專利名稱：一種獲得混光式點光源的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明裝置的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種獲得混光式點光源的裝置。
背景技術(shù)：
點光源由于發(fā)光面積較小，其光線發(fā)散性強且相互間不產(chǎn)生侵潤，在復(fù)雜的光學系統(tǒng)設(shè)計中起著非常重要的作用。隨著時代的進步，技術(shù)的發(fā)展，人們對照明的要求越來越高，尤其在很多生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，對光源質(zhì)量提出了非常嚴格的要求。一些特殊照明顯示應(yīng)用中，要求在大面積上的多個點光源其色溫和亮度均達到高度一致，并且要求光源可靠性較高，普通點光源由于個別差異性較大而不能滿足其需求。目前質(zhì)量較好的點光源有激光光源及發(fā)光二極管(LED)。激光光源的發(fā)生裝置體積太大，而且成本較高，不利于大批量生產(chǎn)應(yīng)用，在設(shè)計方面也會增加產(chǎn)品的厚度及體積。 LED具有體積小、節(jié)能、無汞、使用壽命長等優(yōu)點，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于各種照明場合，是較優(yōu)的點光源選擇。然而普通LED均存在個別差異較大的問題，難以達到多個LED光源的色溫、亮度上保持良好的一致性的要求。即使經(jīng)過精細分BIN挑選的LED燈珠，仍然難以控制和避免其在使用一段時間后所產(chǎn)生的色溫漂移。雖然目前已經(jīng)存在將多個發(fā)光芯片混光封裝的 LED點光源，使其色漂控制在可接受范圍內(nèi)，但由于受到生產(chǎn)工藝、成本等的限制，仍無法獲得全色溫的LED點光源。另外，有的LED點光源存在發(fā)光不均勻、光效低、甚至損壞等品質(zhì)問題和可靠性問題，增加了獲得高質(zhì)量點光源的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種獲得混光式點光源的裝置，提高點光源發(fā)光可靠性，保證多個點光源間色溫、亮度的一致性。為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種獲得混光式點光源的裝置，包括至少一個LED燈珠、一個電路基板，所述LED 燈珠設(shè)置在電路基板上，還包括一個漫反射腔，所述漫反射腔為中空體結(jié)構(gòu)，腔體內(nèi)部為反射曲面，漫反射腔覆蓋在電路基板上；所述漫反射腔底部設(shè)有開孔；所述開孔用于讓LED燈珠穿過開孔并固定漫反射腔內(nèi)，或者用于讓LED燈珠的光線從開孔射入漫反射腔內(nèi)；所述漫反射腔上還設(shè)有一出光孔或一透明介質(zhì)，用于讓LED燈珠的光線射出。優(yōu)選的，所述漫反射腔腔體內(nèi)部為半球形反射曲面。優(yōu)選的，所述漫反射腔恰好覆蓋電路基板分布的LED燈珠。優(yōu)選的，所述漫反射腔包括外層殼體及里層漫反射涂層；所述外層殼體外形為矩形或半球形形狀，外層殼體的內(nèi)腔為半球形曲面；所述里層漫反射涂層噴涂在所述外層殼體的內(nèi)腔。即所述外層殼體外形可設(shè)計為矩形或半球形等形狀，但不得影響漫反射腔內(nèi)為半球形曲面；漫反射腔體內(nèi)部為半球形曲面，均勻噴涂一層反射率高于95%的高反射率漫反射材料，從而使光能在腔體內(nèi)多次反射充分混合，但保證能量損耗較小。優(yōu)選的，每一個LED燈珠填充滿漫反射腔底部的一個開孔。
優(yōu)選的，所述的多個LED燈珠可為白光LED或三基色(RGB) LED ；若使用白光LED， 可選用色溫在同一分BIN區(qū)域的LED燈珠，也可通過配色方案選用不同分BIN區(qū)域的LED 燈珠；若使用三基色(RGB)LED，可通過調(diào)節(jié)三原色比例調(diào)整光源色溫。優(yōu)選的，所述LED燈珠可以矩形陣列、環(huán)狀排列或其它的排列方式均勻排布在電路基板上，LED燈珠之間以串聯(lián)、并聯(lián)或串并結(jié)合的方式連接。優(yōu)選的，所述電路基板同時為LED光源提供燈珠固定，電源引入，散熱等作用，其材料為銅、鋁或其它導(dǎo)熱性能較好的金屬，散熱方式主要為底部散熱。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果1、本發(fā)明由多個普通LED點光源混光而成，能夠提高點光源的色彩和亮度質(zhì)量， 提高光源發(fā)光可靠性，保證多個點光源間色溫、亮度的一致性。2、本發(fā)明體積小、成本低并且節(jié)能，適用于大批量的生產(chǎn)與應(yīng)用。


圖1是混光式點光源裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是為透視腔體內(nèi)部LED燈珠矩形陣列排布的正面示意圖；圖3是光線在漫反射腔中隨機反射的示意圖；圖4是漫反射腔底部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是混光式點光源裝置出光的效果示意圖；圖6是混光式點光源裝置出光光強分布示意圖；圖7是透視腔體內(nèi)部LED燈珠環(huán)狀排布的正面示意圖；圖8是透視腔體內(nèi)部LED燈珠環(huán)部分點亮的正面示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。如圖1所示，本實施例一種獲得混光點光源方法的裝置，包括多個LED燈珠1、一個電路基板2，所述LED燈珠設(shè)置在電路基板上，還包括一個漫反射腔3，所述漫反射腔3為中空體結(jié)構(gòu)，腔體內(nèi)部為反射曲面，漫反射腔3覆蓋在電路基板2上；所述漫反射腔3底部設(shè)有開孔5 ；所述開孔5用于讓LED燈珠穿過開孔5并固定漫反射腔3內(nèi)，或者用于讓LED燈珠的光線從開孔5射入漫反射腔內(nèi)；所述漫反射腔3上還設(shè)有一出光孔4或一透明介質(zhì)，用于讓LED燈珠的光線射出。所述LED燈珠1為色溫在同一分BIN區(qū)域的白光LED燈珠，利用多顆燈珠混光的方式，通過統(tǒng)計平均的方法，減少燈珠之間的個別差異，獲得高質(zhì)量的光源，所述的多個LED燈珠可為白光LED或三基色(RGB) LED ；若使用白光LED，可選用色溫在同一分BIN區(qū)域的LED燈珠，也可通過配色方案選用不同分BIN區(qū)域的LED燈珠；若使用三基色(RGB)LED,可通過調(diào)節(jié)三原色比例調(diào)整光源色溫。如圖2所示，LED燈珠11 19以矩形陣列均勻?qū)ΨQ分布在LED電路基板2上，LED 燈珠之間以串聯(lián)、并聯(lián)或串聯(lián)并聯(lián)相結(jié)合的方式連接，在不影響散熱的情況下使燈珠間距盡可能??；電路基板2具有較好的導(dǎo)熱性能，其材料為銅、鋁或其它導(dǎo)熱性能較好的金屬、 合金或者部分陶瓷制品，主要散熱方式為底部散熱；基板電極位于漫反射腔3外。
所述漫反射腔3為半球形中空腔體，如圖1所示，包括外層殼體31以及里層高漫反射涂層32 ；外層殼體31的外形可根據(jù)加工需求調(diào)整為半球形或矩形，外層殼體31的內(nèi)腔須為半球形曲面，其半徑選取為恰好覆蓋基板上均勻分布的LED燈珠為宜，盡量使漫反射腔3體積越小越好，減少光線在腔內(nèi)的漫反射光程及次數(shù)，提高出光效率；里層漫反射涂層32的反射率高于95%，且噴涂在所述外層殼體31的內(nèi)腔。漫反射腔內(nèi)噴涂反射率高于 95%的漫反射材料，形成高漫反射涂層32，使光線在腔內(nèi)進行多次方向隨機的漫反射，并使多個LED點光源11 19的光均勻混合，調(diào)整光源色溫和亮度均勻，圖3為光線在所述漫反射腔中隨機漫反射的效果圖。所述漫反射腔上設(shè)有出光孔4，用于LED光源在腔內(nèi)混光后出光，開孔大小根據(jù)所需點光源大小調(diào)整，出光孔4還可以用一透明介質(zhì)代替，透明介質(zhì)可以根據(jù)所需出射光的顏色而選擇不同的顏色。所述漫反射腔底部開孔5用于讓基板上的LED燈珠穿透并置入漫反射腔內(nèi)，底孔 51 59分別對應(yīng)基板2上LED燈珠11 19的大小和位置。每一個LED燈珠恰好填充滿漫反射腔底部的一個開孔，從而使多個LED燈珠與漫反射腔底部形成封閉面，如圖4所示； 這樣便使得漫反射腔2內(nèi)LED燈珠1的光除了漫反射腔頂部的開孔之外不能直接從漫反射腔中出射即不能從漫反射腔的底部和側(cè)面出射，從而更進一步提高了光源質(zhì)量。上述LED 燈珠與漫反射腔的安裝位置為本發(fā)明的最佳實施方式，但同時應(yīng)知道，當LED燈珠沒有置于漫反射腔內(nèi)時，即LED燈珠與漫反射腔底部有一微小距離，此時，漫反射腔的底部開孔是用于使LED燈珠的光纖射入漫反射腔中進行混光。由于漫反射腔2內(nèi)LED燈珠1的光幾乎不能直接從腔中出射，而是經(jīng)過腔內(nèi)的多次漫反射混光均勻后，從出光孔4中出射，因此出光效率與出光孔4的大小以及漫反射腔3 大小有關(guān)，出光孔4尺寸越大，腔體3越小，出光效率越高。但出光孔4增大，可能導(dǎo)致點光源特征減弱，產(chǎn)生光線的交叉侵潤，具體制作時應(yīng)根據(jù)實際情況進行調(diào)整。混光式高質(zhì)量點光源裝置出光的效果如圖5所示，混光后獲得的點光源為色溫、 亮度值控制在一定范圍內(nèi)的高質(zhì)量點光源，其光強分布為類朗伯分布，如圖6所示。實施例2一種獲得混光式點光源的裝置，包括多個LED燈珠1，一個電路基板2以及一個開孔半球形中空漫反射腔3，其整體結(jié)構(gòu)與實施例1相似，主要區(qū)別為電路基板2上的LED燈珠11 19以環(huán)狀排列對稱分布在漫反射腔內(nèi)，如圖7所示。LED燈珠發(fā)出的光在漫反射腔內(nèi)經(jīng)過多次漫反射，混光均勻后從出光孔4中出射。在漫反射腔內(nèi)呈環(huán)形排列的LED，同樣可以獲得與實施例1 一樣的出光效果，得到高質(zhì)量的光源。實施例3一種獲得混光式點光源的裝置，包括多個LED燈珠1，一個電路基板2以及一個開孔半球形中空漫反射腔3，其整體結(jié)構(gòu)與實施例1相似，主要區(qū)別為電路基板2上的LED燈珠11 19以并聯(lián)方式連接，通過電路控制使LED光源12、14、15、16、18處于開的狀態(tài)，LED 光源11、13、17、19處于關(guān)閉狀態(tài)，如圖8所示。當腔內(nèi)某LED燈珠損壞時，可切換使處于關(guān)閉狀態(tài)的燈珠點亮，以保證出光亮度、色溫仍保持不變，提高光源可靠性。切換時，若保證腔內(nèi)點亮的LED相互對稱，則效果更佳。實施例4
一種獲得混光式點光源的裝置，包括多個LED燈珠1，一個電路基板2以及一個開孔半球形中空漫反射腔3，其整體結(jié)構(gòu)與實施例1相似，主要區(qū)別為電路基板2上的LED燈珠11 19為色溫在不同分BIN區(qū)域的白光LED，通過嚴格的配色方案，在多個LED充分混光后，可以獲得色溫精度更高的光源。實施例5一種獲得混光式點光源的裝置，包括多個LED燈珠1，一個電路基板2以及一個開孔半球形中空漫反射腔3，其整體結(jié)構(gòu)與實施例1相似，主要區(qū)別為電路基板2上的LED燈珠11 19為三基色(RGB) LED，以并聯(lián)方式連接，通過電控方式調(diào)整三色光的亮度、強度，控制三基色的比例，通過在漫反射腔中充分混光，獲得色溫、亮度值精準的高質(zhì)量點光源。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種獲得混光式點光源的裝置，包括至少一個LED燈珠、一個電路基板，所述LED燈珠設(shè)置在電路基板上，其特征在于，還包括一個漫反射腔，所述漫反射腔為中空體結(jié)構(gòu)，腔體內(nèi)部為反射曲面，漫反射腔覆蓋在電路基板上；所述漫反射腔底部設(shè)有開孔；所述開孔用于讓LED燈珠穿過開孔并固定在漫反射腔內(nèi)，或者用于讓LED燈珠的光線從開孔射入漫反射腔內(nèi)；所述漫反射腔上還設(shè)有一出光孔或一透明介質(zhì)，用于讓LED燈珠的光線射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲得混光式點光源的裝置，其特征在于，所述漫反射腔腔體內(nèi)部為半球形反射曲面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲得混光式點光源的裝置，其特征在于，所述漫反射腔恰好覆蓋電路基板分布的LED燈珠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混光式點光源裝置，其特征在于，所述漫反射腔包括外層殼體及里層漫反射涂層；所述外層殼體外形為矩形或半球形形狀，外層殼體的內(nèi)腔為半球形曲面；所述里層漫反射涂層噴涂在所述外層殼體的內(nèi)腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混光式點光源裝置，其特征在于，所述里層漫反射涂層的反射率高于95%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混光式點光源裝置，其特征在于，所述每一個LED燈珠填充滿漫反射腔底部的一個開孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混光式點光源裝置，其特征在于，所述LED燈珠為白色或者三基色LED燈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混光式點光源裝置，其特征在于，所述LED燈珠為矩形排列或者環(huán)形排列方式均勻排布在電路基板上，LED燈珠之間采用串聯(lián)、并聯(lián)或者串聯(lián)并聯(lián)結(jié)合的方式連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混光式點光源裝置，其特征在于，所述電路基板為導(dǎo)熱材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種獲得混光式點光源的裝置，包括至少一個LED燈珠、一個電路基板，所述LED燈珠設(shè)置在電路基板上，還包括一個漫反射腔，所述漫反射腔為中空體結(jié)構(gòu)，腔體內(nèi)部為反射曲面，漫反射腔覆蓋在電路基板上；所述漫反射腔底部設(shè)有開孔；所述開孔用于讓LED燈珠穿過開孔并固定漫反射腔內(nèi)，或者用于讓LED燈珠的光線從開孔射入漫反射腔內(nèi)；所述漫反射腔上還設(shè)有一出光孔或一透明介質(zhì)，用于讓LED燈珠的光線射出。本發(fā)明提高了光源發(fā)光可靠性，保證了多個點光源間色溫、亮度的一致性。
文檔編號F21V23/00GK102322575SQ20111025413
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者丁家磊, 孫婷, 黃永峰 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司