專利名稱：用led照明的配光模塊及用該模塊組裝排列的照明光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中涉及的用LED照明的配光模 塊及用該模塊組裝排列的照明光源
背景技術(shù)：
上個(gè)世紀(jì)60年代，科技工作者利用半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光的原理，研 制成了LED發(fā)光二極管。當(dāng)時(shí)研制的LED，所用的材料是GaASP，其 發(fā)光顏色為紅色。經(jīng)過近30年的發(fā)展，現(xiàn)在大家十分熟悉的LED, 已能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)等多種顏色的光。最初LED用作儀器儀 表的指示光源，后來各種顏色的LED在交通信號(hào)燈和大面積顯示屏中 得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。對(duì)于一般照明 而言，人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功。為 了說明白光LED的特點(diǎn)，先看看目前所用的照明燈光源的狀況。白熾 燈和鹵鎢燈，其光效為12 24流明/瓦；熒光燈和HID燈的光效為 50 120流明/瓦。對(duì)白光LED:在1998年，白光LED的光效只有5 流明/瓦，到了 1999年已達(dá)到15流明/瓦，這一指標(biāo)與一般家用白 熾燈相近，而在2000年時(shí)，白光LED的光效已達(dá)25流明/瓦，這一 指標(biāo)與鹵鎢燈相近。而對(duì)于LED照明的發(fā)展前景，具有較高權(quán)威性的 美國(guó)光電子工業(yè)發(fā)展協(xié)會(huì)(OIDA)預(yù)測(cè)，到2020年LED照明的光效可達(dá)到200流明/瓦，這也是該行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。普通照明用的白熾 燈和鹵鎢燈雖價(jià)格便宜，但光效低(燈的熱效應(yīng)白白耗電)，壽命短， 維護(hù)工作量大，但若用白光LED作照明，不僅光效高，而且壽命長(zhǎng)(連 續(xù)工作時(shí)間10000小時(shí)以上，但也需注意LED的光亮度衰減周期)， 幾乎無需維護(hù)。W此LED光源具有使用低壓電源、耗能少穩(wěn)定性高、 響應(yīng)時(shí)間短、對(duì)環(huán)境無污染、多色發(fā)光等優(yōu)點(diǎn)，雖然價(jià)格較現(xiàn)有照明 器材昂貴，但仍被認(rèn)為將不可避免地取代現(xiàn)有照明器件。

發(fā)明內(nèi)容
基于LED在照明中的普及，借鑒用于液晶顯示的LCD背光模組 (LCD發(fā)出的光經(jīng)過擴(kuò)散板后獲得均勻面光源，從而用于液晶顯示屏 的背光單元)發(fā)明了一種用LED照明的配光模塊。
由于LED發(fā)光二極管體積很小，發(fā)光面很小，因而單個(gè)LED不能 作為實(shí)用的照明光源。因此本發(fā)明的基本思想是設(shè)計(jì)用LED照明的基 本單元結(jié)構(gòu)即配光模塊，然后可由設(shè)計(jì)出的基本單元結(jié)構(gòu)組裝排列粘
合在一起作為照明光源，每一種基本單元結(jié)構(gòu)都對(duì)應(yīng)一種排列組合方 式。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供用LED照明的配光模塊及用該 模塊組裝排列的照明光源。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案包括用LED照明 的配光模塊的技術(shù)方案和用該配光模塊組裝排列的照明光源的技術(shù) 方案。
用LED照明的配光模塊的技術(shù)方案，如圖1所示，包括鋁基板1LED發(fā)光二極管2、光導(dǎo)腔3、擴(kuò)散板4、顏色板5。
LED發(fā)光二極管2通過管座安裝在鋁基板1的中心位置，光導(dǎo)腔 3的小口端套裝LED發(fā)光二極管2，小口端用螺釘與鋁基板1同連， LED發(fā)光二極管2位于光導(dǎo)腔3的焦點(diǎn)處，擴(kuò)散板4安裝在光導(dǎo)腔3 的上端大開口上，并使擴(kuò)散板4與鋁基板1保持平行，擴(kuò)散板4與光 導(dǎo)腔3上端大開口介面用螺釘固連，顏色板5在擴(kuò)散板4的上面，兩
者平行粘貼在一起。
LED發(fā)光二極管2發(fā)光后產(chǎn)生的熱量，通過鋁基板1散發(fā)。LED 發(fā)光二極管2發(fā)出的光由光導(dǎo)腔3反射到獷散板4，經(jīng)過擴(kuò)散板4獲 得均勻照明，根據(jù)需要選擇不同顏色的顏色板，平行粘貼在擴(kuò)散板4 上面的顏色板5，就能發(fā)出與其顏色相同的均勻的光。
用LED照明的配光模塊組裝排列的照明光源的技術(shù)方案是用 LED照明的配光模塊，外形為多棱柱體，每一種多棱柱體配光模塊相 鄰的兩個(gè)側(cè)面分別與另一個(gè)多棱柱體的一個(gè)側(cè)面組裝排列粘貼在一 起，都能形成一種形狀的照明光源。
圖2是外形為正三角形柱體的六個(gè)用LED照明的配光模塊組裝排
列的照明光源，每一個(gè)正三角形柱體配光模塊的兩個(gè)側(cè)面都與相鄰的 配光模塊的一個(gè)側(cè)面粘貼在一起，六個(gè)配光模塊粘貼成外形是正六邊 形的面光源。
圖3是外形為正方形柱體的四個(gè)用LED照明的配光模塊組裝排列 的照明光源，每一個(gè)正方形柱體配光模塊的相鄰的兩個(gè)側(cè)面分別與另 一個(gè)正方形柱體配光模塊的一個(gè)側(cè)面粘貼在一起，四個(gè)正方形柱體配光模塊粘貼成外形是矩形的面光源。
圖4是外形為正六邊形柱體的三個(gè)用LED照明的配光模塊組裝排 列的照明光源，每一個(gè)正六邊形柱休配光模塊的相鄰的兩個(gè)側(cè)面，分 別與另一個(gè)正六邊形柱體配光模塊的一個(gè)側(cè)面粘貼在一起，三個(gè)正六 邊形柱體配光模塊組裝排列成梅花形面光源。
本發(fā)明的積極效果作為L(zhǎng)ED發(fā)光二極管，以前只能用作指示燈， 設(shè)計(jì)成LED照明的配光模塊，成為一個(gè)體積較小的發(fā)光裝置，是一個(gè) 基本單元結(jié)構(gòu)，由于發(fā)光面很小，在工業(yè)上和人們生活等方面的實(shí)用 價(jià)值還存在一定的距離。但是把多個(gè)配光模塊有機(jī)地組裝結(jié)合起來， 成為面積較大的面光源，卻產(chǎn)生較多的應(yīng)用價(jià)值。特別是在LED發(fā)光 效率大大提高的今天，在應(yīng)用上卻有非常大的前景，成為一種新型照 明光源。這種新型光源的發(fā)光效率高、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。三種外形 形狀不同的基本單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、容易加工，多個(gè)基本單元組裝結(jié) 合的面光源，適合家庭、演出場(chǎng)所、景觀照明。選擇不同顏色的顏色 板，可以獲得所需要光譜波段的面光源，使用價(jià)值高。


圖1是本發(fā)明的用LED照明的配光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖2是外形為正三角形柱體的六個(gè)用LED照明的配光模塊組裝排
列的照明光源發(fā)光面的結(jié)構(gòu)示意圖3是外形為正方形柱體的四個(gè)用LED照明的配光模塊組裝排列
的照明光源發(fā)光面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是外形為正六邊形柱體的三個(gè)用LED照明的配光模塊組裝排 列的照明光源發(fā)光面的結(jié)構(gòu)示意圖5是具體實(shí)施方式
中，做成的用LED照明的配光校塊的光路示 意圖。
具體實(shí)施例方式
LED照明的配光模塊的實(shí)施，按圖l所示的結(jié)構(gòu)實(shí)施，其中鋁基 板1采用2mm厚的鋁板，采用陶瓷絕緣材料加上導(dǎo)熱貼膜安裝在鋁基 板1上，來達(dá)到LED芯片在正常點(diǎn)燈過程中的散熱。
LED發(fā)光二極管2，使用工作電壓3伏，工作電流200毫安，功 率0.6瓦LED,顏色根據(jù)需要選擇。
光導(dǎo)腔3的材料釆用光學(xué)塑料壓塑成形，內(nèi)壁真空鍍鋁，反射率 大于80%。
擴(kuò)散板4的材質(zhì)采用樹脂層之間加入化學(xué)顆粒，光線通過時(shí)會(huì)不 斷的穿過折射率不同的介質(zhì)，發(fā)生一系列折射、反射、散射成為漫反 射現(xiàn)象。
顏色板5根據(jù)需要選擇顏色。
按此實(shí)施方式做成的用LED照明的配光模塊的光路示意圖如圖5 所示。
用LED照明的配光模塊組裝排列的照明光源的具體實(shí)施方式
為 外形為正三角形柱體的六個(gè)用LED照明的配光模塊組裝排列的 照明光源，按圖2所示的結(jié)構(gòu)實(shí)施。每一個(gè)正三角形柱體配光模塊的兩個(gè)側(cè)面都與相鄰,光模塊的一個(gè)側(cè)面采用膠合劑粘貼在一起，形 成外形為正六邊形的面光源。
外形為正方形柱體的四個(gè)用LED照明的配光模塊組裝排列的照 明光源，按圖3所示結(jié)構(gòu)實(shí)施。每一個(gè)正方形柱體配光模塊的相鄰的 兩個(gè)側(cè)面分別與另一個(gè)正方形柱體配光模塊的一個(gè)側(cè)面采用膠合劑 粘貼在一起，形成外形為矩形的面光源。
外形為正六邊形柱體的三個(gè)用LED照明的配光模塊組裝排列的 照明光源，按圖4所示結(jié)構(gòu)實(shí)施。每一個(gè)正六邊形柱體配光模塊的相 鄰的兩個(gè)側(cè)面，分別與另一個(gè)正六邊形柱體配光模塊的一個(gè)側(cè)面采用 膠合劑粘貼在一起，形成外形為梅花形面光源。
權(quán)利要求
1、用LED照明的配光模塊，其特征在于包括鋁基板(1)、LED發(fā)光二極管(2)、光導(dǎo)腔(3)、擴(kuò)散板(4)、顏色板(5)；LED發(fā)光二極管(2)通過管座安裝在鋁基板(1)的中心位置，光導(dǎo)腔(3)的小口端套裝LED發(fā)光二極管(2)，小口端用螺釘與鋁基板(1)固連，LED發(fā)光二極管(2)位于光導(dǎo)腔(3)的焦點(diǎn)處，擴(kuò)散板(4)安裝在光導(dǎo)腔(3)的上端大開口上，并使擴(kuò)散板(4)與鋁基板(1)保持平行，擴(kuò)散板(4)與光導(dǎo)腔(3)上端大開口介面用螺釘固連，顏色板(5)在擴(kuò)散板(4)的上面，兩者平行粘貼在一起。
2、 用LED照明的配光模塊組裝排列的照明光源，其特征在于用 LED照明的配光模塊，外形為多棱柱體，每一種多棱柱體配光模塊相 鄰的兩個(gè)側(cè)面分別與另一個(gè)多棱柱體的一個(gè)側(cè)面組裝排列粘貼在一 起，都能形成一種形狀的照明光源。
3、 按權(quán)利要求2所述的用LED照明的配光模塊組裝排列的照明 光源，其特征在于外形為正三角形柱體的六個(gè)用LED照明的配光模塊 組裝排列的照明光源，每一個(gè)正三角形柱體配光模塊的兩個(gè)側(cè)面都與 相鄰的配光模塊的-一個(gè)側(cè)面粘貼在-一起，六個(gè)配光模塊粘貼成外形是 正六邊形的面光源。
4、 按權(quán)利要求2所述的用LED照明的配光模塊組裝排列的照明 光源，其特征在于外形為正方形柱體的四個(gè)用LED照明的配光模塊組 裝排列的照明光源，每一個(gè)正方形柱體配光模塊的相鄰的兩個(gè)側(cè)面分 別與另一個(gè)正方形柱體配光模塊的一個(gè)側(cè)面粘貼在一起，四個(gè)正方形柱體配光模塊粘貼成外形是矩形的面光源。
5、按權(quán)利要求2所述的用LED照明的配光模塊組裝排列的照明 光源，其特征在于外形為正六邊形柱體的三個(gè)用LED照明的配光模塊 組裝排列的照明光源，每一個(gè)正六邊形柱體配光模塊的相鄰的兩個(gè)側(cè) 面，分別與另一個(gè)正六邊形柱體配光模塊的一個(gè)側(cè)面粘貼在一起，三 個(gè)正六邊形柱體配光模塊組裝排列成梅花形面光源。
全文摘要
用LED照明的配光模塊及用該模塊組裝排列的照明光源，屬于光電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中涉及的配光模塊及用該模塊組裝的照明光源。解決的技術(shù)問題是提供用LED照明的配光模塊及用該模塊組裝的照明光源。技術(shù)方案包括用LED照明的配光模塊和用該配光模塊組裝的照明光源。用LED照明的配光模塊，包括鋁基板、LED發(fā)光二極管、光導(dǎo)腔、擴(kuò)散板、顏色板；LED發(fā)光二極管通過管座安裝在鋁基板的中心位置，LED發(fā)光二極管位于光導(dǎo)腔的焦點(diǎn)處，擴(kuò)散板安裝在光導(dǎo)腔的上端大開口上，顏色板在擴(kuò)散板的上面粘在一起。用LED照明的配光模塊的外形可以做成正三角形柱體、正方形柱體、正六邊形柱體，每一種形狀的配光模塊，都能組裝排列成照明光源。
文檔編號(hào)F21S2/00GK101307866SQ200810050919
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者任百川, 劉春雨, 光 金, 興 鐘 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所