[发明专利]具有紧凑结构的提供定向光束的发光二极管照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体照明技术，特别涉及提供定向光束的发光二极管（LED）照明装置。

背景技术

目前在照明装置中用作光源的发光二极管（LED）是一种固态的半导体器件，它的基本结构一般包括带引线的支架、设置在支架上的半导体晶片以及将该晶片四周密封起来的封装材料（例如硅胶或环氧树脂）。上述半导体晶片包含有P-N结构，当电流通过时，电子被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后以光子的形式发出能量，而光的波长则是由形成P-N结构的材料决定的。与传统光源相比，LED光源具有其它光源所不具备的一系列优点，例如无污染、寿命长、能耗低、耐振动、控制方便和便于调光等。

诸如射灯（又称为多面反射灯杯（MR））和帕灯（又称为碗碟状铝反射（PAR）灯）之类的产生定向光束的照明装置目前被广泛用于商场、KTV、橱窗商品展示以及家庭装修，因此在这类照明装置中采用LED作为光源具有很好的商业前景。但是受到技术发展的限制，LED在工作过程中仍然有相当一部分电能被转换为热能。当热能滞留在灯具内部时，将不可避免导致LED温度升高，从而造成光源性能劣化和失效。在MR灯和PAR灯中，由于热能密度较高，所以如何高效地将LED产生的热量散发到照明装置外部的问题显得尤为突出。

目前业界已经提出了多种将LED作为光源的MR灯和PAR灯。例如Tomislav J. Stimac等人的美国专利No. 6,787,999揭示了一种基于LED的组合灯，其作为参考文献，以全文引用的方式包含在本说明书中。该项美国专利所揭示的基于LED的组合灯包括光学模块和电子模块，其中，光学模块包括多个设置在印刷电路板上的LED和散热器（heat sink），设置有LED的印刷电路板被粘合在散热器的表面；电子模块适于向LED供电，其一端与散热器连接，另一端设置电气接插件以接收外部电能。在上述基于LED的组合灯中，可选地，光学模块还包括变焦透镜系统（slidable zoom lens system），该透镜系统包括透镜组件和使透镜组件与LED模组对准的定位框，此外，变焦透镜系统与散热器通过夹片固定在一起。

需要指出的是，现有的产生定向光束的LED照明装置结构较为复杂，需要在设计上进行优化以在性能与成本之间提供较佳的平衡。

发明内容

本发明的目的是提供一种提供定向光束的发光二极管照明装置，其具有结构紧凑的优点。

本发明的上述目的可通过下列技术方案实现：

外壳；

金属散热器，其设置于所述外壳的内腔并且底部形成有通孔；

发光二极管发光模块，其包含至少一个LED管芯、金属载板，所述金属载板包括至少一对电极和承载所述LED管芯的图案区，所述电极位于所述通孔的内部或上方，所述图案区被焊接在所述金属散热器的内部，并且所述LED管芯借助引线与所述电极电气连接在一起；

驱动电源模块，其设置在所述外壳的内腔并且位于所述金属散热器下方，其与所述电极电气连接；以及

光学单元，其设置于所述外壳的开口处并且面对所述发光二极管发光模块，以将所述发光二极管发光模块发出的光线变换为所需形状的定向光束。

在本发明的实施例中，LED管芯被设置在与金属散热器接触的金属图案区上，因此明显减少了热传导的路径，提高了散热效率。此外，与将LED管芯设置在诸如陶瓷之类的绝缘导热基板上的方式相比，本发明实施例采用的在金属图案区上设置LED管芯的方式可以降低工艺难度。

优选地，在上述提供定向光束的发光二极管照明装置中，所述光学单元呈碗体状，包括侧壁和凸状体，所述侧壁从上部向下部收窄并且与构成碗体底部的所述凸状体相接，所述凸状体的上表面和下表面中的至少一个为凸面，并且所述上表面和下表面中的至少一个上形成多个突起或凹坑。与光滑的表面相比，在凸状体表面上形成突起或凹坑能够有效提高LED透镜的透光率。

优选地，在上述提供定向光束的发光二极管照明装置中，所述侧壁从其与所述凸状体的相接处向下延伸，从而与所述凸状体共同限定出一个凹腔。该凹腔可以容纳LED光源，这一方面使LED照明装置的结构更为紧凑，另外也有助于减少光泄漏。

优选地，在上述提供定向光束的发光二极管照明装置中，所述侧壁与所述凸状体是一体成型的。