CN212841371U - 透镜、光学模组、光电模组及吸顶灯 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种透镜、光学模组、光电模组及吸顶灯，涉及照明技术领域。本申请中的透镜可以将LED光源发出的光配置为矩形光斑，可以改善吸顶灯中心出现暗区的情况，本申请透镜还可以同时为两颗灯珠配光。本申请实施例包括透镜本体，透镜本体包括相对于透镜本体的中心面对称设置的两个透镜单元；透镜单元包括安装面和出射面；安装面的中部向出射面的方向凹陷形成腔体，腔体的壁面为入射面；入射面在安装面所在平面上的投影为圆角正方形，透镜单元在安装面所在平面上的投影为圆角长方形；两个透镜单元沿宽度方向并排设置，且两个透镜单元一体成型。本申请同时提供了一种光学模组、光电模组和吸顶灯。本申请可用于提升透镜的性能。

Description

透镜、光学模组、光电模组及吸顶灯

技术领域

本申请涉及照明技术领域，尤其涉及一种透镜、光学模组、光电模组及吸顶灯。

背景技术

在照明领域，吸顶灯是一种应用广泛的灯具。参照图1，由于吸顶灯是通过排布在内部的多颗LED光源发出光线，且LED光源的光束角为120°，因此，在不进行任何配光的情况下，每颗LED光源均会以接近球面的方式向四周发射光线，由这些LED光源所发出的光线整体则会呈现出以每颗LED光源为中心的多点放射状。而在通常情况下，人们希望吸顶灯的整个扩散罩能够发出均匀的光线，所以便需要对LED光源进行配光。配光的目的是改变LED光源的光线传播方向，从吸顶灯的扩散罩整体进行考虑，使这些LED光源所发出的光线在到达扩散罩时恰好处于基本均匀的程度。

参照图2和图3，现有的吸顶灯大多通过圆形光斑透镜对LED光源进行配光，即照射在扩散罩上的光斑为圆形光斑，圆形光斑在X方向和Y方向上的光束角基本相等，当应用于圆形吸顶灯时，由于圆形吸顶灯中的多个LED光源呈环形分布，因此，圆形吸顶灯的中心容易出现暗区，从而影响照明的舒适性。

实用新型内容

本申请的实施例提供一种透镜、光学模组、光电模组及吸顶灯，其中，透镜可以将LED光源发出的光配置为矩形光斑，在保证LED光源沿透镜的长度方向的光斑尺寸的前提下，应用于圆形吸顶灯时可以改善吸顶灯中心出现暗区的情况；应用于方形吸顶灯时，可以减少光基板的数量，本申请透镜还可以同时为两颗灯珠配光，从而节省透镜的数量，安装也更方便。

为达到上述目的，第一方面，本申请的实施例提供了一种透镜，包括透镜本体，所述透镜本体包括相对于所述透镜本体的中心面对称设置的两个透镜单元；所述透镜单元包括相对设置的安装面和出射面；所述出射面为凸起的自由曲面；所述安装面的中部向靠近所述出射面的方向凹陷形成腔体，所述腔体的壁面为入射面；所述入射面在所述安装面所在平面上的投影为圆角正方形；所述透镜单元在所述安装面所在平面上的投影为圆角长方形，所述圆角长方形的长度和宽度不同；两个所述透镜单元沿所述圆角长方形的宽度方向并排设置，且两个所述透镜单元一体成型。

第二方面，本申请的实施例提供了一种光学模组，包括透镜基板和设置在所述透镜基板上的多个透镜，所述透镜为上述的透镜。

第三方面，本申请的实施例提供了一种光电模组，包括光源板和上述的光学模组，所述光源板上设有多个LED灯珠，所述光学模组上的透镜罩设于所述LED灯珠上，且所述透镜与所述LED灯珠一一对应。

第四方面，本申请的实施例提供了一种吸顶灯，包括上述的光电模组。

本申请的实施例提供的透镜，包括透镜本体，透镜本体包括相对于透镜本体的中心面对称设置的两个透镜单元；两个透镜相对于透镜本体的中心面对称设置，两个透镜单元沿圆角长方形的宽度方向排列，且两个所述透镜单元一体成型。由此，本申请可同时为两颗LED光源配光，相比单独设置两个相同的透镜，本申请需要的透镜的数量更少，安装也更方便。由于LED光源的发光角度只有120°，当LED光源呈环形排布或条形排布时，若对LED光源进行配光，就要求径向和条形的宽度方向为大角度，而环形方向和条形的长度方向可以为较小的角度，而本申请中的透镜单元包括相对设置的安装面和出射面；安装面的中部向靠近出射面的方向凹陷形成腔体，腔体的口部为圆角正方形；由于圆角正方形的边长相等，因此相比圆角长方形，在圆角正方形的边长等于圆角长方形的短边的时候，圆角正方形的轮廓更小，透镜的体积也更小，更能节省材料。腔体的壁面为入射面；出射面为凸起的自由曲面且出射面在安装面所在平面上的投影为圆角长方形，圆角长方形的长度和宽度不同。因此，本申请实施例透镜单元可将LED光源发出的光先经过入射面进行扩散，再经过出射面扩散，改变其光型，实现矩形光斑配光，相比圆形光斑透镜，在圆形光斑的直径与矩形光斑的长度相等的前提下，由于本申请实施例透镜的宽度小于圆形光斑透镜的直径，矩形光斑的面积小于圆形光斑的面积，所以在配置的LED光源能量相同的情况下，矩形光斑的亮度更高，因此，在保证LED光源沿透镜的长度方向的光斑尺寸和亮度的前提下，当本申请实施例应用于圆形吸顶灯时可以改善吸顶灯中心出现暗区的情况；本申请实施例应用于方形吸顶灯时，可以减少光基板的数量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，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LED光源的光强分布图；

图2为使用圆形透镜配光后LED光源形成的圆形光斑；

图3为使用圆形透镜配光后LED光源的光强分布图；

图4为本申请实施例透镜的立体结构示意图；

图5为本申请实施例透镜的主视剖视图；

图6为本申请实施例透镜的俯视图；

图7为图6的A-A剖视图；

图8为本申请实施例透镜的仰视图；

图9为本申请实施例透镜小角度方向的光路图；

图10为本申请实施例透镜大角度方向的光路图；

图11为使用本申请实施例透镜配光后LED光源形成的矩形光斑；

图12为使用本申请实施例透镜配光后LED光源的光强分布图；

图13为本申请一个实施例光学模组的结构示意图；

图14为本申请另一个实施例光学模组的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1，吸顶灯中的LED光源的光束角只有120°，光束角较小，近似lambertion(理想散射)，当直接通过LED光源照射较大的区域或形状特殊的区域时，就需要数量较多的LED光源，会增加成本。因此，现有技术一般在LED光源的外部设置透镜来对LED光源进行配光，以得到理想的光束角和光斑形状。

为了增加同一区域的光照强度，有时需要同时布置两颗LED光源并对其进行配光，以使两颗LED光源照射同一区域，由于现有技术中每颗LED光源均需单独配置一个透镜，因此，一般需要两个透镜，由于需要透镜的数量较多，安装也就较为复杂。

参照图4至图8，本申请的实施例提供了一种透镜10，包括透镜本体，透镜本体包括相对于透镜本体的中心面对称设置的两个透镜单元1，透镜单元1包括相对设置的安装面12和出射面11；安装面12的中部向靠近出射面11的方向凹陷形成腔体13，腔体13的表面为入射面14；入射面14在安装面12所在平面上的投影为圆角正方形；由于圆角正方形的边长相等，因此相比圆角长方形，在圆角正方形的边长等于圆角长方形的短边的时候，圆角正方形的轮廓更小，透镜的体积也更小，更能节省材料。出射面11为凸起的自由曲面，且透镜单元1在安装面12所在平面上的投影为圆角长方形；圆角长方形的长度与宽度不同；出射面11的中部向入射面14凹陷。两个透镜单元1沿圆角长方形的宽度方向并排设置，且两个透镜单元1一体成型。由此，本申请可同时为两颗LED光源配光，相比单独设置两个相同的透镜，本申请需要的透镜的数量更少，安装更方便。LED光源发出的光先经过入射面14进行扩散，再经过出射面11扩散，由此，本申请实施例透镜可对LED光源发出的光进行配光，改变其光型，实现矩形光斑配光，相比圆形光斑透镜，在圆形光斑的直径与矩形光斑的长度相等的前提下，由于本申请的实施例透镜10的宽度小于圆形光斑透镜的直径，矩形光斑的面积可以小于圆形光斑的面积，所以在配置的LED光源能量相同的情况下，矩形光斑的亮度更高，因此，参照图13，在保证LED光源沿透镜的长度方向的光斑尺寸和亮度的前提下，当本申请实施例透镜10应用于圆形吸顶灯时，可以改善圆形吸顶灯中心出现暗区的情况；参照图14，相比圆形光斑透镜，本申请实施例透镜10应用于方形吸顶灯时，可以减少光基板的数量。

由于在实际使用时，有时用于安装透镜10的空间有限，因此，参照图5，在一些实施例中，两个透镜单元1的中心距小于单个圆角长方形的宽度，即两个透镜单元1具有交集。需要说明的是，每个透镜单元1均包括交集的部分。该实施方式可以缩小透镜10的体积，降低成本，同时可以减小透镜10的安装空间，使吸顶灯的结构更紧凑。

本申请实施例透镜10中的两个腔体13内可以配置两个相同的LED光源，这样两个LED光源可同时为相同的区域配光，提高该区域的亮度；本申请实施例透镜10中的两个腔体13内也可以配置两个不同颜色的LED光源，这样本申请实施例透镜10可以实现两个不同颜色的LED光源的混光混色，以实现不同的光效；另外，可以只在本申请实施例透镜中10中的两个腔体13中的一个腔体13内配置LED光源，此时，可起到与单颗LED光源对应单个透镜相同的效果，这样可以使本申请实施例透镜10的适用范围更广。

为了方便安装LED光源，在一些实施例中，腔体13的口部设有台阶槽15，光源位于台阶槽15内。由于LED光源的尺寸为3.5mm×2.8mm×0.7mm，因此，在一些实施例中，台阶槽15的高度为0.8mm～0.9mm，由此，既可以装入LED光源又不会浪费材料。

参照图5，当采用腔体13的口部设有台阶槽15的结构时，由于LED光源的安装精度要求较高，为了避免由于安装误差导致出现亮环，在一些实施例中，台阶槽15的表面设有晒纹，晒纹也叫浅晒纹槽或磨砂蚀纹，该结构可以避免出现亮环。

在一些实施例中，入射面14和出射面11均设有晒纹，入射面14和出射面11上的晒纹可以使出射光更均匀，提高出射光的舒适性。

由于有时需要将两个透镜并排且相贴设置，因此，在一些实施例中，透镜本体的底部外侧设有环形凸缘2，当需要两个本申请实施例透镜10并排设置时，两个本申请实施例透镜10的环形凸缘2的外侧可以相接触并连接，这样，可以提高透镜10安装的可靠性。在一些实施例中，环形凸缘的高度为1～1.5mm，这样在保证安装强度的前提下，可以最大程度的节省材料，性价比最高，具体的，在一些实施例中，环形凸缘的高度为1mm。

当采用透镜本体的底部外侧形成环形凸缘2的实施方式时，在一些实施例中，安装面12和环形凸缘2的表面均设有晒纹，由此，可以遮挡光源基板，提高透镜的美观性。

参照图9和图10，在一些实施例中，沿圆角长方形的宽度方向(小角度方向)的光束角为140°～170°，沿圆角长方形的长度方向(大角度方向)的光束角为170°～178°，由此，本申请实施例可将LED光源发出的光配置为大角度矩形光斑，既能保证光强还能保证较大的光照面积。

在一些实施例中，圆角长方形的长度与宽度的比值为1.2～1.9，由此，可使光斑的长度和宽度的比值更合适，既不会过于细长也不会过于粗短。

当采用沿圆角长方形的长度方向(大角度方向)的光束角为170°～178°的实施方式时，在一些实施例中，台阶槽15的顶面到出射面11的最高处的距离为4.3mm～5mm，这样既可以保证光束角又可以节省材料。

在一些实施例中，腔体13的深度与圆角正方形的边长的比值为0.8～1.1，该比值在保证出光效果和角度的同时还可以使透镜的体积更小。

参照图1，吸顶灯中的LED光源的光束角只有120°，光束角较小，在不适用透镜的情况下，LED光源的间距具灯罩的高度比较小，通常小于0.92，LED光源排布的非常密，需要的LED光源的数量也较多，成本较高。

参照图11和图12，经过本申请实施例透镜10配光改变LED光源光型后，实现了大角度矩形光斑配光，这样，LED光源的间距与灯罩的高度比增大为3.5，需要的LED光源的数量显著减少，由此可以降低成本。

参照图13和图14，本申请实施例同时公开了一种光学模组，包括透镜基板20和设置在透镜基板20上的多个透镜，该透镜为上述实施例中的透镜10。

参照图13，在一些实施例中，透镜基板20为环形基板，多个透镜10呈环形阵列布置，且透镜10中的透镜单元1的长度方向沿环形基板的径向设置。需要说明的是，透镜10的长度方向即为圆角长方形的长度方向。参照图14，在一些实施例中，透镜基板20为长条形基板，多个透镜10呈矩形阵列布置，且透镜10中的透镜单元1的长度方向沿长条形基板的宽度方向设置。

本申请实施例还公开了一种光电模组，包括光源板和上述的光学模组，光源板上设有多个LED灯珠，光学模组上的透镜10罩设于LED灯珠上，且透镜10与LED灯珠一一对应。

本申请实施例还公开了一种吸顶灯，包括上述的光电模组。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种透镜，其特征在于，包括透镜本体，

所述透镜本体包括相对于所述透镜本体的中心面对称设置的两个透镜单元(1)；

所述透镜单元(1)包括相对设置的安装面(12)和出射面(11)；所述出射面(11)为凸起的自由曲面；

所述安装面(12)的中部向靠近所述出射面(11)的方向凹陷形成腔体(13)，所述腔体(13)的壁面为入射面(14)；所述入射面(14)在所述安装面(12)所在平面上的投影为圆角正方形；

所述透镜单元(1)在所述安装面(12)所在平面上的投影为圆角长方形，所述圆角长方形的长度和宽度不同；

两个所述透镜单元(1)沿所述圆角长方形的宽度方向并排设置，且两个所述透镜单元(1)一体成型。

2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，两个所述透镜单元(1)的中心距小于单个所述圆角长方形的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，所述出射面(11)的中部向所述入射面(14)凹陷。

4.根据权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，腔体(13)的口部设有用于容置光源的台阶槽(15)。

5.根据权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，沿所述圆角长方形的宽度方向的光束角为140°～170°，沿所述圆角长方形的长度方向的光束角为170°～178°。

6.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，所述入射面(14)、所述出射面(11)和所述台阶槽(15)的表面均设有晒纹。

7.根据权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，所述透镜本体的底部外侧设有环形凸缘(2)。

8.根据权利要求7所述的透镜，其特征在于，所述环形凸缘(2)的表面和所述安装面(12)均设有晒纹。

9.根据权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，所述圆角长方形的长度和宽度的比值为1.2～1.9，和/或所述腔体(13)的深度与所述圆角正方形的边长的比值为0.8～1.1。

10.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，所述台阶槽(15)的顶面到所述出射面(11)的最高处的距离为4.3mm～5mm。

11.一种光学模组，其特征在于，包括透镜基板(20)和设置在所述透镜基板(20)上的多个透镜(10)，所述透镜(10)为权利要求1～10中任一项所述的透镜。

12.根据权利要求11所述的光学模组，其特征在于，所述透镜基板(20)为环形基板，多个所述透镜(10)呈环形阵列布置，且所述透镜(10)中的透镜单元(1)的长度方向沿所述环形基板的径向设置。

13.根据权利要求11所述的光学模组，其特征在于，所述透镜基板(20)为长条形基板，多个所述透镜(10)呈矩形阵列布置，且所述透镜(10)中的透镜单元(1)的长度方向沿所述长条形基板的宽度方向设置。

14.一种光电模组，其特征在于，包括光源板和权利要求11～13中任一项所述的光学模组，所述光源板上设有多个LED灯珠，所述光学模组上的透镜(10)罩设于所述LED灯珠上，且所述透镜(10)与所述LED灯珠一一对应。

15.一种吸顶灯，其特征在于，包括权利要求14所述的光电模组。

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