CN209042263U - 透镜及发光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种透镜及发光模组。透镜，设置于光源的出光侧，包括透镜基体、微透镜阵列以及柱面透镜，所述透镜基体包括第一入光面与第一出光面，所述微透镜阵列以及所述柱面透镜设置于所述第一出光面上。本实用新型提供的透镜及发光模组，可应用于侧打光式广告标识灯箱照明，可以实现良好的混光效果，保证了广告标识灯箱表面光照均匀度和颜色一致性，满足了广告标识灯箱照明的需求。

Description

透镜及发光模组

技术领域

本实用新型属于照明技术领域，更具体地说，是涉及一种透镜及发光模组。

背景技术

LED光源为绿色无污染的节能光源，且使用寿命长，因此LED光源已经在照明领域逐渐成为开发应用的首选装置。

LED发光模组通常包括光源以及透镜，已被广泛应用于广告标识灯箱照明，而侧打光式LED发光模组由于其在应用中安装简单、省时且经济的特点逐渐被市场所认可。然而现有光源加透镜技术通常很难达到非常好的光学均匀度，且无法实现良好的混光效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种透镜及发光模组，以解决现有技术中的透镜存在的无法实现良好的混光效果及光学均匀度较差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种透镜，设置于光源的出光侧，包括透镜基体、微透镜阵列以及柱面透镜，所述透镜基体包括第一入光面与第一出光面，所述微透镜阵列以及所述柱面透镜设置于所述第一出光面上。

进一步地，所述透镜基体的底面开设有用于容置所述光源的凹槽，所述凹槽包括顶面以及与所述顶面连接的侧面，所述顶面与所述侧面围构形成所述第一入光面，所述顶面朝向所述光源的方向凸设而成，所述透镜基体还包括全内反射面，所述全内反射面设置于所述透镜基体的外侧壁上。

进一步地，所述微透镜阵列包括多个间隔排列的锥体结构，所述锥体结构设置于微透镜阵列靠近所述第一出光面的一侧。

进一步地，所述柱面透镜包括第二入光面以及与所述第二入光面相对的第二出光面，所述第二入光面与所述第一出光面一体连接。

进一步地，所述第二出光面由中间为平面以及两侧为圆弧面组成，所述圆弧面朝着远离所述光源的一侧凸设。

进一步地，所述凹槽的截面轮廓形状为梯形，所述凹槽的截面宽度朝着远离所述光源的方向逐渐变小。

进一步地，所述透镜基体为全内反射透镜。

进一步地，所述微透镜阵列的数量为两个，两个所述微透镜呈阵列对称地设置于所述柱面透镜的两侧。

本实用新型还提供了一种发光模组，包括光源以及设置于所述光源出光侧的透镜；所述透镜为如上所述的透镜。

本实用新型提供的透镜及发光模组的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的透镜及发光模组，通过在透镜基体的第一出光面的中间位置设置柱面透镜，该柱面透镜的设置使得发出的光线均匀度更高，保证了光照亮度以及光照均匀度，且通过在柱面透镜的两侧位置分别设置微透镜阵列，可以实现良好的混光效果，使得出光更加均匀，本实用新型的透镜可应用于侧打光式广告标识灯箱照明，保证了广告标识灯箱表面光照均匀度和颜色一致性，满足了广告标识灯箱照明的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的透镜的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的透镜所采用的透镜基体的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的透镜所采用的透镜基体的侧视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的透镜所采用的微透镜阵列及柱面透镜立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的透镜所采用的微透镜阵列及柱面透镜俯视结构示意图；

图6为图5在A处的局部放大示意图；

图7为本实用新型实施例提供的透镜所采用的柱面透镜的立体结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的透镜所采用的柱面透镜的侧视结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的透镜所采用的微透镜阵列的出光示意图；

图10为本实用新型实施例提供的透镜所采用的柱面透镜的出光示意图。

其中，图中各附图标记：

10-光源；20-透镜基体；21-第一入光面；22-第一出光面；23-凹槽；231-顶面；232-侧面；24-全内反射面；30-微透镜阵列；31-锥体结构；40-柱面透镜；41-第二入光面；42-第二出光面；421-平面；422-圆弧面。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的透镜进行说明。透镜，设置于光源10的出光侧，包括透镜基体20、微透镜阵列30以及柱面透镜40，该透镜基体20靠近光源10的一侧设置。透镜基体20包括第一入光面21以及与该第一入光面21相对的第一出光面22，微透镜阵列30与柱面透镜40设置于第一出光面22上。其中，该柱面透镜40设置于第一出光面22的中间位置，该微透镜阵列30设置于该柱面透镜40的两侧。

本实用新型提供的透镜，与现有技术相比，本实用新型通过在透镜基体20的第一出光面22的中间位置设置柱面透镜40，该柱面透镜40的设置使得发出的光线均匀度更高，保证了光照亮度以及光照均匀度，且通过在柱面透镜40的两侧位置分别设置微透镜阵列30，可以实现良好的混光效果，使得出光更加均匀，可应用于侧打光式广告标识灯箱照明，保证了广告标识灯箱表面光照均匀度和颜色一致性，满足了广告标识灯箱照明的需求。

进一步地，请一并参阅图2至图3，作为本实用新型提供的透镜的一种具体实施方式，光源10具有出光平面(图中未示)，透镜基体20的底面开设有用于容置光源10的凹槽23，该凹槽23包括顶面231以及与顶面231连接的侧面232，顶面231与侧面232围构形成该第一入光面21。该顶面231正对该光源10的中心位置，侧面232位于该光源10的四周。顶面231朝向光源10的方向凸设而成，即该顶面231朝向光源10所在的方向凸起，光源10发出的各光线以垂直于该光源10的出光平面的方向射入顶面231，光线经过顶面231折射后沿着垂直于该光源10的出光平面的方向射出，即从顶面231射出的各光线彼此平行。透镜基体20还包括全内反射面24，全内反射面24设置于透镜基体20的外侧壁上，光源10发出的各光线射入侧面232，并到达全内反射面24，经过全内反射面24的反射后沿着垂直于该光源10的出光平面的方向射出，即经过反射面24反射后的各光线彼此平行。通过顶面231与侧面232的共同作用，可以使得透镜基体20将光源10发出的光线折射或者全反射，进而调整成近似平行光或者较小角度的光线。

进一步地，请一并参阅图4至图6、图9，作为本实用新型提供的透镜的一种具体实施方式，微透镜阵列30包括多个间隔排列的锥体结构31，锥体结构31设置于微透镜阵列30靠近第一出光面22的一侧。锥体结构31能够将被透镜基体20上的全内反射面24调整成近似平行光或者较小角度的光再次发散开，且由于锥体结构31的面积非常小，每束透过锥体结构31的出射的光可以看作是单个新的光源均匀出射的，因此微透镜阵列30的设置可以实现良好的混光效果，实现均匀出光，满足了照明需求。优选的，该锥体结构31的轮廓形状为半椭圆形或者半圆形。从光源10中心发出的光线以及光源10边缘发出的光线经过侧面232的折射后进入全内反射面24，再经过全内反射面24的反射，进而进入微透镜阵列30中。

进一步地，请一并参阅图7至图8、图10，作为本实用新型提供的透镜的一种具体实施方式，柱面透镜40包括第二入光面41以及与第二入光面41相对的第二出光面42。第二入光面41与第一出光面21一体连接，即透镜基体20、微透镜阵列、柱面透镜40为一体注塑成型而成。

进一步地，请一并参阅图7至图8、图10，作为本实用新型提供的透镜的一种具体实施方式，第二出光面42由中间为平面421以及两侧为圆弧面422组成，圆弧面422朝着远离光源10的一侧凸设。该圆弧面22分别连接于平面421的两侧，该平面421的设置可以保证光源10中心发出的光线不受任何影响，即该平面421不会改变进入该平面421的光线的方向与角度，从而使得经平面421射出的各光线彼此保持平行。该圆弧面422的设置可以起到收集光源10边缘发出的光线，保证较小的出射角，保证了光照均匀度。从光源10中心发出的光线经过顶面231的折射后进入平面421，再经过平面421的折射，可以保持原来的方向，从光源10边缘发出的光线经过顶面231的折射后进入圆弧面422，再经过圆弧面422的折射后可以起到聚光的效果。

进一步地，请一并参阅图2至图3，作为本实用新型提供的透镜的一种具体实施方式，凹槽23的截面轮廓形状为梯形，凹槽23的截面宽度朝着远离光源10的方向逐渐变小，可以使得透镜基体20将光源10发出的光线折射或者全反射，进而调整成近似平行光或者较小角度的光线。

进一步地，作为本实用新型提供的透镜的一种具体实施方式，透镜基体20为全内反射透镜，使得经过该透镜基体20的光线可以以近似平行光或者较小角度的入射到微透镜阵列30与柱面透镜40上，从而提高出光效率，且提高出光均匀度。

进一步地，请一并参阅图4至图6，作为本实用新型提供的透镜的一种具体实施方式，微透镜阵列30的数量为两个，两个微透镜阵列30陈列对称地设置于柱面透镜40的两侧。应当说明的是，该微透镜阵列30的数量并不局限于此，例如在本实用新型的其他较佳实施例中，该微透镜阵列30还可以为四个或者六个等。

进一步地，作为本实用新型提供的透镜的一种具体实施方式，该透镜材质为PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)或PMMA(polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)，其可通过注塑成型的方式制成，可有效减轻发光模组的整体重量。

本实用新型的透镜的工作原理如下所示：

首先，从光源10中心发出的光线一部分进入顶面231，一部分进入侧面232，从光源10边缘发出的光线一部分进入顶面231，一部分进入侧面232；

其次，从光源10中心发出的部分光线经过顶面231的折射后进入平面421，再经过平面421的折射，可以保持原来的方向，从光源10边缘发出的部分光线经过顶面231的折射后进入圆弧面422，再经过圆弧面422的折射后可以起到聚光的效果；且从光源10中心发出的部分光线以及光源10边缘发出的部分光线经过侧面232的折射后进入全内反射面24，再经过全内反射面24的反射进入微透镜阵列30中，从而使得从光源10中心发出的光线与光源10边缘发出的光线达到混光的作用，实现均匀出光。

本实用新型还提供一种发光模组，包括光源10以及设置于光源10出光侧的透镜；透镜的具体结构与该具体实施方式中的透镜的具体结构相同，在此不再赘述。

本实用新型提供的发光模组，采用了在透镜基体20的第一出光面22的中心位置设置柱面透镜40，该柱面透镜40的设置使得发出的光线均匀度更高，保证了光照均匀度，且通过在柱面透镜40的两侧位置分别设置微透镜阵列30，可以实现良好的混光效果，使得出光更加均匀，可应用于侧打光式广告标识灯箱照明，保证了广告标识灯箱表面光照均匀度和颜色一致性，满足了广告标识灯箱照明的需求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.透镜，设置于光源的出光侧，其特征在于：包括透镜基体、微透镜阵列以及柱面透镜，所述透镜基体包括第一入光面与第一出光面，所述微透镜阵列以及所述柱面透镜设置于所述第一出光面上。

2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述透镜基体的底面开设有用于容置所述光源的凹槽，所述凹槽包括顶面以及与所述顶面连接的侧面，所述顶面与所述侧面围构形成所述第一入光面，所述顶面朝向所述光源的方向凸设而成，所述透镜基体还包括全内反射面，所述全内反射面设置于所述透镜基体的外侧壁上。

3.如权利要求2所述的透镜，其特征在于：所述微透镜阵列包括多个间隔排列的锥体结构，所述锥体结构设置于所述微透镜阵列靠近所述第一出光面的一侧。

4.如权利要求2所述的透镜，其特征在于：所述柱面透镜包括第二入光面以及与所述第二入光面相对的第二出光面，所述第二入光面与所述第一出光面一体连接。

5.如权利要求4所述的透镜，其特征在于：所述第二出光面由中间为平面以及两侧为圆弧面组成，所述圆弧面朝着远离所述光源的一侧凸设。

6.如权利要求2所述的透镜，其特征在于：所述凹槽的截面轮廓形状为梯形，所述凹槽的截面宽度朝着远离所述光源的方向逐渐变小。

7.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述透镜基体为全内反射透镜。

8.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述微透镜阵列的数量为两个，两个所述微透镜呈阵列对称地设置于所述柱面透镜的两侧。

9.发光模组，包括光源以及设置于所述光源出光侧的透镜；其特征在于：所述透镜为权利要求1-8任一项所述的透镜。