CN104456416A - 透镜及使用该透镜的光源模组 - Google Patents

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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00—Point-like light sources

Abstract

一种光源模组，包括一光源及正对该光源设置的透镜，所述透镜包括与光源正对设置的入光面、与该入光面相对设置的出光面及连接该入光面与出光面的连接面，所述连接面为围绕该入光面设置的环状平面，所述出光面与连接面的外周缘相对接，所述透镜还包括由所述出光面向外凸伸而出的若干环状第一凸起部，所述第一凸起部邻近所述连接面设置。自光源相对于其光轴以较大角度出射的光线在透镜的第一凸起部处发生折射或全反射后改变出射方向，其中至少部分光线相对于光轴的出射角度减小，从而得以加强光源模组的照明。与现有技术相比，本发明的光源模组实现了提高对光源发出光线的利用效率的效果。

Description

透镜及使用该透镜的光源模组
技术领域
本发明涉及光学领域，尤其涉及一种透镜及使用该透镜的光源模组。
背景技术
目前，在背光照明当中，为了均匀光线，通常会在光源上搭配扩散透镜使用，使光源发出的光线能以较大角度出射，从而达到大面积照明的效果。
在实际使用中，光源发出的光线相对于光源的光轴大致分布于180度内的空间角内，其中大部分光线相对于光轴集中分布于120度内的空间角内，即大致朝向光源的正面方向出射。然而，仍有部分光线会以相对于光源的光轴以较大的角度进入透镜，如在120度至180度之间。这部分光线以较大的角度进入透镜后，经过透镜的折射后发散，有时会反向于光源的正面方向出射，这样，这部分光线就不能得到实际利用而带来照明效果，进而降低了光源的照明效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够提高对光源发出光线的利用效率的透镜及使用该透镜的光源模组。
一种透镜，包括入光面、与该入光面相对设置的出光面及连接该入光面与出光面的连接面，所述连接面为围绕该入光面设置的环状平面，所述出光面与连接面的外周缘相对接，所述透镜还包括由所述出光面向外凸伸而出的若干第一凸起部，所述第一凸起部邻近所述连接面设置。
一种光源模组，包括一光源及正对该光源设置的透镜，所述透镜包括与光源正对设置的入光面、与该入光面相对设置的出光面及连接该入光面与出光面的连接面，所述连接面为围绕该入光面设置的环状平面，所述出光面与连接面的外周缘相对接，所述透镜还包括由所述出光面向外凸伸而出的若干第一凸起部，所述第一凸起部邻近所述连接面设置。
自光源相对于其光轴以较大角度出射的光线在透镜的第一凸起部处发生折射或全反射后改变出射方向，其中至少部分光线相对于光轴的出射角度减小，从而得以加强光源模组的照明。与现有技术相比，本发明的光源模组实现了提高对光源发出光线的利用效率的效果。
附图说明
图1为本发明一实施例的光源模组的立体示意图。
图2为图1中所示的光源模组的透镜的倒置示意图。
图3为图1中所示的光源模组沿III-III线的剖视示意图。
图4为图3中IV部分的放大示意图。
主要元件符号说明
光源模组 100
光源 10
基座 12
发光二极管芯片 14
透镜 20
入光面 21
出光面 22
顶壁面 221
中央面 2211
外围面 2212
侧壁面 222
连接面 23
第一凸起部 30
第一沟槽 32
第二沟槽 40
第二凸起部 42
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1至图3，本发明一实施例提供的光源模组100包括一光源10及正对该光源10设置的一透镜20。所述透镜20包括与光源10正对设置的一入光面21、与该入光面21相对设置的一出光面22及连接该入光面21与出光面22的一连接面23。所述光源10具有一光轴I。该光源10发出的光线相对于该光轴I大致分布于180度内的空间角内，其中大部分光线相对于该光轴I集中分布于120度内的空间角内。
在本实施例中，所述光源10为发光二极管，包括基座12及固定于基座12上的发光二极管芯片14。所述基座12由环氧树脂、硅胶或陶瓷等绝缘材料制成。所述发光二极管芯片14由氮化镓、氮化铟镓、氮化铝铟镓等半导体材料制成，其可受电流激发产生可见光。
上述透镜20由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯等透明材料一体制成，也可以分层制成。所述透镜20内可以进一步均匀掺杂有荧光粉，荧光粉可由钇铝石榴石、硅酸盐等荧光材料制成。
所述透镜20位于所述光源10的正上方并与该光源10间隔设置。所述入光面21由该透镜20的底面中部向该透镜20内部凹陷而形成。所述连接面23为该透镜20的底面中围绕该入光面21设置的环状平面。所述出光面22包括位于所述入光面21上方的顶壁面221及自所述连接面23的外周缘向上延伸形成的、并与该顶壁面221的外周缘相对接的一侧壁面222。在本实施例中，所述侧壁面222为柱面，可以理解地，所述侧壁面222也可以为锥面或旋转曲面。在使用中，所述透镜20的连接面23与用以承载所述透镜20的安装平面（图未示）相贴合。所述出光面22的侧壁面222的底部周缘与连接面23的外周缘相对接。在本实施例中，该透镜20的入光面21为一自由曲面，可以理解地，该透镜20的入光面21也可以是椭球面、球面或者抛物面。该透镜20的入光面21围设出一容置空间24用以收容所述光源10。
该出光面22的顶壁面221包括一中央面2211及围绕该中央面2211设置并与该中央面2211平滑连接的一外围面2212。在本实施例中，该中央面2211为一平面，可以理解地，该中央面2211也可以是自由曲面、椭球面、球面或者抛物面。所述外围面2212朝向远离入光面21的方向弯曲。在本实施例中，该外围面2212为一自由曲面，可以理解地，该外围面2212也可以是椭球面、球面或者抛物面。
在本实施例中，所述透镜20为中心轴对称结构，其具有一中心轴X。该透镜20的入光面21关于该透镜20的中心轴X呈中心轴对称。该透镜20的出光面22关于该透镜20的中心轴X呈中心轴对称。该透镜20的连接面23垂直于该透镜20的中心轴X。所述光源10的光轴I与该透镜20的中心轴X相重合设置。
请同时参阅图4，所述透镜20还包括由所述出光面22向外凸伸而出的若干第一凸起部30。这些第一凸起部30相邻排布于该出光面22的侧壁面222上。所述第一凸起部呈环状，沿所述侧壁面222的周向延伸。每相邻二第一凸起部30之间形成一环状第一沟槽32。在本实施例中，所述第一凸起部30邻近所述连接面23设置。这些第一沟槽32依次、间隔设置。在本实施例中，所述第一凸起部30的截面呈三角形。可以理解地，每一环状第一凸起部30的截面形状可以根据实际的出光需求做调整，比如梯形、半圆形、拱形或不规则图形。另外，这些第一凸起部30在截面形状、尺寸上可以一致或不同。
所述透镜20进一步包括若干第二沟槽40开设于所述连接面23上。所述第二沟槽40呈环状。这些环状第二沟槽40整体上呈同心圆状排布。在本实施例中，所述第二沟槽40设置在连接面23上邻近出光面22的侧壁面222的位置。这些第二沟槽40间隔设置，每相邻二第二沟槽40之间形成一环状第二凸起部42。在本实施例中，每一环状第二凸起部42的截面呈三角形。可以理解地，每一环状第二凸起部42的截面形状可以根据实际的出光需求做调整，比如梯形、半圆形、拱形或不规则图形。另外，这些第二凸起部42在截面形状、尺寸上可以一致或不同。
使用中，当所述光源10发出的光线经透镜20的入光面21进入透镜20后，经由所述透镜20的出光面22射出透镜20。自光源10相对于其光轴I以较小角度出射的光线经过透镜20的折射后以相对于其光轴I较大角度出射，使得光线朝向透镜20的周侧方向发散。自光源10相对于其光轴I以较大角度出射的光线在透镜20的第一凸起部30或第二凸起部42处发生折射或全反射后改变出射方向，其中至少部分光线相对于光轴I的出射角度减小，从而得以加强光源模组100的照明。与现有技术相比，本发明的光源模组100实现了提高对光源10发出光线的利用效率的效果。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种像应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种透镜，包括入光面、与该入光面相对设置的出光面及连接该入光面与出光面的连接面，所述连接面为围绕该入光面设置的环状平面，所述出光面与连接面的外周缘相对接，其特征在于：所述透镜还包括由所述出光面向外凸伸而出的若干第一凸起部，所述第一凸起部邻近所述连接面设置。
2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述第一凸起部呈环状排布，这些第一凸起部相邻设置，每相邻二第一凸起部之间形成一环状第一沟槽。
3.如权利要求2所述的透镜，其特征在于：所述第一凸起部的截面呈三角形。
4.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述透镜还包括开设于所述连接面上的若干第二沟槽，所述第二沟槽设置在连接面上邻近出光面的位置。
5.如权利要求4所述的透镜，其特征在于：所述第二沟槽呈环状排布，这些第二沟槽间隔设置，每相邻二第二沟槽之间形成一环状第二凸起部。
6.如权利要求5所述的透镜，其特征在于：所述第二凸起部的截面呈三角形。
7.如权利要求5所述的透镜，其特征在于：这些环状第二沟槽呈同心圆状排布。
8.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述出光面包括位于所述入光面上方的顶壁面及自所述连接面的外周缘向上延伸形成的、并与该顶壁面的外周缘相对接的侧壁面，所述第一凸起部位于所述侧壁面上。
9.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述透镜为中心轴对称结构，其具有一中心轴，所述入光面关于该透镜的中心轴呈中心轴对称，该透镜的出光面关于该透镜的中心轴呈中心轴对称，该透镜的连接面垂直于该透镜的中心轴。
10.一种光源模组，包括一光源及正对该光源设置的透镜，其特征在于：该透镜为如权利要求1-9中任一项所述的透镜。
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