專利名稱：一種偏光型led草帽燈珠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管領(lǐng)域，特別涉及一種內(nèi)反射器傾斜設(shè)置且封裝透鏡為非對(duì)稱設(shè)計(jì)的偏光型LED草帽燈珠。
背景技術(shù)：
隨著LED在照明和顯示領(lǐng)域的逐步普及和應(yīng)用，它在節(jié)能、高效、環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)等方面的優(yōu)點(diǎn)也日趨被人們所認(rèn)可，同時(shí)人們也采取各種方法來(lái)進(jìn)一步提高LED的光效和光利用率。通常的草帽LED燈珠包括帶有正負(fù)極引腳和內(nèi)反射器的支架、LED芯片和封裝透鏡，其中負(fù)極引腳的上部設(shè)置有一碗狀的內(nèi)反射器，LED芯片固定于內(nèi)反射器底部，內(nèi)反射 器的外面用封裝透鏡包封起來(lái)。LED芯片發(fā)出的光線通過(guò)內(nèi)反射器反射后經(jīng)封裝透鏡折射射出。封裝透鏡呈半球體或橢球體。草帽LED燈珠的光強(qiáng)分布呈中心軸對(duì)稱。以此類結(jié)構(gòu)的LED燈珠為光源的燈具在應(yīng)用于戶外照明時(shí)(如由草帽形燈珠組成的LED玉米燈應(yīng)用于庭院照明)往往需要配套反光杯等光學(xué)器件進(jìn)行光線發(fā)射方向的控制使燈具光線集中于有效照明區(qū)域，在這個(gè)過(guò)程中由于外部反光杯的吸收和光線反射時(shí)的擴(kuò)散易導(dǎo)致光浪費(fèi)。專利申請(qǐng)?zhí)枮?00920121803. 7，專利名稱為“一種非對(duì)稱LED封裝結(jié)構(gòu)”的中國(guó)發(fā)明專利中，公開(kāi)了一種LED燈珠的偏光設(shè)計(jì)方式內(nèi)反射器主軸傾斜且呈非對(duì)稱形狀，封裝透鏡的中軸線與反射器底面垂直。這種結(jié)構(gòu)燈珠在應(yīng)用于某些戶外照明領(lǐng)域時(shí)利用率不高。首先，此結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致芯片的直接出光角度過(guò)大，難以用封裝透鏡控制較多的雜散光，燈珠發(fā)光偏轉(zhuǎn)程度較小，方向性不強(qiáng)。其次，由于封裝透鏡在其中軸線附近的特定區(qū)域內(nèi)是對(duì)稱的，封裝透鏡內(nèi)光路復(fù)雜，部分光線容易在射出封裝透鏡時(shí)形成全反射，導(dǎo)致出光率下降、光效降低。專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010278560. 5，專利名稱為“偏光軸LED管”的中國(guó)發(fā)明專利中，公開(kāi)了一種包含有表面斜偏的引腳的偏光軸LED管，由于引腳表面斜偏設(shè)計(jì)，因此可以在屏幕結(jié)構(gòu)不傾斜的情況下，也能把主光軸指向觀眾視域范圍內(nèi)，從而提高顯示屏的光能利用率。首先，10° ^15°的偏移角度過(guò)小，偏光效果不明顯，也仍然會(huì)有較多的雜散光存在。此專利所述的封裝透鏡為半球狀，將此透鏡封裝于帶傾斜反光杯的引腳時(shí)，不利于控制光線，這種LED燈珠組合成的燈具不適用于戶外照明場(chǎng)所。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光利用率高的偏光型LED草帽燈珠。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種偏光型LED草帽燈珠，包括帶有正負(fù)引腳和內(nèi)反射器的支架、LED芯片以及將內(nèi)反射器包封起來(lái)的封裝透鏡，所述封裝透鏡包括透鏡底座和透鏡曲面。所述內(nèi)反射器傾斜設(shè)置在負(fù)極引腳的上部并轉(zhuǎn)向正極引腳；所述透鏡曲面為C90° -270°非對(duì)稱，CO。-180°對(duì)稱設(shè)計(jì)；
且，所述透鏡曲面上與內(nèi)反射器的開(kāi)ロ相対的曲面部分S上的任意一點(diǎn)A與所述LED芯片的中心點(diǎn)B的連線L2，該連線L2與所述LED芯片表面的夾角a小于A點(diǎn)的法線LI與所述LED芯片表面的夾角3。本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，首先，為了使此偏光型LED草帽燈珠具備戶外照明的特性，根據(jù)現(xiàn)有加工的實(shí)際情況單獨(dú)設(shè)計(jì)了內(nèi)反射器。將此內(nèi)反射器進(jìn)行較大角度的傾斜設(shè)計(jì)，使全部光輸出在燈珠中心軸的ー側(cè)從而使燈珠發(fā)光更具方向性，為封裝透鏡的設(shè)計(jì)提供了易于控制的光線角度。再次，為防止燈珠發(fā)光角度過(guò)大導(dǎo)致光線過(guò)度擴(kuò)散，特別將燈珠的封裝透鏡的透鏡曲面設(shè)計(jì)為C90° -270°軸面非対稱，CO。-180°對(duì)稱設(shè)計(jì)，且所述透鏡曲面上與內(nèi)反射器的開(kāi)ロ相対的曲面部分S上的任意一點(diǎn)A與所述LED芯片的中心點(diǎn)B的連線L2，該連線L2與所述LED芯片表面的夾角a小于A點(diǎn)的法線LI與所述LED芯片表面的夾角3，從而使光線經(jīng)封裝透鏡折射后進(jìn)ー步向透鏡底座方向偏移。進(jìn)ー步的，所述連線L2與所述法線LI的夾角Y由所述透鏡曲面的底部向所述透鏡曲面的頂部逐漸増大。根據(jù)斯涅爾定理可知，由于折射角度與入射角度成正比，在以光源點(diǎn)為原點(diǎn)的情況下，出射光線與透鏡底座面夾角增大時(shí)，其折射角也隨之増大，即越靠近透 鏡曲面的頂部的出射光線，其向透鏡底座方向偏移的角度越大。其中，所述透鏡底座為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。其中，所述內(nèi)反射器的中心軸與燈珠的豎直中心軸之間的夾角為60°。其中，所述封裝透鏡的材質(zhì)為環(huán)氧樹(shù)脂，折射率為I. 5。


圖I所示為本發(fā)明的偏光型LED草帽燈珠的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為本發(fā)明的偏光型LED草帽燈珠的發(fā)光示意圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明I、正極引腳；2、負(fù)極引腳；3、內(nèi)反射器；4、LED芯片；5、封裝透鏡；51、透鏡底座；
52、透鏡曲面。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。其中，LI表示A點(diǎn)的法線，L2表示A點(diǎn)與所述LED芯片4的中心點(diǎn)B的連線，L3表不LED芯片4表面的延長(zhǎng)線，L4與L5分別表不內(nèi)反射器3開(kāi)ロ的延長(zhǎng)線，L6表不光線。請(qǐng)參閱圖I所示，本發(fā)明的實(shí)施例，包括正極引腳I、負(fù)極引腳2、內(nèi)反射器3、LED芯片4以及將內(nèi)反射器3包封起來(lái)的封裝透鏡5，所述封裝透鏡5包括透鏡底座51和透鏡曲面52，所述內(nèi)反射器3呈碗狀，其開(kāi)ロ直徑大于底部直徑，所述內(nèi)反射器3傾斜設(shè)置在負(fù)極引腳2的上部井向正極引腳I方向偏轉(zhuǎn)，所述LED芯片4固定于所述內(nèi)反射器3的底部，所述透鏡曲面52為C90° -270°非対稱，CO。-180°對(duì)稱設(shè)計(jì)；且，所述透鏡曲面52上與內(nèi)反射器3的開(kāi)ロ相対的曲面部分S上的任意一點(diǎn)A與所述LED芯片4的中心點(diǎn)B的連線L2，該連線L2與所述LED芯片4表面的夾角a小于A點(diǎn)的法線LI與所述LED芯片4表面的夾角3。
參照?qǐng)D2所示可知，采用上述結(jié)構(gòu)的偏光型LED草帽燈珠，其全部光線L6輸出在燈珠中心軸的一側(cè)從而使燈珠發(fā)光更具方向性，消除了光能浪費(fèi)，大大提高了光源利用率，并為封裝透鏡5的設(shè)計(jì)提供了易于控制的光線角度。再次，光線L6在射出封裝透鏡5時(shí)發(fā)生折射，從而使光線L6經(jīng)封裝透鏡5折射后進(jìn)一步向透鏡底座51方向偏移。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)方式，所述連線L2與所述法線LI的夾角Y由所述透鏡曲面52的底部向所述透鏡曲面52的頂部逐漸增大。根據(jù)斯涅爾定理可知，由于折射角度與入射角度成正比，在以光源點(diǎn)為原點(diǎn)的情況下，出射光線與透鏡底座面夾角增大時(shí)，其折射角也隨之增大，即越靠近透鏡曲面的頂部的出射光線，其向透鏡底座方向偏移的角度越大。在上述實(shí)施例中，所述透鏡底座51可以是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，也可以是非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。在上述實(shí)施例中，所述封裝透鏡5的材質(zhì)優(yōu)選為折射率為I. 5的封裝透鏡。在上述實(shí)施例中，所述內(nèi)反射器3的中心軸與燈珠的豎直中心軸之間的夾角優(yōu)選 為60°。因?yàn)楫?dāng)此夾角逐漸大于并遠(yuǎn)離60°時(shí)，即內(nèi)反射器3向負(fù)極引腳2偏轉(zhuǎn)角度逐漸增大的過(guò)程，此時(shí)進(jìn)行封裝透鏡5的偏光設(shè)計(jì)為保證偏折角度合理易導(dǎo)致模型溢出底座范圍而無(wú)法拔模；而當(dāng)夾角逐漸小于并遠(yuǎn)離60°時(shí)，遠(yuǎn)端可視角度逐漸接近燈珠中心軸，在進(jìn)行封裝透鏡5的偏光設(shè)計(jì)時(shí)模型曲率會(huì)驟升從而導(dǎo)致LED燈珠的外形超出常規(guī)，且容易導(dǎo)致未知的拔模誤差。本發(fā)明的偏光型LED草帽燈珠，先根據(jù)實(shí)際照明需求設(shè)計(jì)內(nèi)反射器，然后通過(guò)傾斜設(shè)置內(nèi)反射器使LED燈珠的光軸偏移一定的角度，再通過(guò)非對(duì)稱設(shè)計(jì)和具有特定曲面的封裝透鏡使LED燈珠的光軸進(jìn)一步偏移并使遠(yuǎn)端擴(kuò)散光線進(jìn)一步收斂，從而實(shí)現(xiàn)了更大角度的偏光，使光線的照射范圍更符合使用需要，用于照明燈具時(shí)也減小了遮光角而不易產(chǎn)生眩光；另外，由于內(nèi)反射器傾斜設(shè)置，遮光角度得到了合理的控制，當(dāng)光線經(jīng)過(guò)特定曲面的封裝透鏡后，全部光線均射向地面，從而消除光能浪費(fèi)，大大提高了光源利用率，或者說(shuō)在同樣亮度的情況下，LED燈珠的電源功率可以減少，降低了生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，而LED的壽命與驅(qū)動(dòng)電流約成反比例關(guān)系，因此也可以提高LED燈珠的使用壽命。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種偏光型LED草帽燈珠，包括帶有正負(fù)引腳和內(nèi)反射器的支架、LED芯片以及將內(nèi)反射器包封起來(lái)的封裝透鏡，所述封裝透鏡包括透鏡底座和透鏡曲面，其特征在于 所述內(nèi)反射器傾斜設(shè)置在負(fù)極引腳的上部，傾斜面朝向正極引腳； 所述透鏡曲面為C90° -270°軸面非対稱，CO。-180°對(duì)稱設(shè)計(jì)； 且，所述透鏡曲面上與內(nèi)反射器的開(kāi)ロ相対的曲面部分S上的任意一點(diǎn)A與所述LED芯片的中心點(diǎn)B的連線L2，該連線L2與所述LED芯片表面的夾角a小于A點(diǎn)的法線LI與所述LED芯片表面的夾角3。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的偏光型LED草帽燈珠，其特征在于所述連線L2與所述法線LI形成夾角Y，所述夾角Y由所述透鏡曲面的底部向所述透鏡曲面的頂部逐漸増大。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的偏光型LED草帽燈珠，其特征在于所述透鏡底座為對(duì)稱結(jié) 構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的偏光型LED草帽燈珠，其特征在于所述內(nèi)反射器的中心軸與燈珠的豎直中心軸之間的夾角為60°。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的偏光型LED草帽燈珠，其特征在于所述封裝透鏡的材質(zhì)為環(huán)氧樹(shù)脂，折射率為1.5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種偏光型LED草帽燈珠，包括帶有正負(fù)引腳和內(nèi)反射器的支架、LED芯片以及將內(nèi)反射器包封起來(lái)的封裝透鏡，所述封裝透鏡包括透鏡底座和透鏡曲面，所述內(nèi)反射器傾斜設(shè)置在負(fù)極引腳的上部并轉(zhuǎn)向正極引腳；所述透鏡曲面為C90°-270°軸面非對(duì)稱，C0°-180°對(duì)稱設(shè)計(jì)；且，所述透鏡曲面的曲率變化影響內(nèi)反射器出射光線的折射。采用本發(fā)明的偏光型LED草帽燈珠，偏光效果好且光源利用率高，可廣泛應(yīng)用于安裝在較高位置的照明設(shè)備(如庭院燈)或顯示設(shè)備(如LED顯示屏)中。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102777793SQ201210247018
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者羅時(shí)睿, 阮銳, 陳克昌, 黃勝邦 申請(qǐng)人:福建鴻博光電科技有限公司