發光組件和包括該發光組件的照明裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種發光組件（10），包括至少一個光源（1）、一側具有開口的框架（2）和透鏡單元（3），其中所述透鏡單元（3）封閉所述開口并和所述框架（2）限定出容納所述光源（1）的第一腔體（R1），其特征在于，所述透鏡單元（3）包括具有多個第一透鏡（41）的第一透鏡陣列（31）和具有多個第二透鏡（42）的第二透鏡陣列（32），來自所述光源（1）的光束先后經過所述第一和第二透鏡陣列（31，32）逐級射出。此外本發明還涉及一種包括該發光組件的照明裝置。
【專利說明】發光組件和包括該發光組件的照明裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發光組件和包括該發光組件的照明裝置。
【背景技術】
[0002]隨著半導體技術的發展，LED的光效率被進一步提高，因此在現有的照明裝置中可以使用數量越來越少的LED光源來實現理想的照明效果。LED光源通常和不同透鏡組合使用，以便進一步改變或提高照明效果，例如可以借助于不同的透鏡獲得不同的光斑或者不同的亮度。由于LED芯片的高度較小，因此經常將配屬于LED光源的透鏡設計為拱形罩體，用于盡可能全面地接收來自光源的入射光，這些在透鏡內經過折射和/或反射的光最后可以均勻并且大面積地射向待照射物體。
[0003]但這種透鏡自身具有一定的高度，并且其結構嚴重影響照明裝置的照明效果。這種情況例如在具有箱形輪廓的照明裝置中、例如面板燈中尤為明顯。由于在這種照明裝置的箱形殼體中容納有拱形的透鏡，因此具有一定高度的透鏡僅僅可以實現有限的照明效果。例如當光源和待照射物體之間的距離一定時，在待照射物體上僅僅可以獲得大小確定的光斑。如果需要獲得面積更大的光斑，就需要增大照明裝置中的透鏡尺寸。此外，所獲得的光斑的顏色也取決于透鏡的尺寸。

【發明內容】

[0004]為解決上述技術問題，本發明提出了一種新型的照明裝置，尤其是一種直射面板燈。該照明裝置不僅結構緊湊，而且還可以實現良好的照明效果，在待照射物體上獲得均勻的光斑，并且不會出現色散現象。
[0005]本發明的目的通過一種發光組件來實現，該發光組件包括至少一個光源、一側具有開口的框架和透鏡單元，其中所述透鏡單元封閉所述開口并和所述框架限定出容納所述光源的第一腔體，其特征在于，所述透鏡單元包括具有多個第一透鏡的第一透鏡陣列和具有多個第二透鏡的第二透鏡陣列，來自所述光源的光束先后經過所述第一和第二透鏡陣列逐級射出。。第一透鏡陣列和第二透鏡陣列分別具有不同的光學特性，來自所述光源的光束先后經過第一和第二透鏡陣列多次改變自身的光路，最后均勻并且大面積地射向待照射物體。因此可以借助于這種透鏡單元來獲得所期望的照明效果。
[0006]根據本發明的一個優選的實施方式提出，經過所述透鏡單元出射的光束的光束角大于所述光源的光束經過第一透鏡陣列之后的光束角。
[0007]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述透鏡單元為單一部件，所述第一透鏡陣列由所述單一部件的面對光源的側面形成，所述第二透鏡陣列由所述單一部件的背對光源的側面形成。在從光源到待照射物體的方向上看，透鏡單元自身是一個設置在光源上方的光學部件，其入射面是具有第一透鏡陣列的下表面，其出射面是具有第二透鏡陣列的上表面。借助于這種在兩側分別具有不同光學特性的透鏡陣列的透鏡單元，可以有利地提高出射光的均勻度。[0008]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述透鏡單元整體呈平板狀延伸。雖然平板狀的透鏡單元相對于現有技術中拱形的透鏡單元而言，在光軸的方向上厚度較小，但是由于這種平板狀的透鏡單元的兩側分別具有用于使光束以發散的形式射出的光學結構，因此不會對所期望的照明效果產生不利影響。這種透鏡單元特別適合安裝在對結構高度要求高的照明裝置中。
[0009]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述第一透鏡和所述第二透鏡彼此以相反的方向彎曲。具體而言，多個第一透鏡在透鏡單元的一側朝向光源凸起，而多個第二透鏡在透鏡單元的另一側遠離光源凸起。
[0010]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述第一透鏡的曲率大于第二透鏡的曲率。在透鏡單元的長度一定的情況下，在其朝向光源一側的第一透鏡的數量大于在其背離光源一側的第二透鏡的數量。在此情況下，光束經過透鏡單元以發散的形式射出。
[0011]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述第一透鏡和第二透鏡的光軸彼此平行。由此不僅能確保透鏡單元具有平直延伸的板狀結構，還可以確保出射光分布均勻。
[0012]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述第一透鏡和第二透鏡分別具有球形輪廓。具有球形曲面的透鏡具有良好的光學效果。
[0013]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述第一透鏡的半徑在0.5至Imm的范圍中，所述第二透鏡的半徑在2至4_的范圍中。由此可以保證第一透鏡的曲率大于第二透鏡的曲率。當然也可以選擇其他適合的半徑來分別設計第一和/或第二透鏡。
[0014]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述第一透鏡的底面和所述第一透鏡的球頂的第一距離在0.3至0.7mm的范圍中。
[0015]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述第二透鏡的底面和所述第二透鏡的球頂的第二距離在0.5至1.2mm的范圍中。
[0016]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述透鏡單元由透明材料制成。優選地，所述透鏡單元由以下材料中任一項制成:PMMA、PC和光學玻璃。
[0017]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述第一透鏡陣列和/或第二透鏡陣列根據以下任一種形式布置:線形、矩形、六邊形和放射形。也可以考慮根據其他均勻分布的圖案來設計第一和/或第二透鏡陣列。
[0018]根據本發明的一個優選的實施方式提出，所述框架包括設計為底板的電路板，所述光源是固定在所述電路板的朝向所述透鏡單元一側上的多個LED芯片。多個LED芯片在電路板上優選地依次排布成線形。
[0019]此外本發明還涉及一種照明裝置，包括一端開放的殼體和漫射板和/或光學膜，所述殼體和漫射板和/或光學膜限定出第二腔體，其特征在于，在所述第二腔體中容納有一個或多個上述發光組件，其中所述發光組件的光源朝向所述漫射板和/或光學膜。一個或多個發光組件設置在殼體的朝向漫射板和/或光學膜的底壁上，由此可以形成一種直射面板燈。
[0020]應該理解的是，如果沒有其它特別注明，這里描述的不同的示例性實施例的特征可以彼此結合。
【專利附圖】

【附圖說明】[0021]附圖構成本說明書的一部分，用于幫助進一步理解本發明。這些附圖圖解了本發明的實施例，并與說明書一起用來說明本發明的原理。在附圖中相同的部件用相同的標號表示。圖中示出:
[0022]圖1示出了根據本發明的發光組件第一實施例的示意圖；
[0023]圖2示出了根據本發明的發光組件第二實施例的示意圖；
[0024]圖3示出了根據本發明的照明裝置的示意圖，
[0025]圖4示出了根據本發明的照明裝置的光分布圖。
【具體實施方式】
[0026]在下面詳細描述中，參考形成本說明書的一部分的附圖，其中，以例證的方式示出了可以實施本發明的具體實施例。關于圖，諸如“頂”、“底”、“內”、“外”等方向性術語參考所描述的附圖的方向使用。由于本發明實施例的組件可以在許多不同方向上放置，所以方向術語僅用于說明，而沒有任何限制的意思。應該理解的是，可以使用其它實施例，并且在不背離本發明的范圍的前提下可以進行結構或邏輯改變。所以，下面詳細描述不應被理解為限制性的意思，并且本發明由所附的權利要求限定。下列附圖未按比例示出。
[0027]應該理解的是，如果沒有其它特別注明，這里描述的不同的示例性實施例的特征可以彼此結合。
[0028]圖1示出了根據本發明的發光組件第一實施例的示意圖。本實施例中的發光組件10包括一個光源1、底面由電路板4構成的框架2以及透鏡單元3。框架2具有朝向電路板4的開口，透鏡單元將該開口封閉，并且和框架2共同限定出用于容納光源I的第一腔體Rl0
[0029]例如是LED芯片的光源I固定在電路板4的朝向透鏡單元3的上表面上，并且向透鏡單元3發出光束。為了使發光組件在結構緊湊、特別是在光軸的方向上高度較小的情況下也可以良好地實現發散形式的照射效果，因此特別地將透鏡單元3設計為一個板狀的光學部件，其朝向光源和背離光源的兩個側面上分別具有光學效果不同的第一和第二透鏡陣列31，32。由此可以使來自光源I的光束經過透鏡單元3盡可能均勻并且大面積地射出。
[0030]透鏡單元3底面上的第一透鏡陣列31由多個第一透鏡41組成，相應地，透鏡單元3頂面上的第二透鏡陣列32由多個第二透鏡42組成。第一和第二透鏡41，42分別具有球形輪廓，并且第一透鏡41的半徑rl小于第二透鏡42的半徑r2。第一透鏡41在透鏡單元3的底面一側朝向光源I凸起，第二透鏡42在透鏡單元3的頂面一側遠離光源I凸起。在圖1中示出的截面圖中看，透鏡單元3的頂面和底面分別為彼此反向彎曲的波浪形曲線。此夕卜，第一和第二透鏡41，42的光軸彼此平行，由此不僅能確保透鏡單元3具有平直延伸的板狀結構，還可以確保出射光分布均勻。
[0031]由于第一透鏡41的半徑rl較小，因此其具有較大的曲率，而半徑r2較大的第二透鏡42相反地具有較小的曲率。在透鏡單元3的長度固定的情況下，第一透鏡41的數量明顯多于第二透鏡42的數量。在本實施例中，第一透鏡的半徑在0.5至Imm的范圍中，第一透鏡41的底面和其球形頂點之間的第一距離hi在0.3至0.7mm的范圍中。第二透鏡42的半徑r2在2至4mm的范圍中，第二透鏡42的底面和第二透鏡42的球形頂點的第二距離h2在0.5至1.2mm的范圍中。[0032]圖2示出了根據本發明的發光組件第二實施例的示意圖。在本實施例中，四個線形布置的光源I固定在電路板4上，相鄰兩個光源I之間的間距相等。在光源I的類型固定的情況下，圖2中示出的發光組件10與圖1中示出的發光組件10相比，亮度明顯更高，并且實現的照明效果更加均勻。
[0033]在根據本發明的范疇中，透鏡單元3由透明材料制成，例如PMMA、PC或光學玻璃等。此外，第一透鏡陣列31和/或第二透鏡陣列32可以具有多種均勻的排布方式，例如可以形成線形、矩形、六邊形或放射形等。
[0034]在其他實施例中，也可以根據實際需要實現的照明效果來改變第一透鏡和第二透鏡的半徑以及各自凸起的高度。
[0035]圖3示出了根據本發明的照明裝置的示意圖。根據本發明的照明裝置20包括頂端開放的殼體21和漫射板和/或光學膜22。漫射板和/或光學膜22不僅封閉了由殼體21的側壁限定出的開口，而且和殼體21共同限定出用于容納圖1和圖2中示出的發光組件10的第二腔體R2。這種照明裝置可以是一種直射面板燈。
[0036]發光組件10固定在殼體21的底部，由此可以使發光組件10的透鏡單元3和漫射板和/或光學膜22彼此平行。漫射板和/或光學膜22可以對經過透鏡單元3射出的光束進行進一步的光學處理，由此可以獲得視覺上更加均勻的照明效果，并且同時可以避免出現色散的情況。
[0037]也可以根據實際亮度需要在殼體21中設置多個發光組件10，由此可以增加照明裝置20的整體亮度。
[0038]圖4示出了根據本發明的照明裝置的光分布圖。由此可以看出，經過透鏡單元3和漫射板和/或光學膜22共同作用，可以獲得均勻的光斑。
[0039]另外，盡管僅相對于多種實施方式中的一種公開了本發明的實施例的特定特征或方面，但是如任何給定或特定應用所要求的，這些特征或方面可以與其它實施方式的一個或多個其它特征或方面進行結合。
[0040]以上僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
[0041]參考標號
[0042]I 光源
[0043]2 框架
[0044]3 透鏡單元
[0045]31第一透鏡陣列
[0046]32第二透鏡陣列
[0047]41第一透鏡
[0048]42第二透鏡
[0049]10發光組件
[0050]20照明裝置
[0051]21 殼體
[0052]22漫射板和/或光學膜[0053]hi第一距離
[0054]h2第二距離
[0055]Rl第一腔體
[0056]R2第二腔體
[0057]rl第一透鏡的半徑
[0058]r2第二透鏡的半徑
【權利要求】
1.一種發光組件(10)，包括至少一個光源(I)、一側具有開口的框架(2)和透鏡單元(3)，其中所述透鏡單元(3)封閉所述開口并和所述框架(2)限定出容納所述光源(I)的第一腔體(R1)，其特征在于，所述透鏡單元(3)包括具有多個第一透鏡(41)的第一透鏡陣列(31)和具有多個第二透鏡(42)的第二透鏡陣列(32)，來自所述光源(I)的光束先后經過所述第一和第二透鏡陣列(31，32)逐級射出。
2.根據權利要求1所述的發光組件(10)，其特征在于，經過所述透鏡單元(3)出射的光束的光束角大于所述光源(I)的光束經過第一透鏡陣列(31)之后的光束角。
3.根據權利要求1所述的發光組件(10)，其特征在于，所述透鏡單元(3)為單一部件，所述第一透鏡陣列(31)由所述單一部件的面對光源的側面形成，所述第二透鏡陣列(32)由所述單一部件的背對光源的側面形成。
4.根據權利要求1所述的發光組件(10)，其特征在于，所述透鏡單元(3)整體呈平板狀延伸。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的發光組件(10)，其特征在于，所述第一透鏡(41)和所述第二透鏡(42 )彼此以相反的方向彎曲。
6.根據權利要求1-4中任一項所述的發光組件(10)，其特征在于，所述第一透鏡(41)的曲率大于第二透鏡(42)的曲率。
7.根據權利要求1-4中任一項所述的發光組件(10)，其特征在于，所述第一透鏡(41)和第二透鏡(42)的光軸彼此平行。
8.根據權利要求1-4中任一項所述的發光組件(10)，其特征在于，所述第一透鏡(41)和第二透鏡(42)分別具有球形輪廓。
9.根據權利要求8所述的發光組件(10)，其特征在于，所述第一透鏡(41)的半徑(rl)在0.5至Imm的范圍中，所述第二透鏡(42)的半徑(r2)在2至4mm的范圍中。
10.根據權利要求8所述的發光組件(10)，其特征在于，所述第一透鏡(41)的底面和所述第一透鏡(41)的球頂的第一距離(hi)在0.3至0.7mm的范圍中。
11.根據權利要求8所述的發光組件(10)，其特征在于，所述第二透鏡(42)的底面和所述第二透鏡(42)的球頂的第二距離(h2)在0.5至1.2mm的范圍中。
12.根據權利要求1-4中任一項的發光組件(10)，其特征在于，所述透鏡單元(3)由透明材料制成。
13.根據權利要求12所述的發光組件(10)，其特征在于，所述透鏡單元(3)由以下材料中任一項制成:PMMA、PC和光學玻璃。
14.根據權利要求1-4中任一項所述的發光組件(10)，其特征在于，所述第一透鏡陣列(31)和/或第二透鏡陣列(32)根據以下任一種形式布置:線形、矩形、六邊形和放射形。
15.根據權利要求1-4中任一項所述的發光組件(10)，其特征在于，所述框架(2)包括設計為底板的電路板(4)，所述光源(I)是固定在所述電路板(4)的朝向所述透鏡單元(3)一側上的多個LED芯片。
16.一種照明裝置(20)，包括一端開放的殼體(21)和漫射板和/或光學膜(22)，所述殼體(21)和漫射板和/或光學膜(22)限定出第二腔體(R2)，其特征在于，在所述第二腔體(R2)中容納有一個或多個根據權利要求1-15中任一項所述的發光組件(10)，其中所述發光組件(10 )的光源(I)朝向所述漫射板和/或光學膜(22 )。
【文檔編號】F21Y101/02GK103672487SQ201210361945
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月25日 優先權日:2012年9月25日
【發明者】歐智君, 陳鵬, 馮程程, 陳小棉 申請人:歐司朗股份有限公司