配光元件、光源模组、光源组件及照明灯具的制作方法

本实用新型涉及照明装置技术领域，尤其涉及一种配光元件、光源模组、光源组件及照明灯具。

背景技术：

随着人们对于环境照明的要求越来越高，照明灯具的性能也得到大幅的提高。目前，照明灯具的种类较多，这些照明灯具内布设有发光单元(例如LED发光单元)，发光单元上罩设有配光元件来实现光线的发散射出。

以线性灯为例，传统的线性灯一般为长条形结构，为了保证该线性灯出光均匀，通常可以采用以下两种方案：

第一种方案，将大量的发光单元均匀分布于电路板上，使得相邻的发光单元之间的距离较小，进而达到均匀出光的效果。采用该方案时，由于发光单元的数量较多、电路板的宽度较大，因此此种线性灯的成本较高。

第二种方案，采用拉伸式透镜扩大发光单元的照射范围。采用该方案时，虽然可以减少发光单元的数量、减小电路板的宽度，但是拉伸式透镜的重量较大，还是会对线性灯的组装、维护等带来不良影响，致使线性灯的成本仍然较高。

可见，传统的线性灯存在成本较高的问题。当然，上述问题同样存在于其他种类的照明灯具中。

技术实现要素：

本实用新型公开一种配光元件、光源模组、光源组件及照明灯具，以降低照明灯具的成本。

为了解决上述问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种配光元件，所述配光元件具有发光单元容纳空间以及分别位于所述配光元件两侧的入光面和出光面，所述发光单元容纳空间的内壁为所述入光面；

所述出光面为回转面，所述出光面的回转方向为环绕所述入光面的方向，所述入光面在所述回转方向上为非回转面。

一种光源模组，包括电路板、配光元件和发光单元，所述配光元件为上述配光元件，所述发光单元设置在所述电路板上，且位于所述发光单元容纳空间内，所述电路板与所述配光元件相固定。

一种光源组件，包括底座和安装于所述底座上的光源模组，所述光源模组为上述光源模组。

一种照明灯具，包括光学面罩、驱动器和上述光源组件，所述驱动器和所述光源组件均设置于所述光学面罩下方，所述驱动器与所述电路板电连接。

本实用新型采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本实用新型公开的配光元件的出光面为回转面，同时其入光面为非回转面，因此经过配光元件的光线将呈现出方向性，当配光元件的安装状态发生变化时，其所带来的照明效果也会发生变化。因此，在设计照明灯具时，可以根据灯具的宽度灵活调整配光元件的安装状态，使得配光元件所产生的照明效果更好地匹配灯具的宽度，最终达到照明灯具均匀出光的目的。采用该配光元件后，无须增加配光元件的数量就可以实现照明灯具的均匀出光，同时该配光元件的重量较小，因此采用该配光元件的照明灯具具有成本较低的特点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例公开的照明灯具的爆炸图；

图2为本实用新型实施例公开的照明灯具的部分结构的侧视图；

图3为图2所示结构的俯视图；

图4为图3的局部放大结构示意图；

图5为图4所示结构沿第一面(即A-A向)的切面图；

图6为图4所示结构沿第二面(即B-B向)的切面图；

图7为本实用新型另一实施例公开的照明灯具的部分结构的侧视图；

图8为图7所示结构的俯视图；

图9为图8的局部放大结构示意图；

图10为本实用新型又一实施例公开的照明灯具的部分结构的侧视图；

图11为图10所示结构的俯视图；

图12为图11的局部放大结构示意图；

图13为本实用新型再一实施例公开的照明灯具的部分结构的侧视图；

图14为图13所示结构的俯视图；

图15为图14的局部放大结构示意图；

图16为本实用新型另一实施例公开的照明灯具的部分结构的侧视图；

图17为图16所示结构的俯视图；

图18为图17的局部放大结构示意图。

附图标记说明：

100-光源组件、110-光源模组、111-配光元件、111a-发光单元容纳空间、111b-入光面、111c-出光面、111ca-横向延伸面、111cb-过渡连接面、111cc-纵向延伸面、111d-第一面、111e-第二面、112-电路板、113-发光单元、120-底座、121-基部、122-反射部、122a-反射面、200-扩散面罩、300-第一端盖、400-第二端盖。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型各个实施例公开的技术方案。

如图1-6所示，本实用新型实施例公开一种照明灯具，该照明灯具包括光学面罩、驱动器(图中未示出)、光源组件100、第一端盖300和第二端盖400，光学面罩用于对照明灯具的其他零部件起到防护作用，同时保证照明灯具的美观性。驱动器用于向光源组件100提供能量，使得光源组件100可以发出光线。驱动器和光源组件100均设置于光学面罩的下方，光源组件100发出的光线可以从光学面罩通过。第一端盖300和第二端盖400可以分别安装于光源组件100和光学面罩的两端，以形成封闭空间。本实用新型实施例公开的照明灯具具体可以是线性灯、吊灯、吸顶灯等等。

光源组件100包括底座120和安装于底座120上的光源模组110，底座120作为光源模组110的安装基础，而光源模组110则作为光源组件100的主体部分，以发出光线。

上述光源模组110具体可以包括电路板112、配光元件111和发光单元113。电路板112与前述的驱动器电连接，使得驱动器可以向电路板112提供发光所需的电能。发光单元113设置在电路板112上，因此电路板112可以向发光单元供电，使得发光单元113发光，该发光单元113可以优选为LED发光单元。配光元件111可以固定于电路板112上，其可以采用反射、折射等形式，对发光单元113所发出的光线进行方向等参数的调整，使得整个照明灯具的发光效果满足需求。具体实施例中，配光元件111可以采用透镜。

该配光元件111具有发光单元容纳空间111a以及分别位于其两侧的入光面111b和出光面111c。发光单元容纳空间111a用于容纳发光单元113，其内壁为入光面111b，因此发光单元113发出的光线首先到达入光面111b，这些光线在配光元件111内经过反射或者折射后再由出光面111c射出。本实用新型实施例中，出光面111c为回转面，其回转方向为环绕入光面111b的方向，而入光面111b在该回转方向上则为非回转面。因此透过配光元件111的光线将呈现出方向性，当配光元件111的安装状态发生变化时，其所带来的照明效果也会发生变化。

因此，在设计照明灯具时，可以根据灯具的宽度灵活调整配光元件111的安装状态，使得配光元件111所产生的照明效果更好地匹配灯具的宽度，最终达到照明灯具均匀出光的目的。采用该配光元件111后，无须增加配光元件111的数量就可以实现照明灯具的均匀出光，同时该配光元件111的重量较小，因此采用该配光元件111的照明灯具具有成本较低的特点。

发光单元113发出的光线经过配光元件111后将形成光斑，该光斑的具体形状可以是圆形、椭圆形、三角形、矩形等等。需要说明的是，光斑的形状可以根据照明灯具的整体形状来设计，例如如果照明灯具的整体形状为圆形，则可以设置光斑形状为圆形，以满足均匀出光的需求。针对矩形的照明灯具，例如线性灯，可以将光源模组110所形成的光斑设置为矩形光斑。

为了更准确地调整配光元件111的安装状态，使得照明灯具的发光效果与其宽度更好地匹配，进而优化照明灯具的发光效果，可以进一步使入光面111b的结构更具规律性。具体地，如图4所示，本实用新型实施例中，入光面111b关于垂直相交的第一面111d和第二面111e均呈对称结构。此时，光线经入光面111b射入，并最终从出光面111c射出后，将关于第一面111d和第二面111e均呈现出一定的对称性，继而达到前述效果。

进一步地，可以使第一面111d和第二面111e的相交线与出光面111c的回转轴共线，此时，入光面111b和出光面111c的几何中心连线平行于发光单元113的光轴，使得发光单元113射出的光线经过配光元件111后，在出光面111c的回转方向上呈现出更明显的规律性，以强化前述技术效果。

一种具体的实施例中，继续参考图4，在垂直于出光面111c的回转轴的截面内，入光面111b的截面为椭圆形截面。此时，光线经过配光元件111后所表现出的分布规律，基本与该椭圆形截面的结构特性保持一致，具体可以是在该椭圆形截面的短轴方向上较亮，长轴方向上较暗。同时在出光面111c的回转方向上，光线的亮度变化也趋于均匀，使得光线基本不存在较大的突变性，进一步改善照明灯具的光照均匀性。

更为具体地，将入光面111b的下端开口处的截面定义为下端截面，该下端截面垂直于出光面111c的回转轴，此下端截面的长轴尺寸可以是11mm，短轴尺寸可以是4.6mm，入光面111b的最大内凹深度可以设置为3.4mm。出光面111c的最大直径为14mm，最大高度(该高度为出光面111c的回转轴所在方向上的尺寸)为5.2mm。这些结构参数如此设置后，照明灯具的发光效果将更加突出。

当入光面111b具备上述椭圆形截面时，在靠近入光面111b的顶部的方向(该方向可以平行于发光单元113的光轴)上，该椭圆形截面的长轴长度和短轴长度可以不发生变化，也可以单调递增，但是这两种结构都会导致光线经过配光元件111后，在靠近入光面111b的顶部的方向上出现较大的突变，不利于保证照明灯具的光照均匀性。据此，可以使椭圆形截面的长轴长度和短轴长度在前述方向上均单调递减，此时入光面11b在靠近入光面111b的顶部的方向上呈平滑过渡的曲面结构。

为了得到更好的配光效果，可使出光面111c的曲率半径自出光面111c的中心向其边缘先逐渐减小再逐渐增大。当出光面111c的曲率半径减小时，光线发生的偏折将增大，使得光线适当外扩，得到较大的出光范围；当出光面111c的曲率半径增大时，光线发生的偏折将减小，使得光线适当收敛，防止光线照射至不需要光线的地方。可见，采用此种结构后，发光单元113发出的光线可以被更好地利用，同时有利于提升出光均匀性。

进一步的实施例中，如图5和图6所示，出光面111c可以包括横向延伸面111ca、过渡连接面111cb和纵向延伸面111cc，横向延伸面111ca通过过渡连接面111cb与纵向延伸面111cc弧形过渡连接。横向延伸面111ca和纵向延伸面111cc的曲率变化较小，而过渡连接面111cb的曲率变化则比较大，并且整个出光面111c的曲率半径从横向延伸面111ca至过渡连接面111cb大致呈逐渐减小的趋势，从过渡连接面111cb至纵向延伸面111cc大致呈逐渐增大的趋势。此种变化趋势使得配光元件111的出光范围和出光均匀性都比较理想。

入光面111b可以设置为光面，但是考虑到设置为光面后，光线入射后相对比较集中，容易导致光线经过配光元件111后仍然存在不均匀的问题，因此本实用新型实施例在入光面111b上设置磨砂混光纹，该磨砂混光纹可以通过喷砂等工艺形成，其具备凹凸不平的特性，因此光线经过该入光面111b后，将会更加分散，以此解决前述问题。

对于单个配光元件111来说，其发光单元容纳空间111a内可以仅设置一个发光单元113，也可以设置至少两个发光单元113。采用后一种方案时，如前所述，由于配光元件111的入光面111b为非回转面，因此透过配光元件111的光线呈现方向性，因此可以在入光面111b尺寸较大的方向上布置至少两个发光单元113，使得发光单元113的布置形式与入光面111b结构特征保持一致性，防止在入光面111b尺寸较大的方向上出现亮度不足的问题，进而使得出光均匀性更高。

单个光源模组110可以仅设置一个配光元件111，也可以设置多个配光元件111，为了获得更大的照射范围，可以将配光元件111设置为多个，各配光元件111可以间隔设置于电路板112上。每个配光元件111可以罩设在至少一个发光单元113上，也可以罩设在多个发光单元113上，此时，同一个配光元件111所罩设的多个发光单元113即形成发光单元组，对应于多个配光元件111的多个发光单元组同样间隔设置于电路板112上。随着发光单元组的数量不断增加，光源模组的照射范围随之增大。

为了使光源模组110所发出的光线更加均匀，本申请实施例采用如下方案：单个发光单元组中，相邻的发光单元113之间的间距为第一间距，相邻的发光单元组之间的间距为第二间距，第一间距小于第二间距。也就是说，发光单元容纳空间111a中的发光单元113布置得相对比较集中，使得单个光源模组110所发出的光线比较明亮；而各发光单元组则布置得相对比较分散，使得整个照明灯具所发出的光线相对柔和一些，不会刺伤用户的眼睛。

进一步地，上述第二间距与第一间距之间的比值可以设置为60～150，以使照明灯具的发光效果更优。具体地，第一间距可以是相邻的发光单元113的边缘之间的最小距离，其可以设置为0.5～1mm，第二间距可以是相邻的配光元件111的边缘之间的最小距离，其可以设置为62～66mm。

电路板112可以设置为条形结构，以便于安装多个发光单元113和配光元件111。采用此种电路板112的照明灯具可以是线性灯。如前所述，透过配光元件111的光线会呈现出一定的方向性，所以配光元件111和发光单元113所组成的整体结构在电路板112上的设置状态，将会直接影响照明灯具的照明效果。具体而言，配光元件111和发光单元113在照明灯具的宽度方向上占据的空间发生变化时，照明灯具的照明效果就会发生变化。所以，可以根据灯具宽度对应设置配光元件111和发光单元113与电路板112的延伸方向之间的夹角，该夹角可以定义为配光夹角。也就是说，此配光夹角为与灯具宽度相关的预设夹角，其可以在0～90°之间变化。

一种具体的实施例中，灯具宽度越小，上述配光角度越大。当灯具宽度为150～220mm时，配光夹角可以为0°；当灯具宽度为120～150mm时，配光夹角可以为5～10°；当灯具宽度为90～120mm时，配光夹角可以为20～80°；当灯具宽度为60～90mm时，配光夹角可以为90°。需要说明的是，此处所述的灯具宽度范围中，重复的端点值可以在其所在的数值范围内任选其一，继而选择配光夹角的数值。

如图2-图4所示，该照明灯具的宽度为200mm，配光角度为0°；如图7-图9所示，该照明灯具的宽度为150mm，配光角度为0°；如图10-图12所示，该照明灯具的宽度为120mm，配光角度为5～10°；如图13-图15所示，该照明灯具的宽度为90mm，配光角度为90°；如图16-图18所示，该照明灯具的宽度为60mm，配光角度为90°。

光源组件100中，底座120可以包括基部121以及设置于基部121上的反射部122，光源模组110安装于基部121，反射部122具有朝向光源模组110的反射面122a。基部121和反射部122均可以采用板状结构。发光单元113发出的光线中，一部分可以直接射出，另一部分则照射到反射部122的反射面122a上，反射面122a再把这部分光线反射，最终使这部分光线射出。可见，采用此种底座120时，由于反射部122的反射作用，光线从配光元件111射出后将再一次发生方向变化，进而使得光源组件100所发出的光线更加均匀。

为了进一步强化前述技术效果，可以将反射部122设置为两个，这两个反射部122分别位于光源模组110的相对两侧。此时，发光单元113位于这两个反射部122之间，因此这两个反射部122可以对发光单元113发出的更多光线进行反射，光线的反射效率随之提升，整个照明灯具的照明效果更优。

反射面122a的形状可以根据实际需求灵活选择，例如可以设置为平面、波浪形曲面、锯齿形曲面等等，当反射面122a为平面时，首先更利于控制照明灯具的照明效果，其次更便于加工，因此本实用新型实施例优选反射面122a为平面。

设置上述反射部122后，反射部122相对于基部121的倾斜程度就是反射面122a的斜率，该斜率不同时将会产生不同的发光效果，也就可以根据照明灯具的不同宽度适应性设置反射部122的斜率，以提升照明灯具的光照均匀性。因此本实用新型实施例中，反射面122a的斜率为与灯具宽度相关的预设斜率。该预设斜率的数值为反射面122a与发光单元113的光轴之间形成的倾斜夹角α的余角的正切值，因此可以通过设计该倾斜夹角α的数值达到调整反射面122a的斜率这一目的。具体地，此倾斜夹角α可以在0～90°(不包含0°和90°)之间选择。

上述底座120可以采用铝材挤压成型的工艺加工而成，以便于底座120的一次性成型，同时便于调整反射面122a的斜率，提高底座120的加工精度和结构强度。

一种具体的实施例中，为了实现均匀发光，当灯具宽度越小时，可以使上述倾斜夹角α越小，该倾斜夹角α的余角则越大。当灯具宽度为150～220mm时，反射面122a的斜率为tan25°～tan30°；当灯具宽度为120～150mm时，反射面122a的斜率为tan35°～tan40°；当灯具宽度为90～120mm时，反射面122a的斜率为tan40°～tan45°；当灯具宽度为60～90mm时，反射面122a的斜率为tan50°～tan55°；当灯具宽度为50～60mm时，反射面122a的斜率为tan75°～tan80°。需要说明的是，此处所述的灯具宽度范围中，重复的端点值可以在其所在的数值范围内任选其一，继而选择配光夹角的数值。

具体地，如图2-图4所示，该照明灯具的宽度为200mm，倾斜夹角α的余角为25°～30°；如图7-图9所示，该照明灯具的宽度为150mm，倾斜夹角α的余角为35°～40°；如图10-图12所示，该照明灯具的宽度为120mm，倾斜夹角α的余角为40°～45°；如图13-图15所示，该照明灯具的宽度为90mm，倾斜夹角α的余角为50°～55°；如图15-图18所示，该照明灯具的宽度为60mm，倾斜夹角α的余角为75°～80°。

通过上述各技术方案，本实用新型实施例提供的照明灯具在50mm～220mm的宽度范围内都可以获得比较理想的出光均匀性，因此该照明灯具的宽度可以在50mm～220mm的范围内灵活设置。需要说明的是，上述宽度范围是在照明灯具的光学高度不变的情况下获得的，该光学高度指的是发光单元113与光学面罩之间的距离，该光学高度可以设置为35mm。

一种具体的实施例中，对于长度为1200mm、宽度为150mm、高度为40mm的线性灯来说，配光元件111可以设置为18个，这些配光单元18均匀排布于电路板112，每个配光元件111罩设两个功率为1W的LED发光单元，整灯功率可以设置为36W。此种照明灯具的出光表面亮度比较均匀，且成本相对比较低。

可选的实施例中，照明灯具的光学面罩具体可以采用扩散面罩200，该扩散面罩200安装于底座120，且扩散面罩200与反射部122、基部121共同围成光学空间，光源模组110位于该光学空间内。至此，发光单元113发出的光线可以被反射部122反射，同时还可以被扩散面罩200扩散，从而使得这些光线更均匀地射出。扩散面罩200可以通过在透明基材中添加一定浓度的扩散粒子而形成，该透明基材可以采用透明光学级PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)制成，也可以采用透明光学级PMMA(polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)制成，以达到更好的匀光效果。当然，透明基材还可以采用PS(Polystyrene，聚苯乙烯)、PP(Polypropylene，聚丙烯)等材料制成。

扩散面罩200的透过率会影响照明灯具的发光效果，当该透过率过低时，照明模组的出光效率较低，当该透光率过高时，则扩散面罩200无法有效遮挡发光单元113，导致照明灯具的出光表面亮度不均。基于此，本实用新型实施例将扩散面罩200的一次透过率设置为50％～55％。

本实用新型上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。