配光模组、光学系统及灯具的制作方法

1.本发明涉及一种配光模组，特别是为灯具中光源进行配光的配光模组,以及包括该配光模组的光学系统及灯具。


背景技术：

2.在照明领域，led光源作为一种节能型光源已经逐步取代传统光源。目前，led光源的应用已十分广泛，市场对led光源模组在光效、散热、耐候性能等方面的要求不断提升。由于led芯片的发射光角度较小，在作为光源使用时通常要通过透镜等光学元件对其进行配光。在用透镜对led光源进行配光时，光源发出的光会在透镜入射表面形成菲涅尔反射，从而在中心部分形成副光斑，造成眩光。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有透镜的副光斑和眩光问题。
4.本发明为解决上述问题，所采用的技术方案是提供一种配光模组，用于对光源进行配光，其特征在于，所述配光模组包括透镜，所述透镜包括依次设置的入光面、反射面和出光面，所述透镜中部形成有从所述入光面到所述出光面的贯通结构，所述贯通结构内设置有反射部，所述反射部包括相对设置的入光口和出光口，以及连接所述入光口和所述出光口的侧壁，所述入光口设置于所述入光面，所述出光口设置于所述出光面，所述侧壁覆盖所述贯通结构的内表面。
5.进一步地，所述反射部为棱镜反射器，所述棱镜反射器的所述侧壁的外侧面设置有多条由所述入光口向所述出光口延伸的阵列排布的凸棱结构。
6.进一步地，所述贯通结构在靠近所述出光面的一端设置有沉台，所述棱镜反射器在所述出光口一端外侧设置有凸沿，所述凸沿和所述沉台配合安装。
7.进一步地，所述凸沿和所述沉台通过超声波焊接固定连接。
8.进一步地，所述反射为设置在所述贯通结构内表面的反射层。
9.进一步地，所述反射部、所述透镜为回旋结构，所述反射部套设在所述贯通结构之中。
10.进一步地，所述反射部为母线为抛物线的回旋体。
11.进一步地，在所述透镜的所述入光面为斜面，所述入光面和所述透镜的安装平面的夹角α≥30
°
。
12.进一步地，所述入光面和所述透镜的安装平面的夹角α≥45
°
。
13.进一步地，所述配光模组还包括微棱镜片3，所述微棱镜片3邻近所述出光口和所述出光面设置，所述微棱镜片至少部分表面区域设置有微棱镜结构，所述微棱镜结构设置区域覆盖所述出光口和/或所述出光面。
14.进一步地，所述配光模组还包括二级反射器，所述二级反射器设置在所述微棱镜片背离所述透镜的一侧。
15.本技术还提供一种光学系统，其特征在于，包括光源及如上所述的配光模组，所述光源设置在所述反射部的入光口一侧，面向所述透镜的入光面和所述反射部的入光口发光，所述光源发出的小角度光线由所述反射部进行配光，所述光源发出的大角度光线由所述透镜进行配光。
16.本技术还提供一种灯具，其特征在于：所述灯具包括灯具壳体及如上所述的光学系统，所述光学系统设置于所述灯具壳体之中。
17.进一步地，所述灯具为射灯。
18.本发明提供的配光模组，在透镜中心位置设置反射部，消除了透镜入光面可能产生的菲涅尔反射。同时，加大透镜入光面和透镜安装平面直接的角度，使得光线的入射角减小减少菲涅尔反射。使得配光模组整体菲涅尔反射较少，从而解决了副光斑和眩光问题。
附图说明
19.图1是本发明一优选实施例配光模组的结构示意图；图2是本发明一优选实施例配光模组的剖面图；图3是图1优选实施例中反射部的结构图；图4是本发明另一优选实施例配光模组的剖面图；图5是本发明一优选实施例光学系统的光路图；图6是本发明一优选实施例灯具的结构示意图。
具体实施方式
20.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的配光模组、光学系统及灯具作进一步的详细说明。
21.本技术一优选实施例的配光模组其结构如图1、图2所示，包括透镜1和反射部2。透镜1外部轮廓为常规的tir透镜，包括依次设置的入光面101、反射面103和出光面102。光线从入光面101入射，经由反射面103反射后从出光面102出射。一般情况下入光面101、反射面103和出光面102依次连接，在一些情况下中间也可能包括一些非光学面，比如在入光面101和反射面103中间可能有一个连接两者的安装面用于透镜1的安装固定，本技术对此不作限定。
22.透镜1中部形成有从入光面101到出光面102的贯通结构205，反射部2设置在贯通结构205之中。本实施例中反射部2为棱镜反射器，如图3所示，反射部2包括相对设置的入光口201和出光口202，以及连接入光口201和出光口202的侧壁203，侧壁203的外侧面设置有多条由入光口201向出光口202延伸的阵列排布的凸棱结构206。反射部2安装在透镜1的贯通结构205之后，入光口201设置于入光面101，出光口202设置于出光面102，设置有棱镜阵列的侧壁203覆盖贯通结构205的内表面。在tir透镜中，进入透镜1的大角度光线会由反射面103反射后出射，而中间的小角度光线则在进入入光面101后直接穿过透镜由出光面102出射，在透镜1中间位置设置贯通结构205，这部分光线不必再经过两次折射，从而避免了菲涅尔反射，可减少眩光。而在贯通结构205中设置反射部2，可以对中间部分光线进行配光，避免其从侧面再进入透镜影响出光效果。
23.在本实施例中，透镜1和反射部2均为回旋结构，贯通结构205为设置在透镜1中间
位置的一个通孔，反射部2套设其中。反射部2的母线可以为直线也可以为曲线，作为一个较佳实施例，本实施例中，反射部2是一个母线为抛物线的回旋体。在其他较佳实施例中，透镜1也可以为拉伸型透镜，贯通结构205为沿拉伸方向延伸的条形开槽，反射部2结构和贯通结构205一致，其侧壁203设置在两侧槽壁上，凸棱结构206沿透镜1拉伸方向阵列排布。
24.为了进一步降低菲涅尔反射，透镜1的入光面101为斜面，且入光面101和透镜1的安装平面的夹角α≥30
°
，这样光源6发出的光线在进入入光面时的入射角比较小，导致的菲涅尔反射比较少，减少了界面反射的能量。更为优选地，入光面101和透镜1的安装平面的夹角α≥45
°
，本实施例中α=45
°
。
25.在本实施例中，为了实现透镜1和反射部2的连接，透镜1的贯通结构205在靠近出光面102的一端设置有沉台104，作为反射部2的棱镜反射器在出光口202一端外侧设置有凸沿204。当反射部2插入透镜1之后，凸沿204和沉台104配合，通过超声波焊接实现固定连接。
26.本技术的另一较佳实施例，如图4所示，其中透镜1’的结构和上一实施例类似包括入光面101’、出光面102’、反射面103’以及设置在中间位置的贯通结构205’，具体结构这里就不再赘述。和上一实施例的区别在于，反射部2’为反射层，反射层可由是反射纸或金属材质制成和贯通结构205’形状匹配的反射部2’，也可以是在贯通结构205’内壁上通过电镀、喷涂等形式形成的反射涂层。反射部2’的入光口201’为贯通结构205’在透镜1’入光面101’一侧的端口，出光面202’为贯通结构205’在透镜1’出光面102’一侧的端口，整反射层作为反射部2
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的侧壁203’覆盖贯通结构205’的内侧表面。
27.如图1、图2所示，配光模组在反射部2的出光口202和透镜1的出光面102外侧还设置有微棱镜片3。微棱镜片3至少部分表面区域设置有微棱镜结构301，设置有微棱镜结构301的区域至少覆盖出光口202和出光面102中的一者。在本实施例中，设置有微棱镜结构301的区域同时覆盖反射部2的出光口202和透镜1的出光面102。微棱镜片3邻近出光口202和出光面102设置，可起到混光作用，进一步防止眩光产生。
28.在微棱镜片3背离透镜1的一侧还可以设置一个二级反射器4进行二次配光，从而控制光线出射角度。
29.上述配光模组加入光源6后形成本技术光学模组的一较佳实施例光学系统，如图5所示。光源6设置在所述反射部2的入光口201一侧，面向透镜1的入光面101和所述反射部的入光口201发光。图5还示出了实施例光学系统的光路图，光源6发出的大角度光线由透镜1进行配光，对光束进行控制。光源6发出的小角度光线由反射部2进行配光，大部分光线直接穿过反射部2，小部分杂散光由反射部2反射回中间区域。透镜1收集了大部分的能量，因为入射面201和透镜安装平面角度较大，光线在入射面201的入射角比较小，减少了界面反射的能量，剩余轻微的反射能量也直接反射到铝基板上了，经过再次反射能量基本可以忽略。然后通过微棱镜片3形成一定的混光。还有一部分能量，用棱镜反射器作为反射部2控制起来，使其在洗墙的时候能出现较为清晰的边界。该光学系统整体菲涅尔反射较少，解决了副光斑和眩光问题。
30.本实施例中的光学系统可用于如图6所示的射灯，射灯包括灯具壳体8，上述光学系统设置于灯具壳体8内，在图6中可以看到微棱镜片3和二级反射器4，透镜1、反射部2、光源6设置在微棱镜片3和灯具壳体8形成的空间内。在其他较佳实施例中，光学系统也可以用于筒灯、洗墙灯、线性灯、办公吊灯等。
31.上文对本技术优选实施例的描述是为了说明和描述，并非想要把本技术穷尽或局限于所公开的具体形式，显然，可能做出许多修改和变化，这些修改和变化可能对于本领域技术人员来说是显然的，应当包括在由所附权利要求书定义的本技术的范围之内。