一种匀光透镜及带有匀光透镜的LED光源模组

技术领域

本申请涉及LED光源技术的领域，尤其是涉及一种匀光透镜及带有匀光透镜的LED光源模组。

背景技术

LED光源为发光二极管光源，具有体积小、寿命长、效率高等优点。可连续使用长达十万个小时。LED光源一般以LED集成模组光源的形式来使用，在家居、商业、场馆、工业照明等领域大受青睐，即普遍用于各类生活和工业照明。

在日常生活中，将LED光源作为入射光源来照射待照明物体时，常常会遇到LED光源与被照明物体之间的间距有限，但又需要提供大范围大角度均匀光照的情况，如，火车、汽车等车辆的外壳及底盘拍照。

针对上述中的相关技术，发明人认为LED光源的照射范围与LED光源本身的尺寸接近，导致LED光源的照射范围较小。

发明内容

为了改善LED光源照射范围较小的问题，本申请提供一种匀光透镜及带有匀光透镜的LED光源模组。

第一方面，本申请提供一种匀光透镜，采用如下的技术方案：

一种匀光透镜，包括匀光透镜本体，所述匀光透镜本体底面中心处开设有用于容置光源的容纳腔，所述匀光透镜本体内侧面中心处设置为外凸型单曲面，所述匀光透镜本体外侧面设置为外凸型双曲面。

通过采用上述技术方案，将光源放置于容纳腔内，光源发出的光入射外凸型单曲面，经过折射后从外凸型双曲面出射，且光线被分散至原光线传播方向中心的两侧，以将光源的光照范围扩展到原光线传播方向中心两侧较大角度，从而能够增大光源的照射范围。

可选的，所述匀光透镜本体的高度H=6mm,所述匀光透镜本体的宽度W=10mm，所述匀光透镜本体的长度L=20mm。

通过采用上述技术方案，匀光透镜能够更好地将光源的光照范围扩展到原光线传播方向中心两侧较大角度，从而能够进一步增大光源的照射范围。

第二方面，本申请提供一种带有匀光透镜的LED光源模组，采用如下的技术方案：

一种带有匀光透镜的LED光源模组，包括第一方面中所述的任一种匀光透镜，还包括外壳，所述外壳内设置有电路板，所述电路板上按阵列排布设置有多个LED芯片，所述匀光透镜设置为多个，所述匀光透镜与LED芯片一一对应，所述匀光透镜覆盖于LED芯片上，所述匀光透镜用于将LED芯片发出的光线分散至原光线传播方向中心两侧，所述外壳上设置有供光线透过的透明窗。

通过采用上述技术方案，单个LED芯片和匀光透镜组合，匀光透镜能够将从LED芯片上射出的光线进行折射、偏转，以将LED芯片的光进行分散，从而可将LED芯片主要的光照范围扩展到较大的角度，从而能够改善LED光源照射范围较小的问题；且多个LED芯片发出的光，可以相互配合、补光，使光照范围内的光更为均匀。

可选的，所述外壳上设置有散热组件，所述散热组件设置于外壳远离透明窗的位置处。

通过采用上述技术方案，散热组件将LED芯片发光时，对电路板产生的热量进行散热，使得LED光源模组工作在合适的温度范围，从而减小因过热而损坏的概率，从而极大地延长了LED光源灯组的使用寿命。

可选的，所述散热组件包括设置于外壳上的多个散热片，所述散热片位于外壳背离电路板的面上，多个所述散热片均匀排布于外壳背离电路板的面上。

通过采用上述技术方案，LED芯片工作时产生的热量传导到散热片上，散热片再将热量散发到周围的空气中去，从而便于实现散热的作用；且均匀排布的散热片能够将各个区域的热量进行散发，提高散热能力和散热效率。

可选的，所述外壳一体成型，且所述外壳材质为防水材质。

通过采用上述技术方案，一体成型的外壳与拼接的外壳相比，极大地少了缝隙，从而具有很好的密封防水性能，使得LED芯片以及电路板与水接触的几率减少，从而能够延长LED光源模组的使用寿命。

可选的，所述外壳与透明窗之间设置有防水密封件，所述防水密封件设置于外壳朝向透明窗的面上，或所述防水密封件沿透明窗靠近外壳的面周向设置。

通过采用上述技术方案，防水密封件起到密封防水的作用，减少水从透明窗和外壳之间的细缝进入外壳内部的几率，从而有助于进一步延长LED光源模组的使用寿命。

可选的，所述防水密封件设置为防水密封胶。

通过采用上述技术方案，防水密封胶具有良好的密封性和防水性，能够起到很好的防水密封作用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

本申请提供一种带有匀光透镜的LED光源模组，通过匀光透镜、LED芯片、外壳和透明窗的共同作用，匀光透镜能够将从LED芯片上射出的光线进行折射、偏转，以将LED芯片的光进行分散，从而可将LED芯片主要的光照范围扩展到较大的角度，从而增大LED光源的照射范围。

附图说明

图1是本申请实施例的一种匀光透镜的剖面结构示意图。

图2是本申请实施例的一种匀光透镜的正视图。

图3是本申请实施例的一种匀光透镜的侧视图。

图4是本申请实施例的一种带有匀光透镜的LED光源模组的整体的结构示意图。

图5是本申请实施例的一种带有匀光透镜的LED光源模组的剖面结构示意图。

图6是图5中A部分的放大结构示意图。

图7是本申请实施例的单个LED芯片与匀光透镜组合后的光照范围示意图。

图8是本申请实施例的单个LED芯片照射待照明物体的光照示意图。

附图标记说明：1、外壳；2、电路板；3、LED芯片；4、匀光透镜；41、匀光透镜本体；42、容纳腔；5、透明窗；6、散热片；7、防水密封胶；8、接口；9、主要光照区；10、待照明物体；S1、内侧面；S2、外侧面。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种匀光透镜4。参照图1，匀光透镜包括匀光透镜本体41，匀光透镜本体41的底面设置为平面，且匀光透镜本体41底面中心处开设有用于容置光源的容纳腔42。匀光透镜本体41内侧面S1设置为外凸型单曲面，匀光透镜本体41外侧面S2设置为外凸型双曲面，且外凸型双曲面由两个一样大小的半球形球面组合而成。将光源放置于容纳腔42内，光源发出的光入射内侧面S1，经过折射后从外侧面S2出射，且光线被分散至原光线传播方向中心的两侧，将光源的光照范围扩展到原光线传播方向中心两侧较大角度。

其中，匀光透镜本体41的容纳腔42可以呈矩形状，可以呈梯形状等，容纳腔42的形状与光源的形状相适配。

参照图2和图3，为了更好地将光源的光照范围扩展到原光线传播方向中心两侧较大角度，以能够进一步增大光源的照射范围。匀光透镜本体41的高度H=6mm，即匀光透镜本体41底面到匀光透镜本体41外侧面S2最高点的高度大小为6mm。匀光透镜本体41的宽度W=10mm，即匀光透镜本体41最宽处的宽度大小为10mm。匀光透镜本体41的长度L=20mm，即匀光透镜本体41最长处的长度大小为20mm。

其中，匀光透镜本体41的长度、宽度、高度可以根据实际使用情况适应性配置。

本申请实施例还公开一种带有匀光透镜的LED光源模组。参照图4和图5，LED光源模组包括上述的匀光透镜4，还包括外壳1，外壳1呈矩形状，外壳1内固定有电路板2，电路板2上焊接有多个LED芯片3。匀光透镜4设置为多个，匀光透镜4和LED芯片3一一对应，LED芯片3位于匀光透镜4的容纳腔42内，且匀光透镜4粘接于电路板2上。需要说明的是，电路板2上有用于驱动LED芯片3发光的驱动电路。多个LED芯片3成多排阵列，且每排阵列上的LED芯片3可等距设置，也可以非等距设置。外壳1与LED芯片3正对的面上固定有供光线透过的透明窗5。

其中，外壳1上开设有用于供导线与电路板2连接的接口8。在本实施例中，匀光透镜4的容纳腔42呈矩形状，且容纳腔42的尺寸为3×3mm，以能够兼容大多数的LED芯片3，匀光透镜4的材料可以为PC、PMMA、玻璃、石英等。匀光透镜4将LED芯片3发射的光线入射匀光透镜4的内侧面S1，再从匀光透镜4的外侧面S2出射，从匀光透镜4出射的光线被扩展到原光线传播方向中心两侧较大的角度，使得LED芯片3主要的光照范围能够扩展到较大的角度，从而增大LED光源的照射范围。

参照图4和图5，为了在LED芯片3发光时，能够对电路板2产生的热量进行散热，使LED光源模组工作在合适的温度范围。外壳1上设置有散热组件，散热组件设置于外壳1远离透明窗5的位置处。且散热组件与外壳1外的空气连通，使得能够将热量散发到外壳1的周围环境。为了便于实现散热的作用。散热组件包括通过粘接、焊接等方式固定于外壳1上的多个散热片6，散热片6位于外壳1背离电路板2的面上，即散热片6位于外壳1外部，且多个散热片6均匀排布于外壳1背离电路板2的面上。

其中，为了使电路板2上发出的热量更有效地传导到散热片6上，在外壳1与电路板2接触的面上以及外壳1与散热片6接触的面上均涂有一层导热硅脂。且外壳1可选用铝材制成，更易于导热。

在其他实施例中，散热组件可包括散热风扇和驱动散热风扇工作的驱动件，散热风扇固定于外壳1上，散热风扇的风向朝向外壳1背离电路板2的面上。一样能够起到散热的作用。

参照图5，为了使LED光源模组具有良好的防水性，以延长LED光源模组的使用寿命。外壳1一体成型，且外壳1选用防水、不透水材料。一体成型的外壳1与拼接或组装的外壳1相比，不存在有细小的缝隙，密封防水性能优越。

参照图5和图6，为了增强LED光源模组的防水性，以进一步延长LED光源模组的使用寿命。外壳1与透明窗5之间固定有防水密封件，防水密封件固定于外壳1朝向透明窗5的面上，或防水密封件沿外壳1靠近透明窗5的面周向设置。即防水密封件对透明窗5与外壳1之间的缝隙进行填充，能有助于减少水进入外壳1内。防水密封件可包括防水密封胶7，防水密封胶7对外壳1和透明窗5之间接触区域进行封堵，防水密封件对透明窗5与外壳1之间的缝隙。

在其他实施例中，防水密封件可包括密封圈，密封圈通过粘接等方式固定于外壳1上。一样能够起到防水的作用。

参照图7，为单个LED芯片3与匀光透镜4组合后的光照范围示意图，从图中可以看出，LED芯片3发出的光线经过匀光透镜4后，大部分光线落入主要光照区9，即匀光透镜4将主要的光照范围扩展到原光线传播方向中心两侧较大的角度，且其它空间也有一定强度的光照量，实现了更广范围的光照。

参照图8，为单个LED芯片3照射待照明物体10的光照示意图，单个LED芯片3的照射范围广，通过一列LED芯片3的配合能够实现较大范围的光照覆盖，且各个LED芯片3的光相互补充，能够使光照范围各个区域的光强均匀。

本申请提供的带有匀光透镜的LED光源模组，结构紧凑，能够将LED光源模组的高度控制在15mm以内，也可以根据实际用途进行设计定制。且本申请提出的带有匀光透镜的LED光源模组可普遍用于各类生活及工业照明，特别是针对需要入射光源与被照射物体的间距有限而又需要提供大范围大角度均匀光照的情况下。比如，大型工业设备的外观检测照明，火车汽车等车辆的外壳及底盘拍照等。

具体应用如，在汽车底盘拍照的应用中，光源与底盘的拍摄距离需要小于20cm，本申请提供的带有匀光透镜的LED光源模组可以在长度不大于80cm的前提下，实现长达2m的均匀照射范围。

本申请实施例一种匀光透镜及带有匀光透镜的LED光源模组的实施原理为：LED芯片3发出的光经过匀光透镜4后，匀光透镜4对光进行分散及扩束，使得LED芯片3发出的光线被扩展到原光线传播方向中心两侧较大的角度，实现较大范围的光照。且，多个LED芯片3之间相互进行补光，使光照范围内各个区域的光照均匀。电路板2上的驱动电路驱动LED芯片3后产生的热量经过散热片6散热到周围环境中，使得外壳1内以及电路板2上的温度大大降低，从而LED光源模组能够工作在合适的温度。由于外壳1一体成型且防水密封件的设置，使得外壳1外部的水不易进入外壳1内，使得LED光源模组具有良好的防水密封性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。