一体式配光组件、光源模组和照明装置的制作方法

本实用新型涉及半导体照明技术领域，特别是涉及一种一体式配光组件，包含该一体式配光组件的光源模组，以及包含该光源模组的照明装置。

背景技术：

现在市场上的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)射灯多采用COB (Chip On Board，板上芯片)作为光源。COB光源的好处在于灯具的光斑较均匀，不会出现重影，但是成本较高。如果采用多颗LED作为光源，则由于每颗LED形成的光斑不能完全重合，容易在地面上形成重影。为了解决这个问题，通常会在LED光源的上方加上一个混光腔。在LED光源的光线入射到反射器上之前，通过混光腔进行一次混光，能够解决重影的问题。

然而，目前的LED照明领域中，混光腔的材质多为扩散塑料，而反射器则一般由金属材料或者在塑料表面电镀金属形成。由于反射器和混光腔的材质不同，两者无法一体成型。这样，当采用多颗LED作为光源时，虽然增加混光腔可以消除重影，但反射器加混光腔的架构不仅使得光学元件的数量增加，而且在照明装置的组装上也多了一道工序，从而使得结构成本和组装成本都有所增加。因此，开发一种组合了反射器和混光腔的功能的一体式光学元件，使其可以在解决重影问题的同时，减少结构成本和组装成本，成为半导体照明技术领域亟待解决的问题之一。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一体式配光组件、光源模组和照明装置。

根据本实用新型实施例的一方面，提供了一种一体式配光组件，应用于发光组件的二次配光，所述配光组件包括一体成型的混光罩和反射器；

所述反射器呈环状，所述反射器具有侧壁和出光口，所述侧壁围设形成的光学空间与所述出光口连通，所述侧壁具有内表面、外表面、上端部以及下端部，所述出光口位于所述上端部的内侧，所述外表面包括多个连续排布的锯齿结构，每个所述锯齿结构的两端分别向所述上端部和所述下端部延伸；

所述混光罩与所述反射器的下端部一体连接，被所述反射器的侧壁环绕并延伸进入所述光学空间，所述混光罩具有内表面和外表面，所述混光罩的内表面围设形成混光腔，所述混光罩的内表面或外表面进行了蚀纹处理；

所述发光组件发出的光线通过所述混光罩的混光腔进行混光后，部分光线入射到所述反射器内，经所述锯齿结构反射后，由所述出光口出射，从而实现对所述发光组件的二次配光。

可选地，每个所述锯齿结构具有相交的第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面相交具有棱线，所述棱线为直线或弧线。

可选地，所述第一反射面和所述第二反射面之间相互垂直，并且所述发光组件发出的、入射到所述反射器内的光线在所述第一反射面和所述第二反射面均发生全反射。

可选地，所述反射器的内表面包括多个具有圆弧面的微结构。

可选地，所述反射器的上端部形成有向所述出光口的外侧延伸的水平凸缘。

可选地，所述混光罩为向所述出光口方向凹陷的弧形面罩，并且所述弧形面罩的厚度均匀。

可选地，所述配光组件还包括基座，所述混光罩和所述反射器均设置在所述基座上。

可选地，所述一体式配光组件是通过注塑一体成型的一体式配光组件。

可选地，所述混光罩的进行了蚀纹处理的内表面或外表面是通过在注塑模具表面进行化学腐蚀或电火花放电而得到的表面。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种光源模组，包括：如上所述的一体式配光组件，以及设置于所述混光罩的混光腔内的发光组件；

所述发光组件发出的光线经过所述混光腔后，部分光线透过所述混光罩的内表面和外表面进入所述光学空间，另一部分由所述进行了蚀纹处理的所述混光罩的内表面或外表面反射回所述混光腔，经所述混光腔进行混光后从所述混光罩的外表面进入所述光学空间；

进入所述光学空间的部分光线直接从所述出光口出射，部分光线经所述反射器的内表面入射至所述反射器内，经所述锯齿结构反射后，由所述出光口出射。

可选地，所述发光组件包括光源板和位于所述光源板上的多个发光单元。

可选地，所述多个发光单元是多个发光二极管LED单元。

根据本实用新型实施例的再一方面，又提供了一种照明装置，包括具有开口端的灯体、与所述灯体的开口端连接的面环、以及收容于所述灯体内的如上所述的光源模组。

可选地，所述照明装置还包括光学元件，所述光学元件设置于所述灯体的开口端并位于所述面环的内侧。

可选地，所述光学元件为防眩环。

可选地，所述防眩环包括呈阶梯状的主体部分以及从所述主体部分的底面向下延伸的竖直部分。

可选地，所述防眩环设置于所述配光组件的前端，所述防眩环的主体的底面与所述反射器的水平凸缘相抵接，所述防眩环的竖直部分与所述灯体相抵接。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型实施例提供的一体式配光组件包括一体成型的混光罩和反射器。混光罩的内表面或外表面进行了蚀纹处理，使得发光组件发出的光线部分被反射回混光罩围设形成的混光腔以达到混光的效果，从而消除多颗LED作为光源带来的重影问题。反射器的侧壁包括具有多个连续排布的锯齿结构的外表面作为反射面，使得光线入射到锯齿上形成全反射，从而不需要后期对反射器进行二次电镀。本实用新型实施例提供的一体式配光组件可以替代传统的混光腔加反射器的组合，不仅节约了结构成本，而且减少了组装成本，适合用于采用多颗LED作为光源的射灯中。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本实用新型实施例1提供的一种光源模组的立体示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的光源模组的沿中心线的剖视图；

图3为本实用新型实施例1提供的光源模组的光路示意图；

图4为本实用新型实施例1的以单个锯齿结构为例的竖直方向的光路示意图；

图5为本实用新型实施例1的以单个锯齿结构为例的水平方向的光路示意图；

图6为本实用新型实施例1的以单个锯齿结构为例的水平方向的另一种光路示意图；以及

图7为本实用新型实施例2提供的一种照明装置的沿中心线的剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1

如图1至图6所示，本实用新型实施例提供了一种光源模组100。

图1和图2示出了根据本实用新型实施例的光源模组100的立体示意图和沿中心线的剖视图，其中，在图1中，为了更清楚地展示光源模组100 中的一体式配光组件10的结构，发光组件20未示出。参见图1和图2，光源模组100可以包括一体式配光组件10和发光组件20。本实施例中，一体式配光组件10应用于发光组件20的二次配光，包括基座11、设置在基座 11上的混光罩12和反射器13，基座11、混光罩12和反射器13一体成型。反射器13呈环状且透明。反射器13具有侧壁130及出光口14，侧壁130 围设形成的光学空间15与出光口14连通。侧壁130具有内表面131、外表面132、上端部133以及下端部134，出光口14位于上端部133的内侧，外表面132包括多个连续排布的锯齿结构135，每个锯齿结构135的两端分别向上端部133和下端部134延伸。混光罩12与反射器13的下端部134一体连接，被反射器13的侧壁130环绕并延伸进入光学空间15。混光罩12具有内表面121和外表面122，混光罩12的内表面122围设形成混光腔120，混光罩12的内表面121进行了蚀纹处理。发光组件20发出的光线，通过混光腔120进行混光后，部分光线入射到反射器13内，经锯齿结构135反射后，由出光口14出射，从而实现对发光组件20的二次配光。

以下针对本实用新型实施例提供的光源模组100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3所示，基座11为环状平板，其上连接混光罩12和反射器 13。反射器13设置在混光罩12的外围，且反射器13的高度高于混光罩12 的高度。在实际应用中，可以根据需要配光的角度以及反射器的母线形状来确定反射器13的高度与混光罩12的高度之间的比例关系。

混光罩12为向出光口14的方向凹陷的封闭的弧形面罩，且厚度均匀。混光罩12具有内表面121、外表面122和混光腔120。内表面121进行了蚀纹处理(texturing)，从而可以同时作为混光罩12的入光面和反射面，外表面122作为混光罩12的出光面。蚀纹处理也称为晒纹处理，是模具表面处理的一种工艺。通过蚀纹处理，可以在产品表面形成多种纹路，从而达到不同的光学效果。在其他可替换的实施例中，也可以是外表面122进行了蚀纹处理，此时，内表面121仅作为混光罩12的入光面，而外表面122则同时作为混光罩12的反射面和出光面。

混光罩12用于对发光组件20发出的光线进行混光处理，使得发光组件 20发出的光线均匀地发散至反射器13围设形成的光学空间15并最终从出光口14出射，从而消除重影。在其他可替换的实施例中，混光罩12还可以是半球形面罩、圆柱形面罩等，本实用新型不限于此。

反射器13为环形透镜，且厚度均匀。具体地，反射器13的侧壁130 具有内表面131、外表面132、上端部133以及下端部134，出光口14位于上端部133的内侧。下端部134与混光罩12和基座11一体连接。上端部 133形成有向出光口14的外侧延伸的水平凸缘1331。内表面131为反射器 13的入光面，同时也是反射器13的出光面。内表面131上还包括多个连续排布的具有圆弧面的微结构1310，在其他可替换的实施例中，也可以不设置微结构1310。内表面131经表面微结构处理后能够较精确的控制照明装置的出光角度，并保证出光的均匀。外表面132上设有多个连续排列的锯齿结构135。每个锯齿结构135包括第一反射面136和第二反射面137，并且第一反射面136和第二反射面137相交具有棱线138，该棱线138可以为直线，也可以为弧线。在一个优选实施方式中，第一反射面136和第二反射面137之间相互垂直，并且发光组件20发出的、入射到反射器13的侧壁130内的光线在第一反射面136和第二反射面137均发生全反射。每个锯齿结构135 的一端延伸至反射器13的下端部134，另一端延伸至反射器13的上端部 133，使得光线入射至该侧壁130时均能够得到一定的反射。在其他可替换的实施例中，锯齿结构135也可以不延伸至上端部133和下端部134，锯齿结构135还可以分段设置在外表面132，使得只在设置有锯齿结构135的位置发生全反射。可选地，第一反射面136和第二反射面137的夹角也可以不为90°，即可以小于或大于90°，但是反射器13的光效在第一反射面136 和第二反射面137的夹角为90°的情况下最佳，可最大程度地实现全反射。根据这个原理，我们可以通过对反射器13的锯齿结构135进行设计来实现全反射，从而可以得到照明装置的理想的光束角。

在本实施例中，反射器13的下端部134的口径小于出光口14的口径，在其他可替换的实施方式中，反射器13的下端部134的口径还可以等于出光口14的口径，即反射器13为环形柱状，这样的结构既能满足侧壁130 实现全反射，也能满足光线由出光口14出射。

优选地，一体式配光组件10由透明塑料通过一体注塑成型制成，其中塑料材料可选用PMMA(Poly(methyl methacrylate)，聚甲基丙烯酸甲酯)、 PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)等。通过在注塑模具的表面用化学腐蚀、或者电火花放电的方法，来实现注塑成型的一体式配光组件10中的混光罩 12的内表面121或外表面122的蚀纹处理，使蚀纹处理后的内表面121或外表面122呈现出磨砂的纹路，即，形成蚀纹。另外，还可以采用其他的蚀纹方法，如激光蚀纹等，本实用新型不限于此。

反射器13的厚度最薄可制成2毫米(mm)，因此，当反射器13的结构尺寸很大时，可以节约材料成本和成型难度。另外，需要说明的是，在模具设计或成型时，由于加工精度的问题，会在反射器13的第一反射面136 和第二反射面137的相交棱线138处形成圆角，入射到圆角上的光线将折射而出形成杂散光，但圆角对反射器13的总光效、光束角影响不大，因此，理论上，我们还是将反射器13认为是一个全反射式透明反射器。

如图2和图3所示，发光组件20设置于混光腔120内，包括光源板21 及位于光源板21上的多个发光单元22。多个发光单元22可以按照阵列、圆周排列等方式设置在光源板21上，本实用新型对此不作限制。优选地，发光单元22是LED发光单元。光源板21可采用PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)，其上可以进一步集成有发光单元22的驱动电源组件等，此为本领域的已知技术，在此不再赘述。

下面，在混光罩12的内表面121进行了蚀纹处理，反射器13的第一反射面136和第二反射面137之间相互垂直，并且发光组件20发出的、入射到反射器13的侧壁130内的光线在第一反射面136和第二反射面137均发生全反射的情况下，结合图3至图6对光源模组100内的光路走向进行具体说明。需要注意的是，为了简化说明，在图3中仅示意性地示出了位于中央位置的发光单元22发出的光线的光路走向。

如图3所示，发光单元22发出的光线经过混光腔120后，部分光线从混光罩12的内表面121透射后，折射到混光罩12的外表面122并从外表面122 进入反射器13围设的光学空间15。另一部分光线则在内表面121上形成的蚀纹的作用下，被内表面121反射回混光腔120，到达光源板21后，又被光源板 21反射到混光罩12的内表面121，此时，其中一部分光线透过内表面121 后从外表面122出射，其余光线再次被内表面121反射回混光腔120，如此反复，使得光线被多次反射，最终从混光罩12的外表面122进入光学空间15。在光线被内表面121或光源板21反射后通过混光腔120的期间，被反射的光线可以与发光单元22新发出的光线以及其他被反射的光线进行混合，从而实现混光的作用。同时，混光罩12的内表面121上形成的蚀纹对从内表面121 透射的光线也起到分散的作用。最终，使得发光单元22发出的光线均匀地发散至反射器13围设形成的光学空间15，从而消除多个LED发光单元作为光源时由于光斑不能完全重合带来的重影问题。在其他可替换的实施例中，也可以是外表面122进行了蚀纹处理，此时，内表面121仅作为混光罩12的入光面，而外表面122则同时作为混光罩12的反射面和出光面，本领域技术人员可以理解，在这种情况下，混光罩12的混光原理与本实施例类似，不同之处仅在于，发光单元22发出的光线在混光罩12的外表面122处发生部分透射和部分反射。

上文提及的光线在进行了蚀纹处理的混光罩12的内表面121或外表面122 上被反射的部分与被透射的部分之间的比例与蚀纹处理的轻重程度有关，蚀纹处理的程度越重，则被反射的部分越多，混光的效果越好，从而对重影的消除效果也越好。具体地，采用所形成的蚀纹的扩散角来衡量蚀纹处理的轻重程度，扩散角越大，则蚀纹处理的程度越重。该扩散角可以通过以下方法得到：在指定条件下对指定材料的板材进行蚀纹处理，然后用一束平行光垂直照射蚀纹处理后的该板材，测量通过该板材后的光线的扩散角度，即为所形成的蚀纹的扩散角。优选地，在本实施例中，蚀纹的扩散角在3度到15度之间。

进入光学空间15的光线的一部分直接从出光口14出射，一部分入射到反射器13的内表面131，经侧壁130反射后再从出光口14出射。光线在侧壁130 内反射的光路具体为：光线由内表面131入射至外表面132上的第一反射面136 的a点，并被全反射到第二反射面137的b点，经第二反射面137全反射后返回内表面131，经内表面131出射后由出光口14向外射出。

图4示出了根据本实用新型实施例的以单个锯齿结构为例的竖直方向的光路示意图。如图4所示，对于单个锯齿结构135，从由出光口14俯视的方向来看，当光线入射到第一反射面136上的a点时，按全反射原理会被反射到第二反射面137的b点，再由第二反射面137的b点反射而出，最后出射光线与入射光线符合全反射角度关系。我们知道要在透镜内部实现全反射，光线和反射面之间的入射角必须大于或等于临界角，否则光线将会透射出去，临界角的大小会根据透镜的材质而有所不同。

图5示出了根据本实用新型实施例的以单个锯齿结构为例的水平方向的一种光路示意图。前文提及，由于混光罩12的混光作用，使得发光单元22发出的光线可以从混光罩12的外表面122均匀出射，即，混光罩12的外表面 122可视为均匀的面光源。由于本实施例中反射器13为轴旋转对称结构，则从混光罩12的外表面122的中心位置出射的光对于反射器13的内表面131 上的每一个位置，从水平方向来看都是垂直于内表面131的，如图5所示，此时，光线到达第一反射面136和第二反射面137时入射角都为45°，由于入射角大于临界角度，因此可实现全反射。

而从混光罩12的外表面122上除中心位置外的其他位置出射的光入射到内表面131时则有一定的入射角α1，如图6所示，此时光线经过折射再到达锯齿结构135的第一反射面136时，入射角变为45°减去α1，也就是说，入射角度变小了，这使得无法保证全反射的实现，特别是从混光罩12 的外表面122的边缘部分出射的光更容易由于无法满足全反射条件而从反射器13的外表面132漏出去。不同的材料制成的透镜，其可允许的入射角α1范围不同，对于以PMMA制成的透镜，其可允许的α1≤4.4°，对于以 PC制成的透镜，其可允许的α1≤9.5°。为了尽量满足全反射的条件，在结构尺寸允许的前提下，可通过尽量缩小混光腔120的出光面面积，来使得从混光罩12的外表面122出射的光线入射到反射器13的内表面131上的入射角α1尽可能的小。但是，混光腔120太小将不利于消除重影，因此，在实际操作中，可通过选择混光腔120的出光面面积的最优值，同时使多个发光单元22尽量紧密排列，从而在尽量保证满足全反射条件的同时，保证消除多个发光单元作为光源时带来的重影问题。由于在本实施例中锯齿结构为直角棱面，因而出射角α2等于入射角α1。在非直角棱面的结构中，出射角α2相对于入射角α1会发生变化而形成不同的光效。

综上所述，本实用新型实施例提供的光源模组采用包括一体成型的混光罩和反射器的一体式配光组件。混光罩的内表面或外表面进行了蚀纹处理，使得发光组件发出的光线的一部分被反射回混光罩围设形成的混光腔以达到混光的效果，从而消除多颗LED作为光源带来的重影问题。反射器的侧壁包括具有多个连续排布的锯齿结构的外表面作为反射面，使得光线入射到锯齿上形成全反射，从而不需要后期对反射器进行二次电镀。通过这种方式，可以采用一体式配光组件替代传统的混光腔加反射器的组合，不仅节约了结构成本，而且减少了组装成本，适合用于采用多颗LED作为光源的射灯中。

实施例2

根据同一实用新型构思，本实用新型实施例提供了一种照明装置700，其为一种DOB(Driver On Board，板上驱动)射灯。参见图7所示，照明装置700可以包括灯体50、面环40、以及收容于灯体50内的上文所述的光源模组100。

以下针对本实用新型实施例提供的照明装置700内的各个元件及元件之间的连接关系作具体说明。

如图7所示，灯体50呈一端开口的近似圆柱状，其包括开口端501、侧壁502和底壁503，其中侧壁502包括靠近开口端501的直径较大的第一部分502a，远离该开口端501的直径较小的第二部分502b，以及连接第一部分502a和第二部分502b的圆台状的过渡部分502c。侧壁502和底壁503 围设形成收容腔510。灯体50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，因此灯体50具有高导热性能。

光源模组100收容在收容腔510内。具体地，光源模组100包括上文所述的一体式配光组件10和发光组件20。发光组件20以紧贴灯体50的底壁 503的方式设置。因此，当位于收容腔510内的光源模组100的发光组件20 产生热量时，热量可以通过高导热性能的灯体50迅速散去，从而避免收容腔510内的温度过高而影响发光组件20的使用质量和使用寿命。

面环40与灯体50的开口端501相连接。面环40可以由金属材料或者塑料制成，并可以采用现有的常见结构。在本实施例中，面环40包括圆环状的环面410、从环面410的外侧缘向下延伸的竖直圆环状的外侧壁411、以及从环面410的内侧缘向下延伸的竖直圆环状的内侧壁412，环面410的上下表面向上凸起而形成类弧形的表面。环面410、外侧壁411和内侧壁412 共同围设形成一环状凹槽。面环40可以通过多种连接方式与灯体50连接，比如卡扣连接、螺丝连接、卡簧连接等，本实用新型对此不作限制。在其他可替换的实施例中，面环40也可以与灯体50一体成型，从而减少组装的步骤，节约成本。

可选地，照明装置700还可以包括光学元件30。光学元件30呈圆环状，位于灯体50的开口端501处并位于面环40的内侧，与灯体50的开口端501 以配合方式连接。在本实施例中，光学元件30起到防眩光的作用。具体地，光学元件30为防眩环30，其包括呈阶梯状的主体部分310以及从主体部分 310向下延伸的竖直部分312。参见图7所示，防眩环设置于一体式配光组件 10的前端(即，出光口端)，防眩环的主体部分310具有平坦的底面311，底面311与一体式配光组件10中的反射器13的水平凸缘1331相抵接，使防眩环可以有效遮挡从反射器13的出光口的边缘射出的眩光，从而实现防眩光效果。防眩环的主体部分310的外侧面还具有凹槽314，凹槽314与灯体 50的侧壁502的第一部分502a配合连接，同时，防眩环的竖直部分312与灯体50的侧壁502的第一部分502a的内侧面相抵接，从而实现防眩环在灯体50的开口端501处的简便定位和连接。

此外，本实用新型实施例提供的照明装置700还可以包括散热件、连接件、匀光板等其他部件，这些部件的结构和连接为本领域的已知技术，在此不再赘述。

本实用新型实施例提供的照明装置，采用包括一体成型的混光罩和反射器的一体式配光组件为发光组件进行二次配光。混光罩的内表面或外表面进行了蚀纹处理，使得发光组件发出的光线的一部分被反射回混光罩围设形成的混光腔以达到混光的效果，从而消除多颗LED作为光源带来的重影问题。反射器的侧壁包括具有多个连续排布的锯齿结构的外表面作为反射面，使得光线入射到锯齿上形成全反射，从而不需要后期对反射器进行二次电镀。通过这种方式，可以采用一体式配光组件替代传统的混光腔加反射器的组合，不仅节约了结构成本，而且减少了组装成本。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

以上所述的实施例，对本实用新型的目的、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，以上所述仅为本实用新型的示例性实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。