光學(xué)組件以及照明設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型的各實施方式涉及照明領(lǐng)域，更具體涉及一種光學(xué)組件以及包括該光學(xué)組件的照明設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(LED)，由于其較高的發(fā)光效率(lm/w)，壽命等優(yōu)點，其逐漸取代白熾燈成為市場的主要產(chǎn)品。
[0003]然而，現(xiàn)有的LED封裝及其相應(yīng)的燈仍然存在不足之處，例如，如圖1所示，LED的燭光燈通常向上發(fā)光并且呈現(xiàn)從90°到0°到270°范圍內(nèi)的朗伯分布；而從90°到180°到270°范圍的光(一般稱之為“下向光”)明顯不夠。
[0004]另一方面，傳統(tǒng)的白熾燭光燈在調(diào)光時，其色溫將同時變化。因此，在使用LED的情況下，存在著模擬白熾燈調(diào)光時色溫的變化效果的需求。
[0005]為了解決以上技術(shù)問題，已經(jīng)提出了如圖2所示的光學(xué)組件100’，其包括光導(dǎo)元件120’和如圖3所示的LED電路板20’。
[0006]其中，為了實現(xiàn)如白熾燈的色溫變化效果，圖3中結(jié)合使用了 3個以上的2200k的LED(如圖2所示的標記為110’_1的3個LED)以及6個以上的2700k的LED(如圖2所示的標記為110’ _2的6個LED)，通過調(diào)節(jié)通過它們的電流來實現(xiàn)這一效果。
[0007]另外，為了獲得顯著的下向光，上述圖3中所示的LED 110’布置成環(huán)形，并且配置在圖2所示的光導(dǎo)元件120’的底表面121’附近。光導(dǎo)元件120’被配置成引導(dǎo)從環(huán)形布置的LED 110’發(fā)射的光，通過第一內(nèi)側(cè)表面124’、第二內(nèi)側(cè)表面127’和外側(cè)表面123’之間的反射到達光導(dǎo)元件120’的頂表面122’，然后利用頂表面122’的反射，經(jīng)由外側(cè)表面123’向外輸出下向光。
[0008]值得注意的是，上述第一內(nèi)側(cè)表面124’從所述底表面121’向上延伸并且匯聚到共同點上，形成類似錐形的結(jié)構(gòu)，而由頂表面121’向外側(cè)表面123’反射并且經(jīng)由外側(cè)表面123’的輸出下向光基本上不觸碰第一內(nèi)側(cè)表面124’。
[0009]上述現(xiàn)有的光導(dǎo)元件120’的設(shè)計可以顯著地提升下向光的光量，并且能夠很好地模擬白熾燈的色溫變化效果。
[0010]然而，現(xiàn)有的光學(xué)組件100’仍然存在著混光的問題，即多種色溫的LED所發(fā)出的光通過該光導(dǎo)元件并不能得到很好的混合，從而導(dǎo)致輸出的光具有不均勻的顏色圖案。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]本公開的目的之一在于提供一種改進的光學(xué)組件，其至少能夠克服或者緩解【背景技術(shù)】中所提到的技術(shù)問題。
[0012]根據(jù)本公開的第一方面，提供了一種光學(xué)組件，其包括:光導(dǎo)元件，被配置成至少包括底表面、外頂表面、外側(cè)表面、第一內(nèi)側(cè)表面、和內(nèi)頂表面，其中所述外側(cè)表面為出光表面；以及多個光源，被呈環(huán)形地布置在所述光導(dǎo)元件的底表面附近，所述底表面為入光表面；其中，所述光源發(fā)出的至少部分光至少經(jīng)歷以下光路:從所述外頂表面到所述內(nèi)頂表面的反射、接著從所述內(nèi)頂表面到所述外頂表面的反射、然后從所述外頂表面到所述外側(cè)表面的反射，以及最后從所述外側(cè)表面向外出射。
[0013]根據(jù)本公開進一步的實施例，其中，所述第一內(nèi)側(cè)表面從所述底表面向所述光導(dǎo)元件內(nèi)延伸第一預(yù)定距離，并且和所述內(nèi)頂表面形成所述光導(dǎo)元件內(nèi)的圓臺結(jié)構(gòu)。
[0014]根據(jù)本公開進一步的實施例，其中，所述內(nèi)頂表面構(gòu)成所述圓臺結(jié)構(gòu)的上表面，所述上表面小于所述圓臺結(jié)構(gòu)的下表面。
[0015]根據(jù)本公開進一步的實施例，其中，所述內(nèi)頂表面被布置成與所述外頂表面的中心部分相對，并且接近所述外頂表面。
[0016]根據(jù)本公開進一步的實施例，其中，所述光導(dǎo)元件還包括從所述底表面向所述光導(dǎo)元件內(nèi)部延伸第二預(yù)定距離的第二內(nèi)側(cè)表面，所述第二預(yù)定距離小于所述第一預(yù)定距離。
[0017]根據(jù)本公開進一步的實施例，其中，所述第二內(nèi)側(cè)表面被布置用于接收從所述光源發(fā)射的在預(yù)定角度范圍的光，并且將該光反射至所述第一內(nèi)側(cè)表面，所述第一內(nèi)側(cè)表面則將從所述第二內(nèi)側(cè)表面反射的光反射至所述外側(cè)表面。
[0018]根據(jù)本公開進一步的實施例，其中，所述外頂表面具有多個小面，構(gòu)成中心對稱的且整體上呈向外擴展的形狀。
[0019]根據(jù)本公開進一步的實施例，其中，所述外頂表面接收從所述外側(cè)表面反射的光，并將大部分光反射至所述內(nèi)頂表面，所述內(nèi)頂表面將從所述外頂表面反射的光反射回所述外頂表面，至少部分所述光在所述外頂表面的小面之間進行反射，最后由所述外頂表面反射至所述外側(cè)表面并且經(jīng)由所述外側(cè)表面向外出射。
[0020]根據(jù)本公開進一步的實施例，其中，所述多個光源包括至少兩種色溫的LED。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種照明設(shè)備，其包括根據(jù)第一方面中所提及的光學(xué)組件。
【附圖說明】
[0022]在附圖中，相似/相同的附圖標記通常貫穿不同視圖而指代相似/相同的部分。附圖并不必按比例繪制，而是通常強調(diào)對本實用新型的原理的圖示。在附圖中:
[0023]圖1示意性示出了常見的LED燭光燈的光線分布圖；
[0024]圖2示意性示出了現(xiàn)有的光學(xué)組件的示例；
[0025]圖3示意性示出了適配于圖2所示的光學(xué)組件的LED布局電路；
[0026]圖4示意性示出了根據(jù)本公開的示例實施例的光學(xué)組件的橫截面圖及其光路圖；
[0027]圖5示意性示出了根據(jù)本公開的示例實施例的光學(xué)組件的透視圖及其光路圖；以及
[0028]圖6示意性示出了配置有根據(jù)本公開的示例性光學(xué)組件的燭光燈示意圖。
【具體實施方式】
[0029]以下將參考附圖對本公開的各個實施例進行詳細描述。實施例的一個或多個示例由附圖所示出。實施例通過本公開的闡述所提供，并且不旨在作為對本公開的限制。例如，作為一個實施例的一部分所示出或描述的特征可能在另一個實施例中被使用以生成又一進一步的實施例。本公開旨在包括屬于本公開范圍和精神的這些和其他修改和變化。
[0030]圖4示意性示出了根據(jù)本公開的示例實施例的光學(xué)組件100的橫截面圖及其光路圖。
[0031]如圖4所示，本公開的光學(xué)組件100類似于圖2中所示的光學(xué)組件100’。具體而言，本公開的光學(xué)組件100可以類似地包括光導(dǎo)元件120和多個光源110。
[0032]多個光源110，類似于圖2中所示的光源110’，被布置于光導(dǎo)元件120的入光表面121附近。根據(jù)本公開的各實施例，多個光源110可以包括適于向光導(dǎo)元件120的入光表面發(fā)射光的任何光源。該多個光源包括但不限于發(fā)光二極管(LED)。
[0033]為了適配光導(dǎo)兀件110的入光表面121，多個光源110可以米用適配于該入光表面的光源布局。例如，可以配置與圖3的LED光源布局相同或相似的環(huán)形結(jié)構(gòu)，即多個光源110(比如LED)可以呈環(huán)形布置在光導(dǎo)元件的入光表面處或附近。另外，光源110的數(shù)量可以取決于環(huán)形入光表面121的實際區(qū)域而選擇。
[0034]此外，為了模擬白熾燈的色溫變化效果，本公開的多個光源除了可以包括相同色溫的一定數(shù)量的光源之外，還可以另外地包括其他色溫的一定數(shù)量的光源。當兩種或兩種以上的色溫的光源被布置(例如呈環(huán)形布置)時，可以均勻地分布上述光源中的相同色溫的光源，從而使得每種相同色溫的光源都得到均勻布置。該均勻布置的示例例如可以參見圖3的兩種色溫光源的布局。
[0035]光導(dǎo)元件120，也類似于如圖2所示的光導(dǎo)元件120’，呈中間細長的大致圓柱結(jié)構(gòu)，其被配置成至少包括底表面121、外頂表面122和外側(cè)表面123，第一內(nèi)側(cè)表面125和內(nèi)頂表面126。
[0036]其中，底表面121位于大致圓柱結(jié)構(gòu)的一端，外頂表面122位于大致圓柱結(jié)構(gòu)的另一端，外側(cè)表面123在底表面121和外頂表面122之間延伸。
[0037]外頂表面122具有多個小面，構(gòu)成中心對稱的多個屋脊狀棱柱，并且外頂表面122整體上呈向外擴展的花瓣形狀。其中，多個小面的數(shù)量和形狀可以根據(jù)實際光路設(shè)計的需要而變化。
[0038]外側(cè)表面123從圖4的光導(dǎo)元件的橫截面圖上看，呈其兩側(cè)向上延伸、中間內(nèi)凹的弧線。
[0039]根據(jù)本公開的實施例，底表面121為入光表面，外側(cè)表面123為出光表面，由此光從底表面121進入，經(jīng)由光導(dǎo)元件120的引導(dǎo)，最后從外側(cè)表面123向光導(dǎo)元件122的下側(cè)方向出射。
[0040]如前所述，現(xiàn)有的如圖2所示的光導(dǎo)元件120’存在著混光不均勻的問題，因此，為了解決這一問題，本公開的發(fā)明人意識到有必要重新設(shè)計光導(dǎo)元件120內(nèi)部的光學(xué)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
[0041]如圖4所不，本公開的光導(dǎo)兀件120內(nèi)部包括第一內(nèi)側(cè)表面125和內(nèi)頂表面126，其中第一內(nèi)側(cè)表面125從底表面121向光導(dǎo)元件內(nèi)延伸第一預(yù)定距離，內(nèi)頂表面126位于與底表面121相對的另一側(cè)，從而也可以理解成第一內(nèi)側(cè)表面125在內(nèi)頂表面126和底表面121之間延伸。
[0042]因此，不同于圖2的現(xiàn)有的內(nèi)側(cè)表面124’以及由內(nèi)側(cè)表面124’形成的類似錐形結(jié)構(gòu)，本公開的內(nèi)頂表面126和第一內(nèi)側(cè)表面125形成光導(dǎo)元件120內(nèi)的類似圓臺結(jié)構(gòu)，并且內(nèi)頂表面126構(gòu)成該圓臺結(jié)構(gòu)的上表面，該上表面小于圓臺結(jié)構(gòu)的下表面。
[0043]進一步地，內(nèi)頂表面126可以被布置成基本上與外頂表面122的中心部分相對，并且接近所述外頂表面122。根據(jù)本公開的實施例，內(nèi)頂表面126的形狀可以為略微上凸的曲面，但在其他的實施例中，內(nèi)頂表面126的形狀可以結(jié)合外頂表面122的結(jié)構(gòu)而設(shè)計，從而適于將從外頂表面126 —側(cè)反射(或全反射)過來的光反射(或全反射)至外頂表面126的另一側(cè)。
[0044]通過以上的描述可知，第一內(nèi)側(cè)表面125將與外側(cè)表面123之間形成一個環(huán)形光導(dǎo)空間，該環(huán)形光導(dǎo)空間上面還通過內(nèi)頂表面126和外頂表面122之間的間隔區(qū)域相互連通。
[0045]根據(jù)本公開的設(shè)計，第一內(nèi)側(cè)表面125被設(shè)計用于將光