CN105508906A - 一种led灯具及其led光源模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED光源模组，包括光源板，其具有相对的第一表面及第二表面，所述第一表面贴设有若干LED光源，所述第二表面面对组装于安装基础的底盘；电源驱动模组，其配置为与所述光源板电性连接；以及一体式透镜总成，其与所述光源板固定，其覆盖于所述光源板的第一表面外并具有若干透镜单元分别罩设于对应的所述LED光源外部，所述一体式透镜总成配置为具有收容空间将所述电源驱动模组容置于所述收容空间内。本发明还公开了一种LED灯具，包括作为安装基础的底盘，及上述LED光源模组的LED灯具。本发明结构简单，易于装配，安全可靠，同时在生产工艺方面也十分简便，生产效率高。

Description

一种LED灯具及其LED光源模组
技术领域
本发明涉及光源领域，尤其涉及一种LED灯具及其LED光源模组。
背景技术
LED光源是一种新兴光源，其具有寿命长、耗能低、无辐射、不含有汞等有害物质的优点。市场上使用LED光源作为主要光源的灯具已经越来越多，LED光源正逐步替代传统光源，将成为照明领域的最主要光源，并广泛应用于生活、生产的各个领域。
现有技术中通常将多个LED发光单元集成在一块PCB板上，在每一个LED发光单元上分别罩设分离的透镜单元，这样多个透镜单元分别布置于光源板，费时费力，不容易保证质量。并且，这样的分离式透镜单元的部署方式还需要额外设置一个保护罩来保护光源板未被透镜遮罩部分的电路，生产工艺相对复杂。
另外，将LED光源组装至灯具中是生产工艺中必经的过程，组装效率的高低也影响着灯具的成本。目前市面上的固定方式多为直接采用螺钉将光源模组固定于底盘上，这种固定方式在装卸过程中并不方便；现有技术还公开了一种使用磁性连接件将整个灯具吸附在固定机构上的结构，这种结构虽然对装配过程中的便捷性有所提高，同时也有磁性元件与灯具脱落的风险。
因此，亟需一种生产工艺简单、装配便捷、安全可靠的LED灯具及应用于这种LED灯具的LED光源模组。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种结构简单、安全可靠的LED灯具及应用于这种LED灯具的LED光源模组。
本发明第一方面公开了一种LED光源模组，包括光源板，其具有相对的第一表面及第二表面，所述第一表面贴设有若干LED光源，所述第二表面面对组装于安装基础的底盘，电源驱动模组，其配置为与所述光源板电性连接，以及一体式透镜总成，其与所述光源板固定，且覆盖于所述光源板的第一表面外并具有若干透镜单元分别罩设于对应的所述LED光源外部，所述一体式透镜总成配置为具有收容空间将所述电源驱动模组容置于所述收容空间内。
优选地所述一体式透镜总成配置有透镜设置区及形成所述收容空间的电源容置区，所述透镜设置区位于第一高度，所述电源容置区自该第一高度向上凸起后形成且其顶面位于第二高度。更优选地，所述光源板设置有分别与所述一体式透镜总成对应的光源设置区及电源区，所述透镜设置区罩设于所述光源设置区上，所述电源区与所述电源容置区共同收容所述电源驱动模组。可选地，所述电源容置区位于所述透镜设置区一侧，所述电源区位于所述光源设置区的一侧。可选地，所述电源容置区设置于所述透镜设置区中部，所述电源区位于所述光源设置区的中部。
优选地，若干磁性元件和/或机械连接元件穿过所述一体式透镜总成及所述光源板与所述底盘吸附和/或组装。更优选地，所述一体式透镜总成的中心部分和/或主体部分和/或边缘部分间隔设置有多个同心的所述磁性元件和/或机械连接元件，所述光源板上对应设置有供所述磁性元件和/或机械连接元件穿过固定且形状匹配的通孔。
优选地，所述一体式透镜总成与所述光源板通过可拆卸连接的方式固定。可选地，所述一体式透镜总成与所述光源板形状匹配，且所述一体式透镜总成的边缘间隔设有向所述光源板方向延伸的多个弹性卡扣，用于卡合所述光源板。可选地，所述一体式透镜总成具有多对向所述光源板延伸出的弹性卡爪，所述光源板上设有与所述弹性卡爪对应设置的卡孔，所述弹性卡爪穿过所述卡孔从而卡合所述光源板。
优选地，所述电源驱动模组与所述光源板之间具有一转接板。
优选地，所述透镜单元为半球形透镜，其入光面中心凹设形成一用于容纳所述LED光源的关于所述半球形透镜轴对称的容纳腔。更优选地，所述半球形透镜的出光面中心凹设形成一倒锥形扩散部。更优选地，所述入光面与所述出光面之中，一个是抛光表面，一个是磨砂表面。
本发明第二方面公开了一种LED灯具，包括作为安装基础的底盘，其特征在于，包括如上所述的LED光源模组。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明的LED灯具中透镜单元实现一体化，并且罩设在整个光源板外，起到了触电保护的作用；
2、本发明的LED灯具的装配过程十分便捷，只需要将磁性元件嵌入收容部，将透镜总成与光源板扣紧，往灯具的底盘上贴设，就完成了整个装配过程，且整个灯具安全可靠。
3、本发明的LED灯具的散热效果不受影响，将磁性元件通过嵌入设在透镜总成和光源板上的通孔，一定程度上是将磁性元件贯穿整个发光模组，使得光源板与灯具底盘或者散热部的接触面积最大化，在便捷装配的同时保证其散热效果。
附图说明
图1是符合本发明第一优选实施方式的LED光源模组的分解示意图；
图2是符合本发明第一优选实施方式的LED光源模组的组装示意图；
图3是符合本发明第二优选实施方式的LED光源模组的分解示意图；
图4是符合本发明第二优选实施方式的LED光源模组的组装示意图；
图5是符合本发明第二优选实施方式的LED光源模组的俯视图；
图6是图5所示实施例的A-A示意图；
图7是图5所示实施例的B-B示意图；
图8是本发明公开的LED光源模组中透镜的结构示意图。
附图标记：
10-光源板、11-LED光源、12-通孔、13-卡孔；
20-一体式透镜总成、21-收容部、22-自由端、23-卡止台、24-半球形透镜、25-收容空间、26-弹性卡扣、27-弹性卡爪、28-入光面、29-出光面；
30-磁性元件；
40-电源驱动模组、41-转接板。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
如图1-图7所示的是本发明公开的LED光源模组的两个优选实施方式，包括有光源板10、一体式透镜总成20、磁性元件30和电源驱动模组40。光源板10具有相对的第一表面及第二表面，第一表面贴设有若干LED光源11，第二表面面对组装于安装基础的底盘(未示出)；电源驱动模组40，其配置为与光源板10电性连接；以及一体式透镜总成20，与光源板10固定，在本发明中，一体式透镜总成20与光源板10是通过可拆卸地连接方式固定的，通过多个设置在一体式透镜总成20上的卡扣或者卡钩将光源板10扣合，从而实现完全组装，当然，本发明仍然可以通过其他的组装方式，例如胶粘、焊接等不可拆卸地连接方式，将一体式透镜总成20与光源板10固定起来，故无论是可拆卸地连接方式还是不可拆卸地连接方式，只要达到一体式透镜总成20与光源板10完全组装的固定效果，且不致于影响整个LED光源模组的发光效果，均为本发明所保护的技术方案。
优选地，在本发明中，该一体式透镜总成20覆盖于光源板10的第一表面外并具有若干透镜单元(如半球形透镜24)，分别罩设于LED光源11外部，一体式透镜总成20配置为具有收容空间25，将电源驱动模组40容置于收容空间25内。一般来说，一体式透镜总成20是由绝缘材料组成的，优选为PC或亚克力或PMMA材料中的一种，此三种材料轻便、低成本、高透光，是作为导光部件的比较理想的材料；将电源驱动模组40收容在收容空间25内，从而可以将电源驱动模组40与外部空间通过一体式透镜总成20绝缘，并由一体式透镜总成20作为保护罩保护电源驱动模组40。在本发明中，一体式透镜总成20接收光源板10的出射光线，通过一一对应设置的LED光源11和半球形透镜24，使得出射光线被半球形透镜24折射而出形成散射光斑，从而达到发光的作用。
在两个优选实施例中，一体式透镜总成20配置有布置多个半球形透镜24的透镜设置区及形成收容空间25的用于容纳电源驱动模组40的电源容置区，透镜设置区位于一体式透镜总成20的第一高度，电源容置区自该第一高度向上凸起后形成且其顶面位于第二高度。具有不同高度的透镜设置区及电源容置区使得一体式透镜总成20呈L形，且高于透镜设置区的电源容置区，便于形成上述收容空间25来收容电源驱动模组40。优选地，对应一体式透镜总成20、光源板10，设置有排布有若干LED光源11的光源设置区，以及用于安装电源驱动模组40的电源区。透镜设置区罩设于光源设置区上，电源区与电源容置区共同收容电源驱动模组40。在第一优选实施例中，电源容置区位于透镜设置区一侧，电源区位于光源设置区的一侧；在第二优选实施方式中，电源容置区设置于透镜设置区中部，电源区位于光源设置区的中部，作为两个可选的优选实施方式，这两个位置均不会对灯具的发光效果产生影响，电源驱动模组40的绝缘效果也相当不错。
在两个优选实施例中，若干磁性元件30和/或机械连接元件(未示出，可以为螺钉，一体式透镜总成20及光源板10对应开设有螺孔(未图示))穿过一体式透镜总成20及光源板10与底盘吸附和/或组装。优选地，一体式透镜总成20的中心部分和/或主体部分和/或边缘部分间隔设置有多个同心的磁性元件30和/或机械连接元件，光源板10上对应设置有供磁性元件30和/或机械连接元件穿过固定且形状匹配的通孔12。在第一优选实施例中，两个磁性元件30分别设于透镜设置区的中心以及透镜设置区与电源容置区的连接处的中心，这两个磁性元件30分别固定透镜设置区以及电源容置区；在第二优选实施例中，三个磁性元件30大致呈三角形分布，利用三角形的稳定性使得固定效果更加显著。
一体式透镜总成20包括有多个收容部21，这些收容部21自一体式透镜总成20向光源板10延伸而出，同时光源板10上包括多个通孔12，这些通孔12与收容部21是对应设置的且形状匹配，即收容部21与通孔12的数量相同，收容部21刚好能够穿过通孔12，且收容部21的外壁与通孔12的内壁有摩擦接触；每一个收容部21内都固定有一个磁性元件30，同时灯具的底盘能够吸附位于收容部21内的磁性元件30，将收容部21吸引至磁性底盘上，这样，一体式透镜总成20和光源板10也就被固定在了磁性底盘之上。本发明通过在LED光源的两个组件——光源板10和一体式透镜总成20——之上设置收容部21和通孔12的结构，通过在收容部21中嵌入磁性元件30，利用磁性元件30与磁性底盘之间的磁力吸引，不需要额外的装配工具(如螺钉、螺丝刀等)，就能实现LED光源与灯具的固定效果，使装配过程更加便捷。同时，光源板10与灯具磁性底盘之间并未被其他部件隔离，而一般磁性材料的导热性也不错，因此整个灯具的散热效果比较好。如图2和图4所示，收容部21具有固定在一体式透镜总成20上的固定端及延伸而出的自由端22，其固定端和自由端22均是具有开口的结构，使得收容部21是一种环形收容部，这样可以使得磁性元件30与灯具的磁性底盘能够贴合在一起，加强LED光源的固定效果。如图1和图3所示，收容部21内侧壁上间隔分布有多个自固定端向自由端22的方向高度渐高的卡止台23，卡止台23的截止端高于起始端，这样的设置可以在起始端形成一个引导磁性元件30嵌入收容部21的滑槽，使得磁性元件30更为方便地进入收容部21，当磁性元件30滑动至截止端时，磁性元件30可被截止端较高的凸台限制在收容部21的自由端22，使得在灯具使用过程中，磁性元件30不会脱落、逃出收容部21，而损坏LED光源。如图2所示，收容部21的延伸部可以是由多个圆弧形弹性夹持部组成的，相邻的两个夹持部之间具有间隙，这一间隙是自卡止台23的截止端延伸至收容部21的自由端22的，这些夹持部可将磁性元件30夹持，并与卡止台23配合以固定磁性元件30。采用相互之间间隔有间隙的多个圆弧形弹性夹持部夹持磁性元件30能够更加方便地拆卸磁性元件30。
在本发明中，一体式透镜总成20与光源板10通过可拆卸连接的方式固定，便于组装、拆卸和维护。
在各种可拆卸连接的固定方式中，第一种可选的固定方式，如图1-图7所示，一体式透镜总成20的形状与光源板10的形状匹配，其可以是一种板形透光部，其边缘间隔设有向所述光源板方向延伸的多个弹性卡扣26，用于卡合光源板10，这些弹性卡扣26可以是设在与之同方向整体延伸出的包围部，通过包围部，一体式透镜总成20将整个光源板10都包围起来，起到触电隔离的作用，同时还保护了光源板10。在第一优选实施例中，包围部上的弹性卡扣26遍布包围透镜设置区和电源区的包围部。
第二种可选的固定方式中，一体式透镜总成20具有多对向光源板10延伸出多对弹性卡爪27，光源板10上设有与弹性卡爪27对应设置的卡孔13，使弹性卡爪27穿过卡孔13从而卡合光源板10。在第二优选实施例中，使用了四对成对出现的弹性卡爪27，这些弹性卡爪27被设置在一体式透镜总成20的透镜设置区，大致形成一个正方形。
使用弹性卡爪27或弹性卡扣26这种机械连接元件进行固定，是一种兼顾便捷和可靠的装配方式，本领域技术人员可以想到的是，一体式透镜总成20和光源板10还可以通过其他各种常见的固定方式固定，比如使用U形夹板固定等，本发明只是列举出了两种优选的固定方式而已，通过其他的固定方式固定一体式透镜总成20和光源板10显然应当落入本发明的保护范围之内。
如图1、图3所示，电源驱动模组40与光源板10之间具有一转接板41，通过这一转接板41可以将电源驱动模组40与光源板10的电性连接通过接线来实现，它们的主体之间可以实现绝缘的效果，起到触电保护的作用。
如图1、图3所示，本发明的两个实施例的透镜单元为半球形透镜24，与LED光源11是一一对应设置的。如图8所示的就是本发明使用的半球形透镜24，将多个半球形透镜24一体成型就形成了上述的一体式透镜总成20，在这种半球形透镜24的入光面28的中心部分凹设形成有一用于容纳LED光源11的、并且关于该半球形透镜24轴对称的容纳腔，这样设置使得入光面28能够最大化地接收到LED光源11发出的光线。另外，单颗LED通常为120度朗伯型发光，两颗LED之间的距离为，在光线互相混合后，在距离的出光面形成均匀的发光，而透镜的采用可以将LED的发光角度进一步扩大，图8中所示两次折射后都分别向远离光轴方向偏折，因此在更小的高度下，就可以满足均匀出光的要求。所以，可以降低灯具高度，做到超薄型灯具。
如图8所示，半球形透镜24的出光面29并不是正半球形的结构，而是一种近似椭球面的结构，由于入光面28上凹设有容纳腔，因此该半球形透镜24呈现出中心薄两边厚的结构。从透镜原点O点引一与光轴夹角为θ的直线，分别交于透镜入光面28和出光面29，交点分别为M、N，线段MN的长度即为透镜的厚度t；在0≤θ≤θ(max)的范围内，透镜的厚度t随着θ增大单调递增，其中θ(max)介于45°～90°之间。半球形透镜24这样设置，使得近轴光线经过入射面后，与光轴的夹角变大，经过出射面后，与光轴的夹角进一步变大，使得半球形透镜24的扩散作用更加明显，同时也解决了LED光源近轴光强较大的问题，实现更为均匀的泛光照明。
如图8所示，半球形透镜24的出光面29中心凹设形成一倒锥形扩散部，通过增大光线投射至出光面29时的入射角，从而增大从出光面29出射时的折射角，达到光扩散的作用。
本发明还可以对半球形透镜24的入光面28和出光面29的表面进行处理，将入光面28和出光面29分别做成一个抛光表面和一个磨砂表面的组合。利用磨砂表面的散射特性，达到光散射和均光的作用。
本发明还公开了一种LED灯具，包括作为安装基础的底盘，以及具有上文所述结构的LED光源模组，这种LED灯具工艺简单、装配方便、安全可靠。
本发明LED灯具中透镜单元实现一体化，为一体式透镜总成20，并且罩设在整个光源板10外，起到了触电保护的作用；同时还利用了磁性物体相互吸引的原理，在一体式透镜总成20上延伸出多个收容部21，光源板10上对应收容部21的位置设有通孔12，同时将磁性元件30固定在收容部21内，先将一体式透镜总成20与光源板10通过弹性卡扣26或者弹性卡爪27等可拆卸连接的方式固定连接，再通过固定在收容部21中的磁性元件30与灯具磁性底盘的磁力吸引固定起来，从而使得整个一体式透镜总成20和光源板10被固定在灯具磁性底盘上。采用这种固定结构的LED灯具，其装配过程十分便捷，且由于磁性元件30和/或弹性卡扣24和/或弹性卡爪25的配合，其结构十分安全可靠。故这是一种兼顾工艺简单、便捷装配安全可靠的LED灯具。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (15)

1.一种LED光源模组，包括
光源板，其具有相对的第一表面及第二表面，所述第一表面贴设有若干LED光源，所述第二表面面对组装于安装基础的底盘；
电源驱动模组，其配置为与所述光源板电性连接，以及
一体式透镜总成，其与所述光源板固定，
其特征在于：
所述一体式透镜总成覆盖于所述光源板的第一表面外并具有若干透镜单元，分别罩设于对应的所述LED光源外部，
所述一体式透镜总成配置为具有收容空间，将所述电源驱动模组容置于所述收容空间内。
2.如权利要求1所述的LED光源模组，其特征在于，所述一体式透镜总成配置有透镜设置区及形成所述收容空间的电源容置区，所述透镜设置区位于所述一体式透镜总成的第一高度，所述电源容置区自该第一高度向上凸起后形成且其顶面位于第二高度。
3.如权利要求2所述的LED光源模组，其特征在于，所述光源板设置有分别与所述一体式透镜总成对应的光源设置区及电源区，所述透镜设置区罩设于所述光源设置区上，所述电源区与所述电源容置区共同收容所述电源驱动模组。
4.如权利要求3所述的LED光源模组，其特征在于，所述电源容置区位于所述透镜设置区一侧，所述电源区位于所述光源设置区的一侧。
5.如权利要求3所述的LED光源模组，其特征在于，所述电源容置区设置于所述透镜设置区中部，所述电源区位于所述光源设置区的中部。
6.如权利要求1所述的LED光源模组，其特征在于，若干磁性元件和/或机械连接元件穿过所述一体式透镜总成及所述光源板与所述底盘吸附和/或组装。
7.如权利要求6所述的LED光源模组，其特征在于，所述一体式透镜总成的中心部分和/或主体部分和/或边缘部分间隔设置有多个同心的所述磁性元件和/或机械连接元件，所述光源板上对应设置有供所述磁性元件和/或机械连接元件穿过固定且形状匹配的通孔。
8.如权利要求1所述的LED光源模组，其特征在于，所述一体式透镜总成与所述光源板通过可拆卸连接的方式固定。
9.如权利要求8所述的LED光源模组，其特征在于，所述一体式透镜总成与所述光源板形状匹配，且所述一体式透镜总成的边缘间隔设有向所述光源板方向延伸的多个弹性卡扣，用于卡合所述光源板。
10.如权利要求8所述的LED光源模组，其特征在于，所述一体式透镜总成具有多对向所述光源板延伸出的弹性卡爪，所述光源板上设有与所述弹性卡爪对应设置的卡孔，所述弹性卡爪穿过所述卡孔从而卡合所述光源板。
11.如权利要求1所述的LED光源模组，其特征在于，所述电源驱动模组与所述光源板之间具有一转接板。
12.如权利要求1所述的LED光源模组，其特征在于，所述透镜单元为半球形透镜，其入光面中心凹设形成一用于容纳所述LED光源的关于所述半球形透镜轴对称的容纳腔。
13.如权利要求12所述的LED光源模组，其特征在于，所述半球形透镜的出光面中心凹设形成一倒锥形扩散部。
14.如权利要求12所述的LED光源模组，其特征在于，所述入光面与所述出光面之中，一个是抛光表面，一个是磨砂表面。
15.一种LED灯具，包括作为安装基础的底盘，其特征在于，包括如权利要求1所述的LED光源模组。
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