專利名稱：一種led及l(fā)ed路燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二級(jí)管(LED)領(lǐng)域，尤其涉及能夠?qū)崿F(xiàn)矩形光分布的發(fā)光二級(jí)管 (LED)及由其構(gòu)成的路燈照明裝置。
背景技術(shù)：
功率型白光LED因其節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是新一代的固體照明光源，將 逐步取代白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)照明光源，進(jìn)入普通照明領(lǐng)域。一般的LED路燈是采用普通 封裝的LED，由于普通封裝的LED的發(fā)光芯片和熒光粉發(fā)出的光沒(méi)有進(jìn)行光學(xué)校正，會(huì)形成 圓形的光斑(光分布為朗伯型)，因此其照射到路面的光分布為中間亮而四周暗的圓形光 斑，照度很不均勻，并且圓形光斑不符合道路縱長(zhǎng)的要求，一般需要借助其他輔助的光學(xué)透 鏡系統(tǒng)將圓形光斑轉(zhuǎn)換成矩形光區(qū)?，F(xiàn)有技術(shù)中，將圓形光斑轉(zhuǎn)換成矩形光區(qū)多采用柱面透鏡，它雖然可使發(fā)出的光 線投射成矩形光區(qū)，但是不能解決光線不均勻的問(wèn)題?；蛘邽楦纳普斩染鶆蚨?，通常的解決 方法是使用二次光學(xué)透鏡或者比較復(fù)雜的反光杯，然而這兩種方法結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜且成本 也較高，而且光損失較大。例如中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN101324317A就公開(kāi)了一種“異形透鏡 及大功率LED路燈罩”。其在LED外側(cè)再設(shè)置一個(gè)透鏡，該透鏡為異形透鏡，可以將半球面 的LED光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成矩形光斑，而且可以很好的解決光線不均勻的問(wèn)題。但是該異 形透鏡的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，而且要求精度也非常高，一旦加工精度達(dá)不到要求，就無(wú)法達(dá)到預(yù) 期的反射或者折射效果。因此現(xiàn)有的采用異形透鏡的解決方案成本很高。而且這種結(jié)構(gòu) 中使用的二次透鏡本身對(duì)可見(jiàn)光的透射率只有90%左右，這樣就造成了路燈光效的下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為克服上述的已有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出一種LED，該LED本身的封裝體 自身形成一個(gè)透鏡，能夠?qū)l(fā)光芯片和熒光粉發(fā)出的不同角度的光由不同的曲面校正，改 變他的出光角度，使LED本身發(fā)出的光形成矩形的光斑，和馬路路面的形狀一樣，使用時(shí)路 面上的照度也很均勻。并且，將該特殊封裝結(jié)構(gòu)的LED應(yīng)用于路燈照明領(lǐng)域，獲得一種能夠 實(shí)現(xiàn)均勻矩形光分布的LED路燈。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種LED是在LED支架上固定一個(gè)LED芯片，LED芯片上涂布上熒光膠，所述的 LED支架上方與熒光膠外部設(shè)有一個(gè)封裝透鏡，并在封裝透鏡內(nèi)側(cè)與熒光膠外部之間注入 硅膠，所述的封裝透鏡由兩個(gè)類似橢球的球冠體拼接而成，拼接處的高度小于球冠頂點(diǎn)的 高度，每個(gè)球冠體外表面由3段曲率不同的曲面光滑銜接構(gòu)成，其中位于球冠體的球冠頂 點(diǎn)處的第二曲面段曲率半徑小于靠近兩球冠體拼接處的第一曲面段曲率半徑和封裝透鏡 兩外側(cè)的第三曲面段曲率半徑。進(jìn)一步的，所述的封裝透鏡和硅膠可以替代為一體的具有上述的由兩個(gè)類似橢球 的球冠體拼接而成的封裝透鏡外形的硅膠封裝結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的，所述的拼接處與球冠頂點(diǎn)的高度差是0. Imm 2mm。更進(jìn)一步的，所述的拼接處與球冠頂點(diǎn)的高度差是0. 3mm 0. 7mm。再進(jìn)一步的，所述的拼接處與球冠頂點(diǎn)的高度差是0. 5mm。進(jìn)一步的，所述的兩個(gè)球冠體的球冠頂點(diǎn)的間距是0. 5mm 8mm。更進(jìn)一步的，所述的兩個(gè)球冠體的球冠頂點(diǎn)的間距是3. 5mm 4. 5mm。進(jìn)一步的，所述的第二曲面段曲率半徑是Imm 10mm。更進(jìn)一步的，所述的第二曲面段曲率半徑是2. 3mm。一種由如上所述的LED、燈具底座和反光罩構(gòu)成的LED路燈具體是所述的反光罩 為多條根據(jù)應(yīng)用要求排列設(shè)置的U形長(zhǎng)槽型，將多個(gè)如上所述的LED根據(jù)應(yīng)用要求間隔置 于所述的反光罩的U形長(zhǎng)槽型的底部，將所述的反光罩安裝在所述的燈具底座上。進(jìn)一步的，所述的反光罩的U形長(zhǎng)槽型的兩側(cè)邊是可調(diào)的平板。更進(jìn)一步的，所述的兩側(cè)邊的平板樞接于所述的U形長(zhǎng)槽型的底部。更進(jìn)一步的，所述的兩側(cè)邊的平板的夾角為15° 85°。進(jìn)一步的，所述的封裝透鏡的材料可以是高透光度的樹(shù)脂或硅膠。本發(fā)明采用如上技術(shù)方案，本發(fā)明提出一種LED，該LED本身的封裝體自身形成一 個(gè)透鏡，透鏡表面是由不同曲面拼接而成，LED芯片和熒光粉所發(fā)出的不同角度的光恰好通 過(guò)不同的曲面出射，封裝透鏡材料與空氣間存在折射率差，使出射光線發(fā)生折射，從而改變 了光線的出射方向，使LED本身發(fā)出的光形成近似矩形的光斑，和馬路路面的形狀一樣，使 用時(shí)路面上的照度也很均勻。而且該LED結(jié)構(gòu)由于沒(méi)有使用已有技術(shù)中的二次光學(xué)透鏡和 反光杯，也就降低了生產(chǎn)成本，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低廉的矩形發(fā)光照明LED。本發(fā)明還 將該特殊封裝結(jié)構(gòu)的LED應(yīng)用于路燈照明領(lǐng)域，并且根據(jù)馬路照明需要設(shè)計(jì)一種U形長(zhǎng)槽 型的兩側(cè)邊是可調(diào)的平板的反光罩，能夠獲得一種能夠?qū)崿F(xiàn)均勻矩形光分布的LED路燈。 這種方案由于沒(méi)有加二次透鏡，避免了透鏡吸收反射等造成的光損失，相對(duì)于使用二次透 鏡的方案，路燈整燈的光效可以提高6%左右。



圖1(a)是本發(fā)明的LED的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)的寬面縱向截面示意圖； 圖1(b)是本發(fā)明的LED的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)的窄面縱向截面示意圖； 圖1 (c)是本發(fā)明的LED的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)的俯視圖； 圖2(a)是本發(fā)明的LED的第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)的寬面縱向截面示意圖； 圖2(b)是本發(fā)明的LED的第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)的窄面縱向截面示意圖； 圖2(c)是本發(fā)明的LED的第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)的俯視圖； 圖3(a)是本發(fā)明的LED的寬面縱向的光路示意圖； 圖3(b)是本發(fā)明的LED的窄面縱向的光路示意圖； 圖4是本發(fā)明的LED的角度與光強(qiáng)關(guān)系的光分布示意圖； 圖5是本發(fā)明的LED路燈的立體示意圖； 圖6是本發(fā)明的LED路燈的反光罩內(nèi)的光路示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。參閱圖1 (a)、圖1 (b)及圖1 (c)所示，本實(shí)施例的LED2包括LED芯片22、LED支 架21、熒光膠23、硅膠24以及封裝透鏡25。所述的LED芯片22固定在LED支架21上，再 從LED芯片22上引線到LED支架21上。在LED芯片22上涂布上熒光膠23，將封裝透鏡 25安裝到LED支架21上并蓋于LED芯片22外，再往封裝透鏡25內(nèi)注上硅膠24。所述的 封裝透鏡25下端的硅膠24與LED支架21等結(jié)構(gòu)緊密相接，沒(méi)有空氣層，其材料可以為透 明硅膠、透明環(huán)氧樹(shù)脂等。所述的封裝透鏡25由兩個(gè)類似橢球的球冠體拼接而成，拼接處 251的高度小于球冠頂點(diǎn)252的高度，每個(gè)球冠體外表面由3段曲率不同的曲面光滑銜接構(gòu) 成，其中位于球冠體的球冠頂點(diǎn)處的第二曲面段曲率半徑R2小于靠近兩球冠體拼接處的 第一曲面段曲率半徑Rl和封裝透鏡25兩外側(cè)的第三曲面段曲率半徑R3。參閱圖2 (a)、圖2 (b)及圖2 (c)所示，第二實(shí)施例的LED2和上述的第一實(shí)施例一 樣包括LED芯片22、LED支架21、熒光膠23，不同的是上述的封裝透鏡25和硅膠24可以替 代為一體的具有上述的由兩個(gè)類似橢球的球冠體拼接而成的封裝透鏡外形的硅膠封裝結(jié) 構(gòu) 24，。上述兩個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)中的封裝透鏡25或者相同封裝透鏡外形的硅膠封裝結(jié)構(gòu)24 的兩個(gè)類似橢球的球冠體的拼接處251與球冠頂點(diǎn)252的高度差是0. Imm 2mm。優(yōu)選的， 所述的拼接處251與球冠頂點(diǎn)252的高度差是0. 3mm 0. 7mm。最優(yōu)的，所述的拼接處251 與球冠頂點(diǎn)252的高度差是0. 5mm。所述的兩個(gè)球冠體的球冠頂點(diǎn)252的間距是0. 5mm 8mm。優(yōu)選的，所述的兩個(gè)球冠體的球冠頂點(diǎn)252的間距是3. 5mm 4. 5mm。所述的第二曲 面段曲率半徑R2是Imm 10mm。優(yōu)選的，所述的第二曲面段曲率半徑R2是2. 3mm。而靠 近兩球冠體拼接處的第一曲面段曲率半徑Rl和封裝透鏡25兩外側(cè)的第三曲面段曲率半徑 R 3相比第二曲面段曲率半徑R2更大，可以是一個(gè)微微凸出的曲面即可，甚至是接近平面。由于封裝透鏡25及硅膠24或者硅膠封裝結(jié)構(gòu)24’的材料與空氣間存在折射率差， LED芯片22與熒光粉發(fā)出的光在封裝透鏡25或者硅膠封裝結(jié)構(gòu)24’表面發(fā)生折射，從而改 變了光線的出射方向。而本發(fā)明的封裝透鏡25或者硅膠封裝結(jié)構(gòu)24’是通過(guò)改變已有LED 封裝表面形狀，將原有的單球透鏡改為雙橢球透鏡，這種結(jié)構(gòu)的透鏡封裝的光路如圖3(a) 及圖3(b)所示。從光路圖中可以看出，LED芯片22發(fā)出的光通過(guò)由兩個(gè)類似橢球的球冠 體拼接而成的封裝透鏡外形的封裝透鏡25或者硅膠封裝結(jié)構(gòu)24’后將其較寬方向兩側(cè)的 光強(qiáng)加強(qiáng)，從而形成照度均勻的矩形光斑。圖4是所述LED2的角度與光強(qiáng)關(guān)系的光分布示意圖，此光強(qiáng)分布的LED用到照 明當(dāng)中即可得到照度均勻的矩形光分布，因此本發(fā)明以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)解決了白光LED照度不 均勻的問(wèn)題，且可得到所需的矩形光斑。參閱圖5所示，是將本發(fā)明的LED結(jié)構(gòu)應(yīng)用于路燈照明領(lǐng)域，從而提出的一種實(shí)現(xiàn) 均勻矩形光分布的LED路燈。該LED路燈由如上所述的LED2、燈具底座3和反光罩1構(gòu)成。 其中，所述的反光罩1為多條根據(jù)應(yīng)用要求排列設(shè)置的U形長(zhǎng)槽型，將多個(gè)如上所述的LED2 根據(jù)應(yīng)用要求間隔設(shè)置于所述的反光罩1的U形長(zhǎng)槽型的底部11，將所述的反光罩1安裝 在所述的燈具底座3上。所述的反光罩1的U形長(zhǎng)槽型的兩側(cè)邊是可調(diào)的平板12。優(yōu)選 的，所述的兩側(cè)邊的平板12樞接于所述的U形長(zhǎng)槽型的底部11。所述的兩側(cè)邊的平板12的夾角為15° 85°。參閱圖6所示，所述的LED2在安裝時(shí)，以其較寬縱向沿著反光罩1的U形長(zhǎng)槽縱 向安裝，而在路燈上，U形長(zhǎng)槽型的反光罩1又沿道路縱向設(shè)置。此外，所述反光罩1的兩 側(cè)邊具有夾角為15° 85°的平板12會(huì)將LED2發(fā)出的射向道路橫向的多余的光線向中 間反射回來(lái)，從而確保了該LED路燈產(chǎn)生更理想的矩形光分布，以滿足道路的均勻矩形照 明的需求。本發(fā)明的LED路燈的一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)在于該反光罩1的U形長(zhǎng)槽兩側(cè)邊的平板 12與U形長(zhǎng)槽型的底部11是樞接的可調(diào)結(jié)構(gòu)。安裝時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)兩側(cè)邊的平板12相 對(duì)U形長(zhǎng)槽型的底部11垂直線的角度α、β，來(lái)調(diào)節(jié)向中間補(bǔ)強(qiáng)光線的多少。這樣，當(dāng)所 述的LED的封裝透鏡25或者硅膠封裝結(jié)構(gòu)24’的加工精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致折射后的 光線中間不足或者較亮?xí)r，可以通過(guò)安裝燈具時(shí)，調(diào)節(jié)反光罩1兩側(cè)邊平板12的角度，將光 線向不足的位置進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，從而使光線均勻分布。通過(guò)可調(diào)反光罩1兩側(cè)邊角度來(lái)補(bǔ)強(qiáng)光 線的方式，可以降低對(duì)封裝透鏡25或者硅膠封裝結(jié)構(gòu)24’的加工精度要求。再者，可調(diào)節(jié) 兩側(cè)邊角度的反光罩1，還可以對(duì)光線的照射區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)，也就是說(shuō)，根據(jù)LED路燈和LED 路燈上LED在道路橫向上的安裝位置，以及所要求的照射區(qū)域，來(lái)調(diào)節(jié)兩側(cè)邊的角度，通過(guò) 反光罩兩側(cè)邊的反射，使光線落到規(guī)定區(qū)域。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明 白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì) 本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種LED，其特征在于在LED支架(21)上固定一個(gè)LED芯片(22)，LED芯片(22)上涂布上熒光膠(23)，所述的LED支架(21)上方與熒光膠(23)外部設(shè)有一個(gè)封裝透鏡(25)，并在封裝透鏡(25)內(nèi)側(cè)與熒光膠(23)外部之間注入硅膠(24)，所述的封裝透鏡(25)由兩個(gè)類似橢球的球冠體拼接而成，拼接處(251)的高度小于球冠頂點(diǎn)(252)的高度，每個(gè)球冠體外表面由3段曲率不同的曲面光滑銜接構(gòu)成，其中位于球冠體的球冠頂點(diǎn)處的第二曲面段曲率半徑(R2)小于靠近兩球冠體拼接處的第一曲面段曲率半徑(R1)和封裝透鏡(25)兩外側(cè)的第三曲面段曲率半徑(R3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其特征在于所述的封裝透鏡(25)和硅膠(24)可以替 代為一體的具有上述的由兩個(gè)類似橢球的球冠體拼接而成的封裝透鏡外形的硅膠封裝結(jié) 構(gòu)(24，)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其特征在于所述的拼接處(251)與球冠頂點(diǎn)(252)的 高度差是0. Imm 2mmο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED，其特征在于所述的拼接處(251)與球冠頂點(diǎn)(252)的 高度差是0. 3mm 0. 7_。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED，其特征在于所述的拼接處(251)與球冠頂點(diǎn)(252)的 高度差是0. 5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其特征在于所述的兩個(gè)球冠體的球冠頂點(diǎn)(252)的間 距是0. 5mm 8mmο
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED，其特征在于所述的兩個(gè)球冠體的球冠頂點(diǎn)(252)的間 距是 3. 5mm 4. 5mm0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其特征在于所述的第二曲面段曲率半徑(R2)是Imm IOmm0
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED，其特征在于所述的第二曲面段曲率半徑(R2)是 2. 3mmο
10.一種由如上任一權(quán)利要求所述的LED(2)、燈具底座(3)和反光罩(1)構(gòu)成的LED 路燈，其特征在于所述的反光罩(1)為多條U形長(zhǎng)槽型，將多個(gè)如上任一權(quán)利要求所述的 LED (2)設(shè)置于所述的反光罩(1)的U形長(zhǎng)槽型的底部(11)，將所述的反光罩(1)安裝在所 述的燈具底座⑶上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的LED路燈，其特征在于所述的反光罩(1)的U形長(zhǎng)槽型 的兩側(cè)邊是可調(diào)的平板(12)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED路燈，其特征在于所述的兩側(cè)邊的平板(12)樞接于 所述的U形長(zhǎng)槽型的底部(11)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED路燈，其特征在于所述的兩側(cè)邊的平板(12)的夾角 為 15° 85°。
全文摘要
本發(fā)明涉及LED結(jié)構(gòu)及LED路燈照明領(lǐng)域。其中，該LED是在LED支架上固定一個(gè)LED芯片，LED芯片上涂布上熒光膠，所述的LED支架上方與熒光膠外部設(shè)有一個(gè)封裝透鏡，并在封裝透鏡內(nèi)側(cè)與熒光膠外部之間注入硅膠，所述的封裝透鏡由兩個(gè)類似橢球的球冠體拼接而成，封裝透鏡和硅膠也可以替代為一體的具有封裝透鏡外形的硅膠封裝結(jié)構(gòu)。該LED路燈是由如上所述的LED、燈具底座和反光罩構(gòu)成，所述的反光罩為多條U形長(zhǎng)槽型，將多個(gè)如上所述的LED設(shè)置于所述的反光罩的U形長(zhǎng)槽型的底部，將所述的反光罩安裝在所述的燈具底座上。本發(fā)明以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)解決了白光LED在路燈照明時(shí)照度不均的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一種可得到均勻矩形光斑照明的LED結(jié)構(gòu)和LED路燈。
文檔編號(hào)F21V5/04GK101900266SQ20101018980
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者李興龍, 李小紅, 柴儲(chǔ)芬 申請(qǐng)人:廈門華聯(lián)電子有限公司