CN103375718A

CN103375718A - 球泡灯及其制作方法

Info

Publication number: CN103375718A
Application number: CN 201310179742
Authority: CN
Inventors: 樊邦扬
Original assignee: Heshan Lide Electronic Enterprise Co Ltd
Current assignee: Heshan Lide Electronic Enterprise Co Ltd
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2013-10-30

Abstract

本发明属于LED技术领域，提供了一种球泡灯及其制作方法，通过等效点光源技术提高LED芯片照明范围，解决了现有技术中光照范围不够宽广或者调节方法过于粗糙、只能定性不能定量解决问题的缺陷，具有明显的进步意义。

Description

球泡灯及其制作方法

发明领域

本发明属于LED技术领域，具体涉及一种球泡灯及其制作方法。

背景技术

由于LED发光特性和发光二极管结构上的不同，LED灯具的照明范围有限，大大限制了LED的实用性。在一些要求较大照明范围的应用中，比如球泡灯或者一些要求灯具具有4π方向光效一致性的应用中，这个缺陷尤其严重。一些厂家对此进行了创新，通过把发光二级管安置在反光罩内营造一种类似于点光源的效果，但是限于LED的面光源特性，这种改进仍然存在着发光不均匀、不能实质提高以及定量调控光照范围的问题，只能起到心灵上的慰藉。

本发明提供一种可以达到任何光照范围的设计方法以及相应的产品。

发明内容

本发明的创意在于等效点光源概念的提出和实际应用，也即，通过若干个LED芯片之间的精确配置和相互配合，实现和真实点光源相同的照明效果。

参见图1，假设在使用点光源P的球泡灯中，点光源P位于球泡灯灯体的中心线上。由于灯体遮光部位S的遮挡作用，会在灯体遮光部位S的后方形成一个光照盲区。该光照盲区表现为以点光源P为顶点呈发射状射出的圆锥体结构。其中任意一条边缘光线（点光源与距离最近的灯体遮光部位上的点之间的连线）和与之相对称的边缘光线之间的夹角β等于该球泡灯的照明暗区角度。

LED芯片是一种典型的平面光源，为了营造近似于点光源的照明效果，本发明的发明人在假设的点光源P和灯体遮光部位S之间设置了一个LED安装部件T，LED芯片安装在安装部件T上。LED安装部件T的结构、位置、尺寸以及LED芯片的数量可以根据要求的照明角度、LED芯片的尺寸以及要求的设计精度计算出来。

LED芯片安装部件T上一般包括分别用于顶部照明和侧部照明的两种芯片。在本发明所举的实施例中，至少一枚LED芯片被用于顶部照明，至少三枚芯片被用于侧部照明，并且所有用于侧部照明的芯片均匀分布在LED安装部件的安装圆周上。在另外一些实施例中，LED芯片也可能同时用于顶部照明和侧部照明。

LED芯片的数量应该参考所要求的设计精度进行确定。一般来说，采用的侧部照明芯片越多，产品的照明角度越接近设计的照明角度。也即，假设2n（n=1～+∞）个LED芯片被用于侧部照明，所有的LED芯片均匀分布在LED安装部件的圆周上。每一个LED芯片和与之距离最近的灯体遮光部位上的点之间的反向延长线汇聚于点光源P。每一条边缘光线有一条与之对称的边缘光线，每一对对称的边缘光线之间形成暗区角度β。当n趋向于无穷大时，由于灯体遮光部位S的遮挡作用，所有边缘光线构成一个以点光源P为顶点的圆锥状发射体照明盲区。该照明盲区近似于接近由点光源P形成的照明盲区。也就是说，可以采用多个LED平面光源模拟出点光源的照明效果。

下面列举的各种LED安装部件的结构以及实现方法对上述理念进行了诠释。

首先参看图2和图3，

LED安装部件表现为一个圆台体，该圆台体和灯体一体成型。该圆台体包括第一安装面和第二安装面。第一安装面垂直于灯体的轴线。第二安装面环绕灯体的外周并和灯体的横截面之间形成一个夹角α。至少一枚LED芯片安装在第一安装面上用于顶部照明，至少三枚芯片安装在第二安装面上用于侧部照明。第二安装面上的每一枚LED芯片和与之距离最近的灯体遮光部位上的点之间的反向延长线汇聚于一点。每一条反向延长线（边缘光线）和与之相对称的边缘光线之间的夹角为β。Β的大小表示了该LED灯具的照明暗区角度。

可选地，参看图3，LED安装部件T变现为倒置的圆台，该圆台和灯体一体成型。LED芯片安装在倒置圆台体的上表面和侧面。

可选地，LED安装部件表现为一个棱台，该棱台具有第一安装面和第二安装面。

下面参看图4，

LED安装部件T是若干个安装面板。每个面板包括第一安装面和第二安装面，LED芯片安装在面板的两个表面。所有面板均匀设置在灯体上并在灯体和面板的安装面之间形成一个夹角α（见图6）。每一个安装在第二安装面上的LED芯片和与之距离最近的灯体遮光部位上的点之间的反向延长线汇聚于一点。每一条边缘光线（反向延长线）和与之互相对称的边缘光线之间的夹角β代表了该LED球泡灯的照明盲区角度。

然后参看图5，

LED安装部件表现为一个正三棱台。正三棱台的上表面用作第一安装面，三个侧面作为第二安装面。LED芯片被安装在三棱台的第一安装面和第二安装面上，每一个三棱台的侧表面和灯体之间形成一个夹角α。安装在第二安装面上的芯片和与之距离最近的灯体遮光部件上的点之间的反向延长线汇聚于一点。每一条边缘光线（反向延长线）和与之互相对称的边缘光线之间的夹角β代表了该LED灯具的暗区角度。

最后参看图7，球泡灯的灯体可以是长方体、椭球体、圆锥体和棱台体等几何结构中的任意一种，LED安装部件T也可以是上述涉及的任意一种结构。

更进一步地，本发明还公开了一种可以确定球泡灯照明角度的设计方法，该方法包括以下步骤：

A.确定球泡灯灯体的最大遮光半径；

B.根据遮光半径和要求的照明角度计算LED芯片的倾斜角度；

C.确定LED安装部件的几何结构以及LED芯片的数量。

根据以上的设计方法和具体结构，可以加工出照明角度确定的LED球泡灯，从而使生产和设计更加具有针对性，实现了量化球泡灯照明角度的目的。

以下结合实施例和说明书附图对本发明的上述应用以及其它方面的特征和优点进行详细介绍。

附图说明

图1：等效点光源示意图；

图2：圆台体型LED安装部件；

图3：倒置圆台体型LED安装部件；

图4：安装板型的LED安装部件；

图5：正棱台结构的LED安装部件；

图6：安装板和球泡灯灯体结构图；

图7：安装板结构图；

图8：长方体结构的灯体。

请注意，各个视图中的同一标记系指不同实施例的相同部件。

具体实施例

以下论述属于但并不限定本发明的权利要求保护范围，在权利判定时应以权利要求书为准。

本发明的实现基于以下两点共识：

1，内置点光源的球泡灯原则上可以将光线投射到除灯体遮光部位形成的暗区以外的任何地方；

2，对于设计合理的球泡灯来说，距离灯体遮光部位最近的LED芯片照射不到的区域将会形成该球泡灯的照明盲区。

在一个优选实施例中，见图2，球泡灯包括透明灯罩3、灯体1、四个LED芯片2以及灯头4。灯体1包括圆柱体部分1-1以及圆台体部分1-2，其中圆台体部分1-2用作安装LED芯片。灯体1的圆柱体部分1-1以及圆台体部分1-2为一体成型结构。四枚芯片中的其中一颗安装在LED安装部件1-2的上表面，另外三颗LED芯片均匀分布在圆台体1-2的侧面上。圆柱体部分1-1为中空结构，其内设置有电源模块、导线以及电子控制部件。每一个安装在圆台体1-2的侧面上的LED芯片和与之距离最近的灯体遮光部位上的点之间的连线的反向延长线汇聚于一点。每一条边缘光线（反向延长线）和与之互相对称的边缘光线之间形成一个夹角β，β的大小等于该球泡灯的盲区角度。

可选地，见图3，球泡灯包括透明灯罩3、灯体1、四个LED芯片2以及灯头4。球泡灯体1包括圆柱体部分1-1以及圆台体部分1-2，两部分为一体成型结构。和图2表示的实施例不同之处在于，该圆台体部分1-2是倒置结构。一枚LED芯片安装在倒置圆台体1-2的上表面，三枚LED芯片安装在圆台体部分1-2的侧面并且均匀分布在圆台体侧面的外表面上。圆柱体部分1-1为中空结构，其内部设置有电源、导线以及控制单元等组件。每一个安装在圆台体1-2的侧面上的LED芯片和与之距离最近的灯体遮光部位上的点之间的连线的反向延长线汇聚于一点。每一条边缘光线（反向延长线）和与之互相对称的边缘光线之间形成一个夹角β，β的大小等于该球泡灯的盲区角度。

从图2和图3可以看出，圆台体部分1-2的侧面和灯体横截面（垂直于轴线）之间形成了一个夹角α，α的大小由所要求的照明角度以及LED安装板的结构和尺寸决定。

图4是另一个优选实施例的示意图。在该实施例中，LED安装部件表现为三对LED安装面板5（见图7）。每一个安装面板5上安装有一只LED芯片，两块安装面板5连接在一起形成一个双面光源板6。见图7，安装面板5包括连接部位5-3、芯片5-1以及通孔5-2。连接部位5-3用于将安装面板5连接到灯体上，通孔5-2用于构建双面光源板6。整个球泡灯包括3个双面光源板6，双面光源板6按照图5所示的方案固定到灯体1上。三个双面光源板6均匀分布在灯体1的安装面上。如图6所示，双面光源板6和灯体1的安装面之间形成夹角α，夹角α满足0°<α<90°。每一个安装在圆台体1-2的侧面上的LED芯片和与之距离最近的灯体遮光部位上的点之间的连线的反向延长线汇聚于一点。每一条边缘光线（反向延长线）和与之互相对称的边缘光线之间形成一个夹角β，β的大小等于该球泡灯的盲区角度。

可选地，LED安装面板两面都具有导电电路，也即安装面板的两面都可以安装LED芯片以形成LED双面光源板。双面光源板包括用于固定到灯体的连接部位以及至少两个的LED芯片。连接部位用于将双面光源板连接到灯体安装面。球泡灯包括三个双面光源板，双面光源板通过连接部位连接到并均匀分布在灯体的连接面上（如图6所示）。见图6，如图6所示，双面光源板6和灯体1的安装面之间形成夹角α，夹角α满足0°<α<90°。每一个安装在圆台体1-2的侧面上的LED芯片和与之距离最近的灯体遮光部位上的点之间的连线的反向延长线汇聚于一点。每一条边缘光线（反向延长线）和与之互相对称的边缘光线之间形成一个夹角β，β的大小等于该球泡灯的盲区角度。

接下来参看图5，在另一个优选实施例中，球泡灯采用了一个特殊结构的LED安装部件。该LED安装部件和灯体一体成型并表现为正三棱台结构。和图6相似，芯片和正三棱台的底面之间形成夹角α，夹角α满足0°<α<90°。每一个安装在正三棱台侧面上的LED芯片和与之距离最近的灯体遮光部位上的点之间的连线的反向延长线汇聚于一点。每一条边缘光线（反向延长线）和与之互相对称的边缘光线之间形成一个夹角β，β的大小等于该球泡灯的盲区角度。

可选地，球泡灯进一步包括若干个LED安装面板，安装面板的数量和三棱台的侧面7的个数相等。该LED安装面板是三面光源板，LED芯片设置在安装面板的其中一个表面上，另一个表面连接到棱台7的侧面上。和图6相似，棱台的侧面和底面之间的夹角为α并且α的大小满足0°<α<90°。每一个安装在棱台侧面上的LED芯片和与之距离最近的灯体遮光部位上的点之间的连线的反向延长线汇聚于一点。每一条边缘光线（反向延长线）和与之互相对称的边缘光线之间形成夹角β，β的大小等于该球泡灯的盲区角度。

在其它的一些实施例中，球泡灯的灯体为长方体结构。四个双面光源板对称的安装在灯体的安装面上。双面光源板的每一个安装面上至少安装一个LED芯片。如图8所示，双面光源板和长方体的安装面之间形成夹角α并且α的大小满足0°<α<90°。安装在双面光源板上的每一个LED芯片和与之距离最近的灯体遮光部位上的点之间的连线的反向延长线汇聚于一点，每一条边缘光线（反向延长线）和与之互相对称的边缘光线之间的夹角为β，β的大小等于该球泡灯的盲区角度。

总之，依据本发明提供的设计方法，在不同实施例中均取得了令人满意的结果，表格1是设计的照明角度和球泡灯实际照明角度之间的一个比较：

表格1实施例中设计照明角度和实际照明角度的比较

实施例对应图形	设计角度/度	实际角度/度	精确度/%
				Fig.2	300	278	92.7
Fig.3	300	274	91.3
				Fig.4	300	285	95.0
Fig.6	300	276	92.0
				Fig.8	300	263	87.7

根据本申请说明书中公开的实施例以及相关说明书附图，在不背离本发明创意的情况下，对本发明进行的修改、省略以及置换等等，都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种LED球泡灯，包括灯体和若干个LED芯片，其特征在于，所述LED球泡灯还包括一个或多个LED安装部件，所述LED安装部件包括第一安装面和第二安装面；至少一个LED芯片安装在所述第一安装面上，至少三枚LED芯片安装在所述第二安装面上；安装在第二安装面上的LED芯片和与之距离最近的灯体上的点之间的连线之反向延长线汇聚于一点。

2.根据权利要求1所述的LED球泡灯，其特征在于，所述LED安装部件表现为一个和球泡灯灯体一体成型的圆台体，圆台体的上表面为第一安装面，圆台体的侧面为第二安装面；至少一个的LED芯片安装在圆台体的第一安装面上，至少三个LED芯片安装在圆台体的第二安装面上。

3.根据权利要求1所述的LED球泡灯，其特征在于，所述LED安装部件表现为一个和球泡灯灯体一体成型的圆台体，所述圆台体为倒置结构；圆台体的下表面为第一安装面，圆台体的侧面为第二安装面；至少一个的LED芯片安装在第一安装面上，至少三个LED芯片安装在第二安装面上。

4.根据权利要求1所述的LED球泡灯，其特征在于，所述LED安装部件表现为若干个双面光源板，所述LED芯片设置在双面光源板上，双面光源板的任意一个安装面至少安装有一枚LED芯片；多个双面光源板均匀分布在球泡灯灯体的固定面上。

5.根据权利要求4所述的LED球泡灯，其特征在于，所述LED双面光源板由两块单面光源板构成，每个单面光源板的安装面上至少安装有一枚LED芯片。

6.根据权利要求4或5所述的LED球泡灯，其特征在于，所述LED双面光源板为铝基板，LED芯片安装在铝基板上并通过设置在铝基板上的电路和铝基板之间建立电连接。

7.根据权利要求4所述的LED球泡灯，其特征在于，所述LED双面光源板的数量为三。

8.一种LED球泡灯，包括灯体和若干LED芯片，其特征在于，所述LED球泡灯还包括一个LED依附部件，所述LED依附部件包括一个或多个LED安装面，所述LED芯片安装在所述安装面上；安装在LED依附部件安装面上的LED芯片和与之距离最近的灯体遮光部位上的点之间的连线之反向延长线汇聚于一点。

9.根据权利要求8所述的LED球泡灯，其特征在于，所述LED依附部件表现为一个和灯体一体成型的正棱台。

10.根据权利要求9所述的LED球泡灯，其特征在于，所述正棱台为三棱台。

11.一种LED球泡灯的制作方法，包括：

A.确定球泡灯灯体最大遮光半径的步骤；

B.根据所要求的照明角度以及步骤A中的最大遮光半径确定LED安装部件之结构和尺寸的步骤；

C.根据LED安装部件的结构和尺寸以及所要求的设计精度确定LED芯片数量的步骤。