光学组件以及照明设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型的各实施方式涉及照明领域，更具体涉及一种光学组件以及包括该光学组件的照明设备。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LED)，由于其较高的发光效率(lm/w)，寿命等优点，其逐渐取代白炽灯成为市场的主要产品。
[0003]然而，现有的LED封装及其相应的灯仍然存在不足之处，例如，如图1所示，LED的烛光灯通常向上发光并且呈现从90°到0°到270°范围内的朗伯分布；而从90°到180°到270°范围的光(一般称之为“下向光”)明显不够。
[0004]另一方面，传统的白炽烛光灯在调光时，其色温将同时变化。因此，在使用LED的情况下，存在着模拟白炽灯调光时色温的变化效果的需求。
[0005]为了解决以上技术问题，已经提出了如图2所示的光学组件100’，其包括光导元件120’和如图3所示的LED电路板20’。
[0006]其中，为了实现如白炽灯的色温变化效果，图3中结合使用了 3个以上的2200k的LED(如图2所示的标记为110’_1的3个LED)以及6个以上的2700k的LED(如图2所示的标记为110’ _2的6个LED)，通过调节通过它们的电流来实现这一效果。
[0007]另外，为了获得显著的下向光，上述图3中所示的LED 110’布置成环形，并且配置在图2所示的光导元件120’的底表面121’附近。光导元件120’被配置成引导从环形布置的LED 110’发射的光，通过第一内侧表面124’、第二内侧表面127’和外侧表面123’之间的反射到达光导元件120’的顶表面122’，然后利用顶表面122’的反射，经由外侧表面123’向外输出下向光。
[0008]值得注意的是，上述第一内侧表面124’从所述底表面121’向上延伸并且汇聚到共同点上，形成类似锥形的结构，而由顶表面121’向外侧表面123’反射并且经由外侧表面123’的输出下向光基本上不触碰第一内侧表面124’。
[0009]上述现有的光导元件120’的设计可以显著地提升下向光的光量，并且能够很好地模拟白炽灯的色温变化效果。
[0010]然而，现有的光学组件100’仍然存在着混光的问题，即多种色温的LED所发出的光通过该光导元件并不能得到很好的混合，从而导致输出的光具有不均匀的颜色图案。
【实用新型内容】
[0011]本公开的目的之一在于提供一种改进的光学组件，其至少能够克服或者缓解【背景技术】中所提到的技术问题。
[0012]根据本公开的第一方面，提供了一种光学组件，其包括:光导元件，被配置成至少包括底表面、外顶表面、外侧表面、第一内侧表面、和内顶表面，其中所述外侧表面为出光表面；以及多个光源，被呈环形地布置在所述光导元件的底表面附近，所述底表面为入光表面；其中，所述光源发出的至少部分光至少经历以下光路:从所述外顶表面到所述内顶表面的反射、接着从所述内顶表面到所述外顶表面的反射、然后从所述外顶表面到所述外侧表面的反射，以及最后从所述外侧表面向外出射。
[0013]根据本公开进一步的实施例，其中，所述第一内侧表面从所述底表面向所述光导元件内延伸第一预定距离，并且和所述内顶表面形成所述光导元件内的圆台结构。
[0014]根据本公开进一步的实施例，其中，所述内顶表面构成所述圆台结构的上表面，所述上表面小于所述圆台结构的下表面。
[0015]根据本公开进一步的实施例，其中，所述内顶表面被布置成与所述外顶表面的中心部分相对，并且接近所述外顶表面。
[0016]根据本公开进一步的实施例，其中，所述光导元件还包括从所述底表面向所述光导元件内部延伸第二预定距离的第二内侧表面，所述第二预定距离小于所述第一预定距离。
[0017]根据本公开进一步的实施例，其中，所述第二内侧表面被布置用于接收从所述光源发射的在预定角度范围的光，并且将该光反射至所述第一内侧表面，所述第一内侧表面则将从所述第二内侧表面反射的光反射至所述外侧表面。
[0018]根据本公开进一步的实施例，其中，所述外顶表面具有多个小面，构成中心对称的且整体上呈向外扩展的形状。
[0019]根据本公开进一步的实施例，其中，所述外顶表面接收从所述外侧表面反射的光，并将大部分光反射至所述内顶表面，所述内顶表面将从所述外顶表面反射的光反射回所述外顶表面，至少部分所述光在所述外顶表面的小面之间进行反射，最后由所述外顶表面反射至所述外侧表面并且经由所述外侧表面向外出射。
[0020]根据本公开进一步的实施例，其中，所述多个光源包括至少两种色温的LED。
[0021]根据本发明的另一方面，提供了一种照明设备，其包括根据第一方面中所提及的光学组件。
【附图说明】
[0022]在附图中，相似/相同的附图标记通常贯穿不同视图而指代相似/相同的部分。附图并不必按比例绘制，而是通常强调对本实用新型的原理的图示。在附图中:
[0023]图1示意性示出了常见的LED烛光灯的光线分布图；
[0024]图2示意性示出了现有的光学组件的示例；
[0025]图3示意性示出了适配于图2所示的光学组件的LED布局电路；
[0026]图4示意性示出了根据本公开的示例实施例的光学组件的横截面图及其光路图；
[0027]图5示意性示出了根据本公开的示例实施例的光学组件的透视图及其光路图；以及
[0028]图6示意性示出了配置有根据本公开的示例性光学组件的烛光灯示意图。
【具体实施方式】
[0029]以下将参考附图对本公开的各个实施例进行详细描述。实施例的一个或多个示例由附图所示出。实施例通过本公开的阐述所提供，并且不旨在作为对本公开的限制。例如，作为一个实施例的一部分所示出或描述的特征可能在另一个实施例中被使用以生成又一进一步的实施例。本公开旨在包括属于本公开范围和精神的这些和其他修改和变化。
[0030]图4示意性示出了根据本公开的示例实施例的光学组件100的横截面图及其光路图。
[0031]如图4所示，本公开的光学组件100类似于图2中所示的光学组件100’。具体而言，本公开的光学组件100可以类似地包括光导元件120和多个光源110。
[0032]多个光源110，类似于图2中所示的光源110’，被布置于光导元件120的入光表面121附近。根据本公开的各实施例，多个光源110可以包括适于向光导元件120的入光表面发射光的任何光源。该多个光源包括但不限于发光二极管(LED)。
[0033]为了适配光导兀件110的入光表面121，多个光源110可以米用适配于该入光表面的光源布局。例如，可以配置与图3的LED光源布局相同或相似的环形结构，即多个光源110(比如LED)可以呈环形布置在光导元件的入光表面处或附近。另外，光源110的数量可以取决于环形入光表面121的实际区域而选择。
[0034]此外，为了模拟白炽灯的色温变化效果，本公开的多个光源除了可以包括相同色温的一定数量的光源之外，还可以另外地包括其他色温的一定数量的光源。当两种或两种以上的色温的光源被布置(例如呈环形布置)时，可以均匀地分布上述光源中的相同色温的光源，从而使得每种相同色温的光源都得到均匀布置。该均匀布置的示例例如可以参见图3的两种色温光源的布局。
[0035]光导元件120，也类似于如图2所示的光导元件120’，呈中间细长的大致圆柱结构，其被配置成至少包括底表面121、外顶表面122和外侧表面123，第一内侧表面125和内顶表面126。
[0036]其中，底表面121位于大致圆柱结构的一端，外顶表面122位于大致圆柱结构的另一端，外侧表面123在底表面121和外顶表面122之间延伸。
[0037]外顶表面122具有多个小面，构成中心对称的多个屋脊状棱柱，并且外顶表面122整体上呈向外扩展的花瓣形状。其中，多个小面的数量和形状可以根据实际光路设计的需要而变化。
[0038]外侧表面123从图4的光导元件的横截面图上看，呈其两侧向上延伸、中间内凹的弧线。
[0039]根据本公开的实施例，底表面121为入光表面，外侧表面123为出光表面，由此光从底表面121进入，经由光导元件120的引导，最后从外侧表面123向光导元件122的下侧方向出射。
[0040]如前所述，现有的如图2所示的光导元件120’存在着混光不均匀的问题，因此，为了解决这一问题，本公开的发明人意识到有必要重新设计光导元件120内部的光学引导结构。
[0041]如图4所不，本公开的光导兀件120内部包括第一内侧表面125和内顶表面126，其中第一内侧表面125从底表面121向光导元件内延伸第一预定距离，内顶表面126位于与底表面121相对的另一侧，从而也可以理解成第一内侧表面125在内顶表面126和底表面121之间延伸。
[0042]因此，不同于图2的现有的内侧表面124’以及由内侧表面124’形成的类似锥形结构，本公开的内顶表面126和第一内侧表面125形成光导元件120内的类似圆台结构，并且内顶表面126构成该圆台结构的上表面，该上表面小于圆台结构的下表面。
[0043]进一步地，内顶表面126可以被布置成基本上与外顶表面122的中心部分相对，并且接近所述外顶表面122。根据本公开的实施例，内顶表面126的形状可以为略微上凸的曲面，但在其他的实施例中，内顶表面126的形状可以结合外顶表面122的结构而设计，从而适于将从外顶表面126 —侧反射(或全反射)过来的光反射(或全反射)至外顶表面126的另一侧。
[0044]通过以上的描述可知，第一内侧表面125将与外侧表面123之间形成一个环形光导空间，该环形光导空间上面还通过内顶表面126和外顶表面122之间的间隔区域相互连通。
[0045]根据本公开的设计，第一内侧表面125被设计用于将光