CN102759034A - 发光二极管灯管 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管灯管，包括管体、发光盘、聚光透镜与散光件。管体的两端分别设置有发光盘以作为光源使用，且发光盘的出光方向朝向管体的中间部分，聚光透镜设置在管体中且位于发光盘的出光侧与散光件之间，用来聚集自发光盘所发出的光线，散光件则是用以发散自聚光透镜所接收的光线至管体。本发明通过在管体两端设置带有发光二极管的发光盘，同时配合管体中间设置的凸透镜和凹透镜，以使发光二极管发出的光在管体里面聚焦后再充分发散，可实现传统荧光灯管的照明效果，且不会像传统荧光灯管那样对环境造成污染。

Description

发光二极管灯管

技术领域

本发明是有关于一种发光二极管灯管，且特别是有关于一种以发光二极管与透镜构成的发光二极管灯管。

背景技术

目前最常见的灯管为荧光灯管，其内部具有水银成分，水银被激发为水银蒸气后形成电浆并发出短波紫外线，紫外线被磷质吸收后，磷会发出可见的光以照明，这样发出可见光的方式属于荧光。全世界的荧光灯管超过500亿支，但是由于荧光灯管中的水银成分会对环境造成污染，而且水银的回收成本高且难度比较高，所以被发光二极管取代是目前的趋势。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种发光二极管灯管，包括：管体、第一发光盘、第一聚光透镜及散光件。管体具有容置空间，且在该管体的两端分别有第一端及第二端；第一发光盘具有复数个第一发光二极管，该第一发光盘设置在该管体的该第一端，且该第一发光盘的出光方向朝向该管体的中间部分；第一聚光透镜，设置在该管体中且位于该第一发光盘的出光侧；散光件设置该管体中且位于该第一聚光透镜的出光侧，用以发散自该第一聚光透镜所接收的光线至该管体。

根据上述的发光二极管灯管，更包括：第二发光盘及第二聚光透镜。第二发光盘具有复数个第二发光二极管，该发光盘设置在该管体的该第二端，且该第二发光盘的出光方向朝向该管体的中间部分；第二聚光透镜设置在该第二发光盘的出光侧且位于该散光件与该第二发光盘之间；其中，该散光件用以发散自该第二聚光透镜所接收的光线至该管体。

根据上述的发光二极管灯管，该第一聚光透镜为凸透镜。

根据上述的发光二极管灯管，该第二聚光透镜为凸透镜。

根据上述的发光二极管灯管，该散光件为凹透镜或凹面镜。

根据上述的发光二极管灯管，更包括管状光学片，设置在该管体的容置空间中并抵靠于该管体的内侧壁。

根据上述的发光二极管灯管，该管状光学片为扩散片、导光片或滤光片。

根据上述的发光二极管灯管，该管状光学片中分别设置有复数沟槽，可供该第一聚光透镜及/或该第二聚光透镜及/或该散光件调整距离并卡合固定于其上。

根据上述的发光二极管灯管，该管状光学片之两端分别具有复数卡合结构，用以固定该第一发光盘及/或该第二发光盘。

根据上述的发光二极管灯管，该散光件包括：第一散射部及第二散射部。第一散射部面向该管体的该第一端，用以发散自该第一发光盘所接收的光线至该管体；第二散射部面向该管体的第二端，用以发散自该第二发光盘所接收的光线至该管体。

根据上述的发光二极管灯管，在该管体内侧壁及/或该管状光学片上涂布波长转换层，使得该第一发光二极管的波长λ1可被该波长转换层转变至另一波长λ2，其中λ1≠λ2。

根据上述的发光二极管灯管，该波长转换层为荧光层、色素层或颜料层。

根据上述的发光二极管灯管，该第一发光二极管为紫外光发光二极管或可见光发光二极管，该第二发光二极管为紫外光发光二极管或可见光发光二极管。

本发明通过在管体一端设置带有发光二极管的发光盘，在管体中间沿发光二极管出光方向设置凸透镜和凹透镜，以使发光二极管发出的光在管体里面聚焦后再充分发散，可实现传统荧光灯管的出光效果，同时可避免传统荧光灯管的水银回收成本高难度大的问题，还可减少对环境造成的污染。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例的发光二极管灯管示意图。

图2A为本发明第一实施例的管状光学片的结构展开示意图。

图2B为本发明另一实施例的管状光学片的结构展开示意图。

图3为本发明第一实施例的发光二极管灯管的立体示意图。

图4为本发明第二实施例的发光二极管灯管的示意图。

图5为本发明第三实施例的发光二极管灯管的示意图。

图6为本发明第四实施例的发光二极管灯管的示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

(第一实施例)

图1为根据本发明第一实施例的发光二极管灯管示意图，发光二极管灯管100包括管体110、第一发光盘122、第二发光盘124、第一聚光透镜132、散光件140与管状光学片150。管体110具有容置空间111以容置上述光学元件，而第一发光盘122与第二发光盘124则分别设置管体110的两端，作为光源使用。第一聚光透镜132设置在第一发光盘122的出光侧与散光件140之间，其具有聚焦功能，可用来聚集自第一发光盘122所接收到的光线。第二聚光透镜134设置在第二发光盘124的出光侧与散光件140之间，同样具有聚焦功能，可用来聚集自第二发光盘124所接收到的光线。散光件140设置在管体110中且位于第一聚光透镜132与第二聚光透镜134之间。以光学角度而言，散光件140位于第一聚光透镜132与第二聚光透镜134的出光侧，可以用来发散来自第一聚光透镜132与第二聚光透镜134的光线，使光线均匀分布在管体110上。管状光学片150设置在管体110的容置空间111中并抵靠于管体110的内侧壁，具有转换光线波长的功能。

管体110为透明或半透明的管状物，其材质例如为塑胶或玻璃，本实施例不限制管体110的材质与颜色。管体110是作为发光灯管使用，其内部的容置空间111则用来设置光学元件与发光源，其管体110的主要发光区域可藉由调整内部光学元件的位置而变，即第一聚光透镜132、第二聚光透镜134与散光件140的位置。

第一发光盘122与第二发光盘124为发光二极管灯管100的光源，其分别设置在管体110的两端，出光方向朝向管体110的中间部分。也就是说，第一发光盘122与第二发光盘124的发光面在内侧，可将光线照向第一聚光透镜132与第二聚光透镜134。第一发光盘122例如为COB封装的发光二极管照明元件，其封装基板122a(印刷电路板)上可以设置多个第一发光二极管122b。第二发光盘124与第一发光盘122相似，同样可为COB封装的发光二极管照明元件，主要由封装基板124a(印刷电路板)与封装在封装基板124a上的多个第二发光二极管124b构成。

值得注意的是，第一发光盘122与第二发光盘124可以配置光学元件，如二次光学结构，以调整光型，也可以设置散热结构，如散热片，以达到散热效果。第二发光盘124与第一发光盘122可以利用相同或不同的光源形成，其结构、亮度可以依照设计需求而定，本实施例不受限制。在本实施例中，第一发光二极管122b与第二发光二极管124b例如为白色发光二极管、红色发光二极管或蓝色发光二极管。第一发光二极管122b与第二发光二极管124b的波长可相同或不同，发光颜色亦可为相同或不同。第一发光二极管122b与第二发光二极管124b所发出的光线可为可见光、紫外光或红外光，本实施例不限制第一发光二极管122b与第二发光二极管124b的类型。

第一聚光透镜132与第二聚光透镜134具有聚焦效果，其分别设置在第一发光盘122、第二发光盘124与散光件140之间。第一聚光透镜132与第二聚光透镜134可以用来调整光线方向，使光线聚焦在管体110中间部分。第一聚光透镜132与第二聚光透镜134例如是凸透镜、球透镜、双凸透镜、平凸透镜、多曲面聚光透镜或菱形透镜等具有聚焦功能的透镜，其材质例如玻璃或塑胶等，本实施例不限制第一聚光透镜132与第二聚光透镜134的结构或材质。第一聚光透镜132可为单一透镜(simple lens)或是复合透镜(compound lens)，本实施例不限制。第一聚光透镜132位于第一发光盘122的出光侧，用来聚集来自第一发光盘122的光线，而第二聚光透镜134位于第二发光盘124的出光侧，用来聚集来自第二发光盘124的光线。换言之，第一聚光透镜132与第二聚光透镜134是用来调整第一发光盘122与第二发光盘124所发出的光线的方向，使光线可以集中到散光件140上。

散光件140具有发散光线的功能，其设置管体110中且位于第一聚光透镜132与第二聚光透镜134之间，也就是位于第一聚光透镜132与第二聚光透镜134的出光侧。散光件140主要用来发散自第一聚光透镜132或第二聚光透镜134所接收的光线至管体110，使其管体110均匀发光或是集中在特定区域发光。也就是说，散光件140的结构与设置位置可以影响管体110的发光区域。在本实施例中，散光件140例如为凹透镜、凹面镜、双凹透镜或平凹透镜，其材质例如为玻璃或塑胶，但本实施例不限制散光件140的结构与材质。

在本实施例中，散光件140具有第一散射部142及第二散射部144，分别面向管体110的两端(第一端与第二端)。第一散射部142面向管体110的第一端(设置第一发光盘122的一端)，用以发散自第一发光盘122所接收的光线至管体110，而第二散射部144面向管体110的第二端(设置第二发光盘124的一端)，用以发散自第二发光盘124所接收的光线至管体110。第一散射部142与第二散射部144可由一个凹透镜的两个凹面形成或是由两个凹面镜构成。两个凹面镜可以分开设置或以背对背方式组装构成第一散射部142或第二散射部144。

管状光学片150具有转换光线波长的效果，其设置在管体110的容置空间111中并抵靠于管体110的内侧壁。管状光学片150可为扩散片、导光片或滤光片，但本实施例不限制。管状光学片150上或者管体110内壁可以涂布波长转换层，使得第一发光二极管122b、第二发光二极管124b的紫外光或可见光的波长λ1可被波长转换层转变至另一波长λ2，其中λ1≠λ2。波长转换层例如为荧光层、色素层或颜料层，本实施例不限制波长转换层的材质。

管状光学片150同时具有固定光学元件的功能，其设置有例如卡槽或卡沟等结构，可供聚光透镜132、134及/或散光件140调整距离并卡合固定于其上。管状光学片150靠近管体110的第一端和第二端处具有复数卡合结构，用以固定第一发光盘122或第二发光盘124。在结构上，管状光学片150可由片状的光学片卷曲后形成，然后在穿设于管体110之中。

管状光学片150可以由不同的结构实现，请参照图2A，其为本发明第一实施例的管状光学片150的结构展开示意图。如图2A所示，管状光学片150的两端具有多个卡合结构211，可以分别用来设置与固定第一发光盘122、124等发光源。管状光学片150的中间部份具有复数个卡槽221、222、223，其用来设置与固定聚光透镜132、134与散光件140等光学元件。管状光学片150上的卡槽221、222、223的数目、位置与结构可依照设计需求而定，本实施例不受限制。请参照图2B，其为本发明另一实施例的管状光学片150的结构示意图。管状光学片150两端的卡合结构212为三角形结构，而中间部分则具有多个不连续结构的卡槽231、232、233。

值得注意的是，管状光学片150上可以设置多个不同位置的卡沟或卡槽，让使用者可以调整光学元件的位置。举例来说，管状光学片150可以设置多段式的卡沟或卡槽，让使用者可以滑动调整光学元件(即聚光透镜132、134与散光件140)的位置，并且将光学元件固定在所需的位置上。藉此，使用者可以依照需求方便调整发光二极管灯管100的发光区域与光型等照明特性。举例来说，若散光件140往聚光透镜132方向移动时，在散光件140与聚光透镜132之间的管体110亮度会增加，而另一端(在散光件140与聚光透镜134之间的部分)的亮度则会降低。反之，若散光件140往聚光透镜134方向移动时，则在散光件140与聚光透镜134之间的管体110亮度会增加。经由上述实施例的说明，本技术领域具有通常知识者应当可以轻易推知其余实施方式，在此不加赘述。

请参照图3，其为本发明第一实施例的发光二极管灯管的立体示意图。发光二极管灯管100两端设置有第一发光盘122与第二发光盘124。管状光学片150设置在管体110中并抵靠于管体110的内侧壁。聚光透镜132、134与散光件140的设置位置如图3所示，其散光件140位于第一聚光透镜132与第二聚光透镜134两者之间。发光二极管灯管100可以做为一般照明灯管使用，其可以应用在不同规格的日光灯管上，例如T2、T3.5、T4、T5、T6、T8、T9、T10、T12等规格，本实施例不限制发光二极管灯管100所应用的规格。

(第二实施例)

上述发光二极管灯管100中的散光件140可采用不同的方式实现，请参照图4，其为本发明第二实施例的发光二极管灯管的示意图。发光二极管灯管400与发光二极管灯管100的主要差异在于散光件440。散光件440包括两个分开设置的第一散射部442及第二散射部444。第一散射部442及第二散射部444可由两个单面的凹面镜实现，其背部(平面部份)可以贴合或分开，本实施例不限制。发光二极管灯管400的其余元件与架构与上述发光二极管灯管100相似，经由上述实施例的说明，本技术领域具有通常知识者应当可以轻易推知发光二极管灯管400的结构细节，在此不加赘述。

(第三实施例)

上述发光二极管灯管100可以依照需求仅在单端设置第一发光盘122或第二发光盘124，如图5所示，其为本发明第三实施例的发光二极管灯管的示意图。发光二极管灯管500与发光二极管灯管100主要差异在于发光二极管灯管500仅单端设置有光源。发光二极管灯管500包括管体110、第一发光盘122、第一聚光透镜132与散光件140。第一发光盘122位于管体110的一端，而聚光透镜132则位于散光件140与第一发光盘122之间。管体110的另一端则未设置第二发光盘124。发光二极管灯管500的其余元件与架构与上述发光二极管灯管100相似，经由上述实施例的说明，本技术领域具有通常知识者应当可以轻易推知发光二极管灯管500的结构细节，在此不加赘述。

(第四实施例)

上述发光二极管灯管500中的散光件140可以使用一个单面的凹面镜实现，如图6所示，其为本发明第四实施例的发光二极管灯管的示意图。发光二极管灯管600与发光二极管灯管500主要差异在于散光件640，其为一个单面的凹面镜，设置在第一聚光透镜132的出光侧。散光件640的散光凹面是朝向第一聚光透镜132，用来发散自第一聚光透镜132所接收的光线至管体110。发光二极管灯管600的其余元件与架构与上述发光二极管灯管500相似，经由上述实施例的说明，本技术领域具有通常知识者应当可以轻易推知发光二极管灯管600的结构细节，在此不加赘述。

此外，值得注意的是，上述实施例中的技术手段可以合并或单独使用，其元件可依照其功能与设计需求增加、去除、调整或替换，本发明并不受限。在经由上述实施例的说明后，本技术领域具有通常知识者应可推知其实施方式，在此不加赘述。

本发明通过在管体一端设置带有发光二极管的发光盘，在管体中间沿发光二极管出光方向设置凸透镜和凹透镜，以使发光二极管发出的光在管体里面聚焦后再充分发散，可实现传统荧光灯管的出光效果，同时可避免传统荧光灯管的水银回收成本高难度大的问题，还可减少对环境造成的污染。

虽然本发明的实施例已揭露如上，然本发明并不受限于上述实施例，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明所揭露的范围内，当可作些许的更动与调整，因此本发明的保护范围应当权利要求书所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种发光二极管灯管，其特征在于，包括：

管体，具有容置空间，且在该管体的两端分别有第一端及第二端；

第一发光盘，具有复数个第一发光二极管，该第一发光盘设置在该管体的该第一端，且该第一发光盘的出光方向朝向该管体的中间部分；

第一聚光透镜，设置在该管体中且位于该第一发光盘的出光侧；以及

散光件，设置该管体中且位于该第一聚光透镜的出光侧，用以发散自该第一聚光透镜所接收的光线至该管体。

2.根据权利要求1所述的发光二极管灯管，其特征在于，更包括：

第二发光盘，具有复数个第二发光二极管，该发光盘设置在该管体的该第二端，且该第二发光盘的出光方向朝向该管体的中间部分；以及

第二聚光透镜，设置在该第二发光盘的出光侧且位于该散光件与该第二发光盘之间；

其中，该散光件用以发散自该第二聚光透镜所接收的光线至该管体。

3.根据权利要求1所述的发光二极管灯管，其特征在于，该第一聚光透镜为凸透镜。

4.根据权利要求2所述的发光二极管灯管，其特征在于，该第二聚光透镜为凸透镜。

5.根据权利要求1-4项中任意一项所述的发光二极管灯管，其特征在于，该散光件为凹透镜或凹面镜。

6.根据权利要求5所述的发光二极管灯管，其特征在于，更包括管状光学片，设置在该管体的容置空间中并抵靠于该管体的内侧壁。

7.根据权利要求6所述的发光二极管灯管，其特征在于，该管状光学片为扩散片、导光片或滤光片。

8.根据权利要求7所述的发光二极管灯管，其特征在于，该管状光学片中分别设置有复数沟槽，可供该第一聚光透镜及/或该第二聚光透镜及/或该散光件调整距离并卡合固定于其上。

9.根据权利要求8所述的发光二极管灯管，其特征在于，该管状光学片的两端分别具有复数卡合结构，用以固定该第一发光盘及/或该第二发光盘。

10.根据权利要求9所述的发光二极管灯管，其特征在于，该散光件包括：

第一散射部，面向该管体的该第一端，用以发散自该第一发光盘所接收的光线至该管体；以及

第二散射部，面向该管体的第二端，用以发散自该第二发光盘所接收的光线至该管体。

11.根据权利要求6所述的发光二极管灯管，其特征在于，在该管体内侧壁及/或该管状光学片上涂布波长转换层，使得该第一发光二极管的波长λ1可被该波长转换层转变至另一波长λ2，其中λ1≠λ2。

12.根据权利要求11所述的发光二极管灯管，其特征在于，该波长转换层为荧光层、色素层或颜料层。

13.根据权利要求1-4项中任意一项所述的发光二极管灯管，其特征在于，该第一发光二极管为紫外光发光二极管或可见光发光二极管，该第二发光二极管为紫外光发光二极管或可见光发光二极管。

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