一种用于替代卤素灯泡的LED发光装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于替代卤素灯泡的LED发光装置，包括底座、发光结构、透光罩、反射膜；发光结构从下向上依次包括LED光源、聚焦层、导光柱、扩散层。LED光源固定在底座上，聚焦层与LED光源相对固定在底座上；聚焦层上方设置有导光柱，以使所述LED光源发出的光线射入导光柱；导光柱为锥台形，导光柱将射入的光线全反射；扩散层覆在导光柱顶端；扩散层使全反射后的光线以朗伯分布形式扩散出去；透光罩将发光结构罩住，在透光罩上镀有反射膜，反射膜在发光结构的上方、与发光结构同轴。本实用新型专利技术中使单向照明的LED光源实现接近的符合朗伯分布的照明范围，与卤素灯的发光光形一致。并且整体成本、使用寿命、照明亮度都符合相关要求。

LED light-emitting device used to replace halogen bulb

【技术实现步骤摘要】
一种用于替代卤素灯泡的LED发光装置
本技术涉及照明领域，具体涉及用于替代卤素灯泡的LED发光装置。
技术介绍
发光二极管(LED)是一种常用的发光器件，可高效地将电能转化为光能，发光二极管在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、医疗器件等。作为汽车照明领域的汽车前照灯来说，在过去通用的是成本低的卤素灯，但是卤素灯能耗高，寿命短，已经不符合现在社会标准。并且在2018年9月1日，欧盟开始全面禁用卤素灯泡，涵盖所有非定向的所有低效卤素灯泡，不再允许在英国或欧盟其他区域流通。这就意味着，现在及以后买到的欧盟国家生产的汽车，将全部采用LED大灯。并且欧盟现有的所有汽车卤素灯坏了就必须换LED大灯。而目前更换LED大灯的方式就两种：1.更换整个大灯连同灯罩，但是此方案成本太高，尤其是旧车，增加消费者的资金压力；2.更换灯珠，但由于卤素灯与LED灯的光形差异(如图1所示)，LED灯(图1左)基本都是两面发光，中间是厚厚的金属块；导致其发光光形相比卤素灯泡有很大差异，使其更换到原车大灯内时，不论怎么调整，都无法满足汽车前照灯照明的标准(包括中国GB标准，欧盟ECE法规，美国SAE标准等)。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于替代卤素灯泡的LED发光装置，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。为了达到上述目的，本技术提出的技术方案如下：一种用于替代卤素灯泡的LED发光装置，包括底座、发光结构、透光罩、反射膜；所述发光结构从下向上依次包括LED光源、聚焦层、导光柱、扩散层。所述LED光源固定在底座上，所述聚焦层与LED光源相对固定在底座上；所述聚焦层上方设置有导光柱，以使所述LED光源发出的光线射入所述导光柱；所述导光柱为锥台形，所述导光柱将射入的光线全反射；所述扩散层覆在导光柱顶端；所述扩散层使全反射后的光线以朗伯分布形式扩散出去；所述透光罩将发光结构罩住，在透光罩上镀有反射膜，所述反射膜在发光结构的上方、与发光结构同轴。在本技术中，LED光源将光线发出，经过聚焦层将光线聚合在导光柱内，在导光柱内实现全反射，再经扩散层扩散，最终在透光罩上反射膜进一步反射，使单向发光的LED光源实现360°的近似符合朗伯分布的照明范围(95％以上符合)，使其在照射光形与卤素灯的发光光形基本一致。并且在满足照明标准的情况下，其寿命更长，能耗更低。通过底座可以与外接电源或是需要连接的部件连接，任意需要替换的卤素灯的底座结构都可以作为本技术的底座使用；因此其具体结构不做限定。在本技术中，导光柱的具体结构不做限定，包括但不限于以下几种：(1)导光柱可以是实心透光柱；在这里投光柱组成可以是同一种材质或是多种材质的拼合，拼合方式可以是沿着透光柱的轴向或是周向；通过不同介质的折射，让光线到达扩散层时角度变化多种，然后通过扩散层进一步扩散实现360°的近似符合朗伯分布的照明范围，与卤素灯的发光光形一致；(2)导光柱也可以是不透光的筒状(筒的端面可以是任意多边形和任意闭合曲线)，筒状内壁涂覆高反射率材料，使得光线通过内壁反射反射到扩散层，然后通过扩散层进一步扩散实现360°的近似符合朗伯分布的照明范围，与卤素灯的发光光形一致。(3)或是将(1)和(2)两种方式相结合；结合的方式在此不做限定。在某些实施例中：让所述导光柱将光源发出的光线经导光柱的全反射后让光线从扩散层扩散出去；所述扩散层使得扩散出去的光线近似符合朗伯分布。全反射部分设置在到达扩散层前，在整个导光柱内，在这里导光柱采用圆台形，具体的尺寸设计通过如下步骤获得：(1)设：a导光柱采用圆台形；b导光柱内扩散层覆盖部分不满足全反射，其他部分符合全反射；(2)根据光学扩展量2维公式U＝2*n*a*sinθ，使光源的光学扩张量与入射进光锥台底座的光通量匹配；即入射角大于临界角，θ＞a*sin(n2/n1)；这样就可以确定光锥尺寸，进而确定光道的尺寸，使得其尺寸尽可能的小，还能保住其尽可能高的效率；其中：U表示光学扩展量，n表示折射率，a表示出光口径，θ表示出光角度与法线的夹角；n2表示空气(光疏介质)折射率，n1表示玻璃(光密介质)折射率。优选的：所述扩散层包括光扩散剂和透明硅胶。在某些实施例中，扩散层通过光扩散剂和透明硅胶按照一定比例混合，光扩散剂的材料和粒径、硅胶种类、混合比例根据实际扩散范围具体制定，在此不做限定。扩散层厚度也不做限定。扩散层也可以是多个不同折射率的折射层拼合，实现光线的放射性照明。优选的：所述反射膜的反射率为80％-100％。在某些实施例中，要求反射膜的反射率为80％-100％的高反射膜，这样可以有效的降低光线的能量损耗。反射膜通常镀在透光罩上亦或是采用粘贴的等方式，不做限定。在某些实施例中，反光膜为镜面膜等系列反射膜或者或者漫反膜。根据实际需要做选择。在某些实施例中，所述导光柱为圆形锥台或多边形棱锥台。配合聚焦层做出调整，在此不做特殊限定。在某些实施例中，所述导光柱底部为平面或凸面。凸面的导光柱底部，可以直接替代聚焦层，减少安装零部件。在某些实施例中，所述聚焦层为平凸透镜、平板玻璃、平凹透镜中的任意一种或是多种组合。聚焦层的主要目的是将LED光源发出的光线聚合到导光柱内，提高光线的利用率。优选的：所述透光罩为亚克力罩或者玻璃罩。成本低，工艺成熟易于制造。本技术的技术效果是：本技术中的发光装置可以替代现有技术中的卤素灯使用，实现汽车前照灯照明标准；同时可以降低成本，提高能耗比，并且效果优异，尤其满足汽车前照灯的更换而无需更改其本身的结构；更改后任然满足前照灯照明要求(中国GB标准，欧盟ECE法规，美国SAE标准等)。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是LED灯珠(左)与卤素灯(右)的对比图；图2是本技术的发光原理示意图；图3是本技术的发光装置示意图；其中，上述附图包括以下附图标记：LED光源1，光线11；导光柱2，扩散层3；聚焦层4；胶层5；透光罩6；反射膜7；底座8。具体实施方式下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本技术，但并不作为对本技术的不当限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于替代卤素灯泡的LED发光装置，其特征在于：包括底座、发光结构、透光罩、反射膜；所述发光结构从下向上依次包括LED光源、聚焦层、导光柱、扩散层；/n所述LED光源固定在底座上，所述聚焦层与LED光源相对固定在底座上；所述聚焦层上方设置有导光柱，以使所述LED光源发出的光线射入所述导光柱；所述导光柱为锥台形，所述导光柱将射入的光线全反射；所述扩散层覆在导光柱顶端；所述扩散层使全反射后的光线以朗伯分布形式扩散出去；/n所述透光罩将发光结构罩住，在透光罩上镀有反射膜，所述反射膜在发光结构的上方、与发光结构同轴。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于替代卤素灯泡的LED发光装置，其特征在于：包括底座、发光结构、透光罩、反射膜；所述发光结构从下向上依次包括LED光源、聚焦层、导光柱、扩散层；
所述LED光源固定在底座上，所述聚焦层与LED光源相对固定在底座上；所述聚焦层上方设置有导光柱，以使所述LED光源发出的光线射入所述导光柱；所述导光柱为锥台形，所述导光柱将射入的光线全反射；所述扩散层覆在导光柱顶端；所述扩散层使全反射后的光线以朗伯分布形式扩散出去；
所述透光罩将发光结构罩住，在透光罩上镀有反射膜，所述反射膜在发光结构的上方、与发光结构同轴。


2.根据权利要求1所述的用于替代卤素灯泡的LED发光装置，其特征在于：所述扩散层包括光扩散剂和透明硅胶。


3.根据权利要求1所述的用于替代卤素灯泡的L...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑松原，董田华，赵亮，
申请(专利权)人：杭州昌松光学有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33