一种大功率LED灯珠内反射聚光器件的制作方法

一种大功率led灯珠内反射聚光器件
技术领域
1.本实用新型涉及一种led灯珠内反射聚光器件。


背景技术：

2.自上世纪60年代通用电气公司的尼克
•
何伦亚克开发出led（light emitting diode，发光二极管）至1998年白光led诞生以来人们不断探索led在人类生产生活中的应用，从最初的电器指示灯到生产生活照明几乎是无所不在，因其节能（白炽灯五分之一的能耗）使用寿命长（理论寿命10万小时）替代白炽灯已经是不争的事实。而白光led最初的应用是手电筒等便携照明及应急照明。
3.led手电筒从最初的0.2w小功率（亮度1
‑
2lm）单灯珠到0.2w多灯珠集成然后到1
‑
10w大功率灯珠手电筒其聚光方式无外乎三种：1、以其灯珠自身的透镜状环氧树脂聚光（圆头led）；2、散光灯珠（草帽状灯珠）外加聚光杯（又名反光杯）聚光、大功率灯珠外加聚光杯聚光；3、大功率灯珠前置凸透镜聚光。除了第一种方式目前只在钥匙灯上使用外另两种聚光方式任然是目前不可替代的聚光方式。
4.以聚光杯聚光的方式因其必须视灯珠功率大小调整杯径大小，功率越大聚光杯的口径必须越大，否则达不到理想的聚光效果，所以市面上以聚光杯聚光的超大功率手电筒其出光口径可以大到一百多毫米（已经背离了便携的特性）。另外以聚光杯聚光的产品在近距离（一米以内）不可避免会出现光斑中心的暗区，该现象在大口径光杯时尤为突出。所以人们在做更大功率手电筒时选择凸透镜来聚光以求做得更袖珍便携但随之而来的是无效光损加大。
5.目前市面上的大功率led灯珠无论是有硅胶透镜的还是不带透镜的其有效发光角度一般在110
°‑
150
°
之间，最常见的发光角度在110
‑
120
°
。
6.由图3可以看出凸透镜只能收集到透镜直径以内的光源用于聚光射出，超出透镜直径外的光在安装透镜的管壁内折射到他处不能被利用。凸透镜的焦距越长其距离光源的距离越大，光源不能被利用的发光越多。由图可以看出透镜的直径越大、焦距越短光损越小，但在外观、小巧的前提下很难兼顾到这些，只能以浪费部分光源以满足外观的要求。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种可将凸透镜直径外的光源光线收集后再发射到凸透镜并由凸透镜聚出的超大功率led灯珠内反射聚光器件。
8.本实用新型的技术解决方案是：
9.一种大功率led灯珠内反射聚光器件，其特征是：为包围在led光源周围的圆筒形聚光腔结构体，聚光腔下方设有适合led光源放置的空洞，上方有圆形的出光口，出光口周围设有将出光口径以外的光源光线反射回led光源周边的折射面的弧形反射面。
10.所述led光源周边的折射面为斜面或弧形面。出光口的直径为5
‑
15mm。所述圆筒形聚光腔结构体由上下二部分组合而成。
11.本实用新型器件为圆柱形，因凸透镜的成像质量与凸透镜的焦距相关，为了适应凸透镜的焦距要求，在灯珠周边的折射面近似于灯珠的出光点高度，上面反射面折射来的光线再经该折射面折射出去的光，其到达凸透镜的距离近似于灯珠发出的光线到达凸透镜的距离，避免固定焦距的凸透镜因发光距离不一样而出现的不同光影。该器件可将凸透镜直径外的光源光线收集后再发射到凸透镜并由凸透镜聚出。
12.led光源周边的折射面将上方反射来的光线折射至出光口射出。聚光腔可将凸透镜直径以外的光线通过上反射面反射至下折射面由下折射面再折射出出光口，有效解决由于凸透镜直接不足而导致的led光源出光不能被凸透镜完全收集的弊端，有效缩小凸透镜的直径、缩小产品外形并提高光取出效率。
13.本实用新型可将出光口做得更小（视灯珠功率大小出光口径在5
‑
15mm），适用的凸透镜体积也更小。在调整高度及反射面、折射面的角度、出光口径时可适用带硅胶透镜的大功率led灯珠也可适用于不带透镜的大功率led灯珠。该器件由铝材经车床制作，生产效率高成本低，成品经电镀成镜面后可比单纯凸透镜聚光出光效率提高15
‑
20%左右。在做5w以下产品时（5w以上因灯珠热量关系必须要铝材）也可以塑料件批量生产，其成本就更低。
14.本实用新型可以适用于以此方式聚光的照明器件（不限于手电筒）、在透镜与光源之间加装该方式聚光的照明器件（不限于手电筒）；以铝材及其他材料制作的与该方式类同的聚光器件、以此聚光方式生产独立器件或以此聚光方式集合在其他产品中的结构产品等。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
16.图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
17.图2是图1实施例的工作原理示意图。
18.图3是现有聚光杯的工作原理示意图。
具体实施方式
19.一种大功率led灯珠内反射聚光器件，为包围在led光源周围的圆筒形聚光腔结构体1，聚光腔下方设有适合led光源放置的空洞2，上方有圆形的出光口3，出光口周围设有将出光口径以外的光源光线反射回led光源周边的折射面4的弧形反射面5。
20.所述led光源周边的折射面为斜面或弧形面。出光口的直径为5
‑
15mm。
21.所述圆筒形聚光腔结构体可以是由上下二部分组合而成的部件或是一个整体部件。
22.图2、图3中包括：聚光后的出射光线6、聚光凸透镜7、光源（led）8、可被凸透镜用于聚光的光源角度9、光源实际发光角度10。


技术特征：
1.一种大功率led灯珠内反射聚光器件，其特征是：为包围在led光源周围的圆筒形聚光腔结构体，聚光腔下方设有适合led光源放置的空洞，上方有圆形的出光口，出光口周围设有将出光口径以外的光源光线反射回led光源周边的折射面的弧形反射面。2.根据权利要求1所述的一种大功率led灯珠内反射聚光器件，其特征是：所述led光源周边的折射面为斜面或弧形面。3.根据权利要求1或2所述的一种大功率led灯珠内反射聚光器件，其特征是：出光口的直径为5
‑
15mm。4.根据权利要求1或2所述的一种大功率led灯珠内反射聚光器件，其特征是：所述圆筒形聚光腔结构体由上下二部分组合而成。

技术总结
本实用新型公开了一种大功率LED灯珠内反射聚光器件，为包围在LED光源周围的圆筒形聚光腔结构体，聚光腔下方设有适合LED光源放置的空洞，上方有圆形的出光口，出光口周围设有将出光口径以外的光源光线反射回LED光源周边的折射面的弧形反射面。本实用新型的聚光腔可将凸透镜直径以外的光线通过上反射面反射至下折射面由下折射面再折射出出光口，有效解决由于凸透镜直接不足而导致的LED光源出光不能被凸透镜完全收集的弊端，有效缩小凸透镜的直径、缩小产品外形并提高光取出效率。缩小产品外形并提高光取出效率。缩小产品外形并提高光取出效率。


技术研发人员：戴德泉
受保护的技术使用者：戴德泉
技术研发日：2021.04.19
技术公布日：2021/10/15