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
技術領域：
本發明屬于光電子產業技術領域中涉及的用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：
上個世紀60年代，科技工作者利用半導體PN結發光的原理，研 制成了LED發光二極管。當時研制的LED，所用的材料是GaASP，其 發光顏色為紅色。經過近30年的發展，現在大家十分熟悉的LED, 已能發出紅、橙、黃、綠、藍等多種顏色的光。最初LED用作儀器儀 表的指示光源，后來各種顏色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中 得到了廣泛應用，產生了很好的經濟效益和社會效益。對于一般照明 而言，人們更需要白色的光源。1998年發白光的LED開發成功。為 了說明白光LED的特點，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。對白光LED:在1998年，白光LED的光效只有5 流明/瓦，到了 1999年已達到15流明/瓦，這一指標與一般家用白 熾燈相近，而在2000年時，白光LED的光效已達25流明/瓦，這一 指標與鹵鎢燈相近。而對于LED照明的發展前景，具有較高權威性的 美國光電子工業發展協會(OIDA)預測，到2020年LED照明的光效可達到200流明/瓦，這也是該行業的發展目標。普通照明用的白熾 燈和鹵鎢燈雖價格便宜，但光效低(燈的熱效應白白耗電)，壽命短， 維護工作量大，但若用白光LED作照明，不僅光效高，而且壽命長(連 續工作時間10000小時以上，但也需注意LED的光亮度衰減周期)， 幾乎無需維護。W此LED光源具有使用低壓電源、耗能少穩定性高、 響應時間短、對環境無污染、多色發光等優點，雖然價格較現有照明 器材昂貴，但仍被認為將不可避免地取代現有照明器件。
發明內容
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發出的光經過擴散板后獲得均勻面光源，從而用于液晶顯示屏 的背光單元)發明了一種用LED照明的配光模塊。
由于LED發光二極管體積很小，發光面很小，因而單個LED不能 作為實用的照明光源。因此本發明的基本思想是設計用LED照明的基 本單元結構即配光模塊，然后可由設計出的基本單元結構組裝排列粘
合在一起作為照明光源，每一種基本單元結構都對應一種排列組合方 式。
本發明要解決的技術問題是提供用LED照明的配光模塊及用該 模塊組裝排列的照明光源。解決技術問題的技術方案包括用LED照明 的配光模塊的技術方案和用該配光模塊組裝排列的照明光源的技術 方案。
用LED照明的配光模塊的技術方案，如圖1所示，包括鋁基板1LED發光二極管2、光導腔3、擴散板4、顏色板5。
LED發光二極管2通過管座安裝在鋁基板1的中心位置，光導腔 3的小口端套裝LED發光二極管2，小口端用螺釘與鋁基板1同連， LED發光二極管2位于光導腔3的焦點處，擴散板4安裝在光導腔3 的上端大開口上，并使擴散板4與鋁基板1保持平行，擴散板4與光 導腔3上端大開口介面用螺釘固連，顏色板5在擴散板4的上面，兩
者平行粘貼在一起。
LED發光二極管2發光后產生的熱量，通過鋁基板1散發。LED 發光二極管2發出的光由光導腔3反射到獷散板4，經過擴散板4獲 得均勻照明，根據需要選擇不同顏色的顏色板，平行粘貼在擴散板4 上面的顏色板5，就能發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 鄰的兩個側面分別與另一個多棱柱體的一個側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用LED照明的配光模塊組裝排
列的照明光源，每一個正三角形柱體配光模塊的兩個側面都與相鄰的 配光模塊的一個側面粘貼在一起，六個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用LED照明的配光模塊組裝排列 的照明光源，每一個正方形柱體配光模塊的相鄰的兩個側面分別與另 一個正方形柱體配光模塊的一個側面粘貼在一起，四個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用LED照明的配光模塊組裝排 列的照明光源，每一個正六邊形柱休配光模塊的相鄰的兩個側面，分 別與另一個正六邊形柱體配光模塊的一個側面粘貼在一起，三個正六 邊形柱體配光模塊組裝排列成梅花形面光源。
本發明的積極效果作為LED發光二極管，以前只能用作指示燈， 設計成LED照明的配光模塊，成為一個體積較小的發光裝置，是一個 基本單元結構，由于發光面很小，在工業上和人們生活等方面的實用 價值還存在一定的距離。但是把多個配光模塊有機地組裝結合起來， 成為面積較大的面光源，卻產生較多的應用價值。特別是在LED發光 效率大大提高的今天，在應用上卻有非常大的前景，成為一種新型照 明光源。這種新型光源的發光效率高、穩定性好、壽命長。三種外形 形狀不同的基本單元結構設計簡單、容易加工，多個基本單元組裝結 合的面光源，適合家庭、演出場所、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，使用價值高。
圖1是本發明的用LED照明的配光模塊的結構示意圖2是外形為正三角形柱體的六個用LED照明的配光模塊組裝排
列的照明光源發光面的結構示意圖3是外形為正方形柱體的四個用LED照明的配光模塊組裝排列
的照明光源發光面的結構示意圖；圖4是外形為正六邊形柱體的三個用LED照明的配光模塊組裝排 列的照明光源發光面的結構示意圖5是具體實施方式
中，做成的用LED照明的配光校塊的光路示 意圖。
具體實施例方式
LED照明的配光模塊的實施，按圖l所示的結構實施，其中鋁基 板1采用2mm厚的鋁板，采用陶瓷絕緣材料加上導熱貼膜安裝在鋁基 板1上，來達到LED芯片在正常點燈過程中的散熱。
LED發光二極管2，使用工作電壓3伏，工作電流200毫安，功 率0.6瓦LED,顏色根據需要選擇。
光導腔3的材料釆用光學塑料壓塑成形，內壁真空鍍鋁，反射率 大于80%。
擴散板4的材質采用樹脂層之間加入化學顆粒，光線通過時會不 斷的穿過折射率不同的介質，發生一系列折射、反射、散射成為漫反 射現象。
顏色板5根據需要選擇顏色。
按此實施方式做成的用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施方式
為 外形為正三角形柱體的六個用LED照明的配光模塊組裝排列的 照明光源，按圖2所示的結構實施。每一個正三角形柱體配光模塊的兩個側面都與相鄰,光模塊的一個側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用LED照明的配光模塊組裝排列的照 明光源，按圖3所示結構實施。每一個正方形柱體配光模塊的相鄰的 兩個側面分別與另一個正方形柱體配光模塊的一個側面采用膠合劑 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用LED照明的配光模塊組裝排列的 照明光源，按圖4所示結構實施。每一個正六邊形柱體配光模塊的相 鄰的兩個側面，分別與另一個正六邊形柱體配光模塊的一個側面采用 膠合劑粘貼在一起，形成外形為梅花形面光源。
權利要求
1、用LED照明的配光模塊，其特征在于包括鋁基板(1)、LED發光二極管(2)、光導腔(3)、擴散板(4)、顏色板(5)；LED發光二極管(2)通過管座安裝在鋁基板(1)的中心位置，光導腔(3)的小口端套裝LED發光二極管(2)，小口端用螺釘與鋁基板(1)固連，LED發光二極管(2)位于光導腔(3)的焦點處，擴散板(4)安裝在光導腔(3)的上端大開口上，并使擴散板(4)與鋁基板(1)保持平行，擴散板(4)與光導腔(3)上端大開口介面用螺釘固連，顏色板(5)在擴散板(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 鄰的兩個側面分別與另一個多棱柱體的一個側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用LED照明的配光模塊 組裝排列的照明光源，每一個正三角形柱體配光模塊的兩個側面都與 相鄰的配光模塊的-一個側面粘貼在-一起，六個配光模塊粘貼成外形是 正六邊形的面光源。
4、 按權利要求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用LED照明的配光模塊組 裝排列的照明光源，每一個正方形柱體配光模塊的相鄰的兩個側面分 別與另一個正方形柱體配光模塊的一個側面粘貼在一起，四個正方形柱體配光模塊粘貼成外形是矩形的面光源。
5、按權利要求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用LED照明的配光模塊 組裝排列的照明光源，每一個正六邊形柱體配光模塊的相鄰的兩個側 面，分別與另一個正六邊形柱體配光模塊的一個側面粘貼在一起，三 個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，屬于光電子產業技術領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發光二極管、光導腔、擴散板、顏色板；LED發光二極管通過管座安裝在鋁基板的中心位置，LED發光二極管位于光導腔的焦點處，擴散板安裝在光導腔的上端大開口上，顏色板在擴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F21S2/00GK101307866SQ200810050919
公開日2008年11月19日 申請日期2008年7月4日 優先權日2008年7月4日
發明者任百川, 劉春雨, 光 金, 興 鐘 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所