專利名稱：照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置，尤其涉及一種具有較大照明范圍的照明裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED，Light Emitting Diode)具有亮度高、工作電壓低、功耗小、 易與集成電路匹配、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，因此，其被當(dāng)作理想光源廣泛應(yīng)用在各種照 明場(chǎng)合中，具體可參閱Jos印h Bielecki等人在文獻(xiàn)2007 IEEE, 23rd IEEE SEMI-THERM Symposium 上發(fā)表白勺 Thermal Considerations for LED Components in an Automotive Lamp 一文。在光學(xué)中，通常采用配光曲線來表示光線在空間中的分布狀況。對(duì)于現(xiàn)有的各 類光源，如LED光源而言，其通常具有近似放射狀的配光曲線，如圖1示出的呈朗伯分布 (Lambertian)的配光曲線。由圖1可看出該LED光源的半高全寬角(Full Width at Half Maximum, FWHM)在士60°內(nèi)，因此，該LED光源的發(fā)光角度大約為120度。然而，所述LED 光源難以滿足需要具有較大照明范圍的場(chǎng)合。有鑒于此，提供一種具有較大照明范圍的照明裝置實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容
下面將以實(shí)施例說明一種具有較大照明范圍的照明裝置。一種照明裝置，包括一個(gè)具有中心對(duì)稱軸的固態(tài)光源及一個(gè)光學(xué)透鏡。該固態(tài)光 源用于發(fā)出光線。該光學(xué)透鏡與該固態(tài)光源相對(duì)設(shè)置，包括一個(gè)入光面及一個(gè)與該入光面 相對(duì)的出光面，該入光面及該出光面中至少一者上配置沿一第一方向延伸的多個(gè)第一條狀 微結(jié)構(gòu)，該多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置在該中心對(duì)稱軸的兩側(cè)，以擴(kuò)展光線在一個(gè)垂直 于該第一方向的第二方向上的輻射范圍。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，所述照明裝置包含有光學(xué)透鏡，該光學(xué)透鏡配置有多個(gè)沿一第 一方向延伸的第一條狀微結(jié)構(gòu)，該多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置在該固態(tài)光源中心對(duì)稱軸 的兩側(cè)，其可對(duì)固態(tài)光源發(fā)出的光進(jìn)行擴(kuò)展，使經(jīng)由該光學(xué)透鏡出射的光的輻射范圍變大， 從而獲得較大的照明范圍。


圖1是現(xiàn)有LED光源的配光曲線圖。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的照明裝置的配光曲線圖。圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的照明裝置的配光曲線圖。圖7是本發(fā)明第四實(shí)施例提供的照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖，以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請(qǐng)參照?qǐng)D2及圖3，本發(fā)明第一實(shí)施例提供了一種照明裝置100，其包括一個(gè)光源 模組11及一個(gè)光學(xué)透鏡15。該光源模組11包括一個(gè)基板111，以及安裝在該基板111上的一個(gè)固態(tài)光源113。 該基板111可為一個(gè)電路板111，且該電路板111可通過排布于其上的線路來連接一個(gè)外部 電源，從而對(duì)該固態(tài)光源113進(jìn)行供電。該固態(tài)光源113可為LED芯片或LED，其具有一中 心對(duì)稱軸M。當(dāng)該固態(tài)光源113為LED時(shí)，其通電后由其出光面113A發(fā)出光線I可形成一 放射狀的光場(chǎng)，且該放射狀光場(chǎng)具有的配光曲線與圖1所示出的配光曲線相類似。該光學(xué)透鏡15與該光源模組11相對(duì)，在本實(shí)施例中其具有一個(gè)板狀輪廓，厚度D 大約為3mm。具體地，該光學(xué)透鏡15包括一個(gè)入光面150及一個(gè)與入光面150相對(duì)的出光 面152，該入光面150為平面且與該固態(tài)光源113相鄰設(shè)置，而出光面152上配置沿第一方 向(圖2示出光學(xué)透鏡15沿第一方向的正視圖)延伸的多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)155。優(yōu)選 地，該入光面150與該固態(tài)光源113的出光面113A之間的距離L為2mm。該多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)155沿該出光面152并列設(shè)置，其可具體為鋸齒狀凸起，如 圖2所示的棱錐形鋸齒狀凸起155，當(dāng)然其也可為其它形狀，如梯形鋸齒狀凸起等。每個(gè)棱 錐形鋸齒狀凸起155包括一個(gè)第一鋸齒面155A，以及一個(gè)連接該第一鋸齒面155A的第二 鋸齒面155B，其中，該第一鋸齒面155A位于該棱錐形鋸齒狀凸起155的遠(yuǎn)離該中心對(duì)稱軸 M的一側(cè)，且其垂直于入光面150。對(duì)于位于中心對(duì)稱軸M同一側(cè)的每一個(gè)棱錐形鋸齒狀凸 起155而言，其第二鋸齒面155B與相鄰棱錐形鋸齒狀凸起155的第一鋸齒面155A相接，從 而形成一個(gè)棱錐形鋸齒狀凸起陣列。該中心對(duì)稱軸M的兩側(cè)各具有一個(gè)棱錐形鋸齒狀凸起 陣列，該兩個(gè)棱錐形鋸齒狀凸起陣列關(guān)于該中心對(duì)稱軸M鏡像對(duì)稱。該棱錐形鋸齒狀凸起155沿垂直于第一方向的截面具有一個(gè)三角形輪廓，該三角 形輪廓的頂角0為20度至70度。優(yōu)選地，該頂角e所對(duì)應(yīng)的底邊的長度d為1mm。固態(tài)光源113發(fā)出的光線I經(jīng)入光面150入射至光學(xué)透鏡15，當(dāng)該光線I由第一 鋸齒面155A或第二鋸齒面155B出射時(shí)，其在該第一鋸齒面155A或第二鋸齒面155B上發(fā) 生擴(kuò)散狀折射或全反射，從而形成一擴(kuò)散狀的光場(chǎng)。具體地，圖3示出該光場(chǎng)的配光曲線， 由圖3可看出光線I經(jīng)光學(xué)透鏡15后的半高全寬角大于120度，約為145度，因此，光學(xué)透 鏡15擴(kuò)展了固態(tài)光源113在一個(gè)垂直于第一方向的第二方向上的輻射范圍，從而使該照明 裝置100獲得較大的照明范圍。該光學(xué)透鏡15可由以下材料制成，如硅膠(Silicone)、壓克力(PMMA)、聚碳酸酯 (PC)、環(huán)氧樹脂(Epoxy)或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)等。該多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)155不僅可配置在光學(xué)透鏡15的出光面152上，其也可根 據(jù)需要配置在入光面上。請(qǐng)參照?qǐng)D4，本發(fā)明第二實(shí)施例提供的一種照明裝置200，其與第 一實(shí)施例提供的照明裝置100結(jié)構(gòu)類似，差別在于光學(xué)透鏡25的出光面252為一平面，而 多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)155配置在入光面250上；另外，在光學(xué)透鏡25與光源213之間設(shè)置 有透光接合層27進(jìn)行連接。
該透光接合層27的材料為樹脂或硅膠，其在制作時(shí)是先填充在光學(xué)透鏡25與光 源213之間，再利用UV光(Ultraviolet Ray，紫外光)照射使其固化，從而與光學(xué)透鏡25 及光源213形成一體?？梢岳斫獾氖?，當(dāng)光源213為發(fā)光二極管芯片時(shí)，該透光接合層27 可當(dāng)作密封該發(fā)光二極管芯片的封裝體(capsule)，且優(yōu)選地，該透光接合層27所采用的 材料的折射系數(shù)(Refractive Index)應(yīng)小于該光學(xué)透鏡25所采用的材料的折射系數(shù)。圖5示出了本發(fā)明第三實(shí)施例提供的一種照明裝置300，與第一實(shí)施例提供的照 明裝置100相比，其差別在于第光學(xué)透鏡35的入光面350上進(jìn)一步配置多個(gè)第二條狀微 結(jié)構(gòu)358，且該多個(gè)第二條狀微結(jié)構(gòu)358沿第二方向Y延伸，該第二方向Y垂直于第一方向 X ；另外，電路板311沿第二方向Y排列多個(gè)發(fā)光二極管313，(圖5中示出其數(shù)目為四個(gè)，且 該四個(gè)發(fā)光二極管313具有中心對(duì)稱軸M)。該多個(gè)第二條狀微結(jié)構(gòu)358的結(jié)構(gòu)與多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)355相同，其也為棱錐 形鋸齒狀凸起且分別形成兩個(gè)棱錐形鋸齒狀凸起陣列，且該兩個(gè)棱錐形鋸齒狀凸起陣列關(guān) 于該中心對(duì)稱軸M鏡像對(duì)稱。該多個(gè)第二條狀微結(jié)構(gòu)358可進(jìn)一步沿第一方向X擴(kuò)展每個(gè)發(fā)光二極管313發(fā)出 的光線。圖6示出每個(gè)發(fā)光二極管313發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)透鏡35后在第一、第二方向X、Y 上所形成的配光曲線s、t，由配光曲線s可看出該光線經(jīng)光學(xué)透鏡35后在第一方向X上的 半高全寬角大于120度，約為150度，同樣地，由配光曲線t也可看出該光線經(jīng)光學(xué)透鏡35 后在第二方向Y上的半高全寬角大于120度，約為150度。因此，光學(xué)透鏡35同時(shí)擴(kuò)展了 每個(gè)發(fā)光二極管313在第一、第二方向X、Y上的輻射范圍?？梢岳斫獾氖?，該多個(gè)第二條狀微結(jié)構(gòu)358也可設(shè)置在出光面352上，其同樣可擴(kuò) 展每個(gè)發(fā)光二極管313在第一方向X上的輻射范圍。圖7進(jìn)一步示出了本發(fā)明第四實(shí)施例提供的一種照明裝置400，與第二實(shí)施例提 供的照明裝置200相比，其差別在于該照明裝置400包括多個(gè)安裝在電路板411上的光 源413，且光學(xué)透鏡45具有一個(gè)沿第一方向延伸且沿遠(yuǎn)離該光源413的一側(cè)凸出的弧狀輪 廓，對(duì)應(yīng)地，電路板411具有與光學(xué)透鏡45相匹配的輪廓，即該電路板411也具有沿第一方 向延伸的弧狀輪廓，另外，該光學(xué)透鏡45的出光面452為對(duì)應(yīng)于該弧狀輪廓的曲面。由此， 安裝在該電路板411上的多個(gè)光源413形成弧狀分布，其發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)透鏡45后可進(jìn) 一步擴(kuò)大并較均勻地出射?？梢岳斫獾氖?，該電路板411可為一個(gè)柔性電路板(Flexible Circuit Board)。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，以用于本發(fā)明等設(shè)計(jì)，只 要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明 所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種照明裝置，其包括一個(gè)具有中心對(duì)稱軸的固態(tài)光源，用于發(fā)出光線；一個(gè)光學(xué)透鏡，其與該固態(tài)光源相對(duì)設(shè)置，該光學(xué)透鏡包括一個(gè)入光面及一個(gè)與該入光面相對(duì)的出光面，該入光面及該出光面中至少一者上配置沿一第一方向延伸的多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)，該多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置在該中心對(duì)稱軸的兩側(cè)，以擴(kuò)展該光線在一個(gè)垂直于該第一方向的第二方向上的輻射范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，該第一微結(jié)構(gòu)為鋸齒狀凸起。
3.如權(quán)利要求2所述的照明裝置，其特征在于，該光學(xué)透鏡具有一個(gè)包含該多個(gè)第一 條狀微結(jié)構(gòu)的板狀輪廓，且該入光面為平面，該多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)配置在出光面上。
4.如權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于，該入光面及該出光面中至少一者上進(jìn) 一步配置沿該第二方向延伸的多個(gè)第二條狀微結(jié)構(gòu)，以擴(kuò)展光線在該第一方向上的輻射范 圍。
5.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，每個(gè)凸起包括一個(gè)位于其遠(yuǎn)離該中心 對(duì)稱軸的一側(cè)的第一鋸齒面，以及一個(gè)連接該第一鋸齒面的第二鋸齒面，且每個(gè)凸起沿垂 直于該第一方向的截面具有一個(gè)三角形輪廓，該三角該三角形輪廓的頂角為20度至70度。
6.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，該光學(xué)透鏡具有一個(gè)沿該第一方向延 伸且沿遠(yuǎn)離該固態(tài)光源的一側(cè)凸出的弧狀輪廓，該多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)配置在入光面上， 且該出光面為對(duì)應(yīng)于該弧狀輪廓的曲面。
7.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一個(gè)透光接合層，該透光接 合層位于固態(tài)光源與光學(xué)透鏡之間以連接該固態(tài)光源與該光學(xué)透鏡。
8.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該透光接合層的反折射率小于該光學(xué) 透鏡的折射率。
9.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，該光學(xué)透鏡的材料包括硅膠、壓克力、 聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
10.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，該固態(tài)光源包括至少一個(gè)發(fā)光二極管 或至少一個(gè)發(fā)光二極管芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明裝置，其包括一個(gè)具有中心對(duì)稱軸的固態(tài)光源及一個(gè)光學(xué)透鏡。該光學(xué)透鏡與該固態(tài)光源相對(duì)設(shè)置，包括一個(gè)入光面及一個(gè)與該入光面相對(duì)的出光面，該入光面及該出光面中至少一者上配置沿一第一方向延伸的多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)，該多個(gè)第一條狀微結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置在該中心對(duì)稱軸的兩側(cè)，以擴(kuò)展光線在一個(gè)垂直于該第一方向的第二方向上的輻射范圍。所述照明裝置中設(shè)置的光學(xué)透鏡可使光線經(jīng)由其出射后的輻射范圍變大，從而獲得較大的照明范圍。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK101846288SQ20091030114
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者賴志銘, 韋安琪 申請(qǐng)人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司;沛鑫能源科技股份有限公司