[发明专利]解决近程空心光束的头灯及其球状光源封装方法

说明书

本发明公开了一种解决近程空心光束的头灯及其球状光源封装方法，头灯包括反射器、LED光源、线路板、电源和灯壳；反射器为旋转抛物面反射器，底部放置光源，顶部开口处出射光源直接发射的光和旋转抛物面反射后的光；将头灯反射器底部光源设置成凸起的球状光源。本发明所提出的解决方法操作简单，直接替换原光源即可，光源封装过程容易控制，成本低，不需要改变原有反射器也不需要增加透镜，可以避免二次光学设计制作带来的成本提升、吸收损耗和色环等问题，具有相当大的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种头灯及其球状光源封装方法。

背景技术

头灯因体积小、携带方便等原因广泛应用于煤矿、夜间野外活动等照明场景，其主要部件是旋转抛物面。旋转抛物面是由抛物线绕对称轴旋转一周得到的曲面，其特点是焦点发出的光经抛物面反射后都将沿抛物面轴线方向平行出射，若将大角度发光光源放置在抛物面焦点处，反射后的光线将在接收面上形成照度均匀的圆形的光斑，光斑边界较为清晰且照射距离远。但旋转抛物面反射器并不是一个完整的抛物面，其中焦平面至抛物面顶点的部分被切除。因此，置于焦点位置的LED光源距离反射器底部仍有一定的距离，反射后的平行光无法到达近距离光屏的中心位置，如图1所示。与此同时，未经反射器反射的光线直接照射到光屏中心位置上的空间立体角β很小，不能在25 cm目标面上提供足够大的照度，因此在近距离光屏中心处出现暗斑，使光斑呈亮环状。

这种问题使得在近距离观察时分辨不清物体的细节，导致操作误差大、精度低，比如夜间割胶等操作，难以准确完成。中国专利文献CN101886783A周明杰等人公开了一种聚光灯反射器，内表面为抛物面，通过调整抛物面的参数得到均匀光斑，但所述反射器敞口端直径为34-38mm，导致光斑很小，同时由于缩口端只有4-6mm，使得反射器长度与敞口直径相当，不利于安装。中国专利文献CN104834762A陈亮等人公开了一种COB型LED反射器设计方法，通过计算反射器自由曲面数据生成初始曲面，并将曲面动态划分，根据模拟结果多次调整优化，最终得到均匀的辐照面，然而自由曲面透镜设计过程繁琐，加工精度要求较高，价格昂贵；另外加透镜的方法光能有吸收损耗，且容易产生色散，导致光斑出现色环，影响照明品质。这就亟需本领域技术人员找到简单有效解决头灯近程空心光束问题的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以避免二次光学设计制作带来的成本提升、吸收损耗和色环等问题的解决近程空心光束的头灯及其球状光源封装方法。

本发明的技术解决方案是：

一种解决近程空心光束的头灯，头灯包括反射器、LED光源、线路板、电源和灯壳；反射器为旋转抛物面反射器，底部放置光源，顶部开口处出射光源直接发射的光和旋转抛物面反射后的光；其特征是：将头灯反射器底部光源设置成凸起的球状光源。

旋转抛物面反射器的焦距为6.5-7.5mm，底部开口半径为12-18mm，顶部出口直径为70-75mm。

一种所述的解决近程空心光束的头灯的球状光源封装方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：将LED芯片邦定在直径d为2-4mm 的圆形反光凹台支架中心，凹台内部高度h为0.1-0.3mm；

步骤2：后采用混合黏度范围为3500-7000 mPa·s的硅胶，按照1:1:x的比例配制荧光粉硅胶混合物，其中1:1是硅胶AB组份比例，x是荧光粉质量， 0.1 ≤ x ≤0.4，将混合物点注在芯片表面直至混合物凸起；

步骤3：将灯珠放入烘箱以温度范围148-153℃烘烤58-63分钟，测量芯片上表面至荧光粉凸起顶点的高度H，H的范围：0.8-1.2 mm，

步骤4：盖上透镜并在内部注射灌封胶，将灯珠放入温度范围78-83℃烘箱烘烤30-33分钟后，再以温度范围118-123℃烘烤30-35分钟。