一种LED以及LED高杆灯制造技术

本实用新型专利技术公开一种LED以及LED高杆灯，所述LED包括LED芯片和透镜组，所述透镜组覆盖在所述LED芯片上，所述透镜组的外层采用偏光式配光透镜，所述透镜组通过光束的出射角与水平面夹角、照射光斑半径和照射高度得到所述偏光式配光透镜曲线在出光点处的曲线斜率。本实用新型专利技术提供的LED以及LED高杆灯，通过覆盖在LED芯片上的第一透镜和第二透镜形成发光路径，第二透镜为偏光式配光透镜，第二透镜通过光束的出射角与水平面夹角、照射光斑半径和照射高度得到所述偏光式配光透镜曲线在出光点处的曲线斜率，实现灯具无仰角安装，保证灯具能照射一定区域范围的同时可简化安装步骤，提高灯具的光利用率和安装效率。

A kind of LED and LED high pole lamp

【技术实现步骤摘要】
一种LED以及LED高杆灯
本技术涉及一种LED以及LED高杆灯。
技术介绍
目前，大部分灯具都选用LED作为光源，LED是朗伯光源，为了提高光利用率，需要对LED进行多次配光设计来满足不同的配光需求。现在市场上用在LED的灯具上的透镜多为对称型配光，为了实现大范围照射要求需要多种配光类型灯具配合使用并调节灯具仰角，加大了安装复杂度的同时增加了光损耗。因此，为了满足大区域照明，如何设计一种能够提高光利用率且满足照度需求的LED，是业界亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术为提高现有技术中LED的光利用率，提供一种LED以及LED高杆灯。为实现以上目的，本技术通过以下技术方案实现：一种LED，包括LED芯片和透镜组，所述透镜组覆盖在所述LED芯片上，所述透镜组的外层采用偏光式配光透镜，所述透镜组通过光束的出射角与水平面夹角、照射光斑半径和照射高度得到所述偏光式配光透镜曲线在出光点处的曲线斜率。根据本技术的一个实施方案，所述透镜组包括第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜覆盖在所述LED芯片上，所述第一透镜为朗伯体，所述第二透镜覆盖在所述第一透镜上，所述第三透镜为所述偏光式配光透镜，所述第三透镜覆盖在所述第二透镜上。根据本技术的一个实施方案，所述LED发光的光束角度表示为n1*sinα＝n2*sinβ，n1为透镜折射率；n2为空气折射率，α和β分别为光线的入射角和出射角。根据本技术的一个实施方案，所述LED芯片设置在铝基板上。本技术还公开了一种LED高杆灯，包括灯盘和如上所述的LED灯，所述LED灯安装在所述灯盘上。根据本技术的一个实施方案，所述LED灯采用直下式安装。根据本技术的一个实施方案，所述LED灯的数量为多个，多个所述LED灯对称分布。本技术提供一种LED以及LED高杆灯，通过覆盖在LED芯片上的第一透镜和第二透镜形成发光路径，第二透镜为偏光式配光透镜，第二透镜通过光束的出射角与水平面夹角、照射光斑半径和照射高度得到所述偏光式配光透镜曲线在出光点处的曲线斜率，实现灯具无仰角安装，保证灯具能照射一定区域范围的同时可简化安装步骤，提高灯具的光利用率和安装效率。附图说明图1为本实施例的LED的结构示意图；图2为本实施例的透镜组的三维结构示意图；图3为本实施例的LED发出光束的三维结构示意图；图4为本实施例的LED高杆灯的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细的描述：如图1所示，本实施例提供了一种LED，包括LED芯片4和透镜组，所述透镜组覆盖在所述LED芯片4上，所述透镜组的外层采用偏光式配光透镜，外层即相对于LED芯片而言的最远的一层透镜，所述透镜组通过光束的出射角与水平面、照射光斑半径和照射高度得到所述偏光式配光透镜曲线在出光点处的曲线斜率，从而得到所需要的配光透镜。继续参考图1所示，在本实施例中，所述透镜组包括第一透镜5、第二透镜2和第三透镜1，所述第一透镜5覆盖在所述LED芯片4上，所述第一透镜5为朗伯体，所述第二透镜覆盖在所述第一透镜上，第二透镜可用于提高发光角度，所述第三透镜为所述偏光式配光透镜，所述第三透镜覆盖在所述第二透镜上，采用连接配光曲面，附图中关于所述光轴对称，用于将对应LED芯片发出的朗伯分布的光配成大角度圆锥形的光强分布，可通过凹陷的半球面位于所述透镜底部与对应LED封装透镜形状相匹配，LED芯片4发出的光束经过第一透镜5完成第一配光形成良伯配光，之后通过第二透镜，最终从第三透镜中射出，其中光束6是中心光线，光束7和光束8是与中心光线成60度的边缘光线，光束9和光束10是与中心光线成30度角的中间区域光线。如图2所示，所述LED发光的光束角度表示为n1*sinα＝n2*sinβ，设定LED芯片作为光源o位于直角坐标的原点，照射半径为R，照射高度为h，出射角与水平面夹角为θ，设定透镜组在透镜的折射面不经过折射，光线只经过透镜的折射面p点才发生折射，n1为透镜折射率，n2为空气折射率，α和β分别为光线的入射角和出射角，为了图示方便，实施例附图中并未按比例绘制。如上可知，已知光束的出射角与水平面夹角θ，照射光斑半径为R和照射高度h，设定r，即透镜p点据LED光源中心o点的距离，可以确定透镜曲线在点p处的曲线斜率，可以用数学计算软件得到透镜出光面构面坐标点，导入机械软件可得到偏光式配光透镜结构。可选的，所述LED芯片设置在铝基板上，铝基板在电路设计方案中对热扩散进行极为有效的处理，可降低各器件的运行温度，延长使用寿命，提高功率密度和可靠性，还能减少散热器和其它硬件(包括热界面材料)的装配，缩小产品体积，从而降低硬件及装配成本，同时具有较好的机械耐久力。可以基于能量网格划分透镜设计法，将LED光源分成若干份能量单元，目标平面划分为若干份面积单元，根据能量扩展量守恒定律、折反射定律和边缘光学原理，建立单元能量和面积单元间的能量对应关系，计算生成透镜模型所需要的坐标点，坐标点导入三维设计软件生成透镜模型。如图3所示，LED的半球面发光情况使用角度(u，v)来表示，其中o点位于LED发光的中心，并且光强的最大值沿Z轴方向。另外，每一份能量单元的大小通过(Δu，Δv)来划分，并且对应着目标平面区域上的面积单元(Δx，Δy)。每一份能量单元的大小为:上式表示把LED的半球面总的光能量Φ划分为M×N份，每一份的能量为能量单元与目标面积单元的划分份数，影响着最终配光的效果。能量划分算法通常是把LED的能量半球进行能量等份划分，而对于目标区域则通过调整面积单元(Δx，Δy)的大小来进行能量分配。如果能量单元被分配到一个面积较小的面积单元(Δx，Δy)，则该区域的能量密度就较高；反之较小。通过这种能量重新分配的设计方法可实现LED的偏光控制。这种把LED的圆形发光划分为矩形网格的方法，减少散落到目标区域之外的光线，从而提高了灯具能量利用率。自由曲面透镜的关键坐标点是可以通过科学计算软件程序把上述的设计思路转化为数学语言计算出来的，通常直接出来的坐标点并不能直接得到需要的透镜模型，主要原因有以下几个方面。首先，计算程序是把LED光源简化为点光源，然后利用光学中的折射定律进行自由曲面求解。然而，实际LED的发光面相对于透镜来说尺寸较大，这会造成计算结果有误差。另外，LED的光强分布通常也不是理想的朗伯分布，即LED的光强分布呈余弦变化。其次，在目标线的计算过程中，由于后一个点的计算是以前一个点作为参考，所以目标线会出现计算的累积误差。最后，照明应用需要考虑亮度均匀性，而原始的计算方式只是以能量(照度)均匀性来计算的。因此，在程序中需要引入适当的网格调制因子以修正误差，能量分布满足照明的亮度均匀性需要。本技术还提供了一种LED高杆灯，包括灯盘和上述LED灯，所述LED灯安装在所述灯盘上，从而可通过采用偏光式配光透镜提高光利用率且满足照度需求。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED，其特征在于，所述LED包括LED芯片和透镜组，所述透镜组覆盖在所述LED芯片上，所述透镜组的外层采用偏光式配光透镜，所述透镜组通过光束的出射角与水平面夹角、照射光斑半径和照射高度得到所述偏光式配光透镜曲线在出光点处的曲线斜率。/n

【技术特征摘要】
1.一种LED，其特征在于，所述LED包括LED芯片和透镜组，所述透镜组覆盖在所述LED芯片上，所述透镜组的外层采用偏光式配光透镜，所述透镜组通过光束的出射角与水平面夹角、照射光斑半径和照射高度得到所述偏光式配光透镜曲线在出光点处的曲线斜率。


2.根据权利要求1所述的LED，其特征在于，所述透镜组包括第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜覆盖在所述LED芯片上，所述第一透镜为朗伯体，所述第二透镜覆盖在所述第一透镜上，所述第三透镜为所述偏光式配光透镜，所述第三透镜覆盖在所述第二透镜上。


3.根据权利要求1所述的LED，其特征在于，所述LED发光的光束角...

【专利技术属性】
技术研发人员：严飞飞，刘明生，
申请(专利权)人：上海博昂电气有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31