CN100554764C - 嵌入式led灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种嵌入式LED灯具，其散热片排列方式有利于散热。嵌入式LED灯具，包括散热片、电源和固定在底座上的LED，所述散热片以底座的轴线和底面交点为圆心呈环形排布，在所述LED的出光方向上加装散射镜片，所述散射镜片由微凸透镜组和菲涅尔镜叠合而成，其中，微凸透镜组一端是入光面，菲涅尔镜一端是出光面。由于本发明的散热片呈冀状环形排布在底座上，散热器的空间形状导致热传导和热对流效果在同质量、同体积散热器中散热效果最佳，并且使散热器最大程度地满足灯具外形结构优化、散热效果优良和重量轻的要求；本发明采用微凸透镜组和菲涅尔镜双镜叠合而成的散射镜片，能够有效地减少眩光对人眼的刺激作用，具有提高照度，降低色散的功能；本发明的LED的安装方式保证了LED由单只发光到成组发光后的均匀性，使每只LED都有一致的散热条件。

Description

嵌入式LED灯具
技术领域
本发明涉及一种LED灯具，特别是涉及一种嵌入式LED灯具。
背景技术
随着半导体照明技术的发展，LED逐渐从传统的小功率向单颗大功率和集成大功率发展，但LED只有在不高于一定温度下才能正常工作。LED功率越高，发热量就越大，而单颗大功率LED和集成的大功率LED的发热又很集中，特别是对于嵌入式LED灯具，其散热片没有暴露在流通的空气中，其散热更为困难，而目前普遍采用的散热片为条形平行排布方式，其散热能力明显不足，特别是不适用于筒状的嵌入式LED灯具。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种嵌入式LED灯具，其散热片排列方式有利于散热。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：嵌入式LED灯具，包括散热片、电源和固定在底座上的LED，所述散热片以底座的轴线和底面交点为圆心呈环形排布，在所述LED的出光方向上加装散射镜片，所述散射镜片由微凸透镜组和菲涅尔镜叠合而成，其中，微凸透镜组一端是入光面，菲涅尔镜一端是出光面。
本发明的有益效果：由于散热片呈环形排布在底座上，而散热片和底座构成了散热器，散热器的空间形状导致热传导和热对流效果在同质量、同体积散热器中散热效果最佳，并且使散热器最大程度地满足灯具外形结构优化、散热效果优良和重量轻的要求；本发明采用微凸透镜组和菲涅尔镜双镜叠合而成的散射镜片，能够有效地减少眩光对人眼的刺激作用，具有提高照度，降低色散的功能；本发明的LED的安装方式保证了LED由单只发光到成组发光后的均匀性，使每只LED都有一致的散热条件，可以改善LED因热量管理带来的电性能、发光性能的改变造成的不一致性。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的后视图。
图3是本发明的侧视图。
图4是加装普通散射镜片后的LED的出光效果示意图。
图5是本发明的微凸透镜组的示意图。
图6是本发明的菲涅尔镜的示意图。
图7是本发明的出光效果示意图。
图8是现有的LED的安装结构。(图8a为长条形排布方式、图8b为圆形平行排布方式、图8c为圆形环形排布方式)
图9是本发明的LED的安装定位方式。
图10是本发明的LED的安装结构。(图10a为长条形排布方式、图10b为圆形平行排布方式)
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明包括散热片1、电源2和固定在底座3上的LED，散热片1呈环形排布在底座3上，而散热片1和底座3构成了散热器，这种排布方式可以充分利用散热器的空间形状，结合热传导和热对流原理，使散热器最大程度地满足外形结构优化、散热效果优良和质量轻的要求。
底座3的形状呈圆柱形、圆锥形、椭球形或其它形状，本发明的图中显示的是呈椭球形的底座3，散热片1以底座3的轴线与底座3的底面的交点为圆心呈环形排布。
散热片1和底座3最好为一体式结构。底圈9用于连接散热器和反光罩10，也有美观作用。固定片11或弹片用于安装本发明的嵌入式LED灯具。
为了使本发明的出射光出现散射，以利于消除LED的眩光效应，本发明在LED的出光方向上加装散射镜片。但是一般的散射镜片是在镜片表面形成不规则凹坑、或在镜片成形时加入散射微粒，使入射光产生无序反射和折射，改变光传输方向，从而使出射后的光产生散射效果，但由于一部分光会因反射和折射角过大而出现折回出射光源方向或多次反、折射后光能量减弱的现象，如图4所示，因此，这种散射镜片对光源的出光损耗相对较大，不利于有效的取光。
本发明的散射镜片4是双镜叠合而成的透光性塑胶或玻璃散光片，其中，一面是微凸透镜组，微凸透镜组是由多个大小相同的六边形为底、圆弧顶的微凸透镜组成的，且多个微凸透镜的六边形底边边边相接，如图5所示；另一面是刻同心圆槽的菲涅尔镜，如图6所示，微凸透镜组一端是入光面，菲涅尔镜一端是出光面，LED出来的入射光经过微凸透镜组、菲涅尔镜后，成为出射光。本发明的散射镜片4的出光效果如图7所示。
本发明通过合理的微凸透镜组的微凸透镜的表面曲度；合理的LED到微凸透镜组的距离，微凸透镜组将LED在出光面进行分别成像，进入人眼的光是部分经微凸透镜组成像亮度减小的LED成像的光，不再是LED产生的高亮度光，因此起到了减少眩光对人眼的刺激作用。
本发明通过合理的菲涅尔镜的刻槽的环距和梯度，可以改进其衍射光的效果，由于菲涅尔镜对光的汇聚特性，因此会有一定的光收敛效果，对于只要求局部照明的灯具来说，具有提高照度，降低色散的功能。
现在的LED多采用单只LED独立生产封装后再进行排列焊接为一个较大功率的光源，如图8所示，这样的光源由几只或几十上百只小功率LED焊接，其安装方法多采用平行等距排列或环形等距排列，有长条形排布(图8a)、圆形平行排布(图8b)和圆形环形排布(图8c)方式，具有结构简单，阵列整齐的优点。
光源产品中有一个重要的性能要求，就是对光源出光的亮度均匀性要求高，成组LED将组成一个大功率的、发光强度更高的光源，如果不均匀分布各只LED在光源中的位置，则整体出光面将产生不均匀的发光，在亮度和照度上表现出亮度、照度不均匀，影响人眼的视觉感受。并且LED的物理特性要求有一个良好散热条件，由于多只LED采用串接供电，而LED的电性能与温度相关，采用上述安装方式的LED光源的每只LED的散热条件不一样，如果多只LED阵列没有一个比较理想的散热条件，将表现出单只LED工作电、光性能一致性不强。
本发明根据单只LED的出光芯片5为中心点做圆，使所有该芯片的引脚6、外部绝缘封装7都在圆内，以该圆的半径做外接六边形的外切边8，如图9所示，重复做外接六边形，并使每个LED的六边形边边相接，然后在每个六边形中以中心点为中点做出焊接LED的焊盘结构，并根据需要联接各只LED以形成一个完整的串联或并联的大功率组合LED，如图10所示，可以采用长条形排布方式(图10a)或圆形排布方式(图10b)。
根据平面几何知识可以知道：采用上述方法安装的LED，其任意相邻的三只LED的中心点的连线都构成等边三角形，且边长等于上述圆的直径(也就是中心点距离引脚6最远点的距离的两倍)，如图10所示。当然，边长也可以大于上述圆的直径，但这不利于充分利用基板。
由于正六边形组定位的LED中心发光点到其相邻LED的中心发光点距离相等，也就保证了LED由单只发光到成组发光后的均匀性，由于LED的发热通道位于LED发光中心正下方，也就保证了单只LED安装于LED组中时每只散热的接触面和热传导面积一样大，使每只LED都有一致的散热条件，以改善LED因热量管理带来的电性能、发光性能的改变造成的不一致性。

Claims (7)

1、嵌入式LED灯具，包括散热片(1)、电源(2)和固定在底座(3)上的LED，其特征在于：所述散热片(1)以底座(3)的轴线和底面交点为圆心呈环形排布，在所述LED的出光方向上加装散射镜片(4)，所述散射镜片(4)由微凸透镜组和菲涅尔镜叠合而成，其中，微凸透镜组一端是入光面，菲涅尔镜一端是出光面。
2、如权利要求1所述的嵌入式LED灯具，其特征在于：所述散热片(1)和底座(3)为一体式结构。
3、如权利要求1所述的嵌入式LED灯具，其特征在于：所述微凸透镜组由多个大小相同的六边形为底、圆弧顶的微凸透镜组成。
4、如权利要求3所述的嵌入式LED灯具，其特征在于：所述微凸透镜的六边形底边边边相接。
5、如权利要求1所述的嵌入式LED灯具，其特征在于：所述菲涅尔镜是刻同心圆槽的菲涅尔镜。
6、如权利要求1所述的嵌入式LED灯具，其特征在于：所述LED是多只LED，且任意相邻的三只LED的中心点的连线构成等边三角形，且等边三角形的边长大于或等于LED的中心点距离引脚(6)最远点的距离的两倍。
7、如权利要求6所述的嵌入式LED灯具，其特征在于：所述LED采用长条形排布方式或圆形排布方式。
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