專(zhuān)利名稱(chēng)：高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種IPC分類(lèi)H01L3/00領(lǐng)域的LED燈照明光源的改良結(jié)構(gòu)，尤其是一種高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)照明技術(shù)中，照明用的人工光源基本上可分為白熱燈、放電燈及固態(tài)光源，白熱燈是由燈絲兩端通電升溫達(dá)到電磁波釋放進(jìn)而產(chǎn)生照明光源，放電燈則以高壓通電方式激發(fā)燈內(nèi)之填充氣體游離放電，固態(tài)光源則采用電子激發(fā)化合物半導(dǎo)體發(fā)射光子達(dá)到照明目的。
放電燈雖具有高發(fā)光效率及高照度優(yōu)勢(shì)，卻礙于過(guò)于昂貴的造價(jià)成本，遲遲無(wú)法被廣泛應(yīng)用于各種照明設(shè)備；相反的，白熱燈因其價(jià)格較為便宜，以致路邊的路燈、攜帶方便的手電筒甚至是汽、機(jī)車(chē)的頭燈等皆采以白熱燈，但白熱燈之發(fā)光效率低(8-151m/w)、壽命短(1000h)，正也是消費(fèi)者所垢病之處。
舉以最常見(jiàn)的路燈為例，夜間道路照明用的路燈仍采以傳統(tǒng)燈泡為主，路燈采用發(fā)光效率低的白熱燈卻能達(dá)到不錯(cuò)的照明亮度，乃歸功于經(jīng)由特別設(shè)計(jì)而具有光線聚焦功能的燈罩，該燈罩不僅能將使用傳統(tǒng)燈泡的路燈照明光源集中釋放，亦能防止雨衣水滲入燈罩內(nèi)部造成發(fā)光產(chǎn)生高熱傳統(tǒng)燈結(jié)構(gòu)損壞。但是，平心而論，目前道路上采用傳統(tǒng)燈泡的路燈，卻存有擾人之嚴(yán)重缺失一、傳統(tǒng)燈泡由電能轉(zhuǎn)換成光能過(guò)程易產(chǎn)生高溫現(xiàn)象，導(dǎo)致傳統(tǒng)燈泡的使用壽命較短而需經(jīng)常更換，欲將高懸于半空五、六米高的路燈用傳統(tǒng)燈泡更換，并非觸手可及而需配備專(zhuān)用的升降裝置方能使及；就經(jīng)濟(jì)效益而言，單純只為了更換一燈泡而勞勞師動(dòng)眾，確實(shí)也是一種國(guó)家資源的浪費(fèi)。
二、為達(dá)到低發(fā)光率光源聚焦、防止燈泡釋放光源產(chǎn)生的高溫造成燈罩表面霧化，及防止冰冷雨水滴落在燈罩表面形成內(nèi)熱外冰的結(jié)構(gòu)破壞，一般以經(jīng)由聚焦設(shè)計(jì)的多種膜玻璃燈罩，自然具有一定程度的厚度，而越厚的材料應(yīng)用相對(duì)單價(jià)成本亦會(huì)成正比成長(zhǎng)，顯然，路燈采用傳統(tǒng)白熱燈泡實(shí)非一理想之設(shè)計(jì)。
分類(lèi)在固態(tài)光源范疇內(nèi)的發(fā)光二極管(LED)，發(fā)光效率目前雖僅能達(dá)到301m/w，但其使用壽命能長(zhǎng)達(dá)10000h、環(huán)保性佳(不含汞)、省電(低電壓驅(qū)動(dòng)、低耗電量)及光源穩(wěn)固性高(不閃爍)等諸多突出性?xún)?yōu)點(diǎn)，已成為時(shí)代新興產(chǎn)物，加上近年來(lái)白光LED技術(shù)的突破，便得LED進(jìn)入一劃時(shí)代的境界，更因LED燈發(fā)光效率及亮度之逐步提升，而有取代傳統(tǒng)白熱燈泡(如鎢絲燈泡、鹵素?zé)?的趨勢(shì)。
LED燈雖具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，但以目前技術(shù)研發(fā)出的LED燈，其發(fā)光效率僅25～301m/w，欲利用目前研發(fā)的LED燈應(yīng)用在長(zhǎng)距離的路燈上，從而達(dá)到電力資源節(jié)省的目的，最直接的方式就是通過(guò)高發(fā)光效率的大型LED燈進(jìn)行光源采集，但礙于目前LED的制造技術(shù)，此方法付諸實(shí)現(xiàn)可謂遙遙無(wú)期，縱使技術(shù)上能達(dá)到高發(fā)光效率LED之制造目標(biāo)，昂貴之造價(jià)成本相信會(huì)讓人望之怯步。
于是，本創(chuàng)作人便開(kāi)始嘗試以成本低廉的之多顆LED相互水平串接，采用多顆LED燈相互串接成一水平照明光源構(gòu)思，雖能使由多顆LED照明光源達(dá)到照度上的提升，但卻存在極需改善的技術(shù)課題由于LED燈本身為(散光)特性，釋放的光度是呈夾角錐形光束大面積的擴(kuò)散，以致于LED燈的照明距離越遠(yuǎn)，其照明光度亦隨下減弱；因此，上述采用多顆LED燈水平串接方式，雖能達(dá)到正下方水平照明光源的釋放方式，但對(duì)于動(dòng)輒五、六米高的路燈而言，僅靠近光源處較為明亮中段及下段則呈現(xiàn)大面積的錐形微弱照明光源，此種設(shè)計(jì)方案對(duì)于行車(chē)的照明指引有功效，卻遠(yuǎn)不及現(xiàn)有的傳統(tǒng)燈泡。
綜上所述，為使LED燈照明光源集中，市售的LED燈照射夾角皆應(yīng)縮小(最小照射夾角設(shè)計(jì)能達(dá)到15～20度)；如將此方案應(yīng)用于長(zhǎng)距離照明時(shí)(如用于路燈)，則更需借助反射鏡之類(lèi)的燈罩予以輔助照明，以改善LED因照射角度設(shè)計(jì)問(wèn)題而造成的衍生光源(發(fā)散)缺失。
但是，輔以光線集中的燈罩設(shè)計(jì)方式，對(duì)于LED燈的遠(yuǎn)距離照明光度卻并無(wú)多大助益，探究原因，乃LED燈的光指向性強(qiáng)，其光源大部份是由前方射出，僅有少量之微弱光線會(huì)由側(cè)面射出，以致無(wú)足夠的光源供反射鏡燈罩聚焦集中光源。
由上述LED燈的優(yōu)缺點(diǎn)剖析中進(jìn)一步獲知，民間采用的LED燈做為手電筒，也會(huì)產(chǎn)生光源(發(fā)散)現(xiàn)象，而無(wú)法達(dá)到遠(yuǎn)距離被照射物的高照度反射強(qiáng)度的目的，以致從事夜間活動(dòng)者，仍舍棄使用壽命長(zhǎng)、耗電量低的LED手電筒，而采用由燈罩集光的傳統(tǒng)燈泡為主的手電筒，來(lái)進(jìn)行夜間活動(dòng)的照明需求。
由此，圍繞一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，在低成本的前提下，運(yùn)用一種或多種技術(shù)方案，解決在不借助反射鏡或聚焦物輔助照明的前提下下，即能獲得一種遠(yuǎn)距離照明光度的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)及由此設(shè)計(jì)并針對(duì)不同用途所產(chǎn)生的各種照明裝置，乃是目前急待攻克的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)。所述的光源結(jié)構(gòu)可形成一長(zhǎng)距離的集中光源，進(jìn)而在長(zhǎng)距離照明的狀態(tài)下，仍使照射光源具有高照度的效果。為此，本實(shí)用新型解決所述問(wèn)題的技術(shù)方案是，一種高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)，具有燈體連接座，其中，所述的燈體連接座上設(shè)有至少一個(gè)以上的LED燈單元，在所述的LED燈單元內(nèi)設(shè)有至少兩只以上的LED燈，且其中至少有一只LED燈的底部與所述的燈體連接座之間具有一個(gè)傾斜角θ。并且，所述的LED燈單元，其單元內(nèi)的LED燈可呈環(huán)形結(jié)構(gòu)排列；而其單元內(nèi)的LED燈的底部與所述的燈體連接座之間的傾斜角θ等于LED燈單元照射被照物時(shí)所形成的照射夾角；同時(shí)，在其單元內(nèi)呈環(huán)形結(jié)構(gòu)排列的LED燈彼此之間并聯(lián)連接；并且，在其單元內(nèi)的呈環(huán)形結(jié)構(gòu)排列的LED燈是以設(shè)置在單元中心位置的LED燈為核心，而其余的LED燈，其燈的底部皆與所述的燈體連接座之間具有傾斜角，整體LED燈單元的形狀呈花苞形狀；而位于單元核心位置的LED燈其底部與所述燈體連接座之間的傾斜角等于零。
相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所具有的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和技術(shù)進(jìn)步是十分明顯的將多只LED燈集中在一起設(shè)置在燈體連接座上構(gòu)成一個(gè)LED燈單元；除了設(shè)置在LED燈單元中心位置的LED燈其燈座與燈體連接座之間的連接關(guān)系是平面設(shè)置外，與中心LED燈相鄰的其它LED燈，其燈的底部都與燈體連接座之間形成了傾斜角。于是，由LED燈單元發(fā)出的照明光束會(huì)交迭匯聚于共同中心點(diǎn)，從而形成一個(gè)長(zhǎng)距離又且集中的光源，進(jìn)而在實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離照明的狀態(tài)下，仍具有高照度的功效。


圖1是本案中的單只發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)外觀分解示意圖；圖2是本案的LED燈單元中的環(huán)列狀發(fā)光二極管與燈體連接座之間形成了傾斜角θ的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本案中的LED燈單元所構(gòu)成的光源結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；圖4是本案中的LED燈單元所構(gòu)成的光源結(jié)構(gòu)的光源結(jié)構(gòu)的側(cè)面示意圖；圖5是本案中的LED燈單元所構(gòu)成的光源結(jié)構(gòu)發(fā)出的光源相互交迭時(shí)的狀態(tài)示意圖；圖6是本案中的LED燈單元與燈體連接座之間結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例示意圖。
圖中1-LED燈單元，2-LED燈，2a-LED燈，210-基腳，211-光晶體，230-罩體，3-燈體連接座結(jié)合座，4-被照射物。
具體實(shí)施方式
結(jié)合以上附圖，本實(shí)用新型涉及一種高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)，具有燈體連接座3，其中，所述的連接座3上設(shè)有至少一個(gè)以上的LED燈單元1，在所述的LED燈單元1內(nèi)設(shè)有至少兩只以上的LED燈2、2a，且其中至少有一只LED燈2a的底部與所述的燈體連接座3之間具有一個(gè)傾斜角θ。并且，所述的LED燈單元1，其單元內(nèi)的LED燈可呈環(huán)形結(jié)構(gòu)排列；而其單元內(nèi)的LED燈的底部與所述的燈體連接座3之間的傾斜角θ等于LED燈單元照射被照物時(shí)所形成的照射夾角；同時(shí)，在其單元內(nèi)呈環(huán)形結(jié)構(gòu)排列的LED燈彼此之間并聯(lián)連接；并且，在其單元內(nèi)的呈環(huán)形結(jié)構(gòu)排列的LED燈是以設(shè)置在單元中心位置的LED燈為核心，而其余的LED燈，其燈的底部皆與所述的燈體連接座3之間具有傾斜角，整體LED燈單元的形狀呈花苞形狀；而位于單元核心位置的LED燈其底部與所述燈體連接座之間的傾斜角等于零。具體地說(shuō)，由圖1所示，本案中所采用的發(fā)光二極管光源是一種既環(huán)保又省電而使用壽命又長(zhǎng)的一般型LED燈2，該LED燈2的外部為一透光的呈子彈型罩體230，罩體230內(nèi)埋設(shè)有一正、負(fù)極的基腳210，該基腳210的上端設(shè)置有一發(fā)光晶體211，基腳210通電后即可使發(fā)光晶體211釋放出照明光源，光源則會(huì)由子彈型罩體230的前端呈夾角狀的照射角度以錐形光束的形式發(fā)出光亮。由于LED燈2的照度與照明距離呈反比關(guān)系，即，越靠近LED燈2的罩體230的釋放端部越近，則被照物面積射入的光量就越多，肉眼觀之被照物的反射光相對(duì)越強(qiáng)(光亮)，反之，隨著照明距離的延伸相對(duì)遠(yuǎn)距離的LED照度則顯得不足，肉眼觀察時(shí)是呈現(xiàn)弱光姿態(tài)的。
本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例可參照?qǐng)D2至圖4圖，在圖中，呈水平形狀的燈體連接座3與LED燈2、2a相互連接其呈直排的形狀，其中，LED燈2與該燈體連接座3呈水平貼齊狀態(tài)，并以該呈水平狀的LED燈2位于燈體連接座3的中心位置(此中心LED燈2也可因應(yīng)環(huán)境需求而省略不用)，而圍繞該中心LED燈2所設(shè)置的LED2a有數(shù)個(gè)之多(環(huán)列狀的LED燈2a數(shù)量，可根據(jù)實(shí)際需求任意增減)，這些LED燈2a呈環(huán)形狀，是以各LED燈2a照射光源共同交迭點(diǎn)方向相對(duì)燈體連接座3傾斜出一個(gè)θ角，而傾斜的LED燈2a之間相互緊靠；由圖2、3所示，包括中心LED燈2在內(nèi)的這些緊靠在一起的LED燈實(shí)際上就是一個(gè)LED燈單元1，且該單元呈現(xiàn)出一種花苞型的形狀。
再參照?qǐng)D5，所述的LED燈單元1可透過(guò)中心LED燈2周?chē)h(huán)列設(shè)置的LED燈2a，以一(相對(duì)燈體連接座3)預(yù)設(shè)的傾斜θ角進(jìn)行布局排列，使得周?chē)h(huán)列的LED燈2a在發(fā)出照明光束時(shí)，會(huì)產(chǎn)生θ角的錐狀形照射夾角并相互傾斜照射在被照射物4上；各具有傾斜θ角的LED燈2a發(fā)出的光束，則會(huì)因該θ傾角關(guān)系而相互交迭匯聚；圖示中的中心LED燈2的直線照射方向則與這些光束迭加匯聚，從而形成一集中的光源，與此同時(shí)也提升了LED燈單元本身發(fā)出光束照度的距離。同時(shí)，還可通過(guò)多只LED2a燈光束交迭匯聚的集中光源的優(yōu)勢(shì)使LED燈單元1的照明射程大幅度延長(zhǎng)，而仍不失去長(zhǎng)距離照明光源所具有的高照明的功效。再看圖6，是本實(shí)用新型的另一實(shí)施例。它的特點(diǎn)是承載著LED燈單元1的燈體連接座3，其本體呈傾角形狀，它可使LED燈2a與燈體連接座3之間的結(jié)合成傾角狀的排列形式，它同樣具有交迭匯聚集中光源的長(zhǎng)距離照度的功能。
本實(shí)用新型案例中的發(fā)光二極管之所以可以構(gòu)成LED燈單元1，其根本原因是由于相互傾斜成環(huán)狀又緊靠排列的LED燈2a的設(shè)計(jì)所致，這種設(shè)計(jì)可使照明體在長(zhǎng)距離照明的狀態(tài)下保持高照度的功效；因而，也可將本發(fā)明的LED燈單元1與手電筒結(jié)合使用，使其成為一種可長(zhǎng)距離、高照度發(fā)光二極管手電筒。
進(jìn)一步地說(shuō)，道路兩側(cè)的路燈結(jié)構(gòu)，也可采用以本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案，以發(fā)光二極管光源作為照明光源，按上述LED燈單元與燈體連接座的連接方式達(dá)到照明光源距離延長(zhǎng)的功效，同時(shí)，在此照明距離延長(zhǎng)的前提下仍能保持高照度的功效。
由于路燈是呈高懸狀，若使本實(shí)用新型的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)達(dá)到傳統(tǒng)燈泡的照射距離，則在多只傾斜環(huán)列的LED燈之間，應(yīng)采取LED燈之間非相互緊靠的方式，以擴(kuò)大光源結(jié)構(gòu)的照明距離長(zhǎng)度，并透過(guò)多組發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)，以同心圓的方式層層環(huán)圈排列，就能使路燈燈罩內(nèi)的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)達(dá)到與傳統(tǒng)燈泡照射時(shí)的相同照射距離和相同的高照度。
此外，若將本實(shí)用新型的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)應(yīng)用于路燈，取代傳統(tǒng)壽命短的白熱燈泡，一是能通過(guò)發(fā)光二極管使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，大幅度地延長(zhǎng)路燈燈泡的更換周期，二是可免除其它的聚焦輔助工具，而僅以一般的防塵、防水用的透明基材制成輕薄的燈罩即可達(dá)到傳統(tǒng)厚重路燈燈罩的相同功效。
值得一提的是，本實(shí)用新型的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)，雖然輸出電壓不變，但若采用二極管之間的并聯(lián)連接方式則可使電流增加，從而大幅度地提升照明時(shí)的使用時(shí)間，而且，不必?fù)?dān)心其中的某只LED燈損壞時(shí)而造成照明功效喪失的問(wèn)題。
此外，經(jīng)本發(fā)明人多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，多只環(huán)列布局的LED燈，其與燈體連接座之間構(gòu)成的傾斜θ角，如采用對(duì)應(yīng)LED燈出廠設(shè)計(jì)時(shí)的照射夾角，就能達(dá)到最佳照明的距離及最佳照度的功效。
由上諸例僅為用以解釋本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非企圖以這些事例對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，反之，凡有與本實(shí)用新型在相同的創(chuàng)作主張下所作的任何修飾或變動(dòng)，皆應(yīng)包括在本實(shí)用新型保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)，具有燈體連接座，其特征是，所述的連接座上設(shè)有至少一個(gè)以上的LED燈單元，且所述LED燈單元，其單元內(nèi)至少有兩只LED燈的底部與所述的燈體連接座之間具有一個(gè)傾斜角θ。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的LED燈單元，其單元內(nèi)的LED燈呈環(huán)形結(jié)構(gòu)排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的LED燈單元，其單元內(nèi)的LED燈的底部與所述的燈體連接座之間的傾斜角θ等于LED燈單元的照射夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的LED燈單元，其單元內(nèi)的呈環(huán)形結(jié)構(gòu)排列的LED燈彼此之間并聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的LED燈單元，其單元內(nèi)的呈環(huán)形結(jié)構(gòu)排列的LED燈以設(shè)置在中心位置的LED燈為核心，其余LED燈的的底部皆與所述的燈體連接座之間具有傾斜角，且LED燈單元整體呈花苞形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的LED燈單元，其單元內(nèi)的呈環(huán)形結(jié)構(gòu)排列的LED燈，其位于核心的LED燈其底部與所述燈體連接座之間的傾斜角等于零。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種高照度并長(zhǎng)距離的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)，具有燈體連接座，其中，所述的連接座上設(shè)有至少一個(gè)以上的LED燈單元，且所述LED燈單元內(nèi)至少設(shè)有兩只LED燈，所述LED燈的底部與所述的燈體連接座之間具有一個(gè)傾斜角θ。由于本光源結(jié)構(gòu)采用的傾角設(shè)計(jì)的LED燈，可使本新型的發(fā)光二極管光源結(jié)構(gòu)釋出的照明光束交迭匯聚形成一集中的光源，使長(zhǎng)距離照度形成累進(jìn)的提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在長(zhǎng)距離照明狀態(tài)下，其光源仍具有高照度的效果。
文檔編號(hào)F21S2/00GK2796105SQ20052001850
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月12日
發(fā)明者羅百良 申請(qǐng)人:羅百良, 劉春生