專利名稱：全空間照射的光源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置，具體是一種利用LED光源的、具有全空間照射特點(diǎn)的光源模塊。
背景技術(shù)：
在照明方面，LED光源的光電性能相對(duì)于傳統(tǒng)光源來講已經(jīng)凸顯優(yōu)勢(shì)，不論是光電轉(zhuǎn)換效率、可見光光譜分布、壽命等方面，都已經(jīng)達(dá)到甚至超過傳統(tǒng)光源比如白熾燈、氣體放電熒光燈，除此之外還有其獨(dú)特的性能，比如發(fā)光體小、光譜范圍可控性好、電壓低、熱量小，利用這些性能，LED光源可以很容易實(shí)現(xiàn)在小體積、高光效的照明器具上，比如家用、商業(yè)領(lǐng)域常見的球泡燈，以外形相似、電氣結(jié)構(gòu)相同的形式，對(duì)傳統(tǒng)照明光源進(jìn)行“替代”，在不做其他設(shè)施改動(dòng)的情況下，直接替換掉傳統(tǒng)燈具。這種形式已經(jīng)獲得普遍的認(rèn)同，也取得相當(dāng)?shù)某尚А?br> 從LED本身的特點(diǎn)看，相對(duì)于傳統(tǒng)光源，即便在電氣、效能上具有良好的兼容性和優(yōu)點(diǎn)，仍然具有其局限性。其中一個(gè)比較明顯的問題就是LED發(fā)光角度的限制。因?yàn)閱蝹€(gè) LED光源的發(fā)光區(qū)域?yàn)? π空間，并且大多數(shù)光強(qiáng)集中在較小的錐形區(qū)域，所以，若需要獲得類似白熾燈、緊湊熒光燈所具有的全空間照明效果，則必須對(duì)多個(gè)LED光源進(jìn)行處理，比如幾何位置上的特殊分布、通過二次光學(xué)器件進(jìn)行調(diào)整或者二者結(jié)合同時(shí)處理，使單個(gè)LED 燈具的發(fā)光效果，可以比較均勻地分布在4 π空間。
鑒于此，LED燈具之光學(xué)設(shè)計(jì)迅速發(fā)展，為適應(yīng)此4 π空間的照明范圍，許多方案都被提出，對(duì)LED光源發(fā)射之光線進(jìn)行合理地調(diào)整、組合，使其達(dá)到目的，已經(jīng)取得一定成效但普遍地會(huì)具有一些問題，例如
若較多地采用調(diào)整LED幾何位置的方案，特別是對(duì)LED光源的空間排列進(jìn)行特殊的處理，比如使不同位置的LED光源照射不同的方向，直接調(diào)整每一個(gè)LED光源的發(fā)光軸， 則會(huì)大幅度地增加結(jié)構(gòu)件的復(fù)雜度和成本，同時(shí)還會(huì)帶來其他散熱、走線、維護(hù)性的問題; 若采用LED光源簡單排列的方案，則可以解決散熱、走線、結(jié)構(gòu)件成本的問題，然而卻必然需要用到較多的二次光學(xué)器件，如 此一來又增加了光學(xué)器件的成本，而且還會(huì)帶來兩方面的隱患大幅度降低光效率，增加了光學(xué)器件的復(fù)雜性和成本。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上LED光源燈具在全空間照明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)件復(fù)雜、成本高和光學(xué)器件效率低的問題，本發(fā)明提出一種全空間照射的光源模塊，其技術(shù)方案如下
全空間照射的光源模塊，包括
LED光源，環(huán)形分布于同一平面形態(tài)光源板的頂面，其發(fā)光軸同向且直立于該頂面；該光源板上具有可透光的間隙；
內(nèi)反射體，位于該頂面、將所述LED光源出射之光線部分反射至穿透所述間隙；以及
外反射體，位于該內(nèi)反射體相對(duì)于光源板的同側(cè)，自該內(nèi)反射體的邊緣延伸,將所述LED光源出射之光線部分側(cè)向反射至該光源板外部的空間；
其中，該LED光源具有從該外反射體外圍出射的直射光線。
作為本技術(shù)方案的優(yōu)選者，可以在如下方面具有改進(jìn)
較佳實(shí)施例中，該內(nèi)反射體包括內(nèi)反射曲面,該內(nèi)反射曲面自所述頂面始朝上延伸。
較佳實(shí)施例中，該內(nèi)反射曲面為一回轉(zhuǎn)面形態(tài)，位于該LED光源環(huán)形分布的內(nèi)圈。
較佳實(shí)施例中，該外反射體包括一外反射曲面，該外反射曲面為一回轉(zhuǎn)面的形態(tài)。
較佳實(shí)施例中，該內(nèi)反射體和外反射體為一體成型者，且旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，其對(duì)稱軸垂直于該頂面。
較佳實(shí)施例中，該LED光源與該外反射體之間具有一環(huán)形的透鏡，該透鏡對(duì)部分所述的直射光線進(jìn)行折射，使其相對(duì)于原有路徑側(cè)向射出。
較佳實(shí)施例中，其特征在于該LED光源以正圓形態(tài)的環(huán)形分布，所述內(nèi)反射體和外反射體位于一圓臺(tái)形體軸向兩端，其中該內(nèi)反射體位于該圓臺(tái)形體的小端，外反射體位于該圓臺(tái)形體的大端；該圓臺(tái)形體的小端所在的頂端固定于該光源板的頂面。
較佳實(shí)施例中，該圓臺(tái)形體的側(cè)面的母線為一連續(xù)可導(dǎo)的曲線。
較佳實(shí)施例中，該光源板、圓臺(tái)形體的中央具有貫穿的通孔。
較佳實(shí)施例中，另有回轉(zhuǎn)體的一泡殼，該泡殼完全遮蔽所有來自于該LED光源的光線。
本技術(shù)方案帶來的有益效果是
1.該方案構(gòu)成了全空間照射的形式，使單方向的LED光源其出射的光線在三個(gè)方向分布，可以比較均勻地相互調(diào)整，從而在整個(gè)4 π空間上的光分布可以十分接近傳統(tǒng)光源比如白熾燈。同時(shí)，LED光源所在的光源板采用平面板的形態(tài)，具有最簡單的結(jié)構(gòu)，因此， 兼顧了結(jié)構(gòu)件成本的低廉和可靠。
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的爆炸圖2是圖1所示實(shí)施例一的側(cè)視圖3是圖1所實(shí)施例光路圖4是本發(fā)明實(shí)施例二側(cè)視圖5是本發(fā) 明實(shí)施例三側(cè)視圖6是本發(fā)明實(shí)施例四側(cè)視圖7是圖6所示實(shí)施例爆炸圖8是圖6所實(shí)施例光路圖9是圖6所實(shí)施例軸截面光分布圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖3所示,本發(fā)明實(shí)施例的示意圖。
此全空間照射的光源模塊，包括平面的光源板40，在光源板40的頂面焊接固定了多顆LED光源43，此多顆LED光源43在光源板40上環(huán)形分布，并且其發(fā)光軸均直立于光源板40的頂面。在光源板40間隙41，該LED光源之間可透光的間隙41，如圖1，該間隙位于 LED光源43所構(gòu)成的環(huán)形內(nèi)圈。
在光源板40之上具有內(nèi)反射體20和外反射體30，其中，如圖3所示，鎳反射體20 上采用內(nèi)反射面21將LED光源43的部分出射光線予以反射，成為內(nèi)反射光線51，該內(nèi)反射光線51穿透間隙41 ;朝向?yàn)楣庠窗?0的背面射出。外反射體30位于該內(nèi)反射體20相對(duì)于光源板40的同側(cè)，且自內(nèi)反射體20的邊緣延伸，將LED光源43出射之光線部分側(cè)向反射至該光源板40外部的空間，成為外反射光線52，另外，LED光源43還具有直射光線53， 該直射光線的特點(diǎn)是從外反射體30的外圍出射，不會(huì)受外反射體30阻擋或反射。
可見，該方案構(gòu)成了類似傳統(tǒng)光源全空間照射的形式，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)使單方向的LED 光源43其出射的光線分解為至少三類分別是內(nèi)反射光線51、外反射光線52和直射光線53 在三個(gè)方向分布，可以比較均勻地相互調(diào)整，從而在整個(gè)4 π空間上的光分布可以十分接近傳統(tǒng)光源比如白熾燈。同時(shí)，LED光源43所在的光源板40采用平面板的形態(tài)，具有最簡單的結(jié)構(gòu)，因此，兼顧了結(jié)構(gòu)件成本的低廉和可靠。
本實(shí)施例中，內(nèi)反射體20上的內(nèi)反射曲面21為一回轉(zhuǎn)面的形態(tài)，位于該LED光源 43環(huán)形分布的內(nèi)圈，且該內(nèi)反射曲面21自光源板40的頂面始朝上延伸；該形態(tài)的內(nèi)反射體20成型容易，占用體積??；而外反射體30也與內(nèi)反射體20類似，包括一外反射曲面31， 該外反射曲面31也為一回轉(zhuǎn)面的形態(tài)?？紤]到固定的問題，如圖2，內(nèi)反射體20和外反射體30位于一圓臺(tái)形體軸向兩端，其中內(nèi)反射體20位于該圓臺(tái)形體的小端，外反射體30位于該圓臺(tái)形體的大端；該圓臺(tái)形體的小端所在的頂端固定于該光源板40的頂面，如此，光源板40和內(nèi)反射體20的相對(duì)固定區(qū)域大，機(jī)械強(qiáng)度高，特別是當(dāng)該圓臺(tái)形體形大端的直徑大于光源板40時(shí)能夠保證其穩(wěn)固。
考慮到成型的問題，內(nèi)反射體20和外反射體30為一體成型且旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，其對(duì)稱軸垂直于該光源板40的頂面，這種形態(tài)使內(nèi)反射體20和外反射體30可以一次加工完畢；特別是二者所在的圓臺(tái)形體的側(cè)面的母線為一連續(xù)可導(dǎo)的曲線時(shí)，加工工藝最為簡單。內(nèi)反射面21和外反射面31可以處理成鏡面的形態(tài)，也可以處理成磨砂或者各種微結(jié)構(gòu)，增大其漫反射系數(shù)，使光分布更加均勻。
實(shí)施例二
如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例二的示意圖，可見本實(shí)施例與實(shí)施例一類似，平板型的光源板40，正圓環(huán)形分布了若干LED光源43，不論內(nèi)反射體20還是外反射體30，都是基于同樣的回轉(zhuǎn)體形態(tài)，不同的是，在內(nèi)反射體20和外反射體30的側(cè)面軸向上具有裂隙33，意味在周向方向上，內(nèi)反射體20和外反射體30不連續(xù)，因?yàn)槎呔捎弥芟蚍植嫉钠瑺钋骟w圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)拼接而成，此形態(tài)的內(nèi)反射體20和外反射體30也可以同時(shí)成型，但分為若干個(gè)周向分布的部分，可以用沖壓的方式更加快速地成型，進(jìn)一步降低加工時(shí)間和成本。
實(shí)施例三
如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例4的側(cè)視圖，與前二個(gè)實(shí)施例類似，平板型的光源板40 和其上的LED光源43，不同的是，內(nèi)反射體20和外反射體30的表面進(jìn)行了單獨(dú)處理，以至于外反射體30表面的外反射曲面31由多個(gè)周向的單元34構(gòu)成，考慮到LED光源43的數(shù) 量不多時(shí)，其分布間隔較稀疏，所以可能需要針對(duì)每一個(gè)LED光源43在外反射面上進(jìn)行單 獨(dú)地處理，因此用單元34的形式成型于外反射體。
實(shí)施例四
如圖6至圖9所示，本發(fā)明實(shí)施例四的示意圖。
從圖6和圖7可以看出，本實(shí)施例中LED光源43與外反射體30之間具有一環(huán)形 的透鏡60，該透鏡60是一個(gè)補(bǔ)償裝置，可更加精確地調(diào)整LED光源射出之光線。
如圖8所示，本實(shí)施例的光路示意圖，同樣地，內(nèi)反射體20使來自LED光源43的 光輸出變?yōu)閮?nèi)反射光線51,外反射體30得到外反射光線52,未經(jīng)由內(nèi)、夕卜反射體者屬于直 射光線53，但由于透鏡60的存在，使得直射光線53的部分得到處理，對(duì)其進(jìn)行折射，使其相 對(duì)于原有路徑側(cè)向射出轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒄{(diào)光線54，成為一個(gè)靈活處理的立體角分量，以補(bǔ)償整個(gè) 光照范圍中的缺陷之處。因?yàn)樵贚ED光源43與外反射體30之間的直射光線53所受的干 擾最小，且光通量大，所以選擇此部分的光輸出作為微調(diào)分量較為合適和簡單，直接加裝設(shè) 計(jì)的透鏡60即可得到。如圖9所示，在透鏡60的補(bǔ)償下，整個(gè)實(shí)施例四可以具有十分優(yōu)良 的空間光強(qiáng)分布曲線，十分接近于傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈的光分布，具有優(yōu)良的效果。
從實(shí)施例一至四可看出，這種內(nèi)、外反射體的形態(tài)可以使光源板40和圓臺(tái)形體的 中央具有貫穿的通孔42 (圖1所示)，該通孔具有兩個(gè)明顯的技術(shù)效果一方面節(jié)省了材料 的消耗量，減輕重量，另一方面可以作為容納其他部件的空間或者散熱對(duì)流氣體的空間，后 者在小體積的照明系統(tǒng)方案中至關(guān)重要。
對(duì)于本技術(shù)方案，可以設(shè)置回轉(zhuǎn)體形的一泡殼，該泡殼完全遮蔽所有來自于該LED 光源的光線，使整個(gè)模塊的光輸出在立體空間中更加均勻。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依 本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.全空間照射的光源模塊，其特征在于包括LED光源，環(huán)形分布于同一平面形態(tài)光源板的頂面，其發(fā)光軸同向且直立于該頂面；該光源板上具有可透光的間隙；內(nèi)反射體，位于該頂面、將所述LED光源出射之光線部分反射至穿透所述間隙；以及外反射體，位于該內(nèi)反射體相對(duì)于光源板的同側(cè)，自該內(nèi)反射體的邊緣延伸，將所述 LED光源出射之光線部分側(cè)向反射至該光源板外部的空間；其中，該LED光源具有從該外反射體外圍出射的直射光線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述全空間照射的光源模塊，其特征在于該內(nèi)反射體包括內(nèi)反射曲面，該內(nèi)反射曲面自所述頂面始朝上延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述全空間照射的光源模塊，其特征在于該內(nèi)反射曲面為一回轉(zhuǎn)面形態(tài)，位于該LED光源環(huán)形分布的內(nèi)圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述全空間照射的光源模塊，其特征在于該外反射體包括一外反射曲面，該外反射曲面為一回轉(zhuǎn)面的形態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述全空間照射的光源模塊，其特征在于該內(nèi)反射體和外反射體為一體成型者，且旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，其對(duì)稱軸垂直于該頂面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述全空間照射的光源模塊，其特征在于該LED光源與該外反射體之間具有一環(huán)形的透鏡，該透鏡對(duì)部分所述的直射光線進(jìn)行折射，使其相對(duì)于原有路徑側(cè)向射出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述全空間照射的光源模塊，其特征在于該LED 光源以正圓形態(tài)的環(huán)形分布，所述內(nèi)反射體和外反射體位于一圓臺(tái)形體軸向兩端，其中該內(nèi)反射體位于該圓臺(tái)形體的小端，外反射體位于該圓臺(tái)形體的大端；該圓臺(tái)形體的小端所在的頂端固定于該光源板的頂面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述全空間照射的光源模塊，其特征在于該圓臺(tái)形體的側(cè)面的母線為一連續(xù)可導(dǎo)的曲線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述全空間照射的光源模塊，其特征在于該光源板、圓臺(tái)形體的中央具有貫穿的通孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述全空間照射的光源模塊，其特征在于另有回轉(zhuǎn)體的一泡殼， 該泡殼完全遮蔽所有來自于該LED光源的光線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全空間照射的光源模塊，其特征在于包括LED光源，環(huán)形分布于同一平面形態(tài)光源板的頂面，其發(fā)光軸同向且直立于該頂面；該光源板上具有可透光的間隙；內(nèi)反射體，位于該頂面、將所述LED光源出射之光線部分反射至穿透所述間隙；以及外反射體，位于該內(nèi)反射體相對(duì)于光源板的同側(cè)，自該內(nèi)反射體的邊緣延伸，將所述LED光源出射之光線部分側(cè)向反射至該光源板外部的空間；其中，該LED光源具有從該外反射體外圍出射的直射光線。該使單方向的LED光源其出射的光線在三個(gè)方向分布，可以比較均勻地相互調(diào)整，從而在整個(gè)4π空間上的光分布可以十分接近傳統(tǒng)光源。LED光源所在的光源板采用平面板的形態(tài)，兼顧了結(jié)構(gòu)件成本的低廉和可靠。
文檔編號(hào)F21V19/00GK103032732SQ201210451309
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者曾海, 余鷺帆, 劉文洲 申請(qǐng)人:廈門陽光恩耐照明有限公司