專利名稱：光源模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置，特別涉及一種光源模組。
背景技術(shù)：
大功率發(fā)光二極管(LED)照明零組件在成為照明產(chǎn)品前，一般要進(jìn)行兩次光學(xué)設(shè) 計(jì)。將LED芯片經(jīng)透明樹(shù)脂和集成電路封裝在一起，即，一次光學(xué)設(shè)計(jì)，以解決LED芯片的 出光角度、光強(qiáng)、光通量大小、光強(qiáng)分布、色溫的范圍與分布。一次光學(xué)設(shè)計(jì)的目的是盡可能 多的取出LED芯片發(fā)出的光。二次光學(xué)設(shè)計(jì)就是將經(jīng)過(guò)一次光學(xué)系統(tǒng)的光再通過(guò)二次光學(xué) 系統(tǒng)改變其光學(xué)性能，例如讓整個(gè)照明產(chǎn)品發(fā)出的光能滿足實(shí)際照明的需求。傳統(tǒng)LED照明產(chǎn)品，其LED光源通常安裝在支撐板的一側(cè)，LED發(fā)出的光線不能同 時(shí)照亮支撐板兩側(cè)的區(qū)域。因此，傳統(tǒng)LED照明產(chǎn)品的出光角較小，不能滿足車庫(kù)、煤礦等 場(chǎng)所的照明需求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種具有較大出光角的光源模組。一種光源模組，包括多個(gè)支撐體、多個(gè)發(fā)光體及多個(gè)透鏡，每一支撐體包括一底板 和相對(duì)該底板傾斜θ角的一側(cè)板，每一側(cè)板上設(shè)置多個(gè)發(fā)光體，每一透鏡罩設(shè)一發(fā)光體， 每一發(fā)光體經(jīng)其對(duì)應(yīng)的透鏡調(diào)整后的出光角為Φ，θ和φ滿足關(guān)系式θ+φ >90°。與現(xiàn)有技術(shù)相比，發(fā)光體經(jīng)透鏡調(diào)整后的出光角Φ配合側(cè)板的傾角θ，使設(shè)置在 支撐體上的發(fā)光體發(fā)出的光線部分折射到底板另一側(cè)區(qū)域，從而光源模組可同時(shí)照亮底板 兩側(cè)的區(qū)域，獲得較大的出光角度。下面參照附圖，結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1為本技術(shù)方案實(shí)例一光源模組的立體組合圖。圖2為圖1的光源模組的分解圖。圖3為圖1的倒置圖。圖4為圖1光源模組中透鏡的放大圖。圖5為圖1中發(fā)光二極管經(jīng)圖4中透鏡調(diào)整后的配光曲線圖。圖6為圖2中發(fā)光二極經(jīng)透鏡調(diào)整后的出光角和側(cè)板傾角的關(guān)系圖。圖7為本技術(shù)方案實(shí)例二中發(fā)光二極經(jīng)透鏡調(diào)整后的出光角和側(cè)板傾角的關(guān)系 圖。圖8為圖1的光源模組應(yīng)用時(shí)出光分布圖。圖9為圖1的光源模組的配光曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下，將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本技術(shù)方案的光源模組進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參閱圖1至3，一種光源模組，其包括多個(gè)支撐體10、多個(gè)光源20、多個(gè)透鏡30以 及一透光罩40。每一支撐體10包括一底板11及自底板11的一端部向上、向內(nèi)傾斜延伸的側(cè)板 12。當(dāng)支撐體10水平放置時(shí)，底板11和水平面平行，側(cè)板12和底板11的夾角即為側(cè)板12 相對(duì)水平面的傾角，下文中側(cè)板12相對(duì)于水平面的傾角簡(jiǎn)稱為側(cè)板12的傾角，并記為θ。本 實(shí)施例中，多個(gè)支撐體10水平放置，多個(gè)底板11的內(nèi)端相互靠近且圍合成一形狀規(guī)則的封閉 區(qū)域，該封閉區(qū)域的形狀可以為等邊多邊形或圓形等。多個(gè)側(cè)板12的傾角均為θ，因此該多 個(gè)側(cè)板12分布在封閉區(qū)域的上方，且位于和封閉區(qū)域所在的平面成θ角的一個(gè)空間曲面內(nèi)。光源20包括電路板21和固定在電路板21上的多個(gè)LED22。每一側(cè)板12具有一 上表面121和下表面122，上表面121沿其長(zhǎng)度方向設(shè)置有多個(gè)LED22。每一 LED22設(shè)置于 一透鏡30內(nèi)，從而LED22發(fā)出的光線經(jīng)透鏡30后可調(diào)整到合適的角度，此角度即可定義為 LED22和透鏡30的組合的出光角Φ。本實(shí)施例中，LED22水平設(shè)置在側(cè)板12的上表面121， 即，LED22的光軸垂直上表面121，透鏡30是否水平設(shè)在側(cè)板12的上表面121，需要根據(jù)具 體照明要求而定，本實(shí)施例中透鏡30也水平放置在側(cè)板12的上表面121。由于側(cè)板12相 對(duì)于水平面的傾角為θ，則LED22相對(duì)水平面的傾角也為θ，LED22和透鏡30的組合的出 光角Φ因此，當(dāng)θ和φ滿足關(guān)系式(1) θ+φ >90°時(shí)，LED22發(fā)出的光線經(jīng)透鏡30調(diào) 整后可照射到底板11朝向的區(qū)域。LED22和透鏡30的組合的出光角Φ是由LED22和透鏡 30本身所確定的，每個(gè)LED22具有固定的出光角，例如本實(shí)施例中LED22的出光角為90° ； 每個(gè)透鏡30的結(jié)構(gòu)是固定的，即透鏡30對(duì)LED22光線的調(diào)整也是確定的，因此，一旦選定 LED22和透鏡30后，上述關(guān)系式(1)中的Φ為一常數(shù)，由此θ便可確定從而多個(gè)LED22相 對(duì)于水平面的安裝角度便可確定。此時(shí)，安裝在支撐體10的光源20和透鏡30罩設(shè)在透光 罩40內(nèi)后，整個(gè)光源模組的基本架構(gòu)便可確定。透鏡30可以是中心對(duì)稱型結(jié)構(gòu)，也可以是非對(duì)稱型結(jié)構(gòu)。LED22經(jīng)中心對(duì)稱型結(jié) 構(gòu)的透鏡30調(diào)整后具有對(duì)稱的配光效果，因此LED22和透鏡30的組合的出光角可以定義 一個(gè)Φ角。而LED22經(jīng)非對(duì)稱型結(jié)構(gòu)的透鏡30調(diào)整后，其通常具有兩條配光曲線，因此 LED22和透鏡30的組合的出光角需要具體分析。本實(shí)施例中，透鏡30為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其包 括縱向出光面31和橫向出光面32，如圖4所示?？v向出光面31的縱向延伸方向用Y表示， 橫向出光面32的延伸方向用X表示。圖5給出LED22經(jīng)透鏡30調(diào)整后的配光曲線，曲線I 表示LED22經(jīng)縱向出光面31調(diào)整后的配光效果，曲線II經(jīng)橫向出光面32調(diào)整后的配光效 果，其分別表示LED22從縱向出光面31和橫向出光面32出射的光線的光強(qiáng)在不同出光角 度范圍的分布情況。業(yè)界對(duì)光源出光角的定義是最大光強(qiáng)一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的出光角，因此，圖 5中LED22和透鏡30的組合的出光角有兩個(gè)曲線I中，LED22經(jīng)縱向出光面31調(diào)整后，最 大光強(qiáng)一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的出光角設(shè)為α ；曲線II中，LED22經(jīng)橫向出光面32調(diào)整后，最大光 強(qiáng)一半時(shí)對(duì)應(yīng)的出光角設(shè)為β。透鏡30的縱向出光面31的出光角度大于橫向出光面32 的出光角度。因此，透鏡30在支撐體10的側(cè)板12上具有兩種排布方式，分別通過(guò)兩個(gè)實(shí) 例具體說(shuō)明。實(shí)例一結(jié)合圖2和圖6，透鏡30的縱向出光面31和側(cè)板12的寬度方向一致，橫向出光面32和側(cè)板12的長(zhǎng)度方向一致。罩設(shè)在透鏡30中的LED22發(fā)出的光線經(jīng)縱向出光 面31射出后，出射的大部分光線照亮沿側(cè)板12的寬度方向延伸的區(qū)域；經(jīng)橫向出光面32 射出后，出射的大部分光線照亮沿側(cè)板12的長(zhǎng)度方向延伸的區(qū)域。因此，α的大小可以調(diào) 整光線在多個(gè)側(cè)板12水平周圍區(qū)域的分布情況，β的大小可以調(diào)整光線在多個(gè)側(cè)板12的 上表面121上方和底板11的底部面向的區(qū)域的分布情況。圖6中，M表示LED22的光軸， LED22經(jīng)透鏡30的橫向出光面32調(diào)整后的出光角β則可表示為相對(duì)光軸M朝支撐體10 的底板11方向的偏角。根據(jù)上述關(guān)系式(1)可以得到，θ+β >90°，其中β相當(dāng)于關(guān)系 式(1)中的Φ。即，LED22經(jīng)透鏡30的橫向出光面32調(diào)整后的的出光角β和側(cè)板12的 傾角θ相配合，可使LED22發(fā)出的光線經(jīng)透鏡30后可照射到底板11朝向底部朝向的區(qū)域。為使光線在多個(gè)側(cè)板12水平周圍區(qū)域內(nèi)連續(xù)分布，需要設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的側(cè)板12。 側(cè)板12的個(gè)數(shù)N和LED22經(jīng)透鏡30的縱向出光面31調(diào)整后的出光角α有關(guān)，即滿足關(guān) 系式(2) :Ν= (360° /α)Χ4。一旦選定LED22和透鏡30后，出光角α是一固定值，因此 側(cè)板12的個(gè)數(shù)N便可確定。另外，參見(jiàn)圖5，從配光曲線II可以看出，透鏡30的橫向出光面32為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。 如圖4所示，橫向出光面32包括第一側(cè)321和第二側(cè)322，LED22經(jīng)第二側(cè)322調(diào)整后的出 光角(通常也稱偏角)大于LED22經(jīng)第一側(cè)321調(diào)整后的出光角(通常也稱偏角)。上述 出光角β是指LED22經(jīng)透鏡30的橫向出光面32的第二側(cè)322調(diào)整后的出光角。在實(shí)例一 基礎(chǔ)上，當(dāng)每一側(cè)板12的上表面121安裝多個(gè)LED22和多個(gè)透鏡30時(shí)，為了使光線均勻照 亮沿側(cè)板12的長(zhǎng)度方向延伸的區(qū)域，多個(gè)透鏡30的第二側(cè)322相向排布或相背排布。例 如每一側(cè)板12安裝兩個(gè)透鏡30時(shí)，一個(gè)透鏡30靠近側(cè)板12底端，另一透鏡30靠近側(cè)板 12頂端，相向排布是指，其中靠近側(cè)板12底端的透鏡30的第二側(cè)322面向側(cè)板12的頂端， 以保證有足夠的光線照亮側(cè)板12頂端區(qū)域；靠近側(cè)板12頂端的透鏡30的第二側(cè)322面向 側(cè)板12底端，以保證光線可偏轉(zhuǎn)到底板11朝向的區(qū)域，這樣兩個(gè)第二側(cè)322位于兩個(gè)透鏡 30之間，S卩，相向設(shè)置，如圖2所示，這樣兩個(gè)透鏡配合可同時(shí)照亮側(cè)板12的上表面121朝 向的區(qū)域和底板11朝向的區(qū)域。相背排布是指，靠近側(cè)板12底端的透鏡30的第二側(cè)322 面向側(cè)板12的底端，靠近側(cè)板12頂端的透鏡30的第二側(cè)322面向側(cè)板12的頂端，兩個(gè)第 二側(cè)322位于兩個(gè)透鏡30的兩側(cè)，即相背設(shè)置，同樣，兩個(gè)透鏡配合可同時(shí)照亮側(cè)板12的 上表面121朝向的區(qū)域和底板11朝向的區(qū)域。實(shí)例二 和實(shí)例一的不同之處在于透鏡30的橫向出光面32和側(cè)板12的寬度方向 一致，縱向出光面31和側(cè)板12的長(zhǎng)度方向一致。因此，因此，β的大小可以調(diào)整光線在多 個(gè)側(cè)板12水平周圍區(qū)域的分布情況，α的大小可以調(diào)整光線在多個(gè)側(cè)板12的上表面121 上方和底板11的底部下方區(qū)域的分布情況。圖7中，M表示LED22的光軸，LED22經(jīng)透鏡30 的縱向出光面31調(diào)整后的出光角α則可表示為相對(duì)光軸M朝支撐體10的底板11方向的 偏角。根據(jù)上述關(guān)系式⑴可以得到，θ+α >90°，其中α相當(dāng)于關(guān)系式⑴中的Φ。 即，LED22經(jīng)透鏡30的縱向出光面31調(diào)整后的出光角α和側(cè)板12的傾角θ相配合，可 使LED22發(fā)出的光線經(jīng)透鏡30后可照射到底板11底部朝向的區(qū)域。實(shí)例二中，側(cè)板12的個(gè)數(shù)N和LED22經(jīng)透鏡30的橫向出光面32調(diào)整后的出光角 β有關(guān)，相對(duì)實(shí)例一，由于LED22經(jīng)橫向出光面32調(diào)整后的出光角β較小，因此需要排布 較多的側(cè)板12以使光線在多個(gè)側(cè)板12水平周圍區(qū)域均勻、連續(xù)地分布。同樣根據(jù)關(guān)系式(2)，側(cè)板 12 的個(gè)數(shù) N = (360° /β)Χ4。透光罩40用于對(duì)經(jīng)過(guò)透鏡30的光線進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。透光罩40包括一圓形 平板41和自平板41的周邊向下彎曲延伸成一封閉的環(huán)形外圍部42。透光罩40采用玻 璃、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等合適的透明材料制成。根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)透光罩40進(jìn)行 不同方式的表面處理，可以使光源模組所發(fā)出的光線達(dá)到不同的配光效果，例如，透光罩40 可以為透明結(jié)構(gòu)，也可以為經(jīng)過(guò)霧化處理的霧化結(jié)構(gòu)。霧化處理旨在使穿過(guò)透光罩40光線 光強(qiáng)分布更為均勻，使得光線變得較為柔和，減弱眩光對(duì)眼鏡的刺激。霧化方式通常包括對(duì) 透光罩40的表面噴砂、在透光罩40中摻雜擴(kuò)散粒子或者在透光罩40的表面貼設(shè)擴(kuò)散膜。 優(yōu)選地，對(duì)透光罩40的內(nèi)表面進(jìn)行噴砂或貼設(shè)擴(kuò)散膜。摻雜擴(kuò)散粒子的方法是注塑成型 法制作透光罩40時(shí)，一同將擴(kuò)散粒子均勻混合在透光罩40的原料如聚碳酸酯中，這樣經(jīng)過(guò) 注塑成型的透光罩40由于整體結(jié)構(gòu)中均摻雜有擴(kuò)散粒子，使得穿過(guò)透光罩40的光線變得 比較柔和。應(yīng)用時(shí)，將上述光源模組與照明設(shè)備的其他常用結(jié)構(gòu)配合可以得到各種所需結(jié)構(gòu) 的照明設(shè)備。如圖8-9所示，圖1中的光源模組通過(guò)一支架101安裝在一頂棚102上。光 源模組工作時(shí)，多個(gè)LED22發(fā)出的光經(jīng)過(guò)各自對(duì)應(yīng)的透鏡30后在空間的分布為圖9中小 于60°的出光角度范圍內(nèi)，即圖8中的區(qū)域Α，光源模組具有較大的光強(qiáng)，使主要工作區(qū)域 獲得所需的照度；圖9中60° -90°容易產(chǎn)生眩光的角度范圍內(nèi)，即圖8中的區(qū)域B、C，光 源模組光強(qiáng)較小，以較大程度的減弱眩光現(xiàn)象。圖9中大于180°的出光角度范圍內(nèi)，即散 熱器10的底板11底部朝向的區(qū)域(即主要工作區(qū)域的外圍區(qū)域)，對(duì)應(yīng)到圖8中的區(qū)域 D，圖9中明顯可以看出而光源模組的出光角度可大于180°，甚至可達(dá)210°，實(shí)現(xiàn)了光源 模組的大角度出光?？梢岳斫?，本實(shí)施例中的支撐體10可以為其它支撐結(jié)構(gòu)，只要使多個(gè)LED22和水 平成θ角便可。例如，多個(gè)支撐體10為一個(gè)底角為θ的錐形體。另，支撐體10可以為散 熱體，以使多個(gè)LED22更穩(wěn)定地工作。綜上，LED22和透鏡30的組合的出光角配合側(cè)板12的傾角，使得罩設(shè)在透鏡30內(nèi) 的LED22發(fā)出的光線照射到支撐體10底板11下方的區(qū)域，從而，光源模組整體出光角度大 于180°，獲得較大的出光角度。
權(quán)利要求
一種光源模組，包括多個(gè)支撐體、多個(gè)發(fā)光體及多個(gè)透鏡，其特征在于每一支撐體包括一底板和相對(duì)該底板傾斜θ角的一側(cè)板，每一側(cè)板上設(shè)置多個(gè)發(fā)光體，每一透鏡罩設(shè)一發(fā)光體，每一發(fā)光體經(jīng)其對(duì)應(yīng)的透鏡調(diào)整后的出光角為φ，θ和φ滿足關(guān)系式θ+φ＞90°。
2.如權(quán)利要求1所述的光源模組，其特征在于所述多個(gè)支撐體呈放射狀排列。
3.如權(quán)利要求2所述的光源模組，其特征在于所述多個(gè)側(cè)板分布于和底板所在平面 成θ角的一個(gè)空間曲面內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的光源模組，其特征在于所述側(cè)板的數(shù)量為N，N= (360° / Φ) Χ4。
5.如權(quán)利要求1所述的光源模組，其特征在于所述透鏡包括縱向出光面和橫向出光 面，所述發(fā)光體經(jīng)其對(duì)應(yīng)的透鏡的縱向出光面調(diào)整后的出光角為α，所述發(fā)光體經(jīng)其對(duì)應(yīng) 的透鏡的橫向出光面調(diào)整后的出光角度為日，且α > β。
6.如權(quán)利要求5所述的光源模組，其特征在于所述透鏡的縱向出光面和所述側(cè)板的 寬度方向一致，所述透鏡的橫向出光面和側(cè)板的長(zhǎng)度方向一致，且θ+β >90°。
7.如權(quán)利要求6所述的光源模組，其特征在于所述側(cè)板的數(shù)量N=(360° /α)Χ4。
8.如權(quán)利要求5所述的光源模組，其特征在于所述透鏡的橫向出光面和所述側(cè)板的 寬度方向一致，所述透鏡的縱向出光面和側(cè)板的長(zhǎng)度方向一致，且θ+α >90°。
9.如權(quán)利要求8所述的光源模組，其特征在于所述側(cè)板的數(shù)量N=(360° /β)Χ4。
10.如權(quán)利要求6所述的光源模組，其特征在于所述橫向出光面包括位于所述縱向出 光面兩側(cè)的第一側(cè)和第二側(cè)，所述發(fā)光體經(jīng)該第二側(cè)調(diào)整后的出光角大于經(jīng)該第一側(cè)調(diào)整 后的出光角。
11.如權(quán)利要求8所述的光源模組，其特征在于所述多個(gè)透鏡的第二側(cè)相向設(shè)置或相背設(shè)置。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的光源模組，其特征在于所述發(fā)光體為發(fā)光二極管。
全文摘要
一種光源模組，包括多個(gè)支撐體、多個(gè)發(fā)光體及多個(gè)透鏡，每一支撐體包括一底板和相對(duì)該底板傾斜θ角的一側(cè)板，每一側(cè)板上設(shè)置多個(gè)發(fā)光體，每一透鏡罩設(shè)一發(fā)光體，每一發(fā)光體經(jīng)其對(duì)應(yīng)的透鏡調(diào)整后的出光角為φ，θ和φ滿足關(guān)系式θ+φ＞90°。發(fā)光體經(jīng)透鏡調(diào)整后的出光角φ配合側(cè)板的傾角θ，使設(shè)置在支撐體上的發(fā)光體發(fā)出的光線部分折射到底板另一側(cè)區(qū)域，從而光源模組可同時(shí)照亮底板兩側(cè)的區(qū)域，獲得較大的出光角度。
文檔編號(hào)F21V17/10GK101963291SQ20091030457
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者張海衛(wèi), 莫賜錦, 陳慶仲 申請(qǐng)人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司