CN107166334A - 一种光学元件及应用该光学元件的照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学元件及应用该光学元件的照明装置，该光学元件包括入光面、两个上反射面、两个下反射面以及两个出光面，入光面位于光学元件的底部并围设形成用于收容发光单元的收容腔，两个上反射面位于光学元件的顶部并彼此相交，两个下反射面分别连接入光面的相对两侧，两个出光面位于入光面的相对两侧，上反射面和下反射面配合将位于收容腔内的发光单元所发出的光线反射至出光面。本发明的照明装置，其内的光学元件将发光单元发出的向上的光线导向两侧，形成侧向发光的形式，一侧的出射光构成照明装置的主发光体，另一侧的出射光直接打在墙壁或者天花板上，起到背景光的作用。该照明装置厚度薄、发光效果好、并且造型美观。

Description

一种光学元件及应用该光学元件的照明装置

技术领域

本发明属于照明技术领域，尤其涉及一种光学元件及应用该光学元件的照明装置。

背景技术

透镜作为一种配光元件，被广泛应用于吸顶灯、壁灯等照明灯具。现在市场上的吸顶灯和壁灯大多数采取直下式发光的形式，这种吸顶灯往往存在外观较厚，容易有暗区等缺点。而要让灯具变薄，市场上多数的做法是采用以导光板代替透镜进行配光的方式，但是导光板存在成本高，光效低的缺点，并且采用导光板的照明灯具发光形式单一、不够美观。

另外，为了让照明效果更有层次感，一些顾客要求吸顶灯和壁灯具有一定的背景光，用于照射在墙壁或者天花板上，然而直下式发光的灯具或者采用导光板的灯具都难以满足这方面的需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种照明装置，同时具有主发光和背景光两种发光效果。

为实现上述目的，本发明提供一种光学元件，所述光学元件包括入光面、两个上反射面、两个下反射面以及两个出光面，所述入光面位于所述光学元件的底部并围设形成用于收容发光单元的收容腔，所述两个上反射面位于所述光学元件的顶部并彼此相交，所述两个下反射面分别连接所述入光面的相对两侧，所述两个出光面位于所述入光面的相对两侧，所述上反射面和下反射面配合将位于所述收容腔内的发光单元所发出的光线反射至所述出光面。

进一步的，所述入光面包括上入光面和侧入光面，所述上入光面为所述收容腔的底面，所述侧入光面为所述收容腔的侧面。

进一步的，所述光学元件的两个上反射面构成V形结构。

进一步的，所述V形结构的夹角在35°-55°之间。

进一步的，所述下反射面为曲面且为凸面。

进一步的，所述两个出光面为平行面。

进一步的，所述两个出光面中至少一个出光面上沿所述光学元件的延伸方向均匀设置若干个棱条。

进一步的，所述光学元件为拉伸型透镜，其形状为弧形、圆形、长方形或多边形。

进一步的，所述两个出光面中至少有一个出光面上设置有滤光膜。

进一步的，每个所述出光面均连接一上反射面和下反射面。

为实现上述目的，本发明提供一种照明装置，包括底盘、设置在所述底盘内的发光组件和设置在所述发光组件上的光学元件，所述发光组件包括光源板和设置在所述光源板上的发光单元，所述发光单元收容在上述光学元件内。

进一步的，所述底盘包括底壁和侧壁，所述第一出光面和第二出光面在竖直方向均位于所述侧壁的上方。

进一步的，所述照明装置还包括设置在所述光学元件上方的面罩，所述两个出光面为第一出光面和第二出光面，由所述第一出光面出射的光线从所述面罩透射出去，由所述第二出光面出射的光线从所述底盘的侧面直接出射。

进一步的，所述面罩包括透光部和遮光部，所述遮光部位于所述光学元件的顶部区域的正上方，所述透光部位于遮光部的内侧或外侧。

进一步的，所述光学元件为环状结构，所述光学元件的内环面或外环面、所述底壁和所述面罩构成光学腔，由第一出光面出射的光线进入所述光学腔，经多次反射后由所述面罩透射出去。

进一步的，所述光学元件为一体是结构或者拼接式结构。

相较于现有技术，本发明的照明装置，其内的光学元件将发光单元发出的向上的光线导向两侧，形成侧向发光的形式，一侧的出射光构成照明装置的主发光体，另一侧的出射光直接打在墙壁或者天花板上，起到背景光的作用。该照明装置厚度薄、发光效果好、并且造型美观。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1的照明装置的立体图；

图2为本发明实施例1的照明装置的分解图；

图3为本发明实施例1的照明装置的另一角度的分解图；

图4为沿图1内A-A线的剖视图；

图5为图4圈内的透镜横截面的局部放大图；

图6为本发明实施例2的照明装置的立体图；

图7为本发明实施例2的照明装置的分解图；

图8为沿图6内B-B线的剖视图

图9为本发明实施例3的照明装置的立体图；

图10为本发明实施例3的照明装置的分解图；

图11为本发明实施例3的照明装置的进一步分解图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图5所示，本实施例提供了一种照明装置100a，包括底盘1a、设置在底盘1a内的发光组件3a和设置在发光组件3a上的透镜4a、及设置在透镜4a上方的面罩2a，其中，透镜4a具有两个出光面且朝向透镜4a的两侧分别出光，由透镜4a的一侧出射的光线最后由面罩2a向上透射，作为照明装置100a的主发光体，由透镜4a的另一侧出射的光线从照明装置100a的外侧发射出去，作为背景光。本发明的照明装置100a可作为吸顶灯，安装于天花板(未图示)上，也可以作为壁灯，安装在墙壁(未图示)上。

以下针对本发明优选实施例提供的照明装置100a内的各个元件及元件之间的连接关系作具体说明。

如图1至图4所示，底盘1a呈圆形状，其包括底壁11a和侧壁12a。底盘1a可以由铝等导热金属材料制成，也可以由导热塑胶或塑包铝材料一体成型，因此，底盘1a具有高导热性能，当位于底盘1a内的发光组件3a产生热量时，热量可以通过底盘1a迅速散去，从而避免底盘1a内的温度过高而影响发光组件3a的使用质量和使用寿命。

面罩2a为圆形板，其可为匀光板。面罩2a与底盘1a之间可直接连接也可以通过透镜4a或其它连接件间接连接，连接方式可采用卡扣连接、螺钉连接或其它连接方式。面罩2a包括透光部21a和遮光部22a，遮光部22a呈环形，位于透镜4a的顶部区域的正上方，透光部21a为位于遮光部22a内侧的圆形。

如图2至图4所示，发光组件3a包括环形的光源板31a及位于光源板31a上的若干个发光单元32a。光源板31a固定在底盘1a上，发光单元32a沿着光源板31a均匀排布。在本实施例中，发光单元32a为LED光源，光源板31a一体成型，在其它可替换的实施例中，光源板31a可由若干个弧形的光源板单元首尾拼接而成。

如图1至图4所示，透镜4a呈圆环状，其固定在底盘1a内。透镜4a的外径与底盘1a的外径相近，且其高度高于侧壁12a。透镜4a的内环面、底壁11a和面罩2a构成光学腔10a。透镜4a为一种光学元件，其材料可以是PMMA或者PC，其为一体式结构，在其它可替换的实施例中，其还可以由多段弧形的透镜单元构成。具体的，透镜4a为轴对称结构，其具有内表面41a、外表面42a及由内表面41a围设形成用于收容发光单元32a的收容腔410a。内表面41a为入光面且位于透镜4a的底部，其包括上入光面411a和侧入光面412a，上入光面411a为收容腔410a的底面，侧入光面412a为收容腔410a的侧面。外表面42a包括位于顶部并彼此相交的第一上反射面421a和第二反射面422a、与第一上反射面421a和第二反射面422a分别相对的第三下反射面423a和第四下反射面424a、及朝向两侧的第一出光面425a和第二出光面426a，其中，第一上反射面421a和第二上反射面422a构成V形结构，V形结构的夹角在35°-55°之间，第三下反射面423a和第四下反射面424a分别连接入光面的相对两侧，第一出光面425a和第二出光面426a位于入光面的相对两侧。定义位于透镜4a内环面的出光面为第一出光面425a，位于透镜4a外环面的出光面为第二出光面426a，第一出光面425a连接第一上反射面421a和第三下反射面423a，第二出光面426a连接第二上反射面422a和第四下反射面424a。在本实施例中，上入光面411a为曲面且向收容腔410a方向凸出，侧入光面412a为平面，第一上反射面421a和第二上反射面422a为平面，第三下反射面423a和第四下反射面424a为曲面且为凸面、第一出光面423a和第二出光面424a均为平面。在其它可替换的实施方式中，入光面、反射面和出光面的平面或曲面的设置，也可以采用其它的组合方式。在本实施例中，第一出光面425a上沿透镜4a的延伸方向均匀设置有若干个棱条，以使出射光线更均匀。

如图5所示，发光单元32a发出的光线全部由内表面41a进入透镜4a，位于中轴线X右侧的光线经反射后由第一出光面425a出射，位于中轴线X左侧的光线经反射后由第二出光面426a出射。具体的，右侧光线一部分由上入光面411a进入透镜4a后，经过第一上反射面421a的反射后，直接由第一出光面425a出射，另一部分光线由侧入光面412a进入透镜4a后，经第三下反射面423a准直，并由第一上反射面421a反射后，由第一出光面425a出射；左侧光线一部分由上入光面411a进入透镜4a后，经过第二上反射面422a的反射后，直接由第二出光面426a出射，另一部分光线由侧入光面412a进入透镜4a后，经第四下反射面424a准直，再由第二上反射面422a反射后，由第二出光面426a出射。

结合图4和图5所示，第一出光面425a和第二出光面426a在竖直方向上均位于侧壁12a的上方，由第一出光面425a出射的光线进入光学腔，经多次反射后由面罩2a向上透射出去，作为照明装置100a的主发光体。由第二出光面426a出射的光线从照明装置100a的外侧发射出去，作为背景光照射在墙壁或者天花板上。在第二出光面426a上还可以加一层滤光膜，使得背景光呈现出彩光的效果。

对于透镜4a和光源组件3a的固定，可以设置一个空心的管状结构，套设在透镜4a和光源组件3a的外部，进行固定，同时，该管状结构固定在底盘1a上。在其它可替换的实施例中，光源组件3a和透镜4a也可以采用其它的固定方式。

本实施例中所提到的上反射面、下反射面是对两种反射面相对设置的限定，不能限定照明装置100a的摆放位置，即当照明装置100a为挂壁式灯具时，上反射面、下反射面即为左右相对。

实施例2

如图6至图8所示，本实施例提供了一种照明装置100b，包括底盘1b、设置在底盘1b内的发光组件3b和设置在发光组件3b上的透镜4b、及设置在透镜4b上方的面罩2b，其中，底盘1b包括底壁11b和侧壁12b，透镜4b具有两个出光面朝向透镜4a的两侧分别出光，由透镜4b的一侧出射的光线最后由面罩2b向上透射，作为照明装置100b的主发光体，由透镜4b的另一侧出射的光线从照明装置100b的外侧发射出去，作为背景光。本发明的照明装置100b可作为吸顶灯，安装于天花板(未图示)上，也可以作为壁灯，安装在墙壁(未图示)上。

照明装置100b与照明装置100a的结构大致相同，透镜4b与透镜4a的结构也大致相同，其区别点在于，底盘1b和面罩2b均呈圆环状，透镜4b的内径与底盘1b的内径相近。面罩2b包括透光部21b和遮光部22b，遮光部22a呈环形，位于透镜4b的顶部区域的正上方，透光部21a为位于遮光部22a外侧的圆环形。定义位于透镜4b外环面的出光面(即最终光线由面罩2b透射出去的出光面)为第一出光面425b，位于透镜4b内环面的出光面(即光线直接出射的面出光面)为第二出光面426b。透镜4b的外环面、底壁11b和面罩2b构成光学腔10b。

如图8所示，第一出光面425b和第二出光面426b在竖直方向上均位于侧壁12b的上方，由第一出光面425b出射的光线进入光学腔10b，经多次反射后由面罩2b向上透射出去，作为照明装置100b的主发光体。由第二出光面426b出射的光线从照明装置100b的内侧发射出去，作为背景光照射在墙壁或者天花板上。在第二出光面426b上还可以加一层滤光膜，使得背景光呈现出彩光的效果。

实施例3

如图9至图11所示，本实施例提供了一种照明装置100c，包括底盘1c、设置在底盘1c内的发光组件3c和设置在发光组件3c上的透镜4c、及设置在透镜4c上方的面罩2c，其中，透镜4c具有两个出光面朝向透镜4c的两侧分别出光，由透镜4c的一侧出射的光线最后由面罩2c向上透射，作为照明装置100c的主发光体，由透镜4c的另一侧出射的光线从照明装置100c的外侧发射出去，作为背景光。本发明的照明装置100c可作为吸顶灯，安装于天花板(未图示)上，也可以作为壁灯，安装在墙壁(未图示)上。

照明装置100c与照明装置100a的结构大致相同，其区别点在于，底盘1c、及面罩2c均呈方形，底盘1c包括方形的底壁11c和两个环形的侧壁12c。光源组件3c及透镜4c均为方形环状，透镜4c位于两个环形的侧壁12c之间。光源组件3c包括四个条形的光源板31c及设置在光源板31c上的发光单元32c。透镜4c由四个条形的透镜单元40c拼接而成，一个透镜单元40c对应设置在一条光源板31c的上方。面罩2c包括透光部21c和遮光部22c，遮光部22c呈环形，位于透镜4c的顶部区域的正上方，透光部21c为位于遮光部22c内侧的正方形。透镜4c的内环面、底壁11c和面罩2c构成光学腔10c。

第一出光面425c和第二出光面426c在竖直方向上均位于侧壁12c的上方，由第一出光面425c出射的光线进入光学腔10c，经多次反射后由面罩2c向上透射出去，作为照明装置100c的主发光体。由第二出光面426c出射的光线从照明装置100c的外侧发射出去，作为背景光照射在墙壁或者天花板上。在第二出光面425c上还可以加一层滤光膜，使得背景光呈现出彩光的效果。

本实施例的照明装置100c中透镜4c采用拼接的方式，减少了模具成本和制作难度，同时提高了灵活性。在其它可替换的实施例中，照明装置100c还可以制成多边形。

综上所述，本发明的照明装置，其内的透镜将发光单元发出的向上的光线导向两侧，形成侧向发光的形式，一侧的出射光经过光学腔多次反射后由面罩出射，构成照明装置的主发光体，另一侧的出射光直接打在墙壁或者天花板上，起到背景光的作用。该照明装置厚度薄、发光效果好、并且造型美观。

以上所述的具体实例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种光学元件，其特征在于，所述光学元件包括入光面、两个上反射面、两个下反射面以及两个出光面，所述入光面位于所述光学元件的底部并围设形成用于收容发光单元的收容腔，所述两个上反射面位于所述光学元件的顶部并彼此相交，所述两个下反射面分别连接所述入光面的相对两侧，所述两个出光面位于所述入光面的相对两侧，所述上反射面和下反射面配合将位于所述收容腔内的发光单元所发出的光线反射至所述出光面。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述入光面包括上入光面和侧入光面，所述上入光面为所述收容腔的底面，所述侧入光面为所述收容腔的侧面。

3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件的两个上反射面构成V形结构。

4.根据权利要求3所述的光学元件，其特征在于，所述V形结构的夹角在35°-55°之间。

5.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述下反射面为曲面且为凸面。

6.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述两个出光面为平行面。

7.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述两个出光面中至少一个出光面上沿所述光学元件的延伸方向均匀设置若干个棱条。

8.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件为拉伸型透镜，其形状为弧形、圆形、长方形或多边形。

9.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述两个出光面中至少有一个出光面上设置有滤光膜。

10.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，每个所述出光面均连接一上反射面和下反射面。

11.一种照明装置，其特征在于，包括底盘、设置在所述底盘内的发光组件和设置在所述发光组件上的光学元件，所述发光组件包括光源板和设置在所述光源板上的发光单元，所述发光单元收容在上述权利要求1至10中任一项所述的光学元件内。

12.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于，所述底盘包括底壁和侧壁，所述第一出光面和第二出光面在竖直方向均位于所述侧壁的上方。

13.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括设置在所述光学元件上方的面罩，所述两个出光面为第一出光面和第二出光面，由所述第一出光面出射的光线从所述面罩透射出去，由所述第二出光面出射的光线从所述底盘的侧面直接出射。

14.根据权利要求13所述的照明装置，其特征在于，所述面罩包括透光部和遮光部，所述遮光部位于所述光学元件的顶部的正上方，所述透光部位于遮光部的内侧或外侧。

15.根据权利要求13所述的照明装置，其特征在于，所述光学元件为环状结构，所述光学元件的内环面或外环面、所述底壁和所述面罩构成光学腔，由第一出光面出射的光线进入所述光学腔，经多次反射后由所述面罩透射出去。

16.根据权利要求10所述的照明装置，其特征在于，所述光学元件为一体是结构或者拼接式结构。