CN101418927A - 光源组件 - Google Patents

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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

本发明涉及一种光源组件。所述光源组件包括至少一个光源，至少一个光处理元件，所述光源包括出光部，所述光源组件还进一步包括一透光填充层，所述透光填充层填满所述出光部与所述光处理元件之间的空隙。所述光源组件可减少光线进入光处理元件时的反射与改善折射，从而提高光线利用率。

Description

光源组件
技术领域
本发明涉及一种光源组件。
背景技术
目前发光二极管已被广泛用于各种领域中，实际应用时通常会采用专门的光处理元件处理发光二极管中发射出来的光，以适于各种实际需要，例如，经常在发光二极管的出光部设置透镜用于汇聚光线。
此种设计中，光线首先从发光二极管内出射到发光二极管外，经过透镜与发光二极管之间的间隙后入射透镜。由于发光二极管的封装外壳以及透镜通常都是由折射率远大于空气折射率的的固体材料构成，因此发光二极管与透镜之间的空隙会导致以下问题：第一、光线在出射发光二极管时容易发生全反射现像，使发光二极管的光出射率降低；第二、光线在发光二极管表面及透镜表面两个界面处具有强烈的反射及折射作用，光的反射会造成光的浪费，透光率降低，而折射会影响光场的分布。以上各种效应的综合使得具有此种设计的发光二极管光源组件整体发光效率低下。以上仅以透镜为例进行说明，当采用其他的光处理元件例如滤镜时同样会产生上述问题。
若将光源与光处理元件制作成直接接触式，理论上即可解决上述问题，然而由于发光二极体的外壳与光处理元件均为固体材料，其接触面间之的微小缝隙将造成不可预期的光干涉现像，使得对于光场的控制更加困难。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可减少光源与光处理元件之间光线折射与改善反射的光源组件。
所述光源组件包括至少一个光源，至少一个光处理元件，所述光源包括出光部，所述光源组件还进一步包括一透光填充层，所述透光填充层填满所述出光部与所述光处理元件之间的空隙。
所述的光源组件中，透光填充层填满在出光部与光处理元件之间的空隙，可以降低出光部出射的光线入射光处理元件时的反射及改善折射，可减少光线反射折射损失，且光线进入光处理元件时的发散角增高，使光处理元件的混光更加容易，可有效改善光处理元件内的光场分布。
附图说明
图1是第一实施例的光源组件结构示意图。
图2是第一实施例的光源组件的光路示意图。
图3是第二实施例的光源组件结构示意图。
图4是第三实施例的光源组件结构示意图。
图5是第三实施例的光源组件分解示意图。
具体实施方式
参阅图1，第一实施例的光源组件10包括光源12、透光填充层14及光处理元件16。光源12包括发光部121及出光部122。透光填充层14填充在出光部122与光处理元件16之间的空隙内，透光填充层14使出光部122与光处理元件16之间接合。
发光部121可为发光二极管或者二极管激光器，当然其他的固体光源责同样可以适用。出光部122为发光部121的封装外壳，通常选用具有较高透明度的材料均，如玻璃，硅胶，透明硅橡胶或者透明树脂如环氧树脂、聚甲基丙烯酸树脂等。
透光填充层14可选用透明柔软的材料，例如硅胶，透明硅橡胶、聚氨脂树脂、聚氯乙烯等。透光填充层14的厚度使得其可以填满出光部122与光处理元件16之间的空隙即可。优选的，透光填充层14内还可以混进荧光粉，从而当出光部122发出的光线透过透光填充层14时可进一步激发荧光粉发光，可以提高光的均匀性。
光处理元件16用于处理出光部122发射出来的光，以达到实际应用的需要。例如光处理元件16可为透镜，用于对光线进行汇聚或者发散。光处理元件16还可为滤镜，用于仅让具有特定波长或者颜色的光通过。此外光处理元件16还可为表面形成有特定非透明图案的透明板，以使出光部122出射的光呈现特定的形状或图案。当然还可将上述各种设计结合使用。
参阅图2，其为光源组件10中出光部122、透光填充层14及光处理元件16之间的光路示意图，出光部122的折射率为nL，透光填充层14的折射率为nF，光处理元件16的折射率为nG，光线从出光部122入射透光填充层14的透光率为TLF，反射率为RLF，光线从透光填充层14入射光处理元件16的透光率为TFG，反射率为RFG，则光线从出光部122入射到光处理元件16的总透光率： T = T LF T FG 1 1 - R LF R FG
此函数为各界面处相对折射率的单调渐升函数，亦即nL/nF及nF/nG越接近于1，透光率T越大。因此最优选的nL＝nF＝nG，此时出光部122中所有的光会入射到光处理元件16中；当nL≠nG时，优选为 n F = n L n G , 此时可使透光率T最大；再次之，须使nL<nF<nG，相比于出光部122与光处理元件16之间为空气的情形仍然可以很大程度的提高光线的透光率。
在制作本实施例的光源组件10时，可将透光填充层14先形成在出光部122上，也可以将透光填充层14先形成在光处理元件16上，或者分别在出光部122与光处理元件16上形成第一部分与第二部分，当光源12与光处理元件16装配好之后，第一部分与第二部分就共同构成透光填充层14。当透光填充层14的材质与出光部122的材质相同时，还可将透光填充层14与出光部122一体成型。当将光源12与光处理元件16装配好后，透光填充层14就填满在出光部122与光处理元件16之间的空隙内。
本实施例的光源组件10中，透光填充层14填满在出光部122与光处理元件16之间的空隙，可以降低出光部122出射的光线入射光处理元件16时的反射及改善折射，可减少光线反射折射损失，且光线进入光处理元件16时的发散角增高，使光处理元件16的混光更加容易，可有效改善光处理元件16内的光场分布。当透光填充层与光处理元件16及出光部122折射率相近或相同时，此种效果更加明显。
参阅图3，第二实施例的光源组件20与第一实施例的光源组件10相似，不同之处在于，透光填充层24为液体，相应的，光源22与光处理元件26之间设置有密封件28。密封件28具有一定厚度，其上具有一通孔，通孔正对出光部222设置。从而出光部222、密封件28及光处理元件26共同定义出一密封腔体，透光填充层24填充在该密封腔体内。透光填充层24可为高粘滞系数的透明液体如有机硅油、高级醇及其酯类化合物等。高级醇指碳原子数大于5的醇类。当然其他的液体，只要其折射率满足上述条件同样可以采用。密封件28可选用柔软材质的密封圈，例如橡胶密封圈。当透光填充层24采用液体时，透光填充层24与光处理元件26及出光部222之间很容易实现无缝接触。
参阅图4及图5，第三实施例的光源组件30与第一实施例的光源组件10相似，不同之处主要在于，出光部322包括基体320及形成在基体320上的凸起321。相应的，光处理元件36上具有弧形凹面362，凹面362定义出一凹陷366。出光部322的凸起321可设置在凹陷366内，此时凹面362的边缘364与出光部322紧密接触，从而在出光部322与光处理元件36之间定义出一密封腔体，透光填充层34就填充在此腔体内。此种具有弧形凸起的出光部322具有更大的发光角度，有利于光场的分布。而且出光部322的凸起321设置在光处理元件36内，因而出光部322发射出的光线基本都进入光处理元件36，光源组件30具有更高的光线利用率。当然该凸起并不限于弧形，还可呈圆柱形、菱柱形、锥形及锥台形等。本实施例中，透光填充层34既可为固体柔性透明材料，也可为高折射率的液体。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (12)

  1. 【权利要求1】一种光源组件，其包括至少一个光源，至少一个光处理元件，所述光源包括出光部，其特征在于，所述光源组件还进一步包括一透光填充层，所述透光填充层填充于所述光处理元件与所述出光部之间。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述出光部的折射率为nL，所述透光填充层的折射率为nF，所述光处理元件的折射率为nG，且nL≤nF≤nG。
  3. 【权利要求3】如权利要求2所述的光源组件，其特征在于， n F = n L n G
  4. 【权利要求4】如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述光处理元件为透镜、滤镜或表面形成有非透明图案的透明板。
  5. 【权利要求5】如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述透光填充层中混有荧光粉。
  6. 【权利要求6】如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述透光填充层为柔性透明材料。
  7. 【权利要求7】如权利要求6所述的光源组件，其特征在于，所述透光填充层为硅胶、透明硅橡胶、聚氨脂树脂或聚氯乙烯。
  8. 【权利要求8】如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述光源与所述光处理元件之间设置有一密封件，所述密封件上具有一通孔，所述通孔正对所述出光部设置，所述光处理元件、通孔及光源共同定义出一密封腔体，所述透光填充层为液体且填充在所述密封腔体内。
  9. 【权利要求9】如权利要求8所述的光源组件，其特征在于，所述液体为有机硅油、碳原子数大于5的醇或其酯。
  10. 【权利要求10】如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述出光部包括基体及形成在所述基体上的凸起，所述光处理元件上具有凹面，所述凹面定义出一凹陷，所述凸起设置于所述凹陷内，所述透光填充层填充在所述凸起与所述凹陷之间。
  11. 【权利要求11】如权利要求10所述的光源组件，其特征在于，所述凹面的边缘与所述出光部紧密接触。
  12. 【权利要求12】如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述光源为发光二极管或二极管激光器。
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