一种配光透镜、照明灯具及照明模组的制作方法

本申请涉及照明技术领域，尤其涉及一种配光透镜、照明灯具及照明模组。

背景技术：

led(lightemittingdiode，发光二极管)由于具备多项成熟优势，例如，省电、高效率、高反应速度、寿命长等特点，得到越来越广泛的应用。现有的射灯主要采用led结合tir(totalinternalreflection，全内反射)透镜或led结合反射器的方案实现，但这两种射灯方案中tir透镜或反射器只能适配特定大小的led发光元件，如，一旦改变led发光元件的型号或改变发光元件的出光面大小，则需要对射灯中的tir透镜或反射器等结构进行对应调整，以确保配光角度的一致。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种配光透镜、照明灯具及照明模组，以解决现有的照明灯具中的配光透镜需要适配特定大小的发光元件的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种配光透镜，包括阵列分布的多个条形光学元件，各所述条形光学元件包括相对设置的第一端面和第二端面，以及位于所述第一端面和第二端面之间的反射面，所述第一端面小于所述第二端面；由各所述条形光学元件的第一端面形成所述配光透镜的入光面、由各所述条形光学元件的第二端面形成所述配光透镜的出光面；其中，光线由所述配光透镜的入光面进入所述配光透镜中的各所述条形光学元件，再经各所述条形光学元件的反射面进行至少一次反射后，由各所述配光透镜的出光面出射，实现对所述光线的配光。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述第一端面和所述第二端面为多边形，或者所述第一端面和所述第二端面为圆形。

可选地，在一种可能的实现方式中，各所述条形光学元件相同，且相邻的各所述条形光学元件之间通过位于所述第一端面和第二端面的外表面接触。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述配光透镜的配光角度x为其中，a为发射所述光线的发光元件的出光角度，d为所述第二端面的大小，d为所述第一端面的大小。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述配光透镜的长度l为其中，d为所述第二端面的大小，d为所述第一端面的大小，m为所述配光透镜中的条形光学元件的数量，b为所述条形光学元件中的第一端面与反射面之间的夹角，可通过求解得到，n为光线进入条形光学元件后的反射次数，n＞2，x为经预定的配光角度。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述配光透镜中的条形光学元件的数量z为其中，z为整数，s为发射所述光线的发光元件的出光面大小，d为所述第一端面的大小。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述配光透镜还包括与各所述条形光学元件一一对应的多个包层，各所述包层分别套设于各所述条形光学元件，其中，所述包层的光折射率小于所述条形光学元件的光折射率。

可选地，在一种可能的实现方式中，相邻的各所述包层之间采用粘接的方式进行固定。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述配光透镜的外周套设有包层，其中，所述包层的光折射率小于所述条形光学元件的光折射率。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述条形光学元件为匀光积分棒。

第二方面，本申请实施例还提供一种照明灯具，包括发光元件以及前述的配光透镜，所述发光元件位于所述配光透镜的入光面处，其中，由所述发光元件出射的光线经所述配光透镜的入光面进入所述配光透镜中的各所述条形光学元件，再经各所述条形光学元件进行至少一次反射后，由所述配光透镜的出光面射出。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述照明灯具还包括两端开口的壳体，所述壳体套设于所述配光透镜。

可选地，在一种可能的实现方式中，所述壳体上开口端的开口形状与所述配光透镜的出光面的形状匹配，所述开口端为靠近所述配光透镜的出光面的一端。

第三方面，本申请实施例提供一种照明模组，包括多个前述的照明灯具。

可选地，在一种可能的实现方式中，多个所述照明灯具呈圆形阵列分布，或者多个所述照明灯具呈线性阵列分布。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

在本实施例给出的配光透镜、照明灯具以及照明模组中，能够通过构成配光透镜的多个条形光学元件将出射光线的发光元件的出光面等效分割为多个小的出光面，进而利用与小的出光面一一对应的各条形发光元件实现配光，使得配光透镜能够用于对具有不同大小的出光面发光元件的配光，且配光角度一致。

附图说明

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

图1a为根据一示例性实施例提供的配光透镜的结构示意图。

图1b为根据一示例性实施例提供的条形光学组件的结构示意图。

图1c为根据一示例性实施例提供的配光透镜的俯视图。

图1d为根据一示例性实施例提供的经条形光学组件进行配光时的光路图。

图1e为根据一示例性实施例提供的发光元件的出光面的等效分割结果示意图。

图2为根据一示例性实施例提供的配光透镜对应的平面等照度曲线示意图。

图3a为根据一示例性实施例提供的照明灯具的结构示意图。

图3b为根据一示例性实施例提供的照明灯具的剖面结构示意图。

图4a为根据一示例性实施例提供的照明模组的结构示意图。

图4b为根据一示例性实施例提供的照明模组的另一结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

请结合参阅图1a和图1b，本申请的一个实施例提供一种配光透镜10，该配光透镜10包括阵列分布的多个条形光学元件11，各所述条形光学元件11包括沿高度方向相对设置的第一端面110和第二端面111，以及位于所述第一端面110和第二端面111之间的侧壁112，所述第一端面110小于所述第二端面111，由各所述条形光学元件11的第一端面110形成所述配光透镜10的入光面、由各所述条形光学元件的第二端面111形成所述配光透镜10的出光面。实际应用中，前述的侧壁112在进行配光时可作为反射面，以对入射至条形光学元件内11的光线进行反射。所述第一端面110或第二端面111的大小可以是端面的直径大小、面积大小或外接圆的直径大小等，具体可根据实际需求确定。

其中，各所述条形光学元件11的形状、大小可根据实际需求进行设定，例如，各所述条形光学元件11中的第一端面110、第二端面111以及平行于所述第一端面110、第二端面120的截面可以为多边形(如六边形、五边形、菱形、矩形、平行四边形等)，也可以为圆形、椭圆形等，本实施例在此不做限制。

同时，根据所述第一端面110、第二端面111以及截面的不同，位于所述第一端面110与所述第二端面120之间的反射面可以为弧面或平面等，例如，在所述第一端面110、第二端面111、截面为多边形时，所述反射面为平面，在所述第一端面110、第二端面111、所述截面为圆形时，所述反射面为弧面，本实施例在此不做具体限制。

在一种可能的实现方式中，所述配光透镜10的中的各所述条形光学元件11的形状、大小可以如图1a中所示的相同，从而使得相邻的各所述条形光学元件11之间通过位于所述第一端面和第二端面的外表面接触，即构成所述配光透镜10的各所述条形光学元件11之间无空隙，进而使得由发光元件出射的光线均可进入配光透镜10，以提高所述配光透镜10的配光效率，避免造成光线浪费。

在另一种实现方式中，所述配光透镜10的中的各所述条形光学元件11的形状、大小也可以不同，例如图1c所示，为所述配光透镜10的一种可能的俯视图，所述配光透镜10中可至少包括第一端面和第二端面为正五边形的第一条形光学元件12，以及第一端面和第二端面为正五边形的第一条形光学元件13，此外，第一条形光学元件12和第二条形光学元件13可具有相同或不同的配光角度，本实施例对此不做限制。

需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述配光透镜10还可包括与各所述条形光学元件11一一对应的多个包层，各所述包层分别套设于各所述条形光学元件11的侧壁112，其中，所述包层的光折射率小于所述条形光学元件11的光折射率，由此，能够使得进入所述条形光学元件11的光线经其侧壁112进行至少一次反射时，不会出现光线透射的问题，提高配光效率。可选地，所述包层可采用氧化硅等材料制作形成，本实施例对此不做限制。

另外，在对多个所述条形光学元件11进行聚合形成所述配光透镜10时，可通过对相邻的各所述条形光学元件11进行粘接实现，也可在各所述条形光学元件11套设有包层时，对相邻的包层进行粘接等，或者，还可直接在所述配光透镜10的外周套设一包层，从而将多个所述条形光学元件11束缚为一体，以形成所述配光透镜10，该套设在配光透镜10外周的包层的光折射率可小于所述条形光学元件11的光折射率，本实施例在此不做具体限制。

应注意，在各所述条形光学元件11进行直接粘接时，所采用的粘接剂的折射率需小于所述条形光学元件11的折射率。以及，在完成对各所述条形光学元件11的聚合后，如果相邻的各条形光学元件11之间存在如图1c所示的间隙，可通过粘接剂等进行间隙填充，本实施例对此不做限制。

进一步，本申请的一个实施例中，所述条形光学元件11可以为实心结构或空心结构，以用于对由发光元件出射的光线的多次反射。示例性地，在此以实心结构的条形光学元件11为例，对本实施例采用多个条形光学元件11构成配光透镜10进行配光的原理进行简要说明。

请结合参阅图1d，假设一个所述条形光学元件11对应一个发光元件14，该发光元件14的出光角度为a，所述条形光学元件11的第一端面110与反射面之间的夹角(即楔角)为b，第一端面110的大小为d，第二端面111的大小为d，那么由所述发光元件14出射的光线，经所述第一端面110进入所述条形光学元件11，再经所述反射面进行至少一次反射，其中每反射一次，光线的角度可减小2b，进而可根据光线在条形光学元件11中的反射次数计算由所述第二端面出射的光线的配光角度，该配光角度x为x＝a-4nb，其中，n为光线进入条形光学元件后的反射次数，n＞2。

基于此，假设条形光学元件11的配光角度x、发光元件14的出光角度a均为预定的，那么，在满足发光元件出射的每个角度的光线均能进入条形光学元件进行至少一次反射后出射，且出射角度为预定的配光角度x，那么可计算所述条形光学元件11的长度为其中，d为所述第二端面的大小，d为所述第一端面的大小，楔角b以及反射次数n可通过求解得到。

需要说明的是，在中，假设发光元件14出射的最大角度的光线需反射n次后才由所述第二端面111出射(最大折射次数)，其出射角度小于预定的配光角度x，从而可求解出变量n和b的取值范围。其中，如果发光元件14出射的光线的出射角度比最大出射角度x小，如小1度，那么，该光线可在条形光学元件11中反射n-1次后出射，以确保出射角度小于预定的配光角度x。

但在实际应用中，如果发光元件14的出光面(或功率)较大，为了满足由发光元件14出射的每个角度的光线都能进入条形光学元件11，且配光角度不变，需要同时增大条形光学元件11的第一端面110、第二端面111、以及条形光学元件11的长度。或者，如果发光元件14的出光面固定，但为了获得较小的配光角度，将会使得反射次数增加，也就是需要增大条形光学元件11的长度，但是在前述两种情形中，如果条形光学元件11的长度增加，势必会导致应用配光透镜10的射灯等照明灯具由于尺寸过大、美观性差，而无法满足照明场景的需求。例如，假设发光元件的出光角度为120度，预定的配光角度为24度，那么经计算可得到条形光学元件11的长度可达到160mm。

鉴于此，本实施例中通过对多个条形光学元件11进行如图1a所示的集成得到配光透镜10，既能够实现针对具有较大出光面的发光元件的配光，使得配光角度不变，还不会使得配光透镜10的长度过长。具体原理为：以具有较大出光面的发光元件14为例，假设配光透镜10由六个第一端面110和第二端面111均为六边形的条形光学元件11构成，那么，在采用所述配光透镜10对所述发光元件14出射的光线进行配光时，如图1e所示，相当于通过多个所述条形光学元件11的第一端面110将具有较大出光面f的所述发光元件14等效为具有多个较小出光面f的小发光元件，也就是，通过多个所述条形光学元件11的第一端面110将所述发光元件14的出光面f分割为多个小的出光面f，从而使得一个所述条形光学元件11对应一个小的出光面f，再通过各所述条形光学元件11对与其对应的小的出光面f出射的光线进行配光，从而使得针对每个小的发光元件14的条形光学元件11的长度变小，以适应不同的照明场景。

基于上述内容，相对采用单个条形光学元件11进行配光，本实施例采用集成有m个条形光学元件11的配光透镜10的长度可缩短为采用单个条形光学元件11的长度的1/m，即对于同一发光元件14，在通过由m个条形光学元件11构成的配光透镜10进行配光时，配光透镜10的长度可以为此外，本实施例中在通过配光透镜10进行配光时，光线进入各条形光学元件11需要进行至少一次反射，能够使得出射的光线均匀，无炫光问题。

此外，相对于现有技术中采用tir透镜或反射器进行配光时存在的一种tir透镜或发射器只能适配一种特定发光元件的问题，如对于具有相同出光角度的发光元件，增大发光元件的出光面(功率)，则导致配光角度增大，减小发光元件出光面(功率)时，则导致配光角度减小。本实施例采用的由多个条形光学元件11构成的配光透镜10，由于配光透镜10的配光角度与各所述条形光学元件11的配光角度一致，因此，在发光元件的出光面(功率)减小时，配光透镜10的配光角度不变，而在发光元件的出光面(功率)增大时，可通过增加配光透镜10中的条形光学元件11的数量，实现对具有较大出光面的发光元件的配光，但是随着条形光学元件11的数量的增加，配光透镜10的配光角度、长度可保持不变。由此可以看出，本实施例给出的配光透镜10能够适应具有不同大小的出光面的发光元件14的配光需求，且其配光角度不变，满足不同的照明场景的配光需求。

进一步，本实施例给出的配光透镜10的配光角度与构成所述配光透镜10的各所述条形光学元件11的配光角度一致。本实施例中，所述条形光学元件11的配光角度x为其中，a为发射所述光线的发光元件的出光角度，d为所述第二端面111的大小，d为所述第一端面110的大小。也就是，所述配光透镜10的配光角度与所述条形光学元件11上的第二端面111与第一端面110之间的比值有关。

例如，假设所述条形光学元件11的第一端面110和第二端面111均为正六边形，那么，如果所述第二端面111的外接圆的直径与所述第一端面110的外接圆的直径的比值为五，那么所述配光透镜10的配光角度为所述发光元件的出光角度的五分之一。

实际应用中，可通过调整所述配光透镜10的出光面(第二端面111)与入光面(第一端面110)之间的比例，即可实现不同配光角度的配光，如实现10度、24度、30度、60度等配光角度的配光，本实施例在此不做限制。

示例性地，在此以条形发光元件11的第一端面110和第二端面111为多边形为例，对本申请给出的配光透镜10的配光效果进行说明，如图2所示，为采用本实施例给出的配光透镜10进行配光后的得到的平面等照度曲线示意图，由图2可以看出，经本实施例给出的配光透镜10进行配光后得到的光线照度均匀具有较优的配光效果。其中，图2中所示的“h”为对所述配光透镜10进行测试时的高度，“emax”为测试高度“h”下的最大照度值。

进一步，所述配光透镜10中的条形光学元件11的数量z为其中，z为整数，s为发射所述光线的发光元件14的出光面大小，d为所述第一端面110的大小。也就是，在所述条形光学元件11的第一端面110和第二端面120的大小确定后，构成所述配光透镜10的条形发光元件11的数量可根据所述发光元件14的出光面的大小决定。例如，在为整数时，如5、6等，那么z可以为5、6等整数，在为小数时，如7.5等，那么z可以为大于7.5的整数，如8、9等，以确保由发光元件14出射的光线能够全部入射所述配光透镜10，避免光线浪费。

实际应用中，在增大所述发光元件14的出光面时，可通过增加所述配光透镜10中的条形光学元件11的数量以满足对发光元件14的配光，反之，可减少所述配光透镜10中的条形光学元件11的数量。

基于上述描述，本实施例采用由阵列分布的多个条形光学元件11构成的配光透镜10，在进行配光时至少具有以下效果：

(1)能够使得出射的光线均匀且无炫光问题。

(2)能够避免现有的由于采用单个配光元件进行配光时导致的光学元件的尺寸过大的问题。

(3)能够在不改变配光透镜结构的基础上，实现对不同功率大小或出光面大小的发光元件进行配光，且配光角度一致。

在前述的配光透镜的基础上，本申请的一个实施例还提供一种照明灯具，该照明灯具至少包括发光元件、驱动模组以及前述的配光透镜，所述发光元件位于所述配光透镜的入光面，所述驱动模组与所述发光元件连接，从而驱动所述发光元件发光。其中，所述照明灯具可以作为射灯、筒灯等，以实现重点照明。

在一种实现方式中，所述发光元件可以至少包括led灯珠、光源基板等，所述发光元件和所述配光透镜之间可通过结构件等进行可拆卸式固定，以使得由所述发光元件出射的光线入射至所述配光透镜，并经所述配光透镜中的各条形光学元件进行至少一次反射后，由所述配光透镜的出光面射出，从而完成预定角度的配光。可选地，所述预定角度可根据实际需求进行设定，例如，10度、24度、60度等。

可选地，所述发光元件的出光面可以为平面状，以使得所述配光透镜的入光面能够与所述发光元件的出光面贴合，进而确保由发光元件出射的光线无损失的进入所述配光透镜，确保配光透镜的配光效果。

此外，本实施例中的照明灯具中的配光透镜的具体结构可参照对前述配光透镜10的详细描述，本实施例对此不再赘述。此外，如前述对配光透镜10的描述可知，所述预定角度的不同可以通过调整所述配光透镜的出光面与入光面之间的比值实现，也就是，调整各所述条形光学元件中的第一端面和第二端面之间的比值，例如，假设第一端面和第二端面均为正六边形，那么，如果所述第二端面的外接圆的直径与所述第一端面的外接圆的直径的比值为五，那么所述预定角度为所述发光元件的出光角度的五分之一。

需要说明的是，本实施例给出的照明灯具，通过所述配光透镜中的各条形发光元件对发光元件的出光面进行等效分割，能够实现无论发光元件的出光面多大，通过每个所述条形光学元件进行配光后得到的光线的角度均是一致的，且无大角度杂光，有效避免了炫光问题。

进一步，为了避免灯具损坏，延长所述照明灯具的使用寿命，同时，确保所述配光透镜与所述发光元件之间的相对稳定性，在一种可能的实现方式中，如图3a和图3b所示，所述照明灯具30还可包括两端开口的壳体31，所述壳体31套设于所述配光透镜32。

可选地，所述壳体31的形状、大小可根据实际需求进行设定，此外，所述壳体31上开口端的开口形状与所述配光透镜32的出光面的形状匹配，所述开口端为靠近所述配光透镜32的出光面的一端。例如图3a和图3b所示，所述壳体31靠近所述配光透镜32的出光面一侧的开口端的形状与所述配光透镜32的出光面的形状匹配，如所述配光透镜32的出光面的形状为近似正六边形，所述开口端的形状可为正六边形等，本实施例对此不做限制。

在本实施例给出的照明灯具中，通过采用由阵列分布的多个条形光学元件构成的配光透镜对发光元件出射的光线进行配光，不仅能够使得由照明灯具出射的光线具有相同的配光角度，确保了出射光线的均匀性，避免了炫光问题。同时，通过多个条形光学元件将发光元件的出光面等效分割为多个小发光元件，还有效地缩减了配光透镜的尺寸，提高了照明灯具的外观的可观赏性，以及使用过程中的便捷性。

进一步，结合参阅图4a和图4b，本申请的又一实施例还提供一种照明模组40，该照明模组40可包括前述多个照明灯具41。实际应用中，各个照明灯具可以如图4a所示以圆周阵列排列，也可以如图4a所示以线性阵列排列等，本实施例对此不做限制。需要说明的是，由于本实施例中的照明模组中的各照明灯具的具体结构可参照对前述照明灯具详细描述，本实施例对此不再赘述。

本实施例给出的照明模组，能够提供均匀的光线，且能够有效防止炫光问题，适应于不同的照明场景。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。