專利名稱：新型聚光散熱led燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聚光散熱LED燈，屬于LED照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
LED是Light Emitting Diode (發(fā)光二極管)的縮寫，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件， 它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LE D的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上， 一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部 分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要 是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線 作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子 的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的 材料決定的。led芯片也稱為led發(fā)光芯片，是led燈的核心組件，也就是指的P-N結(jié)。其主要 功能是把電能轉(zhuǎn)化為光能，芯片的主要材料為單晶硅。根據(jù)用途分為大功率led芯片、小 功率led芯片兩種；根據(jù)顏色，主要分為三種紅色、綠色、藍(lán)色(制作白光的原料)。LED的重要參數(shù)1.正向工作電流If 它是指發(fā)光二極體正常發(fā)光時(shí)的正向電流值，在實(shí)際使用中 應(yīng)根據(jù)需要選擇IF在0. 6 · IFm以下。2.正向工作電壓VF:參數(shù)表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的，一 般是在IF = 20mA時(shí)測得的，發(fā)光二極體正向工作電壓VF在1. 4 3V，在外界溫度升高時(shí)， VF將下降。3. V-I特性發(fā)光二極體的電壓與電流的關(guān)系，在正向電壓正小于某一值(叫閾 值)時(shí)，電流極小，不發(fā)光。當(dāng)電壓超過某一值后，正向電流隨電壓迅速增加，發(fā)光。4.發(fā)光強(qiáng)度IV 發(fā)光二極體的發(fā)光強(qiáng)度通常是指法線(對圓柱形發(fā)光管是指其軸 線)方向上的發(fā)光強(qiáng)度。若在該方向上輻射強(qiáng)度為(1/683) W/sr時(shí)，則發(fā)光1坎德拉(符 號為Cd)。由于一般LE D的發(fā)光二強(qiáng)度小，所以發(fā)光強(qiáng)度常用燭光(坎德拉，mcd)作單位。5. LED 的發(fā)光角度-90° -+90°。6.光譜半寬度Δ λ :它表示發(fā)光管的光譜純度。7.半值角θ 1/2和視角θ 1/2是指發(fā)光強(qiáng)度值為軸向強(qiáng)度值一半的方向與發(fā)光 軸向(法向)的夾角。LED透鏡即與LED緊密聯(lián)系在一起的有助于提升LED的出光效率、改變LE D的光 場分布的光學(xué)系統(tǒng)。一、LED透鏡的材料種類1.硅膠透鏡硅膠耐高溫(也可以過回流焊)，因此常用直接封裝在LED芯片上； 一般硅膠透鏡體積較小，直徑3-10mm。2. PMMA透鏡光學(xué)級PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，俗稱亞克力，是塑膠類材料，優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)效率高(可以通過注塑、擠塑完成)；透光率高(3mm厚度時(shí)穿透率93%左右)；缺 點(diǎn)是溫度不能超過80° (熱變形溫度92度)。3. PC透鏡光學(xué)級料Polycarbonate (簡稱PC)聚碳酸酯，為塑膠類材料，優(yōu)點(diǎn)生 產(chǎn)效率高(可以通過注塑、擠塑完成)；透光率稍低(3mm厚度時(shí)穿透率89%左右)；缺點(diǎn) 溫度不能超過110° (熱變形溫度135度)。4.玻璃透鏡光學(xué)玻璃材料，優(yōu)點(diǎn)具有透光率高(97% )、耐高溫等特點(diǎn)；缺點(diǎn) 體積大質(zhì)量重、形狀單一、易碎、批量生產(chǎn)不易實(shí)現(xiàn)、生產(chǎn)效率低、成本高等。只能通過鍍膜 或鋼化處理來提升玻璃的不易碎特性，雖然經(jīng)過這些處理，玻璃透鏡的透光率會有所降低， 但依然會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通光學(xué)塑料透鏡的透光效果。所以玻璃透鏡的前景將更為廣闊。二、LED透鏡的應(yīng)用分類1. 一次透鏡一次透鏡是直接封裝或粘合在LED芯片支架上，與LED成為一個(gè)整 體。LED芯片(chip)理論上發(fā)光是360度，但實(shí)際上芯片在放置于LED支架上得以固定及 封裝，所以芯片最大發(fā)光角度是180度(大于180°范圍也有少量余光)，另外芯片還會有 一些雜散光線，這樣通過一次透鏡就可以有效匯聚chi ρ的所有光線并可得到如180°、 160°、140°、120°、90°、60°等不同的出光角度，但是不同的出光角度，LED的出光效率 有一定的差別(一般的規(guī)律是角度越大效率越高)。一次透鏡一般用PMMA、PC、光學(xué)玻璃、 硅膠等材料。2. 二次透鏡二次透鏡與LED是兩個(gè)獨(dú)立的物體，但它們在應(yīng)用時(shí)密不可分。二 次透鏡的功能是將LED光源的發(fā)光角度再次匯聚成5°至160°之間的任意想要的角度，光 場的分布主要可分為圓形、橢圓形、矩形。二次透鏡材料一般用光學(xué)級PMMA或者PC;在特 殊情況下可選擇玻璃。三、LED透鏡規(guī)格分類1.穿透式(凸透鏡)當(dāng)LED光線經(jīng)過透鏡的一個(gè)曲面(雙凸有個(gè)曲面)時(shí)光線 會發(fā)生折射而聚光，而且當(dāng)調(diào)整透鏡與LED之間的距離時(shí)，角度也會變化(角度與距離成反 比)，經(jīng)過光學(xué)設(shè)計(jì)的透鏡光斑將會非常均勻，但由于透鏡直徑和透鏡模式的限制，LED的 光利用率不高，光斑邊緣有比較明顯的黃邊；一般應(yīng)用在大角度(50°以上)的聚光，如臺 燈、吧燈等室內(nèi)照明燈具；2.折反射式(錐型或杯型)透鏡的設(shè)計(jì)在正前方用穿透式聚光，而錐形面又可 以將側(cè)光全部收集并反射出去，而這兩種光線的重疊(角度相同)就可得到最完善的光線 利用與漂亮的光斑效果；也可在錐形透鏡表面做些改變，可設(shè)計(jì)成鏡面、磨砂面、珠面、條紋 面、螺紋面、凸或凹面等而得到不同光斑效果。3.透鏡模組是將多個(gè)單顆透鏡通過注塑完成一個(gè)整體的多頭透鏡，按不同需求 可以設(shè)計(jì)成3合1、5合1甚至幾十顆合一的透鏡模組；也可以把兩個(gè)單獨(dú)的透鏡通過支架 組合在一起。此設(shè)計(jì)有效節(jié)省生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)的一致性，節(jié)省燈具機(jī)構(gòu)空間，更容 易實(shí)現(xiàn)“大功率”等特點(diǎn)。目前的LED燈品種多樣，但主要有兩個(gè)技術(shù)問題需要克服，第一是LED燈的散熱問 題，眾所周知，LED燈在發(fā)光過程中會產(chǎn)生大量的熱量，因此LED燈的散熱問題是一個(gè)非常 關(guān)鍵的問題；第二是KED燈的聚光問題，好的LED透鏡可以很好的起到將光線匯聚的作用， 提高了能源的利用率，可以更好的起到節(jié)能環(huán)保的功能。
4發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型即是針對目前LED光源領(lǐng)域所存在的散熱效果不好以及LED透鏡的聚 光效果不理想的缺陷，設(shè)計(jì)制造一種新型的聚光散熱LED燈。具體來說，本實(shí)用新型所述的聚光散熱LED燈，其特征在于所述的LED燈包括 LED透鏡、LED光源、燈罩和基座，其位置和連接關(guān)系如下所述1) LED透鏡位于LED光源的前方和周圍，由能夠?qū)ED光源發(fā)出的光線匯聚成平行 光束的透鏡組成；2)燈罩位于所述的LED透鏡和LED光源的外周，具有多個(gè)散熱口 ；3)基座位于所述的LED燈的底部。 所述的聚光散熱LED燈，其特征在于所述的LED透鏡包括位于LED光源正前方的 主凸透鏡、位于LED光源周圍的凸面鏡和位于主凸透鏡正前方的透光鏡。所述的聚光散熱LED燈，其特征在于在所述的LED透鏡的透光鏡周圍設(shè)置一環(huán)形 的卡沿。所述的聚光散熱LED燈，其特征在于在所述的燈罩的前方設(shè)置與所述的卡沿相 貼合的卡邊。所述的聚光散熱LED燈，其特征在于在所述的燈罩的散熱口為長條形、格柵狀或 網(wǎng)狀。所述的聚光散熱LED燈，其特征在于所述的LED光源為單色光源或白光。所述的聚光散熱LED燈，其特征在于所述的基座為插入式或螺紋式。本實(shí)用新型所述的聚光散熱LED燈具有以下的顯著優(yōu)點(diǎn)1、LED透鏡位于LED光源的正前方和周圍，LED光源位于主凸透鏡的一個(gè)焦點(diǎn)之 上，這樣LED光源發(fā)出的光線不僅可以通過主凸透鏡折射匯聚，而且還可以經(jīng)周圍的凸面 鏡發(fā)射得到匯聚和加強(qiáng)，充分有效的利用了 LED的光源，節(jié)約能源，綠色環(huán)保；2、燈罩的背部開設(shè)多個(gè)散熱口，可以有效的將LED光源產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，防 止了由于過熱產(chǎn)生的問題；3、在LED透鏡前方的透光鏡周圍設(shè)置一環(huán)形的卡沿，可以和燈罩前方的卡邊相互 緊密貼合，使得LED燈整體結(jié)構(gòu)更加緊密美觀。

圖1是本實(shí)用新型所述聚光散熱LED燈的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為LED透鏡、2 為LED光源、3為燈罩、4為基座、11為主凸透鏡、12為凸面鏡、13為透光鏡、14為卡沿、31為 卡邊；圖2是本實(shí)用新型所述聚光散熱LED燈的光路示意圖，其中1為LED透鏡、11為主 凸透鏡、12為凸面鏡、13為透光鏡、2為LED光源；圖3是本實(shí)用新型所述聚光散熱LED燈的外部結(jié)構(gòu)示意圖，其中3為燈罩、4為基 座、32為散熱口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型所述的聚光散熱LED燈進(jìn)行詳細(xì)的說明，目的是為了 公眾更好的理解本實(shí)用新型的內(nèi)容，而不是對本實(shí)用新型的限制，事實(shí)上，任何在本實(shí)用新 型所述的技術(shù)實(shí)質(zhì)內(nèi)所作的任何替換、增減和改進(jìn)都在本實(shí)用新型保護(hù)的技術(shù)方案之內(nèi)。如圖1和圖3所示，本實(shí)用新型所述的聚光散熱LED燈，包括LED透鏡1、LED光 源2、燈罩3和基座4，其中LED透鏡1是由一組光學(xué)透鏡組成的，包括位于LED光源2正前 方的主凸透鏡11和位于LED光源2周圍的凸面鏡12以及位于主凸透鏡11正前方的透光 鏡13，LED光源2位于主凸透鏡11的一個(gè)焦點(diǎn)之上，可以采用單色光源或是白光，LED透鏡 1起的作用是將LED光源2發(fā)出的散射光線匯聚成平行光線發(fā)射出去，能夠起到很好的光 線匯聚的作用；燈罩3位于所述的聚光散熱LED燈的外周，起到了對內(nèi)部LED透鏡1和LED 光源2的保護(hù)作用；作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，可以在透光鏡13的周圍設(shè)置 一環(huán)形的卡沿14，并且在燈罩3的相應(yīng)位置設(shè)置卡邊31，卡沿14和卡邊31可以緊密的貼 合，這樣不但使所述的聚光散熱LED燈的外形更加美觀而且結(jié)構(gòu)更加緊密；為了更好的解 決LED燈的散熱問題，可以在燈罩3上開設(shè)數(shù)個(gè)散熱口 32，所述的聚光散熱LED燈的基座4 位于燈體的底部，可以是插入式的也可以是螺紋式的。圖2是本實(shí)用新型所述聚光散熱LED燈的光路示意圖，由圖可知，LED光源2位于 LED透鏡1的主凸透鏡11的一個(gè)焦點(diǎn)上，LED光源2發(fā)出的散射光線經(jīng)主凸透鏡11的匯 聚，成為平行光束向前發(fā)射；同時(shí)位于LED光源周圍的凸面鏡12也可以把LED光源2發(fā)射 到外周的光線反射為向正前方發(fā)出的光線，有效的加強(qiáng)了光線的利用。本實(shí)用新型所述聚光散熱LED燈能夠有效的將LED燈產(chǎn)生的熱量發(fā)散出去，而且 LED透鏡也能夠起到充分利用光源的作用，是一種環(huán)保高效的新型LED燈。
權(quán)利要求一種聚光散熱LED燈，其特征在于所述的LED燈包括LED透鏡、LED光源、燈罩和基座，其位置和連接關(guān)系如下所述1)LED透鏡位于LED光源的前方和周圍，由能夠?qū)ED光源發(fā)出的光線匯聚成平行光束的透鏡組成；2)燈罩位于所述的LED透鏡和LED光源的外周，具有多個(gè)散熱口；3)基座位于所述的LED燈的底部。
2.權(quán)利要求1所述的聚光散熱LED燈，其特征在于所述的LED透鏡包括位于LED光 源正前方的主凸透鏡、位于LED光源周圍的凸面鏡和位于主凸透鏡正前方的透光鏡。
3.權(quán)利要求1所述的聚光散熱LED燈，其特征在于在所述的LED透鏡的透光鏡周圍 設(shè)置一環(huán)形的卡沿。
4.權(quán)利要求1所述的聚光散熱LED燈，其特征在于在所述的燈罩的前方設(shè)置與所述 的卡沿相貼合的卡邊。
5.權(quán)利要求1所述的聚光散熱LED燈，其特征在于在所述的燈罩的散熱口為長條形、 格柵狀或網(wǎng)狀。
6.權(quán)利要求1所述的聚光散熱LED燈，其特征在于所述的LED光源為單色光源或白光。
7.權(quán)利要求1所述的聚光散熱LED燈，其特征在于所述的基座為插入式或螺紋式。
專利摘要本實(shí)用新型針對目前LED光源領(lǐng)域所存在的散熱效果不好以及LED透鏡的聚光效果不理想的缺陷，設(shè)計(jì)制造一種新型的聚光散熱LED燈。本實(shí)用新型所述的聚光散熱LED燈，包括LED透鏡、LED光源、燈罩和基座，所述的LED透鏡由位于LED光源正前方的主凸透鏡、位于LED光源周圍的凸面鏡和位于主凸透鏡正前方的透光鏡組成，燈罩位于所述的LED透鏡和LED光源的外周，具有多個(gè)散熱口，本實(shí)用新型所述的聚光散熱LED燈能夠有效的將LED燈產(chǎn)生的熱量發(fā)散出去，而且也能夠起到充分的利用光源，是一種環(huán)保高效的新型LED燈。
文檔編號F21V5/04GK201731300SQ20102019287
公開日2011年2月2日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者朱興龍 申請人:深圳市越日興實(shí)業(yè)有限公司