[发明专利]用于发光模块的光罩

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于发光模块的碗型光罩。此外，本发明涉及一种具有碗型光罩的发光模块。

背景技术

诸如发光二极管(LED)的固态光源越来越多地被用作各种照明和信号应用的照明设备。一种适用于户外应用的照明设备是高通量发光模块。至少对于诸如道路照明的一些户外应用而言，期望输送均匀的光线输出并且满足光学分布的要求。此外，在户外LED模块结合反射器使用的情况下，发光面积应当尽可能的小。通常，这意味着LED接近于彼此进行定位。然而，以上条件并不保证均匀度和光线分布的要求自动得以满足。这些要求对于道路照明而言特别重要，这是因为较不均匀的光线分布可能在道路上形成较暗的光斑，这对于驾驶员和行人会是不利的。此外，光源处较不均匀的光线分布可能进一步要求使用更为复杂的光学系统来满足有关道路的均匀度和光线分布的建议。

已经作出了若干尝试来满足光学分布和均匀度的要求。例如，WO2012/040414公开了一种壳体整合透镜以消除或缓解来自光学系统的色彩和亮度伪影。该系统包括两组微透镜；其中之一位于主光学元件的内表面而第二组微透镜则位于该光学元件的外表面。特别地，内表面上的微透镜可操作耦合至外表面上相对应的微透镜。此外，所有芯片的光线都由该微透镜所混合以便获得单一光源。

尽管在现场活动，但是仍然需要一种满足均匀度和光线分布的要求的有所改进的LED模块。特别地，期望在构成该LED模块的组件的大小和数量之间保持平衡而使得在考虑到LED模块制造的情况下成本得以最小化。

发明内容

鉴于现有技术中以上所提到的以及其它缺陷，本发明的总体目标是提供一种用于有所改进的发光模块的碗型光罩。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于发光模块的碗型光罩。该碗型光罩具有用于面向光源的内凹表面，以及用于面向远离光源的外凸表面。该碗型光罩包括微透镜阵列结构，其部署在该光罩的内表面上以用于使得从光源发射的光线发生折射。此外，该碗型光罩包括形成于该微透镜阵列结构和该光罩的外凸表面之间的宏透镜结构。该宏透镜结构具有厚度Z₁，其中该厚度Z₁沿着该光罩有所变化而使得光线从该微透镜结构较薄的部分朝向较厚的部分进行折射。

术语“微透镜”是指小型透镜，其通常具有比数毫米更小的直径，并且经常为10微米那么小。这种类型的透镜在该行业中是公知的，并且通常利用凹凸表面来传送具有某个波长的光线。微透镜能够以阵列的形式提供，并且可以以一维或二维阵列进行布置。在本发明的上下文中，微透镜通过适当方法而被部署在该光罩的内凹表面上。例如，具有微透镜阵列结构的光罩能够通过注模来制作，其中该微透镜结构在模具中形成(倒转)。

术语“宏透镜”指代比微透镜更大的任意其它透镜，并且最通常是对应于整个罩体的透镜。宏透镜可以被表示为“常规”透镜，并且具有通常10–100mm量级的尺寸。一种用于宏透镜的适当材料是玻璃。还预见到的是，可以使用例如透明塑料之类的其它材料。以这种方式，本发明提出了一种使得发光强度分布有所改善的光罩。此外，本发明被认为对于诸如固态光源、例如LED的阵列之类的光源的照度均匀度具有正面影响。

与可用的在主光学元件的内表面上使用一组微透镜并且在该主光学元件的外表面上使用一组微透镜的现有技术系统相比，本发明提供了一种较不复杂的技术解决方案，其仅具有部署在光罩的内凹表面上的微透镜阵列。为此，通过本发明的原理，不仅可能提高发光均匀度，而且可能改善发光强度的分布。因此，提供了一种用于发光模块的结合两种功能的碗型光罩。

由于宏透镜结构的厚度沿该光罩有所变化而使得光线从该宏透镜结构较薄的部分朝向较厚的部分进行折射，所以来自固态光源的光线朝向该光罩较厚的部分进行衍射。这样，与可用的现有技术相比，发光强度分布进一步得到改善。

此外，由于本发明改善了发光强度分布，所以可能更好地应对各种技术规范。这样，通过根据本发明的光罩，能够提供一种与不同类型的灯具相兼容的LED模块，同时仍然确保该灯具的整体性能得以保持。因此，本发明的另一个目标是提供一种更为灵活的用于发光模块的光罩。

由此，本发明针对适当LED增加了选择数量，并且因此扩展了诸如用于提供电气屏蔽的保护罩之类的附加部分的设计自由度。

如以上所提到的，由于技术效果有所提升，可能在灯具内利用更为小型的发光模块而且减少发光模块中LED的数量，同时保持高的均匀度。因此，通过本发明，提供了一种制造相对廉价的发光模块。