CN108695427A

CN108695427A - 发光装置

Info

Publication number: CN108695427A
Application number: CN201810269691.3A
Authority: CN
Inventors: 叶志庭; 潘锡明
Original assignee: Harvatek Corp
Current assignee: Harvatek Corp
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2018-10-23
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: TWI690095B; TW201838212A; CN108695427B

Abstract

本发明提供一种发光装置，其包括一发光晶片、一反射杯及一封装体。所述发光晶片设有一第一发光面及一连接所述第一发光面的第二发光面。所述反射杯环设于所述发光晶片之第二发光面的周侧。所述封装体封装所述发光晶片和所述反射杯。所述反射杯具有面向所述发光晶片之第二发光面的一内表面。所述反射杯之内表面设有多焦点抛物面。所述多焦点抛物面包括多段抛物面。各段抛物面对应之焦点对称地分布于所述发光晶片之第一发光面。

Description

发光装置

技术领域

本发明是涉及一种发光装置。

背景技术

目前，生活上已经可以看到各式各样之发光二极体管商品之应用，例如手电筒、投影仪、闪光灯、或投射灯等。这些发光二极体商品往往需要缩小发光二极体之出光角度，以使发光二极体发出之光线较为集中。传统之发光二极体之出光角度大致为120度，其出光角度较大。其发光二极体通常搭配反射镜结构来缩小出光角度，然而反射镜结构之介入易造成发光二极体商品之整体体积增大而不易携带，且发光二极体与反射镜结构在组装时存在对位不准确而导致发光二极体发出之光线不集中。

目前，改进发光二极体商品中之反射结构以减小发光二极体商品之体积及解决对位问题。例如，发光二极体商品主要通过在发光二极体之周侧环设呈抛物面之反射结构。然，由于发光二极体不系理想之点光源，而系一发光平面，因此，具有单一焦点之抛物面之反射结构，其聚光能力仍然有限。

发明内容

鉴于以上内容，本发明之一目的，在于提供一种薄型、小出光角度且光线照射集中之发光装置。

本发明提供一种发光装置，其包括：

一发光晶片，所述发光晶片设有一第一发光面及一连接所述第一发光面的第二发光面；

一反射杯，环设于所述发光晶片之第二发光面的周侧，所述反射杯具有面向所述发光晶片之第二发光面的一内表面，所述反射杯之内表面设有多焦点抛物面，所述多焦点抛物面包括多段抛物面，各段抛物面对应之焦点对称地分布于所述发光晶片之第一发光面；及

一封装体，封装所述发光晶片和所述反射杯。

在一实施例中，所述发光晶片还包括一波长转换层，所述波长转换层设置于所述发光晶片之上方。

在一实施例中，所述波长转换层设置于所述反射杯远离所述发光晶片的端部。

在一实施例中，所述波长转换层包覆所述发光晶片的第一发光面和第二发光面。

在一实施例中，所述反射杯之内表面系由一镜面反射材料制成。

在一实施例中，如权利要求第1项所述之发光装置，其中，所述镜面反射材料为金属材料，所述金属材料包括金、银、铝、铬、铜、锡或镍。

在一实施例中，各段抛物面之焦距自远离所述发光晶片之方向逐渐增加。

在一实施例中，所述发光晶片的第一发光面系一轴对称图形。

在一实施例中，所述多段抛物面之焦点分别对称且间隔地设置于所述第一发光面之对称轴上。

在一实施例中，相邻之抛物面呈对称分布。

在一实施例中，所述多段抛物面包括至少三段抛物面，所述至少三段抛物面包括第一抛物面、第二抛物面和第三抛物面，所述第一抛物面、所述第二抛物面及所述第三抛物面自远离所述发光晶片的方向依次平滑过渡地布置。

在一实施例中，所述第一抛物面之焦点位于所述第一发光面的对称中心位置，所述第三抛物面之焦点位于靠近所述第一发光面之侧面的中部位置，且所述第二抛物面之焦点位于所述第一抛物面之焦点和所述第三抛物面之焦点连成之线段的中间位置。

如权利要求第1项所述之发光装置，其中，所述反射杯的内表面自靠近所述发光晶片的端部还设有连接所述多段抛物面的一倾斜面。

在一实施例中，所述反射杯的倾斜面与所述发光晶片的第二发光面形成一夹角，所述夹角的角度范围为30度至45度。

在一实施例中，所述封装体包括一面向所述发光晶片之第一发光面的出光面。

在一实施例中，所述发光晶片的侧面的发光强度与所述发光晶片的第一发光面的发光强度之间的比值为1：1。

在一实施例中，所述出光面系平面、椭圆弧面或半圆弧面。

在一实施例中，所述封装体包括一第一导光件和一第二导光件形成于所述第一导光件之上方，所述发光晶片和所述反射杯封装于所述第一导光件。

在一实施例中，所述第一导光件包括一第一出光面，所述第一出光面为平面；所述第二导光件包括一第二出光面，所述第一出光面为椭圆弧面或半圆弧面。

在一实施例中，所述第一出光面至所述第二出光面之顶点的高度为a，所述第一出光面之宽度为b，其中，b/a的值的范围为1.4≦b/a≦2。

相较于现有技术，本发明之发光装置通过对反射杯设有多焦点抛物面结构，并且将所述反射杯结构与发光晶片组合运用，并使所述多焦点抛物面对应之焦点对称地分布于所述发光晶片之第一发光面，故所述发光装置能够缩小所述发光晶片发出之光线之发散角度，且所述光线能够集中照射。此外，由于所述发光晶片发出之一部分光线经由所述发光晶片之第二发光面射出，使得所述反射杯所需之长度能够减小，从而实现薄型发光装置。

附图说明

本发明将以例子的方式结合附图进行说明。

图1系本发明第一实施例中之发光装置之示意图，其中，所述发光装置包括一发光晶片和一反射杯，所述发光晶片包括一第一发光面。

图2系本发明第一实施例中之第一发光面和反射杯的透视图。

图3系本发明第一实施例中之发光装置之光线路径示意图。

图4系本发明第二实施例中之发光装置之示意图。

图5系本发明第三实施例中之发光装置之示意图。

图6系本发明第四实施例中之发光装置之示意图。

图7系本发明第五实施例中之发光装置之示意图。

图8系本发明第六实施例中之发光装置之示意图。

图9系本发明第七实施例中之发光装置之示意图。

图10系本发明第一实施例中之发光装置之出光角度测试图。

主要元件符号说明

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

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现结合附图详细说明本发明的具体实施方式。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

请参阅图1，其为本发明之第一实施例之发光装置100之示意图。所述发光装置100包括一发光晶片10、一反射杯20及一封装体30。所述反射杯20环设于所述发光晶片10之周侧。所述封装体30封装所述发光晶片10和所述反射杯20。

所述发光晶片10选自水平式发光二极体、垂直式发光二极体或覆晶式发光二极体中一种。可以理解的，所述发光晶片10之使用可以依使用者之需求进行替换。

在本实施例中，所述发光晶片10为覆晶式发光二极体。

所述发光晶片10包括一底面11、正对所述底面11的一第一发光面12和连接所述底面11和所述第一发光面12的一第二发光面13。

所述发光晶片10的第一发光面12系一轴对称图形。所述发光晶片10具有一中心轴线A1。因此，所述发光晶片10发出的光线能够均匀地朝所述发光装置100的外侧射出。

可以理解的，所述发光晶片10的第一发光面12的发光强度与所述发光晶片10的第二发光面13的发光强度之间的比值为1:1。因此，所述发光晶片10发出的光线能够均匀、集中地朝所述发光装置100的外侧射出。

自所述发光晶片10之底面11相对的两侧垂直向下凸设两连接块111。所述两连接块111用于将所述发光晶片10与一外部电源(图中未示)进行电性连接。

请参阅图1和图2，在本实施例中，所述发光晶片10的第一发光面12具有一第一对称轴A2和一第二对称轴A3，所述第一对称轴A2垂直于所述第二对称轴A3。所述中心轴线A1分别垂直对应的所述第一对称轴A2与所述第二对称轴A3。所述中心轴线A1、所述第一对称轴A2及所述第二对称轴A3之间的交点系为所述发光晶片10的对称中心。

所述反射杯20系为一具有多焦点抛物面之碗形体。所述反射杯20之横截面之宽度自远离所述发光晶片10之方向逐渐增加，以提高所述发光装置100之出光效率。

所述反射杯20具有面向所述发光晶片10之第二发光面13的一内表面21。所述反射杯20之内表面21系由镜面反射材料制成。所述镜面反射材料为金属材料。所述金属材料例如是，但不局限于，金、银、铝、铬、铜、锡或镍等。

所述反射杯20的内表面21设有多段抛物面210。所述多段抛物面210具有复数个焦点。所述多段抛物面210对应的复数个焦点分别对称且间隔地排列，也即所述复数个焦点互不交迭。所述多段抛物面210之复数个焦点均落于所述发光晶片10的第一发光面12上。

优选的，所述多段抛物面210之复数个焦点对称地分布于所述发光晶片10之第一发光面12。因此，所述发光装置100发出的光线能够均匀地朝外部照射。

更优选的，所述多段抛物面210之复数个焦点对称地分布于所述发光晶片10之第一发光面12的对称轴上。

在本实施例中，所述多段抛物面210之复数个焦点对称地分布于所述发光晶片10之第一发光面12的第一对称轴A2和第二对称轴A3上。

可以理解的，所述多段抛物面210之焦点系为所述发光晶片10之发光点。因此，所述发光晶片10经由所述发光平面出射之光线可以得到较好之聚光效果。

可以理解的，各段抛物面210之焦距自远离所述发光晶片10之方向逐渐增加，以实现较好之聚光效果。

图3展示了所述发光装置100的剖视图。所述多段抛物面对应的焦点环绕所述发光晶片10的中心轴线A1呈对称分布。各段抛物面210自所述发光晶片10的中心轴线A1和第一对称轴A2(或第二对称轴A3)之纵切面具有两对称的焦点和两对称之焦距。所多段抛物面210对应的各焦点于所述发光晶片之第一发光面12沿所述发光晶片10的对称轴方向分别形成一直线。

可以理解的，相邻之抛物面210呈对称分布，且各多段抛物面210之间平滑过渡。各段抛物面210之间系一体成型。

优选的，所述内表面21包括至少三段抛物面210。如图3所示，所述至少三段抛物面210包括一第一抛物面211、一第二抛物面212和一第三抛物面213。所述第一抛物面、所述第二抛物面212和所述第三抛物面213自远离所述发光晶片10之方向依次平滑过渡地布置。所述第一抛物面所述第二抛物面212和所述第三抛物面213自所述发光晶片10的中心轴线A1呈对称分布。

图3展示了所述发光装置100之剖视图。所述发光装置100之剖视图是所述发光装置100沿所述中心轴线A1和第一对称轴A2(或第二对称轴A3)的纵切面。所述第一抛物面211具有一焦点F1和两对称之焦距L1，所述第二抛物面212具有两对称焦点F2和两对称焦距L2，所述第三抛物面213具有两对称焦点F3和两对称焦距L3，其中，焦距L3>焦距L2>焦距L1。所述焦点F1、F2及F3均落于所述发光晶片10之第一发光面12的第一对称轴A2和第二对称轴A3上，且所述焦点F1、F2及F3于所述第一对称轴A2和所述第二对称轴A3分别呈线性排列，也即所述焦点F1、F2及F3于所述第一对称轴A2或所述第二对称轴A3连接成一条直线。所述直线垂直于所述发光晶片10的中心轴线A3。

在本实施例中，所述焦点F1位于所述发光晶片10之对称中心；所述焦点F3位于靠近所述第一发光面12之侧面的中部位置；且所述焦点F2位于所述焦点1和所述焦点2连成之线段之中间位置。因此，所述发光晶片10发出之光线从所述波长转换层12之第二外侧面122射出后朝所述反射杯20之多段抛物面210照射，经反射之所述光线之出光角度会变小。

可以理解的，所述多段抛物面210之形状按照发光晶片10之位置不同和多出光不同要求来计算设计。所述多段抛物面210对应之焦点呈中性对称，且所述发光晶片10设置在所述多段抛物面210对应之焦点的对称中心位置，以使所述多段抛物面210对应之焦点落在所述发光晶片10的第一发光面12上。

进一步地，可以根据反射杯20之形状选择合适之大小和形状之发光晶片10，从而使得光照更加均匀，并且充分利用。可以根据发光晶片10之形状来选择具有不同多段抛物面210，调节所需之多段抛物面210之长短和开口，以使出射光达到更好之照明效果。

所述封装体30系为一导光件。在本实施例中，所述封装体30填充于所述反射杯20的两侧，并将所述发光晶片10和所述反射杯20密封形成一特定的形状，例如长方体、正方体。

所述封装体30用于固定所述发光晶片10和所述反射杯20之相对位置，其还可用于引导所述发光晶片10发出之光线到达默认之位置，进而调节所述光线之照射范围。

所述封装体30所使用之材料例如是，但不局限于，硅胶。本领域技术人员能够理解，这里不限于硅胶，其他可以实现密封所述发光晶片10和所述反射杯20，且具有高透明度之透光材料也可以用于本发明。

所述封装体30包括一面向所述发光晶片10之第一出光面12的出光面301及一底面302。所述封装体30的底面302与所述发光晶片10的底面11齐平。所述封装体30包覆所述发光晶片10及所述反射杯20。

为了进一步提高所述发光装置100之出光效率，所述出光面301例如是，但不局限于，平面、椭圆弧面或半圆弧面。

优选的，所述出光面301为椭圆弧面或半圆弧面，以使所述发光晶片10发出且未接触所述反射杯20之光线发生折射，从而能够使所述发光装置100发出之光线更为集中。

可以理解的，所述封装体30之出光面301与所述反射杯20的顶部齐平或是高于所述反射杯20的顶部。因此，所述发光晶片10发出的光线能够通过所述封装体30准确地到达所述反射杯20的多段抛物面210的默认位置，从而使得所述发光装置100出射的光更集中。所述反射杯20和所述发光晶片10经由所述封装体30封装，从而实现所述反射杯20与所述发光晶片10之间的准确对位。

在本实施例中，所述出光面301为一平面，所述出光面210与所述反射杯20的顶部齐平。

请参阅图3，本发明提供之第一实施例的发光装置100。所述发光晶片10发出的一部分光线经由所述发光晶片10之第一发光面12射出，并且朝向所述反射杯20的多段抛物面210照射，再经由所述反射杯20的多段抛物面210聚焦反射，经所述多段抛物面210反射之光线从所述封装体30之出光面301射出。因此，所述发光装置能够缩小所述发光晶片10发出之光线之发散角度，且所述光线能够集中照射。所述发光晶片10发出的另一部分光线经由所述发光晶片10之第二发光面13射出，再经由所述反射杯20的内表面21反射，经所述反射杯20的内表面21反射的光线经由所述封装体30导向所述出光面301。

请参阅图4，其为本发明之第二实施例之发光装置200之示意图。本实施例提供之发光装置200与第一实施例之结构基本一致。所述发光装置200包括一发光晶片10、一反射杯20及一封装体30。所述发光晶片10所述反射杯20和封装体30与所述第一实施例之结构基本一致，于此不再赘述。不同的是，所述反射杯20的内表面21自靠近所述发光晶片10的一端设有连接所述多段抛物面210的一倾斜面214。

所述反射杯20的倾斜面214所述封装体30的底面302形成背向所述发光晶片10的一夹角α。所述夹角α的角度范围为30度至45度。因此所述发光晶片10发出的光线能够发生反射并于所述封装体30的内部发生折射，以使得所述光线朝所述出光面301照射，从而增加所述发光装置100的出光集中效果，并进一步缩短所述封装体30的厚度。

请参阅图5，其为本发明之第三实施例之发光装置300之示意图。本实施例提供之发光装置300与第一实施例之结构基本一致。所述发光装置300包括一发光晶片10、一反射杯20及一封装体30。所述发光晶片10所述反射杯20和封装体30与所述第一实施例之结构基本一致，于此不再赘述。不同的是，所述发光装置300还包括一波长转换层40，且所述波长转换层40设置于所述反射杯20远离所述发光晶片10的端部。

可以理解的，所述波长转换层40与所述反射杯20连接形成一密封端41，因此，所述发光晶片10发出之光线能够转换为特定之波长。

所述波长转换层40用于将所述发光晶片10发出之光线转换为特定之波长。可以理解的，所述波长转换层40可以依使用者之需求将所述光线进行波长调节。

可以理解的，于本实施例中，所述反射杯20设置适用于第二实施例中的反射杯20的倾斜面214。

请参阅图6，其为本发明之第四实施例之发光装置400之示意图。本实施例提供之发光装置400与第一实施例之结构基本一致。所述发光装置400包括一发光晶片10、一反射杯20及一封装体30。所述发光晶片10与所述反射杯20和封装体30与所述第一实施例之结构基本一致，于此不再赘述。不同的是，所述发光装置400还包括一波长转换层40，且所述波长转换层40包覆所述发光晶片10的第一发光面12和第二发光面13。

所述波长转换层40用于将所述发光晶片10发出之光线转换为特定之波长。

可以理解的，在本实施例中，所述反射杯20设置适用于第二实施例中的反射杯20的倾斜面214。所述波长转换层40的设置适用于第三和第四实施例中的波长转换层40的设置方式。

请参阅图7，其为本发明之第五实施例之发光装置500之示意图。本实施例提供之发光装置500与第四实施例之结构基本一致。所述发光装置500包括一发光晶片10、一反射杯20、一封装体30及一波长转换层40。所述发光晶片10、所述反射杯20、所述封装体30和所述波长转换层40与所述第四实施例之结构基本一致，于此不再赘述。不同的是，所述封装体30的出光面301为一半圆弧面。

所述半圆弧面之底部与所述反射杯20的顶部齐平或是高于所述反射杯20的顶部。所述半圆弧面之底部至所述半圆弧面之顶点之度高度为a，所述半圆弧面之底部之宽度为b，其中，b/a为2。

请参阅图8，其为本发明之第六实施例之发光装置600之示意图。本实施例提供之发光装置600与第四实施例之结构基本一致。所述发光装置600包括一发光晶片10、一反射杯20、一封装体30及一波长转换层40。所述发光晶片10、所述反射杯20、所述封装体30和所述波长转换层40与所述第四实施例之结构基本一致，于此不再赘述。不同的是，所述封装体30的出光面301为一半椭圆弧面。

所述半椭圆弧面之底部与所述反射杯20的顶部齐平或是高于所述反射杯20的顶部。所述半椭圆弧面之底部至所述半椭圆弧面之顶点之高度为a，所述半椭圆弧面之底部之宽度为b，其中，b/a的值介于1.4至2之间(1.4≦b/a<2)。

请参阅图9，其为本发明之第七实施例之发光装置700之示意图。本实施例提供之发光装置700与第五实施例之结构基本一致。所述发光装置700包括一发光晶片10、一反射杯20、一封装体30及一波长转换层40。所述发光晶片10、所述反射杯20、所述封装体30和所述波长转换层40与所述第五实施例之结构基本一致，于此不再赘述。不同的是，所述封装体30包括一第一导光件31和一第二导光件32，且所述第二导光件32设置于所述第一导光件31之上方。

所述第一导光件31包括一第一出光面311。所述第一出光面311例如是，但不局限于一平面。

所述第二导光件32包括一第二出光面321，所述第二出光面321的两对对应连接所述第一出光面311的两端。所述第二出光面321例如是，但不局限于，一半椭圆弧面或一半圆弧面。

可以理解的，所述第一出光面311与所述反射杯20的顶部齐平。所述第一出光面311至所述第二出光面321之顶点之高度为a，所述第一出光面311之宽度为b，其中，b/a的值介为1.4至2之间(1.4≦b/a≦2)。

请参阅图10，本发明第一实施例中之发光装置100之出光角度测试图。本发明的发光装置100于0度和90度角度方向模拟测试出光角度，其中，0度表示测试者以所述侧发光组件10的某一侧面(第一测量位置)进行出光角度模拟测试，90度表示相较于第一测量位置旋转90度后进行出光角度的模拟测试。测试结果表明所述发光装置的出光角度小于20度。由于所述发光装置的出光角度缩小，故所述发光装置发射的光线更集中，从而所述发光装置100发射的光线能够照射至更远的距离。进一步的，所述发光装置可以运用于远光灯。

如上面所显示和描述之实施例仅为举例。因此，许多这样之细节既未示出也未描述。尽管于前面之描述中已经阐述了本发明之许多特征和优点，连同本发明之结构和功能之细节，但是本发明仅系说明性之，并且可以于细节上进行改变，包括形状和组件排列，在本公开之原理范围内，并且包括通过于权利要求中使用之术语之广义含义建立之全部范围。因此，可以理解，上述实施例可以于权利要求书之范围内进行修改。

Claims

1.一种发光装置，其包括：

一封装体，封装所述发光晶片和所述反射杯。

2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置还包括一波长转换层，所述波长转换层设置于所述发光晶片之上方。

3.如权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换层设置于所述反射杯远离所述发光晶片之端部。

4.如权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换层包覆所述发光晶片的第一发光面和第二发光面。

5.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述反射杯系由一镜面反射材料制成。

6.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，如权利要求第1项所述之发光装置，其中，所述镜面反射材料为金属材料，所述金属材料包括金、银、铝、铬、铜、锡或镍。

7.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，各段抛物面之焦距自远离所述发光晶片之方向逐渐增加。

8.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光晶片的第一发光面系一轴对称图形。

9.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述多段抛物面之焦点分别对称且间隔地设置于所述第一发光面之对称轴上。

10.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，相邻之抛物面呈对称分布。

11.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述多段抛物面包括至少三段抛物面，所述至少三段抛物面包括第一抛物面、第二抛物面和第三抛物面，所述第一抛物面、所述第二抛物面及所述第三抛物面自远离所述发光晶片的方向依次平滑过渡地布置。

12.如权利要求11所述的发光装置，其特征在于，所述第一抛物面之焦点位于所述第一发光面的对称中心位置，所述第三抛物面之焦点位于靠近所述第一发光面之侧面的中部位置，且所述第二抛物面之焦点位于所述第一抛物面之焦点和所述第三抛物面之焦点连成之线段的中间位置。

13.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述反射杯的内表面自靠近所述发光晶片的端部还设有连接所述多段抛物面的一倾斜面。

14.如权利要求13所述的发光装置，其特征在于，所述反射杯的倾斜面与所述发光晶片之第二发光面形成一夹角，所述夹角的角度范围为30度至45度。

15.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述封装体包括一面向所述发光晶片之第一发光面的出光面。

16.如权利要求15所述的发光装置，其特征在于，所述出光面系平面、椭圆弧面或半圆弧面。

17.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光晶片之第一发光面的发光强度与所述发光晶片的第二发光面的发光强度之间的比值为1：1。

18.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述封装体包括一第一导光件和一第二导光件形成于所述第一导光件之上方，所述发光晶片和所述反射杯封装于所述第一导光件。

19.如权利要求18所述的发光装置，其特征在于，所述第一导光件包括一第一出光面，所述第一出光面为平面；所述第二导光件包括一第二出光面，所述第一出光面为椭圆弧面或半圆弧面。

20.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，所述第一出光面至所述第二出光面之顶点的高度为a，所述第一出光面之宽度为b，其中，b/a的值的范围为1.4≦b/a≦2。