光学单元、光学模组及灯具的制作方法

1.本发明涉及一种光学单元、光学模组及灯具，属于照明技术领域。


背景技术：

2.投光灯是指定被照面上的照度高于周围环境的灯具，又称聚光灯。通常，它能够瞄准任何方向，并具备不受气候条件影响的结构。投光灯既可以单个安装使用,也可以多灯组合起来集中安装构成照明装置，优点是照明功能强。光从高处投射下来时，使得环境的空间亮度高，光覆盖面大，因此具备较高的照明质量和视觉效果。
3.为了进一步提高灯具光输出比，通常在光源处设置透镜或反射器，反射器趋向于采用有利于减少光源挡光的块板面反射器和满足特殊照明要求的多焦点反射器。但是设置整块反射器或透镜的成本较高且结构复杂，并且传统点光源阵列的光效比较低。
4.有鉴于此，确有必要提出一种光学单元、光学模组及灯具，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种光学单元、光学模组及灯具，可减小生产成本。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种光学单元，应用在灯具中，所述光学单元至少包括由外到内环绕设置且相连接的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体之间形成有呈环形的第一反射槽，所述第二壳体的外表面以及所述第一壳体的内表面均构成所述第一反射槽的反射面，所述第一反射槽一端部设有供光线射入所述第一反射槽内的入光口，所述入光口配置为：供多个发光元件沿着周向排布在其中，所述第一反射槽相对的另一端部设有供光线射出的出光口。
7.作为本发明的进一步改进，所述光学元件至少还包括第三壳体，所述第二壳体和所述第三壳体之间的空间形成有第二反射槽。
8.作为本发明的进一步改进，所述第二壳体内有部分自所述出光口朝向所述入光口一侧凹陷形成杯体结构，所述杯体结构的表面构成反射面，所述杯体结构靠近所述入光口一侧开设有供发光元件嵌入其中的入光孔。
9.作为本发明的进一步改进，所述反射面上形成有用于反射光线的纹理结构。
10.作为本发明的进一步改进，所述纹理结构包括若干个沿着周向排布的凸起，各个所述凸起自所述入光口朝向所述出光口一侧延伸。
11.作为本发明的进一步改进，所述纹理结构包括若干个沿着所述入光口朝向所述出光口一侧排布的凸起，各个所述凸起沿周向延伸且呈环形。
12.作为本发明的进一步改进，所述凸起的形状为锯齿形、圆弧形、点状或鱼鳞状。
13.作为本发明的进一步改进，所述反射面为自由曲面。
14.作为本发明的进一步改进，所述自由曲面包括球面、椭球面、抛物面、双曲面中的一种或多种组合。
15.作为本发明的进一步改进，所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体之间通
过连接筋相连，所述连接筋与所述入光口位于所述光学单元的同一端面。
16.作为本发明的进一步改进，所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体为反光膜热模压工艺制成。
17.为实现上述目的，本发明还提供了一种光学模组，应用在灯具中，包括如上所述的光学单元，多个所述光学单元一体形成并且分别沿着横向和纵向均匀排布。
18.作为本发明的进一步改进，多个所述光学单元一体形成在一个基板上。
19.为实现上述目的，本发明还提供了一种灯具，所述灯具中设有如上所述的光学单元。
20.作为本发明的进一步改进，所述灯具包括灯壳、透光罩以及光源组件，所述灯壳一侧为敞口结构，所述透光罩结合在所述敞口结构上，所述光源组件设置在所述灯壳与所述透光罩共同围成的光学空间内，所述灯壳与所述透光罩之间设有密封结构。
21.作为本发明的进一步改进，所述密封结构包括至少一个开设在所述灯壳外缘上并且沿周向延伸的密封槽以及填充在所述密封槽内的胶水层或嵌入在所述密封槽内的密封圈。
22.作为本发明的进一步改进，所述灯壳上设置有加强筋，所述加强筋环绕所述光源组件的外周侧设置。
23.作为本发明的进一步改进，所述光源组件包括光源板、多个设置在所述光源板上的发光元件，所述光学单元与所述光源板之间为卡扣连接、螺钉连接或胶粘连接。
24.本发明的有益效果是：本发明所提供的光学单元设有呈环形的反射槽，能够对环形光源进行反射，并通过将光学单元集成在同一光学模组上以替代透镜模组，大大降低了灯具的生产成本，同时，在反射槽的反射面的表面设置纹理结构，能够增加光感效果，使得光照更均匀。此外，光学单元中还可以设置额外的反射槽和光源以增强光照效果。
附图说明
25.图1是本发明灯具的结构示意图。
26.图2是本发明灯具的截面结构示意图。
27.图3是图2中a处的结构放大图。
28.图4是本发明灯具的光学单元的剖面结构示意图。
29.图5是本发明灯具的光学单元的另一视角的结构示意图。
30.图6是本发明灯具的光学单元设有纹理结构的结构示意图。
31.图7是本发明灯具的光学单元设有纹理结构的结构示意图。
32.图8是本发明灯具的光学单元设有第三壳体的结构示意图。
33.图9是本发明灯具的光学单元设有反射面的结构示意图。
34.图10是本发明灯具的光学模组的结构示意图。
35.附图标记：100、灯具；
36.10、灯壳；11、光学空间；12、敞口结构；13、密封槽；14、加强筋；
37.20、光源组件；21、光源板；22、发光元件；
38.30、光学单元；31、第一壳体；311、反射面；32、第二壳体；33、第三壳体；34、纹理结构；35、第一反射槽；36、第二反射槽；37、连接筋；38、安装件；
39.30’、光学单元；31’、第一壳体；
40.40、光学模组；
41.50、透光罩。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
43.在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
44.另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
45.如图1至图10所示，本发明揭示了一种灯具100，所述灯具100为投光灯，包括设置在所述灯具100中的光源组件20以及光学单元30，所述光学单元30用于将所述光源组件20发出的光线汇聚后进行大面积投射。为了描述清楚，以下说明书部分将以该光学单元30应用于所述灯具100为例进行详细说明。
46.如图1至图3所示，所述灯具100包括灯壳10、光源组件20、光学单元30和透光罩50，所述光源组件20和所述光学单元30设置在所述灯壳10中，所述透光罩50用于与所述灯壳10密封连接以对所述灯具100进行防水。
47.具体地，所述灯壳10为钣金结构且底部设有加强筋14用于放置所述灯壳10变形，所述加强筋14环绕所述光源组件20的外周侧设置。所述灯壳10中形成有光学空间11和敞口结构12，所述光学空间11和所述敞口结构12相互连通，所述灯壳10一侧为敞口结构12，所述透光罩50结合在所述敞口结构12上，所述光学空间11靠近所述灯壳10的底部设置且所述光源组件20和所述光学单元30设置在所述光学空间11中，所述光源组件20设置在所述灯壳10与所述透光罩50共同围成的光学空间11内，所述敞口结构12设置在所述灯壳10开口的边缘处且用于设置所述透光罩50。为进一步加强所述透光罩50的密封性，所述灯壳10与所述透光罩50之间设有密封结构，所述敞口结构12底部形成有环绕所述光学空间11设置的密封槽13，所述密封槽13开设在所述灯壳10的外缘上并且沿周向延伸，所述密封槽13中填充有所述密封槽13内的胶水层或嵌入在所述密封槽13内的密封圈，所述密封槽13至少设有一个，优选设有相互嵌套设置的两个。所述透光罩50可以是玻璃或其他材质，在此不做任何限制。
48.如图4所示，所述光源组件20包括光源板21和多个设置在所述光源板21上的发光元件22，优选地，所述发光元件22为led灯珠，且所述发光元件22朝向所述开口设置。所述光源板21设置在所述灯壳10的底部，所述发光元件22呈环形设置在所述光源板21上。
49.如图4所示，所述光学单元30包括罩设在所述发光元件22上的第一壳体31，所述第一壳体31呈喇叭状且所述第一壳体31沿所述发光元件22的出光方向具有逐渐增大的趋势，所述第一壳体31的内侧设有反射面311，所述反射面311上设有反射膜并用于将所述发光元件22发出的光线进行反射以达到汇聚光线的目的。
50.在本发明的优选实施例中，所述第一壳体31中还设有第二壳体32，所述第二壳体32呈喇叭状且所述第二壳体32沿所述发光元件22的出光方向具有逐渐变小的趋势，所述第一壳体31环绕设置在所述第二壳体32的外侧，所述第二壳体32朝向所述第一壳体31的外侧设有反射面311，所述反射面311和所述反射面311围设以形成一设置在所述第一壳体31与所述第二壳体32之间且呈环形的第一反射槽35，所述第二壳体32的外表面以及所述第一壳体31的内表面均构成所述第一反射槽35的反射面311，所述第一反射槽35环绕设置在所述第二壳体32的外侧，所述第一反射槽35一端部设有供光线射入所述第一反射槽35内的入光口，所述入光口配置为：供多个发光元件22沿着周向排布在其中，即，所述发光元件22设置在所述第一反射槽35的底部，所述第一反射槽35相对的另一端部设有供光线射出的出光口。所述发光元件22发出的光线通过所述反射面311和所述反射面311进行反射。
51.较佳地，所述反射面311和所述反射面311均为自由曲面。可以理解的是，通过调整所述反射面311和所述反射面311弯曲的程度可以调节配光角度的大小。
52.如图5和图9所示，进一步地，所述第一壳体31与所述第二壳体32之间通过连接筋37相连，所述连接筋37设置在所述第一反射槽35的底部且所述连接筋37与所述发光元件22位于同一平面。优选地，所述连接筋37设有四组，且两两连接筋37之间间隔九十度设置在所述第一反射槽35底部，以加强所述第一壳体31与所述第二壳体32之间的连接结构，当然，所述第一壳体31与所述第二壳体32之间也可以通过其他连接结构进行连接，具体可根据需要进行设置，在此不做任何限制。特别地，所述连接筋37上设有安装孔，所述安装孔与所述光源板21相对应，以通过安装件38将所述光学单元30固定在所述光源板21上。所述安装件38包括但不限于螺栓等结构。在本发明的其他实施例中，其中，所述光学单元30与所述光源板21之间为卡扣连接、螺钉连接或胶粘连接。
53.如图6和图7所示，所述反射面311和所述反射面311上形成有用于反射光线的纹理结构34，所述纹理结构34由若干凸起组成，所述纹理结构34用于增强反射效果。具体地，所述凸起可以沿所述发光元件22的出光方向呈周向排布分布，即，自所述第一反射槽35的底部朝所述第一反射槽35的开口延伸，所述凸起也可以沿垂直于所述发光元件22的出光方向分布，即，所述凸起呈环形且所述凸起所在平面与所述第一反射槽35的底部平行。可以理解的是，所述纹理结构34的分布包括但不限于上述方式，所述凸起的形状也可以是锯齿形、圆弧形、点状或鱼鳞状，只要是能够增强汇聚光线的效果即可。
54.如图7所示，作为本发明的优选实施例，所述光学单元30还包括第三壳体33，所述第三壳体33设置在所述第二壳体32中，所述第二壳体32中具有一呈喇叭状且用于收容所述第三壳体33的腔体，所述第二壳体32环绕设置在所述第三壳体33的外侧，所述第二壳体32与所述第三壳体33之间形成有呈环形的第二反射槽36，所述第二反射槽36的底部设有环绕所述第三壳体33设置的发光元件22，所述第二壳体32中用于收容所述第三壳体33的腔体具有沿所述发光元件22的出光方向具有逐渐增大的趋势，所述第三壳体33呈喇叭状且所述第三壳体33沿所述发光元件22的出光方向具有逐渐变小的趋势。
55.如图8所示，当然，可以理解的是，在本发明的其他实施例中，所述第二壳体32内有部分自所述出光口朝向所述入光口一侧凹陷形成杯体结构，所述杯体结构的表面构成反射面311，所述杯体结构靠近所述入光口一侧开设有供发光元件22嵌入其中的入光孔。即，相当于所述光学单元30不设置所述第三壳体33，由所述反射面311直接反射所述发光元件22
发出的光线即可，在此不做任何限制。
56.进一步地，所述第二壳体32朝向所述第二反射槽36的一侧形成有反射面311，所述第三壳体33朝向所述第二反射槽36的一侧形成有反射面311，所述发光元件22发出的光线通过所述反射面311和所述反射面311进行反射。优选地，所述反射面311和所述反射面311为自由曲面，包括但不限于球面、椭球面、抛物面、双曲面中的一种或多种组合。
57.根据上述实施例，所述反射面311和所述反射面311上也可以形成有用于反射光线的纹理结构34，所述纹理结构34的具体结构与所述反射面311和所述反射面311的纹理结构34相同，在此不再赘述。
58.同样地，所述第二壳体32与所述第三壳体33之间通过连接筋37相连，所述连接筋37设置在所述第二反射槽36的底部且所述连接筋37与所述发光元件22位于同一平面。在本发明的其他实施例中，所述连接筋37可以同时连接所述第一壳体31、所述第二壳体32和所述第三壳体33，所述连接筋37的数量不限于四个，只要是能够起到固定作用即可。
59.反射面311发光元件22如图10所示，作为本发明的另一优选实施例，本发明还提供了一种灯具100，所述灯具100包括灯壳10、光源组件20、光学模组40和透光罩50，所述光源组件20包括光源板21和呈阵列设置在所述光源板21上的多个发光元件22，所述发光元件22呈环形，所述发光元件22包括但不限于以1x2、2x2或3x3等形式排列。所述光学模组40中相应包括多个与所述发光元件22一一对应的光学单元30’，多个所述光学单元30’一体形成并且分别沿着横向和纵向均匀排布，所述光学单元30’对应呈1x2、2x2或3x3等形式排列。在本实施例中，多个所述光学单元30’一体形成在一个基板上。
60.具体地，所述光学模组40包括呈矩形的第一壳体31’，所述第一壳体31’上形成有多个阵列排布的通孔，所述通孔的边缘具有朝向所述发光元件22延伸的反射面311，所述反射面311环绕设置在所述发光元件22的外侧，所述光学单元30’中还设有第二壳体32，所述第二壳体32具有朝向所述反射面311设置的反射面311，以在所述第一壳体31’与所述第二壳体32之间形成有第一反射槽35，所述发光元件22环绕所述第二壳体32设置在所述第一反射槽35的底部。优选地，所述光学模组40采用热模压工艺一体制备而成。
61.可以理解的是，根据前述实施例，所述发光元件22内侧也可以设有呈环形的发光元件22，相应地，所述第二壳体32中具有一呈喇叭状的腔体且用于收容所述第三壳体33，以在所述第二壳体32与所述第三壳体33之间形成有呈环形的第二反射槽36并通过所述第二反射槽36反射所述发光元件22发出的光线。所述第三壳体33的结构与前述实施例相同，在此不再赘述。
62.综上所述，本发明所提供的光学单元30设有呈环形的反射槽，能够对环形光源进行反射，并通过将光学单元30集成在同一光学模组40上以替代透镜模组，大大降低了灯具100的生产成本，同时，在反射槽的反射面311的表面设置纹理结构34，能够增加光感效果，使得光照更均匀。此外，光学单元30中还可以设置额外的反射槽和光源以增强光照效果。
63.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。