一种出光光强分布可调的LED器件的制作方法

本实用新型涉及一种LED器件，尤其是涉及一种出光光强分布可调的LED器件。

背景技术：

随着居住安全需求的提高，人们对安防也越来越重视，在现有的安防类应用中，经常遇到需要根据照射目标的远近和大小调整监控补光光源的出光光空间分布的情形。但现有解决方案中调节往往通过手动调节灯具的光学系统或安装角度等机械装置来完成，或者通过有电动装置来调节这些机械装置，这无形中增加了工作难度或者增加了故障风险。或者在一个安装壳体上布设多个光源，再通过对多个光源的控制来达到调光的效果，如公开号为CN104456174A所公开的具有电子可调光束分布的固态光源，包括安装在壳体的一个或多个表面上的多个固态灯。 所述灯可例如单独地和/或彼此结合地被电子控制，以提供来自光源的高程度可调的发射光给定的固态灯可包括可调电光部件以为固态灯提供其自身的电子可调光束，一个或多个热沉可任选地被安装在壳体上以协助固态灯的散热。

上述的所有产品均为组件或者灯具级别，无法实现器件级的封装，这些解决方案或存在调光结构复杂，成本高昂问题，或存在体积大、调光效果较差，和存在光损失问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种出光光强分布可调的LED器件，该出光光强分布可调的LED器件在封装支架内封装两种或两种以上具有不同出光角度的LED芯片，通过调整出光角度不同的LED芯片的电流大小即可实现器件级的出光光强分布可调的LED器件，以解决现有的光强调节灯具调光结构复杂、成本高昂、体积大和无法实现器件级封装的问题。

具体方案如下：

一种出光光强分布可调的LED器件，包括封装支架、固晶胶、两种或两种以上具有不同出光角度的LED芯片和透明保护体，所述封装支架上设有两个或两个以上的电气回路，所述LED芯片通过固晶胶固定在封装支架上，所述LED芯片与封装支架上的电气回路相电气连接，并且每一个电气回路控制一种出光角度的LED芯片，所述透明保护体覆盖在LED芯片上以保护LED芯片。

优选的，所述LED芯片包括一种为相对其它LED芯片的大角度出光芯片和一种为相对其他芯片的小角度出光芯片，所述大角度出光芯片和小角度出光芯片在封装支架上并排布置。

优选的，所述LED芯片包括一种为相对其它LED芯片的大角度出光芯片和一种为相对其他芯片的小角度出光芯片，所述大角度出光芯片位于封装支架的中部，所述小角度出光芯片布设在大角度出光芯片的周侧。

优选的，所述大角度出光芯片的出光角度为110°-160°，所述小角度出光芯片的出光角度为10-60°。

优选的，所述LED芯片包括一种为相对其它LED芯片的大角度出光芯片、一种为相对其他芯片的小角度出光芯片以及一种介于大角度出光芯片和小角度出光芯片之间的中角度出光芯片，所述大角度出光芯片、中角度出光芯片和小角度出光芯片并排布置，并且所述大角度出光芯片位于中角度出光芯片和小角度出光芯片之间。

优选的，所述LED芯片包括一种为相对其它LED芯片的大角度出光芯片、一种为相对其他芯片的小角度出光芯片以及一种介于大角度出光芯片和小角度出光芯片之间的中角度出光芯片，所述大角度出光芯片位于封装支架的中部，所述中角度出光芯片和小角度出光芯片环形并排布设在大角度出光芯片的周侧。

优选的，所述大角度出光芯片的出光角度为120°-160°，所述中角度出光芯片的出光角度为60°-100°，所述小角度出光芯片的出光角度为10°-40°。

优选的，所述LED芯片的出射光的波长为350nm至1000nm中的一种或者几种组合。

优选的，所述出光光强分布可调的LED器件应用于安防领域。

本实用新型提供的一种出光光强分布可调的LED器件与现有技术相比较有益效果：

1、本实用新型提供的一种出光光强分布可调的LED器件在封装支架上封装有两种或者两种以上具有不同出光角度的LED芯片，每一种出光角度的LED芯片单独可调，因此可以实现器件级的出光光强分布可调的LED器件，不仅具有体积小，制造过程与现有的LED封装工艺完全兼容，而且还具有成本低廉，出光亮度高、光斑均匀和可靠性高的优势。

2、本实用新型提供的一种出光光强分布可调的LED器件的大角度出光芯片和小角度出光芯片并排布设在封装支架上，或者大角度出光芯片布设在封装支架的中部，小角度出光芯片布设在大角度出光芯片的周侧，这种LED芯片的布设方式可以使得该LED器件具有出光亮度高，光斑更加均匀和可调范围大的优势。

3、本实用新型提供的一种出光光强分布可调的LED器件的大角度出光芯片、中角度出光芯和小角度出光芯片并排布设在封装支架上，或者大角度出光芯片布设在封装支架的中部，小角度出光芯片和中角度出光芯片环形并排布设在大角度出光芯片的周侧，这种LED芯片的布设方式可以使得该LED器件具有出光亮度高，光斑更加均匀和可调范围大的优势。

附图说明

图1示出了出光光强分布可调的LED器件结构的示意图。

图2示出了实施例1中LED器件的LED芯片布设的示意图。

图3示出了实施例1中LED器件的LED芯片布设的另一示意图。

图4示出了实施例2中LED器件的LED芯片布设的示意图。

图5示出了实施例2中LED器件的LED芯片布设的另一示意图。

图6示出了小角度出光芯片的的光强分布曲线图。

图7示出了小角度出光芯片的的光强分布图。

图8示出了中角度出光芯片的的光强分布曲线图。

图9示出了中角度出光芯片的的光强分布图。

图10示出了大角度出光芯片的的光强分布曲线图。

图11示出了大角度出光芯片的的光强分布图。

图12示出了第一种电流下LED器件的光强分布曲线图。

图13示出了第一种电流下LED器件的光强分布图。

图14示出了第二种电流下LED器件的光强分布曲线图。

图15示出了第二种电流下LED器件的光强分布图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种出光光强分布可调的LED器件，包括封装支架1，固晶胶（图中未示出），两种或两种以上具有不同出光角度的LED芯片2和透明保护体3，所述封装支架上设有两个或两个以上的电气回路4，所述LED芯片2通过固晶胶固定在封装支架上1，所述LED芯片2与封装支架1上的电气回路3相电气连接，并且每一个电气回路控制一种出光角度的LED芯片1，所述透明保护体3覆盖在LED芯片2上以保护LED芯片2。其中，封装支架的材质可以是金属、陶瓷、玻璃、FR4中的一种，或者为以上各类材质的完全或者局部混合构建，封装支架可以是完全平面的基板或者带有1个或多个凹陷碗杯的引线框架。所述的固晶胶可以是导电或者不导电的，其组成成分为金属、金属合金、金属和各类胶水的混合物、其它透明或者不透明材料和胶水的混合物，也可以是纯粹的胶水。LED芯片2通过固晶胶固定在封装支架上或者封装支架的凹陷碗杯内，如果LED芯片是正装LED芯片，则通过金线与封装支架上的电气回路4实现电气连接，如果LED芯片是倒装LED芯片，则可以通过锡膏或者共晶焊接与封装支架上的电气回路实现电气连接，而如果时垂直LED芯片，则可以通过固晶胶和金线与封装支架上的电气回路实现电气连接。该LED器件通过定量调控封装支架上不同电气回路上的不同发光角度的LED芯片的工作电流，进而调整LED芯片发出的光在空间不同角度的亮度，通过不同发光角度的LED芯片发出的光在空间不同角度的混合，实现该LED器件整体发出的光在空间不同角度的亮度可调，从而实现器件整体的光分布可调。

参考图2，图2中LED芯片2包括一种为相对其它LED芯片的大角度出光芯片2a和一种为相对其他芯片的小角度出光芯片2b，所述大角度出光芯片2a和小角度出光芯片2b在封装支架上并排布置，图2中所示的大角度出光芯片2a和小角度出光芯片2b的颗数都为一颗，但并不限定于此，大角度出光芯片2a和小角度出光芯片2b都可以是多颗。

如图3所示，作为LED芯片2的另一种排布方式，图3中LED芯片2包括一种为相对其它LED芯片的大角度出光芯片2a和一种为相对其他芯片的小角度出光芯片2b，所述小角度出光芯片2b布设在大角度出光芯片2a的周侧，图3中所示的大角度出光芯片2a为一颗，小角度出光芯片2b的颗数为多颗都但并不限定于此，大角度出光芯片2a也可以是多颗。

优选的，上述的大角度出光芯片的出光角度为110°-160°，所述小角度出光芯片的出光角度为10-60°。

进一步优选的，所述LED芯片的出射光的波长为350nm至1000nm中的一种或者几种组合。

实施例2

如图4和图5所示，本实施例提供的一种出光光强分布可调的LED器件与实施例1中的LED器件结构大致相同，区别在于LED芯片的种类和颗数不同，具体区别如下，参考图4，所述LED芯片包括一种为相对其它LED芯片的大角度出光芯片2a、一种为相对其他芯片的小角度出光芯片2b以及一种介于大角度出光芯片2a和小角度出光芯片2b之间的中角度出光芯片2c，所述大角度出光芯片2a、中角度出光芯片2c和小角度出光芯片2a并排布置，并且所述大角度出光芯片2a位于中角度出光芯片2c和小角度出光芯片2b之间，图4中大角度出光芯片2a、中角度出光芯片2c和小角度出光芯片2a的颗数相同，但并不限定于此，也可以不同。

如图5所示，作为LED芯片2的另一种排布方式，图5中所述LED芯片包括一种为相对其它LED芯片的大角度出光芯片2a、一种为相对其他芯片的小角度出光芯片2b以及一种介于大角度出光芯片2a和小角度出光芯片2b之间的中角度出光芯片2c，所述大角度出光芯片2a位于封装支架的中部，所述中角度出光芯片2c和小角度出光芯片2b环形并排布设在大角度出光芯片的周侧，图4中大角度出光芯片2a、中角度出光芯片2c和小角度出光芯片2a的颗数相同，但并不限定于此，也可以不同。

优选的，所述大角度出光芯片的出光角度为120°-160°，所述中角度出光芯片的出光角度为60°-100°，所述小角度出光芯片的出光角度为10°-40°。

本实用新型提供的出光光强分布调节的原理是通过定量调控基板上不同回路上的不同发光角度的芯片工作电流，进而调整芯片发出的光在空间不同角度的亮度，通过不同芯片发出的光在空间不同角度的混合，实现器件整体发出的光在空间不同角度的亮度可调，从而实现器件整体的光分布可调。下面以三种不同出光角度的LED芯片为例进行说明：根据光强叠加原理，假设芯片A在其最大工作电流iA时，其发光光空间分布为I₁(θ)|_i=iA，芯片B在其最大工作电流iB时，其发光光空间分布为I₂(θ)|_i=iB，芯片C在其最大工作电流iC时，其发光光空间分布为I₃(θ)|_i=iC。则在三颗芯片同时以最大电流点亮时，器件整体在某一角度θ的出光I(θ)可表示为：

I(θ)₀ =I₁(θ)|_i=iA + I₂(θ)|_i=iB + I₃(θ)|_i=iC

通过电流调整不同芯片的点亮时，器件整体在某一角度θ的出光I(θ)可表示为:

I(θ)=ξ₁I₁(θ)|_i=iA + ξ₂I₂(θ)|_i=iB +ξ₃I₃(θ)|_i=iC

其中：ξ₁=ia/iA，ξ₂=ib/iB，ξ₃=ic/iC （ia、ib、ic为实际工作电流）。

故实际应用中，针对不同的光分布要求I(θ)，只需通过调控三款芯片的工作电流ia、ib、ic既可完成器件整体出光光分布的调控。

如图6-图11所示，其中图6为小角度出光芯片2b的光强分布曲线图，图7为小角度出光芯片2b的光强分布图，图8为中角度出光芯片2c的光强分布曲线图，图9为中角度出光芯片2c的光强分布图，图10为大角度出光芯片2a的光强分布曲线图和图11为大角度出光芯片2a的光强分布图。

上述的小角度出光芯片2b、中角度出光芯片2c和大角度出光芯片2a采用图4所示的布设方式布设，当小角度出光芯片2b、中角度出光芯片2c和大角度出光芯片2a都以200mA的电流点亮时，光强分布曲线图和光强分布图如图12和图13所示，而当当小角度出光芯片2b以100mA、中角度出光芯片2c以200mA和大角度出光芯片2a以900mA点亮时，强分布曲线图和光强分布图如图14和图15所示。对比图12和图14以及图13和图15，可以看出改变三种出光角度的LED芯片的电流大小即可以实现器件整体出光光分布的调控。

进一步优选的，实施例1和实例2中所描述的出光光强分布可调的LED器件应用在安防领域中。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。