CN103939777A - 一种宽光束角led光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宽光束角LED光源装置。包括灯头、散热器、基板与固定在基板上的主光源LED以及球冠状泡壳，其特征是还包括设置在主光源LED阵列外侧的背光源LED和与其光路相通的导光板，导光板的受光端经由条形坑槽嵌合在背光源LED上，再通过螺孔将导光板与基板固定在散热器端面上，以使背光源LED与导光板构成光路耦合，多个分布无数个导光点的导光板立于散热器的外围，即构成发光面积大、宽光束的“柱球泡”型LED光源。显然，本发明显著提高了LED灯泡的全方位发光性能，增加了所配灯具的布光范围和立体照明效果，因此能够有效消除目前LED灯泡代换白炽灯中存在的缺陷而被广泛应用，且同时兼有照明及艺术装饰效果，甚至可以省去灯罩等灯具直接使用。

Description

一种宽光束角LED光源装置

技术领域

本发明属于半导体照明灯具领域，具体为一种宽光束角LED光源装置。 

背景技术

现有LED灯泡为了防止发光效率下降、寿命缩短，需将LED芯片产生的热量有效散发，故具有一定表面积的铝制散热器成为灯泡的必要组件。该散热器本身不是发光体但占据了灯泡的大部分体积，加之LED的出光方向性强、且被贴装在散热器端面的基板上，其发光只能以垂直于散热器端面的方向发出，而沿散热器端面向周围空间的发光则较弱，即使所配置的冠状泡壳有一定的光扩散性，但对周边空间发光的改善也十分有限，一般而言，现有LED灯泡的最大光束角通常小于120°。因此，现有LED灯泡的这种结构属于“球冠状”发光体光源装置，就其照明与效果方面上的明显缺陷是发光表面积小、出光方向性强、光束角窄造成空间布光范围小。故此，作为传统白炽灯泡的新型节能替代光源，LED灯泡在很多照明场合难以完全取而代之，而且特别不适用在有装饰性、半透明的杯型灯罩或片状灯罩的灯具（如吊灯、壁灯、筒灯等）上应用，其关键问题是其不同于白炽灯的立体空间发光特性或效果，即非发光的散热器会在灯具的灯罩上出现面积较大的阴影，而发光集中的球冠状泡壳则在所配灯具的灯罩上形成显明的亮区，从而导致灯罩表面出现发光亮暗不均现象，大大影响配套灯具的照明和装饰效果，并且对节能灯具产品的创新设计造成一定的制约。 

发明内容

本发明的目的是提供一种宽光束角LED光源装置，以克服现有LED灯泡因散热器的本构问题所导致的发光面积小、光束角窄的缺陷。 

本发明的目的是提供一种宽光束角LED光源装置，以改善LED灯泡替代传统白炽灯后存在的缺陷，并优化LED灯泡及其配套灯具的创新设计和更广泛的应用。 

本发明在现有LED灯泡结构的基础上，又利用已有的激光刻制导光板技术，专门设置多组背光源LED及其光耦合的相应的多个导光板，使每个导光板的外表面能够整面、均匀地发光，并与主光源LED产生的球冠状发光面共同形成“柱球泡”型立体光源装置。以改善和提高LED光源的空间全方位发光性能；进一步，使之有可能对上述的导光板形状进行艺术设计，以及在其表面上刻制以装饰性文字和图案排列的导光点，实现LED灯泡产品在造型方面的美化效果。 

因此，本发明采用的技术方案包括灯头、绝缘环、散热器、电源、基板与固定在基板上的主光源LED以及球冠状泡壳，其特征是还包括设置在主光源LED阵列外侧的背光源LED，和与其光路相通的导光板，其中导光板的受光端经由条形坑槽嵌合在背光源LED上，再通过螺孔将导光板与基板固定在散热器端面上，以使背光源LED与导光 板构成光路耦合以向导光板发出光线，多个其上分布无数个导光点的导光板立于散热器的外围，所有导光点对背光源LED光线的散射即构成发光面积大、宽光束的LED光源。 

所述背光源LED有2组以上，每组至少有1个LED，位于主光源LED阵列的外周沿圆周排列。 

所述导光板是曲面，而且受光端的内表面上带有条形坑槽，该条形坑槽嵌合在背光源LED上，导光板的凹面朝向散热器的表面。 

所述导光板的凹面和受光端的外表面上敷贴高反射率薄膜。 

所述导光板上刻制的导光点可以是装饰性图案。 

显然，本发明通过专门加装的背光源及与其光耦合的导光板结构，大大增加了LED现有灯泡的发光面积，并与主光源LED产生的球冠状发光面共同形成“柱球泡”型的立体光源装置，使LED灯泡的光束角大于320°，因而明显提高了LED灯泡的全方位发光性能，增加了所配灯具的布光范围，保持了传统白炽灯泡的立体照明效果，因此能够有效消除目前LED灯泡代换传统白炽灯泡过程中存在的缺陷而被广泛应用，使其适应性更强、照明及艺术装饰效果更好，甚至可以省去原有灯具的灯罩而直接使用。 

附图说明

图1：本发明的总体结构示意图。 

图2：本发明无球冠状泡壳时出光面的结构示意图。 

图3：本发明的导光板示意图。 

图中：1、灯头；2、绝缘环；3、散热器；4、电源；5、基板；6、主光源LED；7、球冠状泡壳；8、背光源LED；9、导光板；10、条形坑槽；11、高反射率薄膜；12、图案；13、螺孔。 

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明包括现有LED灯泡的灯头1、绝缘环2、散热器3、电源4、基板5与固定在基板5上的主光源LED6以及球冠状泡壳7，其特征是还包括设置在主光源LED6阵列外侧的背光源LED8，和传导其光线与其光路相通的导光板9，其中导光板9的受光端经由条形坑槽10嵌合在背光源LED8上，再通过固定螺孔13将二者一起固定在散热器3端面上，以使背光源LED8与导光板9构成光路耦合，多个其上分布无数个导光点的导光板9立于散热器3外围，即构成宽光束的LED光源。即导光板9的发光面可以为纵向弧形，其受光端嵌合在背光源LED8上，其与背光源LED8构成光路耦合，多个导光板9立于散热器3外围，构成发光面积大、光束角宽的LED光源。 

上述背光源LED8有2组以上，每组至少有1个LED，位于主光源LED6阵列的外侧并沿圆周排列。如图2是在基板5上设置有3组背光源LED8，每组背光源8含有3个LED，其位于主光源LED6阵列的外侧与基板5的外缘之间，其中LED沿圆周轨迹排列并焊接在基板5上。 

上述导光板9为曲面，而且导光板9的受光端内表面上设有条形坑槽10，该条形坑槽10嵌合在背光源LED8上，导光板9曲面的凹面朝向散热器3的表面。 

考虑到导光板9的发光效果充分，上述导光板9的凹面和受光端外表面上敷贴高反射率薄膜11。 

上述导光板9的曲面是弧形、花瓣形等，以使本发明在外观上形成花苞、葫芦等立体艺术造型。甚至上述导光板9的曲面形成的花苞等立体艺术造型可以将灯头1包围或覆盖，形成一个完整的立体装饰性艺术造型。 

进一步考虑到导光板9表面发光装饰效果，上述导光板9上刻制的导光点是文字和装饰性图案12，即导光点形成文字和装饰性图案12。 

上述导光板9是光学级亚克力透明材料制成。 

作为实施例，如图1、图2，本发明有3个导光板9各对应于1组背光源LED8，其受光端的内表面上带有条形坑槽10，并叠压于基板5之上，使每个条形坑槽10嵌合在相应的背光源LED8上，再通过固定螺孔13将导光板9与基板5一起固定在散热器3端面上；导光板9受光端的外表面敷贴高反射率薄膜11，以避免背光源LED8的光线向外散射，并将光线导向导光板9；通过现有的激光刻制技术在导光板9上分布疏密、大小不一的导光点，使其对背光源LED8的光线进行散射；导光板9的凹面上敷贴高反射率薄膜11，以将所有导光点的散射光线再向外反射，使导光板9的凸面能够整面、均匀地向周围空间发光，从而将背光源的光线转化为面光源发光。导光点也可按艺术图案形式排列、组成，以在导光板9上产生装饰性发光图案12。导光板9的凹面朝向散热器3表面，相邻导光板纵向边缘之间留有适当的空隙，以使散热器周围空气正常流动，并尽可能地加大导光板9的发光面积、美化LED灯泡外形，特别适用于有装饰性、半透明的杯型灯罩或片状灯罩的灯具上，如吊灯、壁灯、筒灯等，甚至可以省去原有灯具的灯罩而直接应用本发明，集照明与装饰于一灯。 

Claims (7)

1.一种具有宽光束角的LED光源装置，包括灯头（1）、绝缘环（2）、散热器（3）、电源（4）、基板（5）与固定在基板（5）上的主光源LED（6）以及球冠状泡壳（7），其特征是还包括设置在主光源LED（6）阵列外侧的背光源LED（8），和与其光路相通的导光板（9），其中导光板（9）的受光端经由条形坑槽（10）嵌合在背光源LED（8）上，再通过螺孔(13)将导光板(9)与基板(5)固定在散热器(3)端面上，以使背光源LED(8)与导光板(9)构成光路耦合，多个其上分布无数个导光点的导光板(9)立于散热器(3)的外围，即构成宽光束的LED光源。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征是上述背光源LED(8)有2组以上，每组至少有1个LED，位于主光源LED(6)阵列的外侧并沿圆周排列。

3.如权利要求1所述的光源装置，其特征是上述导光板(9)为曲面，而且导光板(9)的受光端的内表面上设有条形坑槽(10)，该条形坑槽(10)嵌合在背光源LED(8)上，导光板(9)曲面的凹面朝向散热器(3)的表面。

4.如权利要求1或3所述的光源装置，其特征是上述导光板(9)的曲面是弧形、花瓣形。

5.如权利要求1或3所述的光源装置，其特征是上述导光板(9)的凹面和受光端的外表面上敷贴高反射率薄膜（11）。

6.如权利要求1所述的光源装置，其特征是上述导光板(9)上刻制的导光点是装饰性图案(12)。

7.如权利要求1所述的光源装置，其特征是上述导光板(9)是由光学级亚克力透明材料制成。