專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光二極管模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光組件，特別涉及一種發(fā)光二極管模組。
背景技術(shù)：
作為一種新興的光源，發(fā)光二極管憑借其發(fā)光效率高、體積小、重量輕、環(huán)保等優(yōu) 點(diǎn)，已廣泛用于各領(lǐng)域中，大有取代傳統(tǒng)光源的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的發(fā)光二極管路燈包括一燈殼、若干安裝于燈殼內(nèi)的多個(gè)發(fā)光二極管及一固 定于燈殼上并蓋住這些發(fā)光二極管的燈罩。路燈通常安裝于道路的一側(cè)，為使發(fā)光二極管 所發(fā)出的光線(xiàn)能夠照射道路上指定區(qū)域，路燈中通常設(shè)置有與發(fā)光二極管配合的反射板。 然而，由于發(fā)光二極管光軸附近的光強(qiáng)較大，而反光板對(duì)發(fā)光二極管偏離其光軸較大角度 的光線(xiàn)具有較好反射效果，對(duì)光軸附近的光線(xiàn)調(diào)節(jié)作用較小。因此，反光板不能對(duì)整個(gè)發(fā)光 二極管發(fā)出光線(xiàn)的光形進(jìn)行較好的調(diào)整，難以滿(mǎn)足實(shí)際照明需求。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種發(fā)光二極管模組。一種發(fā)光二極管模組，其包括一發(fā)光二極管及罩設(shè)于所述發(fā)光二極管的一透鏡， 所述發(fā)光二極管具有一光軸，所述透鏡包括一與所述發(fā)光二極管相鄰的入光面及一與所 述入光面相對(duì)的出光面，所述出光面分別相對(duì)于垂直相交于所述光軸的第一平面與第二平 面對(duì)稱(chēng)，在所述第一平面內(nèi)，從所述出光面射出后的光線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的分布在相對(duì)所述光軸偏離 0-45度的范圍內(nèi)，在所述第二平面內(nèi)，從所述出光面射出后的光線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的分布在相對(duì)所述 光軸偏離0-75度的范圍內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管模組中，透鏡的出光面分別相對(duì)于 垂直相交于所述光軸的第一平面與第二平面對(duì)稱(chēng)，這樣，發(fā)光二極管發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)出光面 射出后可相對(duì)于其光軸呈對(duì)稱(chēng)分布。另外，在第一平面內(nèi)，從出光面射出后的光線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的分 布在相對(duì)光軸偏離0-45度的范圍內(nèi)，在第二平面內(nèi)，從出光面射出后的光線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的分布在 相對(duì)光軸偏離0-75度的范圍內(nèi)，這樣的光形分布可使發(fā)光二極管模組不會(huì)產(chǎn)生眩光影響。下面參照附圖，結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1為本技術(shù)方案實(shí)施例的發(fā)光二極管模組的立體分解圖。圖2為圖1的發(fā)光二極管模組的組裝后的橫截面圖。圖3為圖1的發(fā)光二極管模組的組裝后的縱截面圖。圖4為圖1的發(fā)光二極管模組的透鏡的立體圖。圖5為圖1的發(fā)光二極管模組的配光曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式以下 ，將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本技術(shù)方案的發(fā)光二極管模組進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管模組包括一發(fā)光二極管10及罩設(shè)發(fā)光 二極管10的一透鏡20。如圖1至3所示，透鏡20由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或其它透光 性良好的材料制成。透鏡20包括一支撐部21、一導(dǎo)光部22及連接在支撐部21與導(dǎo)光部 22之間的連接部23。導(dǎo)光部22包括一與發(fā)光二極管10相鄰的入光面24及與入光面24相對(duì)的出光面 25。發(fā)光二極管模組工作時(shí)，發(fā)光二極管10發(fā)出的光線(xiàn)從入光面24進(jìn)入透鏡20，再?gòu)某龉?面25射出透鏡20。在入光面24和出光面25的共同導(dǎo)引下，透鏡20將發(fā)光二極管10發(fā) 出的光線(xiàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到合理的光形。發(fā)光二極管10具有一光軸I，出光面25分別相對(duì) 于垂直相交于光軸I的第一平面與第二平面對(duì)稱(chēng)，以使發(fā)光二極管10發(fā)出的光線(xiàn)自出光面 25射出后具有對(duì)稱(chēng)的光形。第一平面為圖2所示沿透鏡20的寬度方向的中心截面所在的 平面；第二平面為圖3所示沿透鏡20的長(zhǎng)度方向的中心截面所在的平面。出光面25包括位于中部的自由曲面251和位于自由曲面251左右兩側(cè)的橢球面 252。自由曲面251為軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，其寬度從前后兩側(cè)向中部遞減。自由曲面251包括位于 中部的凹弧段2511和連接于凹弧段2511兩端的二凸弧段2512。二橢球面252對(duì)稱(chēng)地位于 自由曲面251的兩側(cè)，每一橢球面252包括與連接部23相接的直線(xiàn)邊以及與自由曲面251 的凹弧段2511、二凸弧段2512的邊緣相接的曲線(xiàn)邊。自由曲面251的凹弧段2511相對(duì)其 二側(cè)的凸弧段2512稍微下凹，因此，每一橢球面252的寬度從前后兩側(cè)向中部先增加再減 小為同一寬度。入光面24為自定位槽210的頂面中部區(qū)域上凹的一自由曲面，其軸線(xiàn)和發(fā)光二極 管10的光軸I重合。另外，為了配合不同結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管10或者為了使從透鏡20射出 的光線(xiàn)分布更為合理，入光面24的頂部可上凹一球面26。可以理解，本實(shí)施例發(fā)光二極管模組中的透鏡20的出光面25不限于橢球面252 和自由曲面251的組合結(jié)構(gòu)，入光面24不限于自由曲面，在此基礎(chǔ)上作一定變化和修整也 是可行的，只要經(jīng)透鏡20出射的光線(xiàn)具有上述實(shí)施例中的光效即可。當(dāng)然，入光面24的中心 也可偏離發(fā)光二極管10的光軸I，使發(fā)光二極管10發(fā)出的光線(xiàn)從透鏡20射出后合理分布。支撐部21、連接部23的設(shè)置旨在方便導(dǎo)光部22和發(fā)光二極管10的配合以及透 鏡20和電路板等其他元件的安裝，因此，支撐部21、連接部23的結(jié)構(gòu)不限。本實(shí)施例中， 支撐部21的底面為平面，連接部23的頂面為平面，以便于透鏡20的安裝。導(dǎo)光部22的出 光面25為關(guān)于發(fā)光二極管10的光軸I對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)，為方便定位發(fā)光二極管10在導(dǎo)光部22 的安裝位置，使出光面25和發(fā)光二極管10的光軸I重合，且為了方便后續(xù)透鏡20的安裝， 支撐部21、連接部23均設(shè)置為規(guī)則的幾何體。本實(shí)施例中，支撐部21、連接部23均為長(zhǎng)方 體，連接部23的面積小于支撐部21的面積，連接部23形成于支撐部21的頂面，且連接部 23和支撐部21同中心設(shè)置。導(dǎo)光部22形成于連接部23上表面的中心區(qū)域，因此，支撐部 21、導(dǎo)光部22及連接部23三者同中心設(shè)置，即此三者的中心軸線(xiàn)和發(fā)光二極管10的光軸 I重合。如圖4所示，支撐部21的底面中部區(qū)域開(kāi)設(shè)一用于容置發(fā)光二極管10的定位槽210，其具有二相對(duì)的長(zhǎng)壁211和二短壁212。每一長(zhǎng)壁211和其相鄰的短壁212之間形成 一向內(nèi)突出的導(dǎo)角。每一長(zhǎng)壁211的中部向外凹陷出一弧面部，同樣，每一短壁212的中部 也向外凹陷出一弧面部。這樣的定位槽210結(jié)構(gòu)，可以配合不同封裝外形的發(fā)光二極管10， 并可使發(fā)光二極管10任意放置在定位槽210中。本實(shí)施例中，參閱圖2、3，發(fā)光二極管10 具有二相對(duì)的短端面110和二相對(duì)的長(zhǎng)端面120。發(fā)光二極管10沿其長(zhǎng)度方向的兩側(cè)抵靠 于定位槽210的二短壁212，即發(fā)光二極管10的二短端面110和定位槽210的二短壁212 接觸，定位槽210的四個(gè)導(dǎo)角抵靠于發(fā)光二極管10 二長(zhǎng)端面120 ；發(fā)光二極管10沿其寬度 方向的兩側(cè)和定位槽210的二長(zhǎng)壁211間隔設(shè)置，即二長(zhǎng)端面120和二長(zhǎng)壁211互相未接 觸。裝設(shè)在定位槽210中的發(fā)光二極管10的光軸和發(fā)光二極管10的光軸I重合。本發(fā)明的發(fā)光二極管模組工作時(shí)，發(fā)光二極管10發(fā)出的光線(xiàn)從透鏡20的出光面 25射出后相對(duì)于發(fā)光二極管10的光軸I對(duì)稱(chēng)分布。結(jié)合圖5具體說(shuō)明經(jīng)出光面25射出的 光線(xiàn)的分布情況。圖5為發(fā)光二極管模組的極坐標(biāo)配光曲線(xiàn)(也叫光強(qiáng)分布曲線(xiàn))，其包 括在圖2及圖3中所示的截面內(nèi)的兩條配光曲線(xiàn)，其中虛線(xiàn)表示的曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)圖2所示的截 面，即第一平面內(nèi)發(fā)光二極管模組的配光曲線(xiàn)；實(shí)線(xiàn)表示的曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)圖3所示的截面，即第 二平面內(nèi)發(fā)光二極管模組的配光曲線(xiàn)。圖5中，多個(gè)同心圓表示發(fā)光二極管模組發(fā)出的光 線(xiàn)的光強(qiáng)分布，同一圓上的光強(qiáng)相等，自同心圓的圓心由內(nèi)向外的圓上光強(qiáng)逐漸增大。自同 心圓的圓心引出的多條輻射狀的直線(xiàn)表示光線(xiàn)偏離光軸I的角度。需要說(shuō)明的是，圖5中 的光強(qiáng)值不具有很大意義，當(dāng)發(fā)光二極管10的數(shù)量/功率變化時(shí)，其具體數(shù)值則會(huì)相應(yīng)變 化；而經(jīng)過(guò)透鏡20的透射，偏離光軸I不同角度的光線(xiàn)具有的相對(duì)光強(qiáng)的分布才是圖5所 要表示的重點(diǎn)內(nèi)容所在。參閱圖5中虛線(xiàn)表示的曲線(xiàn)，發(fā)光二極管模組發(fā)出的光線(xiàn)，在第一平面內(nèi)光強(qiáng)相 對(duì)于光軸I大致呈對(duì)稱(chēng)分布。發(fā)光二極管10發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)透鏡20射出后，其峰值光強(qiáng)出 現(xiàn)在偏離光軸I大約30度內(nèi)，且偏離光軸I的0-15度范圍內(nèi)的光線(xiàn)的光強(qiáng)變化幅度較小， 且均高于其他角度范圍內(nèi)的光強(qiáng)。偏離光軸I的15-45度范圍內(nèi)，偏離光軸I的角度越大， 光線(xiàn)的光強(qiáng)越小。光線(xiàn)偏離光軸I的角度大約45度時(shí)，光線(xiàn)的光強(qiáng)趨于0。參閱圖5中實(shí)線(xiàn)表示的曲線(xiàn)，發(fā)光二極管模組發(fā)出的光線(xiàn)，在第二平面內(nèi)光強(qiáng)相 對(duì)于光軸I大致呈對(duì)稱(chēng)分布。發(fā)光二極管10發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)透鏡20射出后，其峰值光強(qiáng)出 現(xiàn)在偏離光軸I的大約60度的范圍內(nèi)。在偏離光軸I的045度范圍內(nèi)，發(fā)光二極管10發(fā) 出的光線(xiàn)相對(duì)于光軸I偏離的角度越大，光強(qiáng)越大。在偏離光軸I的45-75度范圍內(nèi)，發(fā)光 二極管10發(fā)出的光線(xiàn)相對(duì)于光軸I偏離的角度越大，光強(qiáng)越小。光線(xiàn)偏離光軸I的角度大 約75度時(shí)，光線(xiàn)的光強(qiáng)趨于0。 需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例所引入的“第一平面”、“第二平面”是假想的平面，其并非 發(fā)光二極管模組的一部分，為分析發(fā)光二極管模組應(yīng)用于道路照明時(shí)透鏡20對(duì)光線(xiàn)的偏 轉(zhuǎn)情況，第一平面為橫跨道路寬度方向且經(jīng)過(guò)發(fā)光二極管10的光軸I的平面；第二平面為 與第一平面垂直相交、與道路長(zhǎng)度方向一致且經(jīng)過(guò)發(fā)光二極管10的光軸I的平面，第一平 面、第二平面同時(shí)垂直于路面。因此，上文描述的第一平面內(nèi)發(fā)光二極管模組的配光曲線(xiàn)展 示出了發(fā)光二極管模組沿道路寬度方向的光強(qiáng)分布情況；第二平面內(nèi)發(fā)光二極管模組的配 光曲線(xiàn)展示出了發(fā)光二極管模組沿道路長(zhǎng)度方向的光強(qiáng)分布情況。發(fā)光二極管模組中透鏡20的出光面25為相對(duì)于發(fā)光二極管10的光軸I對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)，發(fā)光二極管10發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)出光面25射出后所產(chǎn)生的光形關(guān)于光軸I對(duì)稱(chēng)分布。具 體來(lái)說(shuō)，在道路寬度方向上，光強(qiáng)相對(duì)發(fā)光二極管10的光軸I呈對(duì)稱(chēng)分布，具體應(yīng)用效果視 發(fā)光二極管模組的安裝方式而定。當(dāng)發(fā)光二極管模組安裝于道路寬度中部的正上方時(shí)，整 個(gè)道路寬度區(qū)域可被合理照亮。當(dāng)發(fā)光二極管模組安裝于兩條馬路之間時(shí)，可調(diào)整發(fā)光二 極管 模組的尺寸、發(fā)光功率等參數(shù)，發(fā)光二極管模組可同時(shí)照亮兩條馬路的整個(gè)寬度區(qū)域。 在道路長(zhǎng)度方向上，光強(qiáng)相對(duì)發(fā)光二極管10的光軸I呈對(duì)稱(chēng)分布，可同樣光強(qiáng)的照亮發(fā)光 二極管模組沿道路長(zhǎng)度方向的兩側(cè)的區(qū)域。 另外，在第一平面內(nèi)，從出光面射出后的光線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的分布在相對(duì)光軸偏離0-45度 的范圍內(nèi)，在第二平面內(nèi)，從出光面射出后的光線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的分布在相對(duì)光軸偏離0-75度的范 圍內(nèi)。通常情況下，發(fā)光二極管模組的光線(xiàn)相對(duì)光軸偏離80-90度的范圍內(nèi)比較容易產(chǎn)生 眩光，而本實(shí)施例的發(fā)光二極管模組產(chǎn)生的光線(xiàn)基本分布0-75度的范圍內(nèi)，因此不會(huì)產(chǎn)生 眩光影響。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管模組，其包括一發(fā)光二極管及罩設(shè)于所述發(fā)光二極管的一透鏡，其 特征在于所述發(fā)光二極管具有一光軸，所述透鏡包括一與所述發(fā)光二極管相鄰的入光面 及一與所述入光面相對(duì)的出光面，所述出光面分別相對(duì)于垂直相交于所述光軸的第一平面 與第二平面對(duì)稱(chēng)，在所述第一平面內(nèi)，從所述出光面射出后的光線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的分布在相對(duì)所述 光軸偏離0-45度的范圍內(nèi)，在所述第二平面內(nèi)，從所述出光面射出后的光線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的分布在 相對(duì)所述光軸偏離0-75度的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于在所述第一平面內(nèi)，偏離光軸 0-15度范圍內(nèi)的光線(xiàn)的光強(qiáng)大于偏離光軸15-45度范圍內(nèi)的光線(xiàn)的光強(qiáng)。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于在偏離光軸0-15度范圍內(nèi)，光 線(xiàn)的光強(qiáng)大小相同，在偏離光軸15-45度范圍內(nèi)，隨偏離光軸的角度越大，光強(qiáng)越小。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于在所述第二平面內(nèi)，偏離光軸 0-45度范圍內(nèi)，隨偏離光軸的角度變大，光強(qiáng)變大。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于在偏離光軸45-75度范圍內(nèi)，隨 偏離光軸的角度變大，光強(qiáng)變小。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述出光面包括位于中部的自 由曲面和位于所述自由曲面兩側(cè)的二橢球面，所述自由曲面相對(duì)于所述第一平面前后對(duì) 稱(chēng)，所述二橢球面相對(duì)于所述第二平面左右對(duì)稱(chēng)。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述自由曲面包括位于中部的 凹弧段和連接于該凹弧段兩端的二凸弧段。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述自由曲面的寬度從前后兩 側(cè)向中部遞減，每一橢球面的寬度從前后兩側(cè)向中部先遞增再遞減。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述透鏡包括一支撐部，該支撐 部的底面中部區(qū)域開(kāi)設(shè)一用于容置所述發(fā)光二極管的定位槽，所述入光面為自該定位槽的 頂部上凹而成的自由曲面。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述入光面的中心和所述發(fā)光 二極管的光軸重合，或所述入光面的中心偏離所述發(fā)光二極管的光軸。
全文摘要
一種發(fā)光二極管模組，其包括一發(fā)光二極管及罩設(shè)于所述發(fā)光二極管的一透鏡，所述發(fā)光二極管具有一光軸，所述透鏡包括一與所述發(fā)光二極管相鄰的入光面及一與所述入光面相對(duì)的出光面，所述出光面分別相對(duì)于垂直相交于所述光軸的第一平面與第二平面對(duì)稱(chēng)，在所述第一平面內(nèi)，從所述出光面射出后的光線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的分布在相對(duì)所述光軸偏離0-45度的范圍內(nèi)，在所述第二平面內(nèi)，從所述出光面射出后的光線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的分布在相對(duì)所述光軸偏離0-75度的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102042515SQ20091030831
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者呂佳川, 張海衛(wèi), 陳慶仲 申請(qǐng)人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司