CN219623828U - 全自然光谱led光源及照明灯 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种全自然光谱LED光源及LED照明灯，全自然光谱LED光源包括：安装载体，在所述安装载体的顶面设置有多个凹槽，每个凹槽中置放有不同组合的LED发光芯片，及荧光粉或透明胶体的至少一者；多组引脚，所述引脚设置在所述安装载体的侧面，用于接收外界的驱动电流；多个导体，所述导体一端穿过所述凹槽和所述LED发光芯片的连接端子连接，另一端和所述引脚连接；其中，所述引脚和所述凹槽互相对应，通过在不同组引脚处输入驱动电流，以激发出不同的光谱。

Description

全自然光谱LED光源及照明灯

技术领域

本申请涉及专门适用于照明设备领域，主要是一种基于光谱组合的LED灯，尤其涉及一种具有全自然光谱的LED装置及照明灯。

背景技术

现有的光谱灯通常只能发出单一的光谱，如白光或黄光等，但无法产生多颜色的自然光线，并且在某些特定情况下，这些单一光谱的光线并不足够理想或适用，例如在摄影、博物馆、展览等场合中，需要更加真实、细致的光线来展示特定的画作、文物或展品。此外，如在教室读书、写作等应用场景，需要模拟全自然光谱灯起到提高了人们在使用时的视觉舒适度的效果，因此，光谱灯在不同的应用场景下其所需求是不一致的。

为解决上述问题，需要提出一种新的全自然光谱LED的光源设计方案，以解决现有全自然光谱灯功能域较窄的痛点，达到高度集成化和全自然光谱的效果。

基于此，提出本申请。

实用新型内容

通过上述，本申请所需提供一种功能域齐全、全自然光拟合度接近100％又兼顾体积和紧凑性的全自然光谱LED光源及照明灯。

根据本申请的第一方面所提供一种全自然光谱LED光源，包括安装载体，在所述安装载体的顶面设置有多个凹槽，每个凹槽中置放有不同组合的LED发光芯片，及荧光粉或透明胶体的至少一者；多组引脚，所述引脚设置在所述安装载体的侧面，用于接收外界的驱动电流；多个导体，所述导体一端穿过所述凹槽和所述LED发光芯片的连接端子连接，另一端和所述引脚连接；其中，所述引脚和所述凹槽互相对应，通过在不同组引脚处输入驱动电流，以激发出不同的光谱。

在本申请进一步的方案中，所述安装载体相对于设置引脚的所述侧面上，设置有沿所述侧面突出的边缘部；所述引脚折弯处理，一端连接在边缘部处，另一端延伸并连接在所述安装载体的底面上；所述引脚分别设置在所述安装载体的两侧且相对所述安装载体中心轴对称。

边缘部相对安装载体的上表面相对较低，将引脚设置在边缘部和安装载体的底部处，可以使得整个安装载体的顶面平整，平整的表面可以更好地反射和折射光线，有效提高LED光源的光效，让光线的分布更加均匀，减少光线的衍射和散射，使得照明范围更加均匀、稳定，同时表面平整而且光洁的外观更加美观、简洁，更便于安装。

在本申请进一步的方案中，所述安装载体的底面设置有相对底面凸起的底座部。底座部可避免引脚在安装载体底部的部分和其他元器件发生接触，避免引脚部位发生损坏，提高可靠性。

在本申请一种可选的方案中，所述安装载体包括三个凹槽，分别为第一凹槽、第二凹槽及第三凹槽；其中，所述第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽中的LED发光芯片分别由对应的引脚独立控制。

在本申请进一步的方案中，所述第一凹槽内包括：紫光芯片，所述紫光芯片的峰值波段为412nm-418nm；所述紫光芯片的表面涂覆有透明胶体。

在本申请进一步的方案中，所述第二凹槽内包括：第一蓝光芯片和第二蓝光芯片，所述第一蓝光芯片的峰值波段为437nm-443nm；第二蓝光芯片的峰值波段为457-463nm；青色荧光粉，所述青色荧光粉的峰值波段为515-520nm；黄色荧光粉，所述黄色荧光粉的峰值波段为570-575nm；红色荧光粉，所述红色荧光粉的峰值波段为635-640nm。

在本申请进一步的方案中，所述第一蓝光芯片和第二蓝光芯片为串联。

在本申请进一步的方案中，所述第三凹槽内包括：第三蓝光芯片，所述第三蓝光芯片的峰值波段为457-463nm；近红外荧光粉，所述近红外荧光粉的峰值波段为695-700nm。

在本申请进一步的方案中，所述凹槽在所述安装载体的一面上平行排布或者层环状排布。所述凹槽的内壁处设置有粘接层，通过所述粘接层将所述LED发光芯片固定在对应的凹槽内。

在本发申请的第二方面，还提供一种LED照明灯，包括：多个如上述的全自然光谱LED光源；驱动电源，用于提供电能；控制器，和所述驱动电源、全自然光谱LED光源的引脚电连接，用于接收控制信号，并根据控制信号输出不同的电控信号至对应的引脚产生驱动电流，以激发所述全自然光谱LED光源发出不同的光谱，其中，所述全自然光谱LED光源集成在PCB板上。

综上，本申请至少具有以下有益效果：。

本实用新型提供一种具有较高的量子效率和热稳定性的全自然光谱LED光源；该全自然光谱LED光源通过在安装载体上设计多个凹槽，每个凹槽中置放不同的LED发光芯片，和荧光粉或透明胶体的至少一者，安装载体的侧面设置有多组引脚，引脚通过导体和凹槽内的LED发光芯片对应，通过不同的引脚输入驱动电流，从而实现同一封装结构上激发不同的自然光谱，提高全自然光谱LED光源的功能域。

本实用新型实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的全自然光谱LED光源的第一轴侧示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的全自然光谱LED光源的俯视图；

图3为本实用新型实施例所提供的全自然光谱LED光源的第二轴侧示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的全自然光谱LED光源的对应A-A凹槽处的剖视图；

图5为本实用新型实施例二中所提供的全自然光谱LED光源的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所提供的全自然光谱LED照明灯的连接示意图；及

图7为本实用新型实施例所提供的全自然光谱LED光源封装在PCB板上的结构示意图。

附图说明：

100、全自然光谱LED光源；

1、安装载体；11、凹槽；12、LED发光芯片；13、边缘部；14、底座部；101、粘接层；111、第一凹槽；112、第二凹槽；113、第三凹槽；121、紫光芯片；122、第一蓝光芯片；123、第二蓝光芯片；124、第三蓝光芯片；

2、引脚；21、第一引脚；22、第二引脚；23、第三引脚；

3、导体；

1000、全自然光谱LED照明灯；201、驱动电源；202、交互装置；203、控制器；102、PCB板。

具体实施方式

为了使本申请的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本申请。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域的技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。

在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本申请的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说，明显的是，不需要采用具体细节来实践本申请。在其他情况下，未详细描述众所周知的步骤或操作，以避免模糊本申请。

承前，现有技术中的全自然光谱LED无法通过同一封装结构实现多功能域的光谱覆盖，本实用新型实施例所提供一种全自然光谱LED光源及照明灯，旨在解决以上问题，实现集成化、紧凑化及多功能域等。

首先请参阅图1～4，图1为本实用新型实施例所提供的全自然光谱LED光源100的第一轴侧示意图、图2为本实用新型实施例所提供的全自然光谱LED光源100的俯视图、图3为本实用新型实施例所提供的全自然光谱LED光源100的第二轴侧示意图、图4为本实用新型实施例所提供的全自然光谱LED光源100的对应A-A凹槽处的剖视图。

在本新型实施例中，以图1所示的长度方向、宽度方向及高度方向为例，沿长度方向上的两端为其端面，宽度方向上的两侧为其侧面，高度方向为其顶面作为本实用新型实施例的参考方位，下同。

一种全自然光谱LED光源100，该全自然光谱LED光源100为LED照明灯的单体结构，LED照明灯具备多个全自然光谱LED光源100，全自然光谱LED光源100包括安装载体1、多组引脚2及导体3；

安装载体1在安装载体1的顶面设置有多个凹槽11，每个凹槽11中置放有不同组合的LED发光芯片12；多组引脚2均设置在所述安装载体1的侧面，用于接收外界的驱动电流；导体3主要为传导作用，一端穿过所述凹槽11和所述LED发光芯片12的连接端子连接，另一端和所述引脚2连接；其中，所述引脚2和所述凹槽11互相对应，通过在不同组引脚2处输入驱动电流，以激发出不同的光谱。

上述的安装载体1可选的采用矩形支架，可为PP(Polypropylene:聚丙烯)材质，在成本低的基础上具备重量轻、抗腐蚀、防水、绝缘、化学稳定性好等特点。

凹槽11根据需要还可设置，荧光粉或透明胶体的至少一者；可理解，荧光粉是一种荧光材料，可以将紫外线或蓝光等高能量光转换为可见光，使得光的颜色发生变化。在本申请所提到的全自然光谱LED光源100中，荧光粉被用于将蓝色或紫色的LED光转换为其他颜色的光，如黄色、绿色、红色等，从而实现白光的发射。具体来说，LED发光芯片12通电后，通过半导体芯片的电子跃迁发出蓝光或紫光，这些光经过涂有荧光粉的表面时，一部分被荧光粉吸收并重新发射出其它波长的光(如黄色、绿色、红色等)，同时还有一部分直接穿透荧光粉表面。这样，通过荧光粉的作用，LED灯就能发出更加柔和的白光，光谱更全、而且辐射范围更广，视觉效果更加均匀和舒适。另者，透明胶体用于对LED发光芯片进行封装，对LED芯片进行保护。

在本申请中，引脚2可选的为镍铜合金，具有优良的导电性能，还有良好的机械强度和可塑性，适用于大多数应用。

导体3为纯金导体或合金导体，用于将LED发光芯片12与安装载体1相对应的每组引脚2相连，实现驱动电流的传输。

如图1，在一个具体的方案中，安装载体1的侧面上，设置有沿侧面突出的边缘部13；所述引脚2通过折弯处理呈“匚”形，其开口卡接在边缘部13处，即一端连接在边缘部13的上表面，另一端延伸并连接在所述安装载体1的底面上。

其中，边缘部13相对安装载体1的上表面相对较低，将引脚2设置在边缘部13和安装载体1的底部处，可以使得整个安装载体1的顶面平整，平整的表面可以更好地反射和折射光线，有效提高LED光源的光效，让光线的分布更加均匀，减少光线的衍射和散射，使得照明范围更加均匀、稳定，同时表面平整而且光洁的外观更加美观、简洁，更便于安装。

进一步，引脚2在安装载体1的底面的部分用于焊锡连接，实现整个全自然光谱LED光源100的固定。

同时引脚2设计在安装载体1的侧面上，实现灵活布局，给与其他元器件更多的余量空间，节约全自然光谱LED光源100自身的体积，可使得LED照明灯可容纳更多的全自然光谱LED光源100。

更重要的是，侧面设计引脚2且将引脚2折弯的设计，由于引脚2以边缘部13作为支撑，可以提高引脚2的机械强度，防止因机械力下而导致引脚2失效，从而大幅度提高全自然光谱LED光源100的产品可靠性，

进一步地，引脚2分别设置在所述安装载体1的两侧且相对所述安装载体1中心轴对称。

可以理解，引脚2为成组设置，每组两个引脚2分别设置在安装载体1对应凹槽11的两侧，当一组引脚2通过驱动电流时，LED发光芯片12通电发光，从而实现凹槽中的LED发光芯片12独立控制。

同侧的引脚2需要间隔预设的距离，减少引脚2之间误接触其他物质导致发生短接的概率，提高全自然光谱LED光源100的使用可靠性。

请继续参阅图3，安装载体1的底面设置有相对底面凸起的底座部14，底座部14可选的设置在安装载体1的底部中心区域，当全自然光谱LED光源100置放、安装或者载运过程中时，其底座部14可避免引脚2在安装载体1底部的部分和其他元器件发生接触，避免引脚2部位发生损坏，提高全自然光谱LED光源100的良率和稳定性。

凹槽11的内壁处还设置有粘接层101，通过所述粘接层101将所述LED发光芯片12固定在对应的凹槽11内。

在本申请可选的方案中，粘接层101采用银胶，具备导电性能优良、热导率高、接触电阻小及附着力强等特点。

请继续参阅图2和图3，在本实用新型一个具体的实施例中，所述安装载体1包括三组凹槽11，分别为第一凹槽111、第二凹槽112及第三凹槽113，对应的引脚为第一引脚21、第二引脚22及第三引脚23；

其中，所述第一凹槽111、第二凹槽112及第三凹槽113中的LED发光芯片12分别由对应的引脚2独立控制。

具体地，即第一凹槽111、第二凹槽112、第三凹槽113分别对应第一引脚21、第二引脚22及第三引脚23，每组引脚2均通过导体3和凹槽11内的LED发光芯片12连接，以实现通过两侧的引脚2对LED发光芯片12进行独立控制。示例性的如：通过给第一引脚21输入驱动电流，可控制第一凹槽111内的芯片发亮，而第二凹槽112和第三凹槽113内的芯片不受到影响。

在本申请进一步的方案中，第一凹槽111内包括：紫光芯片121，所述紫光芯片121的峰值波段为412nm-418nm；所述紫光芯片121的表面涂覆有透明胶体。

所述第二凹槽112内包括：第一蓝光芯片122和第二蓝光芯片123，所述第一蓝光芯片122的峰值波段为437nm-443nm；第二蓝光芯片123的峰值波段为457-463nm；

进一步，第二凹槽112内还包括有青色荧光粉、黄色荧光粉及红色荧光粉，所述青色荧光粉1221的峰值波段为515-520nm；所述黄色荧光粉的峰值波段为570-575nm，所述红色荧光粉1223的峰值波段为635-640nm。

其中，第一蓝光芯片122和第二蓝光芯片123为串联连接。

所述第三凹槽113内包括：第三蓝光芯片124，所述第三蓝光芯片124的峰值波段为457-463nm，以及近红外荧光粉，所述近红外荧光粉的峰值波段为695-700nm。

可理解，由于荧光粉需要通过特定的蓝光芯片来去激发荧光粉所发而发出相应的光色，紫光芯片121是一种半导体材料，与传统的白炽灯泡和荧光灯管不同，其能够直接将所接收的电能转化为可见光。因此，在紫光芯片121所对应的第一凹槽111中，不需要使用荧光粉，采用透明胶体封装是能够保护紫光芯片121不受机械损伤和湿气腐蚀，并且提高紫光芯片121的散热效果。

在第二凹槽112中设置的两个蓝光芯片，即第一蓝光芯片122和第二蓝光芯片123气所采用串联，可通过青色荧光粉可以将部分蓝光转化为绿光和青光；黄色荧光粉可以将部分蓝光转化为黄光；红色荧光粉可以将部分蓝光转化为橙色和红色。因此，结合不同种类的荧光粉和蓝光LED芯片，可以实现不同色温、色彩鲜艳的照明效果，以及高亮度、高饱和度的显示效果。需要注意的是，三种荧光粉的比例要根据具体的应用需求进行优化设计，以达到最佳的效果。

在本申请中，第一蓝光芯片122和第二蓝光芯片123为串联。

当第一引脚21、第二引脚22、第三引脚23均通入控制电流时，得到全自然光谱的光源；

可理解，通过上述方案可得到可见光380nm-780nm波段内覆盖光谱全、光谱连续性高，与自然光拟合度高达99％以上，显色指数Ra可达到99以上，特殊显色指数饱和红色R9可达到98以上，饱和蓝色R12可达到95以上。同时产品具有较高的量子效率和热稳定性的全自然光谱LED光源，能够模拟自然光谱的特性，实现全自然光的还原，可重现物品真实的颜色和形态，且所发出的光线更真实自然，符合人眼的视觉感受，不会产生眩光和眼疲劳感。同时，还可帮助维持人体的生物钟和健康状态。

当只有第二引脚22、第三引脚23通入控制电流时，得到近红外线光的光源；

该光源可使用到暖色调比较柔和的应用场景，有助于放松眼部，其次通过近红外荧光粉的设置，补全650-780nm红光波段，可在人们使用过程中增加脉络膜厚度、促进血液循环及供血量，有助于改善近视眼眼底相对供氧不足的问题，抑制近视眼眼轴过快增长，从而起到控制近视进展的作用。

当只有第一引脚21、第二引脚22通入控制电流时，得到紫光光源；

紫光光谱可以有效的解决380-430nm波段紫光的缺失问题，可利用在失去某些化学特性的检测、荧光检测等应用场景，如有机分子、DNA、蛋白质等化学物质的特定特性；或者还可以应用至对微生物进行灭活等。

当只有第二引脚22通如控制电流时，得到紫光和近红外均缺失的光源；

通过减少紫光光谱和近红外光谱，可减少阅读过程中视觉疲劳和眼部不适，减轻对视觉的影响，可适用于电子设备，避免对眼睛带来损伤。

综上，本实用新型提供一种具有较高的量子效率和热稳定性的全自然光谱LED光源100；该全自然光谱LED光源100通过在安装载体1上设计多个凹槽11，每个凹槽11中置放不同的LED发光芯片12，和荧光粉或透明胶体的至少一者，安装载体1的侧面设置有多组引脚2，引脚2通过导体3和凹槽11内的LED发光芯片12对应，通过不同的引脚2输入驱动电流，从而实现同一封装结构上激发不同的自然光谱，提高全自然光谱LED光源100的功能域。

请参阅图5，图5为本实用新型实施例二中所提供的全自然光谱LED光源100的结构示意图。

本实用新型实施例二提供一种全自然光谱LED光源100，包括:

安装载体1、多组引脚2及导体3；安装载体1在安装载体1的顶面设置有多个凹槽11，每个凹槽11中置放有不同组合的LED发光芯片12；多组引脚2均设置在所述安装载体1的侧面，用于接收外界的驱动电流；导体3一端穿过所述凹槽11和所述LED发光芯片12的连接端子连接，另一端和所述引脚2连接；其中，所述引脚2和所述凹槽11互相对应，通过在不同组引脚2处输入驱动电流，以激发出不同的光谱。

与上述实施例一不同在于，安装载体1为圆柱形，凹槽11呈环状排布，其中引脚2对应凹槽11设置为环状排布在安装载体1的侧壁上。

可理解，环状排布的设计可以保证光线从所有方向均匀地照射到目标物体上，从而提高了照明效果的均匀性。同时可以更好地利用长度上的空间，整个全自然光谱LED光源100的尺寸相对更为均匀，在LED照明灯可在长、宽方向上容纳相对平均的全自然光谱LED光源。

请参阅图6，图6为本实用新型实施例所提供的全自然光谱LED照明灯1000的连接示意图。

本实用新型还提供一种全自然光谱LED照明灯1000，包括：

多个如上述的全自然光谱LED光源100；

驱动电源201，用于提供电能；

交互装置202，用于和用户进行交互，以获得用户所下达的控制信号；

控制器203，和所述驱动电源201、交互装置202及全自然光谱LED光源100的引脚电连接，用于接收控制信号，并根据控制信号输出不同的驱动电流至对应的引脚，以激发所述全自然光谱LED光源100发出不同的光谱。

如图7所示，具体地，全自然光谱LED光源100可以通过排布在PCB板102上，通过控制器203输出不同的控制信号，从而控制全自然光谱LED光源100激发不同的光谱。

以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种全自然光谱LED光源，其特征在于，包括：

安装载体(1)，在所述安装载体(1)的顶面设置有多个凹槽(11)，每个凹槽(11)中置放有不同组合的LED发光芯片(12)，及荧光粉或透明胶体的至少一者；

多组引脚(2)，所述引脚(2)设置在所述安装载体(1)的侧面，用于接收外界的驱动电流；

多个导体(3)，所述导体(3)一端穿过所述凹槽(11)和所述LED发光芯片(12)的连接端子连接，另一端和所述引脚(2)连接；

其中，所述引脚(2)和所述凹槽(11)内的LED发光芯片(12)互相对应，通过在不同组引脚(2)处输入驱动电流，以激发出不同的光谱。

2.根据权利要求1所述的全自然光谱LED光源，其特征在于，

所述安装载体(1)相对于设置有引脚(2)的侧面上，设置有沿所述侧面突出的边缘部(13)；

所述引脚(2)折弯处理，一端连接在边缘部(13)处，另一端延伸并连接在所述安装载体(1)的底面上；

所述引脚(2)分别设置在所述安装载体(1)的两侧且相对所述安装载体(1)中心轴对称。

3.根据权利要求1所述的全自然光谱LED光源，其特征在于，所述安装载体(1)的底面设置有相对底面凸起的底座部(14)。

4.根据权利要求1所述的全自然光谱LED光源，其特征在于，所述安装载体(1)包括三个凹槽(11)，分别为第一凹槽(111)、第二凹槽(112)及第三凹槽(113)，分别对应第一引脚(21)、第二引脚(22)及第三引脚(23)；

其中，所述第一凹槽(111)、第二凹槽(112)及第三凹槽(113)中的LED发光芯片(12)分别由对应的引脚(2)独立控制。

5.根据权利要求4所述的全自然光谱LED光源，其特征在于，所述第一凹槽(111)内包括：紫光芯片(121)，所述紫光芯片(121)的峰值波段为412nm-418nm；

所述紫光芯片(121)的表面涂覆有透明胶体。

6.根据权利要求5所述的全自然光谱LED光源，其特征在于，所述第二凹槽(112)内包括：

第一蓝光芯片(122)和第二蓝光芯片(123)，所述第一蓝光芯片(122)的峰值波段为437nm-443nm；第二蓝光芯片(123)的峰值波段为457-463nm；

青色荧光粉、黄色荧光粉及红色荧光粉，所述青色荧光粉(1221)的峰值波段为515-520nm；所述黄色荧光粉的峰值波段为570-575nm，所述红色荧光粉(1223)的峰值波段为635-640nm。

7.根据权利要求6所述的全自然光谱LED光源，其特征在于，所述第一蓝光芯片(122)和第二蓝光芯片(123)为串联。

8.根据权利要求6所述的全自然光谱LED光源，其特征在于，所述第三凹槽(113)内包括：

第三蓝光芯片(124)，所述第三蓝光芯片(124)的峰值波段为457-463nm

近红外荧光粉，所述近红外荧光粉的峰值波段为695-700nm。

9.根据权利要求3所述的全自然光谱LED光源，其特征在于，所述凹槽(11)在所述安装载体(1)的一面上平行排布或者层环状排布；

所述凹槽(11)的内壁处设置有粘接层(101)，通过所述粘接层(101)将所述LED发光芯片(12)固定在对应的凹槽(11)内。

10.一种全自然光谱LED照明灯，其特征在于，包括：

多个如上述权利要求1～9任一项所述的全自然光谱LED光源；

驱动电源(201)，用于提供电能；

交互装置(202)，用于和用户进行交互，以获得用户所下达的控制信号；

控制器(203)，和所述驱动电源(201)、交互装置(202)及全自然光谱LED光源的引脚电连接，用于接收控制信号，并根据所述控制信号输出不同的驱动电流至对应的引脚，以激发所述全自然光谱LED光源发出不同的光谱；

其中，所述全自然光谱LED光源集成在PCB板上。