CN210372914U - Led配光结构、光源模组及灯具 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种LED配光结构、光源模组及灯具。LED配光结构包括环形配光元件以及多颗LED芯片；环形配光元件具备环形的光源腔，光源腔具有环心以及呈环形围绕环心的中线；多颗LED芯片呈环形排布在光源腔内，LED芯片包括LED以及芯片基板，LED设置在芯片基板上；所有LED芯片上的LED统一沿环形排布线排布，环形排布线与中线呈同心环排布，环形排布线处于中线的内侧或外侧。光源模组包括光源板以及LED配光结构；LED芯片排布在光源板上，环形配光元件罩设在光源板上。灯具包括灯体以及至少一个光源模组，光源模组设置在灯体上。本申请实施例所提供的LED配光结构、光源模组及灯具可以大幅简化结构。

Description

LED配光结构、光源模组及灯具

技术领域

本申请涉及电感制造技术领域，尤其涉及一种LED配光结构、光源模组及灯具。

背景技术

灯具是人们生活中不可或缺的一种照明设备，并且随着社会的发展，灯具的功能也从单一的室内照明逐步发展出了装饰、渲染等更多功能，不断丰富着人们的生活环境。

随着技术的进步，现代灯具的发光元件已经逐步脱离灯丝和白炽灯，普遍采用LED(发光二极管)作为发光元件。为了便于灯具厂商组装，LED生产厂家通常将一个LED或几个LED设置在一片小型的芯片基板上，形成LED芯片，灯具厂商只需将LED芯片贴合在灯具的光源板上便可将LED接入电路。

由于LED为球形出光，出光角度固定，照明效果单一。为了使灯具呈现出所需的照明角度、聚光程度等照明效果，相关技术通常在LED外加装配光元件对LED进行配光。早期的配光元件通常为单一配光元件，即每个LED或LED芯片具备一个独立的回转型配光元件，LED芯片位于回转型配光元件的正中位置，以使光斑呈圆形。当需要调整出光角度时通常有两种方式，一种方式是直接改变配光元件的配光构型，这种方式成本极高。要想节约成本，在不改变配光元件的前提下调整出光角度，可以通过改变LED芯片与配光元件的间距(Z轴间距)实现。

后期逐渐发展出了环形配光元件，通过一个配光元件可以同时为多个环形排布的LED芯片进行统一配光，也能够形成圆形光斑。考虑到每颗LED芯片均能够被环形配光元件均匀配光，LED芯片通常设置在环形配光元件的光源腔的中线位置。对于这种环形配光元件，当想要在不改变配光元件的配光构型的前提下调整出光角度时，目前也普遍沿用上述改变LED芯片与配光元件的间距(Z轴间距)的方式实现。

然而，上述调整角度的方式虽然无需改变配光元件的配光构型，但其需要在光源板与配光元件之间增设结构件才能实现调整Z轴间距，结构仍然较为复杂。

实用新型内容

本申请实施例提供一种LED配光结构、光源模组及灯具，以解决上述问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种LED配光结构，包括环形配光元件以及多颗LED芯片；

所述环形配光元件具备环形的光源腔，所述光源腔具有环心以及呈环形围绕所述环心的中线；

多颗所述LED芯片呈环形排布在所述光源腔内，所述LED芯片包括LED以及芯片基板，所述LED设置在所述芯片基板上；

所有所述LED芯片上的所述LED统一沿环形排布线排布，所述环形排布线与所述中线呈同心环排布，所述环形排布线处于所述中线的内侧或外侧。

可选地，上述的LED配光结构中，所述芯片基板具备中心，所述LED处于所述中心或不处于所述中心。

可选地，上述的LED配光结构中，所述LED不处于所述中心，所述芯片基板的中心处于所述中线上。

可选地，上述的LED配光结构中，所述芯片基板的中心处于所述中线的内侧或外侧。

可选地，上述的LED配光结构中，所述芯片基板具有过所述中心且相互垂直的横轴和纵轴，所述横轴和所述纵轴将所述芯片基板分隔为四个象限，至少大部分所述LED处于其中一个所述象限内。

可选地，上述的LED配光结构中，横轴与所述纵轴均不与所述环心至所述中心的连线垂直。

可选地，上述的LED配光结构中，所有所述LED芯片在周向上相对于所述环心的姿态一致。

可选地，上述的LED配光结构中，所述LED芯片包括多颗LED，多颗所述LED均设置在所述芯片基板上。

可选地，上述的LED配光结构中，所述环形配光元件为环形折射透镜或环形全反射透镜。

第二方面，本申请实施例提供了一种光源模组，包括光源板以及所述的LED配光结构；

所述LED芯片排布在所述光源板上，所述环形配光元件罩设在所述光源板上。

第三方面，本申请实施例提供了一种灯具，包括灯体以及至少一个所述的光源模组，所述光源模组设置在所述灯体上。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例所提供的LED配光结构、光源模组及灯具能够通过改变LED相对于光源腔的中线的位置的方式在保持圆形光斑的同时实现出光角度的调整，这种调整出光角度的方式无需在光源板与配光元件之间增设结构件，因此可以大幅简化结构。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例所提供的中心d在中线b上且将LED芯片以中心d为轴转动至环形排布线c1、c2位于中线b外侧的LED配光结构的俯视装配视图；

图2为本申请实施例所提供的中心d在中线b上且环形排布线c位于中线b外侧的LED配光结构的俯视装配视图；

图3为图2的截面视图；

图4为图2所提供的LED配光结构的配光曲线图；

图5为本申请实施例所提供的中心d以及环形排布线c均位于中线b内侧的LED配光结构的俯视装配视图；

图6为图5的截面视图；

图7为图5所提供的LED配光结构的配光曲线图；

图8为本申请实施例所提供的中心d以及环形排布线c均位于中线b外侧的LED配光结构的俯视装配视图；

图9为图8的截面视图；

图10为图8所提供的LED配光结构的配光曲线图；

图11为本申请实施例所提供的中心d在中线b上且环形排布线c位于中线b内侧的LED配光结构的俯视装配视图；

图12为图11的截面视图；

图13为图11所提供的LED配光结构的配光曲线图；

图14为本申请实施例所提供的包含多个LED的LED芯片结构视图；

图15为本申请实施例所提供的LED芯片的两种姿态。

附图标记说明：

1-环形配光元件、10-光源腔、12-配光部、120-入光面、122-出光面、124-全反射面、2-LED芯片、20-LED、22-芯片基板；

a-环心、b-中线、c-环形排布线、d-中心、e-横轴、f-纵轴。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请实施例公开了一种LED配光结构，如图1至图15所示，包括环形配光元件1以及多颗LED芯片2。环形配光元件1具备环形的光源腔10，光源腔10具有环心a以及呈环形围绕环心的中线b。环形配光元件1还具备配光部12，配光部12围绕光源腔10设置，配光部12与光源腔10的交界面即为配光部12的入光面120，光线由入光面120进入配光部12内部后可以通过折射或者反射等方式调整光路，最终由与入光面120基本正对的出光面122出射。通常情况下，光源腔10与配光部12的径向截面为轴对称结构，且轴线与中线b垂直相交。本实施例中的环形配光元件可以为环形折射透镜，也可以为环形全反射透镜，这两种透镜的区别主要在于配光部12的结构不同。环形折射透镜的配光部12通过凹透镜或凸透镜的光线折射原理进行配光，而环形全反射透镜的配光部12在存在折射的基础上还增加了全反射面124，因此可以呈现出不同于环形折射透镜的配光效果。

多颗LED芯片2呈环形排布在光源腔10内，LED芯片2包括LED 20以及芯片基板22，LED 20设置在芯片基板22上。所有LED芯片2上的LED20统一沿环形排布线c排布，环形排布线c与中线b呈同心环排布，根据所需的出光角度的不同，环形排布线c可能处于中线b的内侧(参见图2、3、5、6、11、12)，也可能处于中线b的外侧(参见图1、7、8)。当需要增大出光角度时，环形排布线c将处于中线b的内侧，此时配光部12会对LED 20的光线产生偏光效果，LED20所发出的光线会更多地被配光部12出射至背离环心a的一侧，因此LED配光结构整体可拥有更大的出光角度。反之，当需要减小出光角度时，环形排布线c将处于中线b的外侧，此时LED 20所发出的光线会更多地被配光部12出射至朝向环心a的一侧，因此LED配光结构整体可拥有更小的出光角度。

并且，虽然对于单颗LED 20而言，通过上述调整后将处于偏配光的处境，但由于LED 20均处于同一环形排布线c上，因此每个LED20的偏配光效果可以保持一致，对于所有的LED20的整体出光效果而言，便依然可以保证整体为圆形光斑。

对于实现上述LED配光结构的光源模组而言，可以直接将上述LED配光结构的LED芯片2排布在光源板(图中未示出)上，并将环形配光元件1罩设在光源板上，便可实现相应配光效果，模组结构中无需额外增设其它结构件，因此相较于相关技术中的调整结构而言，本实施例所提供的LED配光结构能够更加简化光源模组的结构。

在生产实践中，芯片基板22通常具备一个中心d，该中心d可以指芯片基板22的几何中心，当芯片基板22为圆形、方形或其它近似形状时便具有几何中心。除此之外，该中心也可以是指芯片基板的尺寸中心、垂线中心等各种形式的中心。该中心d在相关技术中通常会被设置在光源腔10的中线b位置。

在本实施例中，根据LED芯片2的型号不同，其LED 20可能处于上述中心d，也可能不处于上述中心d。对于不同结构的LED芯片2，可以采用不同的结构形式。

如图1、2、3、11、12所示，当LED 20不处于芯片基板22的中心d时，可以将芯片基板22的中心d处于中线b上。此时LED 20将处于偏心位置。将LED芯片2以中心d为轴转动，LED20将围绕中心d进行转动，从而实现对LED 20所处位置的调整。此时，只需控制所有的LED处于同一环形排布线c，便可实现对出光角度的调整。参见图4和图13，以清致60°投光灯为例，LED选择OSRAM3030，通过将LED芯片2以中心d为轴转动，可以将光束角在60°(图4)至86°(图13)范围内进行调整。

当LED 20处于芯片基板22的中心d时，可以直接调整整块LED芯片2的位置，使芯片基板22的中心d处于中线b的内侧或外侧，而保持LED芯片2的原有姿态不变，依然可以实现对LED 20所处位置的调整。并且，这种调整方式同样可以适用于LED 20不处于芯片基板22的中心d的情况(参见图2至图10)。参见图4、7和图10，同样以清致60°投光灯为例，LED选择OSRAM3030，在LED芯片2上的LED20全部处于芯片基板22远离中心d的一侧的姿态下，通过调整LED芯片2的位置，可以将光束角在54°(图10)至70°(图7)范围内进行调整。

通过上述两种调整方式，可以实现光束角在54°至86°范围内的调整。而在其它一些实施例中，还可以对LED 20未处于芯片基板22的中心d的LED芯片2同时应用上述两种调整方式，即一方面改变芯片基板22的中心的位置，使其处于中线b的内侧或外侧，另一方面也同时将LED芯片2以中心d为轴转动进一步改变LED 20所处的位置。这样可以期望获得更大的角度调整幅度。

为了配合LED芯片2的位置调整或者转动，通常需要对应调整光源板上与LED芯片2的焊盘，将其位置或者姿态调整至与LED芯片2保持一致。而在一些情况下，由于光源板上的电路排布限制，可能光源板无法对应采用单一调整方式进行焊盘的调整，而同时应用两种调整方式的方案则给了光源板更多的布线选择，有利于光源板合理布线，降低布线以及光源板加工难度。

对于将LED芯片2以中心d为轴转动的调节方式，由于转动方向的差异，大多数情况下LED 20既可以顺时针转动至其处于环形排布线c，也可以逆时针转动至其处于环形排布线c，从而形成两种不同的姿态(参见图15)。这两种姿态中虽然LED 20相对于环心a或者中线b的距离相同，但由于在环形的周向上存在位置差异，因此LED 20所形成的光斑位置也会有一定的偏移。这些偏移可能造成整体光斑的亮度分布不均。因此为了使光斑的亮度分布较为均匀，本实施例中优选所有LED芯片2在周向上相对于环心a的姿态保持一致。这样能够在改变LED 20相对于环心a或中线b的位置的同时使所有LED 20均沿周向向同一方向移动相同的距离，保证其间隔不发生变化，从而确保亮度的均匀分布。

对于本实施例的调整方式而言，更加适用于下列结构的LED芯片2。如图14所示，该LED芯片2的芯片基板22具有过中心d且相互垂直的横轴e和纵轴f，横轴e和纵轴f将芯片基板22分隔为四个象限，LED芯片2内所含有的LED 20的数量可以仅为一颗，或者也可以同时含有多颗。无论对于哪种方案，对于LED 20整体而言，至少大部分LED 20处于其中一个象限内，可能有少部分LED 20处于相邻甚至相对的其它象限内。这种LED芯片2可以横轴e以及纵轴f为基准，更加利于技术人员调整LED 20的位置。如图1所示，在一些实施例中，可以根据需要将横轴e与纵轴f均不与环心a至中心d的连线垂直，而是呈某一角度(参见图1)。

当LED芯片2内含有多颗LED 20时，这些LED20可以处于同一环形排布线c，但更大的可能是处于同一位置的LED 20处于同一环形排布线c，而处于不同位置的LED 20分别位于不同的环形排布线c，从而形成多条环形排布线c1、c2。

本实施例所提供的光源模组在设置在灯具内部时可以被设置在灯体上。并且，根据不同的光效需求，在同一灯具内可以平面阵列形式或同心环形形式同时设置多个光源模组。这些光源模组的光源板可以各自独立，也可以集成为一个整体。

综上所述，本申请实施例所提供的LED配光结构、光源模组及灯具可以大幅简化结构。

本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种LED配光结构，其特征在于，包括环形配光元件以及多颗LED芯片；

所述环形配光元件具备环形的光源腔，所述光源腔具有环心以及呈环形围绕所述环心的中线；

多颗所述LED芯片呈环形排布在所述光源腔内，所述LED芯片包括LED以及芯片基板，所述LED设置在所述芯片基板上；

所有所述LED芯片上的所述LED统一沿环形排布线排布，所述环形排布线与所述中线呈同心环排布，所述环形排布线处于所述中线的内侧或外侧。

2.根据权利要求1所述的LED配光结构，其特征在于，所述芯片基板具备中心，所述LED处于所述中心或不处于所述中心。

3.根据权利要求2所述的LED配光结构，其特征在于，所述LED不处于所述中心，所述芯片基板的中心处于所述中线上。

4.根据权利要求2所述的LED配光结构，其特征在于，所述芯片基板的中心处于所述中线的内侧或外侧。

5.根据权利要求3或4所述的LED配光结构，其特征在于，所述芯片基板具有过所述中心且相互垂直的横轴和纵轴，所述横轴和所述纵轴将所述芯片基板分隔为四个象限，至少大部分所述LED处于其中一个所述象限内。

6.根据权利要求5所述的LED配光结构，其特征在于，横轴与所述纵轴均不与所述环心至所述中心的连线垂直。

7.根据权利要求1至4任一项所述的LED配光结构，其特征在于，所有所述LED芯片在周向上相对于所述环心的姿态一致。

8.根据权利要求1至4任一项所述的LED配光结构，其特征在于，所述LED芯片包括多颗LED，多颗所述LED均设置在所述芯片基板上。

9.根据权利要求1至4任一项所述的LED配光结构，其特征在于，所述环形配光元件为环形折射透镜或环形全反射透镜。

10.一种光源模组，其特征在于，包括光源板以及权利要求1至9任一项所述的LED配光结构；

所述LED芯片排布在所述光源板上，所述环形配光元件罩设在所述光源板上。

11.一种灯具，其特征在于，包括灯体以及至少一个权利要求10所述的光源模组，所述光源模组设置在所述灯体上。

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