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CN101963291A - 光源模组 - Google Patents

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张海卫
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Fuzhun Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Hong Jun Precision Industry Co ltd
Fuzhun Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Abstract

一种光源模组，包括多个支撑体、多个发光体及多个透镜，每一支撑体包括一底板和相对该底板倾斜θ角的一侧板，每一侧板上设置多个发光体，每一透镜罩设一发光体，每一发光体经其对应的透镜调整后的出光角为φ，θ和φ满足关系式θ+φ＞90°。发光体经透镜调整后的出光角φ配合侧板的倾角θ，使设置在支撑体上的发光体发出的光线部分折射到底板另一侧区域，从而光源模组可同时照亮底板两侧的区域，获得较大的出光角度。

Description

光源模组
技术领域
本发明涉及一种照明装置，特别涉及一种光源模组。
背景技术
大功率发光二极管(LED)照明零组件在成为照明产品前，一般要进行两次光学设计。将LED芯片经透明树脂和集成电路封装在一起，即，一次光学设计，以解决LED芯片的出光角度、光强、光通量大小、光强分布、色温的范围与分布。一次光学设计的目的是尽可能多的取出LED芯片发出的光。二次光学设计就是将经过一次光学系统的光再通过二次光学系统改变其光学性能，例如让整个照明产品发出的光能满足实际照明的需求。
传统LED照明产品，其LED光源通常安装在支撑板的一侧，LED发出的光线不能同时照亮支撑板两侧的区域。因此，传统LED照明产品的出光角较小，不能满足车库、煤矿等场所的照明需求。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种具有较大出光角的光源模组。
一种光源模组，包括多个支撑体、多个发光体及多个透镜，每一支撑体包括一底板和相对该底板倾斜θ角的一侧板，每一侧板上设置多个发光体，每一透镜罩设一发光体，每一发光体经其对应的透镜调整后的出光角为φ，θ和φ满足关系式θ+φ＞90°。
与现有技术相比，发光体经透镜调整后的出光角φ配合侧板的倾角θ，使设置在支撑体上的发光体发出的光线部分折射到底板另一侧区域，从而光源模组可同时照亮底板两侧的区域，获得较大的出光角度。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本技术方案实例一光源模组的立体组合图。
图2为图1的光源模组的分解图。
图3为图1的倒置图。
图4为图1光源模组中透镜的放大图。
图5为图1中发光二极管经图4中透镜调整后的配光曲线图。
图6为图2中发光二极经透镜调整后的出光角和侧板倾角的关系图。
图7为本技术方案实例二中发光二极经透镜调整后的出光角和侧板倾角的关系图。
图8为图1的光源模组应用时出光分布图。
图9为图1的光源模组的配光曲线图。
具体实施方式
以下，将结合附图及实施例对本技术方案的光源模组进行详细说明。
参阅图1至3，一种光源模组，其包括多个支撑体10、多个光源20、多个透镜30以及一透光罩40。
每一支撑体10包括一底板11及自底板11的一端部向上、向内倾斜延伸的侧板12。当支撑体10水平放置时，底板11和水平面平行，侧板12和底板11的夹角即为侧板12相对水平面的倾角，下文中侧板12相对于水平面的倾角简称为侧板12的倾角，并记为θ。本实施例中，多个支撑体10水平放置，多个底板11的内端相互靠近且围合成一形状规则的封闭区域，该封闭区域的形状可以为等边多边形或圆形等。多个侧板12的倾角均为θ，因此该多个侧板12分布在封闭区域的上方，且位于和封闭区域所在的平面成θ角的一个空间曲面内。
光源20包括电路板21和固定在电路板21上的多个LED22。每一侧板12具有一上表面121和下表面122，上表面121沿其长度方向设置有多个LED22。每一LED22设置于一透镜30内，从而LED22发出的光线经透镜30后可调整到合适的角度，此角度即可定义为LED22和透镜30的组合的出光角φ。本实施例中，LED22水平设置在侧板12的上表面121，即，LED22的光轴垂直上表面121，透镜30是否水平设在侧板12的上表面121，需要根据具体照明要求而定，本实施例中透镜30也水平放置在侧板12的上表面121。由于侧板12相对于水平面的倾角为θ，则LED22相对水平面的倾角也为θ，LED22和透镜30的组合的出光角φ因此，当θ和φ满足关系式(1)：θ+φ＞90°时，LED22发出的光线经透镜30调整后可照射到底板11朝向的区域。LED22和透镜30的组合的出光角φ是由LED22和透镜30本身所确定的，每个LED22具有固定的出光角，例如本实施例中LED22的出光角为90°；每个透镜30的结构是固定的，即透镜30对LED22光线的调整也是确定的，因此，一旦选定LED22和透镜30后，上述关系式(1)中的φ为一常数，由此θ便可确定从而多个LED22相对于水平面的安装角度便可确定。此时，安装在支撑体10的光源20和透镜30罩设在透光罩40内后，整个光源模组的基本架构便可确定。
透镜30可以是中心对称型结构，也可以是非对称型结构。LED22经中心对称型结构的透镜30调整后具有对称的配光效果，因此LED22和透镜30的组合的出光角可以定义一个φ角。而LED22经非对称型结构的透镜30调整后，其通常具有两条配光曲线，因此LED22和透镜30的组合的出光角需要具体分析。本实施例中，透镜30为非对称结构，其包括纵向出光面31和横向出光面32，如图4所示。纵向出光面31的纵向延伸方向用Y表示，横向出光面32的延伸方向用X表示。图5给出LED22经透镜30调整后的配光曲线，曲线I表示LED22经纵向出光面31调整后的配光效果，曲线II经横向出光面32调整后的配光效果，其分别表示LED22从纵向出光面31和横向出光面32出射的光线的光强在不同出光角度范围的分布情况。业界对光源出光角的定义是最大光强一半时所对应的出光角，因此，图5中LED22和透镜30的组合的出光角有两个：曲线I中，LED22经纵向出光面31调整后，最大光强一半时所对应的出光角设为α；曲线II中，LED22经横向出光面32调整后，最大光强一半时对应的出光角设为β。透镜30的纵向出光面31的出光角度大于横向出光面32的出光角度。因此，透镜30在支撑体10的侧板12上具有两种排布方式，分别通过两个实例具体说明。
实例一：结合图2和图6，透镜30的纵向出光面31和侧板12的宽度方向一致，横向出光面32和侧板12的长度方向一致。罩设在透镜30中的LED22发出的光线经纵向出光面31射出后，出射的大部分光线照亮沿侧板12的宽度方向延伸的区域；经横向出光面32射出后，出射的大部分光线照亮沿侧板12的长度方向延伸的区域。因此，α的大小可以调整光线在多个侧板12水平周围区域的分布情况，β的大小可以调整光线在多个侧板12的上表面121上方和底板11的底部面向的区域的分布情况。图6中，M表示LED22的光轴，LED22经透镜30的横向出光面32调整后的出光角β则可表示为相对光轴M朝支撑体10的底板11方向的偏角。根据上述关系式(1)可以得到，θ+β＞90°，其中β相当于关系式(1)中的φ。即，LED22经透镜30的横向出光面32调整后的的出光角β和侧板12的倾角θ相配合，可使LED22发出的光线经透镜30后可照射到底板11朝向底部朝向的区域。
为使光线在多个侧板12水平周围区域内连续分布，需要设置适当数量的侧板12。侧板12的个数N和LED22经透镜30的纵向出光面31调整后的出光角α有关，即满足关系式(2)：N＝(360°/α)×4。一旦选定LED22和透镜30后，出光角α是一固定值，因此侧板12的个数N便可确定。
另外，参见图5，从配光曲线II可以看出，透镜30的横向出光面32为非对称结构。如图4所示，横向出光面32包括第一侧321和第二侧322，LED22经第二侧322调整后的出光角(通常也称偏角)大于LED22经第一侧321调整后的出光角(通常也称偏角)。上述出光角β是指LED22经透镜30的横向出光面32的第二侧322调整后的出光角。在实例一基础上，当每一侧板12的上表面121安装多个LED22和多个透镜30时，为了使光线均匀照亮沿侧板12的长度方向延伸的区域，多个透镜30的第二侧322相向排布或相背排布。例如每一侧板12安装两个透镜30时，一个透镜30靠近侧板12底端，另一透镜30靠近侧板12顶端，相向排布是指，其中靠近侧板12底端的透镜30的第二侧322面向侧板12的顶端，以保证有足够的光线照亮侧板12顶端区域；靠近侧板12顶端的透镜30的第二侧322面向侧板12底端，以保证光线可偏转到底板11朝向的区域，这样两个第二侧322位于两个透镜30之间，即，相向设置，如图2所示，这样两个透镜配合可同时照亮侧板12的上表面121朝向的区域和底板11朝向的区域。相背排布是指，靠近侧板12底端的透镜30的第二侧322面向侧板12的底端，靠近侧板12顶端的透镜30的第二侧322面向侧板12的顶端，两个第二侧322位于两个透镜30的两侧，即相背设置，同样，两个透镜配合可同时照亮侧板12的上表面121朝向的区域和底板11朝向的区域。
实例二：和实例一的不同之处在于透镜30的横向出光面32和侧板12的宽度方向一致，纵向出光面31和侧板12的长度方向一致。因此，因此，β的大小可以调整光线在多个侧板12水平周围区域的分布情况，α的大小可以调整光线在多个侧板12的上表面121上方和底板11的底部下方区域的分布情况。图7中，M表示LED22的光轴，LED22经透镜30的纵向出光面31调整后的出光角α则可表示为相对光轴M朝支撑体10的底板11方向的偏角。根据上述关系式(1)可以得到，θ+α＞90°，其中α相当于关系式(1)中的φ。即，LED22经透镜30的纵向出光面31调整后的出光角α和侧板12的倾角θ相配合，可使LED22发出的光线经透镜30后可照射到底板11底部朝向的区域。
实例二中，侧板12的个数N和LED22经透镜30的横向出光面32调整后的出光角β有关，相对实例一，由于LED22经横向出光面32调整后的出光角β较小，因此需要排布较多的侧板12以使光线在多个侧板12水平周围区域均匀、连续地分布。同样根据关系式(2)，侧板12的个数N＝(360°/β)×4。
透光罩40用于对经过透镜30的光线进行进一步的优化。透光罩40包括一圆形平板41和自平板41的周边向下弯曲延伸成一封闭的环形外围部42。透光罩40采用玻璃、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等合适的透明材料制成。根据实际需要，对透光罩40进行不同方式的表面处理，可以使光源模组所发出的光线达到不同的配光效果，例如，透光罩40可以为透明结构，也可以为经过雾化处理的雾化结构。雾化处理旨在使穿过透光罩40光线光强分布更为均匀，使得光线变得较为柔和，减弱眩光对眼镜的刺激。雾化方式通常包括对透光罩40的表面喷砂、在透光罩40中掺杂扩散粒子或者在透光罩40的表面贴设扩散膜。优选地，对透光罩40的内表面进行喷砂或贴设扩散膜。掺杂扩散粒子的方法是：注塑成型法制作透光罩40时，一同将扩散粒子均匀混合在透光罩40的原料如聚碳酸酯中，这样经过注塑成型的透光罩40由于整体结构中均掺杂有扩散粒子，使得穿过透光罩40的光线变得比较柔和。
应用时，将上述光源模组与照明设备的其他常用结构配合可以得到各种所需结构的照明设备。如图8-9所示，图1中的光源模组通过一支架101安装在一顶棚102上。光源模组工作时，多个LED22发出的光经过各自对应的透镜30后在空间的分布为：图9中小于60°的出光角度范围内，即图8中的区域A，光源模组具有较大的光强，使主要工作区域获得所需的照度；图9中60°-90°容易产生眩光的角度范围内，即图8中的区域B、C，光源模组光强较小，以较大程度的减弱眩光现象。图9中大于180°的出光角度范围内，即散热器10的底板11底部朝向的区域(即主要工作区域的外围区域)，对应到图8中的区域D，图9中明显可以看出而光源模组的出光角度可大于180°，甚至可达210°，实现了光源模组的大角度出光。
可以理解，本实施例中的支撑体10可以为其它支撑结构，只要使多个LED22和水平成θ角便可。例如，多个支撑体10为一个底角为θ的锥形体。另，支撑体10可以为散热体，以使多个LED22更稳定地工作。
综上，LED22和透镜30的组合的出光角配合侧板12的倾角，使得罩设在透镜30内的LED22发出的光线照射到支撑体10底板11下方的区域，从而，光源模组整体出光角度大于180°，获得较大的出光角度。

Claims (12)

1.一种光源模组，包括多个支撑体、多个发光体及多个透镜，其特征在于：每一支撑体包括一底板和相对该底板倾斜θ角的一侧板，每一侧板上设置多个发光体，每一透镜罩设一发光体，每一发光体经其对应的透镜调整后的出光角为φ，θ和φ满足关系式θ+φ＞90°。
2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于：所述多个支撑体呈放射状排列。
3.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于：所述多个侧板分布于和底板所在平面成θ角的一个空间曲面内。
4.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于：所述侧板的数量为N，N＝(360°/φ)×4。
5.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于：所述透镜包括纵向出光面和横向出光面，所述发光体经其对应的透镜的纵向出光面调整后的出光角为α，所述发光体经其对应的透镜的横向出光面调整后的出光角度为β，且α＞β。
6.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于：所述透镜的纵向出光面和所述侧板的宽度方向一致，所述透镜的横向出光面和侧板的长度方向一致，且θ+β＞90°。
7.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于：所述侧板的数量N＝(360°/α)×4。
8.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于：所述透镜的横向出光面和所述侧板的宽度方向一致，所述透镜的纵向出光面和侧板的长度方向一致，且θ+α＞90°。
9.如权利要求8所述的光源模组，其特征在于：所述侧板的数量N＝(360°/β)×4。
10.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于：所述横向出光面包括位于所述纵向出光面两侧的第一侧和第二侧，所述发光体经该第二侧调整后的出光角大于经该第一侧调整后的出光角。
11.如权利要求8所述的光源模组，其特征在于：所述多个透镜的第二侧相向设置或相背设置。
12.如权利要求1-11中任一项所述的光源模组，其特征在于：所述发光体为发光二极管。
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