导光结构及灯具的制作方法

1.本实用新型属于照明技术领域，更具体地说，是涉及一种导光结构及灯具。


背景技术：

2.灯具在日常生活中非常常见，但随着照明行业的智能化发展，照明灯具逐渐融合各种家电，作为智能控制的主要载体。目前智能家电市场以导光板灯具居多，这种导光板灯具无法像面板灯那样，导光板两端有铝框支撑固定，而通常需要在导光板上开孔，并通过螺丝来固定导光板。但不管是在导光板上设置螺丝或是定位柱，都会挡住光源的光线路径，从而影响出光的均匀效果。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的在于提供一种导光结构及灯具，以解决现有技术中存在的导光板上的螺丝柱等结构会遮挡光线、影响出光均匀度的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种导光结构，包括光源板以及导光板，所述光源板上设置有多个灯珠，所述导光板上具有光线遮挡部，空气的折射率为n1，所述导光板的折射率为n2，所述灯珠的发光角度为2θ1，所述灯珠的最大角度光线与所述光线遮挡部的外圈相切时形成光线相切线，所述灯珠的最大角度光线进入所述导光板的入光点处的法线为折射法线，与所述光源板垂直且经过所述光线遮挡部中心的法线为中心法线，靠近所述光线遮挡部的灯珠与所述中心法线之间的距离为l，所述光线相切线和所述折射法线之间的夹角为θ2，所述光线相切线和所述折射法线的交点与所述光源板之间的距离为h，l≥(tanθ2·
h
±
0.2)mm。
5.在一个实施例中，所述灯珠的发光角度2θ1为110
°
至130
°
。
6.在一个实施例中，所述灯珠的发光角度2θ1为120
±2°
。
7.在一个实施例中，所述光线遮挡部为螺丝柱、定位柱或镂空孔。
8.在一个实施例中，所述灯珠包括多个发光芯片，所述光源板呈条状；
9.各个所述发光芯片沿所述光源板的长度依次排列；或者，各个所述发光芯片沿所述光源板的宽度方向依次排列；或者，部分所述发光芯片沿所述光源板的长度方向依次排列，部分所述发光芯片沿所述光源板的宽度方向依次排列。
10.在一个实施例中，所述导光板的表面设置网点，所述导光板的位于所述光线遮挡部背向所述灯珠一侧为背光区域，所述背光区域的网点密集度大于所述导光板的剩余区域的网点密集度。
11.在一个实施例中，与所述光线相切线平行且远离所述光线遮挡部一侧的线条为区域边界线，与所述光线遮挡部相邻的两个灯珠对应的所述区域边界线以及所述导光板的边缘线围成参考区域，所述背光区域和所述参考区域的交集内的网点密集度大于所述导光板的剩余区域的网点密集度。
12.在一个实施例中，所述区域边界线与所述光线相切线之间的距离为5mm至10mm。
13.本实用新型还提供一种灯具，包括上述的导光结构。
14.在一个实施例中，所述灯具还包括底座和压条，所述导光板夹设于所述底座和所述压条之间。
15.本实用新型提供的导光结构及灯具的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型导光结构包括光源板和导光板，导光板上具有光线遮挡部，空气的折射率n1、导光板的折射率n2以及灯珠的发光角度2θ1已知，根据可以推算得出θ2，当θ2为光线相切线和折射法线的夹角时，以保证灯珠发出的光线则不会被光线遮挡部遮挡；根据灯珠最外侧光线的传播不被光源遮挡部遮挡的原则，可以确定光线相切线和折射法线的交点与光源板之间的距离为h，然后可以计算得出灯珠与中心法线之间的距离l≥(tanθ2·
h
±
0.2)mm，此时，灯珠发出的光线不会被光线遮挡部遮挡，从而不会影响光线的均匀度。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的导光结构的主视图；
18.图2为本实用新型实施例提供的导光结构的光线遮挡部处的光路图；
19.图3为本实用新型实施例提供的导光结构的光线遮挡部处的局部放大图；
20.图4为本实用新型实施例提供的灯珠的结构示意图；
21.图5为本实用新型实施例提供的灯具的剖视图。
22.其中，图中各附图标记：
[0023]1‑
导光板；11
‑
光线遮挡部；12
‑
网点；2
‑
光源板；21
‑
灯珠；211
‑
发光芯片；31
‑
光线相切线；32
‑
折射法线；33
‑
中心法线；34
‑
区域边界线；4
‑
底座；5
‑
压条；6
‑
散热件；7
‑
灯罩。
具体实施方式
[0024]
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0026]
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0027]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0028]
现对本实用新型实施例提供的导光结构进行说明。
[0029]
在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图1及图2，导光结构包括光源板2和导光板1，光源板2上设置有多个灯珠21，每个灯珠21都可以发出光线，各个灯珠21的色温可相同，也可不相同。光源板2上的灯珠21发出光线后，进入导光板1，由导光板1进行扩散光线和均匀光线。导光板1上具有光线遮挡部11，光线遮挡部11可为螺丝柱、定位柱、镂空孔等任何会影响光线路径的物体或者镂空结构。特别是当光线遮挡部11靠近光源板2时，会极大地影响发出光线的光路，导致出光不均。具体地，当导光板1无法通过边缘的框架结构支撑或者压紧固定时，需要在导光板1上开孔并通过螺丝柱等将导光板1进行固定。
[0030]
其中，由于光源板2和导光板1之间具有间隙，灯珠21发出的光线进入空气中，然后再折射进入导光板1中，空气的折射率为n1，导光板1的折射率为n2，灯珠21的发光角度为2θ1，即灯珠21能够发出光线的最大发射角为2θ1，需要对光线遮挡部11两侧的两个灯珠21之间的距离进行细化设计，保证这两个灯珠21发出的光线不会被光线遮挡部11所遮挡。灯珠21发出的最大角度光线进入导光板1时，与导光板1的边缘相交形成入光点，入光点处对应的法线为折射法线32，光线经过折射后进入导光板1，在导光板1内的光路对应为光线相切线31，为保证光线相切线31不会被光线遮挡部11遮挡，光线相切线31与光线遮挡部11的外圈相切时，可计算出灯珠21与中心法线33之间的最小距离l
min
，灯珠21与中心法线33之间的距离小于l
min
时，灯珠21发出的光线则会被遮挡。其中，中心法线33为与光源板2垂直且经过光线遮挡部11的中心的法线。空气的折射率n1、导光板1的折射率n2、灯珠21的发光角度2θ1均为已知参数，当灯珠21发出的最大角度光线进入导光板1后，该光线与折射法线32之间的夹角为θ2，根据可以计算得出θ2的具体数值。通常情况下，空气的折射率n1为1，那么根据光线遮挡部11的具体结构和结合底座4、压条5等结构，确定光线遮挡部11的中心与光源板2之间的距离，从而可以确定光线相切线31和折射法线32的交点与光源板2之间的距离h。θ2和h确定后，可以大致计算出灯珠21与中心法线33之间的最小距离l
min
。具体地，l
min
＝tanθ2·
h。需要说明的是，上述计算出的l
min
并不是灯珠21与中心法线33之间距离的精确数值，只是接近灯珠21与中心法线33之间距离的大致数值，由于在实际应用中，光源板2和导光板1之间的距离较近，可以将光线相切线31的延长线看作与灯珠21的侧面相交，从而可以得出l
min
＝tanθ2·
h。另外，在灯珠21贴设的过程中以及在光源板2和导光板1安装的过程中会有加工误差和装配误差，因此将l
min
＝(tanθ2·
h
±
0.2)mm，以弥补加工误差和装配误差。如此，靠近光线遮挡部11的灯珠21与中心法线33之间的距离为l，l≥(tanθ2·
h
±
0.2)mm。光线遮挡部11两侧的灯珠21之间的距离为2l。
[0031]
上述实施例中的导光结构，包括光源板2和导光板1，导光板1上具有光线遮挡部11，空气的折射率n1、导光板1的折射率n2以及灯珠21的发光角度2θ1已知，根据
可以推算得出θ2，当θ2为光线相切线31和折射法线32的夹角时，以保证灯珠21发出的光线则不会被光线遮挡部11遮挡；根据灯珠21最外侧光线的传播不被光源遮挡部遮挡的原则，可以确定光线相切线31和折射法线32的交点与光源板2之间的距离为h，然后可以计算得出灯珠21与中心法线33之间的距离l≥(tanθ2·
h
±
0.2)mm，此时，灯珠21发出的光线不会被光线遮挡部11遮挡，从而不会影响光线的均匀度。
[0032]
可选地，灯珠21的发光角度2θ1为110
°
至130
°
，常用的灯珠21的发光角度约为120
°
，由于灯珠21内芯片的数量及分布的不同，灯珠21的发光角度在110
°
至130
°
之间波动，因此将灯珠21的发光角度2θ1设置在110
°
至130
°
时，符合大多数灯珠21的发光情况。更具体地，灯珠21的发光角度2θ1可为120
±2°
，如120
°
、122
°
、121
°
等等。
[0033]
在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图1及图2，导光结构用于侧入式发光的灯具中，光源板2上的灯珠21发出的光线从导光板1的侧面进入。可选地，光源板2的出光面呈弧形，光源板2具体可为圆盘形，灯珠21分布在光源板2的周圈，导光板1的入光面也呈弧形，导光板1具体可呈环形，光源板2设置在导光板1的内部，使光源板2的外圈与导光板1的内环壁(入光面)相正对。当光源板2为圆盘形，导光板1呈环形且设置在光源板2的外周时，为保证各个灯珠21与导光板1的入光面的距离相等，导光板1和光源板2同心设置，且中心法线33和折射法线32均穿过光源板2的中心设置。
[0034]
可选地，在设计光源板2时，光源板2上相邻灯珠21的距离均相等，即灯珠21均匀分布在光源板2上，为了使灯珠21发光的光能够避开光线遮挡部11，与光线遮挡部11邻近的两个灯珠21与光线遮挡部11之间的距离相等，否则，其中一个灯珠21必然和光线遮挡部11距离过近而被遮挡光线。当邻近光线遮挡部11的两个灯珠21与光线遮挡部11的距离相等时，光线遮挡部11的周向位置确定，只需要确定光线遮挡部11的径向位置即可。
[0035]
在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图4，每个灯珠21内均具有多个发光芯片211。发光芯片211的排布方向此处不作限定。光源板2呈条状或者环状时，光源板2沿其条形方向延伸的方向或者其周向方向即为源板的长度方向。其中，光源板2呈环状时，也可为将条状光源板2的两端连接即可形成环状光源板2。如图4左侧，发光芯片211可沿光源板2的长度方向排列，发光芯片211也可沿光源板2的宽度方向排列。如图4右侧，部分发光芯片211沿光源板2的长度方向依次排列，部分发光芯片211沿光源板2的宽度方向依次排列。发光芯片211的排布可根据灯具的类型选定，此处不作限定。
[0036]
在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图3，导光板1的表面设置有网点12，光线在网点12处可以经过漫反射、散射后，出光更加均匀，起到匀光的作用。由于导光板1上具有光线遮挡部11，当光线从光线遮挡部11的正面照射时，光线遮挡部11的背部则为背光区域，背光区域即设置在导光板1的位于光线遮挡部11的背向灯珠21一侧。背光区域处的网点12密集度大于导光板1的剩余区域的网点12密集度，背光区域的光线较弱，通过增大网点12密集度可以使该处的光线强度与其他区域的光线强度接近，一定程度上可以提高背光区域处的亮度。
[0037]
可选地，与光线相切线31平行且远离光线遮挡部11一侧的线条为区域边界线34，与光线遮挡部11相邻的两个灯珠21(两个灯珠21分别设置于光线遮挡部11的两侧)分别对应有一条区域边界线34，两条区域边界线34和导光板1的边缘线之间围成有参考区域，参考
区域和背光区域的交集内的网点12密集度大于导光板1的剩余区域的网点12密集度。由上述可知，参考区域和背光区域的交集设置于光线遮挡部11的背部，而且与光线遮挡部11之间的距离较近，受光线遮挡部11的影响最大，因此在该交集内增大网点12密集度，可以更有效地针对较暗的区域进行匀光和增大光强。
[0038]
可选地，区域边界线34和光线相切线31平行设置，区域边界线34与光线相切线31之间的距离为5mm至10mm，如5mm、6mm、8mm、9mm等。当区域边界线34与光线相切线31的距离过小时，参考区域的面积过小，无法完全覆盖导光板1上较暗的区域(被光线遮挡部11遮挡的区域)；当区域边界线34与光线相切线31的距离过大时，部分未被遮挡的区域也在参考区域内，在没有被遮挡的区域增加网点12可以会导致该区域过亮，反而影响出光的均匀性，因此将区域边界线34与光线相切线31之间的距离设置在5mm至10mm之间。
[0039]
请参阅图5，本实用新型还提供一种灯具，灯具包括上述任一实施例中的导光结构。导光结构可应用至各种智能灯具中，即使在导光板1上设置有光线遮挡部11也不会影响出光的均匀性。
[0040]
本实用新型提供的灯具，采用了上述的导光结构，导光结构包括光源板2和导光板1，导光板1上具有光线遮挡部11，空气的折射率n1、导光板1的折射率n2以及灯珠21的发光角度2θ1均已知，根据可以推算得出θ2，当θ2为光线相切线31和折射法线32的夹角时，以保证灯珠21发出的光线则不会被光线遮挡部11遮挡；根据灯珠21最外侧光线的传播不被光源遮挡部遮挡的原则，可以确定光线相切线31和折射法线32的交点与光源板2之间的距离为h，然后可以计算得出灯珠21与中心法线33之间的距离l≥(tanθ2·
h
±
0.2)mm，此时，灯珠21发出的光线不会被光线遮挡部11遮挡，从而不会影响光线的均匀度。
[0041]
在本实用新型的其中一个实施例中，灯具还包括底座4和压条5，导光板1夹设于底座4和压条5之间，底座4内可设置有家电控制系统、照明系统、电源控制模块等。底座4内还可固定有散热壳6，光源板2则固定在散热壳6上，且光源板2的发光侧面向导光板1设置。灯具还包括灯罩7，灯罩7罩设在光源板2的发光侧，对光源板2具有保护作用，灯罩7的边缘可夹设在压条5和导光板1之间。
[0042]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。