[实用新型]一种光利用率高、成本低的LED冷光源装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED冷光源技术领域，尤其是采用反光杯和LED的冷光源。

背景技术

冷光源是一种广泛用于珠宝、电子、医疗、教学科研、刑侦、农业植保、文物保护等领域的局部照明器件。现阶段市面上有多种冷光源，主要采用卤素灯和LED发光，再通过光纤将光传到其他位置。现有技术存在着一定的缺陷，卤素灯存在着发光效率低，使用能耗高，工作温度较高，使用寿命短，应避免冷气直吹灯泡，避免震动和冲击，不适用于多尘、易燃、爆炸危险、腐蚀性、震动等环境场所，卤素灯内含有的卤素对环境有一定的污染。LED正在逐步取代卤素灯，市面上LED冷光源存在以下缺点：由于LED的发光角度较大，用透镜进行汇聚，使LED发出的光线入射到光纤入光口中，因透镜的口径有限，致使部分光线没有被收集，而透镜的表面又同时发生折射和反射，反射光基本没有被利用，只有折射的部分光线进入光纤，在LED发出的光线中能被有效利用的光线较少，对光的利用率低；并且光线经透镜表面多次折射和反射以后，在光纤入光口上得到的光强分布是不均匀的，致使从光纤出光口出来的光斑照度不均匀，影响照明效果；为了减少反射需要在透镜表面镀膜，而膜层的厚度与波长和入射角度有关，需要精确的镀多层薄膜才能有效的减少反射光，每个透镜至少需控制两个表面的几何尺寸和表面粗糙度，并且在安装过程中需要精确控制每个透镜的位置，需要加工相应的机械零件，使得整机成本居高不下。

现有的LED冷光源主要存在下列问题：不能高效率的利用LED发出的光线，出射光不均匀，加工难度大成本高。本实用新型致力于解决以上几个方面的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种光利用率高、成本低的LED冷光源装置。包括反光杯、LED、格兰头、光纤、导热基板、散热器、散热风扇、外壳；LED的发光面置于反光杯中，光纤的入光口置于反光杯中，光纤穿过格兰头，格兰头与外壳机械连接，LED与导热基板机械连接，散热器与导热基板机械连接。

反光杯两端有圆孔，两个圆孔的直径不一致，LED的发光面从反光杯直径较小的孔放入反光杯中，光纤入光口穿过反光杯较大的圆孔放入反光杯中。

LED发出的垂直于光纤入光口的光线直接进入光纤，LED发出的其他光线被反光杯反射后进入光纤入光口。这样的结构确保了LED发出的光线最大限度地被使用，和透镜相比，反光杯几乎可以收集所有的光线，大部分光线仅反射一次就进入光纤中，提高了光线利用率。反光杯的反射面可以让进入光纤入光口的光线均匀分布，进而出光口的光斑较为均匀。和传统的冷光源相比，只需要加工一个反光杯并保证其反射面的光学质量，不需要加工过多的辅助零件，不需要镀多层膜，容易加工，成本低。

本实用新型使用光纤穿过格兰头，用格兰头锁紧光纤并将其固定在外壳上，格兰头属于标准件。和其他的LED冷光源相比，不需要定制其他的辅助零件以固定光纤，节约了成本。

本实用新型的有益效果是：本产品所使用反光杯、格兰头，并与光纤、LED等共同组成了合适的结构，使得光利用率被提高，光纤出光口出来的光强增加，均匀性提高；降低了产品的成本。

附图说明

图1：局部结构图。

图2：光路模拟。

图3：加反光杯后的空间光照度。

图4：光纤出光口的光照度分布图。

图中：1.铝制散热器，2.导热基板，3.LED，4.反光杯，5.光纤，6.格兰头，7.外壳，8.聚光镜外壳，9.聚光镜。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：

一种光利用率高、成本低的LED冷光源装置。包括反光杯、LED、格兰头、光纤、导热基板、散热器、散热风扇、外壳；LED的发光面置于反光杯中，光纤的入光口置于反光杯中，光纤穿过格兰头，格兰头与外壳机械连接，LED与导热基板机械连接，散热器与导热基板机械连接。

反光杯两端有圆孔，两个圆孔的直径不一致，LED的发光面从反光杯直径较小的孔放入反光杯中，光纤入光口穿过反光杯较大的圆孔放入反光杯中。

本实施例中冷光源的发光器件是使用Cree公司的CreeXLampXHP50LED芯片（LED芯片的色温可根据实际情况更换），确保了冷光源的使用寿命，并且该LED芯片热阻低，散热效果好；在12V工作电压下典型工作电流为700mA，平均光通量在1040流明，光照度满足大部分用户的需求。