CN101929623A - 光源模组 - Google Patents

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

Abstract

一种光源模组，其包括一基板，设置于所述基板顶面一侧的多个第一光源，以及多个反光元件，所述反光元件与所述第一光源一一对应地设置，用于反射所述第一光源发出的光线进而照射基板底面一侧的区域。位于基板顶部的多个第一光源对应设置多个反光元件，使第一光源发出的光线朝向电路板底部下方区域反射，这样基板的底部下方区域可以被位于基板顶部的多个第一光源照射到，从而使得光源模组获得较大的出光角度。

Description

光源模组
技术领域
本发明涉及照明技术，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芯片和集成电路封装成LED光电组件时，要先进行一次光学设计，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，即所谓的一次光学设计。一次光学设计的目的是尽可能多的取出LED芯片中发出的光。二次光学设计是针对大功率LED照明产品而言的，一般大功率LED照明产品都有一次透镜，其出光角度为120度左右。二次光学设计就是将经过一次透镜后的光再通过二次透镜改变其光学性能，例如增大出光角度。二次光学设计的目的是让整个照明产品发出的光能满足设计需求。
由于LED照明产品通常为面光源，其二次光学设计难度较大，特别在用作车库、煤矿等场所照明时由于需要灯具的出光角度较大，因而其二次光学设计难度更为增加。目前，具有大出光角度的LED照明灯具的二次光学设计，通常是采用对LED进行灯内的特定立体排布达成的，需要调整灯具架构的设计来实现，多使灯具结构复杂，组装难度较大，整体成本也有所增加。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种具有较大照明范围的光源模组。
一种光源模组，其包括一基板，设置于所述基板顶面一侧的多个第一光源，以及多个反光元件，所述反光元件与所述第一光源一一对应地设置，用于反射所述第一光源发出的光线进而照射基板底面一侧的区域。
与现有技术相比，位于基板顶部的多个第一光源对应设置多个反光元件，用以使第一光源发出的光线朝向电路板底部下方区域反射，这样，基板的底部下方区域也可以被位于基板顶部的多个第一光源照射到，从而使得光源模组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为本技术方案实施例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中光源模组应用时出光分布图。
图4为实施例一的光源模组的配光曲线图。
图5为实施例二的光源模组的配光曲线图。
图6为实施例三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2，一种光源模组，其包括发光模组10和与发光模组10协同工作的光学系统20。发光模组10用于产生光线，其包括电路板11和固定于电路板11上的多个LED12。本实施例中LED12是指利用透光树脂将LED芯片封装的LED封装体。由此，透光树脂即为LED12的初级光学系统，则光学系统20为LED12的次级光学系统，用于对经过初级光学系统的光线进行光学导引，使光源模组的发光特性满足实际需求。可以理解，LED12也可以为其它类型的光源，电路板11也可以为非电路板的其它承载板，只要可以承载光源便可。
多个LED12设置于电路板11的顶面一侧。具体地，多个LED12包括固定在电路板11顶面中部区域的第一组LED121和固定在电路板11顶面靠近边缘区域的第二组LED122。第一组LED121用于对与电路板11中部区域对应的主要工作区域(例如，电路板11顶部正对的区域)进行照明，第二组LED122用于对主要工作区域的外围区域(例如，电路板11顶部背对的区域)进行照明，这样，光源模组使用时，如用于煤矿、车库等场所时，可以提供较为广阔的照明范围，以利于实际工作的需要。本实施例中，第一组LED121中的多个LED排列在多个同心圆周上，第二组LED122中的多个LED排列在一个圆周上，第二组LED122所排成的圆周和第一组LED121的多个圆周为同心圆，且第二组LED122位于第一组LED121之外。
光学系统20包括多个反光元件21和一透镜罩22。反光元件21固定于电路板11的顶面，透镜罩22用于将发光模组10和多个反光元件21罩于其内。多个反光元件21固定在电路板11的顶部且位于靠近其边缘的区域，一方面将第二组LED122发出的光线朝电路板11底部的方向反射，另一方面将第一组LED121发出的光线进行反射以重新分配。每一反光元件21具有一用于反射第一组LED121发出光线的内反射面，以及一用于反射第二组LED122发出光线的外反射面。
本实施例中，每一反光元件21对应第二组LED122中的一个LED设置，其包括一底座210和自底座210向上延伸的反射部211。底座210为一片体结构，其具有内凹的外侧边，反射部211自该内凹的外侧边沿与底座210垂直或倾斜的方向延伸而成。具体地，反射部211为自电路板11边缘区域向中心区域凹陷的弯板结构，其包括拱起的内反射面2111和内凹的外反射面2112，每一反光元件21的反射部211环绕第二组LED122中对应的一个LED，以使该LED发出的光线尽可能的被反射部211朝外反射。内反射面2111可以为抛物面、球面、椭球面、非球面等，用于对第一组LED121中的多个LED所发出的光线进行反射、重新分配，将第一组LED121的出光角度修正到合适的角度，使整个第一组LED121所发出的光线在主要工作区域内连续分布，且在60度到80度容易产生眩光的出光角度范围内的光强值比较小，眩光强度较小；在60度以内的出光角度范围内具有较大的光强值，以满足标准照度的要求。外反射面2112也可以为抛物面、球面、椭球面、非球面等，用于将第二组LED122中的多个LED所发出的光线反射到电路板11顶部背对的区域，以使光源模组达到大角度出光，第二组LED122发出的大部分光线照射到电路板11顶部背对的区域，这样，光源模组的出光角度通常会大于180度(当然，小于360度)，甚至可以超过210度。
反光元件21为塑胶件或钣金件。根据实际需要，可对反光元件21的内、外反射面2111、2112进行表面处理，以达到对光线不同方式的反射，使光源模组所发出的光线达到不同的配光效果。例如，可对反光元件21的内、外反射面2111、2112进行白色漫反射处理，使得内、外反射面2111、2112对光产生白色漫反射效果。白色漫反射处理方式可以为在反光元件21的表面喷白漆或涂覆白色反光材料；或者利用注塑成型直接成型出表面具有一定粗糙度的反光元件21。另外，可对反光元件21的内、外反射面2111、2112进行镜面处理，使光源模组发出的光线达到不同的配光效果。镜面处理方式包括对反光元件21的表面抛光处理或镀一金属层。
反光元件21的底座210开设二通孔，电路板11开设对应的二螺孔，利用二螺钉依次穿过二通孔和电路板11的二螺孔，从而将反光元件21固定在电路板11的顶面。
透镜罩22用于对经过反光元件21的光线进行进一步的优化。透镜罩22包括与第一组LED121对应的中心部221和与第二组LED122对应的外围部222。中心部221为圆形片体，外围部222自中心部221的周边向下弯曲延伸成一封闭的环形片体。中心部221为平滑表面，用于使第一组LED121的光线经反光元件21反射后更好的出射；外围部222为向外拱起的弧形凸面，用于使第二组LED122的光线经反光元件21反射后更好的出射。透镜罩22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，对透镜罩22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，透镜罩22可以为透明结构，也可以对透镜罩22的表面进行雾化处理。雾化处理旨在使穿过透镜罩22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镜罩22的表面喷砂、在透镜罩22中掺杂扩散粒子或者在透镜罩22的表面贴设扩散膜。优选地，对透镜罩22的内表面进行喷砂或贴设扩散膜。掺杂扩散粒子的方法是：注塑成型法制作透镜罩22时，一同将扩散粒子均匀混合在透镜罩22的原料如聚碳酸酯中，这样经过注塑成型的透镜罩22由于整体结构中均掺杂有扩散粒子，使得穿过透镜罩22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。例如，将电路板11的底部固定在一灯座的中心部，透镜罩22将发光模组10和多个反光元件21罩于其内，且透镜罩22的周缘固定在灯座的周缘，这样形成一个灯具。此灯具可以根据需要，以各种方式如悬挂、吸顶等安装在所需场合。
本实施例中，如图3所示，图1中的光源模组通过一支架101倒置安装在一顶棚102上。光源模组工作时，第一组LED121发出的光经过反光元件21的内反射面2111反射进入主要工作区域，使光线在主要工作区域连续分布，且光强在不同出射角度范围大小不同。具体地，在小于60度的出光角度范围内，即图3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；在60度到90度容易产生眩光的角度范围内，即图3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。第二组LED122发出的光线大部分经过反光元件21反射到电路板11未设置LED的背面一侧对应的区域(即主要工作区域的外围区域)，即图3中的区域D，从而光源模组的出光角度可大于180度，实现了光源模组的大角度出光。综上，第一组LED121的设置保证了主要工作区域的照度以及眩光的控制，第二组LED122的设置可以实现光源模组大角度出光，第一组LED121和第二组LED122的协同工作使光源模组在满足照度要求的情况下，即对眩光现象得到了有效控制，又实现了大角度出光的目的。另外，需要说明的是，上述光源模组在满足照明范围广阔、较大程度的减弱眩光现象的情况下，此光源模组的光输出效率大于90％。
透镜罩22、反光元件21的内、外反射面2111、2112不同的表面结构，以及此二者的配合，可以得到不同的光源模组，以达到不同的光形。以下给出三个实例说明不同光源模组的发光情况。
实例一：光源模组中，透镜罩22为透明结构，反光元件21为白色漫反射罩，光源模组的配光曲线如图4所示。通过此配光曲线可明显看出，光源模组的出光角度可以超过210度，且在出光角度60度到90度容易发生眩光的范围内，光强较小。结合图3所示，光源模组通过支架101安装在顶棚102上，光源模组倒置安装，当光源模组工作时，由第一组LED121发出的大部分光线穿过透镜罩22的中心部221照亮光源模组正下方区域，即图3中的区域A，这部分光线的出光角度小于60度，光强较大且分布均匀，对应到配光曲线中，出光角度小于60度的曲线处于光强值较大区域且光强变化较为平缓。在出光角度60度到90度容易发生眩光的范围内，即图3中的区域B、C，光强较小，这样由于光强较小可以减弱眩光的强度。在出光角度大于180度的范围内，即图3中的区域D，图4中明显示意出，光源模组的出光角度可超过210度(甚至可达240度)。需要说明的是，在大于210度的出光角度范围光强较小，由于此角度范围需要照亮的是顶棚，其距离光源模组很近，较小的光强便可使顶棚达到所需的照度，从而使得整个被照明的空间达到标准的照度要求。
实例二：光源模组中，透镜罩22为透明结构，反光元件21为镀铝的镜面反射罩，光源模组的配光曲线如图5所示。同样，光源模组的出光角度可超过210度，在出光角度60度到90度容易发生眩光的范围内，光强较小。
实例三：光源模组中，透镜罩22的内表面经过雾化处理，反光元件21的内、外反射面2111、2112的处理情况不作要求，例如，可以为实施例一或二其中的一种，光源模组的配光曲线如图6所示。通过此配光曲线可明显看出，整个曲线接近圆形，光强变化较为平缓，即，光场分布较为均匀。因此，此光源模组所发出的光现比较柔和，眩光现象得到较好控制。
与现有技术相比，上述光源模组设置对应主要工作区域的第一组LED121和对应外围区域的第二组LED122，同时设置反光元件21以分别对第一组LED121和第二组LED122的光线进行不同的调整，使得光源模组的光线在主要工作区域内光强分布均匀且眩光程度较小，达到标准的照度要求，同时，光源模组的出光角度可超过210度，具有广阔的照射范围。

Claims (16)

1.一种光源模组，包括一基板及设置于基板顶面一侧的多个第一光源，其特征在于：还包括多个反光元件，所述反光元件与所述第一光源一一对应地设置，用于反射所述第一光源发出的光线进而照射基板底面一侧的区域。
2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于：所述多个第一光源设置于基板的顶面。
3.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于：所述多个第一光源设置于基板顶面的边缘区域。
4.如权利要求3所述的光源模组，其特征在于：进一步包括多个第二光源，其设置于所述基板顶面的中部区域。
5.如权利要求4所述的光源模组，其特征在于：每一反光元件包括与基板顶面结合的底座和自该底座向上延伸的反射部。
6.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于：每一反射部为一弯板结构，其部分地围绕一个第一光源。
7.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于：每一反射部包括一用以反射所对应的第一光源发出光线的外反射面，该外反射面为开口向外的凹面。
8.如权利要求7所述的光源模组，其特征在于：所述外反射面为经过白色漫反射处理或经过镜面处理的反射面。
9.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于：每一反射部包括一用以反射所述多个第二光源发出光线的内反射面，该内反射面为拱起的凸面。
10.如权利要求9所述的光源模组，其特征在于：所述内反射面为经过白色漫反射处理或经过镜面处理的反射面。
11.如权利要求4所述的光源模组，其特征在于：进一步包括一透镜罩，所述基板、多个第一光源、多个第二光源及多个反光元件罩设于透镜罩内，所述透镜罩包括与所述多个第一光源对应的外围部和与所述多个第二光源对应的中心部，所述中心部为平滑面，所述外围部自中心部的周边向下弯曲延伸成弧形曲面结构。
12.如权利要求11所述的光源模组，其特征在于：透镜罩为透光结构或雾化结构。
13.如权利要求12所述的光源模组，其特征在于：所述雾化结构的雾化处理方式包括对透镜罩的表面喷砂、贴设扩散膜或在透镜罩内掺杂扩散粒子。
14.如权利要求4所述的光源模组，其特征在于：所述多个第二光源排列在多个同心圆周上，所述多个第一光源排列在另一圆周上。
15.如权利要求1或4所述光源模组，其特征在于：所述第一光源或第二光源为发光二极管。
16.如权利要求1-14中任一项所述光源模组，其特征在于：该光源模组的出光角度大于180度。
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