大功率led照明装置的制造方法
【专利说明】大功率LED照明装置
[0001]本发明为原申请号为201010602931.0、原申请日为2010年12月23日、原发明名称为集成大功率LED透镜及其灯具的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种LED照明装置，特别是涉及一种大功率LED照明装置。
【背景技术】
[0003]LED相比传统光源具有发光效率高、显色性好、耗电量少、节能环保、安全可靠性高、使用寿命长的优势，并已在各领域得到广泛应用，被业界认为是照明光源市场的主要方向，具有巨大的市场潜力。目前，多芯片封装的集成大功率LED以其低成本正在被广泛使用，常用的单颗芯片封装的LED，其出光面面积很小，为I X I毫米，采用这种单颗芯片封装LED配光设计的透镜，无法在多芯片集成封装的大功率LED上应用。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于多颗LED芯片集成封装的大功率LED透镜及其灯具。
[0005]本发明解决技术问题所采用的技术方案是:集成大功率LED透镜，包括入光面和出光面，还包括环形反射面，所述出光面与环形反射面相贯，所述入光面为二次曲面，其曲面系数为:κ = - 1.2?-1.5，R = 35?41 mm，所述出光面为平面，所述环形反射面为二次曲面，其曲面系数为:K = - 0.24?-0.26，R = 23?29 mm。
[0006]进一步的，采用多个上述集成大功率LED透镜，所述多个集成大功率LED透镜采用阵列式排布，构成阵列式组合透镜。
[0007]进一步的，所述阵列式组合透镜与灯罩采用一体结构。
[0008]进一步的，在所述多芯片封装集成大功率LED的出光平面上设置反光罩。
[0009]进一步的，所述反光罩的出光角与所述阵列式组合透镜的出光角相同。
[0010]进一步的，所述反光罩为二次曲面，其曲面系数为:K = - 1.3?-1.5，R = 63?65 mm ο
[0011]集成大功率LED灯具，包括多芯片封装集成大功率LED、散热器、电器箱和电缆，还包括上述集成大功率LED透镜，所述多芯片封装集成大功率LED的发光面正对所述集成大功率LED透镜的入光面。
[0012]进一步的，在所述多芯片封装集成大功率LED的出光平面上设置反光罩。
[0013]进一步的，所述反光罩的出光角与所述阵列式组合透镜的出光角相同。
[0014]进一步的，所述反光罩为二次曲面，其曲面系数为:K = - 1.3?-1.5，R = 63?65 mm ο
[0015]本发明的有益效果是:本发明采用合理的入光面和出光面的形状，并与环形反射面结合，LED中心区域的光线经出光面出射，LED边缘的光线经环形反射面出射，可以避免由于透镜的视场角有限而损失LED光能，从而最大限度地收集LED发出的光线，提高灯具的发光效率，本发明透镜的入光面口径可以包容30、50、100颗LED芯片集成封装的LED，适用灯具的功率为30瓦、50瓦、100瓦；本发明将上述透镜采用阵列式排布构成阵列式组合透镜，可以适用灯具的功率为30瓦、50瓦、100瓦这三种功率的任意倍数组合，极大地扩大了大口径阵列式组合透镜的应用领域；本发明采用透镜与反光罩结合，LED中心区域的光线经透镜出射，LED边缘的光线经过反光罩出射，反光罩将灯具的杂光收集起来，并且被定向投射到有效照明区域，从而防止杂光对环境造成“光污染”，防止眩光对人眼造成伤害。本发明可广泛应用于工矿灯、防爆灯、高杆灯、投光灯等照明灯具上。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的透镜示意图；
[0017]图2是本发明的阵列式排布的透镜与反光罩结合的剖面图；
[0018]图3是本发明灯具的剖面图；
[0019]图4是本发明灯具的立体图；
[0020]图5是本发明在单灯均匀照明时的光强分布曲线图；
[0021]图6是本发明在五灯配合使用时的单灯光强分布曲线图。
【具体实施方式】
[0022]如图1所不，本发明的透镜包括入光面1、出光面2和环形反射面3。入光面I正对LED的出光面，出光面2与环形反射面3相贯，所述环形反射面3构成反射杯。所述入光面1、出光面2和环形反射面3轴对称，并使多芯片封装集成大功率LED4的发光面正对入光面I。所述入光面I为二次曲面，其曲面系数为:K=- 1.2?-1.5，R(半径，以下同)=35?41 mm ;所述出光面2为平面；所述反射面3为二次曲面，其曲面系数为:K = - 0.24?-0.26，R = 23 ?29 毫米。
[0023]本发明根据需要，将上述多个透镜采用阵列式排布构成阵列式组合透镜，所述阵列式组合透镜与灯罩10采用一体结构，在多芯片封装集成大功率LED4的出光平面上再设置反光罩5，如图2所不。反光罩5的出光角与阵列式组合透镜的出光角相同。反光罩5的作用是将灯具的杂光也投向有效照明区域，从而防止杂光对环境造成“光污染”，防止眩光对人眼造成伤害。反光罩5为二次曲面，其曲面系数为:K = - 1.3?-1.5，R = 63?65
mm ο
[0024]本发明的透镜可用于LED芯片排列尺寸为20 X 20毫米、20 X 18毫米、18 X 16毫米的多芯片封装集成大功率LED。
[0025]本发明的透镜可以采用PMMA或PC制成，还可再加入防紫外剂，这样透镜可以防止紫外线射入，从而提高LED的使用寿命。
[0026]本发明的灯具采用上述透镜和反光罩5，还包括多芯片封装集成大功率LED4、散热器6、电器箱7、电缆8等等，如图3和图4所示。图中所展示的是工矿灯，因此其还设置有吊钩9，便于灯具的安装。图3和图4所示的灯具是四个透镜采用阵列式排布。
[0027]本发明通过改变透镜的K、R值，可以实现单灯(I个灯具)均匀照明，又可实现多灯(多个灯具)均匀照明的效果。
[0028]本发明当单灯照明时，投射距离为10米时，在照明半径为6米的区域，可得到均匀度> 0.6的照明效果。
[0029]本发明当采用五灯照明时，其中四灯按边长12米正方形排列，第五灯安装于正方形中心，投射距离为10米时，在20X20米的照明区域，可得到均匀度> 0.75的照明效果。
[0030]图5是本发明在单灯均匀照明时的光强分布曲线图，图6是本发明在五灯均匀照明时的单灯的光强分布曲线图。图5、图6反映了 LED发出的光线经本发明的透镜折射后，在不同出光角位置所对应的光强和光强分布曲线的形状。图中，同心不同角度的射线表示光线的照射角度，射线的长度(曲线与射线交点至原点的距离)代表不同角度的光强大小。图5和图6中的两条曲线分别表示光线强度与出光角的关系。
【主权项】
1.一种大功率LED照明装置，其特征在于，所述大功率LED照明装置包括阵列式组合LED透镜，所述阵列式组合LED透镜由多个LED透镜采用阵列式排布构成，其中， 所述多个LED透镜分别包括入光面(I)和环形反射面(3)，所述入光面(I)与所述环形反射面(3)为二次曲面，通过改变所述多个LED透镜的K、R值，能够实现所述大功率LED照明装置的均匀照明。
2.如权利要求1所述的大功率LED照明装置，其特征在于，所述入光面(I)的曲面系数为:K = - 1.2?-1.5，R = 35?41_，所述环形反射面(3)的曲面系数为:K = - 0.24?-0.26，R = 23 ?29mm。
3.如权利要求1或2所述的大功率LED照明装置，其特征在于，所述大功率LED照明装置还包括多芯片封装集成大功率LED (4)，在所述多芯片封装集成大功率LED (4)的出光平面上设置反光罩(5)，并且所述多芯片封装集成大功率LED (4)的发光面面对所述集成大功率LED透镜的入光面(I)。
4.如前述权利要求之一所述的大功率LED照明装置，其特征在于，所述多个LED透镜还分别包括一出光面(2)，所述出光面(2)为平面，并且所述出光面(2)与所述环形反射面(3)相贯ο
5.如前述权利要求之一所述的大功率LED照明装置，其特征在于，所述大功率LED照明装置为五灯照明装置，所述五灯照明装置中的其中四灯按正方形排列，第五灯安装于正方形中心，所述五灯照明装置在投射距离为10米、20X20米的照明区域，其照明均匀度>0.75。
6.如权利要求3所述的大功率LED照明装置，其特征在于，所述多芯片封装集成大功率LED (4)的 LED 芯片排列尺寸为 20 X 20mm、20 X 18mm 或 18 X 16mm。
7.如权利要求3至6之一所述的大功率LED照明装置，其特征在于，所述反光罩(5)为二次曲面，其曲面系数为:K = - 1.3?-1.5，R = 63?65_。
8.如前述权利要求之一所述的大功率LED照明装置，其特征在于，所述多个LED透镜的入光面口径分别能够包容30、50或100颗LED芯片集成封装的LED，使得所述阵列式组合LED透镜适用于功率为30瓦、50瓦、100瓦这三种功率任意倍数的组合的灯具。
9.如前述权利要求之一所述的大功率LED照明装置，其特征在于，所述阵列式组合LED透镜与灯罩(10)米用一体结构。
10.如前述权利要求之一所述的大功率LED照明装置，其特征在于，所述大功率LED照明装置为工矿灯、防爆灯、高杆灯或投光灯的光源。
【专利摘要】本发明提供一种大功率LED照明装置，其包括阵列式组合LED透镜，所述阵列式组合LED透镜由多个LED透镜采用阵列式排布构成，其中，所述多个LED透镜分别包括入光面(1)和环形反射面(3)，所述入光面(1)与所述环形反射面(3)为二次曲面，通过改变所述多个LED透镜的K、R值，能够实现所述大功率LED照明装置的均匀照明。
【IPC分类】F21Y101-02, F21S8-00, F21V7-04, F21V17-00, F21V19-00, F21V5-04
【公开号】CN104763921
【申请号】CN201410809550
【发明人】宋春发, 张明, 李林春
【申请人】四川新力光源股份有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2010年12月23日
【公告号】CN102003678A, CN102003678B