CN201487668U

CN201487668U - 集束组合led照明光源

Info

Publication number: CN201487668U
Application number: CN2009201947677U
Authority: CN
Inventors: 靳宝玉; 杨罡; 容学宇
Original assignee: ZHUHAI SUNTAC OPTOELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: ZHUHAI SUNTAC OPTOELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: EP2476944A1; AU2010292682A1; WO2011029390A1; EP2476944A4; US20120170269A1

Abstract

本实用新型提供一种集束组合LED照明光源，包括有基板，基板上设有一颗或一颗以上LED管芯，其中，每一颗LED管芯上方对应地设有一只反光杯，且每颗LED管芯位于反光杯的底部，该反光杯为一回转体，且反光杯的内壁为向内弯曲的曲面，该曲面为一次光学设计曲面。本实用新型提供的LED照明光源能有效防止眩光的产生，并且光出射效率高，避免光源浪费。

Description

集束组合LED照明光源

技术领域

本实用新型涉及一种照明使用的光源，具体地说，涉及一种集束组合LED照明光源。

背景技术

LED照明光源作为新型的照明光源，其具有节能、环保、使用寿命长、低耗等优点，已经广泛应用于家庭照明、商业照明、公路照明、工矿照明等。

LED照明光源应用在路灯上时，由于LED照明光源产生高亮度光线，往往容易产生眩光，对行车安全造成隐患。所谓眩光现象，是指视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。由于现有使用的LED照明光源中很少设置高效且合理的防眩光装置，LED照明光源发射出的高亮度光线容易对使用者造成影响。

因此，公开号为CN101220928A的中国发明专利申请公开了一种名为“防眩光的LED照明装置”的发明创造，该LED照明装置具有一颗LED管芯，并设有一个复合式反射器，LED管芯设在复合式反射器的内壁上。同时，复合式反射器上还设有屏蔽隔条，LED管芯设在两个相邻的屏蔽隔条之间。该LED照明装置使用复合式反射器将LED管芯射出的光线反射到需要照亮的地方，并请使用屏蔽隔条将LED管芯射出的射向两侧的光线屏蔽，以避免造成眩光。

但是，如图1所示，在复合式反射器2与屏蔽隔条3相邻的位置，LED管芯1射出的光线经过四次的反射才从LED照明装置中射出，这样会大大降低LED照明装置的光出射效率。

假设复合式反射器2与屏蔽隔条3内壁表面对光的吸收率均为0.1，经过四次反射后，LED照明装置的光出射效率为

(1-0.1)⁴×100％＝65.65％ (式1)

可见，虽然该LED照明装置能有效抑制眩光，但经过四次反射后降低了LED管芯的光出射效率，造成光浪费。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种能有效抑制眩光的集束组合LED照明光源；

本实用新型的另一目的是提供一种光出射效率较高的集束组合LED照明光源。

为实现上述的主要目的，本实用新型提供的集束组合LED照明光源包括基板，基板上设有一颗或一颗以上LED管芯，其中，每颗LED管芯上方对应设有一只反光杯，且每颗LED管芯位于该反光杯的底部，该反光杯为一回转体，且反光杯的内壁为向内弯曲的曲面，该曲面为一次光学设计曲面。

由上述方案可见，反光杯的内壁设计成向内弯曲的曲面，结合人的生活习惯有效地管理LED管芯向两侧射出的光线，并且通过对反光杯内壁的曲面设计，将光线反射至需要照亮的地方，这样能有效地避免眩光，减少对司机及行人或其他使用者的影响。

并且，反光杯为一个回转体，即反光杯并不设有两平面过渡的夹角，LED管芯射出的光线仅经过一次反射即可从反光杯内壁射出，即LED照明光源为一次光线设计，反光杯内壁只对LED管芯射出的光线反射一次，提高LED照明光源的光出射效率。

一个优选的方案是，基板上方设有连接器，且连接器上开设有通孔，LED管芯位于通孔内，并且连接器的通孔上方设有反光杯固定座，反光杯固定在固定座上。

这样，LED管芯并不与反光杯直接连接，能有效减少LED管芯产生的热量对光杯造成影响，即避免反光杯在高温下发生变形。同时，连接器还能保护点焊在在基板上的金线，避免金线损坏。此外，反光杯固定在连接器上，使LED管芯与反光杯的位置相对固定，避免因集束组合LED照明光源振动而发生位移。

进一步的方案是，基板为陶瓷基双面敷铜板。由于陶瓷基双面敷铜板具有和LED管芯以及散热体接近的热膨胀系数，能较好地散热，使用陶瓷基双面敷铜板能迅速地将LED管芯产生的热量从敷铜面上导走，降低基板表面的温度，使LED照明光源具有良好的散热性能。

附图说明

图1是现有LED照明光源中LED管芯与反射器的局部结构示意图；

图2是本实用新型实施例的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的局部分解放大图；

图4是本实用新型实施例中LED管芯与反光杯的半剖示意放大图。

以下结合各实施例及其附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图2，根据本实用新型的集束组合LED照明光源具有基板10，基板10为陶瓷基双面敷铜板，即基板10的中心层为陶瓷材料制成，在陶瓷材料两面敷铜制成。在基板10的上表面敷铜层经过蚀刻形成金属导体11，LED管芯30焊接在金属导体11上。

在基板10的下表面也有敷铜层(图2不可见)，优选地，基板10下表面的敷铜层布置整个基板10的下表面，并且该敷铜层通过导热器件与散热装置连接，用于将LED管芯30产生的热量导走，便于LED照明装置散热。

图2中，基板10上设有九颗LED管芯30，其中八颗位于一个同心圆上，另外一颗位于该同心圆的圆心上，并且九颗LED管芯是一次封装成型。当然，实际应用时，基板10的形状、LED管芯设置的位置等，均可根据实际需要设置。

基板10的上表面上方设有连接器20，连接器20呈圆形，并且开设有多个通孔。参见图3，连接器20上位于每一颗LED管芯30处均开设一个通孔21，通孔21具有大致呈方形的第一部分22以及大致呈梯形的第二部分23，其中，LED管芯30可穿过通孔21的第一部分22，且LED管芯的上端面高于连接器20的上表面。

在连接器20上方设有九个反光杯40，每一反光杯40位于一颗LED管芯的上方，反光杯40为一个空心回转体，其内壁为向内弯曲的曲面，优选地，反光杯40的内壁是二次曲面，优选地，是经过计算设计的二次曲线回转面，该回转面是根据反射定律设计，且二次曲线是椭圆的一部分会抛物线等，并且内壁是一次光学设计曲面。

反光杯40的顶端为敞口，底端开设有一个通孔，即反光杯40形成一个两端敞口的腔体，LED管芯30穿过反光杯40底端的通孔伸入腔体内。

连接器20每一通孔21周缘附近均设有反光杯固定座，本实施例的反光杯固定座为一圈沿连接器20上表面向上延伸的凸筋25，凸筋25与反光杯40底端配合，即凸筋25的内径与反光杯40底端的外径相等，反光杯40即可固定安装在凸筋25之内。当然，若反光杯40的底端呈椭圆形或其他形状，凸筋25相应地设置成对应的形状。

参见图4，本实用新型的LED管芯30位于反光杯40的底部，即LED管芯30穿过反光杯40底部的通孔伸入反光杯40内。在反光杯40的底部，LED管芯30的上方填充有树脂31，用于将LED管芯30密封，以保护LED管芯30。

本实用新型的反光杯40内壁还可以镀有高反射膜，如使用铝、银等材料制成的反射层，以便高效地将光线反射出去。

LED管芯30射出的管芯部分射向反光杯40的内壁，反光杯40内壁将入射的光线反射出去。由于反光杯40内壁为向内弯曲的一次光学设计曲面，入射至内壁的光线经过一次反射即可反射出反光杯40外。当然，LED管芯30射出的部分光线不经过反光杯40内壁的反射，直接射向反光杯40外部。

由于LED管芯30射出的光线最多经过一次反射即可射出LED照明光源外，假设反光杯40内壁对光线的吸收率为0.05，LED照明光源的光出射效率即为0.95，高于现有的LED照明光源，避免光源浪费。

并且，反光杯40为一回转体，即反光杯40内壁不具有棱边，LED管芯30射出的光线不会经过多次反射才射出反光杯40，从而大大降低光损失，提高集束组合LED照明光源的光出射效率。

此外，反光杯40设计成回转体，且反光杯40的高度远高于LED管芯30的高度，LED管芯30向四周射出的光线均经过反光杯40的反射出去，即LED管芯30向四周射出的光线经过反光杯40反射后射向需要照亮的地方，结合人的使用习惯，避免光线直接照射人眼而并不射向集束组合LED照明光源的四周，防止眩光的产生。

可见，通过对反光杯40内壁的设计，对LED管芯40射出的光线进行有效地管理，让光线射向需要照亮的地方，在不需要照亮的地方则通过反光杯反射进行控制，从而实现对光线进行有效地管理，达到防止眩光的目的。

设计集束组合LED照明光源时，首先根据集束组合LED照明光源的使用环境，如作为路灯使用，则根据司机的行车习惯、不同公路的路基情况等，规划出需要照亮的地方，然后根据光线射向的位置，设计反光杯40内壁的曲面形状，并设计LED管芯30的位置，使LED管芯30射出的光线最多经过一次反射即射向需要照亮的地方，从而实现对光线的管理。

由于反光杯40内壁的向内弯曲的曲面，光线经过反光杯40内壁反射后并不是发散性地向外射出，而是依据反射定律，经过一次反射聚向需要照亮的地方，即集束组合LED照明光源的出光角较小，也提高的集束组合LED照明光源的光出射效率。

回看图3，本实用新型的连接器20由耐高温材料，如聚四氟乙烯、硅橡胶、氟橡胶等制成，用于隔离LED管芯30产生的热量，避免LED管芯30产生的热量对反光杯40造成影响。

同时，基板10上表面敷铜层的金属导体11的面积远大于LED管芯30的面积，这样，LED管芯30产生的热量通过金属导体11迅速地横向扩散，金属导体11上的热量通过基板10中心的陶瓷材料传导至基板10底面的敷铜层，并通过底面的敷铜层传导至散热装置。

由此可见，使用陶瓷基双面敷铜板作为基板10，能迅速地导走LED管芯30产生的热量，实现LED照明光源高效地散热，防止LED管芯30因长时间工作在高温环境下而损坏。

制作集束组合LED照明光源时，根据使用情况设计好反光杯40以及LED管芯30放置的位置，然后在陶瓷基双面敷铜板的一个表面上蚀刻出金属导体11，形成基板10。接着，将LED管芯30在金属导体11相应的位置上固晶，并将连接器20固定在基板10上方点焊金线。最后，将反光杯40固定在连接器20上，同时在LED管芯30上方填充树脂，待树脂固化后即形成集束组合LED照明光源。可见，本实用新型的集束组合LED照明光源中反光杯40在集束组合LED照明光源制作过程中一次封装成型。

当然，上述实施例仅是本实用新型较佳的实施方案，实际应用时还可以有更多的变化，例如，在多个反光杯的上周缘上设置一块连接板，将多个反光杯连接成一体，即多个反光杯一体成型；又或者，在集束组合LED照明光源光出射效率要求不高的情况下，反光杯内壁不设置高反射膜等，这些改变也是可以实现本实用新型的目的。

最后需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，诸如反光杯内壁形状的改变、连接器上通孔形状的改变、连接器制作材料的改变等微小的变化也应该包括在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims

1.集束组合LED照明光源，包括

基板，所述基板上设有一颗或一颗以上LED管芯；

其特征在于：

所述每一颗LED管芯上方对应设有一只反光杯，且每颗LED管芯位于反光杯的底部；

所述反光杯为一回转体，且反光杯的内壁为向内弯曲的曲面。

2.根据权利要求1所述的集束组合LED照明光源，其特征在于：

所述反光杯的内壁为二次曲线回转面。

3.根据权利要求2所述的集束组合LED照明光源，其特征在于：

所述二次曲线为椭圆一部分或抛物线。

4.根据权利要求1至3任一项所述的集束组合LED照明光源，其特征在于：

所述反光杯的内壁镀有一层高反射膜。

5.根据权利要求1至3任一项所述的集束组合LED照明光源，其特征在于：

所述基板上方设有连接器，所述连接器开设有通孔，所述LED管芯位于所述通孔内。

6.根据权利要求5所述的集束组合LED照明光源，其特征在于：

所述连接器的通孔上方设有反光杯固定座，所述反光杯固定在所述固定座上。

7.根据权利要求5所述的集束组合LED照明光源，其特征在于：

所述连接器由耐高温材料制成。

8.根据权利要求1至3任一项所述的集束组合LED照明光源，其特征在于：

所述基板为陶瓷基双面敷铜板。