CN111964008A - 透镜、光源模组、光电模组及吸顶灯 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种透镜、光源模组、光电模组及吸顶灯，涉及照明技术领域。本申请的实施例提供了一种透镜，可以节省透镜的安装空间，从而避免由于产生光干涉而影响光效的情况发生。本申请透镜包括两个透镜单元；透镜单元包括相对设置的安装面和出射面；安装面的中部向靠近出射面的方向凹陷形成腔体，腔体的壁面为入射面，入射面在安装面所在平面上的投影的轮廓包括连接为闭环结构且开口相对的第一弧线和第二弧线，第二弧线在与中心面垂直的方向上的尺寸大于第一弧线在与中心面垂直的方向上的尺寸，第二弧线靠近透镜本体的中心面设置，且两个透镜单元一体成型。本申请同时公开了一种光源模组、光电模组及吸顶灯。本申请可用于提升透镜的性能。

Description

透镜、光源模组、光电模组及吸顶灯

技术领域

本申请涉及照明技术领域，尤其涉及一种透镜、光源模组、光电模组及吸顶灯。

背景技术

在照明领域，吸顶灯是一种应用广泛的灯具。由于吸顶灯是通过排布在内部的多颗LED光源发出光线，且LED光源的光束角为120°，因此，在不进行任何配光的情况下，每颗LED光源均会以接近球面的方式向四周发射光线，由这些LED光源所发出的光线整体则会呈现出以每颗LED光源为中心的多点放射状。而在通常情况下，人们希望吸顶灯的整个扩散罩能够发出均匀的光线，所以便需要对LED光源进行配光。配光的目的是改变LED光源的光线传播方向，从吸顶灯的扩散罩整体进行考虑，使这些LED光源所发出的光线在到达扩散罩时恰好处于基本均匀的程度。

现有的吸顶灯大多采用每个LED光源单独配备一个透镜的方式进行配光，当透镜的安装空间充足时，相邻两个透镜之间的间隔足够大，两个透镜不会产生光干涉，当透镜的安装空间受到限制时，相邻两个透镜之间的距离就要缩短，这样容易导致相邻两个透镜产生光干涉，从而影响光效。

发明内容

本申请的实施例提供一种透镜、光源模组、光电模组及吸顶灯，可以节省透镜的安装空间，从而避免由于两个透镜产生光干涉而影响光效的情况发生。

为达到上述目的，第一方面，本申请的实施例提供了一种透镜，包括透镜本体，所述透镜本体包括相对于所述透镜本体的中心面对称设置的两个透镜单元；所述透镜单元包括相对设置的安装面和出射面；所述安装面的中部向靠近所述出射面的方向凹陷形成腔体，所述腔体的壁面为入射面；所述入射面在所述安装面所在平面上的投影的轮廓包括连接为闭环结构且开口相对的第一弧线和第二弧线，所述第一弧线和所述第二弧线的两个交点的连线关于所述中心面平行，所述第二弧线在与所述中心面垂直的方向上的尺寸大于所述第一弧线在与所述中心面垂直的方向上的尺寸，所述第二弧线靠近所述透镜本体的中心面设置，且两个所述透镜单元一体成型。

第二方面，本申请的实施例提供了一种光学模组，包括透镜基板和设置在所述透镜基板上的多个透镜，所述透镜为上述的透镜。

第三方面，本申请的实施例提供了一种光电模组，包括光源板和上述的光学模组，所述光源板上设有多个LED灯珠，所述光学模组上的透镜罩设于所述LED灯珠上，且所述透镜与所述LED灯珠一一对应。

第四方面，本申请的实施例提供了一种吸顶灯，包括上述的光电模组。

本申请的实施例提供的透镜，包括透镜本体，透镜本体包括相对于透镜本体的中心面对称设置的两个透镜单元，两个透镜单元一体成型。透镜单元包括相对设置的安装面和出射面；安装面的中部向靠近出射面的方向凹陷形成腔体，腔体的壁面为入射面；入射面在安装面所在平面上的投影的轮廓包括连接为闭环结构且开口相对的第一弧线和第二弧线，第一弧线和第二弧线的两个交点的连线关于中心面平行，第二弧线在与中心面垂直的方向上的尺寸大于第一弧线在与中心面垂直的方向上的尺寸，第二弧线靠近透镜本体的中心面设置，因此，本申请实施例透镜单元具有偏光功能，当透镜的安装空间受限时，可以避免相邻的两个透镜产生光干涉，进而可以避免影响光效。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例透镜的立体结构示意图；

图2为本申请实施例透镜的主视剖视图；

图3为本申请实施例透镜的俯视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为本申请实施例透镜的仰视图；

图6为LED光源的光强分布图；

图7为使用本申请实施例透镜配光后LED光源形成的椭圆形光斑；

图8为使用本申请实施例透镜配光后LED光源的光强分布图；

图9为本申请实施例透镜小角度方向的光路图；

图10为本申请实施例透镜大角度方向的光路图；

图11为本申请一个实施例光学模组的结构示意图；

图12为本申请另一个实施例光学模组的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图6，吸顶灯中的LED光源的光束角只有120°，光束角较小，近似lambertion(理想散射)，当直接通过LED光源照射较大的区域或形状特殊的区域时，就需要数量较多的LED光源，会增加成本。因此，现有技术一般在LED光源的外部设置透镜来对LED光源进行配光，以得到理想的光束角和光斑形状。

参照图1至图5，本申请的实施例提供了一种透镜10，包括透镜本体，透镜本体包括相对于透镜本体的中心面对称设置的两个透镜单元1，透镜单元1包括相对设置的安装面12和出射面11；安装面12的中部向靠近出射面11的方向凹陷形成腔体13，腔体13的壁面为入射面14；入射面14在安装面12所在平面上的投影的轮廓包括连接为闭环结构且开口相对的第一弧线133和第二弧线134，第一弧线133和第二弧线134的两个交点的连线关于中心面平行，第二弧线134在与中心面垂直的方向上的尺寸大于第一弧线133在与中心面垂直的方向上的尺寸，第二弧线134靠近透镜本体的中心面设置，且两个透镜单元1一体成型。出射面11的中部向内凹陷。由此，本申请实施例透镜单元具有偏光功能，当透镜的安装空间受限时，可以避免相邻的两个透镜产生光干涉，进而可以避免影响光效。

在一些实施例中，出射面11为凸起的自由曲面且出射面11在安装面12所在平面上的投影为椭圆形，两个透镜单元1沿椭圆形的短轴方向并排设置。

继续参照图1至图5，LED光源发出的光先经过入射面14进行扩散，再经过出射面11扩散，由此，参照图7和图8，本申请实施例透镜可对LED光源发出的光进行配光，改变其光型，实现椭圆形光斑配光，相比圆形光斑透镜，在圆形光斑的直径与椭圆形光斑的长轴尺寸相等的前提下，由于本申请的实施例透镜10的短轴尺寸小于圆形光斑透镜的直径，椭圆形光斑的面积可以小于圆形光斑的面积，所以在配置的LED光源能量相同的情况下，椭圆形光斑的亮度更高。因此，参照图11，在保证LED光源沿透镜的长轴方向的光斑尺寸和亮度的前提下，当本申请实施例透镜10应用于圆形吸顶灯时，可以改善圆形吸顶灯中心出现暗区的情况；参照图12，相比圆形光斑透镜，本申请实施例透镜10应用于方形吸顶灯时，可以减少光基板的数量。

由于在实际使用时，有时用于安装透镜10的空间有限，因此，参照图3，在一些实施例中，两个透镜单元1的中心距小于单个椭圆形的短轴的尺寸，即两个透镜单元1具有交集。该实施方式可以缩小透镜10的体积，降低成本，同时可以减小透镜10的安装空间，使吸顶灯的结构更紧凑。

本申请实施例透镜10中的两个腔体13内可以配置两个相同的LED光源，这样两个LED光源可同时为相同的区域配光，提高该区域的亮度；本申请实施例透镜10中的两个腔体13内也可以配置两个不同颜色的LED光源，这样本申请实施例透镜10可以实现两个不同颜色的LED光源的混光混色，以得到理想颜色的光线；另外，可以只在本申请实施例透镜中10中的两个腔体13中的一个腔体13内配置LED光源，此时，可起到与单颗LED光源对应单个透镜相同的效果，这样可以使本申请实施例透镜10的适用范围更广。

参照图4，为了方便安装LED光源，在一些实施例中，腔体13的口部设有台阶槽15，光源位于台阶槽15内。

由于LED光源的尺寸为3.5mm×2.8mm×0.7mm，因此，在一些实施例中，台阶槽15的高度为0.8mm～0.9mm，由此，既可以装入LED光源又不会浪费材料。

在一些实施例中，两个腔体13中的台阶槽15间隔设置，在另一些实施例中，两个腔体13中的台阶槽15连通，具体可根据实际工况进行选择。

参照图4，当采用腔体13的口部设有台阶槽15的结构时，由于LED光源的安装精度要求较高，为了避免由于安装误差导致出现亮环，在一些实施例中，台阶槽15的表面设有晒纹，晒纹也叫浅晒纹槽或磨砂蚀纹，该结构可以避免出现亮环。

在一些实施例中，入射面14和出射面11均设有晒纹，入射面14和出射面11上的晒纹可以使出射光更均匀，提高出射光的舒适性。

继续参照图4，由于有时需要将两个透镜并排且相贴设置，因此，在一些实施例中，透镜本体的底部外侧设有环形凸缘2，当需要两个本申请实施例透镜10并排设置时，两个本申请实施例透镜10的环形凸缘2的外侧可以相接触并连接，这样，可以提高透镜10安装的可靠性。在一些实施例中，环形凸缘的高度为1～1.5mm，这样在保证安装强度的前提下，可以最大程度的节省材料，性价比最高，具体的，在一些实施例中，环形凸缘的高度为1mm。

当采用透镜本体的底部外侧形成环形凸缘2的实施方式时，在一些实施例中，安装面12和环形凸缘2的表面均设有晒纹，由此，可以遮挡光源基板，提高透镜的美观性。

参照图9和图10，在一些实施例中，沿椭圆形的短轴方向(小角度方向)的光束角为140°～170°，沿椭圆形的长轴方向(大角度方向)的光束角为170°～178°，由此，本申请实施例可将LED光源发出的光配置为大角度椭圆形光斑，既能保证光强还能保证较大的光照面积。

在一些实施例中，椭圆形的长轴的尺寸与短轴的尺寸的比值为1.2～1.9，由此，可使光斑的长轴的尺寸与短轴的尺寸的比值更合适，既不会过于细长也不会过于粗短。

当采用椭圆形的长轴方向(大角度方向)的光束角为170°～178°的实施方式时，在一些实施例中，台阶槽15的顶面到出射面11的最高处的距离为4.3mm～5mm，这样既可以保证光束角又可以节省材料。

在一些实施例中，腔体13的深度与第一弧线133的两个端点之间的距离的比值为0.8～1.1，该比值在保证出光效果和角度的同时还可以使透镜的体积更小。吸顶灯中的LED光源的光束角只有120°，光束角较小，在不适用透镜的情况下，LED光源的间距具灯罩的高度比较小，通常小于0.92，LED光源排布的非常密，需要的LED光源的数量也较多，成本较高。

参照图7和图8，经过本申请实施例透镜配光改变LED光源光型后，实现了大角度椭圆形光斑配光，这样，LED光源的间距与灯罩的高度比增大为3.5，需要的LED光源的数量显著减少，由此可以降低成本。

参照图11和图12，本申请实施例同时公开了一种光学模组，包括透镜基板20和设置在透镜基板20上的多个透镜，该透镜为上述实施例中的透镜10。

参照图11，在一些实施例中，透镜基板20为环形基板，多个透镜10呈环形阵列布置，且透镜10中的透镜单元1的长轴方向沿环形基板的径向设置。

参照图12，在一些实施例中，透镜基板20为长条形基板，多个透镜10呈矩形阵列布置，且透镜10中的透镜单元1的长轴沿长条形基板的宽度方向设置。

本申请实施例还公开了一种光电模组，包括光源板和上述的光学模组，光源板上设有多个LED灯珠，光学模组上的透镜10罩设于LED灯珠上，且透镜10与LED灯珠一一对应。

本申请实施例还公开了一种吸顶灯，包括上述的光电模组。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种透镜，其特征在于，包括透镜本体，

所述透镜本体包括相对于所述透镜本体的中心面对称设置的两个透镜单元(1)；

所述透镜单元(1)包括相对设置的安装面(12)和出射面(11)；

所述安装面(12)的中部向靠近所述出射面(11)的方向凹陷形成腔体(13)，所述腔体(13)的壁面为入射面(14)；所述入射面(14)在所述安装面(12)所在平面上的投影的轮廓包括连接为闭环结构且开口相对的第一弧线(133)和第二弧线(134)，所述第一弧线(133)和所述第二弧线(134)的两个交点的连线关于所述中心面平行，所述第二弧线(134)在与所述中心面垂直的方向上的尺寸大于所述第一弧线(133)在与所述中心面垂直的方向上的尺寸，所述第二弧线(134)靠近所述透镜本体的中心面设置，且两个所述透镜单元(1)一体成型。

2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述出射面(11)为凸起的自由曲面，且所述出射面(11)在所述安装面(12)所在平面上的投影为椭圆形，两个所述透镜单元(1)沿所述椭圆形的短轴方向排列。

3.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，两个所述透镜单元(1)的中心距小于单个所述椭圆形的短轴的长度。

4.根据权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，所述出射面(11)的中部向所述入射面(14)凹陷。

5.根据权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，腔体(13)的口部设有用于容置光源的台阶槽(15)。

6.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，两个所述台阶槽(15)间隔设置。

7.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，两个所述台阶槽(15)连通。

8.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述入射面(14)、所述出射面(11)和所述台阶槽(15)的表面均设有晒纹。

9.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，沿所述椭圆形的短轴方向的光束角为140°～170°，沿所述椭圆形的长轴方向的光束角为170°～178°。

10.根据权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，所述透镜本体的底部外侧设有环形凸缘(2)。

11.根据权利要求10所述的透镜，其特征在于，所述环形凸缘(2)的表面和所述安装面(12)均设有晒纹。

12.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，所述椭圆形的长轴方向的尺寸和短轴方向的尺寸的比值为1.2～1.9，所述腔体(13)的深度与所述第一弧线(133)的两个端点之间的距离的比值为0.8～1.1。

13.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述台阶槽(15)的顶面到所述出射面(11)的最高处的距离为4.3mm～5mm。

14.一种光学模组，其特征在于，包括透镜基板(20)和设置在所述透镜基板(20)上的多个透镜(10)，所述透镜(10)为权利要求1～13中任一项所述的透镜。

15.根据权利要求14所述的光学模组，其特征在于，所述透镜基板(20)为环形基板，多个所述透镜(10)呈环形阵列布置，且所述透镜(10)中的透镜单元(1)的长轴方向沿所述环形基板的径向设置。

16.根据权利要求14所述的光学模组，其特征在于，所述透镜基板(20)为长条形基板，多个所述透镜(10)呈矩形阵列布置，且所述透镜(10)中的透镜单元(1)的长轴方向沿所述长条形基板的宽度方向设置。

17.一种光电模组，其特征在于，包括光源板和权利要求14～16中任一项所述的光学模组，所述光源板上设有多个LED灯珠，所述光学模组上的透镜(10)罩设于所述LED灯珠上，且所述透镜(10)与所述LED灯珠一一对应。

18.一种吸顶灯，其特征在于，包括权利要求17所述的光电模组。

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