專利名稱：集成大功率led透鏡及其燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED燈具，特別是涉及一種多芯片封裝的集成大功率LED透鏡及其燈具。
背景技術(shù)：
LED相比傳統(tǒng)光源具有發(fā)光效率高、顯色性好、耗電量少、節(jié)能環(huán)保、安全可靠性 高、使用壽命長的優(yōu)勢，并已在各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，被業(yè)界認(rèn)為是照明光源市場的主要方 向，具有巨大的市場潛力。目前，多芯片封裝的集成大功率LED以其低成本正在被廣泛使 用，常用的單顆芯片封裝的LED，其出光面面積很小，為1X1毫米，采用這種單顆芯片封裝 LED配光設(shè)計的透鏡，無法在多芯片集成封裝的大功率LED上應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于多顆LED芯片集成封裝的大功率LED 透鏡及其燈具。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是集成大功率LED透鏡，包括入光面和 出光面，還包括環(huán)形反射面，所述出光面與環(huán)形反射面相貫，所述入光面為二次曲面，其曲 面系數(shù)為κ = -1. 2 -1. 5，R = 35 41mm，所述出光面為平面，所述環(huán)形反射面為二次曲 面，其曲面系數(shù)為K = -0. 24 -0. 26，R = 23 29mm。進(jìn)一步的，采用多個上述集成大功率LED透鏡，所述多個集成大功率LED透鏡采用 陣列式排布，構(gòu)成陣列式組合透鏡。進(jìn)一步的，所述陣列式組合透鏡與燈罩采用一體結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，在所述多芯片封裝集成大功率LED的出光平面上設(shè)置反光罩。進(jìn)一步的，所述反光罩的出光角與所述陣列式組合透鏡的出光角相同。進(jìn)一步的，所述反光罩為二次曲面，其曲面系數(shù)為K = -1. 3 -1. 5，R = 63 65mm0集成大功率LED燈具，包括多芯片封裝集成大功率LED、散熱器、電器箱和電纜，還 包括上述集成大功率LED透鏡，所述多芯片封裝集成大功率LED的發(fā)光面正對所述集成大 功率LED透鏡的入光面。進(jìn)一步的，在所述多芯片封裝集成大功率LED的出光平面上設(shè)置反光罩。進(jìn)一步的，所述反光罩的出光角與所述陣列式組合透鏡的出光角相同。進(jìn)一步的，所述反光罩為二次曲面，其曲面系數(shù)為K = -1. 3 -1. 5，R = 63 65mm0本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用合理的入光面和出光面的形狀，并與環(huán)形反射 面結(jié)合，LED中心區(qū)域的光線經(jīng)出光面出射，LED邊緣的光線經(jīng)環(huán)形反射面出射，可以避免 由于透鏡的視場角有限而損失LED光能，從而最大限度地收集LED發(fā)出的光線，提高燈具的 發(fā)光效率，本發(fā)明透鏡的入光面口徑可以包容30、50、100顆LED芯片集成封裝的LED，適用燈具的功率為30瓦、50瓦、100瓦；本發(fā)明將上述透鏡采用陣列式排布構(gòu)成陣列式組合透 鏡，可以適用燈具的功率為30瓦、50瓦、100瓦這三種功率的任意倍數(shù)組合，極大地擴(kuò)大了 大口徑陣列式組合透鏡的應(yīng)用領(lǐng)域；本發(fā)明采用透鏡與反光罩結(jié)合，LED中心區(qū)域的光線 經(jīng)透鏡出射，LED邊緣的光線經(jīng)過反光罩出射，反光罩將燈具的雜光收集起來，并且被定向 投射到有效照明區(qū)域，從而防止雜光的對環(huán)境造成“光污染”，防止眩光對人眼造成傷害。本 發(fā)明可廣泛應(yīng)用于工礦燈、防爆燈、高桿燈、投光燈等照明燈具上。


圖1是本發(fā)明的透鏡示意圖。圖2是本發(fā)明的陣列式排布的透鏡與反光罩結(jié)合的剖面圖。圖3是本發(fā)明燈具的剖面圖。圖4是本發(fā)明燈具的立體圖。圖5是本發(fā)明在單燈均勻照明時的光強(qiáng)分布曲線圖。圖6是本發(fā)明在五燈配合使用時的單燈光強(qiáng)分布曲線圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的透鏡包括入光面1、出光面2和環(huán)形反射面3。入光面1正對 LED的出光面，出光面2與環(huán)形反射面3相貫，所述環(huán)形反射面3構(gòu)成反射杯。所述入光面 1、出光面2和環(huán)形反射面3軸對稱，并使多芯片封裝集成大功率LED4的發(fā)光面正對入光面 1。所述入光面1為二次曲面，其曲面系數(shù)為K = -1. 2 -1. 5，R(半經(jīng)，以下同)=35 41mm ；所述出光面2為平面；所述反射面3為二次曲面，其曲面系數(shù)為K = -0. 24 -0. 26， R = 23 29毫米。本發(fā)明根據(jù)需要，將上述多個透鏡采用陣列式排布構(gòu)成陣列式組合透鏡，所述陣 列式組合透鏡與燈罩10采用一體結(jié)構(gòu)，在多芯片封裝集成大功率LED4的出光平面上再設(shè) 置反光罩5，如圖2所示。反光罩5的出光角與陣列式組合透鏡的出光角相同。反光罩5的 作用是將燈具的雜光也投向有效照明區(qū)域，從而防止雜光對環(huán)境造成“光污染”，防止眩光 對人眼造成傷害。反光罩5為二次曲面，其曲面系數(shù)為Κ = -1. 3 -1. 5，R = 63 65mm。本發(fā)明的透鏡可用于LED芯片排列尺寸為20X20毫米、20X18毫米、18X16毫米的 多芯片封裝集成大功率LED。本發(fā)明的透鏡可以采用PMMA或PC制成，還可再加入防紫外劑，這樣透鏡可以防止 紫外線射入，從而提高LED的使用壽命。本發(fā)明的燈具采用上述透鏡和反光罩5，還包括多芯片封裝集成大功率LED4、散 熱器6、電器箱7、電纜8等等，如圖3和圖4所示。圖中所展示的是工礦燈，因此其還設(shè)置 有吊鉤9，便于燈具的安裝。圖3和圖4所示的燈具是四個透鏡采用陣列式排布。本發(fā)明通過改變透鏡的K、R值，可以實現(xiàn)單燈(1個燈具)均勻照明，又可實現(xiàn)多 燈(多個燈具)均勻照明的效果。本發(fā)明當(dāng)單燈照明時，投射距離為10米時，在照明半徑為6米的區(qū)域，可得到均勻 度>0.6的照明效果。本發(fā)明當(dāng)采用五燈照明時，其中四燈按邊長12米正方形排列，第五燈安裝于正方
4形中心，投射距離為10米時，在20X20米的照明區(qū)域，可得到均勻度> 0. 75的照明效果。
圖5是本發(fā)明在單燈均勻照明時的光強(qiáng)分布曲線圖，圖6是本發(fā)明在五燈均勻照 明時的單燈的光強(qiáng)分布曲線圖。圖5、圖6反映了 LED發(fā)出的光線經(jīng)本發(fā)明的透鏡折射后， 在不同出光角位置所對應(yīng)的光強(qiáng)和光強(qiáng)分布曲線的形狀。圖中，同心不同角度的射線表示 光線的照射角度，射線的長度(曲線與射線交點至原點的距離)代表不同角度的光強(qiáng)大小。 圖5和圖6中的兩條曲線分別表示光線強(qiáng)度與出光角的關(guān)系。
權(quán)利要求
1.集成大功率LED透鏡，包括入光面(1)和出光面(2)，其特征在于還包括環(huán)形反射 面(3)，所述出光面(2)與環(huán)形反射面(3)相貫，所述入光面(1)為二次曲面，其曲面系數(shù) 為K =-1.2 -1.5，R = 35 41mm，所述出光面⑵為平面，所述環(huán)形反射面(3)為二次 曲面，其曲面系數(shù)為K = -0. 24 -0. 26，R = 23 29毫米。
2.如權(quán)利要求1所述的集成大功率LED透鏡，其特征在于采用多個權(quán)利要求1所述 的集成大功率LED透鏡，所述多個集成大功率LED透鏡采用陣列式排布，構(gòu)成陣列式組合透鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的集成大功率LED透鏡，其特征在于所述陣列式組合透鏡與燈 罩(10)采用一體結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的集成大功率LED透鏡，其特征在于在所述多芯片封裝集 成大功率LED(4)的出光平面上設(shè)置反光罩(5)。
5.如權(quán)利要求4所述的集成大功率LED透鏡，其特征在于所述反光罩(5)的出光角 與所述陣列式組合透鏡的出光角相同。
6.如權(quán)利要求4所述的集成大功率LED透鏡，其特征在于所述反光罩(5)為二次曲 面，其曲面系數(shù)為K = -1. 3 -1. 5，R = 63 65mm。
7.集成大功率LED燈具，包括多芯片封裝集成大功率LED(4)、散熱器(6)、電器箱(7) 和電纜(8)，其特征在于還包括權(quán)利要求1-3所述的集成大功率LED透鏡，所述多芯片封 裝集成大功率LED(4)的發(fā)光面正對所述集成大功率LED透鏡的入光面(1)。
8.如權(quán)利要求7所述的集成大功率LED燈具，其特征在于在所述多芯片封裝集成大 功率LED(4)的出光平面上設(shè)置反光罩(5)。
9.如權(quán)利要求7所述的集成大功率LED燈具，其特征在于所述反光罩(5)的出光角 與所述陣列式組合透鏡的出光角相同。
10.如權(quán)利要求7所述的集成大功率LED燈具，其特征在于所述反光罩(5)為二次曲 面，其曲面系數(shù)為K = -1. 3 -1. 5，R = 63 65mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于多顆LED芯片集成封裝的大功率LED透鏡及其燈具。集成大功率LED透鏡，包括入光面和出光面，還包括環(huán)形反射面，所述出光面與環(huán)形反射面相貫，所述入光面為二次曲面，其曲面系數(shù)為K＝-1.2～-1.5，R＝35～41mm，所述出光面為平面，所述環(huán)形反射面為二次曲面，其曲面系數(shù)為K＝-0.24～-0.26，R＝23～29mm。本發(fā)明采用合理的入光面和出光面的形狀，并與環(huán)形反射面結(jié)合，LED中心區(qū)域的光線經(jīng)出光面出射，LED邊緣的光線經(jīng)環(huán)形反射面出射，可以避免由于透鏡的視場角有限而損失LED光能，從而最大限度地收集LED發(fā)出的光線，提高燈具的發(fā)光效率。
文檔編號F21S8/00GK102003678SQ20101060293
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者宋春發(fā), 張明, 李林春 申請人:四川新力光源有限公司