CN104806975B - 发光组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光组件，包括：发光二极管芯片；以及模造透镜，所述模造透镜直接形成在所述发光二极管芯片上，所述模造透镜包括底部以及对应所述底部的出光面，所述发光二极管芯片位于所述底部的中心线上；其中，所述出光面包括凹部、围绕所述凹部的第一出光区以及围绕所述第一出光区的第二出光区，且所述第一出光区连接于所述凹部与所述第二出光区之间。与现有技术相比，本发明一实施方式提供的发光组件具有能够提供广角度出光效果以及高出光均匀度的有益技术效果。

Description

发光组件
技术领域
本发明涉及一种发光组件，尤其是一种具有模造透镜的发光组件，属于半导体照明技术领域。
背景技术
近年来随着半导体科技的发展，发光二极管（light emitting diode，LED）可发出高光强的光束，且发光二极管的发光效率不断地提升。相较于一些传统光源，发光二极管光源具有能源效率、体积小及长预期寿命的优势。因此，传统的光源正逐渐被发光二极管光源取代，并被广泛应用在照明领域，例如：车头灯、街灯、桌灯等。
照明用的发光二极管光源通常具有约120度的的半强角，且发光二极管光源在垂直于发光面的正向光强度较高，在偏斜方向的光强度较弱。换句话说，发光二极管发出的光束具有朗伯分布（Lambertian distribution）。因此，如果发光二极管光源在无任何改变下直接应用在传统灯泡中，具有发光二极管光源的灯泡的光发射角将会受限，且在偏斜于光源发光侧的一侧的光强度会特别弱。为了增加灯泡的光发射角，一些发光二极管灯泡与具有散射效果的灯罩结合。藉由这样的灯罩，发光二极管灯泡在偏斜于发光侧的方向上的光强度可被提升。然而，其仍无法达到全周光的要求。
发明内容
为克服先前技术的缺点，本发明的目的之一在于提供一种可提供全周光的发光组件。
为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种发光组件，包括：
发光二极管芯片；以及
模造透镜，所述模造透镜直接形成在所述发光二极管芯片上，所述模造透镜包括底部以及对应所述底部的出光面，所述发光二极管芯片位于所述底部的中心线上；
其中，所述出光面包括凹部、围绕所述凹部的第一出光区以及围绕所述第一出光区的第二出光区，且所述第一出光区连接于所述凹部与所述第二出光区之间。
作为本发明的进一步改进，所述凹部包括圆锥形凹部，所述圆锥形凹部的顶点朝向所述发光二极管芯片。
作为本发明的进一步改进，所述圆锥形凹部的顶角在45度至150度之间。
作为本发明的进一步改进，所述圆锥形凹部的所述顶角在70度至120度之间。
作为本发明的进一步改进，所述凹部包括第一V形凹部，所述第一V形凹部包括第一平面以及第二平面，所述第一平面与所述第二平面以非共平面的方式互相连接，且在剖面视角上于所述第一平面与所述第二平面之间形成顶角。
作为本发明的进一步改进，所述顶角在45度至150度之间。
作为本发明的进一步改进，所述顶角在70度至120度之间。
作为本发明的进一步改进，所述顶角包括形成于所述第一平面与垂直面之间的第一顶角以及形成于所述第二平面与所述垂直面之间的第二顶角。
作为本发明的进一步改进，所述凹部对称于所述底部中心线，而所述第一顶角的角度等于所述第二顶角的角度。
作为本发明的进一步改进，所述凹部不对称于所述底部中心线，而所述第一顶角的角度与所述第二顶角的角度不同。
作为本发明的进一步改进，所述第一顶角在20度至75度之间。
作为本发明的进一步改进，所述第一顶角等于45度。
作为本发明的进一步改进，所述第二顶角在20度至75度之间。
作为本发明的进一步改进，所述第二顶角等于70度。
作为本发明的进一步改进，所述凹部包括与所述第一V形凹部相交的第二V形凹部。
作为本发明的进一步改进，所述第一V形凹部的形状与所述第二V形凹部的形状不同。
作为本发明的进一步改进，所述凹部在剖面视角上包括谷形凹部，所述谷形凹部包括以非共平面的方式互相连接的第一曲面与第二曲面，而所述第一曲面与所述第二曲面朝向远离底部的方向凸起。
作为本发明的进一步改进，所述出光面的所述第一出光区以及所述第二出光区垂直于所述模造透镜的底部。
作为本发明的进一步改进，沿所述第一出光区连接至所述凹部的一端到所述第一出光区连接至所述第二出光区的另一端的方向上，所述底部的中心与所述出光面之间的距离递增。
作为本发明的进一步改进，所述第一出光区连接至所述凹部的一端与所述底部的中心连成第一参考线，所述第一出光区连接至所述第二出光区的另一端与所述底部的中心连成第二参考线，且所述第一参考线与所述第二参考线间的夹角在3度至70度之间。
作为本发明的进一步改进，所述第一出光区连接至所述凹部的一端与所述底部的中心连成第一参考线，所述第二出光区连接至所述模造透镜底部的另一端与所述底部的中心连成第二参考线，且所述第一参考线与所述第二参考线间的夹角在40度至50度之间。
作为本发明的进一步改进，沿所述第一出光区连接至所述第二出光区的一端到所述第二出光区连接至所述模造透镜底部的另一端的方向上，所述底部的中心与所述出光面之间的距离递增。
作为本发明的进一步改进，沿所述第一出光区连接至所述第二出光区的一端到所述第二出光区连接至所述模造透镜底部的另一端的方向上，所述底部的中心与所述出光面之间的距离递减。
基于本发明一实施方式提供的发光组件，提供了多个不同的模造透镜，以嵌入发光组件的发光二极管芯片。具体的，模造透镜的出光面包括凹部、围绕凹部的第一出光区以及围绕第一出光区的第二出光区，且第一出光区连接于凹部与第二出光区之间。凹部能够反射发光二极管芯片发出的光到第一出光区、二出光区。因此，通过模造透镜的配置，本发明一实施方式提供的发光组件具有能够提供广角度出光效果以及高出光均匀度的有益技术效果。
附图说明
图1是本发明第一实施例的发光组件的示意图；
图2是图1中发光组件的剖面示意图；
图3是图1中发光组件的光强度分布图；
图4是图1中发光组件的光型分布图；
图5是本发明第二实施例的发光组件的示意图；
图6是图5中发光组件的剖面示意图；
图7是图5中发光组件的光强度分布图；
图8是图5中发光组件的光型分布图；
图9是本发明第三实施例的发光组件的示意图；
图10是图9中发光组件的俯视图；
图11是图9中发光组件的光强度分布图；
图12是图9中发光组件的光型分布图；
图13是本发明第四实施例的发光组件的剖面示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所轻易做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
为了解本发明的较佳实施例，下面将结合较佳的实施例的附图详细说明。无论是否可能，在这些附图中相同的标号代表相同或相似的构件。
图1是本发明第一实施例的发光组件的示意图，图2是图1中发光组件的剖面示意图。请参照图1及图2，第一实施例的发光组件100包括发光二极管芯片110及模造透镜120。模造透镜120通过***模造（Insert Molding）或注入模造（Injection Molding）制程直接地形成在发光二极管芯片110上，且包括底部126中心C1以及对应于底部126形成的出光面124，其中发光二极管芯片110位于底部126的中心线Vp上，最佳是设置在底部中心C1的位置。换句话说，模造透镜120包括底部126以及出光面124，其中，如图2所示，发光二极管芯片110埋在模造透镜120中，且出光面124的位置对应于底部126。出光面124包括凹部122、第一出光区124a以及第二出光区124b。第一出光区124a围绕凹部122，而第二出光区124b围绕第一出光区124a。第一出光区124a连接于凹部122与第二出光区124b之间。
具体的，凹部122可对称于底部126中心线Vp。更具体举例来说，凹部122可以是圆锥形凹部，其中圆锥形凹部的顶点朝向发光二极管芯片110。一般而言，圆锥形凹部的顶角θ在45度至150度之间。在本实施例中，圆锥形凹部的顶角θ在70度至120度之间可以得到较佳的出光效果。
请参照图2，沿第一出光区124a连接至凹部122的一端E1到第一出光区124a连接至第二出光区124b的另一端E2的方向上，底部126中心C1与出光面124之间的距离为平顺且逐渐地增加。第一出光区124a连接至凹部122的一端E1与底部126中心C1连成第一参考线，第一出光区124a连接至第二出光区124b的另一端E2与底部126中心C1连成第二参考线，第一参考线与第二参考线的夹角θ0在3度至70度之间。此外，沿第一出光区124a连接至第二出光区124b的一端E2到第二出光区124b连接至模造透镜120的底部126的另一端E3的方向上，底部126中心C1与出光面124之间的距离可为平顺且逐渐地增加或减少。在本实施例中，沿一端E2到一端E3的方向上，底部126中心C1与出光面124之间的距离为减少，但本发明不以此为限。
参看图3和图4，图3是图1中发光组件的光强度分布图，图4是图1中发光组件的光型分布图。在图3的光强度分布图中，纵轴代表光强度，单位为瓦特/球面度（W/sr），横轴代表与发光二极管芯片110的中心轴的夹角。在图3与图4的光型分布图中，以粗线绘示的0.0方向对应于面对发光组件100的水平方向，以细线绘示的90.0方向对应于面对发光组件100的垂直方向，图4径向方向对应于光强度，且越远离中心光强度越高。如图所示，发光组件100的光强度分布实质上为具有多个峰值的多模态分布。因此，通过模造透镜120的配置，发光组件100能够提供广角出光效果及高出光均匀度。需说明的是，上述数值仅为示例，本发明并不限于此。
参看图5及图6，图5是本发明第二实施例的发光组件的示意图，图6是图5中发光组件的剖面示意图。值得注意的是，在图5及图6中的发光组件200包含与先前用图1及图2揭露之发光组件100相同或相似的许多特征。为简洁起见，相同或相似的许多特征的详细描述可省略，且在这些图示及描述中被使用的类似标号代表相同或相似的构件。
第二实施例的发光组件200与第一实施例的发光组件100的主要差异在于：在第二实施例中，如图5所示，凹部222可包括第一V形凹部，第一V形凹部包括以非共平面的方式互相连接的第一平面222a与第二平面222b，且在剖面视角上顶角(θ1+θ2)形成于第一平面222a与第二平面222b之间。
顶角(θ1+θ2)可在45度至150度之间。在第二实施例中，顶角(θ1+θ2)为在70度至120度之间。具体的，顶角(θ1+θ2)包括形成于第一平面222a与垂直面VP之间的第一顶角θ1以及形成于第二平面222b与垂直面VP之间的第二顶角θ2。在第二实施例中，凹部222不对称于底部226中心线，且第一顶角θ1的角度与第二顶角θ2的角度不同。第一顶角θ1可在20度至75度之间，且第二顶角θ2可同样在20度至75度之间。在本实施例中，第一顶角θ1等于45度，且第二顶角θ2等于70度。需说明的是，上述数值范围仅为示例，本发明并不限于此。另外，在其他实施例中，凹部222可对称于底部226中心线。也就是说，第一顶角θ1的角度等于第二顶角θ2的角度。
参看图7和图8，图7是图5中发光组件的光强度分布图，图8是图5中发光组件的光型分布图。在图7的光强度分布图中，与图3类似地，纵轴代表光强度，单位为瓦特/球面度（W/sr），横轴代表与发光二极管芯片210的中心轴的夹角。在图7与图8的光型分布图中，与图4类似地，以粗线绘示的0.0方向对应于面对发光组件200的水平方向，以细线绘示的90.0方向对应于面对发光组件200的垂直方向，图8径向方向对应于光强度，且越远离中心光强度越高。如图所示，发光组件200的光强度分布实质上为具有多个峰值的多模态分布。因此，通过模造透镜220的配置，发光组件200能够提供广角出光效果及高出光均匀度。
参看图9及图10，图9是本发明第三实施例的发光组件的示意图，图10是图9中发光组件的俯视图。值得注意的是，图9及图10所示的发光组件300包含与先前用图5及图6揭露的发光组件200相同或相似的许多特征。为简洁起见，相同或相似的许多特征的详细描述可省略，且在这些图示及描述中被使用的类似标号代表相同或相似的构件。
第三实施例的发光组件300与第二实施例的发光组件200的主要差异在于：凹部322不仅包括第一V形凹部322a，还包括与第一V形凹部322a相交的第二V形凹部322b。具体的，第一V形凹部322a的顶角包括图10所示的第一顶角θ1与第二顶角θ2。在本实施例中，第一顶角θ1的角度与第二顶角θ2的角度可不同。类似地，第二V形凹部322b的顶角包括图10所示的第三顶角θ1’与第四顶角θ2’，且第三顶角θ1’的角度与第四顶角θ2’的角度可不同。在本实施例中，第一V形凹部322a的形状与第二V形凹部322b的形状不同，也就是说，第一顶角θ1、第二顶角θ2、第三顶角θ1’与第四顶角θ2’中的任一个可不同于第一顶角θ1、第二顶角θ2、第三顶角θ1’与第四顶角θ2’ 中的其他一个。需说明的是，上述实施例仅为示例，本发明不限于此。另外，在其他实施例中，凹部322可为对称的。也就是，第一顶角θ1、第二顶角θ2、第三顶角θ1’与第四顶角θ2’可相同，或其中部分顶角可相同，而部分顶角可不相同。本发明不以此为限。
参看图11及图12，图11是图9中发光组件的光强度分布图，图12是图9中发光组件的光型分布图。在图11的光强度分布图中，与图3及图7类似地，图11中的纵轴代表光强度，单位为瓦特/球面度（W/sr），横轴代表与发光二极管芯片的中心轴的夹角。在图11与图12的光型分布图中，与图4及图8类似地，以粗线绘示的0.0方向对应于面对发光组件300的水平方向，以细线绘示的90.0方向对应于面对发光组件300的垂直方向，图12径向方向对应于光强度，且越远离中心光强度越高。如图所示，发光组件300的光强度分布实质上为具有多个峰值的多模态分布。因此，通过模造透镜320的配置，发光组件300能够提供广角出光效果及高出光均匀度。
参看图13，图13是本发明第四实施例的发光组件的剖面示意图。值得注意的是，图13所示的发光组件400包含与先前用图1揭露的发光组件100相同或相似的许多特征。为简洁起见，相同或相似的许多特征的详细描述可省略，且在这些图示及描述中被使用的类似标号代表相同或相似的构件。
第四实施例的发光组件400与第一实施例的发光组件100的主要差异在于：在第四实施例中，凹部422在剖面视角上包括谷形凹部，谷形凹部包括以非共平面的方式互相连接的第一曲面422a与第二曲面422b。第一曲面422a与第二曲面422b朝向远离模造透镜420的底部426的方向凸起。出光面424的第一出光区以及第二出光区是以共平面的方式互相连接，且出光面424是对应于模造透镜420的底部426垂直。出光面424的第一出光区连接至凹部422的一端E1与底部426中心C1连成第一参考线，出光面424的第二出光区连接至模造透镜420的底部426的另一端E3与底部426中心C1连成第二参考线，第一参考线与第二参考线的夹角θ0可在40度至50度之间。通过模造透镜420的配置，参看图13所示的光路，发光组件400能够提供广角出光效果及高出光均匀度。
综上所述，基于本发明一实施方式提供的发光组件，提供了多个不同的模造透镜，以嵌入发光组件的发光二极管芯片。具体的，模造透镜的出光面包括凹部、围绕凹部的第一出光区以及围绕第一出光区的第二出光区，且第一出光区连接于凹部与第二出光区之间。凹部能够反射发光二极管芯片发出的光到第一出光区、二出光区。因此，通过模造透镜的配置，本发明一实施方式提供的发光组件具有能够提供广角度出光效果以及高出光均匀度的有益技术效果。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种发光组件，其特征在于，包括：
发光二极管芯片；以及
模造透镜，所述模造透镜直接形成在所述发光二极管芯片上，所述模造透镜包括底部以及对应所述底部的出光面，所述发光二极管芯片位于所述底部的中心线上；
其中，所述出光面包括凹部、围绕所述凹部的第一出光区以及围绕所述第一出光区的第二出光区，且所述第一出光区连接于所述凹部与所述第二出光区之间；
其中，所述凹部包括第一V形凹部以及与所述第一V形凹部相交的第二V形凹部，所述第一V形凹部和所述第二V形凹部彼此将对方分割为两部分。
2.根据权利要求1所述的发光组件，其特征在于，所述第一V形凹部包括第一平面以及第二平面，所述第一平面与所述第二平面以非共平面的方式互相连接，且在剖面视角上于所述第一平面与所述第二平面之间形成顶角。
3.根据权利要求2所述的发光组件，其特征在于，所述顶角在45度至150度之间。
4.根据权利要求3所述的发光组件，其特征在于，所述顶角在70度至120度之间。
5.根据权利要求2所述的发光组件，其特征在于，所述顶角包括形成于所述第一平面与垂直面之间的第一顶角以及形成于所述第二平面与所述垂直面之间的第二顶角。
6.根据权利要求5所述的发光组件，其特征在于，所述凹部对称于所述底部中心线，而所述第一顶角的角度等于所述第二顶角的角度。
7.根据权利要求5所述的发光组件，其特征在于，所述凹部不对称于所述底部中心线，而所述第一顶角的角度与所述第二顶角的角度不同。
8.根据权利要求5所述的发光组件，其特征在于，所述第一顶角在20度至75度之间。
9.根据权利要求8所述的发光组件，其特征在于，所述第一顶角等于45度。
10.根据权利要求5所述的发光组件，其特征在于，所述第二顶角在20度至75度之间。
11.根据权利要求10所述的发光组件，其特征在于，所述第二顶角等于70度。
12.根据权利要求1所述的发光组件，其特征在于，所述第一V形凹部的形状与所述第二V形凹部的形状不同。
13.根据权利要求1、2任一项所述的发光组件，其特征在于，沿所述第一出光区连接至所述凹部的一端到所述第一出光区连接至所述第二出光区的另一端的方向上，所述底部的中心与所述出光面之间的距离递增。
14.根据权利要求1、2任一项所述的发光组件，其特征在于，所述第一出光区连接至所述凹部的一端与所述底部的中心连成第一参考线，所述第一出光区连接至所述第二出光区的另一端与所述底部的中心连成第二参考线，且所述第一参考线与所述第二参考线间的夹角在3度至70度之间。
15.根据权利要求1、2任一项所述的发光组件，其特征在于，所述第一出光区连接至所述凹部的一端与所述底部的中心连成第一参考线，所述第二出光区连接至所述模造透镜底部的另一端与所述底部的中心连成第二参考线，且所述第一参考线与所述第二参考线间的夹角在40度至50度之间。
16.根据权利要求13所述的发光组件，其特征在于，沿所述第一出光区连接至所述第二出光区的一端到所述第二出光区连接至所述模造透镜底部的另一端的方向上，所述底部的中心与所述出光面之间的距离递增。
17.根据权利要求13所述的发光组件，其特征在于，沿所述第一出光区连接至所述第二出光区的一端到所述第二出光区连接至所述模造透镜底部的另一端的方向上，所述底部的中心与所述出光面之间的距离递减。
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