CN110242937A - 导光组件及使用该导光组件的照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灯具照明领域，公开了一种导光组件及使用该导光组件的照明装置，本发明提供的导光组件，包括：导光板，具有入光面和出光面；LED芯片安装部，以对应于入光面，其上安装的多个LED芯片朝向入光面的方式设置；开孔，沿导光板与LED芯片安装部对应的同一侧边沿设置，且贯通导光板。其中，出光面包括彼此平行的第一出光面与第二出光面，第一出光面与入光面彼此垂直，且第二出光面与入光面彼此垂直；LED芯片安装部，包括设置有多个LED芯片的LED芯片发光区域，以及不设有LED芯片的非发光区域，非发光区域对应于开孔设置。本发明提供的导光组件及使用该导光组件的照明装置能够有效解决导光板阴影问题，提高灯具出光舒适度。

Description

导光组件及使用该导光组件的照明装置

技术领域

本发明涉及灯具照明领域，特别涉及一种导光组件及使用该导光组件的照明装置。

背景技术

导光板的作用是将原本由LED颗粒点光源组成的线光源转换成面光源，是背光灯具中的重要组件，目前侧面入光式导光板逐步成为主流，其最大的优点是厚度薄、重量轻、成本低。但侧面入光式导光板由于其光线是从边缘进入导光板的，因此会因灯具的安装固定组件及其他功能配套装置产生阴影，影响了美观和出光舒适度。

为解决这一问题，专利文献一CN201010003969.6公开了一种导光板、背光模块以及传导光线的方法。其导光板包括：“一底面、与该底面相对的一出光面、及连接该底面与该出光面的一入光面，且一光线进入该入光面而在该导光板中进行传导该导光板还包括：一具有至少一贯孔的透光基板以及一第一沟槽；所述的第一沟槽设置于该透光基板上、且位于该贯孔的周围”，即在导光板贯孔周围设置沟槽，使进入该导光板的光线在贯孔和沟槽之间进行折射，进而使该贯孔周围的上下方向出光。该导光板结构虽然可部分解决阴影问题，但其增多了加工过程，增大了加工难度，且该结构影响了贯孔周围的强度，缺乏生产使用的实用性。

专利文献二CN200810306481.3公开了一种消除导光组件投射阴影的方法及其装置。其方案为包括“一导光组件，具有一入光面以及一与该入光面相交的出光面；至少一光源体，设于该导光组件临入光面与该出光面之间的旁侧部位，使该光源体所产生的至少局部光线可投射于该出光面表侧。”，即通过改变光源与导光组件的相对位置关系，使部分光线直接投射于出光面上，从而使该光线可在孔位原会产生阴影的后方周缘的出光面处，折射进入导光组件中，藉此即可有效消除原产生于该孔位后方周缘的阴影。该装置一定程度上可解决阴影问题，但其受制于光源与导光组件的相对位置关系，从而导致导光组件体积变大，且限制了导光板本身的多种利用方式。

发明内容

针对现有技术导光板存在阴影而影响出光的问题，本发明提供一种导光组件，包括：

导光板，具有入光面和出光面；

LED芯片安装部，以对应于入光面，其上安装的多个LED芯片朝向入光面的方式设置；

开孔，沿导光板与LED芯片安装部对应的同一侧边沿设置，且贯通导光板，

其特征在于，

出光面包括彼此平行的第一出光面与第二出光面，

第一出光面与入光面彼此垂直，且第二出光面与入光面彼此垂直；

LED芯片安装部，包括设置有多个LED芯片的LED芯片发光区域，以及不设有LED芯片的非发光区域，

非发光区域对应于开孔设置。

在本发明中，LED芯片安装部上安装的多个朝向入光面设置的LED芯片发出的光线通过导光板侧面的入光面进入到导光板内部，而从出光面射出，使导光板发光。将不设有LED芯片的非发光区域对应于开孔设置，则对应于非发光区域及开孔的导光板处无光线射入，自然也不会产生开孔阴影。

优选的，LED芯片发光区域中，至少包括由多个LED芯片构成的第一发光区域，以及LED芯片的密度大于第一发光区域的第二发光区域，第二发光区域设置在非发光区域的两侧，第一发光区域设置在第二发光区域远离非发光区域的一侧。

在本发明中，由于对应于开孔的LED芯片安装部为不设有LED芯片的非发光区域，会使导光板内部对应于非发光区域及开孔处存在暗区，所以设置LED芯片的密度大于第一发光区域的第二发光区域，增强第二发光区域对应导光板处的区域亮度，并且，因其隔着非发光区域相对设置，能够从非发光区域的两侧对暗区进行补光，使暗区消失而形成均匀光源。同时非发光区域两侧的第二发光区域能够互相给对侧在本侧形成的开孔阴影进行补光，以消除第二发光区域光线照射开孔在导光板内产生的开孔阴影。

优选的，第二发光区域以隔着非发光区域，彼此相互对称的形式设置。

将第二发光区域以隔着非发光区域，彼此相互对称的形式设置，能够从两侧以光强相同的方式对导光板内部对应于非发光区域及开孔处存在的暗区进行补光，使出光更均匀。同时在消除对侧在本侧形成的开孔阴影时，采用对称的形式则光线照射开孔产生的阴影及光线消除对侧在本侧形成的阴影效果相同，使出光更均匀。

优选的，第二发光区域中的，沿导光板边沿平行排列的LED芯片之间的间距，小于第一发光区域中的，沿导光板边沿平行排列的的LED芯片之间的间距。

第二发光区域中的LED芯片之间的间距，小于第一发光区域中的LED芯片之间的间距，则第二发光区域中的LED芯片密度大于第一发光区域中的LED芯片密度，第二发光区域对应的导光板处亮度也大于第一发光区域对应的导光板处亮度。利用非发光区两侧对称设置的第二发光区域中的LED芯片产生的光线对非发光区域对应的导光板补光，消除了非发光区域对应的导光板处存在的暗区，同时降低了第二发光区域对应的导光板处亮度，使其与第一发光区域对应的导光板处亮度无明显差异，且区域中LED芯片的均匀排列也能够使导光组件出光更均匀舒适。

优选的，第一出光面包括发光区和混光区；

在第一出光面的发光区，设有将LED芯片入射至导光板内部的光线部分反射至第一出光面和第二出光面的光学点；

混光区具有平滑表面，沿导光板的边沿设置；

开孔对应于第一出光面的开口，设置在混光区。

LED芯片发出的光线通过导光板的入光面进入到该导光板的内部，其中，一部分光线入射至与导光板入光面相垂直的第一出光面的光学点，光线入射至该光学点时，光线将改变其反射角度，即破坏光线传递的全反射现象，光线将发生反射与散射，并向各个不同方向照射，其中部分光线由与第一出光面平行设置的第二出光面射出，当然，也会有来自LED芯片的部分光线先入射至该导光板第二出光面后再反射至该导光板第一出光面的光学点，并完成上述的改变反射角度，从而部分光线由导光板的第二出光面射出。

本发明中，在具有平滑表面的混光区，由于没有光学点来破坏全反射现象，混光区的相应部分不会有光线射出。将开孔设置在混光区中的情况下，会使从导光板侧面的入光面进入导光板的光线，在被开孔遮蔽产生阴影时，该阴影落在没有光线射出的混光区，所以不会被使用者肉眼观察到，从而提高了导光组件的美观度。

优选的，第二发光区域中最临近非发光区域的边界LED芯片，与边界LED芯片隔着非发光区域的第二发光区域中、最临近非发光区域的另一边界LED芯片，以及开孔的相对位置关系，满足以下关系式，

θ＝arctan(X/L1)，Y＝L2xtanθ，X'＜Y，

其中，

X为边界LED芯片的中心至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

X'为另一边界LED芯片的中心至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

Y为边界LED芯片与开孔中心的连线与混光区－发光区边界线交点，至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

L1为开孔中心到LED芯片发光面平面的垂直距离，

L2为开孔中心到混光区－发光区边界线的垂直距离，

θ为边界LED芯片的中心与开孔中心的连线，与开孔中心与LED芯片发光面平面垂线之间的夹角。当开孔的位置确定时，可以由开孔中心到LED芯片发光面平面的垂直距离及边界LED芯片相对于开孔在LED芯片安装部的位置区间，确定θ角度范围，通过调整混光区－发光区边界线，可以确定边界LED芯片照射开孔产生的阴影位置，使程度较深的开孔阴影落在无光线射出的混光区，从而使阴影不会被使用者观察到，同时调整另一边界LED芯片相对于开孔在LED芯片安装部的位置，以消除导光板内部对应于非发光区域的暗区，提高导光组件的美观度。

优选的，第二发光区域中最临近非发光区域的边界LED芯片，与边界LED芯片隔着非发光区域的第二发光区域中、最临近非发光区域的另一边界LED芯片，以及开孔的相对位置关系，满足以下关系式，

θ＝arctan(X/L1)，Z＝(L1+L2)xtanφ，X'＜Z，

其中，

X为边界LED芯片的中心至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

X'为另一边界LED芯片的中心至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

Z为另一边界LED芯片在发光区形成的无明显亮度差异区域的边线与混光区－发光区边界线的交点，到另一边界LED芯片中心与混光区－发光区边界线垂线的垂直距离，

L1为开孔中心到LED芯片发光面平面的垂直距离，

L2为开孔中心到混光区－发光区边界线的垂直距离，

θ为边界LED芯片的中心与开孔中心的连线，与开孔中心与LED芯片发光面平面垂线之间的夹角，

Φ为另一边界LED芯片在发光区形成的无明显亮度差异区域的边线和另一边界LED芯片中心与混光区－发光区边界线垂线之间的夹角。

当开孔在导光板上的位置、边界LED芯片相对于开孔的位置及混光区－发光区边界线的位置都确定时，边界LED芯片照射开孔产生的阴影确定，通过另一边界LED芯片产生的光线可在一定程度上消除部分开孔阴影，减小开孔阴影面积，使之成为无明显亮度差异区域，从而使导光组件出光均匀。

优选的，另一边界LED芯片及开孔的相对位置关系，满足以下关系式，

X'＜Y1，其中，X'为另一边界LED芯片的中心至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，Y1为边界LED芯片远离开孔一侧发出的光线相对于开孔圆周远离LED芯片安装部一侧的一个切线，与混光区－发光区边界线的交点，至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离。

边界LED芯片远离开孔一侧发出的光线相对于开孔圆周远离LED芯片安装部一侧的一个切线与边界LED芯片靠近开孔一侧发出的光线相对于开孔圆周靠近LED芯片安装部一侧的另一个切线围成的区域为边界LED芯片照射开孔产生阴影本影的区域，阴影本影在该区域由开口处沿切线方向逐渐减弱，并通过另一边界LED芯片产生的光线使其减弱。开孔的半径越小，则两个切线越靠近，其围成的区域越小，所以产生的阴影本影区域就越小，对导光组件整体出光亮度影响越弱。同理，LED芯片发光面的面积越大，则两个切线越靠近，其围成的区域越小，所以产生的阴影本影区域就越小，对导光组件整体出光亮度影响越弱。

优选的，另一边界LED芯片及开孔的相对位置关系，满足以下关系式，

X'＜Y1'，其中，X'为另一边界LED芯片的中心至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，Y1'为边界LED芯片靠近开孔一侧发出的光线相对于开孔圆周远离LED芯片安装部一侧的一个切线，与混光区－发光区边界线的交点，至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离。

边界LED芯片靠近开孔一侧发出的光线相对于开孔圆周远离LED芯片安装部一侧的一个切线与边界LED芯片靠近开孔一侧发出的光线相对于开孔圆周远离LED芯片安装部一侧的另一个切线围成的区域为边界LED芯片照射开孔产生阴影半影的区域，阴影半影较本影程度更浅，阴影在该区域由开口处沿切线方向逐渐减弱，并通过另一边界LED芯片产生的光线使其减弱。开孔的半径越小，则两个切线越靠近，其围成的区域越小，所以产生的阴影半影区域就越小，对导光组件整体出光亮度影响越弱。但LED芯片发光面的面积越大则两个切线越远离，其围成的区域越大，所以产生的阴影半影影区域就越大。因半影相对于本影对导光组件亮度影响小，所以总体考虑，LED芯片发光面的面积越大对导光组件整体出光亮度影响越弱。

优选的，入光面中对应于第二发光区域的部分入光面，经表面粗糙化处理而形成的粗糙表面。对第二发光区域对应的入光面进行磨砂处理，使第二发光区域对应的导光板处亮度减小，防止其因LED芯片密度大而局部过亮，从而使导光板亮度更均匀。同时，磨砂处理可以模糊化边界LED芯片照射开孔产生的阴影，使其不明显，所以磨砂处理后无明显亮度差异区域得到扩大，利用LED芯片密度大的第二发光区域给非发光区域对应导光板处补光的效果更好，导光组件的出光强度及均匀度得到提升。

优选的，LED芯片安装部为PCB。

PCB能够方便排列组合LED芯片，利用PCB上印刷的电路设计能够按需形成不同密度的LED芯片发光区域，确保导光组件能以实现消除开孔阴影的方式提供面光源。

优选的，导光板由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或PC(聚碳酸酯)制成。

LED芯片发出的光线从入射面入射至导光板内部，其传输损耗是由于导光板材料本身对光的吸收程度所决定的，因此采用透光率高的介质例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或PC(聚碳酸酯)能够减少光在传输过程中的损耗，充分提高导光组件的出光亮度。

优选的，导光板上的光学点为利用激光打点形成、通过喷墨打印形成或注塑形成。

LED芯片发出进入导光板内部的光线通过光学点被转变方向，反射到第二出光面，形成面光源，为保证面光源出光的均匀及美观，光学点的形成需要特殊的工艺，采用以上方式能够精确形成所需光学点图案设计，且形成的光学点疏密大小可控，能使导光组件均匀发光。

本发明还提供一种照明装置，使用本发明提供的导光组件作为侧面入光正面照明的组件。

本发明提供的导光组件有效消除了开孔阴影，使用该导光组件的照明装置不存在安装固定用配件产生的阴影，使灯具出光均匀舒适。

附图说明

图1是本发明第一实施例的导光组件立体示意图；

图2是本发明第一实施例的导光组件局部俯视图；

图3是本发明第二实施例的导光组件局部俯视示意图；

图4是本发明第二实施例的导光组件光源局部结构示意图；

图5是本发明第三实施例的导光组件光源局部结构示意图；

图6是本发明第四实施例的导光组件局部俯视示意图；

图7是本发明第五、六实施例的导光组件局部俯视示意图；

图8是本发明第七实施例的导光组件局部俯视示意图；

图9是本发明第八实施例的导光组件局部俯视示意图。

附图标记说明

A.导光组件；1.导光板；11.入光面；12.出光面；12a.第一出光面；12b.第二出光面；12a1.发光区；12a2.混光区；3.LED芯片安装部；3a.LED芯片；31.发光区域；32.非发光区域；311.第一发光区域；312.第二发光区域；3m.边界LED芯片；3m'.另一边界LED芯片；4.开孔；40.开口；5.光学点；Ⅰ.混光区－发光区边界线；Ⅱ.无明显亮度差异区域的边线。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

本发明的第一实施方式提供了一种导光组件，图1是本发明第一实施例的导光组件的立体示意图，图2是对图1中开孔4所在导光板区域及其对应的LED芯片安装部3放大后的导光组件局部俯视图。参见图1-图2所示，导光组件A包括导光板1和LED芯片安装部3，导光板1由透光性良好的材料制成，具有入光面11和出光面12，出光面12包括彼此平行的第一出光面12a与第二出光面12b，其中第一出光面12a与入光面11彼此垂直且第二出光面12b与入光面11彼此垂直。LED芯片安装部3上以规定间距排布有多个朝向入光面11设置的LED芯片3a，其中，设置有多个LED芯片3a的区域为LED芯片发光区域31，以及不设有LED芯片3a的区域为非发光区域32。导光组件A还包括开孔4，该开孔4沿导光板1与LED芯片安装部3对应的同一侧边沿设置，且贯通导光板1的第一出光面12a与第二出光面12b，在安装固定导光组件A时，将固定件例如固定销(未图示)插入开孔4，从而使导光组件A能够通过该固定件而固定在例如照明装置的筐体上。

现有技术中，朝向入光面11设置的LED芯片3a发出的光线从导光板1侧面的入光面11进入导光板1内部后，在经过贯通导光板1的开孔4时，部分光线进入开孔4内部发生反射且与周围光线发生干涉而在后方产生阴影，或者在遇到插入开孔4内起到固定定位作用的固定件例如固定销(未图示)时，在开孔4的后方产生阴影，使得使用者可从出光面12，例如第二出光面12b观察到，影响了导光组件A的美观度。

而在本实施例中，将不设有LED芯片3a的非发光区域32对应于开孔4设置，则邻近开孔4的部分没有光线射入，故没有光线会进入开孔4内部而产生开孔阴影，即使开孔4内插有固定件也会因没有入射的光线而不会产生阴影。

对于与非发光区域32相对应的出光面部分，因为没有对应LED芯片的直接发光照射而形成的，相对于其他出光面而相对较暗的部分，则可以通过LED芯片发光区域31中的LED芯片3a所发出的光进行弥补，来实现出光面部分整体的均匀出光效果。

因此，本实施例的导光组件消除了开孔4或固定销产生的阴影，提高了美观和出光舒适度。

在本实施例中，虽然是以单侧入光式为例进行介绍的，但在实际实施本发明时，也可以是例如相对的双侧入光式，或者是两侧以上的侧入光式LED导光组件A。

另外，本实施例中，图1示出的LED芯片3a为单列排列，但并不限于此，单列排列或者多层例如两列排列LED芯片的情况，都可以通过将不设有LED芯片3a的非发光区域32对应于开孔4设置，来实现消除开孔所形成的阴影的效果。

实施例二

本发明的第二实施方式提供了一种导光组件，图3是本发明第二实施例的导光组件局部俯视图，图4是本发明第二实施例的导光组件光源局部结构示意图。第二实施方式是对第一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第二实施方式中，图3是对图1中开孔4所在导光板1的局部区域及其对应的LED芯片组3放大后的导光组件A局部俯视图，如图3所示，根据非发光区域32的位置，将LED芯片发光区域分为与非发光区域32相邻且分别位于非发光区域32两侧的第二发光区域312，和与第二发光区域312相邻，且在远离非发光区域32一侧设置的第一发光区域311。发光区域31中的LED芯片3a排列为一列，沿导光板1边沿平行排列，且第二发光区域312中相邻的LED芯片3a之间的间距，小于第一发光区域311中相邻的LED芯片3a之间的间距。图4是图3中的LED芯片安装部3的局部结构示意图，因为多个LED芯片3a在LED芯片安装部3上呈规则排列，故选取局部加以描述，如图4所示，第一发光区域311中，彼此相邻的单个LED芯片a与单个LED芯片b的间距大于第二发光区域312中单个LED芯片a'与单个LED芯片b'的间距。因此，第二发光区域312的单位面积LED芯片的排列密度，大于第一发光区域311的单位面积LED芯片的排列密度。

因在第一实施例中，对应于开孔4处为不设有LED芯片的非发光区域32，由于该区域对应的导光板1处没有光线射入，使开孔4不会在该区域产生阴影但同时会使非发光区域32对应的导光板处产生暗区，虽然可以通过LED芯片发光区域31中的LED芯片3a所发出的光进行弥补该暗区的影响，但有一定的限度。故在本实施例中，增大了与非发光区域32两侧相邻设置的第二发光区域312中LED芯片的排列密度，使得非发光区域32相邻两侧相对设置的第二发光区域312的亮度更强，利用该区域光线亮度对非发光区域32对应的导光板1部分补光，消除了因非发光区域32对应的导光板1部分没有光线射入而产生的暗区，从而实现非发光区域32及第二发光区域312对应的导光板1部分与第一发光区域311对应的导光板1部分亮度无明显差异，作为面光源的导光组件出光均匀。

当增大非发光区域32相邻一侧的第二发光区域312中LED芯片密度时，可以利用该侧第二发光区域312产生的光线弱化另一侧第二发光区域312中LED芯片照射开孔4而在该侧形成的开孔4阴影，同时该侧在另一侧产生的阴影可通过该侧第二发光区域312中各个LED芯片照射开孔4彼此产生的半影来弱化彼此的本影，第二发光区域312中LED芯片的密度越大，可以使第二发光区域312更接近线光源，发光面积就越大，产生的本影越小，同时半影的程度也越弱，产生的效果更好。因此，将两个第二发光区域312以隔着非发光区域32，彼此相互对称的形式设置，使一侧第二发光区域312的光线照射开孔4时产生的阴影，能够被另一侧第二发光区域312的光线消除的同时，因为两侧的第二发光区域312是对称布置的，所以阴影消除的效果是相同的，使相对于两个第二发光区域312的导光板1部分各自出光更均匀。同时从两侧以光强相同的方式对导光板1内部对应于非发光区域32处存在的暗区进行补光，使出光更均匀。

本实施例中，通过缩减第二发光区域312中的LED芯片3a之间的间距，来提高第二发光区域312中单位面积LED芯片的排列密度，也可以进一步优选地，将第二发光区域312中的多个LED芯片3a之间的间距，以朝向远离非发光区域32的方向，逐步增大直至与第一发光区域311中的LED芯片3a的间距相同为止的方式，逐步渐变来排列。这样使得第二发光区域312中的LED芯片3a在靠近非发光区域32更加密集，而逐步平滑变化到第一发光区域311的排列密度，可以更好地消除因非发光区域32对应的导光板1部分没有光线射入而产生的暗区，使得导光板1中该部分的亮度，更加平滑地过渡到与第一发光区域311对应的导光板1部分的亮度，使得导光组件作为面光源出光更加均匀舒适及美观。

本实施例中，第二发光区域312的密集排列，容易带来单位面积散热需求高的的问题，因此，本实施例中，针对第二发光区域312，可以在其背面设置有相应的散热机构(未图示)以提高该部分的散热性能。

实施例三

本发明的第三实施方式提供了一种导光组件。图5是本发明第三实施例的导光组件光源局部结构示意图。第三实施方式是对第二实施方式中针对调光照明使用双色LED芯片3a的改进，主要改进之处在于，在本发明的第三实施方式中，发光区域31中的LED芯片3a沿导光板1边沿平行排列为两列，且LED芯片3a具有白色和黄色两种不同的颜色，双色LED芯片3a在发光区域31中均匀排列。

使用双色LED芯片3a改进前的单边排列，如图5左侧单列或右侧单列所示(这里以右侧单列举例描述)，两个白色LED芯片LED芯片a'、LED芯片c'间设有一个黄色LED芯片b'，即黄、白芯片交替设置。当导光组件A在调光至最大色温时，白色LED芯片发光，黄色LED芯片熄灭，即LED芯片a'、c'发光，LED芯片b'熄灭，此时发光芯片(LED芯片a'、c')的间距实际为2倍的相邻芯片间距。同理，调光至最低色温时发光芯片间距亦然。

当双色LED芯片3a的排列为在每一列中交替排列，即两个白色LED芯片3a之间隔有一个黄色LED芯片3a，且两列间对应的LED芯片3a颜色不同时，如图5所示，两个白色LED芯片LED芯片a'、LED芯片c'间设有一个黄色LED芯片b'，两个黄色LED芯片LED芯片d'、LED芯片f'间设有一个黄色LED芯片e',且列间对应的LED芯片，例如LED芯片a'与LED芯片d'，为不同颜色。在此种排列方式下无论如何进行调光，发光芯片(LED芯片a'、b'或LED芯片a'、e'或LED芯片b'、d')的间距都为单倍的芯片间距。因而在不减小相邻LED芯片3a间距的情况下，通过这种两列排列的方式，达到减小发光芯片间距，以消除导光板1上暗区的目的；尤其是在芯片之间的距离已经达到极限值时，这种两列排列的方式更有意义。

当然，图5中的两列LED芯片也可以是单列黄色和单列白色的排列方式，同样可实现减小发光芯片间距的目的，但是图5交替排列的方式可使导光板1的出光更均匀舒适。

实施例四

本发明的第四实施方式提供了一种导光组件。图6是本发明第三实施例的导光组件光源局部结构示意图。第四实施方式是对第一实施方式至第三实施方式中任意一个实施方式的改进，主要改进之处在于，在本发明的第四实施方式中，第一出光面12a包括发光区12a1和混光区12a2；在第一出光面12a的发光区12a1，设有多个将LED芯片3a入射至导光板1内部的光线部分反射至第一出光面12a和第二出光面12b的光学点5；混光区12a2与发光区12a1平行设置，具有平滑表面，并沿导光板1靠近LED芯片安装部3的一侧边沿设置；开孔4对应于第一出光面12a的开口40，设置在混光区12a2。

多个LED芯片3a发出的光线从入光面11进入导光板1内部后，部分光线会因为第一出光面12a的光学点5而破坏其全反射条件，使其从第一出光面12a射出或反射至第二出光面12b后射出形成面光源，也会有部分光线先入射至导光板1的第二出光面12b后再反射至导光板1的第一出光面12a的光学点5，并完成上述的改变反射角度，从而由导光板1的第一出光面12a及第二出光面12b射出，使导光组件发光形成面光源。同时，因为多个LED芯片3a发出的光线是从导光板1侧面的入光面11进入导光板1内部的，在经过贯通导光板1的开孔4时，部分光线进入开孔4内部发生反射且与周围光线发生干涉而在后方产生阴影，或者在遇到插入开孔4内起到固定定位作用的固定件例如固定销(未图示)时，在开孔4的后方产生阴影，使得使用者可从出光面12，例如第二出光面12b观察到，影响导光组件A的美观度。

而本实施例中，因为混光区12a2为不设有光学点5的平滑表面，故光线在混光区12a2对应的导光板1内部发生全反射而不会透过出光面12a或12b射出。所以将贯通导光板1的开孔4在第一出光面12a留有的开口40，设置在混光区12a2内，则能够使位于混光区12a2对应导光板1内的开孔4产生的阴影也投射在没有光线射出的混光区12a2对应的导光板1处，而不会透过第二出光面12b被使用者观察到，以此消除了开孔4或固定销产生的阴影，提高了美观和出光舒适度。

本实施例中，仅就第一出光面12a和第二出光面12b进行了介绍，本领域技术人员可以理解，本发明并不限于此，导光组件A的其他各个除了入光面11的平面，都可以作为出光面12来实施本发明。

另外，在本实施例中，仅举例说明了在导光板1的对应于LED芯片安装部3的一侧，设置有混光区12a1且开孔4位于该混光区，但本发明并限于此，在非对应于LED芯片安装部3一侧的导光板1的其他边沿侧，也可以设置相应的没有光学点的混光区，以提高导光组件A的美观度。

实施例五

本发明的第五实施方式提供了一种导光组件。图7是本发明第五实施例的导光组件光源局部结构示意图。第五实施方式是对第四实施方式的改进，主要改进之处在于，在本发明的第五实施方式中，边界LED芯片3m是第二发光区域312中最临近非发光区域32的一个LED芯片，另一边界LED芯片3m'是与边界LED芯片3m隔着非发光区域32的第二发光区域312中、最临近非发光区域32的一个LED芯片，该边界LED芯片3m、另一边界LED芯片3m'及开孔4的相对位置关系，满足以下关系式，

θ＝arctan(X/L1)，Y＝L2xtanθ，且X'＜Y，

其中，参照图7所示，

X为边界LED芯片3m的中心至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，

X'为另一边界LED芯片3m'的中心至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，

Y为边界LED芯片3m与开孔4中心的连线与混光区－发光区边界线Ⅰ交点，至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，

L1为开孔4中心到LED芯片3a发光面平面的垂直距离，

L2为开孔4中心到混光区－发光区边界线Ⅰ的垂直距离，

θ为边界LED芯片3m的中心与开孔4中心的连线，与开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线之间的夹角。

开孔4贯通于导光板1，则其在第一出光面12a留有的开口40圆心到LED芯片3a发光面平面的垂直距离L1，及其到混光区－发光区边界线Ⅰ的垂直距离L2为确定的值，此时，调整另一边界LED芯片3m'的中心至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离X'及边界LED芯片3m至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的距离X。

本实施例中选取L1＝12mm，L2＝26mm，且第二发光区域312以隔着非发光区域32，彼此相互对称的形式设置，即两个边界LED芯片3m、3m’至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离相等(X＝X')，进行实验，结果表明：

当X小于7mm或大于18mm时，导光板1出光不均匀，此时对应的θ角范围约为小于30°或大于55°。当X小于7mm时，因为对应于开孔4设置的非发光区域32过窄狭，边界LED芯片3m照射开孔4产生的阴影形成在靠近开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线处，且阴影程度深，在发光区12a1可被观察到。当X大于18mm时，对应于开孔4设置的非发光区域32过宽，其对应的导光板1处会产生明显的暗区。

当7<X<10mm或15<X<18mm时，导光板1出光均匀程度得到改善，此时对应的θ角范围约为30°-38°或50°-55°。当7<X<10mm时，对应于开孔4设置的非发光区域32较狭窄，边界LED芯片3m照射开孔4产生的阴影形成在较靠近开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线处，阴影程度较深处落在混光区12a2不会被使用者观察到，但依然有程度较浅部分落在发光区12a1可被观察到，勉强符合实际应用条件。当15<X<18mm时，对应于开孔4设置的非发光区域32较宽，其对应的导光板1处依然存在较明显的暗区，勉强符合实际应用条件。

当10≤X≤15mm时，导光板1出光更加均匀，此时对应的θ角范围约为38°-50°。此时，对应于开孔4设置的非发光区域32适中，边界LED芯片3m照射开孔4产生的阴影形成在较远离开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线处，阴影绝大部分落在混光区12a2不会被使用者观察到，发光区12a1处也无可被观察到的阴影透出。同时非发光区域32对应的导光板1处的暗区较小，落在混光区12a2不会被使用者观察到，符合实际应用条件。

另外，本实施例中是以第二发光区域312以隔着非发光区域32，彼此相互对称的形式设置，即X＝X'为例，当X不等于X'时，需使X'＜Y，能够使另一边界LED芯片3m'产生良好的补光作用，消除因非发光区域32对应的导光板1部分没有光线射入而产生的暗区。

实施例六

本发明的第六实施方式提供了一种导光组件。图7是本发明第六实施例的导光组件光源局部结构示意图。第六实施方式是对第四实施方式的改进，主要改进之处在于，在本发明的第六实施方式中，边界LED芯片3m是第二发光区域312中最临近非发光区域32的一个LED芯片，另一边界LED芯片3m'是与边界LED芯片3m隔着非发光区域31的第二发光区域312中、最临近非发光区域32的一个LED芯片，该边界LED芯片3m、另一边界LED芯片3m'及开孔4的相对位置关系，满足以下关系式，

θ＝arctan(X/L1)，Z＝(L1+L2)xtanφ，X'＜Z，

其中，参照图7所示，

X为边界LED芯片3m的中心至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，

X'为另一边界LED芯片3m'的中心至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，

Z为另一边界LED芯片3m'在发光区31形成的无明显亮度差异区域的边线Ⅱ与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，到另一边界LED芯片3m'中心与混光区－发光区边界线Ⅰ垂线的垂直距离，

L1为开孔4中心到LED芯片3a发光面平面的垂直距离，

L2为开孔4中心到混光区－发光区边界线Ⅰ的垂直距离，

θ为边界LED3m芯片的中心与开孔4中心的连线，与开孔中心4与LED芯片3a发光面平面垂线之间的夹角，

Φ为另一边界LED芯片3m'在发光区形成的无明显亮度差异区域的边线Ⅱ和另一边界LED芯片3m'中心与混光区－发光区边界线Ⅰ垂线之间的夹角。

当两个边界LED芯片3m、3m'至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离不一定相等时，本实施例中选取L1＝12mm，L2＝26mm，由实施例六得10≤X≤15mm进行实验，通过调整另一边界LED芯片3m'的中心至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离X'，以确定无明显亮度差异区域的边线Ⅱ，结果表明：当X'＜Z时，导光板1出光均匀度良好，且此时另一边界LED芯片3m'在发光区31形成的无明显亮度差异区域的边线Ⅱ和另一边界LED芯片3m'中心与混光区－发光区边界线Ⅰ垂线之间的夹角Φ范围为12°≤φ≤28°，边界LED芯片3m及另一边界LED芯片3m'产生的光线能够有效消除非发光区域32对应的导光板1处的暗区，剩余无法消除的部分落在混光区12a2不会被使用者观察到，另外夹角Φ还与LED芯片3a的配光设计及导光板1的折射率有关。

实施例七

本发明的第七实施方式提供了一种导光组件。图8是本发明第七实施例的导光组件光源局部结构示意图。第七实施方式是对第五实施方式或第六实施方式的改进，主要改进之处在于，在本发明的第七实施方式中，另一边界LED芯片3m'及开孔4的相对位置关系，满足以下关系式，

X'＜Y1＜Y2，且X'＜Z，

其中，参照图8所示，

X'为另一边界LED芯片3m'的中心至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，

Y1为边界LED芯片3m远离开孔一侧发出的光线与开孔圆周远离LED芯片安装部3一侧的一个切线与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，

Y2为边界LED芯片3m靠近开孔一侧发出的光线与开孔圆周靠近LED芯片安装部3一侧的另一个切线与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，

Z为另一边界LED芯片3m'在发光区31形成的无明显亮度差异区域的边线Ⅱ与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，到另一边界LED芯片3m'中心与混光区－发光区边界线Ⅰ垂线的垂直距离。

边界LED芯片3m靠近开孔一侧发出的光线与开孔圆周靠近LED芯片安装部3一侧的一个切线与边界LED芯片3m远离开孔一侧发出的光线与开孔圆周远离LED芯片安装部3一侧的另一个切线，围成的区域为边界LED芯片3m照射开孔4产生的本影，Y1即为边界LED芯片3m照射开孔4产生的本影靠近开孔4一侧的边缘线与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，到开孔中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，使另一边界LED芯片3m'的中心至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离X'小于该垂直距离，能够使另一边界LED芯片3m'及与其相临近的第二发光区域312中的其他LED芯片3a，有效消除边界LED芯片3m照射开孔4在另一边界LED芯片3m'一侧产生的本影。同时使另一边界LED芯片3m'的中心至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离X'小于另一边界LED芯片3m'在发光区形成的无明显亮度差异区域的边线Ⅱ与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，到另一边界LED芯片中心与混光区－发光区边界线Ⅰ垂线的垂直距离Z，使开孔4阴影程度深的部分及非发光区域32产生的暗区都落在混光区12a2处，不会被观察到，从而使导光组件出光均匀，没有阴影的产生。

实施例八

本发明的第八实施方式提供了一种导光组件。图9是本发明第八实施例的导光组件光源局部结构示意图。第八实施方式是对第七实施方式的改进，主要改进之处在于，在本发明的第八实施方式中，另一边界LED芯片3m'及开孔4的相对位置关系，满足以下关系式，

X'＜Y1'＜Y2'且X'＜Z，参照图9所示，

其中，

X'为另一边界LED芯片3m'的中心至开孔4中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，

Y1'为边界LED芯片3m靠近开孔一侧发出的光线与开孔圆周远离LED芯片安装部3一侧的一个切线与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，至开孔中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，

Y2'为边界LED芯片3m远离开孔一侧发出的光线与开孔圆周靠近LED芯片安装部3一侧的另一个切线与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，至开孔中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，

Z为另一边界LED芯片3m'在发光区31形成的无明显亮度差异区域的边线Ⅱ与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，到另一边界LED芯片3m'中心与混光区－发光区边界线Ⅰ垂线的垂直距离。

边界LED芯片3m靠近开孔一侧发出的光线与开孔圆周远离LED芯片安装部3一侧的一个切线与边界LED芯片3m远离开孔一侧发出的光线与开孔圆周靠近LED芯片安装部3一侧的另一个切线，围成的区域去除本影区域即为边界LED芯片3m照射开孔4产生的半影，Y1'即为边界LED芯片3m照射开孔4产生的半影靠近开孔4一侧的边缘线与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，到开孔中心与LED芯片3a发光面平面垂线的垂直距离，且该距离小于另一边界LED芯片3m'在发光区形成的无明显亮度差异区域的边线Ⅱ与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，到另一边界LED芯片3m'中心与混光区－发光区边界线Ⅰ垂线的垂直距离Z。本领域技术人员应当了解，半影的区域范围大于本影，即Y1'＜Y1，因此在考虑到开孔4半影情况时，应使另一边界LED芯片3m'的中心至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离X'小于Y1'。且此时X'小于另一边界LED芯片3m'在发光区31形成的无明显亮度差异区域的边线Ⅱ与混光区－发光区边界线Ⅰ的交点，到另一边界LED芯片3m'中心与混光区－发光区边界线Ⅰ垂线的垂直距离Z，使开孔4阴影程度深的部分及非发光区域32产生的暗区都落在混光区12a2处，不会被观察到，从而使导光组件出光均匀，没有阴影的产生。

实施例九

本发明的第九实施方式提供了一种导光组件。第九实施方式是对第二实施方式或第三实施方式的改进，主要改进之处在于，在本发明的第九实施方式中，入光面11中对应于第二发光区域312的部分入光面11，为经表面粗糙化处理，例如包括喷砂打磨、冲击打磨、喷涂磨砂漆等磨砂处理工艺而形成的粗糙表面。

对第二发光区域312对应的入光面进行磨砂处理，使第二发光区域312对应的导光板1处亮度减小，防止其因第二发光区域312的LED芯片3a密度大而局部过亮，从而使入射该对应区域的入光面的亮度更均匀。同时，磨砂处理可以模糊化边界LED芯片照射开孔产生的阴影，使其不明显，所以磨砂处理后无明显亮度差异区域得到扩大，利用LED芯片3a密度大的第二发光区域312给非发光区域32对应导光板1处补光的效果更好，导光组件的出光强度及均匀度得到提升。

实施例十

本发明的第十实施方式提供了一种导光组件。第十实施方式是对以上实施方式中任意一个实施方式的改进，主要改进之处在于，LED芯片安装部为PCB，PCB通过固定组件(未图示)与导光板1组合安装。使用PCB能够排列组合预埋设多个LED芯片3a，便于调整多个LED芯片3a的密度，且依靠固定组件(未图示)的形状调整PCB与导光板1的位置关系，即可决定多个LED芯片3a与导光板1相对位置及角度，确保导光组件A能以实现消除开孔阴影的方式提供面光源。

实施例十一

本发明的第十一实施方式提供了一种导光组件。第十一实施方式是对以上实施方式中任意一个实施方式的改进，主要改进之处在于，导光组件A包括的导光板1材料为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或PC(聚碳酸酯)等透光率高的树脂物，减少光在传输过程中的损耗，充分将从LED芯片3a射出的光转换成面光源，并有效发散。

实施例十二

本发明的第十二实施方式提供了一种导光组件。第十二实施方式是对以上实施方式中任意一个实施方式的改进，主要改进之处在于，导光板1上的光学点5为利用激光打点形成、通过喷墨打印形成或注塑形成，能够精确的按需要形成特定图案。且能够根据LED芯片3a与光学点5的不同距离设计形成疏密大小不一的光学点5，如距离光源越远，光线损耗越大，增大光学点密度和大小可使出光均匀。

实施例十三

本发明的第十三实施方式提供了一种照明装置，使用了第一实施方式至第十二实施方式中任意一个实施方式提供的导光组件A作为侧面入光正面照明的组件。

第一实施方式至第十二实施方式提供的导光组件A有效消除了开孔4和插入其中的固定件产生的阴影，并能够充分利用光源，采用该导光组件A作为侧面入光正面照明的照明装置出光均匀舒适。

Claims (14)

1.一种导光组件，包括：

导光板，具有入光面和出光面；

LED芯片安装部，以其上安装的多个LED芯片朝向所述入光面的方式设置；

开孔，沿所述导光板与所述LED芯片安装部对应的同一侧边沿设置，且贯通所述导光板，

其特征在于，

所述出光面包括彼此平行的第一出光面与第二出光面，

所述第一出光面与所述入光面彼此垂直，且所述第二出光面与所述入光面彼此垂直；

所述LED芯片安装部，包括设置有多个LED芯片的LED发光区域，以及不设有LED芯片的非发光区域，

所述非发光区域对应于所述开孔设置。

2.根据权利要求1所述的导光组件，其特征在于，所述LED发光区域中，至少包括由多个LED芯片构成的第一发光区域，以及LED芯片密度大于所述第一发光区域的第二发光区域，所述第二发光区域设置在所述非发光区域的两侧，所述第一发光区域设置在所述第二发光区域远离所述非发光区域的一侧。

3.根据权利要求2所述的导光组件，其特征在于，所述第二发光区域以隔着所述非发光区域，彼此相互对称的形式设置。

4.根据权利要求2所述的导光组件，其特征在于，所述第二发光区域中的，沿所述导光板边沿平行排列的LED芯片之间的间距，小于所述第一发光区域中的，沿所述导光板边沿平行排列的LED芯片之间的间距。

5.根据权利要求1－3任一项所述的导光组件，其特征在于，

所述第一出光面包括发光区和混光区；

在所述第一出光面的发光区，设有将所述LED芯片入射至导光板内部的光线部分反射至所述第一出光面和所述第二出光面的光学点；

所述混光区具有平滑表面，沿所述导光板的边沿设置；

所述开孔对应于第一出光面的开口，设置在所述混光区。

6.根据权利要求4所述的导光组件，其特征在于，所述第二发光区域中最临近所述非发光区域的边界LED芯片，与所述边界LED芯片隔着所述非发光区域的所述第二发光区域中、最临近所述非发光区域的另一边界LED芯片，以及所述开孔的相对位置关系，满足以下关系式，

θ＝arctan(X/L1)，Y＝L2xtanθ，X'＜Y，

其中，

X为所述边界LED芯片的中心至所述开孔中心与所述LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

X'为所述另一边界LED芯片的中心至所述开孔中心与所述LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

Y为所述边界LED芯片的中心与所述开孔中心的连线与混光区－发光区边界线交点，至所述开孔中心与所述LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

L1为所述开孔中心到所述LED芯片发光面平面的垂直距离，

L2为所述开孔中心到混光区－发光区边界线的垂直距离，

θ为所述边界LED芯片的中心与所述开孔中心的连线，与所述开孔中心与LED芯片发光面平面垂线之间的夹角。

7.根据权利要求4所述的导光组件，其特征在于，所述第二发光区域中最临近所述非发光区域的边界LED芯片，与所述边界LED芯片隔着所述非发光区域的所述第二发光区域中、最临近所述非发光区域的另一边界LED芯片，以及所述开孔的相对位置关系，满足以下关系式，

θ＝arctan(X/L1)，Z＝(L1+L2)xtanφ，X'＜Z，

其中，

X为所述边界LED芯片的中心至所述开孔中心与所述LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

X'为所述另一边界LED芯片的中心至所述开孔中心与所述LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

Z为所述另一边界LED芯片在所述发光区形成的无明显亮度差异区域的边线与混光区－发光区边界线的交点，到所述另一边界LED芯片中心与混光区－发光区边界线垂线的垂直距离，

L1为所述开孔中心到所述LED芯片发光面平面的垂直距离，

L2为所述开孔中心到混光区－发光区边界线的垂直距离，

θ为所述边界LED芯片的中心与所述开孔中心的连线，与所述开孔中心与所述LED芯片发光面平面垂线之间的夹角，

Φ为所述另一边界LED芯片在所述发光区形成的无明显亮度差异区域的边线，和所述另一边界LED芯片中心与混光区－发光区边界线垂线之间的夹角。

8.根据权利要求7所述的导光组件，其特征在于，所述另一边界LED芯片及所述开孔的相对位置关系，满足以下关系式，

X'＜Y1，

其中，

X'为所述另一边界LED芯片的中心至所述开孔中心与所述LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

Y1为所述边界LED芯片远离所述开孔一侧发出的光线相对于所述开孔圆周远离所述LED芯片安装部一侧的一个切线，与混光区－发光区边界线的交点，至所述开孔中心与所述LED芯片发光面平面垂线的垂直距离。

9.根据权利要求7所述的导光组件，其特征在于，所述另一边界LED芯片及所述开孔的相对位置关系，满足以下关系式，

X'＜Y1'，

其中，

X'为所述另一边界LED芯片的中心至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离，

Y1'为所述边界LED芯片靠近所述开孔一侧发出的光线相对于所述开孔圆周远离所述LED芯片安装部一侧的一个切线，与混光区－发光区边界线的交点，至开孔中心与LED芯片发光面平面垂线的垂直距离。

10.根据权利要求2或3所述的导光组件，其特征在于，所述入光面中对应于所述第二发光区域的部分入光面，为经表面粗糙化处理而形成的粗糙表面。

11.根据权利要求1-4任一项所述的导光组件，其特征在于，所述LED芯片安装部为PCB。

12.根据权利要求1-4任一项所述的导光组件，其特征在于，所述导光板由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或PC(聚碳酸酯)制成。

13.根据权利要求5所述的导光组件，其特征在于，导光板上的光学点为利用激光打点形成、通过喷墨打印形成或注塑形成。

14.一种照明装置，其特征在于，使用根据权利要求1-13任一项所述的导光组件作为侧面入光正面照明的组件。