配光元件、光学元件、光源模组和照明装置的制作方法

本发明涉及照明技术领域，特别涉及一种配光元件、光学元件、光源模组和照明装置。

背景技术：

目前，人们在使用照明装置时，一般会将照明装置内光源模组配置成朝向某个预设接收面，通过光源模组来照亮该接收面，以实现在该接收面从事阅读、写作等行为。

然而，目前的光源模组所发出光线的能量分布不合理，导致接收面内与光源模组正对区域的光线亮度特别大，而接收面与光源模组不正对区域的光线亮度又比较小，造成接收面光线不均匀，人们长时间在这种接收面进行阅读、写作等行为，容易对人眼造成健康隐患。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种配光元件、光学元件、光源模组和照明装置，用于解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种配光元件，包括：

包括入光面和出光面，所述入光面呈朝向所述出光面内凹的曲面状，所述出光面包括与所述入光面相对的主出光面以及环绕所述主出光面的辅出光面，所述主出光面包括中心出光面和侧边出光面，所述中心出光面呈朝向所述入光面内凹的曲面状，所述侧边出光面呈远离所述入光面外凸的曲面状，所述辅出光面形成有环形凸部。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种光学元件，包括：

主体部；

如前述发明内容中任意一项所述的的配光元件，所述配光元件位于所述主体部上。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种光源模组，包括：

基板；

发光单元，设置于所述基板上；

如前述发明内容中任意一项所述的光学元件，所述光学元件位于所述发光单元上，以使得所述发光单元上对齐设置有一配光元件。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种照明装置，包括：

基体；

安装至所述基体上的电源模组；

如前述发明内容中任意一项所述的光源模组，所述光源模组安装至所述基体并与所述电源模组电性连接。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例所提供的配光元件、光学元件、光源模组和照明装置，通过将出光面配置为与所述入光面相对的主出光面以及环绕所述主出光面的辅出光面，利用主出光面中呈内凹曲面状的中心出光面以及环绕所述中心出光面的、呈外凸曲面状态的侧边出光面来扩散中间区域的光线，再通过具有环形凸部的所述辅出光面来扩散外围的光线，使得接收面的光线更均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一示范性实施例中照明装置的侧视图。

图2为图1所示照明装置的俯视图。

图3为图1所示照明装置的爆炸图，其中基体内底座和灯杆被隐藏。

图4为图3所示照明装置内光学元件在另一角度的立体图。

图5为图4所示光学元件内配光元件的立体图。

图6为图5所示配光元件在另一角度的立体图。

图7为图3所示照明装置内光源模组的剖视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

图1和图2分别是本发明一示范性实施例中照明装置的侧视图和俯视图。结合图1和图2所示，照明装置100可以是台灯、落地灯等可移动式灯具，这种灯具可以根据用户的需求进行位置调整，具有一定的灵活性。当然，在本发明的其它实施例中，照明装置100还可以是例如吸顶灯、壁灯等固定式灯具，在此不作赘述。

在本实施例中，照明装置100可以包括光源模组10、连接光源模组10的电源模组(未图示)以及支撑光源模组10和电源模组的基体20，照明装置100通过基体20被放置于待照亮区域200上。

其中，基体20可以包括底座21、灯杆22以及灯头23，基体20可以通过塑料材料制备，也可以通过金属材料，在此不作赘述。

延续以照明装置100是台灯为例，待照亮区域200可以是台面等区域，底座21可以被放置在待照亮区域200上。灯杆22连接底座21和灯头23，灯杆22可以沿竖直方向设置，也可以倾斜设置，灯杆22可以与底座21固定连接，也可以可旋转地、或可拆卸地、可插拔地连接底座21或灯头23，以根据用户需求拆装基体20或调整灯头23的位置。

灯头23用于安装光源模组10，灯头23在灯杆22的支撑下位于待照亮区域200的上方，使得光源模组10也位于待照亮区域200的上方，光源模组10所发出光线可以覆盖待照亮区域200。

其中，电源模组可以是交流电，也可以是直流电池包。如果是交流电，电源模组体现为一个外接的插头，如果是直流电池包，电源模组体现为一个可拆卸的安装在照明装置100上的电池包、或集成在照明装置100内的电池包，这个电池包可以是为照明装置100专门定制的电池包，也可以是其他工具上的，例如电动工具上的电池包，甚至是电动助力车上的电池包。

当然，电源模组也搭配有过压保护、过流保护、稳压保护等常规保护电路，以及电流和电压管理等常规输出管理电路，甚至说，电源模组还可以集成有例如蓝牙模块的无线通信模块，以使得照明装置100可以被用户远程控制。。

在本实施例中，照明装置100还包括安装至灯杆22上的背光源30，背光源30的类型可以与光源模组一致，也可以不同。背光源30与灯头23分置于灯杆22的相对两侧，背光源30可以与光源模组10独立运转(即分别点亮)，也可以同步运转(即同时点亮)。背光源30所发出光线的颜色与光源模组10相同，也可以互补。

在实际应用中，灯杆22包括面对光源模组10的正面(未标号)以及与正面相背的背面，背光源30可以被安装至背面。此时，背光源30的光线不会照射至待照亮区域200，而是照射至该区域的周边，作为环境光存在，使得周边光线更均匀，更好的保护用户眼部健康。

当然，在本发明的其它实施例中，背光源30仍然可以设置为正面、连接正面和背面的侧面，甚至说，背光源30还可以环绕设置于灯杆22上，或部分环绕设置在灯杆22上。

背光源30也具有发光器件，发光器件的类型、数量和排布均不作限定，可以根据其形状、安装位置做调整。

在本实施例中，照明装置100还可以包括控制器(未图示)，该控制器与光源模组10和背光源30均电性连接，控制器可以是例如微处理器mcu等电子器件，通过控制器可以实现调整光源模组10和背光源30的电流，实现对光源模组10和背光源30进行调光和调色。

在实际应用中，光源模组10和背光源30可以同时进行调光和调色，也可以分别进行调光和调色，还可以是择一进行调光和调色。光源模组10和背光源30所发出光线的光强和光色可以相同，也可以不同，例如二者所发出光线的颜色可以是互补的。

在本实施例中，照明装置还包括连接所述控制器的无线通讯模块(未图示)，该无线通讯模块可以是蓝牙模块、红外模块、wifi模块、gsm模块、zig-bee模块等类型，通过该无线通讯模块与用户所持例如遥控器、智能手机的无线终端设备建立通信，用户可以通过在无线终端设备上对应的应用程序app上选择光源模组10和背光源30的工作状态，再通过对应的无线传输协议将选择指令传输至无线通信模块，控制器则可以从无线通信模块获取用户所录入的选择指令，以根据该选择指令调整光源模组10和背光源30的工作状态。

在本实施例中，底座21上还设置有控制开关(未图示)，控制开关可以是旋钮、按钮、拨钮、触控屏等多种类型。控制开关连接所述控制器，用户可以手动调整控制开关，进而通过所述控制器择一或同时对所述背光源10和光源模组30进行调光和调色处理。

图3为本发明一示范性实施例中照明装置的爆炸图，其中基体内底座和灯杆被隐藏。参图3所示，光源模组10包括安装有发光单元111的基板11和光学元件12，基板11可以是常规的印刷电路板，基板11可以通过线材与电源模组电性连接，以将电源模组所输出电力传输至各发光单元111。

在实际应用中，发光单元111可以是led单元或其他常规类型，发光单元111可以发出白光，也可以发出彩光。发光单元111的数量可以是多个，也可以是一个，这些发光单元111可以贴片形式安装至基板11，也可以插件形式安装至基板11。这些发光单元11呈阵列排布，可以排布成一列或多列，位于同一列的发光单元111的间距可以相等，也可以不等。

光学元件12主要用于对发光单元111所发出光线进行角度和方向的调节。光学元件12可以采用例如聚碳酸酯pc、聚甲基丙烯酸甲酯pmma等透明材料制备，光学元件12的尺寸也可以根据光源模组100的应用场景和照明需求进行适应性调整，在此不做赘述。

灯头23包括均大致呈长直状的外围部231和安装部232。外围部231为薄形片状并围设形成有内腔2311以及连通内腔2311的底壁开口2312，安装部232与外围部231构型类似尺寸略小，且二者可套设组装。安装部232用于安装光源模组10的基板11，基板11可以通过卡扣、粘结等多种方式安装至安装部232。在安装好基板11后，安装部232沿侧方开口插置于外围部231的内腔2311内，并使得基板11正对底壁开口2312。光学元件12可以通过卡扣、螺钉等方式安装至底壁开口2312外周的外围部231上并封堵该底壁开口2312，使得发光单元111所发出光线可以经过光学元件12的配光处理后照射至待照亮区域200。

在本实施例中，安装部232内部形成基板腔2321，基板11安装至该基板腔2321内，基板腔2321具有与底壁开口2312对齐的内腔口2322，使得发光单元111所发出光线能够从底壁开口2312射至光学元件12上。

图4为本发明一示范性实施例中光学元件的立体图。结合图4所示，光学元件12包括主体121以及阵列排布于所述主体121上的配光元件122，配光元件122的数量和排布可以根据基板11上发光单元111的数量和排布来设定，每个配光元件122下方可以有一个发光单元111，也可以有多个发光单元111。在每个配光元件122下方设置有多个发光单元111时，位于同一配光元件111下方的发光单元111可以是相同色温的，也可以是不同色温的。在实际应用中，可以通过调整各个发光单元111所发出光线的光强和光色，实现对光源模组的调光和调色。

同样，前述背光源30内各发光源的类型、排布均可以参考发光单元111。甚至说，背光源30内也可以设置配光元件122，配光元件与发光源的排布也可以参考光源模组内结构，在此不作赘述。

配光元件122与主体部121可以通过一体成型方式制备，发光单元111所发出光线不但可以通过配光元件122射出，还可以通过主体部121射出。

在本实施例中，配光元件122的厚度比主体部121的厚度大，在光学元件12安装至底壁开口2312时，配光元件122接近发光单元111，以最大程度的接收发光单元111所发出光线。

配光元件122大致呈圆盘状，配光元件122包括分置于主体部121相对两侧的两个部分，朝向发光单元111的部分凹设形成入光面1221，配光元件122背离发光单元111的部分形成出光面1222。入光面1221呈曲面状，例如可以是球型曲面或椭球型曲面，入光面1221可以是连续曲面状，也可以是部分非连续曲面状。入光面1221形成用于收容发光单元111的收容腔(未标号)，发光单元111所发出光线经过配光元件122处理后，从出光面1222射出。

在本实施例中，主体121的外围形成有卡扣部123，光学元件12通过卡扣部123卡扣于灯头23上底壁开口2312。在光学元件12中，甚至说，卡扣部123也可以一体成型方式制备。以光学元件12通过pc材料制备为例，可以通过一体注塑成型方式制备得到光学元件12。

图5和图6为本发明一示范性实施例中光学元件12内配光元件在不同角度的立体图。结合图5和图6所示，出光面1222包括与入光面1221相对的主出光面12221以及环绕设置于主出光面12221外围的辅出光面12222，主出光面12221大致呈连续曲面状。主出光面12221和入光面1221均包括中心点，主出光面12221与入光面1221相对即为：沿配光元件122的厚度方向，二者的中心点对齐设置或有一定程度的误差。

在本实施例中，主出光面12221包括中心出光面122211以及环绕所述中心出光面122211的侧边出光面122212，中心出光面122211呈朝向入光面1221内凹的曲面状，侧边出光面122212呈远离入光面1221外凸的曲面状，在所述出光面1222的中心点与入光面1221的中心点之间的配光元件的厚度最小，具体的，中心出光面122211的中心点与入光面1221的中心点之间的配光元件的厚度最小。

中心出光面122211和侧边出光面122212连接处同样是连续的，以保证主出光面12221大致呈连续曲面状。

图7为本发明一示范性实施例中照明装置内光源模组的剖视图。结合图7所示，在本实施例中，入光面1221、中心出光面122211和侧边出光面122212均具有宽度，入光面1221的宽度即为入光面1221外边沿的最大宽度，中心出光面122211和侧边出光面122212的宽度即为其外边沿的最大宽度。在本实施例中，入光面1221的宽度d1大于中心出光面122211的宽度d2，但入光面1221的宽度d1小于侧边出光面122212的宽度d3。

辅出光面12222形成有多个(至少两个)相互嵌套的环形凸部122221，相邻环形凸部122221之间形成凹槽122222，这些凹槽122222呈同心圆排布。相邻环形凸部122221之间间距相等或有一定误差。在实际应用中，辅出光面12222可以选用常规的菲涅尔结构。

在入光面1221的周围具有安装面1223，安装面1223大致呈平整的圆环状，安装面1223可以与基板11抵接，以使得发光单元111对准入光面1221。在安装面1223的外围具有斜坡面1234，斜坡面1234自安装面1233的外围朝向出光面1222倾斜延伸，斜坡面1234的边沿大致与出光面1222平行，在斜坡面1234延伸至与出光面1222的外边沿平齐时，二者通过竖直面1235连接起来，使得整个配光元件122大致呈倒扣的碗状。

在本实施例中，在所述发光单元所发出光线中，射至所述主出光面12221的光线能量大于射至所述辅出光面12222的光线能量。

例如，射至所述主出光面12221的光线能量占所述发光单元所发出光线总能量的40％-60％；射至所述辅出光面12222的光线能量占所述发光单元所发出光线总能量的15％-35％。

再进一步的，射至所述主出光面12221的光线能量占所述发光单元所发出光线总能量的50％；射至所述辅出光面12222的光线能量占所述发光单元所发出光线总能量的25％。

再例如，射至所述出光面1222以外的光线能量占所述发光单元所发出光线总能量的25％。

在本实施例中，在所述发光单元所发出光线中，出光角在0-45°范围内光线射至所述主出光面12221；出光角在45-60°范围内光线射至所述辅出光面12222。再进一步的，出光角在60-90°范围内光线射至所述出光面1222以外，在经过灯具其他区域的反射、混光后，再进入配光元件122被射出。

综上，本发明所提供的配光元件、光学元件、光源模组和照明装置，通过将出光面配置为与所述入光面对齐的主出光面以及环绕所述主出光面的辅出光面，利用主出光面中呈内凹曲面状的中心出光面以及环绕所述中心出光面的、呈外凸曲面状态的侧边出光面来扩散中间区域的光线，再通过具有环形凸部的所述辅出光面来扩散外围的光线，使得接收面的光线更均匀。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

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