專利名稱：側光式led燈管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種LED燈管，特別涉及一種側光式LED燈管。
背景技術：
發(fā)光二極管(LED)憑借其優(yōu)異的性能正逐步走向家居和商業(yè)照明，應用非常廣泛。LED具有點光源、大功率、窄光束輸出等特點，因此單個LED在照明的應用中，存在亮度小等問題。LED集成燈管則能克服亮度不足的問題，因此LED集成燈管也越來越受到大眾的歡迎?，F(xiàn)有技術的ー種LED集成燈管包括殼體及設置在殼體內部的LED集成電路單元。LED集成電路單元由印刷電路板(PCB)和成排安裝在印刷電路板上的多個LED構成。殼體由底座和透光的塑料罩構成，LED集成電路單元在底座上安裝成使得LED的發(fā)光面直接面 向透光罩。這種類型的LED集成燈管的示例如圖1、2A和2B所示。此種結構的LED燈管由于其光線直接由透光罩出射，會造成光線較為刺眼。而且多個LED所形成的多束光線會造成不均勻，出現(xiàn)亮點或暗影，影響照明效果。一般通過縮小LED的間距來減少亮點，但這樣増加了 LED的數(shù)目。或者，為了減少亮點，需要高散射性塑料罩，從而降低了透射率。為避免出現(xiàn)眩光或者暗影等現(xiàn)象，有效提高照明效果，提出有一種側光式LED燈 管，其包括殼體及設于殼體內的LED集成芯片電路單元，該殼體內還設有一能將側面入射光轉換為正面導出均勻光的導光組件，其中，導光組件在燈管的大致整個長度上延伸，LED集成芯片電路単元位于導光組件寬度方向上的側面，導光組件的正面作為燈管出光面。然而，這種方案的缺點是導光組件需要占用燈管內較大的空間，而且照明區(qū)域僅限于導光組件正面的區(qū)域，即LED燈管是180度射光。

實用新型內容本實用新型的目的是提供ー種克服上述缺點的改進的側光式LED燈管。本實用新型的側光式的LED燈管包括包括中空的透光罩和設置于所述透光罩的至少一端上的燈頭單元，其特征在于，所述燈頭単元包括殼體、在所述殼體的一端部處安裝至所述殼體的燈頭主體、以及在所述殼體的另一端部處安裝至所述殼體的LED単元和光學部件，其中，所述光學部件設置為在所述燈頭単元安裝于所述透光罩的端部時位于所述LED単元與所述透光罩之間。在本實用新型的一個實施方式中，所述燈頭單元設置在所述透光罩的兩端上。優(yōu)選地，所述透光罩為圓管狀，所述殼體呈圓筒形，并且所述殼體與所述透光罩相連接的端部的直徑略大于所述透光罩的端部的直徑。優(yōu)選地，所述LED単元包括電路板和安裝在所述電路板上作為發(fā)光元件的LED。優(yōu)選地，所述電路板為鋁基電路板。優(yōu)選地，所述殼體中設置有支撐架，所述LED単元的電路板附裝在所述支撐架上。[0013]優(yōu)選地，所述光學部件具有將光線由大角度的入射光錐引導成小角度的出射光錐的光學性質。優(yōu)選地，所述光學部件設置為關于其對稱軸線旋轉對稱。優(yōu)選地，所述光學部件在其與所述LED単元相鄰的ー側上形成有用于容置LED的凹腔。在本實用新型的一些實施方式中，所述光學部件包括遠離所述LED單元的上表面、鄰近所述LED単元的下表面、以及介于所述上表面和下表面之間的兩側表面。根據(jù)ー種實施方式，所述上表面總體上呈凹形，并且包括上表面底部；位于所述上表面底部的徑向外側、且相對于所述上表面底部的高度從所述上表面底部向徑向外側漸增的第一上表面部分；以及，位于所述上表面底部的徑向內側、且相對于所述上表面底部的高度從所述上表面底部向徑向內側漸增的第二上表面部分，所述下表面呈朝向所述凹腔突出的凸形，并且，所述側表面從所述光學部件的底部到頂部具有漸增的斜度。根據(jù)另ー實施方式，所述上表面 為平面，所述下表面呈朝向所述凹腔突出的凸形，并且所述側表面從所述光學部件的底部到頂部具有漸增的斜度。在本實用新型的一些實施方式中，所述光學部件為凸透鏡。根據(jù)ー種實施方式，所述光學部件總體呈拱形，所述用于容置LED的凹腔由拱形的所述光學部件的拱洞形成。優(yōu)選地，所述光學部件包括外表面和內表面，所述外表面相對于所述對稱軸線與所述光學部件的底部所在平面的交點的距離從所述外表面的底部到頂部漸增，所述內表面相對于所述交點的距離從所述內表面的底部到頂部漸減。優(yōu)選地，所述光學部件的底部粘結固定在所述電路板上，所述LED完全處于由所述光學部件的所述凹腔與所述電路板所形成的封閉空間中。進ー步優(yōu)選地，所述LED定位在所述光學部件的底部所在的平面與所述對稱軸線相交的交點處。根據(jù)ー種實施方式，所述光學部件為凸透鏡，所述交點為所述光學部件的焦點。優(yōu)選地，所述透光罩的端部開ロ由所述殼體完全封閉。所述透光罩內可填充空氣。并且，所述透光罩可以由具有散射性的材料制成。本實用新型實現(xiàn)了如下技術效果與LED安裝在透光罩內部的常規(guī)結構相比，本實用新型的結構沒有LED亮點，并且使側光式LED燈管實現(xiàn)360度照明。此外，由于只需在燈管的一端或兩端設置LED，因此大大減少LED的數(shù)目并消除對于LED集成電路板的需要。而且，由于整個LED燈管僅由燈頭單元和透光罩組裝而成，因此結構簡單，易于實現(xiàn)模塊化制造和安裝。

下面將結合具體的實施方式，并參照附圖，對本實用新型實施方式的上述和其它目的和優(yōu)點做進ー步的描述。通過閱讀下面的說明，本實用新型將變得更加清楚。在附圖中，相同的或對應的技術特征或部件采用相同或對應的附圖標記來表示，在附圖中圖I是現(xiàn)有技術LED燈管的示意性側視圖；圖2A是現(xiàn)有技術的LED燈管的示意性立體圖；圖2B是示出圖I的LED燈管采用不同透光罩的照明效果圖；圖3A是根據(jù)本實用新型實施方式的LED燈管的立體圖；[0026]圖3B是圖3A中的LED燈管端部的局部放大圖；圖4A和4B是說明根據(jù)本實用新型實施方式的LED燈管的工作原理的視圖；圖5A-5C示出根據(jù)本實用新型不同實施方式的LED燈管的光學部件的截面圖；以及圖6圖示了根據(jù)本實用新型實施方式的LED燈管的模擬實驗結果。
具體實施方式
以下描述了本實用新型的示例性實施方式，該示例性實施方式僅用于對本實用新
型進行詳細說明，而不應理解為對本實用新型的限定。如圖3A和3B所示，根據(jù)本實用新型的側光式LED燈管包括中空的透光罩I以及設置于透光罩I兩端的燈頭單元2。本實施方式中，透光罩I為圓管狀，其內可充填有空氣。為了獲得更好的照明效果，減少光傳輸過程的光損失，透光罩I優(yōu)選由具有高透射性的材料制成。進ー步地，為了獲得更均勻的照明效果，優(yōu)選地，制成透光罩I的材料可具有良好的色散性。每個燈頭單元2包括殼體21、在殼體21的一端部處安裝至殼體21的燈頭主體24、以及在殼體21的另一端部處安裝至殼體21的LED単元22和光學部件23，其中光學部件23設置為在燈頭單元2安裝于透光罩I的端部時位于LED單元22與透光罩I之間。本實施方式中，對應于圓管狀的透光罩1，殼體21呈大致圓筒形。本實施方式中，殼體21與透光罩I連接端的直徑設置為略大于透光罩I端部的直徑，從而可通過將殼體21套裝在透光罩I的端部而實現(xiàn)燈頭單元2在透光罩I上的可拆卸式安裝。本領域技術人員可以理解，根據(jù)燈座以及透光罩的形狀，燈頭單元的殼體還可具有其他的相應形狀，并且燈頭單元的殼體與透光罩之間可通過其他適合的機械連接方式連接，其應理解為在本實用新型的范圍內。對于用干與燈座電連接的燈頭主體24而言，本領域技術人員可以理解，其可采用現(xiàn)有技術中用在LED燈管中的燈頭主體的形式，該燈頭主體24至燈頭單元2的殼體21中的安裝可采用卡扣配合、螺紋連接等常規(guī)機械連接形式，在此不再詳述。LED單元22包括諸如鋁基電路板(MCPCB)的電路板221和安裝在電路板221上作為發(fā)光元件的LED 222。本實施方式中，通過將電路板221附裝至設置在殼體21中的支撐架211而將LED単元22安裝于殼體21內。當然，本領域技術人員可以理解，還可以通過其他機械結構及機械連接方式實現(xiàn)LED単元在殼體內的安裝固定，其應理解為在本實用新型的范圍內。下面參照圖5A-5C描述適用于本實用新型的LED燈管的光學部件23的構造。本實用新型中，光學部件具有能夠將光線從大角度的入射光錐引導為小角度的出射光錐的光學性質，例如，光學部件可以為凸透鏡。并且，為了實現(xiàn)360度的均勻照射，光學部件23設置為關于其對稱軸線S旋轉對稱。圖5A-5C的視圖示出了包含光學部件23的對稱軸線S的截面。光學部件23在其與LED單元22相鄰的ー側上形成有用于容置LED 222的凹腔(未標號)。為便于描述，下文中將組裝狀態(tài)下光學部件23位于LED單元側的一側稱為“下”、“底”，將組裝狀態(tài)下光學部件23位于透光罩側的一側稱為“上”、“頂”。[0040]在圖5A所示的實施方式中，光學部件23包括上表面(遠離所述LED單元側的表面)23a和下表面(鄰近所述LED單元側的表面)23b (如圖5A中以虛線框示出的)、以及介于上表面23a和下表面23a之間的兩側表面23c。上表面23a總體上呈凹形，并且包括上表面底部23al ;位于上表面底部23al的徑向外側、且相對于上表面底部23al的高度從上表面底部23al向徑向外側漸增的第一上表面部分23a2 ;位于上表面底部23al的徑向內偵れ且相對于上表面底部23al的高度從上表面底部23al向徑向內側漸增的第二上表面部分23a3。下表面23b呈朝向凹腔突出的凸形。側表面23c從光學部件23的底部到光學部件23的頂部具有漸增的斜度。圖5A中所示實施方式的光學部件23適用于長型燈管。在圖5B所示的實施方式中，光學部件23的結構類似于圖5A所示實施方式中的光學部件，不同之處僅在于圖5A所示實施方式中的光學部件的上表面23a’總體呈內凹形，而圖5B所示的實施方式中的光學部件的上表面23a’為平面。圖5B中所示實施方式的光學部件23同樣適用于長型燈管。在圖5C所示的實施方式中，光學部件23總體呈拱形，其中用于容置LED 222的凹腔由拱洞形成，并且光學部件23包括外表面23a”和內表面23b”。外表面23a”相對于對稱軸線S與光學部件23的底部23d所在平面的交點O的距離從底部到頂部漸増。內表面23b”相對于對稱軸線S與光學部件23的底部23d所在平面的交點O的距離從底部到頂部漸減。圖5C中所示實施方式的光學部件3適用于中等長度的燈管。優(yōu)選地，光學部件23通過適合的機械連接方式、例如通過將光學部件23的底部23d粘結固定在電路板221上，從而與LED單元22成整體地一起設置在殼體21內，這樣即有利于模塊化生產和安裝，也利于防止LED單元22的光輸出泄漏。當然，在另ー種實施方式中，也可將光學部件23通過適合的機械連接方式直接固定在殼體21上，例如，將光學部件23的底部23d粘結固定在殼體21的支撐架211上。以上描述了本實用新型LED燈管各組成部件的結構，下面將對這些部件的組裝關系進行詳細描述。組裝燈頭單元2吋，將燈頭主體24借助于該燈頭主體24與殼體21上設置的相應連接結構安裝至殼體21，并且通過將安裝有LED 222和光學部件23的電路板221附裝至殼體21 (本實施方式中具體是附裝至殼體21中的支撐架211上)或通過將安裝有LED 222的電路板221與光學部件23分別附裝至殼體21而實現(xiàn)LED單元22與光學部件23在殼體21中的安裝就位，從而形成組裝好的燈頭單元2。組裝狀態(tài)下，優(yōu)選地，LED 222完全處于光學部件23的凹腔與電路板221所形成的封閉空間中，從而利于防止LED 222的光輸出泄漏。優(yōu)選地，LED222定位在光學部件23的底部23d所在的平面與對稱軸線S相交的交點O處。在光學部件23為凸透鏡的情況下，優(yōu)選地，交點O可以設計成是光學部件23的焦點，從而使得LED 222發(fā)出的光線經光學部件23調制后以大致平行于光學部件23的法向方向出射，由此使燈管的輸出更為均勻。接下來，進行組裝好的燈頭單元2至透光罩I的組裝。本實施方式中，通過將直徑略大的殼體21套裝在直徑稍小的透光罩I的端部，實現(xiàn)燈頭單元2在透光罩I上的可拆卸安裝。本領域技術人員可以理解，在其他實施方式中，還可以通燈頭單元的殼體與透光罩之、間的其他形狀配合方式或通過其他機械連接方式實現(xiàn)此組裝。組裝狀態(tài)下，光學部件23位于透光罩I與LED單兀22之間,優(yōu)選地,透光罩I的端部開ロ處被完全封閉以防止光泄露。[0047]下面結合圖4A和圖4B說明本實用新型的側光式LED燈管的光學工作原理。如圖4A所示，LED單元22設置于透光罩I的兩端，光學部件23位于透光罩I與LED單元22之間，從LED單元22上的LED222發(fā)出的光經由光學部件23調制之后進入中空的透光罩I、再經透光罩I的壁面射出，從而可實現(xiàn)360度范圍的光照，克服了單個LED單元為點光源、發(fā)光面比較窄、易于形成亮點的問題。如圖4B所示，為了實現(xiàn)光線在透光罩I內的均勻發(fā)散效果，光學部件23被構造為將LED単元22的光輸出由大角度的光錐a引導成小角度的光錐b，從而使入射光線能夠直接到達透光罩I的更大的表面范圍。該表面范圍可以根據(jù)LED燈管的長度、具體是透光罩I的長度通過設計光學部件23的構造以 及作為光源的LED 222與光學部件23之間的距離進行調節(jié)。如在圖4B中示出的，在一種實施方式中，通過光學部件23調制的光束以光錐的形式入射到透光罩I的壁面，透光罩I的壁面優(yōu)選具有散射效果，入射光線經過透射和反射，以均勻且柔和的方式在360度光照范圍上輸出。在本實用新型的另ー種實施方式中，光學部件23為凸透鏡，作為光源的LED正好設置在光學部件23入射側的焦點處，從而使得LED222發(fā)出的光線經光學部件23調制后以大致平行于光學部件23的法向方向η出射，由此使整個燈管長度上的輸出更為均勻。圖6示出了對根據(jù)本實用新型的2ft (600毫米)Τ8型LED燈管的模擬實驗結果，其中圖示出燈管的長度與燈管的表面照度之間的關系。從圖中可以看出，除燈管兩端存在很窄范圍的相對較暗的區(qū)帶之外，在燈管的整個長度范圍內具有基本上均勻一致的照度。例如，作為均勻度的指標，在燈管的整個長度范圍內，最小照度與平均照度之比達到92.4%，并且最小照度與最大照度之比也高達85. 7%。因此，本實用新型的側光式LED燈管不但能夠提供均勻而沒有LED単元光點的亮度輸出，并且能夠實現(xiàn)雙側(360度)光發(fā)射。盡管在此已詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但要理解的是本實用新型并不局限于在此詳細描述和示出的具體結構，在不偏離本實用新型的實質和范圍的情況下可由本領域的技術人員實現(xiàn)其它的變型和變體。例如，在圖4所示的實施方式中，LED單元22設置在透光罩I的兩側上，但是根據(jù)實際需要，可以僅在透光罩I的一側上設置LED単元22和相應的光學部件23。此外，在上述實施方式中，透光罩I內填充空氣，但是根據(jù)實際需要，可以在透光罩I內填充氮氣或其他氣體，甚至于可以真空密封。另外，透光罩I可以由塑料制成，也可以由其他適合的材料制成，只要該材料具有高透射性和可選地具有散射性且適用于LED燈管即可。所有這些變型和變體都落入本實用新型要求保護的范圍內。
權利要求1.一種側光式的LED燈管，包括中空的透光罩和設置于所述透光罩的至少一端上的燈頭單元，其特征在干，所述燈頭単元包括殼體、在所述殼體的一端部處安裝至所述殼體的燈頭主體、以及在所述殼體的另一端部處安裝至所述殼體的LED単元和光學部件，其中，所述光學部件設置為在所述燈頭単元安裝于所述透光罩的端部時位于所述LED単元與所述透光罩之間。
2.如權利要求I所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述燈頭單元設置在所述透光 罩的兩端上。
3.如權利要求I所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述透光罩為圓管狀，所述殼體呈圓筒形，并且所述殼體與所述透光罩相連接的端部的直徑略大于所述透光罩的端部的直徑。
4.如權利要求I所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述LED単元包括電路板和安裝在所述電路板上作為發(fā)光元件的LED。
5.如權利要求4所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述電路板為鋁基電路板。
6.如權利要求4所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述殼體中設置有支撐架，所述LED単元的電路板附裝在所述支撐架上。
7.如權利要求I所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述光學部件具有將光線由大角度的入射光錐引導成小角度的出射光錐的光學性質。
8.如權利要求I或7所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述光學部件設置為關于其對稱軸線旋轉對稱。
9.如權利要求8所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述光學部件在其與所述LED単元相鄰的ー側上形成有用于容置LED的凹腔。
10.如權利要求9所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述光學部件包括遠離所述LED単元的上表面、鄰近所述LED単元的下表面、以及介于所述上表面和下表面之間的兩側表面。
11.如權利要求10所述的側光式的LED燈管，其特征在干，所述上表面總體上呈凹形，并且包括上表面底部；位于所述上表面底部的徑向外側、且相對于所述上表面底部的高度從所述上表面底部向徑向外側漸增的第一上表面部分；以及，位于所述上表面底部的徑向內側、且相對于所述上表面底部的高度從所述上表面底部向徑向內側漸增的第二上表面部分；所述下表面呈朝向所述凹腔突出的凸形；并且所述側表面從所述光學部件的底部到頂部具有漸增的斜度。
12.如權利要求10所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述上表面為平面，所述下表面呈朝向所述凹腔突出的凸形，并且所述側表面從所述光學部件的底部到頂部具有漸增的斜度。
13.如權利要求9所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述光學部件為凸透鏡。
14.如權利要求13所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述光學部件總體呈拱形，所述用于容置LED的凹腔由拱形的所述光學部件的拱洞形成。
15.如權利要求14所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述光學部件包括外表面和內表面，所述外表面相對于所述對稱軸線與所述光學部件的底部所在平面的交點的距離從所述外表面的底部到頂部漸增，所述內表面相對于所述交點的距離從所述內表面的底部到頂部漸減。
16.如權利要求9所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述光學部件的底部粘結固定在所述電路板上，所述LED完全處于由所述光學部件的所述凹腔與所述電路板所形成的封閉空間中。
17.如權利要求I所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述透光罩的端部開ロ由所述殼體完全封閉。
18.如權利要求I所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述透光罩內填充空氣。
19.如權利要求I所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述透光罩由具有散射性的材料制成。
20.如權利要求16所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述LED定位在所述光學部件的底部所在的平面與所述對稱軸線相交的交點處。
21.如權利要求20所述的側光式的LED燈管，其特征在于，所述光學部件為凸透鏡，所述交點為所述光學部件的焦點。
專利摘要本實用新型公開一種側光式的LED燈管，其包括中空的透光罩和設置于所述透光罩的至少一端上的燈頭單元，其特征在于，所述燈頭單元包括殼體、在所述殼體的一端部處安裝至所述殼體的燈頭主體、以及在所述殼體的另一端部處安裝至所述殼體的LED單元和光學部件，其中，所述光學部件設置為在所述燈頭單元安裝于所述透光罩的端部時位于所述LED單元與所述透光罩之間。
文檔編號F21S2/00GK202532224SQ201220030949
公開日2012年11月14日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權日2012年1月31日
發(fā)明者李皓, 歐智君, 陳小棉, 陳鵬 申請人:歐司朗股份有限公司