LED发光装置以及一种LED灯具制造方法及图纸

本发明专利技术LED发光装置以及一种LED灯具，包括LED芯片和发光区，还包括出光口，出光口设置在发光区的出光路径上，出光口的面积小于发光区的面积，出光口与发光区之间设置有间隙；围绕在该间隙四周的围墙，围墙一端围绕发光区并与发光区贴合，围墙另一端围绕出光口并与出光口贴合，围墙内壁设置有反射层。由于出光口与发光区之间设置有间隙，同时LED芯片对自身发出的光是反射的。因此，第二部分光会在出光口与发光区之间经过不断的反射而改变发光点的位置，直到发光点位于与出光口相对应的区域，然后从出光口出射。因此，上述技术方案提高了发光区发出光的利用效率，尽而提高了发光区的亮度。

【技术实现步骤摘要】
LED发光装置以及一种LED灯具
本专利技术涉及照明
，具体地说，涉及设置有LED亮度增强装置的灯具。
技术介绍
当前，国内也有LED照明公司在LED亮度增强方向进行研究和实验。比较常见的方式为为将碳化硅技能应用于LED照明。选用碳化硅技能后，能将原先LED灯光学元件运用数量下降三分之一，成本下降近50%而亮度却进步两倍，导热功能进步10倍以上。碳化硅LED灯替代蓝宝石衬底LED灯是未来开展趋势。以碳化硅半导体为代表的第三代宽禁带半导体资料的研讨和开发已经得到世界各国的高度重视。因为碳化硅半导体衬底资料可制作大功率、高热导率的高频率微波器材、功率器材和照明器材，具有十分明显的功能优势。但是使用碳化硅技术无法改变LED发光装置均匀发光的特点，虽然LED照射范围广，但是照射亮度不够。其次，上述方法增强LED亮度所需要的成本高，投入较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述传统技术的不足之处，专利技术根据光学扩展量守恒的原理，通过设置一个比LED发光区面积小的出光口，将LED发光区发出的光完全通过出光口输出的方式来增强LED的亮度。为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案是：LED发光装置，包括LED芯片，LED芯片包括发光区，其特征在于：还包括出光口，所述出光口设置在发光区的出光路径上，所述出光口的面积小于发光区的面积，出光口与发光区之间设置有间隙；还包括围绕在该间隙四周的围墙，围墙一端围绕发光区并与发光区贴合，围墙另一端围绕出光口并与出光口贴合，围墙内壁设置有反射层。所述出光口内接圆半径为r，发光区内接圆的半径为R，所述0＜r＜R。所述出光口与发光区之间的间隙为D，所述（R-r）/2＜D＜2R。作为上述技术方案的一种改进：所述围墙远离发光区一端连接有光阑，所述出光口设置在光阑上，所述出光口设置在光阑上，出光口四周区域是所述围墙的一部分。所述光阑朝向发光区的一面上设置有反射区。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，发光区发出的光中，与出光口相对的区域发出的光称为第一部分光，第一部分光能够从出光口直接出射；没有与出光口相对的区域发出的光称为第二部分光，第二部分光入射到围墙的反射层或出光口周围的反射区而被反射。由于出光口与发光区之间设置有间隙，同时LED芯片对自身发出的光是反射的。因此，第二部分光会在出光口与发光区之间经过不断的反射而改变发光点的位置，直到发光点位于与出光口相对应的区域，然后从出光口出射。因此，上述技术方案提高了发光区发出光的利用效率，尽而提高了发光区的亮度。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。附图说明图1是LED发光装置的主视图。图2是图1的A-A视图。图3是图1的右视图。图4是LED发光装置的原理图。图5是LED发光装置的另一种实施方式的剖视图。图6是LED发光装置的另一种实施方式的剖视图。图7是图6的主视图。图8是LED发光装置的另一种实施方式的剖视图。图9是LED发光装置的另一种实施方式的主视图。图10是图9的右视图。图11是一种光阑的主视图。具体实施方式实施例1：LED发光装置的结构示意图如图1-4所示，LED发光装置包括LED芯片，LED芯片包括用于发光的发光区101。LED发光装置还包括光阑103a，光阑103a上设置有能够透光的出光口103b。所述光阑103a固定在LED芯片设置有发光区101的一侧，出光口103b与发光区101相对设置。根据LED芯片各点均匀发光的特点。发光区101发出的光一部分由出光口103b直接出射，另一部分不能从出光口103b位置出射。由出光口103b直接出射的光对LED发光装置亮度起到积极的作用，该部分光称为有用光。另一部分不能从出光口103b位置出射的光不能提高LED发光装置的亮度，该部分光被浪费掉了，该部分称为无用光。为了提高LED发光装置的亮度，那就需要将更多的无用光转换成有用光。即将发光区101出射的光中，不能从出光口103b出射的那部分光，转变到由出光口103b出射。上述转变过程需要将发光区101发出的光经过若干次的反射，然后改变发光点的位置或发光角度，直到发光区所发出的光可以从出光口103b出射。上述技术方案使发光区101发出的光从出光口103b出射明显增多，相应的亮度得到提高。由于需要改变所发出光的位置或发光角度，此过程需要若干次的反射，出光口103b与发光区101之间必定设置有间隙，该间隙为发光点所发出的光的反射提供空间。根据光学扩展量守恒的原理，光强等于光源亮度与出光口103b的面积的乘积，由于LED灯的光强一定，要想增加光源亮度，则出光口103b的面积小于发光区101的面积，由于本实施方式中出光口103b为圆形，发光区101为矩形。因此，近似得出，出光口103b内接圆的面积小于发光区101内接圆的面积。出光口103b内接圆的半径为r，发光区101内接圆的半径为R。则πr²＜πR²，进一步推到得到r＜R。又因为必须存在一个出光口103b，因此，r＞0。综上所述可知0＜r＜R。因为发光区101与出光口103b之间设置有间隙，间隙的大小为D。如图4所示，则发光区101中实际对提高LED的亮度起到决定性作用的为发光区101内接圆131a与出光口103b内接圆131c之间的虚拟内接圆131b在发光区101上所呈现的圆形区域。该虚拟内接圆131b所组成的圆形区域到发光区101内接圆131a之间的距离为（R-r）/2,当D=（R-r）/2的时候，该虚拟内接圆131b的圆环上的发光点45°角所发出的光，照射在光阑103a与围墙102交接处，该光束会沿着原光路返回到发光区101，因此增加了光的损耗。为了减少该部分光的损耗，提高LED灯的亮度，因此对间隙D进行了限制，D＞（R-r）/2。又因为D过大，发光区101所发出的光在间隙中的反射次数增多，发光区101所发出的光，有一部分能量会丧失在反射过程中。因此D过大同样不利于LED灯亮度的增强。经过试验发现D=2R的时候刚好处于一个分界点上，当D＜2R时LED电能转化成有用光的效率较高，当D＞2R时电能转化有用光的效率明显下降。因此，本实施方式中选用D＜2R。其次，围墙102一端围绕发光区101，并且与发光区101贴合。出光口103b设置在光阑103a上，出光口103b四周区域是所述围墙102的一部分。围墙102与发光区101、光阑103a紧密贴合，避免发光区101发出的光，在反射的过程中从间隙内出射到远方，降低亮度增强的效果。为了减小反射过程中光的损耗，提高发光区101所发出光的利用率。发光区101发出的一部分光照射在围墙102上时能发生全反射。本实施例优选在围墙102内壁上设置有反射层102a。本实施例优选在光阑103a朝向发光区101的一面设置有反射区103c。该反射区103c用于反射发光区101发出的光。设置反射区103c同样是为了降低发光区101所发出光的损耗。本实施例中，如图2所示，以发光区101本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.LED发光装置，包括LED芯片，LED芯片包括发光区，其特征在于：还包括出光口，所述出光口设置在发光区的出光路径上，所述出光口的面积小于发光区的面积，出光口与发光区之间设置有间隙；还包括围绕在该间隙四周的围墙，围墙一端围绕发光区并与发光区贴合，围墙另一端围绕出光口并与出光口贴合，围墙内壁设置有反射层。/n

【技术特征摘要】
1.LED发光装置，包括LED芯片，LED芯片包括发光区，其特征在于：还包括出光口，所述出光口设置在发光区的出光路径上，所述出光口的面积小于发光区的面积，出光口与发光区之间设置有间隙；还包括围绕在该间隙四周的围墙，围墙一端围绕发光区并与发光区贴合，围墙另一端围绕出光口并与出光口贴合，围墙内壁设置有反射层。


2.根据权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于：所述出光口与发光区之间的间隙长度为D，所述（R-r）/2＜D＜2R，所述r为出光口内接圆的半径，所述R为发光区内接圆的半径。


3.根据权利要求1或2所述的LED发光装置，其特征在于：所述围墙远离发光区一端连接有光阑，所述出光口设置在光阑上，出光口四周区域是所述围墙的一部分。


4.根据权利要求3所述的LED发光装置，其特征在于：所述出光口四周朝向发光区的区域至少部分设置有反射区。


5.根据权利要求4所述的LED...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅，
申请(专利权)人：上海蓝湖照明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31