CN104515016A - 一种led照明灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种LED照明灯具，包括导光部和发光部，所述导光部用于接收所述发光部的出射光，所述导光部具有第一折射率，所述导光部内掺杂有具有第二折射率的扩散粒子，所述扩散粒子的浓度、颗粒大小和折射率可调整并配置为将所述出射光均匀透射出所述LED照明灯具。通过本发明掺杂的扩散粒子，可以使LED照明灯具的出射光更加均匀。
Description
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其涉及一种LED照明灯具。
背景技术
现在市场上的LED照明灯具，使用LED颗粒少的，无法实现360度发光，不能做到完美替代传统荧光灯的360度的发光效果；使用LED颗粒多的，价格偏高，且发光面积小，不够美观。
因此，亟需一种既能够360度发光又能够减少LED颗粒的LED照明灯具。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种能够均匀出光的LED照明灯具。
本发明公开了一种LED照明灯具，包括导光部和发光部，所述导光部用于接收所述发光部的出射光，所述导光部具有第一折射率，所述导光部内掺杂有具有第二折射率的扩散粒子，所述扩散粒子的浓度、颗粒大小和折射率可调整并配置将所述出射光均匀透射出所述LED照明灯具。
优选地，所述扩散粒子的浓度与所述第一折射率和第二折射率的折射率差成反比。
优选地，所述扩散粒子的浓度与所述扩散粒子的颗粒大小成反比。
优选地，所述扩散粒子的浓度与所述导光部的导光长度成反比。
优选地，所述扩散粒子为直径是1至5微米的颗粒，所述扩散粒子的浓度为每立方毫米500至10000颗。
优选地，所述扩散粒子的折射率为1.4至1.6。
优选地，所述导光部的折射率为1.4至1.6。
优选地，所述导光部内还掺杂有具有第三折射率的扩散粒子。
优选地，所述导光部为管体，其为玻璃或塑料的透明材质，所述管体内部形成有空腔。
优选地，所述发光部包括光源板和贴设在其上的LED光源，所述光源板为环状光源板，位于所述管体的两端，所述LED光源朝向所述管体照射。
优选地，所述LED照明灯具还包括散热体，所述管体套在所述散热体外，且所述散热体与所述管体形状匹配。
优选地，所述散热体的外表面设置有反射部，用于将散射至所述散热体的外表面的光线反射回所述管体内。
优选地，所述散热体的端部设置有沿径向向外延伸的环状突起部，所述突起部与所述管体的端部将所述发光部夹在中间。
优选地，所述散热体内安装有电源部件，所述管体的两端部包括有端盖，所述端盖收容所述环状突起部和所述发光部，所述端盖设置有与市电连接的接线端子，通过所述接线端子，所述电源部件与市电连接。
本发明的LED照明灯具，在导光部内掺杂了上述扩散粒子后，可以通过调节扩散粒子的浓度与折射率差、颗粒大小、甚至照明灯具尺寸之间的关系，达到均匀出光的效果。并且，采用本发明的LED照明灯具的结构，可以有效地减小管状LED照明灯具两端灯头的尺寸大小，还能增加散热效果。
附图说明
图1为符合本发明的优选实施例的LED照明灯具的部分分解示意图；
图2为符合本发明的优选实施例的LED照明灯具的部分组装示意图；
图3为符合本发明的优选实施例的LED照明灯具的部分剖视图；
图4为符合本发明的优选实施例的发光部示意图；
图5为没有掺杂扩散粒子时，LED照明灯具内部的光路图；
图6为掺杂了扩散粒子后，LED照明灯具内部的光路图；
图7a为扩散粒子浓度过高时，LED照明灯具发光效果图；
图7b为扩散粒子浓度过低时，LED照明灯具发光效果图；
图7c为扩散粒子浓度适合时，LED照明灯具发光效果图；
图8为符合本发明的优选实施例的LED照明灯具的出射光示意图。
附图标记：
10-管体，11-扩散粒子；
20-发光部，21-光源板，22-LED光源；
30-散热体，31-突起部；
40-端盖，41-接线端子；
50-电源部件。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
参阅图1-图4，符合本发明的优选实施例的LED照明灯具，包括管体10、发光部20、散热体30、端盖40以及电源部件50。
管体10作为LED照明灯具的导光部，管体10的端部固定有发光部20，管体10套在散热体30外，端盖40套在管体10的端部并将发光部20收容于其中。管体10作为LED照明灯具的透光部，内部形成有空腔，在符合本发明的优选实施例中，管体10还能够将发光部20的出射光进行散射、混光，从而达到均匀出光的效果，管体10的材料可以选用透光性能优良的玻璃或者塑料材质，比如聚碳酸酯(PC)、亚克力(PMMA)材料。发光部20由安装在同一块光源板21上的多个LED光源22组成，该光源板21被设置成适应管体10端部形状的环形结构，每一个LED光源22均贴设在光源板21面向管体10长度方向的一侧，使得LED光源22的出射光全部朝着管体10内出射。散热体30的材质一般选择金属材质，比如使用铝挤出件，设置在管体10内部的散热体30的形状与管体10匹配，并且在散热体30的端部设置有沿径向向外的环状突起部31，突起部31与管体10的端部将发光部20夹在中间并且突起部31与光源板21贴合，使得在LED光源22工作时散发出来的热量能够更快地通过该突起部31进入散热体30从而达到散热的目的。端盖40还将突起部31也收容在其内，从而将管体10的端部整个密封，一方面增加LED照明灯具的稳定性，另一方面端盖40也可设计成不透光的结构，避免漏光的发生。
如图2所示的符合本发明的优选实施例的LED照明灯具的截面分解图，散热体30内部被设计成中空结构，其内容纳有电源部件50，同时，端盖40处设置有接线端子41，通过接线端子41可以将电源部件50与市电连接，从而完成LED照明灯具的电性连接。有别于将电源设计在管体10端部的设置，将电源部件50设置在管体10内部，可以有效地减小LED照明灯具的端部部分的大小，同时也使得LED照明灯具的发热源分散，散热效果更佳。在散热体30的外表面上、与管体10内表面之间，还可以设置反射层或反射纸，用于将散射至散热体30外表面的光线反射出去，增强光学效率、光线利用率，反射层的材质可以是在散热体30的外表面上喷白油或者喷反射粉，反射纸的材质一般为高反塑料，例如聚对苯二甲酸类塑料(PET)或聚碳酸酯(PC)材料。
符合本发明的优选实施例的LED照明灯具中，当管体10内没有掺杂扩散粒子11时，LED光源22的出射光有相当一部分仅仅在管体10内传播，这是由于光线从光密介质传播至光疏介质会产生的全反射效应，如图5所示。如图6所示，当管体10内部掺杂用于折射、散射光线的扩散粒子11，图5中描述的全反射光线在传播时会投射在扩散粒子11的表面，由于管体10具有第一折射率，扩散粒子11具有第二折射率，它们的折射率不同，当在管体10内传播的光线接触到一个扩散粒子11时，由于折射率的不同，其传播路径会发生偏折，可能直接偏转出管体10，也可能偏转至另一个扩散粒子11发生再一次偏折，这样，从设置在端部的LED光源22射出的光线经过多个扩散粒子11的偏折后，从管体10出射形成光强较为均匀的散射光。但是，要发出均匀的光线，需要对扩散粒子11的大小、浓度以及与管体10的折射率差进行调整。
采用上述结构的LED照明灯具，发光部20的LED光源22侧向、朝管体10的长度方向发光，光线在管体10内传播，经过管体10内壁折射的折射光直接透射出管体10，而被管体10内壁反射的反射光的传播路径中，会受到扩散粒子11的折射和散射，以及散热体30外表面上的反射层或反光纸的反射，上述反射光受到的折射、散射和反射并无固定的先后次序，但根据管体10内所掺杂的扩散粒子11的浓度和颗粒大小适配于扩散粒子11与管体10的折射率差，这些反射光线均能够透射出管体10。上述光线的传播方式，可以使LED照明灯具实现全方位、无死角的360度光照功能。
当然，作为导光部的管体10内可以掺杂不止一种折射率的扩散粒子，即具有第三折射率的附加扩散粒子。该附加扩散粒子可以即根据其第三折射率与管体10的第一折射率的折射率差，确定其掺杂的浓度、颗粒大小以及具体掺杂在管体10的端部还是中部。
如图7a-图7c所示，在给定LED照明灯具长度、扩散粒子11大小以及折射率差的情况下，假如扩散粒子11的浓度过高，会造成LED照明灯具两端过亮、中段过暗的情形，这是因为当扩散粒子11浓度过大，LED光源22的出射光线往往刚刚传播了一段距离就遇到了一个扩散粒子11发生偏折，大部分光线在传播很短的距离的时候就从管体10出射，反而接触不到位于中段的扩散粒子11；假如扩散粒子11的浓度过低，会造成LED照明灯具两端过暗、中段过亮的情形，这是因为当扩散粒子11浓度过小，LED光源22的出射光线往往传播了较长的距离也遇不到一个扩散粒子11，使得大部分光线都在管体10的中段与扩散粒子11接触发生偏折，反而接触不到位于两端的扩散粒子11；因此，在这种情况下，需要适当调节扩散粒子11的浓度，使得在能够保证光学效率的前提下，让LED照明灯具的发光更均匀。
当然，在给定LED照明灯具长度的情况下，扩散粒子11的大小、折射率也是可以变化的。在给定扩散粒子11大小的情况下，扩散粒子11的第二折射率与管体10的第一折射率的折射率差越大，则扩散粒子11的浓度为越小，折射率差越小，扩散粒子11的浓度为越大。这是因为，折射率差反映的是光线偏折角度大小，折射率差越大，光线偏折角度越大，在符合本发明的LED照明灯具内，光线能够越快地从管体10出射，故并不需要很多扩散粒子11对光线进行折射；反之，光线偏折角度越小，则需要多次偏折才能够从管体10出射，因此需要更多地掺杂扩散粒子11，使得光线能够获得足够的偏折角度，从而从管体10内出射。在给定第一折射率和第二折射率的情况下，即折射率差恒定，扩散粒子11的直径越大，单个扩散粒子11所能够偏折的光线也越多，所需的扩散粒子11的浓度越小；扩散粒子11的直径越小，单个扩散粒子11所能够偏折的光线也越少，所需的扩散粒子11的浓度越大。
另外，扩散粒子11的浓度与LED照明灯具的长度也是有关的，当LED照明灯具的长度越长，所需要掺杂的扩散粒子11的浓度就越小，当LED照明灯具的长度越短，所需要掺杂的扩散粒子11的浓度就越大，例如1.2米长的LED照明灯具所需的扩散粒子11浓度就比0.6米长的LED照明灯具小。同时，可以适应性地根据光线出射的情况，调整选用的扩散粒子11的折射率以及颗粒大小，使得LED照明灯具的均匀出光。
在符合本发明的LED照明灯具中掺杂的扩散粒子11，其颗粒大小的范围可为直径为1至5微米的扩散物质，浓度范围可以是每立方毫米500至10000颗。根据LED照明灯具的长度以及所选用的扩散粒子11和管体10的材质的折射率，扩散粒子11可以在上述的大小和浓度范围内适应性地选取合适的颗粒大小和浓度，以达到LED照明灯具均匀出光的目的，如扩散粒子11选用折射率为1.4至1.6，作为导光部的管体10选用折射率为1.4至1.6。在符合本发明的一个优选实施例中，LED照明灯具选用折射率为1.58的材质组成，扩散粒子11大小为直径3微米，浓度为每平方毫米1000颗，折射率为1.43。在符合本发明的另一个优选实施例中，LED照明灯具选用折射率为1.58的材质组成，扩散粒子11大小为直径3微米，浓度为每平方毫米2000颗，折射率为1.5。采用上述两个优选实施例的LED照明灯具，可以达到如图7c所示的均匀出光的效果，并且最终达到如图8所示的360度发光。
本发明的LED照明灯具，在导光部(即管体10)内掺杂了上述扩散粒子11后，可以通过调节扩散粒子11的浓度与折射率差、颗粒大小、甚至照明灯具尺寸之间的关系，达到均匀出光的效果。并且，采用本发明的LED照明灯具的结构，可以有效地减小管状LED照明灯具两端的尺寸大小，还能增加散热效果。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (14)
1.一种LED照明灯具，包括导光部和发光部，所述导光部用于接收所述发光部的出射光，所述导光部具有第一折射率，其特征在于，所述导光部内掺杂有具有第二折射率的扩散粒子，所述扩散粒子的浓度、颗粒大小和折射率可调整并配置为将所述出射光均匀透射出所述LED照明灯具。
2.如权利要求1所述的LED照明灯具，其特征在于，所述扩散粒子的浓度与所述第一折射率和第二折射率的折射率差成反比。
3.如权利要求1所述的LED照明灯具，其特征在于，所述扩散粒子的浓度与所述扩散粒子的颗粒大小成反比。
4.如权利要求1所述的LED照明灯具，其特征在于，所述扩散粒子的浓度与所述导光部的导光长度成反比。
5.如权利要求1所述的LED照明灯具，其特征在于，所述扩散粒子为直径是1至5微米的颗粒，所述扩散粒子的浓度为每立方毫米500至10000颗。
6.如权利要求5所述的LED照明灯具，其特征在于，所述扩散粒子的折射率为1.4至1.6。
7.如权利要求6所述的LED照明灯具，其特征在于，所述导光部的折射率为1.4至1.6。
8.如权利要求1所述的LED照明灯具，其特征在于，所述导光部内还掺杂有具有第三折射率的扩散粒子。
9.如权利要求1所述的LED照明灯具，其特征在于，所述导光部为管体，其为玻璃或塑料的透明材质，所述管体内部形成有空腔。
10.如权利要求9所述的LED照明灯具，其特征在于，所述发光部包括光源板和贴设在其上的LED光源，所述光源板为环状光源板，位于所述管体的至少一端，所述LED光源朝向所述管体长度方向照射。
11.如权利要求10所述的LED照明灯具，其特征在于，还包括散热体，所述管体套在所述散热体外，且所述散热体与所述管体形状匹配。
12.如权利要求11所述的LED照明灯具，其特征在于，所述散热体的外表面设置有反射部，用于将散射至所述散热体的外表面的光线反射回所述管体内。
13.如权利要求11所述的LED照明灯具，其特征在于，所述散热体的端部设置有沿径向向外延伸的环状突起部，所述突起部与所述管体的端部将所述发光部夹在中间。
14.如权利要求13所述的LED照明灯具，其特征在于，所述散热体内安装有电源部件，所述管体的两端部包括有端盖，所述端盖收容所述环状突起部和所述发光部，所述端盖设置有与市电连接的接线端子，通过所述接线端子，所述电源部件与市电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |