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CN102052629B - 发光组件 - Google Patents

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Abstract

一种发光组件，其包括一透镜及一发光二极管，该透镜包括一入光面、一出光面及一位于出光面及入光面之间的外侧壁面，自发光二极管以小角度出射的光线经透镜的入光面及出光面折射出透镜外，自发光二极管以大角度出射的光线经透镜的入光面折射后再经外侧壁面的反射，最后由透镜的出光面折射出透镜外，经外侧壁面反射后的光线与发光二极管光轴的夹角小于其经外侧壁面反射前与光轴的夹角。本发明的发光组件可将出光角控制在理想范围内，防止输出光型的周缘发黄或发亮。

Description

发光组件
技术领域
本发明涉及一种发光组件，特别是指一种发光二极管组件。
背景技术
作为一种新兴的光源，发光二极管凭借其发光效率高、体积小、重量轻、环保等优点，已被广泛地应用到当前的各个领域当中，大有取代传统光源的趋势。
直接自发光二极管出射的光线往往不能很好地满足照明需求，目前一般采用在发光二极管上加装透镜的方式来对其输出光型进行调整。根据对光线调节效果的不同，透镜又可分为聚光型及散光型两种。由于照明领域通常对光强要求较高，因此聚光型透镜在该领域应用更为广泛。然而，目前常用的聚光型透镜对光束张角的控制能力不足，导致部分光线以较大角度出射，从而造成输出光型的边缘发黄或者出现亮圈的现象，不利于产业应用。
发明内容
本发明旨在提供一种发光组件，其能将输出光束张角控制在较小的范围内。
一种发光组件，其包括一透镜及一发光二极管，该发光二极管具有一光轴，该透镜包括一入光面、一出光面及一位于出光面及入光面之间的外侧壁面，自发光二极管以小角度出射的光线经透镜的入光面及出光面折射出透镜外，自发光二极管以大角度出射的光线经透镜的入光面折射后再经外侧壁面的反射，最后由透镜的出光面折射出透镜外，经外侧壁面反射后的光线与光轴的夹角小于其经外侧壁面反射前与光轴的夹角。
透镜的外侧壁面具有两个曲率不同的表面。
透镜的外侧壁面包括一第一圆锥面，其曲率介于0.02~0.06mm-1之间。
透镜的外侧壁面还包括一圆柱面，其与透镜的出光面连接。
圆柱面的半径大于第一圆锥面的最大半径。
透镜还包括一位于第一圆锥面及圆柱面之间的凸环。
透镜的入光面包括一正对发光二极管的平面及一环绕该平面的内侧壁面。
该内侧壁面向内凸出弧度。
透镜的出光面包括一圆台面及一环绕该圆台面的第二圆锥面。
该第二圆锥面的曲率介于0~0.1mm-1之间。
该圆台面的中部区域为平面，其面积小于透镜入光面的平面的面积。
该圆台面的高度小于第二圆锥面的高度。
该发光二极管安装于一电路板上，该透镜包括一位于其内侧壁面及外侧壁面之间的底面，该透镜的底面通过黏接材料固定于电路板上。
与现有技术相比，本发明的发光组件采用透镜的外侧壁面对大角度出射的发光二极管光线进行反射，并通过透镜出光面及入光面的进一步调整，使最终输出透镜外的光线张角被限制在较小的范围内，从而防止输出光型边缘发黄或发亮的情况发生。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明的发光组件中的透镜的立体图。
图2是图1的倒置图。
图3是本发明发光组件的剖面图。
具体实施方式
请参阅图1及3，本发明的发光组件包括一发光二极管模组10及一透镜20。该发光二极管模组10包括一电路板12及一安装在电路板12上的发光二极管20。该电路板12用于支撑发光二极管20，并同时给发光二极管20提供能量。该发光二极管20包括一基座22、一固定于基座22上的芯片24及一罩住芯片24的封罩26。该基座22为矩形，其可由绝热材料(如塑胶)或者导热材料(如陶瓷)制成。该芯片24通过导热材料(图未示出)黏结于基座22顶面。该封罩26固定于基座22顶面以将芯片24与外界隔绝，防止其受到外界环境的影响。封罩26为圆顶形，以对芯片24发出的光线进行初步调节。该发光二极管20具有一光轴I，其发出的光线关于该光轴I旋转对称分布于120度的空间角内。
请一并参阅图2，透镜30由透明材质如PC或PMMA等制成，其关于光轴I旋转对称。该透镜30包括一定位部32及一连接该定位部32的调光部34。该定位部32呈圆盘状，其底面开设有一方形的容置槽320(如图2)。该容置槽320的口径及深度与发光二极管20基座22的直径及高度大致相等，以恰好将发光二极管20基座22收容于其中。该定位部32的底面可通过黏结材料接合于电路板12上，以将透镜30与电路板12固定。该透镜30在其内部形成一与容置槽320连通的内腔340，以收容发光二极管20的封罩26。该内腔340的内侧壁面302为略向内凸出的弧面，其限定内腔340的口径自下至上逐渐减小。该内侧壁面302的曲率变化幅度较小而接近一常数，优选地，该常数可取值于0.04~0.08mm-1之间，本实施例中为0.06mm-1。该内腔340的顶面301为平面，其正对于发光二极管20。内腔340的内侧壁面302及顶面301共同形成透镜30的入光面300，自发光二极管20封罩26以大角度(大于40度)出射的光线(如图3中的光线a)经内腔340的内侧壁面302折射入透镜30的调光部34的周缘区域，自发光二极管20封罩26以小角度(小于或等于40度)出射的光线(如图3中的光线b)经内腔340的顶面301折射入透镜30调光部34的中部区域。
透镜30调光部34的外侧壁面303由一向上渐扩的第一圆锥面304及一圆柱面305组成，二者曲率不同。该第一圆锥面304呈一略向外凸的弧形，其曲率变化幅度较小而接近一常数，该常数的取值范围优选在0.02~0.06mm-1之间，特别地，本实施例为0.04mm-1。该圆柱面305位于第一圆锥面304上方并连接透镜30的出光面306，其半径略大于第一圆锥面304顶部的半径(即第一圆锥面304的最大半径)。该第一圆锥面304对于射入调光部34周缘区域的光线的调节能力要强于圆柱面305，即经过第一圆锥面304全反射的光线与光轴I的夹角要小于经圆柱面305全反射的光线与光轴I的夹角。一凸环36水平形成于透镜30调光部34的外侧壁面303上，其位于第一圆锥面304及圆柱面305之间并连接二者。该凸环36用于供压板(图未示出)等工具抵压而固定于电路板12上，以进一步固定透镜30。该调光部34的顶面由一第二圆锥面308及一圆台面307共同形成。该第二圆锥面308呈一内凹状，其开口自上至下逐渐减小。该第二圆锥面308的曲率变化幅度较大，其最大值接近0.1mm-1，最小值趋近于0，均值为0.05mm-1。该圆台面307正对于发光二极管20，其中部区域为一圆形平面(图未标)，围绕该中部区域的周缘区域为一环形凸弧面(图未标)。圆台面307的高度小于第二圆锥面308的高度，且其圆形平面的面积小于内腔340顶面301的面积。该第二圆锥面308及圆台面307共同形成透镜30的出光面306，其中圆台面307主要用于对经入光面300的平面(即顶面301)折射的光线进行调节，第二圆锥面308主要用于对经透镜30外侧壁面303反射的光线进行调节。
经由上述入光面300、出光面306及外侧壁面303的共同作用，自透镜30出射的光线可被调节至一较小的角度范围(小于60度)内。特别是由于经透镜30外侧壁面303反射后的光线与光轴I的夹角明显小于自外侧壁面303反射前的光线与光轴I的夹角，透镜30的外侧壁面303对于发光二极管20大角度出射光线的调整效果非常显著，使输出光线的张角被控制在较小的范围内，从而有效避免输出光型周缘发黄或发亮的情况发生。
本发明上述实施例中的大角度及小角度是以40度为界限进行划分的，应当指出，该40度不应理解为是对大角度及小角度的范围所作出的限定，其仅仅是一个具体的实施方式。实际上，在20～45度范围内的任何角度都可作为划分大角度及小角度的界限，只要不偏离本发明的主题思想即可。
另，本文所称曲率均是指以图3的截面为基础进行测算的，即是说，上述各曲率均是指图3的截面内的曲率。

Claims (12)

1.一种发光组件，包括一发光二极管及一透镜，该发光二极管具有一光轴，其特征在于：该透镜包括一入光面、一出光面及一位于出光面与入光面之间的外侧壁面，自发光二极管以小角度出射的光线经透镜的入光面及出光面折射后射出透镜外，自发光二极管以大角度出射的光线经透镜入光面折射及外侧壁面反射后再经过出光面折射出透镜外，经外侧壁面反射后的光线与光轴的夹角小于其经外侧壁面反射前与光轴的夹角，透镜的出光面包括一圆台面及一环绕该圆台面的第二圆锥面，圆台面的中部区域为一平面，围绕该中部区域的周缘区域为一环形凸弧面。
2.如权利要求1所述的发光组件，其特征在于：透镜的外侧壁面具有两个曲率不同的表面。
3.如权利要求2所述的发光组件，其特征在于：透镜的外侧壁面包括一第一圆锥面，其曲率介于0.02～0.06mm-1之间。
4.如权利要求3所述的发光组件，其特征在于：透镜的外侧壁面还包括一圆柱面，其与透镜的出光面连接。
5.如权利要求4所述的发光组件，其特征在于：圆柱面的半径大于第一圆锥面的最大半径。
6.如权利要求4所述的发光组件，其特征在于：透镜还包括一位于第一圆锥面及圆柱面之间的凸环。
7.如权利要求1至6任一项所述的发光组件，其特征在于：透镜的入光面包括一正对发光二极管的平面及一环绕该平面的内侧壁面。
8.如权利要求7所述的发光组件，其特征在于：该内侧壁面向内凸出弧度。
9.如权利要求7所述的发光组件，其特征在于：该第二圆锥面的曲率介于0～0.1mm-1之间。
10.如权利要求9所述的发光组件，其特征在于：该圆台面的中部区域其面积小于透镜入光面的平面的面积。
11.如权利要求10所述的发光组件，其特征在于：该圆台面的高度小于第二圆锥面的高度。
12.如权利要求7所述的发光组件，其特征在于：该发光二极管安装于一电路板上，该透镜包括一位于其内侧壁面及外侧壁面之间的底面，该透镜的底面通过黏接材料固定于电路板上。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10422503B2 (en) 2009-10-30 2019-09-24 Ideal Industries Lighting Llc One-piece multi-lens optical member and method of manufacture
US9255686B2 (en) 2009-05-29 2016-02-09 Cree, Inc. Multi-lens LED-array optic system
CN102102850A (zh) * 2009-12-16 2011-06-22 富准精密工业(深圳)有限公司 透镜及其应用的发光二极管模组
US9200776B2 (en) * 2009-12-21 2015-12-01 Martin Professional Aps Illumination device having light collector with extended center lens
DK2542826T3 (en) * 2010-03-03 2019-01-14 Philips Lighting Holding Bv ELECTRIC LAMP WITH REFLECTOR FOR TRANSFER OF HEAT FROM THE LIGHT SOURCE
KR101047439B1 (ko) * 2010-04-09 2011-07-08 엘지이노텍 주식회사 렌즈 및 렌즈를 포함하는 조명 유닛
US9541258B2 (en) 2012-02-29 2017-01-10 Cree, Inc. Lens for wide lateral-angle distribution
US10408429B2 (en) 2012-02-29 2019-09-10 Ideal Industries Lighting Llc Lens for preferential-side distribution
US9541257B2 (en) * 2012-02-29 2017-01-10 Cree, Inc. Lens for primarily-elongate light distribution
EP2847512B1 (en) * 2012-05-07 2019-07-17 Cree, Inc. Lens for preferential-side distribution
KR101467638B1 (ko) * 2012-12-13 2014-12-04 엘지이노텍 주식회사 확산 렌즈, 이를 갖는 엘이디 어레이 바 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리
US10400984B2 (en) 2013-03-15 2019-09-03 Cree, Inc. LED light fixture and unitary optic member therefor
USD719700S1 (en) * 2013-10-24 2014-12-16 Aether Systems Inc. Optical lens for light emitting device
US9523479B2 (en) 2014-01-03 2016-12-20 Cree, Inc. LED lens
CN204785815U (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 泉州钰乘礼品有限公司 新型发光盆
USD771172S1 (en) * 2015-08-28 2016-11-08 Chun Kuang Optics Corp. Lens
US10641442B2 (en) * 2016-02-17 2020-05-05 Lg Innotek Co., Ltd. Optical lens, and light unit and lighting device having same
US10190736B1 (en) * 2016-04-22 2019-01-29 Cooper Technologies Company Apparatus for providing off-axis illumination
JP1615097S (zh) * 2017-08-08 2018-10-09
JP1615487S (zh) * 2017-08-08 2018-10-09
CN110534628B (zh) * 2018-05-24 2021-03-09 光宝光电(常州)有限公司 发光装置及其制造方法
CN110529823A (zh) * 2019-06-19 2019-12-03 赛尔富电子有限公司 一种光学元件以及带有该光学元件的照明灯

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1404630A (zh) * 2000-12-22 2003-03-19 皇家菲利浦电子有限公司 Led模块
US6724543B1 (en) * 2002-10-23 2004-04-20 Visteon Global Technologies, Inc. Light collection assembly having mixed conic shapes for use with various light emitting sources
US7222995B1 (en) * 2006-01-19 2007-05-29 Bayco Products, Ltd. Unitary reflector and lens combination for a light emitting device
US7580192B1 (en) * 2008-12-23 2009-08-25 Smart Champ Enterprise Limited Collimation lens system for LED

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2254962A (en) * 1937-09-22 1941-09-02 George M Cressaty Unitary lens system
TW512214B (en) * 2000-01-07 2002-12-01 Koninkl Philips Electronics Nv Luminaire
EP1564819B1 (en) * 2002-11-05 2008-01-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Light emitting diode
US20040264199A1 (en) * 2003-06-30 2004-12-30 Kuo-Fen Shu LED spotlight (type III)
WO2005057082A1 (ja) * 2003-12-10 2005-06-23 Okaya Electric Industries Co., Ltd. 表示ランプ
US7401948B2 (en) * 2005-10-17 2008-07-22 Visteon Global Technologies, Inc. Near field lens having reduced size
JP5254744B2 (ja) * 2008-10-31 2013-08-07 株式会社エンプラス 照明用レンズおよびこれを備えた照明装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1404630A (zh) * 2000-12-22 2003-03-19 皇家菲利浦电子有限公司 Led模块
US6724543B1 (en) * 2002-10-23 2004-04-20 Visteon Global Technologies, Inc. Light collection assembly having mixed conic shapes for use with various light emitting sources
US7222995B1 (en) * 2006-01-19 2007-05-29 Bayco Products, Ltd. Unitary reflector and lens combination for a light emitting device
US7580192B1 (en) * 2008-12-23 2009-08-25 Smart Champ Enterprise Limited Collimation lens system for LED

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Publication number Publication date
CN102052629A (zh) 2011-05-11
US8231248B2 (en) 2012-07-31
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