CN112145984A - Led模组、led模组组合及灯具 - Google Patents

Led模组、led模组组合及灯具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种LED模组、LED模组组合及灯具，所述LED模组具有光线出射方向，且所述LED模组包括：LED光源；光学模组，在所述光线出射方向上，所述光学模组设置于所述LED光源的下游；以及遮光筒，在所述光线出射方向上，所述遮光筒设置于所述光学模组的下游；其中，所述光学模组能够将所述LED光源射出的光线通过反射和/或折射方式汇聚于所述遮光筒的出光面上并形成焦点。如此一来，所有的光线汇聚在较小面积的焦点上，使得最终射出的光线强度与亮度高，也即实现了单位面积高光通量的效果，LED模组获得了更高的照度值，保证照明效果光亮度高。

Description

LED模组、LED模组组合及灯具
技术领域
本发明涉及照明设备技术领域，特别是涉及一种LED模组、LED模组组合及灯具。
背景技术
LED模组是LED照明灯具里的核心部分，其一般由光源、基板、散热体和二次光学器件等构成。散热体用于传递LED工作时产生的热量，而LED模组的发光部分则会配套二次光学器件一起工作，从而达到控制整个LED灯具的发光角度，进而控制照明范围的目的。
一般来讲，LED模组的功率有大小之分，发光面也有大小之分。功率越大的模组产生的热量也越多，需要的外部散热器的散热性能越好，一般情况下，LED模组功率越大，模组光通量会越高，对应匹配的散热器体积会越大，重量越重，价格也越昂贵，模组光通量相同的情况下，发光面越大，分配到发光面上的单位面积能量就越小，即照度值越低，反之则照度值越高。现有的LED模组大都为大角度散光，即接近朗伯体发光，由于照射角度大，被照亮面积就大，于是会导致分配到单位面积上的光通量非常少，直接表征为被照面上的照度值很低，光线偏昏暗，照明效果较差。
发明内容
基于此，有必要提供一种LED模组、LED模组组合及灯具，旨在解决现有技术单位面积上的光通量少，照度值低，照明效果差的问题。
一方面，本申请提供一种LED模组，所述LED模组具有光线出射方向，且所述LED模组包括：
LED光源；
光学模组，在所述光线出射方向上，所述光学模组设置于所述LED光源的下游；以及
遮光筒，在所述光线出射方向上，所述遮光筒设置于所述光学模组的下游；其中，所述光学模组能够将所述LED光源射出的光线通过反射和/或折射方式汇聚于所述遮光筒的出光面上并形成焦点。
在上述方案的LED模组中，在光线出射上下游方向上依次布置LED光源、光学模组和遮光筒，使得LED光源射出的光线可经过光学模组的反射和/或折射作用而汇聚至遮光筒的出光面上并形成焦点。如此一来，所有的光线汇聚在较小面积的焦点上，使得最终射出的光线强度与亮度高，也即实现了单位面积高光通量的效果，LED模组获得了更高的照度值，保证照明效果光亮度高。
在其中一个实施例中，所述光学模组设置为透镜，所述透镜设有折射面，所述LED光源朝向所述透镜射出的正向光线经过所述折射面后朝所述透镜的中心线方向偏转，并最终汇聚于光轴上的第一点，所述第一点位于所述遮光筒的出光面。
在其中一个实施例中，所述透镜还设有全反射面，所述LED光源朝向所述透镜射出的两侧光线经过所述全反射面后朝向所述中心线的方向偏转，并最终汇聚于所述光轴上的第二点，所述第二点位于所述遮光筒的出光面上，且所述第二点与所述第一点重合而构成所述焦点。
在其中一个实施例中，所述光学模组设置为反光杯，所述反光杯采用深桶结构设计，所述LED光源朝向所述反光杯射出的光线中，经过所述反光杯的反射面的光线占比大于不经过所述反光杯的反射面的光线占比，且经过所述反光杯的反射面的所述光线汇聚于光轴上的一点并形成所述焦点。
在其中一个实施例中，通过改变所述折射面以及所述全反射面的形状可以调节所述焦点到所述透镜的出光面的高度。
在其中一个实施例中，通过改变所述反光杯的反射面形状可以调节所述焦点到所述反光杯的出光面的高度。
在其中一个实施例中，所述焦点在所述遮光筒的出光面上形成为直径为3mm～5mm的圆；所述遮光筒的出光面设置为圆形、方形、三角形、多边形中的任意一种，且所述遮光筒的出光面的尺寸与所述焦点的尺寸适配。
在其中一个实施例中，所述LED模组还包括散热器，所述LED光源包括灯板及并排设置于所述灯板上的至少两个LED发光体，所述散热器设置于所述灯板背离所述LED发光体的一侧。
另一方面，本申请还提供一种LED模组组合，其包括至少两个如上所述的LED模组，至少两个所述LED模组按预设规律排列布置。
此外，本申请还提供一种灯具，所述灯具包括：
电源驱动器；以及
如上所述的LED模组，所述LED模组与所述电源驱动器电性连接。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例所述的LED模组的结构示意图。
附图标记说明：
100、LED模组；10、LED光源；20、光学模组；30、遮光筒。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，为本申请一实施例展示的一种LED模组100，所述LED模组100具有光线出射方向，且所述LED模组100包括：LED光源10、光学模组20以及遮光筒30。
其中，LED光源10为LED模组100的主体部件，通电后能够产生光亮，从而提供LED模组100照亮所需的光线。
本实施例中，所述的LED光源10包括灯板及并排设置于所述灯板上的至少两个LED发光体。具体地，灯板可以是MCPCB板，其通过电线与外部电源连接而获得点亮LED发光体所需的电能，其使用寿命长，可靠性高。
LED发光体可以是但不限于灯珠、灯带、灯管等。本实施例中优选LED发光体为灯珠，体积小，可实现紧密布置，利于减小LED光源10的整体体积。可以理解的，LED灯珠通过焊接方式电性设置在灯板上的。
需要说明的是，安装于灯板上的LED灯珠的色温可以是全部相同的，或者部分相同的，或者是各不相同的，且当存在两种或以上色温的LED灯珠时，两种色温呈现交叉排列。如此可以满足不同场合下不同用户的照明光线颜色需求，提升使用性能与用户体验感。
进一步地，在一些实施例中，所述LED模组100还包括散热器(未示出)，所述散热器设置于所述灯板背离所述LED发光体的一侧。由于LED光源10工作时会产生大量热量，此时散热器能够将产生的热量及时传导至LED模组100外部(也即传导至外部环境中)，从而避免LED模组100长期处于高温环境中，从而有助于延长LED模组100的使用寿命。
综上之外，在所述光线出射方向上，所述光学模组20设置于所述LED光源10的下游；在所述光线出射方向上，所述遮光筒30设置于所述光学模组20的下游；其中，所述光学模组20能够将所述LED光源10射出的光线通过反射和/或折射方式汇聚于所述遮光筒30的出光面上并形成焦点。
实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：在上述方案的LED模组100中，在光线出射上下游方向上依次布置LED光源10、光学模组20和遮光筒30，使得LED光源10射出的光线可经过光学模组20的反射和/或折射作用而汇聚至遮光筒30的出光面上并形成焦点。如此一来，所有的光线汇聚在较小面积的焦点上，使得最终射出的光线强度与亮度高，也即实现了单位面积高光通量的效果，LED模组100获得了更高的照度值，保证照明效果光亮度高。
具体而言，在一些实施例中，所述光学模组20设置为透镜，所述透镜设有折射面，所述LED光源10朝向所述透镜射出的正向光线经过所述折射面后朝所述透镜的中心线方向偏转，并最终汇聚于光轴上的第一点，所述第一点位于所述遮光筒30的出光面。因而借助透镜的折射面对LED光源10射出光线的折射作用，可将光线向遮光筒30的出光面汇聚而达到增加单位面积光通量，提高照度的目的。
进一步地，在上述实施例的基础上，所述透镜还设有全反射面，所述LED光源10朝向所述透镜射出的两侧光线经过所述全反射面后朝向所述中心线的方向偏转，并最终汇聚于所述光轴上的第二点，所述第二点位于所述遮光筒30的出光面上，且所述第二点与所述第一点重合而构成所述焦点。因而借助透镜的全反射面对LED光源10射出的两侧光线也起到反射作用，可将光线向遮光筒30的出光面汇聚而达到提高光线利用率，增加单位面积光通量，提高照度的目的。
容易理解的，上述的第二点与第一点由于在遮光筒30的出光面上重合，可达到一加一大于二的效果，进一步增强了光线汇聚利用效果，使最终从LED模组100射出的光线强度和亮度大，照明效果佳。
或者，在另一些实施例中，所述光学模组20设置为反光杯，所述反光杯采用深桶结构设计，所述LED光源10朝向所述反光杯射出的光线中，经过所述反光杯的反射面的光线占比大于不经过所述反光杯的反射面的光线占比，且经过所述反光杯的反射面的所述光线汇聚于光轴上的一点并形成所述焦点。因而借助反光杯的反射面对LED光源10射出光线的反射作用，可将光线向遮光筒30的出光面汇聚而达到增加单位面积光通量，提高照度的目的。
特别地，通过改变所述折射面以及所述全反射面的形状可以调节所述焦点到所述透镜的出光面的高度。通过改变所述反光杯的反射面形状可以调节所述焦点到所述反光杯的出光面的高度。这样一来，可以根据不同使用需求来调整焦点距离透镜的出光面或者反光杯的出光面的距离，最终实现对光线汇聚效果的调节，满足不同的照明强度需要。
在本实施例中，所述焦点在所述遮光筒30的出光面上形成为直径为3mm～5mm的圆；所述遮光筒30的出光面设置为圆形、方形、三角形、多边形中的任意一种，且所述遮光筒30的出光面的尺寸与所述焦点的尺寸适配。
在上述任一实施例中，透镜采用PC、PMMA等材料制成。反光杯采用金属、PC加表面氧化或者真空电镀等材料制成。
一般来讲，遮光筒30的孔径大小可根据焦点的大小来调整，范围在3mm～10mm之间。
在某些特殊使用场合中，当单个LED模组100的光照效果无法满足使用需求时，可采用将至少两个LED模组100进行组合使用。也即，本申请还提供一种LED模组100组合，其包括至少两个如上所述的LED模组100，至少两个所述LED模组100按预设规律排列布置。
根据实际使用需要，至少两个或以上数量的LED模组100可以采用成排、成列、阵列或多宫格结构排布。如此，从远方位置看向多个LED模组100时，由于采用了大面积安装，可以形成“星星点灯”的灯光效果，可以营造出梦幻唯美的灯光环境，提升用户使用体验。
此外，本申请还提供一种灯具，所述灯具包括：电源驱动器；以及如上所述的LED模组100，所述LED模组100与所述电源驱动器电性连接。电源驱动器用于控制LED模组100的点亮、熄灭或灯光效果变化等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种LED模组，所述LED模组具有光线出射方向，其特征在于，所述LED模组包括：
LED光源；
光学模组，在所述光线出射方向上，所述光学模组设置于所述LED光源的下游；以及
遮光筒，在所述光线出射方向上，所述遮光筒设置于所述光学模组的下游；其中，所述光学模组能够将所述LED光源射出的光线通过反射和/或折射方式汇聚于所述遮光筒的出光面上并形成焦点。
2.根据权利要求1所述的LED模组，其特征在于，所述光学模组设置为透镜，所述透镜设有折射面，所述LED光源朝向所述透镜射出的正向光线经过所述折射面后朝所述透镜的中心线方向偏转，并最终汇聚于光轴上的第一点，所述第一点位于所述遮光筒的出光面。
3.根据权利要求2所述的LED模组，其特征在于，所述透镜还设有全反射面，所述LED光源朝向所述透镜射出的两侧光线经过所述全反射面后朝向所述中心线的方向偏转，并最终汇聚于所述光轴上的第二点，所述第二点位于所述遮光筒的出光面上，且所述第二点与所述第一点重合而构成所述焦点。
4.根据权利要求1所述的LED模组，其特征在于，所述光学模组设置为反光杯，所述反光杯采用深桶结构设计，所述LED光源朝向所述反光杯射出的光线中，经过所述反光杯的反射面的光线占比大于不经过所述反光杯的反射面的光线占比，且经过所述反光杯的反射面的所述光线汇聚于光轴上的一点并形成所述焦点。
5.根据权利要求2或3所述的LED模组，其特征在于，通过改变所述折射面以及所述全反射面的形状可以调节所述焦点到所述透镜的出光面的高度。
6.根据权利要求4所述的LED模组，其特征在于，通过改变所述反光杯的反射面形状可以调节所述焦点到所述反光杯的出光面的高度。
7.根据权利要求1所述的LED模组，其特征在于，所述焦点在所述遮光筒的出光面上形成为直径为3mm～5mm的圆；所述遮光筒的出光面设置为圆形、方形、三角形、多边形中的任意一种，且所述遮光筒的出光面的尺寸与所述焦点的尺寸适配。
8.根据权利要求1所述的LED模组，其特征在于，所述LED模组还包括散热器，所述LED光源包括灯板及并排设置于所述灯板上的至少两个LED发光体，所述散热器设置于所述灯板背离所述LED发光体的一侧。
9.一种LED模组组合，其特征在于，包括至少两个如上述权利要求1至8任一项所述的LED模组，至少两个所述LED模组按预设规律排列布置。
10.一种灯具，其特征在于，所述灯具包括：
电源驱动器；以及
如上述权利要求1至8任一项所述的LED模组，所述LED模组与所述电源驱动器电性连接。
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