CN102655198B - 发光二极管光源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光二极管光源，包括基板、形成在该基板的上表面的反射杯、以及收容在该反射杯内的发光二极管芯片、以及透镜模组。该透镜模组包括一个第一透镜，该第一透镜具有一个远离该发光二极管芯片的出光面。该第一透镜的出光面的中心处具有一个向该第一透镜延伸的第一凹槽，使得该发光二极管芯片位于出光面中心的光线向四周扩散，从而使该发光二极管光源的出光均匀。

Description

发光二极管光源

技术领域

本发明涉及一种光源，尤其涉及一种发光二极管光源。

背景技术

发光二极管作为一种高效的发光源，具有环保、省电、寿命长等诸多特点已经被广泛的运用于各种领域。

发光二极管可应用于光源模组。发光二极管的出光角度一般为90度至120度，其中央（出光角约为0度至30度）的光线强度较强，周围的光线强度较弱，导致整个光源模组的出光不均匀。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种出光均匀的发光二极管光源。

一种发光二极管光源，包括基板、形成在该基板的上表面的反射杯、以及收容在该反射杯内的发光二极管芯片、以及透镜模组。该透镜模组包括一个第一透镜，该第一透镜具有一个远离该发光二极管芯片的出光面。该第一透镜的出光面的中心处具有一个向该第一透镜延伸的第一凹槽，使得该发光二极管芯片位于出光面中心的光线向四周扩散，从而使该发光二极管光源的出光均匀。

该第一透镜的出光面的中心处的凹槽可将照射至其上的光线向四周扩散，从而使该发光二极管光源的出光均匀。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的发光二极管光源的剖面示意图。

图2是图1中透镜模组在该封装体的光出射面上的投影示意图。

图3是图1中的第一透镜的放大图。

图4是本发明第二实施例提供的发光二极管光源的剖面示意图。

图5是图4中透镜模组在该封装体的光出射面上的投影示意图。

图6是图4中的第二透镜的放大图。

图7是图4中的发光二极管光源的光强分布图。

图8是透镜模组在该封装体的光出射面上的又一投影示意图。

图9是透镜模组在该封装体的光出射面上的另一投影示意图。

主要元件符号说明

发光二极管光源	100、200
		基板	10
上表面	101
		反射杯	11
凹槽部	111
		第一引脚	12
第二引脚	13
		接触段	121、131
接线段	122、132
		连接段	123、133
发光二极管芯片	14
		发光面	140
金线	141、142
		封装体	15、25
光出射面	151、251
		透镜模组	16、26
第一透镜	17、27
		入光面	171、271、281
出光面	172、272、282
		第二透镜	28
第一凹槽	19、29
		边界圆	191、288
第二凹槽	286

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。

图1所示为本发明第一实施例提供的发光二极管光源100。该发光二极管光源100包括基板10、形成在该基板10上的反射杯11、分别固定于基板10相对两端的第一引脚12及第二引脚13、收容在该反射杯11内的发光二极管芯片14、覆盖在该发光二极管芯片14上的封装体15、设置在发光二极管芯片14出光面上透镜模组16。

在本实施例中，该基板10为一长方体形，其具有一个上表面101，该上表面101为平面。

该反射杯11形成在该基板10的上表面101上。该反射杯11呈环状，其中部形成一凹槽部111。在本实施例中，该反射杯11的内表面形成有反射材料(未标示)，如金属银层、金属铜层或者其他光学反射镀层等。该基板10与反射杯11可以由LCP(Liquid Crystal Polymer，即液晶高分子)材料一体制成，也可以为不同材料分开制造，比如所述反射杯11由LCP材料制成，而基板10为硅基板、塑料基板或陶瓷基板。另外，在制作中，所述LCP材料中可以混入塑胶(Plastic)粒子、陶瓷(Ceramic)粒子或者高挥发性溶液。

该第一引脚12及第二引脚13均由金属材料制成，并弯折成U型，分别穿置于基板10的相对两端。第一引脚12与第二引脚13相互隔开以避免短路。第一引脚12及第二引脚13均包括位于基板10底面的接触段121、131、位于基板10的上表面101且暴露于反射杯11内的接线段122、132及连接接触段121、131及接线段121、132的连接段123、133。该接触段121、131用于与外部的电路(图未示)连接以将电能输入进发光二极管芯片14内。该接线段122、132用于与发光二极管芯片14电连接，以驱动发光二极管芯片14发光。该接线段122、132平行于接触段121、131且垂直于连接段123、133。

该发光二极管芯片14设置在该第一引脚12的接线段122上。在本实施例中，该发光二极管芯片14设置在该反射杯11底部的中心处。该发光二极管芯片14与该第一引脚12之间设置有绝缘材料。该发光二极管芯片14的两个电极通过两个金线141、142分别连接至第一引脚12及第二引脚13的接线段122、132以实现电性导通。在其他实施例中，该发光二极管芯片14也可以覆晶的方式与第一引脚12及第二引脚13形成电连接。该发光二极管芯片14具有一个远离该基板10的发光面140。

该封装体5覆盖在该发光二极管芯片14上，且收容于该反射杯11的凹槽部111内。该封装体15由聚碳酸酯或者聚甲基丙烯酸甲酯等透明材料所制成。该封装体15具有一个远离该发光二极管芯片14的光出射面151。在本实施例中，该光出射面151为平面。

请一并参见图2及图3，该透镜模组16设置在封装体15的光出射面151上。在本实施例中，该透镜模组16包括一个第一透镜17。该第一透镜17位于该发光二极管芯片14的正上方。该第一透镜17具有一个与该封装体15的光出射面151相接触的入光面171、以及与该入光面171相对的出光面172。该入光面171为一平面，该出光面172为一凸曲面。在本实施例中，该第一透镜17为半球形，其对应的球半径为R，球心为                                               。该入光面171为半径为R的圆平面，且圆心即为该第一透镜17所对应的球心。该出光面172为半径为R的半球面。该封装体15的光出射面151为圆形。该封装体15的光出射面151的半径大于该第一透镜17的入光面171的半径R。该第一透镜17的入光面171的圆心与该光出射面151的中心相重合。

可以理解的是，该第一透镜17的半径也可以与该封装体15的光出射面151的半径相同，即该第一透镜17的入光面171覆盖整个封装体15的光出射面151。该第一透镜17也可以不为规则的半球体，而可以为其他形状，如入光面171的半径小于R的球冠，或者为其他形状的透镜，至少包括一个入光面171以及一个与该入光面171相对的凸曲面状的出光面172即可。

该第一透镜17的出光面172上形成有一个向该第一透镜17内延伸的第一凹槽19。在本实施例中，该第一凹槽19呈圆锥形，且其中心线过该第一透镜17对应的球心。该第一凹槽19在该第一透镜17的出光面172上形成一个边界圆191。当然，该第一凹槽19也可以为其他形状，如倒三角锥形，倒多棱锥形等。

该圆锥形第一凹槽19的顶点A到该第一透镜17对应的球心的距离为H，其中，

。

该第一透镜17对应的球半径为R，该边界圆191上任意一点到该第一透镜17的入光面171的距离为，其中，

。

该第一透镜17的出光面为凸曲面，其可将该发光二极管芯片14发出的光线向四周扩散。并且，该第一透镜17的出光面的中心处具有第一凹槽19，该第一凹槽19可进一步将照射至其上的光线向四周扩散，从而使该发光二极管光源100的出光均匀。

图4与图5所示为本发明第二实施例提供的发光二极管光源200。该发光二极管光源200与发光二极管光源100结构基本相同，不同之处在于，该发光二极管光源200包括的透镜模组26包括一个第一透镜27以及多个第二透镜28。

在本实施例中，该第二透镜28为四个，且该第二透镜28与该第一透镜27的大小形状相同，均为半球形，其对应的球半径均为R，球心为。该第一透镜27与该第二透镜28分别具有一个与该封装体25的光出射面251相接触的入光面271、281，以及分别与该入光面271、281相对出光面272、282。该入光面271、281为半径为R的圆平面，该出光面272、282为半径为R的半球面。该第一透镜27的出光面271上形成有一个第一凹槽29。其中，该第一透镜27与实施例一中的第一透镜17形状相同。该第一凹槽29与第一实施例中的第一凹槽19结构相同。当然，该多个第二透镜28也可以与该第一透镜27形状相同。该第二透镜28也可以不为规则的半球体，而可以为其他形状，如入光面271的半径小于R的球冠，或者为其他形状的透镜，至少包括一个入光面271以及一个与该入光面271相对的凸曲面状的出光面272即可。

在该封装体25的光出射面251上，该四个第二透镜28均匀环绕该第一透镜27，即该四个第二透镜28所对应的球心排列成一个正方形，该第一透镜27所对应的球心设置在该正方形的中心处。在本实施例中，该第一透镜27与该四个第二透镜28分别相切。该封装体25的光出射面251为圆形，并且，该封装体25的光出射面251的半径为3R。也即，该第一透镜27的所对应的球心与该封装体25的光出射面251的中心相重合。

可以理解的是，该第一透镜27与该第二透镜28也可以不相切设置，而相距有预定距离。并且，该封装体25的光出射面251的半径也不限于3R，而可以大于3R。

请一并参见图6，每个第二透镜28的出光面282上均设置有一个第二凹槽286。在本实施例中，该第二凹槽286与该第一透镜27上的第一凹槽29大小形状相同。该第二凹槽286呈圆锥形，且其中心线过该第二透镜28对应的球心。该第二凹槽286在该第二透镜28上形成一个边界圆288。

该圆锥形第二凹槽286的顶点B到该第二透镜28对应的球心的距离为，其中，

。

该第二透镜28对应的球半径为R，该相切圆288上任意一点到该第二透镜28的入光面271的距离为，其中，

。

可以理解的是，该第一凹槽29与第二凹槽286的大小形状也可以不相同。该第一凹槽29与第二凹槽286也可以为其他形状，，如倒三角锥形，倒多棱锥形等。请一并参见图7所示，该发光二极管光源200的光强分布示意图。该第一透镜27的出光面272上设置的第一凹槽29以及该第二透镜28的出光面上设置的第二凹槽286可有效地将照射至其上的光线向四周扩散，从而使该发光二极管光源200的出光均匀。

可以理解的是，该第二透镜28也可以不限于一个、二个、三个或者更多。当该第二透镜28为一个时，该第二透镜28也以设置在该第一透镜27的一侧，也可以将该第一透镜27与该第二透镜28设置在该封装体25的光出射面251的中心处，即该第一透镜27所对应的球心与该第二透镜28所对应的球心的中心连线的中点与该光出射面251的中心相重合。

当该第二透镜28为两个时，该两个第二透镜28与该第一透镜27可以形成一个正三角形，设置在该发光二极管芯片24的正上方。当然，也可以将该两个第二透镜28对称设置在该第一透镜27的两侧。

当该第二透镜28为三个或三个以上时，可以将该第一透镜27设置在该封装体25的光出射面251的中心处，该第二透镜28均匀设置在该第一透镜27的外围。

请一并参见图8，该第二透镜28为五个，该五个第二透镜28均匀设置在该第一透镜27的外围且均与该第一透镜27相切，即该五个第二透镜28所对应的球心形成一个正五边形。

请一并参见图9，该第二透镜28为六个，该六个第二透镜28均匀设置在该第一透镜27的外围且均与该第一透镜27相切，即该六个第二透镜28所对应的球心形成一个正六边形。

可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种发光二极管光源，包括基板、形成在该基板的上表面的反射杯、以及收容在该反射杯内的发光二极管芯片，其特征在于：进一步包括收容于该反射杯内且覆盖在该发光二极管芯片上的封装体，该封装体具有一个远离该发光二极管芯片的光出射面，该光出射面为平面，该发光二极管光源进一步包括设置在该发光二极管芯片光出射面的透镜模组，该透镜模组包括一个第一透镜，其具有一个远离该发光二极管芯片的出光面，该第一透镜的出光面的中心处具有一个向该第一透镜延伸的第一凹槽，使得该发光二极管芯片位于光出射面中心的光线向四周扩散，从而使该发光二极管光源的出光均匀，该第一透镜呈半球形，第一凹槽的中心线经过该第一透镜对应的球心，该第一透镜对应的球半径为R，该第一凹槽的顶点到该第一透镜对应的球心的距离为H，其中，3/4R≤H≤7/8R。

2.如权利要求1所述的发光二极管光源，其特征在于，该透镜模组设置在该发光二极管芯片的光出射面的中心处。

3.如权利要求1所述的发光二极管光源，其特征在于，该透镜模组进一步包括第二透镜，该第二透镜具有一个远离该发光二极管芯片的出光面，该第二透镜的出光面的中心处具有一个向该第二透镜延伸的第二凹槽。

4.如权利要求3所述的发光二极管光源，其特征在于，该第二透镜为多个，该第一透镜设置在该发光二极管芯片的光出射面的中心处，该多个第二透镜均匀设置在该第一透镜的外围。

5.如权利要求3所述的发光二极管光源，其特征在于，该第二透镜为多个，该第一透镜与第二透镜设置在该发光二极管芯片的光出射面的中心处。

6.如权利要求1或3所述的发光二极管光源，其特征在于，该第一凹槽或第二凹槽呈圆锥形。

7.如权利要求6所述的发光二极管光源，其特征在于，该第一透镜、第二透镜形状相同，均呈半球形。