CN104848096A - 一种集成大功率led透镜的led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成大功率LED透镜的LED灯具，属于LED应用技术领域中的LED灯具，其目的在于提供一种散热效果较好、照明效果较好且光学透镜自由度较大的集成大功率LED透镜的LED灯具。其包括散热座、光源支架、光大功率LED芯片、光学透镜；光学透镜与大功率LED芯片之间设置有反射板，且大功率LED芯片的顶面及四周均设有胶层；光学透镜的折射率介于1.35至1.5之间，光学透镜包括透镜本体和沟槽结构，透镜本体包含入光面、出光面、外侧面，入光面和出光面分别形成在透镜本体的相异两侧上，外侧面位于所述透镜本体的外围，外侧面的相对两缘边分别直接或间接连接入光面和出光面。本发明适用于LED灯具。

Description

一种集成大功率LED透镜的LED灯具

技术领域

本发明属于LED应用技术领域，涉及一种LED灯具，尤其涉及一种集成大功率LED透镜的LED灯具。

背景技术

道路照明是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯360度发光，光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费。当前，全球的环境在日益恶化，各国都在发展清洁能源。而随着国民经济的高速增长，我国能源供需矛盾日渐突出，电力供应开始存在着严重短缺的局面，节能是所急需解决的问题。

随着LED技术的不断提升，LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野、成为世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源，并逐步取代传统照明设备，成为照明行业当中的一支新生力量。作为一种高效节能的灯具，LED路灯已得到越来越广泛的运用，已逐步应用于夜间照明、海上搜救、交通指挥等产品中，且对LED灯的功率需求也越来越大。有些场地需要高亮度、大范围照明，简单的LED组合满足不了照明的需要。然而，列阵集成光源可以达到高亮度、大范围照明。列阵集成LED光源是将多个大功率LED芯片按照设计的方案固定在特殊的金属底座上，再经过LED封装工艺形成列阵集成光源。由于LED是将一部分电能转换光能和另一部分转换为热能。若使LED光源正常发光，必须将大部分的热及时的散发出去，因此，如何能将上述列阵集成光源形成适于实际应用的光源成了现有技术迫切需要解决的问题。

现有技术中的列阵集成LED光源除了具有散热问题外，还存在光学透镜的自由度较小、光路较少致使周围区域显得昏暗等缺陷。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种散热效果较好、照明效果较好且光学透镜自由度较大的集成大功率LED透镜的LED灯具。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种集成大功率LED透镜的LED灯具，其特征在于：

包括散热座，所述散热座内固定安装有光源支架，所述光源支架上固定连接有大功率LED芯片，所述大功率LED芯片上方设置有光学透镜，所述光学透镜罩于大功率LED芯片上方且固定安装在散热座上；

所述光学透镜与大功率LED芯片之间设置有反射板，且所述大功率LED芯片的顶面及四周均设有胶层；

所述光学透镜的折射率是介于1.35至1.5之间，所述光学透镜包括透镜本体和形成在所述透镜本体外侧面上的多个沟槽结构，所述透镜本体包含一入光面、一出光面以及一外侧面，所述入光面和出光面分别形成在透镜本体的相异两侧上，所述外侧面位于所述透镜本体的外围，所述外侧面的相对两缘边分别直接或间接连接入光面和出光面；从所述入光面进入透镜本体的光线产生全反射，再从出光面射出透镜本体。

作为本发明的优选方案，所述散热座包括金属基座和覆盖在金属基座表面的热辐射陶瓷层，所述金属基座的上表面中央位置处设有一圆形安装凹槽，所述圆形安装凹槽的底面为大功率LED芯片的安装面，所述金属基座的上表面在圆形安装凹槽外侧均布由若干散热凸起，所述散热凸起呈球冠形。

作为本发明的优选方案，所述反射板为多角度凸透镜。

作为本发明的优选方案，所述沟槽结构具有第一表面和第二表面，且所述第一表面和所述第二表面之间具有一夹角。

作为本发明的优选方案，所述夹角的角度介于89度至93度之间。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明中，将由大功率LED芯片组成的列阵光源与散热座、光源支架进行有机结合，构成了良好的基本散热条件，再配合光学透镜将LED发出的光聚焦或发散形成有效光斑，达到了实际应用的效果，满足了灯具的使用，具有散热效果好、照明效果好的优点，保证了LED列阵集成光源的使用寿命，减少了LED列阵集成光源因过热产生亮度的衰减；由于增加了反射板和反光胶层，经过多次反射从而达到增加光路照射的效果，并利用凸透镜或者凹透镜达到光路聚集和发散的作用，从而增加照明需求；且通过形成于透镜本体的外侧面上的多个沟槽结构，可以大幅增加进入透镜本体的光线产生全反射的机会，而具有使光线更为有效利用的光学效果，透镜本体外侧面的倾斜角度可以有更大的范围，从而增加光学透镜的整体外型设计的自由度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中散热座的全剖主视图；

图3为本发明中散热座的俯视图；

图4为本发明中光学透镜的立体图；

图5为本发明中光学透镜的侧视图；

图6为本发明中光学透镜的剖视图；

其中，附图标记为：1—散热座、2—光源支架、3—大功率LED芯片、4—压环、5—光学透镜、6—密封胶圈、7—环形散热上盖、8—电极、9—胶层、10—反射板、11—金属基座、12—热辐射陶瓷层、121—安装凹槽、122—散热凸起、31—透镜本体、311—入光面、312—出光面、313—外侧面、32—沟槽结构。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种集成大功率LED透镜的LED灯具，该灯具包括散热座1、光源支架2、连接有电极8的大功率LED芯片3、光学透镜5；其中，大功率LED芯片3固定在光源支架2上，光源支架2固定在散热座1内，光学透镜5罩于大功率LED芯片3上方并固定在散热座1上。对于直插式列阵集成大功率组件，其中的散热座1上设置有电极8伸出孔。为了使组件整体达到较好的散热效果，散热座1可选用散热速度快的铝材料，光源支架2可选用导热好的铜材料，两者配合使用。为了便于组件的安装及更换，散热座1设置有环形凸起，环形凸起设置有内螺纹，光源支架2为圆形支架。作为优选，还包括带有外螺纹的压环4，光源支架2通过压环4固定在散热座1内。为了加强散热效果，可在光源支架2与散热座1之间填充有导热硅脂，具体做法是将散热座1上涂抹导热性能好的导热硅脂，再将光源支架2放入散热座1当中，通过导热硅脂排出两种金属接触空气间隙。为了便于组件的安装及更换，散热座1上的环形凸起设置有外螺纹。作为优选，还包括带有内螺纹的环形散热上盖7，光学透通过环形散热上盖7固定在散热座1上。作为优选，还包括密封胶圈6，光学透镜5放入散热座1上，密封胶圈6嵌入散热座1外壁上，环形散热上盖7旋入散热座1固定光学透镜5。为了加强散热效果，大功率LED芯片3用散热胶固定在光源支架2上。

组装过程为：大功率LED芯片3固定在光源支架2上构成组件光源，然后放入散热座1中，将压环4通过螺纹旋进散热座1中，加以固定光源支架2；光学透镜5放入散热座1上面；密封胶圈6嵌入散热座1外壁上；环形散热上盖7旋入散热座1当中固定光学透镜5。按照以上步骤，就可完成本发明的结构组装。

大功率LED芯片3的顶面及四周均设有反光胶层9，大功率LED芯片3与光学透镜5的顶层开设一段距离。所述光学透镜5为凸透镜，且该光学透镜5与大功率LED芯片3之间设有反射板10，所述反射板10为多角度凸透镜，通过使用反射板10与凸透镜来达到光的聚合，从而增加光路的多次折射。

所述光学透镜5的折射率是介于1.35至1.5之间，所述光学透镜5包括透镜本体31包含一入光面311、一出光面312以及一外侧面313，其中入光面311和出光面312是分别形成在透镜本体31的相异两侧上，外侧面313是位于透镜本体31的外围。在图例中，外侧面313的相对两缘边是分别间接连接入光面311和出光面312，但本发明的实施例不在此限，也可为直接连接。

透镜本体31呈碗状。入光面311是位于透镜本体31的中央部位，且为朝出光面312内凹的曲面。出光面312为朝入光面311内凹的圆弧面。多个沟槽结构32是形成在透镜本体31的外侧面313上，且形成多个具有棱角的凸条。多个沟槽结构32是呈以入光面311的中心为轴心的辐射状。多个沟槽结构32也可呈以入光面311的中心为轴心的发散状。每一个沟槽结构32都具有一第一表面和一第二表面，且第一表面和第二表面之间具有一夹角。所述夹角的角度可介于89度至93度之间，其中夹角优选90度。

从入光面311进入透镜本体31的光线可以通过多个沟槽结构32来产生全反射，再从出光射出透镜本体31。由于每一个沟槽结构32都具有第一表面和第二表面，且第一表面和第二表面之间具有一夹角，因此所有的沟槽结构32总共会具有多个表面可供产生全反射。通过上述形成在透镜本体31的外侧面313上的多个沟槽结构32，可以大幅增加进入透镜本体31的光线产生全反射的机会，而具有使光线更有效利用的光学效果。此外，透镜本体31外侧面313的倾斜角度可以有更大的范围，从而增加光学透镜5的整体外型设计的自由度。

实施例2

在实施例一的基础上，散热座1包括金属基座11和热辐射陶瓷层12，该热辐射陶瓷层12覆盖在金属基座11的表面上。金属基座11的上表面中央位置处设有一圆形安装凹槽121，所述圆形安装凹槽121的底面为大功率LED芯片3的安装面，所述金属基座11的上表面在圆形安装凹槽121外侧均布由若干散热凸起122，所述散热凸起122呈球冠形。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种集成大功率LED透镜的LED灯具，其特征在于：

包括散热座（1），所述散热座（1）内固定安装有光源支架（2），所述光源支架（2）上固定连接有大功率LED芯片（3），所述大功率LED芯片（3）上方设置有光学透镜（5），所述光学透镜（5）罩于大功率LED芯片（3）上方且固定安装在散热座（1）上；

所述光学透镜（5）与大功率LED芯片（3）之间设置有反射板（10），且所述大功率LED芯片（3）的顶面及四周均设有胶层（9）；

所述光学透镜（5）的折射率是介于1.35至1.5之间，所述光学透镜包括透镜本体（31）和形成在所述透镜本体（31）外侧面（313）上的多个沟槽结构（32），所述透镜本体（31）包含一入光面（311）、一出光面（312）以及一外侧面（313），所述入光面（311）和出光面（312）分别形成在透镜本体（31）的相异两侧上，所述外侧面（313）位于所述透镜本体（31）的外围，所述外侧面（313）的相对两缘边分别直接或间接连接入光面（311）和出光面（312）；从所述入光面（311）进入透镜本体（31）的光线产生全反射，再从出光面（312）射出透镜本体（31）。

2.如权利要求1所述的一种集成大功率LED透镜的LED灯具，其特征在于：所述散热座（1）包括金属基座（11）和覆盖在金属基座（11）表面的热辐射陶瓷层（12），所述金属基座（11）的上表面中央位置处设有一圆形安装凹槽（121），所述圆形安装凹槽（121）的底面为大功率LED芯片的安装面，所述金属基座（11）的上表面在圆形安装凹槽（121）外侧均布由若干散热凸起（122），所述散热凸起（122）呈球冠形。

3.如权利要求1所述的一种集成大功率LED透镜的LED灯具，其特征在于：所述反射板（10）为多角度凸透镜。

4.如权利要求1所述的一种集成大功率LED透镜的LED灯具，其特征在于：所述沟槽结构（32）具有第一表面和第二表面，且所述第一表面和所述第二表面之间具有一夹角。

5.如权利要求4所述的一种集成大功率LED透镜的LED灯具，其特征在于：所述夹角的角度介于89度至93度之间。