Led燈器件及其相應(yīng)的泛光燈的制作方法
【專利摘要】本公開的各實(shí)施例公開了一種LED燈器件及其相應(yīng)的泛光燈，該LED燈器件包括：多組LED單元，其中每組LED單元包括多個(gè)LED；以及光學(xué)透鏡板，被配置成包括多個(gè)光學(xué)透鏡單元，其中每個(gè)光學(xué)透鏡單元對(duì)應(yīng)于每組LED單元，以用于引導(dǎo)從每組LED單元發(fā)射的光。該燈器件具有結(jié)構(gòu)緊湊和出光均勻的優(yōu)點(diǎn)，并且特別地適合于以中功率LED、甚至低功率LED作為光源來實(shí)現(xiàn)大功率LED所期望實(shí)現(xiàn)的照明效果，從而降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】LED燈器件及其相應(yīng)的泛光燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開的各實(shí)施方式涉及照明領(lǐng)域，更具體地涉及一種LED燈器件及其相應(yīng)的泛光燈。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于發(fā)光二極管(LED)的各種優(yōu)點(diǎn)，諸如更長的壽命、節(jié)能、啟動(dòng)迅速、安全、用戶友好等，LED獲得了極其廣泛的應(yīng)用，成為傳統(tǒng)白熾燈的理想可行替代。然而，LED特別是大功率LED的昂貴價(jià)格限制了高強(qiáng)度照明應(yīng)用的LED市場發(fā)展。
[0003]因此，如何降低LED照明應(yīng)用特別是LED的高強(qiáng)度照明應(yīng)用的成本成為各個(gè)燈具產(chǎn)商關(guān)心的問題。
[0004]現(xiàn)在，許多產(chǎn)商已經(jīng)在室內(nèi)照明應(yīng)用中將大功率LED替換為中功率LED，這是因?yàn)橹泄β蔐ED相對(duì)于大功率LED更加的節(jié)能和低成本。
[0005]傳統(tǒng)的LED泛光燈通常使用大功率LED來生成泛光燈所需的光強(qiáng)分布。如果僅僅只是簡單地將LED泛光燈中的大功率LED直接替換成中功率LED，將至少存在兩個(gè)問題。第一即透鏡的尺寸和數(shù)量，它由此需要更大的透鏡尺寸以及更多的透鏡以滿足所需的光強(qiáng)分布，因?yàn)樗鶎?duì)應(yīng)的光源區(qū)域?qū)⒏?；第二即光輸出的均勻性，由于中功率LED的顏色隨角度的變化相對(duì)于大功率LED而言將更為嚴(yán)重，如果僅僅簡單地用中功率LED替換大功率LED，將導(dǎo)致泛光燈的輸出光顏色的均勻性變差。
[0006]因此，如果進(jìn)行上述大功率LED的替換的話，需要重新設(shè)計(jì)LED的出光結(jié)構(gòu)以解決上述所存在的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]鑒于以上現(xiàn)狀，本公開的一個(gè)目的至少在于提供一種改進(jìn)的LED燈器件和相應(yīng)的泛光燈設(shè)計(jì)，其具有結(jié)構(gòu)緊湊和出光均勻的優(yōu)點(diǎn)，以及特別地適合于以中功率LED、甚至低功率LED作為光源來實(shí)現(xiàn)大功率LED所期望實(shí)現(xiàn)的照明效果，從而降低了生產(chǎn)成本。
[0008]根據(jù)本公開的第一方面，提供了一種LED燈器件，包括:多組LED單元，其中每組LED單元包括多個(gè)LED ；以及光學(xué)透鏡板，被配置成包括多個(gè)光學(xué)透鏡單元，其中每個(gè)光學(xué)透鏡單元對(duì)應(yīng)于每組LED單元，以用于引導(dǎo)從每組LED單元發(fā)射的光。
[0009]根據(jù)本公開進(jìn)一步的實(shí)施例，每組LED單元中的多個(gè)LED形成長條形的陣列。
[0010]根據(jù)本公開進(jìn)一步的實(shí)施例，每個(gè)光學(xué)透鏡單元的下表面具有容納所述每組LED單元的凹部，凹部的表面作為用于對(duì)應(yīng)LED單元的光入射面。
[0011]根據(jù)本公開進(jìn)一步的實(shí)施例，每個(gè)光學(xué)透鏡單元的下表面還包括反射面，以用于至少反射從所述凹部的側(cè)面入射的光。
[0012]根據(jù)本公開進(jìn)一步的實(shí)施例，凹部的底面為曲面并且朝向所述每組LED單元凸出，以用于將入射到所述底面的光直接折射到每個(gè)光學(xué)透鏡單元的上表面。
[0013]根據(jù)本公開進(jìn)一步的實(shí)施例，每個(gè)光學(xué)透鏡單元的上表面位于同一平面，并且構(gòu)成光學(xué)透鏡板的上表面。
[0014]根據(jù)本公開進(jìn)一步的實(shí)施例，多個(gè)光學(xué)透鏡單元被依次線性排列，以構(gòu)成長條形的光學(xué)透鏡板。
[0015]根據(jù)本公開進(jìn)一步的實(shí)施例，多組LED單元被布置成位于相同的印刷電路板上。
[0016]根據(jù)本公開進(jìn)一步的實(shí)施例，多個(gè)LED中的每個(gè)LED為中功率或低功率的LED。
[0017]根據(jù)本公開的第二方面，提供了一種泛光燈，其特征在于，包括:根據(jù)第一方面中任一項(xiàng)所述的LED燈器件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]在附圖中，相似/相同的附圖標(biāo)記通常貫穿不同視圖而指代相似/相同的部分。附圖并不必按比例繪制，而是通常強(qiáng)調(diào)對(duì)本公開的原理的圖示。在附圖中:
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LED燈器件中的光學(xué)透鏡板的立體示意圖；
[0020]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LED燈器件中的光學(xué)透鏡板的沿χ-y平面的橫截面示意圖；
[0021]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的如圖2所示的光學(xué)透鏡板中的一個(gè)光學(xué)透鏡單元的沿χ-y平面的橫截面放大示意圖；
[0022]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的如圖2所示的光學(xué)透鏡板中的一個(gè)光學(xué)透鏡單元的沿X-Z平面的橫截面示意圖；
[0023]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LED燈器件中的其上布置有多組LED單元的印刷電路板的俯視不意圖；
[0024]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)透鏡板和布置有多組LED單元的印刷電路板兩者組裝的沿χ-y平面的橫截面示意圖；以及
[0025]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的如圖6所示的一個(gè)光學(xué)透鏡單元和相應(yīng)的一組LED單元組裝的沿x-z平面的橫截面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]以下將參考附圖對(duì)本公開的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)示例由附圖所示出。實(shí)施例通過本公開的闡述所提供，并且不旨在作為對(duì)本公開的限制。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分所示出或描述的特征可能在另一個(gè)實(shí)施例中被使用以生成又一進(jìn)一步的實(shí)施例。本公開旨在包括屬于本公開范圍和精神的這些和其他修改和變化。
[0027]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LED燈器件中的光學(xué)透鏡板的立體示意圖。
[0028]如圖1所示，光學(xué)透鏡板100呈長條形布置，其包括多個(gè)光學(xué)透鏡單元110的陣列，該多個(gè)光學(xué)透鏡單元110的陣列沿著光學(xué)透鏡板100的延伸方向呈一字形排列從而構(gòu)成上述長條形的光學(xué)透鏡板100。
[0029]多個(gè)光學(xué)透鏡單元110中的每個(gè)光學(xué)透鏡單元110分別具有上表面101和與上表面相對(duì)的下表面102，其中上表面110基本上為平面并且構(gòu)成每個(gè)光學(xué)透鏡單元110的出光面，下表面102在x-y平面的橫截面上呈大致拋物線形狀地向外凸起，并且在大致拋物線的頂部中央位置形成有用于容納[￡0單元210(以下將更為詳細(xì)討論)的大致矩形狀的凹部105。另外，下表面102的凸起和相應(yīng)的凹部105沿著與XI平面垂直的2方向延伸。
[0030]根據(jù)本公開的該實(shí)施例，上述凸起和相應(yīng)的凹部105的沿2方向的尺寸大于上述凸起和相應(yīng)的凹部105沿著X或7方向延伸的尺寸。然而，在其他實(shí)施例中，這不是必需的。
[0031]進(jìn)一步地，如圖1可見，每個(gè)光學(xué)透鏡單元110的上表面101共同構(gòu)成光學(xué)透鏡板100的上表面，每個(gè)光學(xué)透鏡單元110的下表面共同構(gòu)成光學(xué)透鏡板100的下表面。
[0032]特別有利地，本申請(qǐng)的光學(xué)透鏡板100可以由透光材料一體成型從而便于光學(xué)透鏡板的制造、安裝及使用，該透光材料可以為適于透射從[￡0發(fā)射的光的任何材料，例如該透光材料可以為聚合物材料，比如嫩。
[0033]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的120燈器件中的光學(xué)透鏡板的沿[1平面的橫截面示意圖。
[0034]如圖所示，每個(gè)光學(xué)透鏡單元110的上表面101基本上為平面并且在同一水平面上，從而光學(xué)透鏡板100的上表面也基本上為平面。
[0035]然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，這不是必需的。例如，在一個(gè)可變形的實(shí)施例中，每個(gè)光學(xué)透鏡單元110的上表面101也可以為曲面或不平坦表面，從而光學(xué)透鏡板100的上表面也為曲面或不平坦表面；以及在另一個(gè)可變形的實(shí)施例中，各個(gè)光學(xué)透鏡單元110的上表面101可以不在同一水平面上，從而光學(xué)透鏡板100的上表面為不平坦表面。
[0036]繼續(xù)參見圖2，各個(gè)光學(xué)透鏡單元110朝向遠(yuǎn)離基本上為水平面的光學(xué)透鏡板100的上表面101的方向延伸相同的預(yù)定距離。然而，這也不是必需的，在其他可能實(shí)施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要調(diào)整各個(gè)光學(xué)透鏡單元110延伸的上述預(yù)定距離。換句話說，各個(gè)光學(xué)透鏡單元110延伸的上述預(yù)定距離可以是相同或不同的。
[0037]此外，如圖2可見，光學(xué)透鏡板100上的各個(gè)光學(xué)透鏡單元110相隔相同的預(yù)定距離均勻布置。類似地，在其他可能實(shí)施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)需要調(diào)整各個(gè)光學(xué)透鏡單元110相隔的上述預(yù)定距離。即上述各個(gè)光學(xué)透鏡單元110在光學(xué)透鏡板100上的分布可以是均勻或不均勻的。
[0038]圖3和圖4分別示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的如圖2所示的光學(xué)透鏡板中的一個(gè)光學(xué)透鏡單元沿XI平面和XI平面的橫截面放大示意圖；
[0039]結(jié)合圖3和圖4可以看出，該光學(xué)透鏡單元110的下表面102包括向外凸起的外表面121，122。其中，外表面121為曲面，從圖3的光學(xué)透鏡單元的沿XI平面的橫截面上看，外表面121呈大致拋物線形狀，而外表面122為平面，從圖4的光學(xué)透鏡單元的沿巧平面的橫截面上看，外表面呈大致梯形狀。
[0040]盡管上面示出的外表面122為平面，但在另一個(gè)實(shí)施例中，外表面122可以為曲面；在又一個(gè)實(shí)施例中，外表面122也可以被設(shè)計(jì)成沿XI平面的橫截面上的大致拋物線形狀。
[0041]在上述向外凸起的外表面121，122的中央部分形成有用于容納以下將要詳細(xì)討論的[￡0單元210的凹部105，該凹部105的表面作為對(duì)應(yīng)的[￡0單元210的光入射面，該凹部205的表面包括底面131和側(cè)面132。
[0042]如圖3所示，凹部105的底面131為曲面，并且朝向容納于凹部之中的對(duì)應(yīng)[￡0單元210凸出。該底面131被配置成將入射到底面131的光至少部分地直接折射到光學(xué)透鏡單元110的上表面101。
[0043]凹部105的側(cè)面132為平面，該側(cè)面132被配置成將入射到側(cè)面132的光至少部分地折射到光學(xué)透鏡單元I1的外表面121和122。
[0044]外表面121和122形成反射面，其被配置成將入射到外表面121和122的光反射到光學(xué)透鏡單元110的上表面101。
[0045]作為反射面的示例,外表面121和122可以為全反射面，然而，在其他實(shí)施例中，夕卜表面121和122也可以被形成為具有高反射膜的表面，例如可以以貼膜或鍍膜的方式形成上述高反射膜。
[0046]盡管上面對(duì)凹部的底面131、側(cè)面132以及外表面121、122如何引導(dǎo)光作了說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白具體的LED所發(fā)射光線的出光路徑將取決于凹部的寬度、深度、凹部底面的曲率半徑、外表面的曲率半徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)。因此，本領(lǐng)域可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用調(diào)整該光學(xué)透鏡單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)出光路徑的調(diào)整。例如，可以將大部分光的出光路徑設(shè)計(jì)成經(jīng)由外表面121、122的一次或多次反射，而后再出射到上表面101，從而提高LED單元所發(fā)射的光在該光學(xué)透鏡單元中的混光效果。
[0047]根據(jù)本公開的各實(shí)施例，由于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，每個(gè)光學(xué)透鏡單元將適于混合并均勻化來自凹部中的LED單元發(fā)射的光。進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)更加均勻化的出光，每個(gè)光學(xué)透鏡單元110的上表面101還可以提供有均勻擴(kuò)散光的微結(jié)構(gòu)或磨砂結(jié)構(gòu)。
[0048]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LED燈器件中的其上布置有多組LED單元的印刷電路板的俯視不意圖；
[0049]如圖所示，多組LED單元210平行地布置于長條形的印刷電路板200上。其中，每組LED單元210包括多個(gè)LED 215形成的陣列。
[0050]作為示例，圖中示出了 4個(gè)LED 215，且這多個(gè)LED形成長條形的陣列。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，上述LED 215的數(shù)量和排布僅僅是示例,在其他實(shí)施例中,可以選擇其他任意合適數(shù)量的LED和排布，以適于容納于上述光學(xué)透鏡單元的凹部中。
[0051]進(jìn)一步地，應(yīng)理解，上述多組LED單元210中的每組LED單元210的尺寸以及相對(duì)位置將被設(shè)計(jì)成分別與前述相應(yīng)的光學(xué)透鏡單元110中的凹部105的尺寸和相對(duì)位置相對(duì)應(yīng)，從而使得多組LED單元210中的每組LED單元210可以容納于前述多個(gè)光學(xué)透鏡單元110的相應(yīng)光學(xué)透鏡單元110中的凹部105中。
[0052]此外，如圖所示，多組LED單元210被布置于相同的印刷電路板200上。然而，在其他實(shí)施例中，這不是必需的，例如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以針對(duì)每組LED單元210設(shè)計(jì)單獨(dú)的印刷電路板。
[0053]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)透鏡板和布置有多組LED單元的印刷電路板兩者組裝的沿χ-y平面的橫截面示意圖。
[0054]如圖所示，印刷電路板200被布置于光學(xué)透鏡板100的下表面，其中印刷電路板上200的每組LED單元210與相應(yīng)光學(xué)透鏡單元110中的凹部105相對(duì)應(yīng)，從而每組LED單元210容納于相應(yīng)的光學(xué)透鏡單元110中的凹部105中。
[0055]根據(jù)本公開的該實(shí)施例，光學(xué)透鏡板100被形成為長條形，然而，在其他的實(shí)施例中，其他形狀的光學(xué)透鏡板100也是可能的。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)透鏡板100可以被形成為環(huán)形，其由多個(gè)光學(xué)透鏡單元110相互依次連接延伸而成。在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)透鏡板100可以被形成為方形或圓形，其由多個(gè)光學(xué)透鏡單元110相互左右或前后連接延伸而成。類似地，印刷電路板200可以具有與光學(xué)透鏡板100相匹配的結(jié)構(gòu)和形狀。
[0056]可以看出，這樣的設(shè)計(jì)促進(jìn)了光學(xué)透鏡板和印刷電路板兩者的組裝，有利地提高了組裝效率，并且整體非常緊湊。而且，通過相應(yīng)的光學(xué)透鏡單元110，從[￡0單元210發(fā)射的光可以以非常均勻且高效地方式在整個(gè)光學(xué)透鏡板100上進(jìn)行分布并且從整個(gè)光學(xué)透鏡板100射出。
[0057]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的如圖6所示的光學(xué)透鏡單元和相應(yīng)的120單元組裝的沿XI平面的橫截面放大示意圖。
[0058]其中，一組[￡0單元210中多個(gè)[￡0 215的陣列布置于光學(xué)透鏡單元110中的凹部105中，凹部105的底面131和側(cè)面132將接收并折射從多個(gè)[￡0 215發(fā)射的光，從而最終從光學(xué)透鏡單元110的上表面101射出。
[0059]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，由于多個(gè)120 215可以被布置于同一個(gè)光學(xué)透鏡單元的同一個(gè)凹部105中，這提高了光學(xué)透鏡單元的出光強(qiáng)度，而同時(shí)每個(gè)光學(xué)透鏡單元110以及整個(gè)光學(xué)透鏡板100可以實(shí)現(xiàn)很好的混光和均勻出光功能，這使得利用中功率120 (范圍從0.2^到11)、甚至是低功率的[￡0 (范圍從0.06^到0.2^)有效地代替常規(guī)的大功率1^0，以實(shí)現(xiàn)一定高光強(qiáng)度的均勻照明成為可能。
[0060]故根據(jù)本公開的各實(shí)施例的[￡0燈器件，可以適用于泛光燈的設(shè)計(jì)中，即這樣的泛光燈可以使用中功率120、甚至低功率120以實(shí)現(xiàn)期望光強(qiáng)度的照明。根據(jù)本公開的泛光燈可以應(yīng)用于室外的廣場照明、電子公告牌的照明等等。
[0061]雖然已經(jīng)在附圖和前述描述中詳細(xì)說明和描述了本公開，但這些說明和描述應(yīng)被認(rèn)為是說明性的或示例性的而不是限制性的；本公開不限于所公開的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所請(qǐng)求保護(hù)的發(fā)明中，通過研究附圖、公開和所附權(quán)利要求可以理解并且實(shí)踐所公開的實(shí)施例的其它變形。
[0062]在權(quán)利要求中，詞語“包括”并不排除其它元件，并且不定冠詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)元件或其它單元可以滿足在權(quán)利要求中闡述的多個(gè)項(xiàng)目的功能。僅在互不相同的實(shí)施例或從屬權(quán)利要求中記載某些特征的僅有事實(shí)，并不意味著不能有利地使用這些特征的組合。在不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍的情況下，本申請(qǐng)的保護(hù)范圍涵蓋在各個(gè)實(shí)施例或從屬權(quán)利要求中記載的各個(gè)特征任何可能組合。
[0063]在權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)記不應(yīng)被理解為限制本公開的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種LED燈器件，其特征在于，包括: 多組LED單元(210)，其中每組LED單元包括多個(gè)LED (215);以及光學(xué)透鏡板(100)，被配置成包括多個(gè)光學(xué)透鏡單元(110)，其中每個(gè)光學(xué)透鏡單元(110)對(duì)應(yīng)于每組LED單元(210)，以用于引導(dǎo)從所述每組LED單元發(fā)射的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈器件，其特征在于: 所述每組LED單元(210)中的所述多個(gè)LED (215)形成長條形的陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED燈器件，其特征在于: 所述每個(gè)光學(xué)透鏡單元的下表面(102)具有容納所述每組LED單元的凹部(105)，所述凹部的表面作為用于對(duì)應(yīng)LED單元(210)的光入射面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED燈器件，其特征在于: 所述每個(gè)光學(xué)透鏡單元的下表面(102)還包括反射面(121，122)，以用于至少反射從所述凹部的側(cè)面(132)入射的光。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED燈器件，其特征在于: 所述凹部的底面(131)為曲面并且朝向所述每組LED單元凸出，以用于將入射到所述底面的光直接折射到所述每個(gè)光學(xué)透鏡單元的上表面(101)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED燈器件，其特征在于: 所述每個(gè)光學(xué)透鏡單元的上表面(101)位于同一平面，并且構(gòu)成所述光學(xué)透鏡板的上表面(101) O
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED燈器件，其特征在于: 所述多個(gè)光學(xué)透鏡單元被依次線性排列，以構(gòu)成長條形的所述光學(xué)透鏡板(100)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED燈器件，其特征在于: 所述多組LED單元(210)被布置成位于相同的印刷電路板(200)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED燈器件，其特征在于: 所述多個(gè)LED (215)中的每個(gè)LED為中功率或低功率的LED。
10.一種泛光燈,其特征在于,包括:根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的LED燈器件。
【文檔編號(hào)】F21S2/00GK204114616SQ201420428917
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】羅群 申請(qǐng)人:飛利浦(中國)投資有限公司, 飛利浦燈具(上海)有限公司