[發明專利]具有緊湊結構的提供定向光束的發光二極管照明裝置

在審

• 申請號: 201210336417.6
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN103672459A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 趙依軍;李文雄
• 申請（專利權）人: 趙依軍;李文雄
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V23/00;F21V29/00;F21V19/00;F21Y101/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李湘;朱海煜

技術領域

本發明涉及半導體照明技術，特別涉及提供定向光束的發光二極管（LED）照明裝置。

背景技術

目前在照明裝置中用作光源的發光二極管（LED）是一種固態的半導體器件，它的基本結構一般包括帶引線的支架、設置在支架上的半導體晶片以及將該晶片四周密封起來的封裝材料（例如硅膠或環氧樹脂）。上述半導體晶片包含有P-N結構，當電流通過時，電子被推向P區，在P區里電子跟空穴復合，然后以光子的形式發出能量，而光的波長則是由形成P-N結構的材料決定的。與傳統光源相比，LED光源具有其它光源所不具備的一系列優點，例如無污染、壽命長、能耗低、耐振動、控制方便和便于調光等。

諸如射燈（又稱為多面反射燈杯（MR））和帕燈（又稱為碗碟狀鋁反射（PAR）燈）之類的產生定向光束的照明裝置目前被廣泛用于商場、KTV、櫥窗商品展示以及家庭裝修，因此在這類照明裝置中采用LED作為光源具有很好的商業前景。但是受到技術發展的限制，LED在工作過程中仍然有相當一部分電能被轉換為熱能。當熱能滯留在燈具內部時，將不可避免導致LED溫度升高，從而造成光源性能劣化和失效。在MR燈和PAR燈中，由于熱能密度較高，所以如何高效地將LED產生的熱量散發到照明裝置外部的問題顯得尤為突出。

目前業界已經提出了多種將LED作為光源的MR燈和PAR燈。例如Tomislav?J.?Stimac等人的美國專利No.?6,787,999揭示了一種基于LED的組合燈，其作為參考文獻，以全文引用的方式包含在本說明書中。該項美國專利所揭示的基于LED的組合燈包括光學模塊和電子模塊，其中，光學模塊包括多個設置在印刷電路板上的LED和散熱器（heat?sink），設置有LED的印刷電路板被粘合在散熱器的表面；電子模塊適于向LED供電，其一端與散熱器連接，另一端設置電氣接插件以接收外部電能。在上述基于LED的組合燈中，可選地，光學模塊還包括變焦透鏡系統（slidable?zoom?lens?system），該透鏡系統包括透鏡組件和使透鏡組件與LED模組對準的定位框，此外，變焦透鏡系統與散熱器通過夾片固定在一起。

需要指出的是，現有的產生定向光束的LED照明裝置結構較為復雜，需要在設計上進行優化以在性能與成本之間提供較佳的平衡。

發明內容

本發明的目的是提供一種提供定向光束的發光二極管照明裝置，其具有結構緊湊的優點。

本發明的上述目的可通過下列技術方案實現：

外殼；

金屬散熱器，其設置于所述外殼的內腔并且底部形成有通孔；

發光二極管發光模塊，其包含至少一個LED管芯、金屬載板，所述金屬載板包括至少一對電極和承載所述LED管芯的圖案區，所述電極位于所述通孔的內部或上方，所述圖案區被焊接在所述金屬散熱器的內部，并且所述LED管芯借助引線與所述電極電氣連接在一起；

驅動電源模塊，其設置在所述外殼的內腔并且位于所述金屬散熱器下方，其與所述電極電氣連接；以及

光學單元，其設置于所述外殼的開口處并且面對所述發光二極管發光模塊，以將所述發光二極管發光模塊發出的光線變換為所需形狀的定向光束。

在本發明的實施例中，LED管芯被設置在與金屬散熱器接觸的金屬圖案區上，因此明顯減少了熱傳導的路徑，提高了散熱效率。此外，與將LED管芯設置在諸如陶瓷之類的絕緣導熱基板上的方式相比，本發明實施例采用的在金屬圖案區上設置LED管芯的方式可以降低工藝難度。

優選地，在上述提供定向光束的發光二極管照明裝置中，所述光學單元呈碗體狀，包括側壁和凸狀體，所述側壁從上部向下部收窄并且與構成碗體底部的所述凸狀體相接，所述凸狀體的上表面和下表面中的至少一個為凸面，并且所述上表面和下表面中的至少一個上形成多個突起或凹坑。與光滑的表面相比，在凸狀體表面上形成突起或凹坑能夠有效提高LED透鏡的透光率。

優選地，在上述提供定向光束的發光二極管照明裝置中，所述側壁從其與所述凸狀體的相接處向下延伸，從而與所述凸狀體共同限定出一個凹腔。該凹腔可以容納LED光源，這一方面使LED照明裝置的結構更為緊湊，另外也有助于減少光泄漏。

優選地，在上述提供定向光束的發光二極管照明裝置中，所述側壁與所述凸狀體是一體成型的。