CN103712108B - 一种基于折射的高透光率led灯管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于折射的高透光率LED灯管，包括芯线、供电装置、以及放置于芯线内的至少一个LED灯，所述LED灯与供电装置连接，所述芯线外围还覆盖有整体包覆层，其特征在于，所述芯线为透明或半透明材质，所述整体包覆层包括位于LED灯座一侧的底部包覆部，位于LED灯出光方向的透光包覆部和位于LED灯侧向的不透光包覆部，所述灯管在LED灯顶部方向设置有折射气隙。该灯管通过设置折射气隙的方式对光线进行折射而发散光线，可以大大减少LED灯发出的光在发散过程的损耗，大幅提高灯管透光率；在可弯折灯管中采用L形电路板，可以提高灯管整体的变形性能，实现让可弯折灯管的弯曲方向和LED灯出光方向垂直的效果。

Description

一种基于折射的高透光率LED灯管

技术领域

本发明涉及灯饰领域，更具体地，涉及一种基于折射的高透光率LED灯管。

背景技术

LED灯由于其功耗低下、亮度高、寿命长、颜色多变，亮度易调等优点，在现代光电领域中得到大量应用，这在要求光源形式多样化，颜色变换多端的广告灯饰市场更为明显，同时由于LED灯体积较小，对安装位置的空间要求不高，可以与各种柔性结构配合使用，因此在可弯折灯管市场更是位于领先地位。

现有的仿霓虹均匀出光的灯带主要包括半透明芯线、置于芯线内的LED灯、一个带扩散的半透明外皮及包覆层，为了达到出光均匀的效果，现有技术主要通过以下2种方式来实现：

参见图1，第一种方式中，LED灯84放置于芯线81内，芯线81外围有塑料外皮86，塑料外皮86在靠近LED灯84灯座一侧的外围设置有PVC（PolyVinyl Chloride，聚氯乙烯，简称“PVC”）挡光层85，灯带通过在出光方向的塑料外皮86内渗和扩散粉粉末，当LED灯84发出的光线经过扩散粉粉末时发生散射，从而达到出光均匀的效果。不过在这种方案中，由于散射粉粉末的阻挡和吸收，LED灯84发出的光线中很大一部分光线在扩散过程中被消耗掉了，灯带的整体透光率仅为40%。

参见图2，第二种方式中，LED灯94放置于芯线91内部的凹槽内，外皮包覆层在靠近LED灯94一侧为PVC挡光层95，在灯带出光口为半透明塑料外皮96。该灯带利用光的反射原理将LED灯94发出的光线射向PVC挡光层95并由PVC挡光层95内表面的反射面将光线反射到出光面，同时还在出光面位置的外皮96中加入一层薄薄的扩散粉来达到出光均匀的效果。该方式中，灯带的透光率比第一种方式有所提高，但由于档光塑料的反射无法达到与镜面相当的高反射率效果，导致LED灯94发出的光线由于吸收和反射损失而发生消耗掉了，实际真正能散发到外面的光也还不到原来的60%。

此外，在现代生产中，为了提高生产效率，现有的光源焊接工艺中，柔性线路板（Flexible Printed Circuit Board）通常使用贴片机过回流焊设备来焊接SMD（SurfaceMounted Devices，表面贴装器件）贴片，以此产生整片柔性线路板。参见图3，现有技术中的柔性线路板整体呈平面状，其包括基板71，基板上均匀设置有LED灯座72，不同灯座72之间用铜箔73连接，线路板两端固定有正负极焊盘74、75。可以看出，在将该现有柔性电路板应用于可弯折灯管时，只能沿着柔性线路板面上下弯曲，即可弯折灯带的弯曲方向只能和LED灯的出光方向相同或反向，而不能实现可弯折灯带的弯曲方向和LED灯出光方向垂直的效果，而将现有柔性线路板应用于图2所示的可弯折灯带时，灯带虽然可以实现弯曲方向和LED灯出光方向垂直的效果，但是还是不能解决LED灯透光率低的技术问题。

发明内容

本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种基于折射的高透光率LED灯管，该LED灯管可以减少光线在发散过程的损耗，大幅提高LED灯的透光率。

为了达到上述目的，采用如下技术方案：

一种基于折射的高透光率LED灯管，包括芯线、供电装置、以及放置于芯线内的至少一个LED灯，所述LED灯与供电装置连接，所述芯线外围还覆盖有整体包覆层，其特征在于，所述芯线为透明或半透明材质，所述整体包覆层包括位于LED灯座一侧的底部包覆部，位于LED灯出光方向的透光包覆部和位于LED灯侧向的不透光包覆部，所述灯管在LED灯顶部方向设置有折射气隙。

优选地，所述折射气隙设置于芯线内。

作为一种具体实施例，所述折射气隙被LED灯轴线沿灯管轴向延伸确定的中切面或与中切面平行的平面截得的截面形状为圆形或凸多边形。

作为一种具体实施例，与每个LED灯对应至少设置有一个折射气隙，所述折射气隙在LED灯轴向方向上的投影至少有一部分与LED灯在该方向上的投影重合。

优选地，所述相邻折射气隙之间还设置有至少一个辅助气隙。

作为一种具体实施例，所述灯管为可弯折的柔性灯带。

作为一种具体实施例，所述芯线还设置有用于放置LED灯的LED灯容腔。

进一步地，所述电连接装置包括柔性线路板，所述柔性线路板包括基板，所述基板的一侧间歇凸出形成光源板，所述光源板与基板之间形成-180o～+180o的夹角，相邻光源板之间预留有间隔槽位，所述光源板放置于LED灯容腔内，所述LED灯放置于光源板上。

作为一种具体实施例，多个光源板沿基板轴线方向等距均匀排列，所述柔性线路板在靠近LED灯一侧设置有反光层。

作为一种具体实施例，所述底部包覆部和/或不透光包覆部内侧设置有反光层。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

采用在LED灯顶部设置折射气隙的方式对光线进行折射而发散光线，可以大大减少LED灯发出的光在发散过程的损耗，大幅提高灯管透光率；在可弯折灯管中采用可折叠的柔性线路板，可以提高灯管整体的变形性能，实现让可弯折灯管的弯曲方向和LED灯出光方向在-180o～+180o之间任意选择的效果，此外，该LED灯管结构简单，易于生产制造，应用范围广泛。

附图说明

图1是现有技术中仿霓虹灯带的扩散原理示意图一。

图2是现有技术中仿霓虹灯带的扩散原理示意图二。

图3是现有技术中柔性线路板结构示意图。

图4是本发明所述芯线结构示意图。

图5是本发明所述L形柔性电路板的立体示意图。

图6是本发明所述基于折射的高透光率LED灯管横截面结构示意图。

图7是本发明所述基于折射的高透光率LED灯管光线折射发散示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明：

参见图4-图6，本发明所述的基于折射的高透光率LED灯管，包括芯线1，供电装置、以及放置于芯线1内的至少一个LED灯4，所述LED灯4与供电装置连接，所述芯线1外围还覆盖有整体包覆层5，所述芯线1为透明或半透明材质，所述整体包覆层5包括位于LED灯座一侧的底部包覆部51，位于LED灯4出光方向的透光包覆部53和位于LED灯侧向的不透光包覆部52，所述灯管在LED灯4顶部方向设置有折射气隙11。

上述术语“LED灯4出光方向”指LED灯4与透光包覆部53外表面（即出光面54）之间的位置，折射气隙11根据需要可以设置于芯线1内，也可以设置于透光包覆部53内，甚至形成于芯线1和透光包覆部53之间。“供电装置”用于给LED灯4供电并控制LED灯4的工作状态，供电装置可以是铜绞线或者线路板。

不透光包覆部52连接底部包覆部51、透光包覆部53并与底部包覆部51、透光包覆部53共同形成封闭筒状结构。

根据需要，本发明所属的LED灯管是如日光灯管等不可弯折的刚性LED灯管，也可以是可弯折LED灯管。当灯管为可弯折LED灯管时，芯线1、供电装置及整体包覆层5的部分或全部为柔软可弯折的材料制成。

图6所示的实施例中展示了一种可弯折LED灯管（即柔性灯带），该灯管中，LED灯4在竖直方向位于芯线1的中轴线上，所述LED灯4包括灯珠和灯座，折射气隙11被LED灯4轴线沿灯管轴向延伸确定的中切面55或与中切面55平行的平面截得的截面形状为圆形、凸多边形或其他有利于光线向灯管轴向方向发生折射的形状；与每个LED灯4对应至少设置有一个折射气隙11，所述折射气隙11在背离LED灯一侧设置有大致沿灯管轴向方向延伸的折射面13，为了达到最好的折射效果，所述折射气隙11在LED灯4轴向方向上的投影至少有一部分与LED灯4在该方向上的投影重合。

芯线1的材质优选为透明，折射气隙11设置于芯线1内，折射气隙11由中切面55或与中切面55平行的平面截得的截面形状优选为三角形，上述供电装置包括铜绞线2，所述铜绞线2设置于芯线1内并沿芯线1轴向方向延伸，LED灯4设置于相对透光包覆部53来说更靠近底部包覆部51的位置。上述相邻折射气隙11之间还设置有至少一个辅助气隙14，所述辅助气隙14被LED灯4轴线沿灯管轴向延伸确定的中切面55或与中切面55平行的平面截得的截面形状为圆形、凸多边形或其他有利于向灯管轴向方向发生折射的形状。

所述芯线1内还设置有用于放置LED灯的LED灯容腔，为了便于整体装配，相邻LED灯容腔相互连通形成纵向通道12。所述电连接装置包括柔性电路板3，所述柔性线路板3包括基板31，所述基板31的一侧间歇凸出形成光源板32，所述光源板32与基板31之间形成-180o～+180o的夹角，本例中优选该夹角为90o，以使基板31和光源板32之间形成“L”形结构，多个光源板32沿灯管轴线方向等距均匀排列，相邻光源板32之间预留有间隔槽位33。所述光源板32放置于LED容腔底部，所述LED灯4放置于光源板32上，基板31在纵向通道12外侧靠近芯线12的纵向通孔所在表面。上述底部包覆部51与不透光包覆部52连为一体形成“U”形结构并在“U”形结构的内侧涂覆有反光层，柔性线路板3在靠近LED灯4一侧也涂覆有反光层，所述柔性电路板3内部表面印刷有电源及信号线路，柔性电路板3与铜绞线2并联。

基于上述结构和设置，本实施例所述的基于折射的高透光率LED灯管工作过程如下：

参见图7，当封装好的灯管中LED灯4发光时，其发出的光线40一部分直接射向透光包覆部53方向，另一部分射向不透光包覆部52和柔性线路板3表面后经反射也向透光包覆部53方向射出，这样将大部分的光线40集中到灯管出光面54一侧，而当光线40经过折射气隙11时，由于折射气隙11内空气密度和芯线1的密度不一致，因此光线40在进入折射气隙11和离开折射气隙11时发生首次折射，部分光线40从折射气隙11处射出后再经过辅助气隙发生二次或多次折射，从而将光线40均匀地折射到透光包覆部53的出光面54上，这样从出光面54上就看不到单个的亮点或暗区，达到散射的效果。由于光线40发生折射的损耗远低于反射及散射的损耗，因此在芯线1透明的情况下，灯管整体出光率可以达到90%以上。

参见图6，本实施例所述的可弯折灯管可以沿垂直于上下两条铜绞线2确定的面的方向左右弯曲，由于本发明中“L”形柔性线路板3的存在，不仅基板31可以实现该在方向的弯折，用于安装LED灯4的光源板32也由于间隔槽位33的存在而可以适应该弯曲过程，这样成功实现了可弯折灯管出光方向和弯曲方向相互垂直的效果。

应该理解，本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

Claims (8)

1.一种基于折射的高透光率LED灯管，包括芯线、供电装置、以及放置于芯线内的至少一个LED灯，所述LED灯与供电装置连接，所述芯线外围还覆盖有整体包覆层，其特征在于，所述芯线为透明或半透明材质，所述整体包覆层包括位于LED灯座一侧的底部包覆部，位于LED灯出光方向的透光包覆部和位于LED灯侧向的不透光包覆部，所述灯管在LED灯顶部方向设置有折射气隙；与每个LED灯对应至少设置有一个折射气隙，所述折射气隙在LED灯轴向方向上的投影至少有一部分与LED灯在该方向上的投影重合；

所述相邻折射气隙之间还设置有至少一个辅助气隙；

所述折射气隙与所述辅助气隙沿所述高透光率LED灯管的轴向方向分布设置。

2.如权利要求1所述的基于折射的高透光率LED灯管，其特征在于，所述折射气隙设置于芯线内。

3.如权利要求1或2所述的基于折射的高透光率LED灯管，其特征在于，所述折射气隙被LED灯轴线沿灯管轴向延伸确定的中切面或与中切面平行的平面截得的截面形状为圆形或凸多边形。

4.如权利要求1或2所述的基于折射的高透光率LED灯管，其特征在于，所述灯管为可弯折的柔性灯带。

5.如权利要求1或2所述的基于折射的高透光率LED灯管，其特征在于，所述芯线还设置有用于放置LED灯的LED灯容腔。

6.如权利要求5所述的基于折射的高透光率LED灯管，其特征在于，所述电连接装置包括柔性线路板，所述柔性线路板包括基板，所述基板的一侧间歇凸出形成光源板，所述光源板与基板之间形成-180°～+180°的夹角，相邻光源板之间预留有间隔槽位，所述光源板放置于LED灯容腔内，所述LED灯放置于光源板上。

7.如权利要求6所述的基于折射的高透光率LED灯管，其特征在于，多个光源板沿基板轴线方向等距均匀排列，所述柔性线路板在靠近LED灯一侧设置有反光层。

8.如权利要求1所述的基于折射的高透光率LED灯管，其特征在于，所述底部包覆部和/或不透光包覆部内侧设置有反光层。