專利名稱：一種led燈頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED燈領(lǐng)域，尤其涉及一種LED燈頭。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件。在LED 出現(xiàn)的早期，LED經(jīng)常用于各種設(shè)備的指示燈，但是隨著LED技術(shù)的發(fā)展，LED開始逐步用于 照明領(lǐng)域，因此出現(xiàn)了基于LED的燈，即LED燈。由于LED具有諸如體積小、耗電量低、使用 壽命長(zhǎng)、高亮度、低熱量和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此將LED用于照明領(lǐng)域存在廣泛的應(yīng)用需求。但是由于LED發(fā)光具有指向性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此，LED發(fā)出的光具有光分布不均勻以 及光斑比較發(fā)散等問題，而在照明領(lǐng)域中，通常希望獲得一種能夠提供均勻分布且光斑比 較集中的出射光的燈。因此所期望的是一種可以提供均勻分布且光斑比較集中的光的LED燈頭，尤其是 一種可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)白熾燈使用的LED燈頭。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種可以解決或者部分地解決上述問題的新型LED燈頭。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種LED燈頭，其特征在于該LED燈頭包括LED 燈筒；LED光源；LED光源安裝在其上的LED座；以及處于LED光源之前的一組透鏡，對(duì)LED 光源所發(fā)出的光進(jìn)行聚焦和發(fā)射等處理，以便獲得均勻分布的輸出光，其中該組透鏡包括 最靠近所述LED光源的第一透鏡，用于擴(kuò)散所述LED光源發(fā)出的光；位于所述第一透鏡之后 的第二透鏡，用于對(duì)通過所述第一透鏡的光再一次進(jìn)行分散和聚焦；以及布置在所述第二 透鏡之后的第三透鏡，用于對(duì)通過所述第二透鏡的光再次進(jìn)行分散和聚焦。根據(jù)本發(fā)明的LED燈頭利用一組位于LED燈源之前的透鏡來對(duì)LED燈源發(fā)出的光 進(jìn)行處理，從而獲得了均勻分布的光。
現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的LED燈頭的示意圖；以及圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的LED燈頭的剖面圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的 LED燈頭的示意圖。如圖1所示，LED燈頭通常具有大致圓柱形的形狀，一端封閉，光從另一 端均勻射出?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)具有不同形狀的LED燈頭。在下文中以圓柱形形狀的 實(shí)施方式來描述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于所述 實(shí)施方式，而是可以擴(kuò)展到任何其他形狀的結(jié)構(gòu)。
圖2示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的LED燈頭的剖面圖。如圖2所示，LED燈頭包 括燈筒1作為L(zhǎng)ED燈頭的外殼，LED燈頭中的多個(gè)部件都與燈筒1相連接以便固定到燈筒1 上，燈筒1通常由金屬例如鋁構(gòu)成，以便將LED燈頭操作中產(chǎn)生的熱量快速散發(fā)到外部。LED 燈頭還包括LED光源10以及LED光源10安裝在其上的LED座3。LED座3通常為利于散 熱的材料如金屬(例如鋁)構(gòu)成，便于快速散發(fā)LED光源操作中產(chǎn)生的熱量。由于LED的 特性，LED光源10所產(chǎn)生的光具有較強(qiáng)的指向性，為了使得LED燈頭能夠發(fā)射出均勻分布 的光，需要對(duì)LED光源10所產(chǎn)生的光進(jìn)行進(jìn)一步的處理。為此，根據(jù)本發(fā)明的LED燈頭還 包括位于LED光源之前的一組透鏡，用于對(duì)LED光源所發(fā)出的光進(jìn)行聚焦和發(fā)射等處理，以 便獲得均勻分布的輸出光的光斑(光斑40%的面積照度與光斑邊緣面積照度比例為60% 左右)。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，該組透鏡包括三個(gè)透鏡。最靠近LED光 源10的第一透鏡4用于擴(kuò)散LED光源10發(fā)出來的光。在光路上位于第一透鏡4之后的第 二透鏡6用于對(duì)通過第一透鏡4的光再一次進(jìn)行分散和聚焦。在第二透鏡6之后布置有第 三透鏡9，用于對(duì)通過第二透鏡6的光再次進(jìn)行分散和聚焦。通過這三個(gè)透鏡的協(xié)同作用， 可以獲得均勻分布的光斑輸出?？蛇x地，第一、第二和第三透鏡均為玻璃透鏡，從而可以解決現(xiàn)有的塑料透鏡容易 在高溫下加快老化、使用壽命相對(duì)較短以及透鏡折射率低等缺點(diǎn)。進(jìn)一步可選地，第一、第二和第三透鏡為DO鏡片，即多層衍射光學(xué)鏡片。DO鏡片通 過在玻璃鏡片表面精密制成的衍射光柵以微米的精度互相貼近形成的層疊結(jié)構(gòu)，從而利用 衍射光學(xué)元件與折射光學(xué)元件在色差上具有完全相反的性質(zhì)，在理論上實(shí)現(xiàn)了色差為“零” 的鏡頭。通過采用DO鏡片作為第一、第二和第三透鏡，可以進(jìn)一步提高輸出光的均勻度并 實(shí)現(xiàn)均勻分布的光斑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，LED燈頭具有如下尺寸LED光源和第一透鏡4的進(jìn) 光面中心之間的距離為8. 5-11mm，尤其為9. 77 士 2mm ；第一透鏡4的出光面中心和第二透 鏡6的進(jìn)光面中心以及第二透鏡6的出光面中心和第三透鏡9的進(jìn)光面中心之間的距離為 0. 3士0. 05mm ；第一透鏡4的進(jìn)光面直徑為13mm且出光面直徑為14. 8mm ；第二透鏡6的進(jìn) 光面和出光面直徑均為19mm ；以及第三透鏡9的進(jìn)光面和出光面直徑均為20mm。LED燈頭還包括位于第一透鏡4和第二透鏡6之間的第一止環(huán)5，用于限定第一透 鏡4的出光面尺寸、第二透鏡6的進(jìn)光面尺寸、保證第一透鏡4與第二透鏡6之間的間距以 及消除異光。LED燈頭還包括位于第二透鏡6和第三透鏡9之間的第二止環(huán)7，用于限定第二透 鏡6的出光面尺寸、第三透鏡9的進(jìn)光面尺寸、保證第二透鏡與第三透鏡的間距以及消除異 光。LED燈頭還可以用于將第三透鏡按壓在燈筒上的壓圈2，壓圈2還可以限定第三透 鏡9的出光面尺寸并且將所有透鏡和止環(huán)壓接在一起。通過在透鏡之間使用止環(huán)以及使用壓圈，可以調(diào)節(jié)各個(gè)透鏡的進(jìn)光和出光尺寸， 以便適于各種應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的LED燈頭可以應(yīng)用于各種照明范疇，比如單獨(dú)安裝于檢查燈、手術(shù) 燈、家居照明燈等。此外，根據(jù)本發(fā)明的LED燈頭可以單獨(dú)使用也可以組合使用，當(dāng)單獨(dú)使用時(shí)，可以作為L(zhǎng)ED頭燈、LED射燈、LED電筒等廣泛應(yīng)用中的小型照明；而當(dāng)多個(gè)組合使用 時(shí)，可以通過套在LED燈筒1外面的螺紋圈套8連接多個(gè)LED燈頭以形成大范圍多頭照明， 以便應(yīng)用于如LED手術(shù)無影燈、LED路燈、LED家居燈等各種領(lǐng)域。根據(jù)本發(fā)明的LED燈頭具有使用廣泛，靈活，且照度高、光斑均勻分布等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng) 域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中， 不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在 未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這 樣的元件。
權(quán)利要求
1.一種LED燈頭，其特征在于該LED燈頭包括 LED 燈筒(1)；LED 光源(10)；LED光源(10)安裝在其上的LED座(3)；以及處于LED光源(10)之前的一組透鏡，對(duì)LED光源(10)所發(fā)出的光進(jìn)行聚焦和發(fā)射等 處理，以便獲得均勻分布的輸出光， 其中該組透鏡包括最靠近所述LED光源(10)的第一透鏡G)，用于擴(kuò)散所述LED光源(10)發(fā)出的光； 位于所述第一透鏡(4)之后的第二透鏡(6)，用于對(duì)通過所述第一透鏡(4)的光再一次 進(jìn)行分散和聚焦；以及布置在所述第二透鏡(6)之后的第三透鏡(9)，用于對(duì)通過所述第二透鏡(6)的光再次 進(jìn)行聚焦。
2.如權(quán)利要求1所述的LED燈頭，其特征在于，所述第一、第二和第三透鏡均為玻璃透鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的LED燈頭，其特征在于，所述第一、第二和第三透鏡均為多層衍 射光學(xué)鏡片。
4.如權(quán)利要求1所述的LED燈頭，其特征在于，所述LED燈頭還包括 位于所述第一透鏡(4)和第二透鏡(6)之間的第一止環(huán)(5)；位于所述第二透鏡(6)和第三透鏡(9)之間的第二止環(huán)(7)；以及 將所述第三透鏡(9)按壓在所述燈筒(1)上的壓圈O)。
5.如權(quán)利要求1-4中的任一個(gè)所述的LED燈頭，其特征在于，所述LED光源(10)和第 一透鏡⑷的進(jìn)光面中心之間的距離為8.5-llmm;第一透鏡(4)的出光面中心和第二透鏡(6)的進(jìn)光面中心以及第二透鏡(6)的出光面 中心和第三透鏡(9)的進(jìn)光面中心之間的距離為0.3士0.05mm; 第一透鏡的進(jìn)光面直徑為13mm且出光面直徑為14.8mm; 第二透鏡(6)的進(jìn)光面和出光面直徑均為19mm;以及 第三透鏡(9)的進(jìn)光面和出光面直徑均為20mm。
6.如權(quán)利要求5所述的LED燈頭，其特征在于，所述LED光源(10)和第一透鏡(4)的 進(jìn)光面中心之間的距離為9. 77士2mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種LED燈頭，包括LED燈筒；LED光源；LED光源安裝在其上的LED座；以及處于LED光源之前的一組透鏡，對(duì)LED光源所發(fā)出的光進(jìn)行聚焦和發(fā)射等處理，以便獲得均勻分布的輸出光，其中該組透鏡包括最靠近所述LED光源的第一透鏡，用于擴(kuò)散所述LED光源發(fā)出的光；位于所述第一透鏡之后的第二透鏡，用于對(duì)通過所述第一透鏡的光再一次進(jìn)行分散和聚焦；以及布置在所述第二透鏡之后的第三透鏡，用于對(duì)通過所述第二透鏡的光再次進(jìn)行分散和聚焦。根據(jù)本發(fā)明的LED燈頭利用一組位于LED燈源之前的透鏡來對(duì)LED燈源發(fā)出的光進(jìn)行處理，從而獲得了均勻分布的光斑(光斑40％的面積照度與光斑邊緣面積照度比例為60％左右)。
文檔編號(hào)F21V5/04GK102121603SQ201110002480
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者馬晉昆 申請(qǐng)人:云南邦橋節(jié)能科技有限公司