[發明專利]一種LED光源結構

無效

• 申請號: 200810020874.8
• 申請日: 2008-08-05
• 公開（公告）號: CN101373048A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 周廣躍
• 申請（專利權）人: 周廣躍
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21V17/10;F21V7/04;F21W131/103;F21Y101/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 殷春蕾

技術領域

本發明涉及一種用于LED路燈的LED光源結構。

背景技術

LED(發光二極管)作為一種半導體發光材料，具有節能、環保、顯色性好、發光穩定等特點，與其他發光材料相比較，以其綠色、高效、可靠、耐用的優勢將逐步替代傳統燈具。LED路燈是用多個大功率LED光源組合，并采用平面點陣形式分布，通過外置透鏡或反射杯進行二次光學配光，控制光線的分布范圍，發出的光成為一個長條形光帶沿路面方向鋪展，滿足道路照明需要。

目前LED作為路燈光源存在的主要缺陷是：LED在路燈中均需要通過外置導光或反光進行二次光學設計，才能使LED的光照范圍、光度曲線符合長矩形道路照明的需求，這不僅增加了LED路燈的成本，同時導致LED的二次光損失。實際使用時，由于LED光源發出的光具有指向特性，是具有一定方向性投射的光源，所以受LED的方向性出光所限，所組合的路燈燈體照射范圍仍然有限，路燈的燈桿中心區域照射亮度較高，而遠離中心的邊緣區域較暗，在其有效光照范圍內的亮度均勻性較差。

發明內容：

本發明的目的是為克服LED路燈照明的不足，提供了一種光照均勻的LED光源結構。

本發明采用的技術方案是：包括支架、安裝在支架的上平面上的透鏡、LED芯片封裝在支架和透鏡組成的腔體內，透鏡上表面為兩個相連的半橢球面或半球面結構，這兩個半橢球面或半球面以LED芯片的中心軸線對稱分布，兩半橢球面或半球面相連的交匯面為狹長平面，在兩半橢球面或半球面的短軸延長線上設置以LED芯片的中心軸線對稱分布的兩個反射弧形凸起，反射弧形凸起固定在支架的上平面上。

本發明的有益效果是：

1、透鏡外表面是對稱擬合的雙橢球面或半球面，與LED芯片封裝在一起，可使LED芯片側面發出的光，通過透鏡的折射與反射改變出光形狀，對LED芯片發出的光按照矩形的照射面進行匯聚與分配，在出光正面引導成長矩型。

2、不通過其他二次配光即可滿足大功率LED路燈配光要求，減少了光線的二次折射與反射，提高了LED芯片的出光率。

3、提高光照均勻度，使照射路面無光斑、無暗區、無眩光。

4、工藝簡單，降低了LED路燈的制作成本。

5、提高道路照明安全性，廣泛用于快速路、主干路、次干路等道路照明。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1是本發明的結構圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是圖1使用時的光線跟蹤示意圖；

圖4是圖3的光強極坐標分部圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，由硅樹脂材料制作的透鏡4安裝在導熱支架7的光滑上平面11上，支架7是由高溫尼龍材料注塑成型，透鏡4底部與支架7的上平面11相平，透鏡4通過4個凸臺8與支架7緊密粘合。LED芯片10封裝在支架7和透鏡4組成的腔體內。支架7的腔體內固定著反射杯6，反射杯6中填充了折射率為1.53的硅膠與熒光粉的混合物，混合物先期固化成型。LED芯片10位于反射杯6底部中心且固定在支架7底部的導熱座9上，導熱座9是由銅材壓注而成的導熱熱沉，LED芯片10的電極引線焊接于支架7上。

透鏡4上表面為兩個相連的半橢球面或半球面結構，右邊的半橢球面或半球面結構1和左邊的半橢球面或半球面結構2是對稱擬合的，這兩個半橢球面或半球面以LED芯片10垂直方向的中心軸線對稱分布，這兩個半橢球面或半球面形成的長軸4-2在如圖2所示的水平方向上。這兩半橢球面或半球面的相連處的交匯面5形成狹長的平面。這兩球心與透鏡4底平面相平。在兩半橢球面或半球面的短軸4-1延長線上設置以LED芯片10的中心軸線對稱分布的兩個反射弧形凸起3，短軸4-1與長軸4-2互相垂直，所述兩個反射弧形凸起3固定在支架7的上平面11上。反射杯6的斜面與水平方向成60°角，反射杯6外口直徑大小介于所述兩個半橢球面或半球面的球心中心距離的1/3與1/2之間的任一數值。

反射杯6中所填充的硅膠與熒光粉的混合物和LED芯片10以及支架7是通過模壓封裝成單元模塊的。如圖1所示，從LED芯片10發出的光，穿透硅膠與熒光粉的混合物后形成白光，通過反射杯6匯聚后直接穿透透鏡4，并通過交匯面5的狹長平面發射出去，而在水平兩側方向通過折射與反射將光線拉長，反射光在上平面11處與支架7反射交匯，在水平方向45～55°角度范圍內形成強的光場；相反在垂直方向通過半橢球面或半球面結構折射的收縮，以及弧形凸起3處的全反射使光在垂直方向發射距離縮短，從而控制整個光的發射方向為長條的矩形，如圖3、4所示。

本發明可通過調整半橢球面或半球面結構的長軸4-2和短軸4-1的尺寸，改變長條矩形光斑的形狀。當本發明用于制作路燈時，可將本發明按照一定的等間距平面排列在路燈的散熱基板上，通過LED本身的配光即可使光線覆蓋整個道路的橫截路面，即使燈具在單側布燈的情況下，也能達到合適的照度和均勻度，使光源的利用率大大提升。