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1、10申请公布号CN101988644A43申请公布日20110323CN101988644ACN101988644A21申请号200910305088722申请日20090731F21S2/00200601F21V5/04200601F21Y101/0220060171申请人富准精密工业（深圳）有限公司地址518109广东省深圳市宝安区龙华镇油松第十工业区东环二路2号申请人鸿准精密工业股份有限公司72发明人张海卫黄兴桂54发明名称发光二极管模组57摘要一种发光二极管模组，包括一发光二极管及一与其搭配的透镜，该透镜具有内凹的入光面及外凸的出光面，二垂直相交的第一与第二坐标面与透镜的入光面和出光面。
2、相交，出光面上至少有部分连续区域在第一座标面内任一点的曲率半径大于该点到发光二极管的距离，且小于入射面对应点的曲率半径；出光面上述区域在第二座标面内的任一点的曲率半径大于该点到发光二极管的距离，且大于入射面对应点的曲率半径，从而发光二极管产生的光线经透镜折射后在第一座标面的出光角大于在第二座标面内的出光角。上述透镜对发光二极管的光线进行调节，可产生沿一个方向照明范围大，沿另一方向照明范围小的光形，从而适合对道路等特殊场合的照明。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图4页CN101988644A1/1页21一种发光二极管模组，包括一发光二极管及。
3、一与其搭配的透镜，该透镜具有内凹的入光面及外凸的出光面，其特征在于二垂直相交的第一与第二坐标面与透镜的入光面和出光面相交，出光面上至少有一连续区域在第一座标面内任一点的曲率半径大于该点到发光二极管的距离，且小于入射面对应点的曲率半径；出光面上述区域在第二座标面内的任一点的曲率半径大于该点到发光二极管的距离，且大于入射面对应点的曲率半径，从而发光二极管产生的光线经透镜折射后在第一座标面的出光角大于在第二座标面内的出光角。2如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于所述整个出光面在第一座标面内任一点的曲率半径大于该点到发光二极管的距离，且小于入射面对应点的曲率半径；而在第二座标面内的任一点的曲率。
4、半径大于该点到发光二极管的距离，且大于入射面对应点的曲率半径。3如权利要求1或2所述的发光二极管模组，其特征在于所述透镜的出光面和入光面均关于第一座标面和第二座标面对称。4如权利要求1或2所述的发光二极管模组，其特征在于所述透镜包括一基座和一由基座向上逐渐扩大近呈倒置四棱台状的导光部，所述入光面及出光面形成于导光部上。5如权利要求4所述的发光二极管模组，其特征在于所述导光部横截面呈大致的矩形。6如权利要求4所述的发光二极管模组，其特征在于所述入光部及出光部分别对应形成于导光部底面和顶面，所述基座对应所述导光部的入光面开设有一容置槽，所述发光二极管收容在所述容置槽内，所述入光面即在容置槽内进一步。
5、向内凹入。7如权利要求6所述的发光二极管模组，其特征在于所述入光面在平行于第一坐标面的截面上呈面向发光二极管开口的抛物线形状。8如权利要求4所述的发光二极管模组，其特征在于所述出光面由倒置棱台形导光部的上表面中部向上凸出隆起，该导光部在其四周侧壁面形成反射面。9如权利要求4所述的发光二极管模组，其特征在于所述透镜导光部在其平行于第一坐标面的截面上，导光部正对入光面的厚度是由中间向两端递增，而导光部的其他部分则是向两端递减；所述透镜导光部在其平行于第二坐标面的截面上，导光部正对入光面及其它部分的厚度是分别由中间向两端递减。10如权利要求4所述的发光二极管模组，其特征在于所述导光部出光面上各点到发。
6、光二极管中心的距离是由中间向四周逐渐变大，而该导光部入光面上各点到发光二极管中心的距离大致是由中间向周围逐渐变小。11如权利要求1或2所述的发光二极管模组，其特征在于所述出光面包括一非球面和位于其两侧的至少二球面，该至少二球面关于第二座标面对称。12如权利要求11所述的发光二极管模组，其特征在于所述每一球面及与其对应的球心分别在第二座标面两侧。13如权利要求11所述的发光二极管模组，其特征在于所述球面呈柱面状且关于第二座标面对称，并与球面部平滑连接。权利要求书CN101988644A1/4页3发光二极管模组技术领域0001本发明涉及一种照明装置，特别是指一种光源模组。背景技术0002作为一种新。
7、兴的光源，发光二极管凭借其发光效率高、体积小、重量轻、环保等优点，已被广泛地应用到当前的各个领域当中，大有取代传统光源的趋势。0003现有的发光二极管灯具通常会在发光二极管外罩设透镜以便聚集光线，但透镜投射的光形为圆形，而且中心与周边之间的光强度相差太大。此外，对于一些在某个方向中需要照射角度大而在另一方向上却需要照射角度小的场合，如道路照明，在道路延伸方向中要求照射范围大；而在垂直道路方向上并不需要宽范围的照明，否则，既浪费能源，还会对周围环境造成光污染。对于产生这种圆形光形的灯具来说，业者只有通过在道路延伸方向上多设灯具使相邻灯具的光线叠加来达到光强要求。然而灯具正下方的照度高，其他区域照。
8、度低，仍然导致路面均匀照度差，这种亮暗不均的照明，直接影响行车安全。发明内容0004有鉴于此，本发明旨在提供一种发光二极管模组，其可针对适用场合提供狭长照明区域，从而适应对道路等特殊场合的照明。0005一种发光二极管模组，包括一发光二极管及一与其搭配的透镜，该透镜具有内凹的入光面及外凸的出光面，二垂直相交的第一与第二坐标面与透镜的入光面和出光面相交，出光面上至少有部分连续区域在第一座标面内任一点的曲率半径大于该点到发光二极管的距离，且小于入射面对应点的曲率半径；出光面上述区域在第二座标面内的任一点的曲率半径大于该点到发光二极管的距离，且大于入射面对应点的曲率半径，从而发光二极管产生的光线经透镜。
9、折射后在第一座标面的出光角大于在第二座标面内的出光角。0006与现有技术相比，本发明采用透镜对发光二极管的光线进行调节，可产生沿一个方向照明范围大，沿另一方向照明范围小的光形，从而适合对道路等特殊场合的照明。0007下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。附图说明0008图1是本发明一实施例的发光二极管模组的立体组装图。0009图2是图1中发光二极管模组的立体分解图。0010图3是图1中发光二极管模组的倒置组装图。0011图4是图1中发光二极管模组的倒置分解图。0012图5是图1中发光二极管模组在XOZ平面上的截面图。0013图6是图1中发光二极管模组在YOZ平面上的截面图。001。
10、4图7示出了图1的发光二极管模组在工作时的配光曲线。说明书CN101988644A2/4页4具体实施方式0015如图14所示，本发明一实施例的发光二极管模组包括一发光二极管10及一罩设发光二极管10的透镜20。0016该发光二极管10包括一开设一容置槽120的矩形基座12及若干固定于容置槽120内的发光二极管芯片14。该发光二极管10可视不同功率的需求而设置不同数量的发光二极管芯片14。0017该透镜20由光学性能优越的透明材料一体成型，如PMMA或PC塑料。该透镜20具有对称的形状。为便于描述和理解本发明，定义一通过透镜20及发光二极管10的中轴Z，且通过中轴Z上的一点O建立一XYZ三维坐标。
11、如图1所示，其中X轴沿透镜20的纵长方向延伸，而Y轴沿透镜20横宽方向延伸。在其他实施例中，该透镜20可以为不对称的形状。在本实施例中，该透镜20具有轴对称对称结构，该透镜20分别中轴第一座表面XOZ平面和第二坐标面YOZ平面对称。沿两座标面的截面，均关于Z轴对称。该透镜20沿其纵长方向通过中轴Z的XOZ平面即为图5所示的截面所在的平面。该透镜20沿其宽度方向通过中轴Z的YOZ平面对称，该透镜20在YOZ平面上的截面即为图6所示的截面。该XOZ平面与YOZ平面垂直相交于中轴Z。该透镜20在其X轴的纵长方向上的长度大于其在Y轴横宽方向上的宽度，在本实施例中该透镜20的长宽比优选为2比1。0018。
12、该透镜20包括一基座22及位于基座22上的一导光部26。基座22的底面的中间区域设有一容置槽220，该容置槽220由基座22底面向内凹陷而成，该容置槽220的开口大致呈矩形，用于容置发光二极管10。0019该导光部26由基座22的顶面向上向外扩大延伸，并大致呈倒四棱台状，该导光部26包括由基座22底面内凹形成容置槽220的一内表面及向外凸的一外表面264。该内表面262所形成的凹陷与基座22的容置槽220的开口相连通。该内表面即为供发光二极管10发出的光线入射的入光面262，该外表面264包括位于透镜20顶部并供发光二极管10发出的光线射出的出光面263和位于透镜20四周侧面的反射面265。该。
13、发光二极管10发出的大部分光线经入光面262入射至透镜20内再从出光面263射出，小部分大角度分散的光线被反射面265采集起来反射到出光面263上射出，从而有效提高透镜20的出光率。所述内表面的入光面262为一椭球面，且其形成的容置槽220的延伸方向与所述外表面264的Y轴方向平行。0020该出光面263在XOY平面上的投影大致呈矩形，由四周向中心逐渐向上拱起。该出光面262包括六部分，其中有位于出光面263中部的二非球面2632和分别两两位于二非球面2632两侧与非球面2632平滑连接的二球面2634。该二非球面2632大致呈柱面状且关于XOZ平面对称，且在Y轴方向上由外向中间逐渐向上拱起，。
14、该二非球面2632在与XOZ平面相交处相互平滑衔接。其中一位于XOZ平面一侧的球面2634所在的球心O1则位于XOZ平面的另一侧，而位于XOZ平面另一侧的球面2634所在的球心O2与O1关于XOZ平面对称如图1所示，从而使二球面2634在Y轴方向上由外向中间逐渐向上拱起，而在X轴方向上由外向二非球面2632逐渐向上拱起而衔接二非球面2632的一侧边缘。如图5所示，该入光面262在沿XOZ平面剖开的截面上，具有一向上拱起的入光部262A。该入光部262A的中轴线位于中轴Z上。该入光部262A呈面向发光二极管10开口的抛物线形状，两侧壁与发光二极管10所在的XOY平面成大角度倾斜，从而对发光二极管。
15、10在各个出光角度的光说明书CN101988644A3/4页5强进行调整，通过锥形入光部262A的折射使其光强调整在一定照射角度范围内如集中在6085度。0021对应该入光部262A，该外表面264在XOZ平面上的出光面263包括位于透镜20顶面中间对应非球面2632的非球面部分263A和位于非球面263A两侧对应非球面2634的二球面部分263B。该外表面264在X轴方向上具有由基座22一侧向外向上倾斜延伸并连接出光面263球面部分263B一端的弧形反射面265A。在X轴方向上，该非球面部分263A上任一点的曲率半径远大于两端的球面部分263B上任一点的曲率半径，在本实施例中该非球面部分26。
16、3A沿X轴方向各点的曲率半径趋向于无穷大，既是大致呈平直状。该非球面部分263A位于出光面263的中间并正对发光二极管10，该球面部分263B位于非球面部分263A的两端，以防止发光二极管10射向两端部的光线由于入射角大于临界角，产生全反射现象，而发生光损失，进而影响透镜20的出光效率。在X轴方向上，出光面263上任一点的曲率半径大于该点到发光二极管10的距离，且出光面263的非球面部分263A以及球面部分263B上任一点的曲率半径均远大于入光部262A上对应点的曲率半径，因此，发光二极管10照明光线的出射角在入光部262A发生一次折射后，经出光面263二次折射后进一步扩大，从而在X轴方向有效。
17、扩大发光二极管模组的出射角度。上述出光面263和入光面262对应点的定义是指出光面263上一点与发光二极管10的连线与入光面262的交点为该点在入光面262上的对应点，相似地，入光面262一点与发光二极管10连线的延长线与出光面263的交点为该点在出光面263的对应点。0022如图6所示，在YOZ平面上，该入光面262形成对应的入光面262B，该外表面264的出光面263在沿YOZ平面剖开的截面上为一球面部263C，该外表面264还包括由基座22相对两侧向外相上倾斜延伸并连接出光面263球面部263C两端的弧形反射面265B。该反射面265B任一点上的曲率半径小于反射面265A上任一点的曲率半。
18、径。从入光面262B平顶部入射的照明光直接从出光面263球面部263C射出；而从入光面262B侧面入射的照明光的出射角大于反射面265B的临界角，从而经反射面265B进行全反射后再从弧面部263C射出。在Y轴方向上，该出光面263的弧面部263C上任一点的曲率半径均大于该点到发光二极管10的距离，且小于入光面262B对应点的曲率半径，从而使在Y轴的方向上，从发光二极管10发出的光线经入光面262B和出光面263弧面部263C二次折射后汇聚在一起形成一较Y轴方向上狭窄的照明宽度。0023此外，在该透镜20导光部26沿X轴的纵长方向上，该导光部26正对入光部262A的厚度是由中间向两端递增，而导光。
19、部26的其他部分则是由中间向两端递减。在该透镜20的导光部26沿Y轴的横宽方向上，该导光部26正对入光部262B及其它部分的厚度是分别由中间向两端递减。该导光部26出光面263上各点到发光二极管10中心的距离是由中间向四周逐渐变大，而该导光部26入光面262上各点到发光二极管10中心的距离大致是由中间向周围逐渐变小。0024图7示出了该发光二极管模组在图5及图6中所示的截面内的配光曲线，其中实线标示的曲线对应为图5所示截面，也即X轴方向上的配光曲线，虚线标示的曲线对应为图6所示截面，也即Y轴方向上的配光曲线。图7的横坐标表示光线偏离中轴Z的角度，纵坐标表示光线的光强。需要说明的是，图7中纵坐标。
20、的数值代表的绝对光强并不具有很大意义，因为当发光二极管10的数量/功率变化时，其具体数值亦会有所变化。经过透镜20的说明书CN101988644A4/4页6偏转，偏离中轴Z不同角度的光线具有的相对光强的分布才是图7所要表示的重点内容所在。0025在XOZ平面内，发光二极管10发出的光线经透镜20偏转后，其峰值光强出现在偏离中轴Z的6878度内，优选的，在7175度之间的范围。沿着中轴Z的光线的光强度为峰值光强的2432，且偏离中轴Z的25度范围内的光线的光强没有显着的变化。当光线偏离中轴Z的角度大于75度时，其偏离角度越大，光强就越小。光线的偏离角度在大约5458度及8082度的范围内时具有半。
21、峰值光强。0026在YOZ平面内，发光二极管10发出的光线经透镜20偏转后，其峰值光强出现在偏离中轴Z的022度的范围内。且该峰值光强系在XOZ平面内的光线的峰值光强的2432之间，也即，该峰值光强与XOZ平面内沿着中轴Z的光线的光强相当。光线的偏离角度在大约3340度的范围内具有半峰值光强。0027综上，该发光二极管模组具有如下特点A在X轴的纵长方向上，光线偏离中轴Z的8082度范围内具有半峰值光强，在Y轴的横宽方向上，光线偏离中轴Z的3340度的范围内具有半峰值光强，由此可知，该发光二极管模组可得到在透镜20的长度方向上较大范围照明、宽度方向上较小范围照明的长条形光形，适合道路、隧道、走廊等特殊场合的应用；B在X轴方向上偏离中轴Z的80度范围内，光强变化不大，最小光强仍有峰值光强的2432，因此光照比较均匀。0028另外，本发明发光二极管模组中的透镜20的入光面和出光面并非限于上述实施例中的椭球面和自由曲面，在此基础上作一定变化和修整也是可行的，只要经透镜20偏转的光线具有上述实施例中的光效即可。说明书CN101988644A1/4页7图1说明书附图CN101988644A2/4页8图2图3说明书附图CN101988644A3/4页9图4图5说明书附图CN101988644A4/4页10图6图7说明书附图。