出光面121以及環(huán)繞中心出光面121的側(cè)邊出光面122，中心出光面121與中心入光面151在對稱軸A上對齊，側(cè)邊出光面122環(huán)繞對稱軸A設(shè)置并大致呈內(nèi)凹喇叭狀，側(cè)邊出光面122的外徑在44.05～44.35厘米范圍內(nèi)。中心出光面121大致位于側(cè)邊出光面122所形成喇叭口的中心位置。在實(shí)際應(yīng)用中，中心出光面121大致呈球面型，其球面頂端則為與對稱軸A上。

位于光源收容腔14內(nèi)的發(fā)光源20也大致位于光學(xué)元件10的對稱軸A上。發(fā)光源20所發(fā)出部分光線通過中心入光面151直接抵達(dá)中心出光面121后射出，部分光線經(jīng)過側(cè)邊入光面152抵達(dá)側(cè)表面13后被反射至側(cè)邊出光面122再射出。由于側(cè)邊出光面122大致形成內(nèi)凹的喇叭狀，光學(xué)元件10所射出光線也被準(zhǔn)直或聚攏，從而適用于小角度照明，使得光學(xué)元件10尤其適用于射燈。在實(shí)際應(yīng)用中，出光面12還包括環(huán)繞側(cè)邊出光面122的安裝面123，安裝面123用于將光學(xué)元件10卡持在燈具內(nèi)，以安裝光學(xué)元件10。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過配置光源收容腔14的形狀和尺寸，使得位于所述光源收容腔14內(nèi)發(fā)光源20與銜接縫上相背兩點(diǎn)的夾角α不大于預(yù)設(shè)光夾角時，所述中心出光面121射出的為50％光強(qiáng)比的光線的光束角不大于第一閾值，所述中心出光面121射出的為10％光強(qiáng)比的光線的光束角不大于第二閾值，所述第一閾值小于所述第二閾值。從而實(shí)現(xiàn)控制光學(xué)元件內(nèi)中心出光面所發(fā)出光線的比例，防止燈具應(yīng)用時出現(xiàn)較大副光斑，提升了燈具的照明效果。

在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)光源模組100所發(fā)出光線的光束角要求，適應(yīng)性調(diào)整預(yù)設(shè)光夾角的數(shù)值，從而可以調(diào)整第一閾值和第二閾值，使得光源模組100總能具有較小的副光斑，保證其照明效果。

例如，預(yù)設(shè)光夾角可以是45度?？梢源_定第一閾值為20度，第二閾值為30度，即中心出光面121射出的為50％光強(qiáng)比的光線的光束角不大于20度，所述中心出光面121射出的為10％光強(qiáng)比的光線的光束角不大于30度。此時的光源模組100尤其適用于光束角為30度的射燈的需求。

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中光源模組所發(fā)出光線的配光曲線圖，圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中光源模組所發(fā)出光線的效果圖，該配光曲線圖和效果圖均可以通過對光學(xué)元件10進(jìn)行軟件仿真所得，在此不做贅述。結(jié)合圖4和圖5所示，在將預(yù)設(shè)光夾角設(shè)定為45度時，光源模組100在光學(xué)元件10的作用下，其中心出光面121射出的中心出光面121射出的為50％光強(qiáng)比的光線的光束角不大于20度、10％光強(qiáng)比的光線的光束角不大于30度。能夠很好的控制副光斑，保證照明效果。

在本發(fā)明實(shí)施例中，中心入光面151和中心出光面152之間間距H不小于所述中心入光面151的寬度D。仍以中心入光面151是圓形為例，則中心入光面151的寬度D即為所形成圓形的直徑，中心出光面121呈球面型，則間距H則為中心出光面151的最低處(即中心出光面121與側(cè)邊出光面122之間拼接縫處)到中心入光面151的垂直距離。優(yōu)選的，所述中心入光面和中心出光面之間間距H不小于所述中心入光面的寬度D的1.5倍。通過配置間距H和寬度D的關(guān)系，可以輕松得到實(shí)現(xiàn)前述效果的光學(xué)元件。

本說明書中的各個實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。