CN204477767U - 一种导光柱式led灯管 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种导光柱式LED灯管,属于照明设备领域。本实用新型的LED灯管包括导光柱和LED光源,所述导光柱采用PMMA、PC或玻璃材料制成,该导光柱外表面主要由反光区和出光区构成,所述反光区阵列设置有球形凹面,并在反光区覆盖反光层;在导光柱两端设有封装槽,封装槽内安装有LED光源。本实用新型通过对导光柱表面的工艺处理控制灯管的出光,使灯管具有较好的表面均匀性,而且光线强度损失少,有效提高了LED灯管的光效。

Description

一种导光柱式LED灯管
技术领域
本实用新型涉及照明设备技术领域,更具体地说,涉及一种导光柱式LED灯管。
背景技术
LED由于高发光效率、低耗电、长寿命、安全可靠、绿色环保等优点,已逐渐成为主流的照明应用光源。LED灯管作为荧光灯管的替代产品,其市场潜力巨大。
目前的LED灯管或者是平板灯,多是由灯板和灯罩组成,在灯板上阵列设置有很多LED光源,用乳白色灯罩将灯板模组封装,以达到较好的扩散效果,获得均匀的光线。在一定情况下,灯罩的扩散效果越好,光线越均匀,但透光率越低,可以说是以牺牲透光率来获得较好的表面均匀性。因此,如何解决透光率与光线均匀性之间的矛盾,是该领域的一大难题。
众所周知,光线从光密介质进入光疏介质时会发生折射,当入射角满足一定条件后,光线会发生全反射,即没有光线从光密介质中射出,例如传导光线的导光柱。光线在导光柱中传导损失小,一般是作为光线传导的媒介使用,如果可改变导光柱中光线路径,使其直接射入空气,则可作为照明灯管使用,无需使用灯罩。但因为光线的全反射原因,只有小于临界角的光线才能从导光柱内部射出,如果以导光柱作为灯管使用,在进行导光柱的设计时需要考虑以下三方面问题:
1)有效的光通量耦合,以保证LED发射出的光线以最小的损耗进入导光柱内部;
2)光线在导光柱内以全反射方式传导,如何将光线从导光柱侧壁射出;
3)如何让光线以最小的损耗从导光柱侧壁射出。
经过检索发现,现有技术中已存在相关技术公开,例如专利号为ZL201320245730.9的专利文件,其名称为:一种LED大功率光源日光灯管及其日光灯,该申请案所公开的LED大功率光源日光灯管及其日光灯包括一实心圆柱形导光柱、散热柱和灯头,导光柱朝向地面的一侧的表面为纳米织构加工工艺处理过的表面,所述导光柱其余表面为真空加镀反光材料工艺处理过的表面。
上述申请案利用工艺处理破坏全反射,照射在纳米织构加工处理表面的光线折射到空气中,且照射到镀反光材料表面的光线也被反射到纳米织构加工处理表面,光线在导光柱与空气接触面发生折射,提供照明光源,且无需使用灯罩。该方案解决了因导光柱全反射而无法作为灯管的问题,但这种导光柱灯管所射出光线表面均匀性较差;在光线由光密介质进入光疏介质时,入射角越大,折射角越大,折射光的强度降低,因而由LED灯直射到纳米织构加工处理面的光线强度损失较大。
实用新型内容
1.实用新型要解决的技术问题
本实用新型的目的在于克服现有技术中难以使灯管透光率与表面均匀性有效平衡的不足,改变传统的灯管出光形式,提供了一种导光柱式LED灯管,本实用新型的技术方案,通过对导光柱表面的工艺处理控制灯管的出光,使灯管具有较好的表面均匀性,而且光线强度损失少,有效提高了LED灯管的光效。
2.技术方案
为达到上述目的,本实用新型提供的技术方案为:
本实用新型的一种导光柱式LED灯管,包括导光柱和LED光源,所述LED光源安装在导光柱端部,所述导光柱外表面主要由反光区和出光区构成,所述反光区外表面设置有球形凹面,该球形凹面呈阵列排布,且反光区外表面覆盖有反光层。
作为本实用新型更进一步的改进,所述的导光柱采用PMMA、PC或玻璃材料制成。
作为本实用新型更进一步的改进,所述反光区内球形凹面的球径不大于1mm。
作为本实用新型更进一步的改进,所述反光区对应圆心角为α,α角度范围为90°~270°。
作为本实用新型更进一步的改进,所述导光柱两端设置有封装槽,LED光源安装在封装槽内。
作为本实用新型更进一步的改进,所述导光柱一端开设有封装槽,并在封装槽内安装LED光源;该导光柱另一端覆盖反光层。
作为本实用新型更进一步的改进,所述的反光层为白色涂料层。
3.有益效果
本实用新型的一种导光柱式LED灯管,以导光柱作为灯管,在导光柱的反光区做散光处理,使该反光区表面分布直径不大于1mm的球形凹面,并在处理后的反光区覆盖反光层;导光柱的出光区不做处理,LED光源照射到出光区的光线发生全反射,经过反光区的反射后,光线路径改变,在出光区发生折射而射出。采用本实用新型提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
1)进入导光柱的光线全部经过反光区的反射后再经过折射进入空气,反光区的球形凹面分布密度高,如同分布的无数个小光源,使出光区的光线分布更加均匀;
2)LED光源安装在导光柱端部的封装槽内,光通量耦合效果好,光线捕获率可达90%以上,经反光区反射后的光线在出光区折射时入射角减小,光线损失量减小,透光率增加;
3)改变了传统的灯管出光方式,进入导光柱的光线都被反射到出光区,聚光效果好,无需使用灯罩聚光,而且还可以根据反光区的大小获得不同的出光效果,结构设计合理,原理简单,便于推广使用。
附图说明
图1为本实用新型的一种导光柱式LED灯管的结构示意图;
图2为本实用新型中导光柱的反光区与出光区的分布示意图;
图3为本实用新型中球形凹面的分布示意图;
图4为本实用新型中导光柱的光路示意图。
示意图中的标号说明:
1、导光柱;101、封装槽;102、反光区;103、出光区;2、LED光源。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容,结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
实施例1
结合图1,本实施例的一种导光柱式LED灯管,主要由导光柱1和LED光源2等组成。所用导光柱1采用PMMA(聚甲基丙烯酸酯)、PC(聚碳酸酯)或玻璃材料中任一种透明材料制成,本实施例选用PMMA材料制作的导光柱1,由于PMMA材料的折射率比空气大,光线由空气进入导光柱1时,只有入射角小于临界角的光线才能进入,导致光线大量损失,因此在导光柱1两端开设封装槽101,LED光源2安装在封装槽101内,并尽量减小LED光源2与封装槽101之间的间隙,光线捕获率可达90%以上,即90%以上的光线可进入导光柱1。
进入导光柱1的光线照射到侧壁时,由于入射角较大,光线在导光柱1内发生全发射,无法射出,为使该导光柱1具有照明效果,将导光柱1分为反光区102和出光区103(如图2、图3所示)。在反光区102进行刻蚀处理,使反光区102外表面呈阵列排布许多球形凹面,且球形凹面的球径不大于1mm;然后在反光区102的外表面覆盖反光层,该反光层可以是白色涂料层,反光区102对应圆心角α为120°。LED光源2发出的光线经直射或全反射(出光区103发生全反射)后汇聚到反光区102,再由反光区102反射到出光区103,由于光线路径被改变,大部分光线满足折射角度要求从出光区103射出,另一部分光线经多次反射后从出光区103射出。当改变出光区103的覆盖区域时,即圆心角α在90°~270°之间变化,将会获得不同的出光范围。
该LED灯管反光区102表面的激光刻蚀点密度可以很高,给人的视觉效果就是整个导光柱1是一个出光体,因此其均匀性是目前普通LED灯管很难达到的。此外,因为将LED光源2的光线全部发射到出光区103,无需使用反光罩便可达到汇聚光线、控制出光范围的作用,灯具的亮度得到提高,且一个灯管只需使用一对LED光源2,节约了光源能量。
实施例2
本实施例的一种导光柱式LED灯管,其结构与实施例1基本相同,其不同之处在于:本实施中的导光柱1一端开设有封装槽101,并在封装槽101内安装LED光源2;该导光柱1另一端覆盖反光层。
实施例3
本实施例的一种导光柱式LED灯管,其结构与实施例1基本相同,其不同之处在于:本实施中的反光区102对应圆心角α为90°。
实施例4
本实施例的一种导光柱式LED灯管,其结构与实施例1基本相同,其不同之处在于:本实施中的反光区102对应圆心角α为270°,反光层为反光膜。
本实用新型的导光柱式LED灯管,其出光效果如图4所示,该LED灯管不仅改变了传统的灯管出光形式,而且对导光柱1做出改进,在提高灯管表面出光均匀性的同时,降低了光线损耗,光照范围可控,使得灯管色温、照度均匀,提高了LED灯管的整体光效。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种导光柱式LED灯管,其特征在于:包括导光柱(1)和LED光源(2),所述LED光源(2)安装在导光柱(1)端部,所述导光柱(1)外表面主要由反光区(102)和出光区(103)构成,所述反光区(102)外表面设置有球形凹面,该球形凹面呈阵列排布,且反光区(102)外表面覆盖有反光层。
2.根据权利要求1所述的一种导光柱式LED灯管,其特征在于:所述的导光柱(1)采用PMMA、PC或玻璃材料制成。
3.根据权利要求2所述的一种导光柱式LED灯管,其特征在于:所述反光区(102)内球形凹面的球径不大于1mm。
4.根据权利要求3所述的一种导光柱式LED灯管,其特征在于:所述反光区(102)对应圆心角为α,α角度范围为90°~270°。
5.根据权利要求4所述的一种导光柱式LED灯管,其特征在于:所述导光柱(1)两端设置有封装槽(101),LED光源(2)安装在封装槽(101)内。
6.根据权利要求4所述的一种导光柱式LED灯管,其特征在于:所述导光柱(1)一端开设有封装槽(101),并在封装槽(101)内安装LED光源(2);该导光柱(1)另一端覆盖反光层。
7.根据权利要求5或6所述的一种导光柱式LED灯管,其特征在于:所述的反光层为白色涂料层。
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CN108591853A (zh) * 2018-06-22 2018-09-28 苏州欧普照明有限公司 光学元件、照明模组及球泡灯
CN109687914A (zh) * 2018-12-25 2019-04-26 重庆蓝岸通讯技术有限公司 无线信号识别区域光源指示机构

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