光源组件及其设计方法与流程

[0001]
本发明实施例属于照明技术领域，具体地说，涉及一种光源组件及其设计方法。


背景技术：

[0002]
led(light emitting diode)，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。因其具有节能、环保、长寿以及照明效果好等优势，现在被广泛的用于照明技术领域。
[0003]
但是，现阶段led灯具的光源数量、位置以及光学属性较固定，在其透过透镜后，照射角度和照明面积受限于透镜的具体形状一般呈现出固定大小，即led灯具的配光曲线是固定不变的，这对透镜的多样化应用以及led灯具的使用范围造成了很大的限制。


技术实现要素：

[0004]
有鉴于此，本发明实施例提供了一种光源组件及其设计方法，用于解决现阶段led灯具所存在的至少一种技术问题。
[0005]
第一方面，本发明实施例提供了一种光源组件，其包括：
[0006]
基板，所述基板上设有多个发光模组，每个发光模组包括符合预设布设位置以及预设光学属性的至少两个led灯珠；
[0007]
偏光透镜，所述偏光透镜包括多个透镜单元以及用于将所述多个透镜单元连成一片的连接部，每个所述透镜单元均包括相互连接的透射部和反射部，所述透射部罩设在所述发光模组上方位置供所述至少两个led灯珠的部分光线直接透过射出，所述反射部设在所述发光模组的旁边以对所述至少两个led灯珠的部分光线进行反射并由所述透射部透过射出。
[0008]
进一步地，所述连接部与所述基板贴合在一起；或者，
[0009]
所述连接部与所述基板相隔一间隙。
[0010]
进一步地，每个所述发光模组均包括至少两种不同色温的led灯珠。
[0011]
进一步地，所述多个发光模组包括至少两种不同色温的led灯珠，且同一所述发光模组中的led灯珠色温相同。
[0012]
进一步地，所述发光模组中的各所述led灯珠与所述反射部之间的距离相等或者不相等。
[0013]
进一步地，所述发光模组包括两个所述led灯珠，两个所述led灯珠沿所述透射部长度方向间隔设置或者垂直于所述透射部长度方向间隔设置。
[0014]
进一步地，所述发光模组包括三个所述led灯珠，三个所述led灯珠呈品字形设置；
[0015]
其中，三个所述led灯珠中两个靠近所述反射部并排间隔设置，另一个远离所述反射部设置；或者，
[0016]
三个所述led灯珠中一个靠近所述反射部设置，另两个远离所述反射部并排间隔设置。
[0017]
进一步地，所述发光模组包括三个或四个所述led灯珠，三个或四个所述led灯珠沿所述透射部长度方向一字排开间隔设置。
[0018]
进一步地，所述发光模组包括四个所述led灯珠，四个所述led灯珠呈田字形设置；
[0019]
其中，四个所述led灯珠中两个靠近所述反射部并排间隔设置，另两个远离所述反射部并排间隔设置。
[0020]
第二方面，本发明实施例还提供了一种光源组件的设计方法，其包括：
[0021]
由照明区域面积以及光源照射角度确定偏光透镜的形状结构，所述偏光透镜包括多个透镜单元以及用于将所述多个透镜单元连成一片的连接部；
[0022]
根据所述偏光透镜的形状结构确定所述透镜单元内led灯珠的个数、光学属性及排布形状；
[0023]
按照所述led灯珠的个数、光学属性及排布形状在基板布设led灯珠上并用所述偏光透镜罩设。
[0024]
进一步地，所述由照明区域面积以及光源照射角度确定偏光透镜的形状结构的方法，包括：
[0025]
由照明区域面积以及光源照射角度确定目标配光曲线；
[0026]
使用计算机建模技术根据所述目标配光曲线模拟出所述多个透镜单元的形状，并构建所述偏光透镜的结构模型；
[0027]
将所述偏光透镜的结构模型导入到光学模拟软件中进行仿真，得到模拟配光曲线，确定所述模拟配光曲线和所述目标配光曲线相匹配，得到所述偏光透镜的形状结构。
[0028]
进一步地，若所述模拟配光曲线和所述目标配光曲线不匹配，反馈至计算机进行优化直到所述模拟配光曲线和所述目标配光曲线相匹配，得到所述偏光透镜的形状结构。
[0029]
根据本发明实施例提供的光源组件及其设计方法，其光源组件的基板上的多个发光模组均包括符合预设布设位置以及预设光学属性的至少两个led灯珠，偏光透镜包括多个透镜单元以及用于将多个透镜单元连成一片的连接部，每个透镜单元均包括相互连接的透射部和反射部，透射部罩设在发光模组上方位置供至少两个led灯珠的部分光线直接透过射出，反射部设在发光模组的旁边以对至少两个led灯珠的部分光线进行反射并由透射部透过射出，通过控制单一偏光透镜下的至少两个led灯珠可以衍生出多种配光曲线，使得偏光透镜可以多样化应用，扩展了led灯具的使用范围。
附图说明
[0030]
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
[0031]
图1为本发明第一实施例提供的一种光源组件的一立体结构爆炸示意图；
[0032]
图2为本发明第一实施例提供的一种光源组件的单个透镜单元的立体结构示意图；
[0033]
图3为本发明第一实施例提供的一种光源组件的单个透镜单元的剖面结构示意图；
[0034]
图4为本发明第一实施例提供的一种光源组件的单个透镜单元的一平面结构示意图；
[0035]
图5为本发明第一实施例提供的一种光源组件的单个透镜单元的又一平面结构示意图；
[0036]
图6为本发明第一实施例提供的一种光源组件的单个透镜单元的又一平面结构示意图；
[0037]
图7为本发明第一实施例提供的一种光源组件的单个透镜单元的又一平面结构示意图；
[0038]
图8为本发明第一实施例提供的一种光源组件的单个透镜单元的又一平面结构示意图；
[0039]
图9为本发明第一实施例提供的一种光源组件的单个透镜单元的又一平面结构示意图；
[0040]
图10为本发明第二实施例提供的一种光源组件的设计方法的一方法流程图；
[0041]
图11为本发明第二实施例提供的一种光源组件的设计方法的又一方法流程图。
具体实施方式
[0042]
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0043]
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”或“电性连接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其它装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0044]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0045]
具体实施例
[0046]
实施例一
[0047]
请参考图1，为本发明第一实施例提供的一种光源组件的一立体结构爆炸示意图，所述光源组件包括基板10和偏光透镜20。
[0048]
其中，请结合图2-图3，所述基板10上设有多个发光模组30，每个发光模组30包括
符合预设布设位置以及预设光学属性的至少两个led灯珠310；所述偏光透镜20包括多个透镜单元210以及用于将所述多个透镜单元210连成一片的连接部220，每个所述透镜单元210均包括相互连接的透射部2101和反射部2102，所述透射部2101罩设在所述发光模组30上方位置供所述至少两个led灯珠310的部分光线直接透过射出，所述反射部2102设在所述发光模组30的旁边以对所述至少两个led灯珠310的部分光线进行反射并由所述透射部2101透过射出。
[0049]
具体地，所述基板10还可以称之为光源板、光源基板等，在本发明较佳的实施例中，其为铝基板，是承载所述发光模组30以及所述偏光透镜20的承载板，其形状一般适配于灯具灯体的形状。多个预设光学属性的所述led灯珠310按照预设的布设位置排布于所述基板10上，其中，至少两个所述led灯珠310形成一个所述光源模组，使得所述基板10上形成多个发光模组30，在这里，预设光学属性的led灯珠310指的是预设功率、色温的led灯珠310，预设布设位置的led灯珠310指的是所述led灯珠310安装预设的形状排布。所述偏光透镜20设在所述基板10的上罩设所述led灯珠310，由于所述led灯珠310以及所述发光模组30相互之间不可能紧挨设置，会有一定的间隙，所以所述偏光透镜20包括了多个用于罩设所述多个发光模组30的所述透镜单元210，其中，一个透镜单元210罩设一个所述发光模组30，两者在数量和位置具有严格的对应关系，而所述连接部220则分布于相邻的所述透镜单元210之间，将所述多个透镜单元210连接成一片，以增强所述偏光透镜20的整体感，便于安装和拆卸。所述多个透镜单元210均包括所述透射部2101和所述反射部2102，两者相互连接，每个所述透射部2101罩设在每个所述发光模组30的上方位置，用于当所述led灯珠210被点亮时部分光线直接透过射出所述偏光透镜20；而所述反射部2102设在所述发光模组30的旁边，当有部分光线照射到所述反射部2102上时，所述反射部2102把这部分光线反射到所述透射部2101，以使得光线从所述透射部2101透过射出，在一定程度上起到聚光以及定向投射的作用。
[0050]
本实施例中，由于所述多个发光模组30中的所述至少两个led灯珠310符合预设布设位置以及预设光学属性，在使用时可以有目的的控制某一布设位置或者某一光学属性的led灯珠310点亮，使得单一所述偏光透镜20下具有多种照明形式，即产生多种配光曲线，使得所述偏光透镜20可以多样化应用，进而扩展了所述光源组件的使用范围。
[0051]
进一步地，所述连接部220与所述基板10贴合在一起；或者，所述连接部220与所述基板10相隔一间隙。
[0052]
具体地，在所述光源组件的使用环境没有灯罩时，为了保证所述发光模组30工作时的密封性，提升工作安全性和使用寿命，所述连接部220与所述基板10贴合，以使得各个所述透镜单元210与所述基板10之间形成一个容纳所述发光模组30的封闭环境；另外，在所述光源组件的使用环境没有灯罩时，为了保证所述基板10和所述发光模组30在工作时的可以通风散热，提升所述发光模组30的使用寿命，所述连接部220与所述基板10之间相隔一间隙设置。
[0053]
另外，在本发明其中一种较佳的实施例中，每个所述发光模组30均包括至少两种不同色温的led灯珠310。
[0054]
具体地，一个所述发光模组30内设有两种不同色温的led灯珠310，通过控制该发光模组30内的led灯珠310可以使得该发光模组30可以发出至少两种色温的灯光，提升所述
光源组件的使用体验。
[0055]
进一步地，在本发明另一种较佳的实施例中，所述多个发光模组30包括至少两种不同色温的led灯珠310，且同一所述发光模组30中的led灯珠310色温相同。
[0056]
具体地，本实施例中处于同一发光模组30中的至少两个led灯珠310的色温是相同的，但是，这些所有发光模组30中至少包括两种不同色温的led灯珠310，这样使得通过控制不同所述发光模组30进行点亮或熄灭也可以使得所述光源组件发出至少两种色温的灯光，同样可以提升所述光源组件的使用体验。
[0057]
另外，请结合图4-图9，所述发光模组30中的各所述led灯珠310与所述反射部2102之间的距离相等或者不相等。
[0058]
具体地，当各所述led灯珠310的功率以及出射角度都相等时，为了获取预设配光曲线的所述发光模组30，各所述led灯珠310与所述反射部2102之间的距离可以选择相等；而当各所述led灯珠310的功率和/或出射角度不相等时，为了获取预设配光曲线的所述发光模组30，此时需要根据各个所述led灯珠310自身的光线属性，将所述led灯珠310与所述反射部2102之间的距离调整为不相等。
[0059]
进一步地，在本发明其中一种较佳的实施例中，所述发光模组30包括两个所述led灯珠310，两个所述led灯珠310沿所述透射部210长度方向间隔设置或者垂直于所述透射部210长度方向间隔设置。
[0060]
具体地，如图4以及图6所示，两个所述led灯珠310沿所述透射部210长度方向间隔设置在所述投射部210的下方，此外，图4中两个所述led灯珠310与所述反射部2102之间的距离和图6中两个所述led灯珠310与所述反射部2102之间的距离并不相等，是由于这两个图中的所述led灯珠310的功率和/或出射角度不相等，或者是两个光线组件的目标配光曲线是不相同的。
[0061]
进一步地，在本发明另一种较佳的实施例中，所述发光模组30包括三个所述led灯珠310，三个所述led灯珠310呈品字形设置；其中，三个所述led灯珠310中两个靠近所述反射部220并排间隔设置，另一个远离所述反射部220设置；或者，三个所述led灯珠310中一个靠近所述反射部220设置，另两个远离所述反射部220并排间隔设置。
[0062]
具体地，如图7所示，一个所述led灯珠310靠近所述反射部220设置，另两个所述led灯珠310远离所述反射部220设置，三个所述led灯珠310之间彼此相隔一间距，使得三者呈一个品字形。
[0063]
如图8所示，两个所述led灯珠310靠近所述反射部220设置，另一个所述led灯珠310远离所述反射部220设置，也是三个所述led灯珠310之间彼此相隔一间距，使得三者呈与上述品字形相反的品字形。
[0064]
进一步地，在本发明另一种较佳的实施例中，所述发光模组30包括三个或四个所述led灯珠310，三个或四个所述led灯珠310沿所述透射部210长度方向一字排开间隔设置。
[0065]
具体地，所述透射部210下方设置的所述led灯珠310的个数可以是三个或者四个，在排布形式上三个或四个所述led灯珠310沿所述透射部210长度方向一字排开间隔设置，如此设计一方面有利于光源散热，另一方面还可以提升光利用率。
[0066]
进一步地，在本发明另一种较佳的实施例中，所述发光模组30包括四个所述led灯珠310，四个所述led灯珠310呈田字形设置；
[0067]
其中，四个所述led灯珠310中两个靠近所述反射部220并排间隔设置，另两个远离所述反射部220并排间隔设置。
[0068]
具体地，如图9所示，所述透射部210下方设置有四个所述led灯珠310，四个所述led灯珠310之间彼此相隔一间距，四个所述led灯珠310中的两个靠近所述反射部220并排间隔设置，另两个位于前两个背离所述反射部220的方向设置，使这四个所述led灯珠310形成一个品字形。
[0069]
以上实施例中，仅仅是事例性质示出了本发明实施例中多种配光曲线下的光源组件的结构形式，在实际应用中还可以有其他多种多样的结构，其应用可以根据不同的使用环境选择不同的组合类型从而选择出最适合相应环境的光学效果。
[0070]
实施例二
[0071]
请参考图10，为本发明第二实施例提供的一种光源组件的设计方法的一方法流程图，所述方法包括：
[0072]
步骤s101，由照明区域面积以及光源照射角度确定偏光透镜的形状结构，所述偏光透镜包括多个透镜单元以及用于将所述多个透镜单元连成一片的连接部；
[0073]
步骤s102，根据所述偏光透镜的形状结构确定所述透镜单元内led灯珠的个数、光学属性及排布形状；
[0074]
步骤s103，按照所述led灯珠的个数、光学属性及排布形状在基板布设led灯珠上并用所述偏光透镜罩设。
[0075]
具体地，在步骤s101中要根据灯具应用环境的照明区域面积以及光源照射角度通过建模、分析、处理等操作确定出相应的偏光透镜的具体形状结构，这里的所述偏光透镜包括多个透镜单元以及用于将所述多个透镜单元连成一片的连接部，所述多个透镜单元用于罩设所述光源组件的光源，如led灯珠。然后在步骤s102中，根据所述偏光透镜的具体形状结构通过计算获得所述透镜单内的led灯珠数量、功率大小、色温以及彼此之间的排布形状等的至少一种。最后在步骤s103中，按照以上计算出的所述led灯珠数量、功率大小、色温以及彼此之间的排布形状灯在基板上布设所述led灯珠，其中这里的所述led灯珠被分成多个光源模组，一个发光模组包括至少两个led灯珠，这些光源模组被所述多个透镜单元罩设其中。
[0076]
在本实施例中，所述多个发光模组中的所述至少两个led灯珠符合以上预设布设位置以及预设光学属性，在使用时可以有目的的控制某一布设位置或者某一光学属性的led灯珠点亮，使得单一所述偏光透镜下具有多种照明形式，即产生多种配光曲线，使得所述偏光透镜可以多样化应用，进而扩展了所述光源组件的使用范围。
[0077]
进一步地，请参考图11，为本发明第二实施例提供的一种光源组件的设计方法的另一方法流程图，本实施例是在以上实施例的基础上，所述步骤s101，由照明区域面积以及光源照射角度确定偏光透镜的形状结构的方法，包括：
[0078]
步骤s201，由照明区域面积以及光源照射角度确定目标配光曲线；
[0079]
步骤s202，使用计算机建模技术根据所述目标配光曲线模拟出所述多个透镜单元的形状，并构建所述偏光透镜的结构模型；
[0080]
步骤s203，将所述偏光透镜的结构模型导入到光学模拟软件中进行仿真，得到模拟配光曲线，确定所述模拟配光曲线和所述目标配光曲线相匹配，得到所述偏光透镜的形
状结构。
[0081]
具体地，首先，要根据照明区域面积以及光源照射角度通过计算、分析处理确定出所述目标配光曲线；然后，通过计算机建模技术将所述目标配光曲线带入模型中，模拟出所述多个透镜单元的形状，并构建输出相应的所述偏光透镜的结构模型；接在在获得结构模型后将其导入到光学模拟软件中进行仿真模拟，获取该形状下的所述透镜单元的模拟配光曲线，并将其与所述目标配光曲线相比较，从而在所述模拟配光曲线和所述目标配光曲线相匹配时确定所述偏光透镜的形状结构。
[0082]
更进一步地，若所述模拟配光曲线和所述目标配光曲线不匹配，反馈至计算机进行优化直到所述模拟配光曲线和所述目标配光曲线相匹配，得到所述偏光透镜的形状结构。
[0083]
具体地，在以上所述模拟配光曲线和所述目标配光曲线向比较时，有可能两者不相匹配，此时需要将匹配结果反馈至计算机，以供计算机对所述多个透镜单元的形状进行修正优化，然后通过所述模拟配光曲线和所述目标配光曲线再次比较，确定两者是否相匹配，并在不相匹配时继续反馈、修正优化直到所述模拟配光曲线和所述目标配光曲线相匹配，从而得到与所述目标配光曲线向对应的所述偏光透镜的形状结构。
[0084]
需要说明的是，在结构不相冲突的情况下，以上第一实施例的各个实施方式中提及的各部分的结构可相互组合，为避免重复，组合后获得的技术方案在此不再赘述，但组合后获得的技术方案也应属于本发明的保护范围；以及以上第二实施例中的方法实施例是与第一实施例中的光源组件的结构实施例相对应的光源组件设计方法的实施例，若两者中有不清楚之处可以进行相互参考。
[0085]
需要说明的是，虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本发明的保护范围的限定。在结构不相冲突的情况下，上述各实施例中提及的各部分的结构可相互组合，为避免重复，组合后获得的技术方案在此不再赘述，但组合后获得的技术方案也应属于本发明的保护范围。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本发明的保护范围。
[0086]
本发明实施例的示例旨在简明地说明本发明实施例的技术特点，使得本领域技术人员能够直观了解本发明实施例的技术特点，并不作为本发明实施例的不当限定。
[0087]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的，本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0088]
上述说明示出并描述了本发明实施例的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明实施例并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明实施例的精神和范围，则都应在本发明实施例所附权利要求的保护范围内。