CN201363590Y - 光型饱满柔和的大功率led光源及使用该光源的大功率led照明灯 - Google Patents

光型饱满柔和的大功率led光源及使用该光源的大功率led照明灯 Download PDF

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Abstract

光型饱满柔和的大功率LED光源及使用该光源的大功率LED照明灯，涉及LED照明灯具，特别涉及一种大功率LED光源，还涉及使用该光源的大功率LED照明灯和该照明灯的用途。大功率LED光源，包括一LED发光二极管和一对LED发光二极管光线进行汇聚的聚光器，其特征在于，所述聚光器为凹面镜，所述LED发光二极管的发光部位，位于所述凹面镜的焦点处；还包括一汇聚透镜，所述汇聚透镜位于所述LED发光二极管前方，所述汇聚透镜的焦点位于LED发光二极管的发光部位。本实用新型解决了现有的大功率LED灯具发光效率低的问题，以及出射光型不饱满、不柔和等发光效果问题。

Description

光型饱满柔和的大功率LED光源及使用该光源的大功率LED照明灯
技术领域
本实用新型涉及LED照明灯具，特别涉及一种大功率LED光源，还涉及使用该光源的大功率LED照明灯。
背景技术
目前全世界都在寻求解决经济发展和能源短缺的矛盾，随着发光二极管即LED技术的日趋成熟，成本快速下降，LED在汽车灯具、交通信号设备以及照明领域得到愈来愈广泛的应用。LED照明灯具的开发应用必将给整个节能照明和绿色照明行业带来广阔的市场前景与新的经济发展机遇，而大功率LED发光二极管则是照明灯具的必然选择。
由于近年来国内外在这种大功率LED灯具产品的设计应用当中，基本上都是采用单个全反射树脂聚光(TIR)透镜1配相应大功率LED发光二极管的光学模型来实现对光能的收集和光线的准直(参见图1)。全反射树脂聚光(TIR)透镜1大都是由一块实体的透明树脂构成。要求整块透明树脂外表面高度光洁，内部密度高度均匀，且透光度高。因此这种全反射树脂聚光(TIR)透镜1生产工艺复杂，成本很高。更重要的是单个的全反射树脂聚光(TIR)透镜1只能制造小型的产品，无法生产大型的产品，因此影响了适用范围、影响了发光效果。
除上述问题之外，在实际产品使用当中发现这样的采用这种光学模型的灯具仍然存在着灯具总体出光效率较低，以及灯具的出光面上因区域性光线相对集中而突现明显亮点等许多不足。在LED发光二极管排布稀疏的情况下，会产生大量的亮点，这种星星点点的亮点在一定程度上影响了大功率LED灯具整体出射光型的饱满及柔和。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题之一是提供一种装有前置汇聚透镜的大功率LED光源，以解决现有的大功率LED光源发光效率低的问题，以及出射光型不饱满、不柔和等发光效果问题。
本实用新型所要解决的技术问题之二是提供一种使用上述LED光源的照明灯具。
本实用新型所要解决的技术问题之三是提供上述照明灯具的用途。
作为本实用新型第一方面的大功率LED光源，包括一LED发光二极管和一对LED发光二极管光线进行汇聚的聚光器，其特征在于，所述聚光器为凹面镜，所述LED发光二极管的发光部位，位于所述凹面镜的焦点处；还包括一汇聚透镜，所述汇聚透镜位于所述LED发光二极管前方，所述汇聚透镜的焦点位于LED发光二极管的发光部位。所述LED发光二极管的发光部位，位于所述凹面镜的焦点处，有利于产生较为准直的光束，适合需要较为准直的光束的场合。
所述汇聚透镜可以是凸透镜，也可以是菲涅尔透镜。
作为本实用新型第二方面的照明灯具，包括一外壳，其特征在于，在所述外壳内密排有若干大功率LED光源，每一大功率LED光源包括一LED发光二极管和一对LED发光二极管光线进行汇聚的聚光器，所述聚光器为凹面镜，所述LED发光二极管的发光部位，位于所述凹面镜的焦点处；还包括一汇聚透镜，所述汇聚透镜位于所述LED发光二极管前方，所述汇聚透镜的焦点位于LED发光二极管的发光部位。所述LED发光二极管的发光部位，位于所述凹面镜的焦点处，有利于产生较为准直的光束，适合需要较为准直的光束的场合。
所述汇聚透镜可以是凸透镜，也可以是菲涅尔透镜。
在本实用新型的照明灯具中，每一大功率LED光源的凹面镜和汇聚透镜对光线的汇聚方向一致，即产生的光束的发射方向一致。采用多个LED发光二极管的方式可以有效提高光强，采用上述技术方案，可以有效提高发光的方向性。
在本实用新型的照明灯具中，每一大功率LED光源的凹面镜位于同一平面，且紧密排布。这样可以使各个LED发光二极管产生的光束排列紧密，有利于使整体出射光型的饱满、柔和。
在本实用新型的照明灯具中，所述若干个大功率LED光源可以成蜂窝状排列，也可以成矩形阵列排列。
在本实用新型的照明灯具中，每一大功率LED光源的凹面镜相互连接。每一大功率LED光源的汇聚透镜相互连接形成一整片。
在本实用新型的照明灯具中，还包括一印刷线路板，每一大功率LED光源的LED发光二极管设置于所述印刷线路板上。在所述印刷线路板上设置有一金属基散热板。
在本实用新型的照明灯具中，大功率LED光源的LED发光二极管可以是不同颜色的单芯片大功率LED发光二极管，也可以是多芯片大功率LED发光二极管，或者是多芯片可变色大功率LED发光二极管。
在本实用新型的照明灯具中，在若干个大功率LED光源的汇聚透镜前方设有一透明外罩，或者是对光线进行扩散的扩散透镜。所述扩散透镜的镜面部分密布有扩散颗粒。所述扩散颗粒为凸透镜。通过扩散透镜，对各个LED发光二极管产生的光束进行一定的发散，使多条光束整合为一条光束，进一步使整体出射光型的饱满、柔和。
本实用新型的汇聚透镜采用凸透镜时，由于凸透镜光学参数易于掌握，且模具成本低，所以易于生产，另外凸透镜表面平滑，易于保持清洁。
本实用新型的汇聚透镜采用菲涅尔透镜时，由于菲涅尔透镜耗材少，有利于降低产品成本，有利于减小产品的整体重量。
所述外壳后方设有一对所述LED发光二极管起散热作用的散热后盖，所述金属基散热板与所述散热后盖压紧。
本实用新型的照明灯具可以应用于房间照明灯具或者应用于汽车照明灯具或者道路照明灯具或者广告照明灯具或者探照灯具。
基于上述设计本实用新型尤其适用于单个LED发光二极管功率大于0.5W的大功率LED灯具中。
原有的大功率LED灯具，仅采用全反射透镜作为聚光器，特别经常采用单个全反射树脂聚光(TIR)透镜作为聚光器。全反射树脂聚光(TIR)透镜大都是由一块实体的透明树脂构成。要求整块透明树脂外表面高度光洁，内部密度高度均匀，且透光度高。因此这种全反射树脂聚光(TIR)透镜生产工艺复杂，成本很高。更重要的是单个全反射树脂聚光(TIR)透镜只能制造小型的产品，无法生产大型的产品。因此只能产生光线集中的较细的光束。在一定的功率范围内，LED发光二极管的数量是有限的，为了得到整体较粗的光束，LED发光二极管排布的比较稀疏，因此会产生大量的亮点，这种星星点点的亮点在一定程度上影响了大功率LED灯具整体出射光型的饱满及柔和，影响了灯具的发光效果和适用范围。
本实用新型上述技术方案中，选用一凹面镜和一汇聚透镜，代替原有的全反射透镜。具有如下技术效果：
首先凹面镜、汇聚透镜的生产工艺非常成熟。凹面镜是车灯、手电筒等常用的聚光器，成本低，且易于生产大口径的凹面镜。作为汇聚透镜的凸透镜或菲涅尔透镜，同样具有成本低的特点，而且易于生产大面积的凸透镜或菲涅尔透镜。通过采用大口径的凹面镜和大面积的凸透镜或菲涅尔透镜，可以有效增加光束的横截面积。在LED发光二极管排布比较稀疏的情况下，不会产生大量的亮点，使大功率LED灯具整体出射光型的饱满、柔和，提高了灯具的发光效果和适用范围。
附图说明
图1为原有大功率LED灯具产品结构示意图。
图2为本实用新型照明灯具及所使用的大功率LED光源的剖视结构示意图。
图3为本实用新型照明灯具及所使用的大功率LED光源的主视结构示意图。
图4为本实用新型的一种具体应用产品结构示意图。
图5为本实用新型的另一种具体应用产品结构示意图。
图6为本实用新型的再一种具体应用产品结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参看图2和图3，该照明灯具，包括一外壳2，在外壳2内密排有若干大功率LED光源，这些大功率LED光源可以成蜂窝状排列，也可以成矩形阵列排列(如图2所示)。
每一大功率LED光源包括一LED发光二极管21，LED发光二极管21上罩有对光线进行汇聚的凹面镜22。LED发光二极管21的发光部位，位于凹面镜22的焦点处。LED发光二极管21前方设有汇聚透镜23，汇聚透镜23的焦点位于LED发光二极管21的发光部位。有利于产生较为准直的光束，适合需要较为准直的光束的场合。汇聚透镜23可以是凸透镜，也可以是菲涅尔透镜。
参照图1，原有的大功率LED灯具，大都仅采用全反射透镜作为聚光器，特别经常采用单个全反射树脂聚光(TIR)透镜1作为聚光器。全反射树脂聚光(TIR)透镜1大都是由一块实体的透明树脂构成。要求整块透明树脂外表面高度光洁，内部密度高度均匀，且透光度高。因此这种全反射树脂聚光(TIR)透镜1生产工艺复杂，成本很高。更重要的是这种全反射树脂聚光(TIR)透镜1只能制造小型的产品，无法生产大型的产品。因此只能产生光线集中的较细的光束。在一定的功率范围内，LED发光二极管的数量是有限的，为了得到整体较粗的光束，LED发光二极管排布的比较稀疏，因此会产生大量的亮点，这种星星点点的亮点在一定程度上影响了大功率LED灯具整体出射光型的饱满及柔和，影响了灯具的发光效果和适用范围。
参照图2，本实用新型上述技术方案中，选用一凹面镜22和一汇聚透镜23，代替原有的全反射树脂聚光(TIR)透镜1。具有如下技术效果：
首先凹面镜22、汇聚透镜23的生产工艺非常成熟。凹面镜是车灯、手电筒等常用的聚光器，成本低，且易于生产大口径的凹面镜22。作为汇聚透镜23的凸透镜或菲涅尔透镜，同样具有成本低的特点，而且易于生产大面积的凸透镜或菲涅尔透镜。通过采用大口径的凹面镜22和大面积的凸透镜或菲涅尔透镜，可以有效增加光束的横截面积。在LED发光二极管21排布稀疏的情况下，不会产生大量的亮点，使大功率LED灯具整体出射光型的饱满、柔和，提高了灯具的发光效果和适用范围。
本实用新型的汇聚透镜23采用凸透镜时，由于凸透镜光学参数易于掌握，且模具成本低，所以易于生产，另外凸透镜表面平滑，易于保持清洁。本实用新型的汇聚透镜23采用菲涅尔透镜时，由于菲涅尔透镜耗材少，有利于降低产品成本，有利于减小产品的整体重量。
在该照明灯具中，每一大功率LED光源的凹面镜22和汇聚透镜23对光线的汇聚方向一致，即产生的光束的发射方向一致。采用多个LED发光二极管的方式可以有效提高光强，采用上述技术方案，可以有效提高发光的方向性。
每一大功率LED光源的凹面镜22位于同一平面，且紧密排布相互连接。这样可以使各个LED发光二极管产生的光束排列紧密，有利于使整体出射光型的饱满、柔和。每一大功率LED光源的汇聚透镜23相互连接形成一整片。
每一大功率LED光源的LED发光二极管21设置在一印刷线路板26，在印刷线路板26上设置有一金属基散热板，在外壳2后方设有一对LED发光二极管21起散热作用的散热后盖25，金属基散热板与散热后盖25压紧，以便于LED发光二极管21散热。
大功率LED光源的LED发光二极管可以是不同颜色的单芯片大功率LED发光二极管，也可以是多芯片大功率LED发光二极管，或者是多芯片可变色大功率LED发光二极管。
参照图2和图3，在若干个大功率LED光源的汇聚透镜22前方设有对光线进行扩散的扩散透镜24。扩散透镜24的镜面部分密布有扩散颗粒。扩散颗粒为凸透镜。扩散透镜24对各个LED发光二极管产生的光束进行一定的发散，使多条光束整合为一条光束，进一步使整体出射光型的饱满、柔和。
该照明灯具可以应用于探照灯具，如图4所示的工作灯31。或者应用于汽车照明灯具，如图5所示的汽车内饰灯32。或者房间照明灯具，如图6所示的台灯。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (22)

1.大功率LED光源，包括一LED发光二极管和一对LED发光二极管光线进行汇聚的聚光器，其特征在于，所述聚光器为凹面镜；还包括一汇聚透镜，所述汇聚透镜位于所述LED发光二极管前方，所述汇聚透镜的焦点位于LED发光二极管的发光部位。
2.根据权利要求1所述的大功率LED光源，其特征在于，所述汇聚透镜是凸透镜。
3.根据权利要求1所述的大功率LED光源，其特征在于，所述LED发光二极管的发光部位，位于所述凹面镜的焦点处，所述汇聚透镜是菲涅尔透镜。
4.一种照明灯具，包括一外壳，其特征在于，在所述外壳内密排有若干大功率LED光源，每一大功率LED光源包括一LED发光二极管和一对LED发光二极管光线进行汇聚的聚光器，所述聚光器为凹面镜；还包括一汇聚透镜，所述汇聚透镜位于所述LED发光二极管前方，所述汇聚透镜的焦点位于LED发光二极管的发光部位。
5 根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，所述LED发光二极管的发光部位，位于所述凹面镜的焦点处，所述汇聚透镜是凸透镜。
6.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，所述汇聚透镜是菲涅尔透镜。
7.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，每一大功率LED光源的凹面镜和汇聚透镜对光线的汇聚方向一致，即产生的光束的发射方向一致。
8.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，每一大功率LED光源的凹面镜位于同一平面，且紧密排布。
9.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，所述若干个大功率LED光源成蜂窝状排列。
10.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，所述若干个大功率LED光源成矩形阵列排列。
11、根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，每一大功率LED光源的汇聚透镜相互连接形成一整片。
12.根据权利要求8所述的照明灯具，其特征在于，每一大功率LED光源的凹面镜相互连接。
13.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，还包括一印刷线路板，每一大功率LED光源的LED发光二极管设置于所述印刷线路板上。
14.根据权利要求13所述的照明灯具，其特征在于，在所述印刷线路板上设置有一金属基散热板。
15.根据权利要求14所述的照明灯具，其特征在于，所述外壳后方设有一对所述LED发光二极管起散热作用的散热后盖，所述金属基散热板与所述散热后盖压紧。
16.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，所述大功率LED光源的LED发光二极管是不同颜色的单芯片大功率LED发光二极管。
17.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，所述大功率LED光源的LED发光二极管是多芯片大功率LED发光二极管。
18.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，所述大功率LED光源的LED发光二极管是多芯片可变色大功率LED发光二极管。
19.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，在若干个大功率LED光源的汇聚透镜前方设有一透明外罩。
20.根据权利要求4所述的照明灯具，其特征在于，在若干个大功率LED光源的汇聚透镜前方设有一对光线进行扩散的扩散透镜。
21.根据权利要求20所述的照明灯具，其特征在于，所述扩散透镜的镜面部分密布有扩散颗粒。
22.根据权利要求21所述的照明灯具，其特征在于，所述扩散颗粒为凸透镜。
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