發(fā)光二極管照明光源裝置

1.一種發(fā)光二極管照明光源裝置，包括一基板(1)，可承載一反射鏡平臺(2)、一透鏡(4)、與一組發(fā)光二極管晶粒(6)，其特征在于：該基板(1)上設有一基板光軸定位孔(7)，貫穿該基板(1)及反射鏡平臺(2)且位于集光燈泡間中心位置；該反射鏡平臺(2)上含至少一個凹盆反射鏡(3)及反射鏡光軸定位孔(9)，凹盆反射鏡(3)中央底面透空，該底面透空部位的外圍平貼于基板(1)，并于凹盆反射鏡(3)底面透空部位的基板上具有一組發(fā)光二極管晶粒(6)，且凹盆反射鏡(3)的凹面部分為拋物線全反射鏡，其中凹盆反射鏡(3)光軸(5)與發(fā)光二極管晶粒(6)的排列中心對齊；以及該凹盆反射鏡(3)上具有一透鏡(4)，該透鏡(4)中央為一凸透鏡(8)，側面四周為一圓錐體，該凸透鏡(8)與四周的圓錐體為一體結構，其中凸透鏡(8)位于凹盆反射鏡(3)中央的透空部位，而透鏡(4)底面貼于基板(1)并包覆發(fā)光二極管晶粒(6)且透鏡(4)光軸(5)與發(fā)光二極管晶粒(6)的排列中心對齊。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管照明光源裝置，其特征在于：反射鏡平臺(2)的外形可為方形或六邊形，且可多數(shù)個聚集在一起，呈現(xiàn)方形或蜂巢狀的排列。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管照明光源裝置，其特征在于：凹盆反射鏡(3)的凹面部分可以鍍上一層鋁或銀的全反射膜。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管照明光源裝置，其特征在于：一組發(fā)光二極管晶粒(6)可由一個或多個發(fā)光二極管晶粒所組合而成，當一組發(fā)光二極管晶粒(6)由多個發(fā)光二極管晶粒所組成時，可有圓形、方形、三角形等多邊形對稱排列方式，其對稱中心必須對齊凹盆反射鏡及透鏡的光軸，也可選用各種不同顏色的發(fā)光二極管晶粒(6)，來組合或排列各種色光。
5.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管照明光源裝置，其特征在于：透鏡(4)的材質可選自耐紫外線且富彈性的透明高分子或硅膠等材質。
6.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管照明光源裝置，其特征在于：反射鏡光軸定位孔(9)位于反射鏡平臺(2)的集光燈泡間，可以隨反射鏡平臺(2)或多個凹盆反射鏡(3)的外型及排列不同而改變，于多個反射鏡平臺(2)聚集成一體的方陣之間，可設一圓形的光軸定位孔以固定其位置，在三個反射鏡平臺(2)聚集成一體時，可設一圓形的光軸定位孔，而在單個反射鏡平臺(2)時，則可于適當位置設立1/4圓的光軸定位孔。

發(fā)光二極管照明光源裝置\n技術領域\n本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管照明光源裝置，大部分是使用在有限面積的照明，可應用于室內(nèi)的夜燈、展示品照明燈、手電筒、戶外交通標志燈、車輛用燈、看板等。\n背景技術\n為提供高效省電、高壽命照明裝置，發(fā)光二極管已逐漸取代傳統(tǒng)燈泡，但發(fā)光二極管四射出的大角度光源，需要較高的集光組件，以適合小角度照明用途，如室內(nèi)夜燈、手電筒、展示品照明燈、戶外交通標志燈、車輛用燈、看板等小面積照明的需要。\n一般發(fā)光二極管照明光源都是使用多個發(fā)光二極管燈泡排列呈面狀陣列，其中內(nèi)部有發(fā)光二極管所產(chǎn)生四射光，部分的四射光往燈泡頂部并經(jīng)過凸透鏡后，折射成略平行的向上光，而四周側向的四射光大于全反射的臨界角，或是折向側方向大角度光均無法被有效利用于照明，如圖1所示為傳統(tǒng)燈泡的集光情形，可見集光效果尚有改善空間。如US4767172的專利，參照圖2，該有機發(fā)光二極管需要經(jīng)過空氣再通過透鏡，光束由發(fā)光二極管到空氣，再穿過透鏡材質，此兩接口會造成光損失；且透鏡外側四周的反射膜未受保護與固定，長時間隨溫度變化下有脫層問題；透鏡的底座面積也較小，所以貼于基板上的光軸垂直精度不易高。如David于1986年所提出的發(fā)光二極管集光設計(US4770514專利案)，如圖3所示，其光學組件貼在基板上的底面積小，光軸不易對正；且反射膜裸露于外側，長時間隨溫度變化會逐漸脫落；在生產(chǎn)方面，該專利案US4770514的有機發(fā)光二極管并未配合自動化設計，不易大量生產(chǎn)。\n發(fā)明內(nèi)容\n本發(fā)明的主要目的，在于解決上述的缺陷，避免上述缺陷的存在，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管照明光源裝置，解決現(xiàn)有技術其光束不均勻且發(fā)散的現(xiàn)象，尤其在多個小燈泡組裝時，更可大幅提高各光軸平行的精準性，降低現(xiàn)有技術中對正光軸的難度。\n本發(fā)明的另一目的，在于提供一種發(fā)光二極管照明光源裝置，以高分子成形于該鋁或銀的全反射膜上，不但可聚集光束亦可包覆反射膜，防止反射膜脫落。\n為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所提供的一種發(fā)光二極管照明光源裝置，包含一基板承載發(fā)光二極管、反射鏡平臺與透鏡。首先于該反射鏡平臺上形成多個凹盆反射鏡，該凹盆反射鏡的中央底面透空且透空外圍底面平貼于基板，透空部位的基板上具有一組發(fā)光二極管晶粒，而凹盆反射鏡的凹面部分呈拋物線全反射鏡，其中凹盆反射鏡的光軸與發(fā)光二極管排列中心對齊，由于底座的面積較大，使多個小燈泡于組裝時，各光軸間平行度高，大幅降低現(xiàn)有技術中對正光軸的難度，并于凹盆反射鏡上以高分子成形一透鏡，該透鏡中央為一凸透鏡，側面四周為一圓錐體，中央凸透鏡與四周的圓錐體為一體結構，以高分子成形于凹盆反射鏡中央的透空部位，而透鏡底面貼于基板并包覆一組發(fā)光二極管晶粒；借由一光軸定位孔于組裝時能精準的定位，該光軸定位孔貫穿該基板及反射鏡間平臺的中心位置，可以隨反射鏡平臺或多個凹盆反射鏡的外型及排列不同而改變，可大幅提高其應用范圍。\n本發(fā)明的發(fā)光二極管照明光源裝置，是利用透鏡與凹盆反射鏡匯集發(fā)光二極管四射的光于同方向，可聚集大角度的光成為小角度較強的光，成為高強度光束，獲得高效率且均勻的光束，尤其在大底面反射鏡平臺可作為光軸平行的基準，可于多個小燈泡組裝時，大幅提高各光軸平行的精準性，降低現(xiàn)有技術中對正先軸的難度，并配合光軸定位孔作精準的定位，利于自動化組裝。\n并于凹盆反射鏡上用高分子成形一透鏡，該凹盆反射鏡的凹面部分鍍上一層鋁或銀的全反射膜，其中透鏡中央為一凸透鏡，側面四周為一圓錐體，中央凸透鏡與四周的圓錐體為一體結構，光學組件可用塑料成形，組裝可自動化，因此量產(chǎn)性高。\n附圖說明\n圖1為傳統(tǒng)燈泡集光情形示意圖。\n圖2為專利案US4767172的集光裝置示意圖。\n圖3為專利案US4770514的集光裝置示意圖。\n圖4-1為本發(fā)明的發(fā)光二極管集光裝置部分剖面示意圖。\n圖4-2為本發(fā)明圖4-1的多個方形燈泡聚集組合圖。\n圖4-3為本發(fā)明圖4-1的多個六邊形燈泡聚集組合圖。\n圖5為本發(fā)明與傳統(tǒng)燈泡的光通量與立體角的關系比較圖。\n圖6為各種發(fā)光二極管裝置的比較圖。\n具體實施方式\n本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管照明光源裝置，如圖4-1所示，為本發(fā)明的發(fā)光二極管裝置示意圖，其結構主要包含有基板1、反射鏡平臺2、凹盆反射鏡3、透鏡4、光軸5、LED晶粒6、基板光軸定位孔7、凸透鏡8、反射鏡光軸定位孔9。\n基板1上可承載發(fā)光二極管晶粒6及反射鏡平臺2，該反射鏡平臺2的外形可為方形或六邊形，且可多個聚集在一起，呈現(xiàn)方形或蜂巢狀的排列；每一個反射鏡平臺2可具有多個凹盆反射鏡3，該凹盆反射鏡3的中央底面透空且透空部位的底面平貼于基板1，位于透空部位的基板上，具有一組發(fā)光二極管晶粒6，而凹盆反射鏡3的凹面部分則呈拋物線全反射鏡。\n一透鏡4，中央為一凸透鏡8，側面四周為一圓錐體，以高分子成形于凹盆反射鏡3上，其中凸透鏡8成形于凹盆反射鏡3中央的透空部位，而透鏡4底面貼于基板1并包覆一組發(fā)光二極管晶粒6，發(fā)光二極管晶粒6排列中心必須對齊凹盆反射鏡3及透鏡4的光軸5。凹盆反射鏡3的凹面部分鍍上一層鋁或銀的全反射膜，可將基板1上一顆或多個發(fā)光二極管(包括多種色光)四射的光源，借由透鏡4中央部位的凸透鏡8折射向上及四周側面部分的凹盆反射鏡3反射后，再經(jīng)透鏡4四周的圓錐體折射后，兩光束朝同一方向行進，獲得高效率集光且均勻的光束，其透鏡4材質可選自耐紫外線且富彈性的透明高分子或硅膠等材質，并使中央凸透鏡8與四周的圓錐體為一體結構，成形于該鋁或銀的全反射膜上，不但可聚集光束也可包覆反射膜，還可防止反射膜脫落。\n一組發(fā)光二極管晶粒6可由一個或多個發(fā)光二極管晶粒所組合而成，當一組發(fā)光二極管晶粒6由多個發(fā)光二極管晶粒所組成時，可有圓形、方形、三角形等多邊形對稱排列方式，其排列對稱中心必須對齊凹盆反射鏡3及透鏡4的光軸5，亦可選用各種不同顏色(紅、綠、藍)的發(fā)光二極管，來組合或排列各種色光。\n如圖4-2與圖4-3所示，為本發(fā)明圖4-1的多個方形、六邊形燈泡聚集組合圖，由圖4-2與圖4-3中，可看到反射鏡平臺2的外形為方形或六邊形等多種對稱圖形，且可多個聚集成為一體，呈現(xiàn)方形或蜂巢狀的規(guī)則排列，使得出射光束均勻分布。由于本發(fā)明設計的反射鏡平臺2底面與上平面同樣大，可作為光軸5平行的基準，尤其在多個集光燈泡組裝時，可大幅提高各光軸5平行的精準性，使得各出射光束均勻排列。\n一基板光軸定位孔7貫穿該基板1及反射鏡平臺2且位于集光燈泡間的中心位置，并對齊反射鏡光軸定位孔9，該反射鏡光軸定位孔9可隨反射鏡平臺2或多個凹盆反射鏡3的外型及排列不同而改變，其中可于多個反射鏡平臺2方陣之間，設立一光軸定位孔來固定其位置；例如在多個反射鏡平臺2聚集成一體的方陣之間，可設一圓形的光軸定位孔以固定其位置；在三個反射鏡平臺2聚集成一體時，如圖4-3，可設置第二反射鏡光軸定位孔(圓形)92；而在單數(shù)個反射鏡平臺2時，如圖4-2，則可于適當位置設立1/4圓的第一反射鏡光軸定位孔91。\n如圖5所示，為本發(fā)明與傳統(tǒng)燈泡的光通量與立體角的關系比較圖，圖譜中較的曲線為公知的燈泡(lamp)，而較細的曲線(4H)為本發(fā)明光通量與立體角的關系曲線，以集光能力而言，集總光量的80％為例，本發(fā)明可在20度的立體角范圍內(nèi)，達到高亮度效果，而傳統(tǒng)燈泡集光效果較低在60％，所以當使用同一發(fā)光二極管晶粒時，本發(fā)明卻可以集較多的光于有限的被照體上，提高光源的使用效率。\n如圖6所示為發(fā)光二極管裝置比較圖，僅以本發(fā)明與傳統(tǒng)燈泡及專利案US4770514作一比較，可發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的有效集光范圍、集光效果、光軸的平行度、壽命與量產(chǎn)性等多方面的考核量與設計皆較現(xiàn)有技術周詳。\n本發(fā)明特別公開并描述了所選擇的較佳實施例，不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，即凡熟悉本技術的人均可明了，依本發(fā)明申請專利范圍所作任何形式或是細節(jié)上可能的變化，均未脫離本發(fā)明專利涵蓋的精神與范圍。