專利名稱：照度均勻無眩光的led虛擬鏡像照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED照明裝置，特別是涉及一種照度均勻無眩光的LED虛擬鏡像照明裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的照明裝置常用的有室內(nèi)用的臺(tái)燈、日光燈、吸頂燈、吊燈、筒燈和壁燈等，室外道路照明用的路燈以及廣場照明專用燈具。由于目前LED光效迅速提高，LED作為新型的高效綠色半導(dǎo)體照明光源正快速發(fā)展。各種使用LED光源的臺(tái)燈、日光燈、吸頂燈、吊燈、筒燈、壁燈以及戶外路燈的產(chǎn)品已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。尤其是作為具有方向性要求的在一定的照射面要有一定照度的燈具如臺(tái)燈、射燈和路燈來說，現(xiàn)有的照明裝置具有一定的缺陷。如臺(tái)燈一般使用帶燈罩的節(jié)能燈，節(jié)能燈設(shè)置在燈罩內(nèi)被其包圍，燈光從未被燈罩包圍的部分發(fā)出照射在桌面上，燈罩內(nèi)部反光面涂覆有白色或銀色涂層用以反射燈光至桌面上，其反射效率低，導(dǎo)致一部分燈光白白浪費(fèi)，致使照射到桌面上的照度降低?，F(xiàn)有的LED臺(tái)燈如圖1所示，里面使用了很多小LED燈珠，至少30%到40%的光線照射到了不需要的地方，即使在光源表面覆蓋有擴(kuò)散膜及濾光片也不盡人意，光線利用率低，降低了我們需要的照射面的照度，照度不均勻，造成了不必要的電能浪費(fèi)，還具有眩光的危害。此外，無論是LED臺(tái)燈還是LED路燈，距離光源近的照射面的照度很高，邊緣部分很低，照度均勻度較低，有的還會(huì)產(chǎn)生眩光，即使能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)國外標(biāo)準(zhǔn)，其代價(jià)也是很大的，有的路燈用較昂貴的透鏡加配光結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，這不僅增加了產(chǎn)品的成本，而且使得光效有所降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需 要解決的技術(shù)問題是提供一種照度均勻無眩光的LED虛擬鏡像照明裝置，可解決現(xiàn)有LED照明裝置在所需要的照射面上照度低和照度不均勻以及容易產(chǎn)生眩光的問題，提高了 LED光源裝置在照射面上的照度，使照射面的照度更加均勻，并可有效防止眩光的產(chǎn)生，同樣照度下可減少LED的輸入功率，節(jié)省能源。根據(jù)上述目的發(fā)明的一種照度均勻無眩光的LED虛擬鏡像照明裝置，包括具有LED光源的發(fā)光單元，其特征在于:所述發(fā)光單元中的LED光源為至少一個(gè)藍(lán)光或紫外光LED ;所述發(fā)光單元包括至少一個(gè)平面狀或曲面狀熒光罩，由透明塑料或玻璃內(nèi)表面涂覆或鑲嵌一層熒光膜或由透明塑料加入熒光粉注塑形成，覆蓋于所述LED光源，藍(lán)光或紫外光LED光源激發(fā)熒光罩內(nèi)的熒光膜或激發(fā)自身含有熒光材料的熒光罩本體發(fā)出白光向外照射；還包括反射板，所述反射板具有平面狀反射面；反射板的反射面的一邊靠近或貼在發(fā)光單元的熒光罩上，LED光源的法線切平面及熒光罩主發(fā)光面的法線切平面與反射面的夾角α為90° 130°，由熒光罩直接射出的白光與通過反射板鏡像的熒光罩反射出的白光疊加，射向照射面。所述LED光源的法線切平面及熒光罩主發(fā)光面的法線切平面與反射面的夾角α優(yōu)選值為90°。還包括輔助反射板，所述輔助反射板具有平面狀反射面，其反射面的一邊靠近或貼在發(fā)光單元的熒光罩上，相鄰的一邊貼在反射板的反射面上。所述反射板為玻璃鍍膜或塑料鍍膜或金屬鍍膜或金屬拋光作為反射面。所述輔助反射板為玻璃鍍膜或塑料鍍膜或金屬鍍膜或金屬拋光作為反射面。本實(shí)用新型由于采用了 LED光源直接激發(fā)含有熒光材料的熒光罩和虛擬鏡像反射原理，整體均勻發(fā)光的熒光罩發(fā)出的光線與熒光罩虛擬鏡像的光線疊加，解決了現(xiàn)有LED照明裝置在所需要的照射面上照度低和照度不均勻以及容易產(chǎn)生眩光的問題，提高了 LED光源裝置在照射面上的照度，在臺(tái)燈上的應(yīng)用可提高桌面照度60%以上，照度更加均勻，并可有效防止眩光的產(chǎn)生，節(jié)省能源。此外，由于發(fā)光單元采用遠(yuǎn)程熒光技術(shù)，使熒光罩遠(yuǎn)離LED光源，不僅降低了 LED的結(jié)溫，提高了 LED的使用壽命，還可提高整個(gè)照明裝置的光效和顯色性，可廣泛應(yīng)用于LED臺(tái)燈、射燈、天花燈、吸頂燈、柵格燈、工礦燈、投光燈、路燈等家居照明、辦公照明、商業(yè)照明、景觀照明以及戶外照明領(lǐng)域。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)臺(tái)燈照明效果示意圖。圖2是本實(shí)用新型原理示意圖一。圖3是本實(shí)用新型原理示意圖二。圖4是本實(shí)用新型原理示意圖三。圖5是本實(shí)用新型原理示意圖四。
圖6是本實(shí)用新型原理示意圖五。圖7是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的主剖視圖。圖8是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的A-A剖視圖。圖9是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的主剖視圖。圖10是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的A-A剖視圖。圖11是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的主剖視圖。圖12是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的A-A剖視圖。圖13是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的主剖視圖。圖14是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的A-A剖視圖。圖15是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的主剖視圖。圖16是本實(shí)用新型第六實(shí)施例的主剖視圖。圖17是本實(shí)用新型第七實(shí)施例的主剖視圖。圖18是本實(shí)用新型第七實(shí)施例的A-A剖視圖。圖19是本實(shí)用新型第八實(shí)施例的主剖視圖。圖20是本實(shí)用新型第八實(shí)施例的A向視圖。圖21是本實(shí)用新型臺(tái)燈照明效果示意圖。圖22是本實(shí)用新型路燈照明效果示意圖。附圖標(biāo)記說明:10、發(fā)光單元，11、LED光源，11L、LED光源發(fā)光面，12、熒光罩，12Y、熒光罩內(nèi)的熒光膜，12'、鏡像的熒光罩，13、LED光源安裝基板，14、散熱體，15、內(nèi)反射板，20、反射板，20R、反射板的反射面，20R1、反射板在熒光罩內(nèi)的反射面，20C、反射板的鍍膜層，30、輔助反射板，30R、輔助反射板的反射面，40、燈體，50、邊框。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。如圖2至圖19所示，本實(shí)用新型所描述的照度均勻無眩光的LED虛擬鏡像照明裝置，所述發(fā)光單元10中的LED光源11為至少一個(gè)藍(lán)光或紫外光LED ;所述發(fā)光單元10包括至少一個(gè)平面狀或曲面狀熒光罩12，由透明塑料或玻璃內(nèi)表面涂覆或鑲嵌一層熒光膜12Y或由透明塑料加入熒光粉注塑形成，覆蓋于所述LED光源11，藍(lán)光或紫外光LED光源11激發(fā)熒光罩12內(nèi)的熒光膜12Y或激發(fā)自身含有熒光材料的熒光罩12本體發(fā)出白光向外照射；還包括反射板20，所述反射板20具有平面狀反射面20R ;反射板20的反射面20R的一邊靠近或貼在發(fā)光單元10的熒光罩12上，LED光源11的法線切平面及熒光罩12主發(fā)光面的法線切平面與反射面20R的夾角α為90。 130°，由熒光罩12直接射出的白光與通過反射板20鏡像的熒光罩12'反射出的白光疊加，射向照射面。平面狀熒光罩的實(shí)施例如圖11、圖12和圖19、圖20所示。曲面狀熒光罩的實(shí)施例如圖7至圖10和圖13至圖18所示。如圖7、圖11、圖13、圖15至圖17以及圖19所示，熒光罩12可用透明塑料或玻璃成型后在內(nèi)表面涂覆熒光膜12Υ，也可以在熒光罩內(nèi)鑲嵌含有熒光材料的熒光膜12Υ (也可稱為內(nèi)罩，為單獨(dú)成型，即可鑲嵌在熒光罩的內(nèi)表面，還可直接安裝在LED光源11上與熒光罩留有一定間隙)。如圖9所示，還可由透明塑料加入熒光粉注塑形成自身含有熒光材料的熒光罩。透明塑料可采用透明聚碳酸酯(PC)或透明環(huán)氧樹脂或聚甲基丙烯酸甲酯(ΡΜΜΑ，俗稱亞克力或有機(jī)玻璃)。LED光源11是帶有芯片的封裝好的藍(lán)光或紫外光LED器件或LED模組，一個(gè)發(fā)光單元內(nèi)可以采用一個(gè)大功率的LED器件，也可以采用幾個(gè)至上百個(gè)小功率LED器件，還可以采用一條LED模組。如圖2至圖7、圖9、圖11、圖13以及圖15至圖19所示，所述LED光源11的法線切平面及熒光罩12主發(fā)光面的法線切平面與反射面20R的夾角α優(yōu)選值為90°。由于反射板20的反射面20R的一邊靠近或貼在發(fā)光單元10的熒光罩12上，并且LED光源11的法線切平面及熒光罩12主發(fā)光面的法線切平面與反射面20R的夾角α為90°，在反射板20的反射面20R上映射出與熒光罩12大小相等的鏡像的熒光罩12'，就像我們照鏡子一樣，因此，熒光罩12的發(fā)光面與反射板20的反射面20R構(gòu)成了虛擬的鏡像反射要素，我們把具有這兩個(gè)要素并相互夾角α為90° 130°并優(yōu)選90°的這一反射原理稱為虛擬鏡像反射。如圖2所示，在有效照射范圍內(nèi)，來自發(fā)光單元10的一束直射光BL和來自反射面20R的一束虛擬鏡像的反射光BR都可聚集在照射面上的M點(diǎn)和N點(diǎn)，這就近似于一個(gè)點(diǎn)有兩個(gè)光源照射，一個(gè)是真實(shí)的直接發(fā)自發(fā)光單元10的光，一個(gè)是虛擬的來自反射面20R鏡像反射的光，極大地提高了照射面的照度值，有效地節(jié)省了能源。為了顧及到靠近光源下面區(qū)域的照度要求，一般可采用圖7、圖9、圖13、圖15至圖18的結(jié)構(gòu)。為了使真實(shí)的熒光 罩12和虛擬鏡像的熒光罩12'看似為一個(gè)整體光源，使得人們?cè)谕庥^視覺上更舒適，可采用圖15和圖16的熒光罩結(jié)構(gòu)，熒光罩12與反射面20R垂直的這部分即為熒光罩12的主發(fā)光面，熒光罩12的主發(fā)光面端部無縫隙的貼在反射板20上。此外，還應(yīng)在突光罩12內(nèi)反射板20的一側(cè)設(shè)置一內(nèi)反射板15,由于反射板20米用玻璃鍍膜，玻璃有一定的厚度，LED光源11的藍(lán)光或紫外光會(huì)通過反射板20的這一厚度向外泄漏，因此內(nèi)反射板15會(huì)阻隔這一泄漏。還由于反射板20玻璃厚度的原因，圖15中的熒光罩12若壁厚很薄的話會(huì)在熒光罩12與反射板20的結(jié)合處的鏡面里看到熒光罩12的邊緣甚至內(nèi)反射板15的邊緣，因此可將熒光罩12與反射板20的結(jié)合處設(shè)計(jì)成圖16的結(jié)構(gòu)。雖然按照虛擬鏡像的原理，兩要素的夾角α等于90°是優(yōu)選值，針對(duì)特定的照明裝置結(jié)構(gòu)特性和照明需求以及LED光源發(fā)光角的不同，夾角α也可稍大于90°，但不應(yīng)超過130°，否則鏡像投射范圍越大，有效照射面的照度越低，這是至關(guān)重要的。如圖11、圖13、圖15和圖16所示，LED光源11的發(fā)光面與熒光罩12內(nèi)的反射面20R1或內(nèi)反射板15構(gòu)成內(nèi)虛擬鏡像反射要素，在熒光罩12外部有熒光罩12與反射面20R構(gòu)成外虛擬鏡像反射要素，因此，這是一個(gè)具有雙重鏡像反射效果的實(shí)施例。在本圖11和圖13的實(shí)施例中，反射面20R1是采用了反射板20在熒光罩12內(nèi)部的部分，若反射板20采用玻璃鍍膜會(huì)有藍(lán)光或紫外光泄漏的危險(xiǎn)，用金屬表面鍍膜可防止光泄漏。圖15和圖16的實(shí)施例具有獨(dú)立的內(nèi)反射板15作為內(nèi)部的反射面，即使采用玻璃鍍膜的反射板20也會(huì)有效地防止藍(lán)光或紫外光的泄漏。對(duì)于圖11的實(shí)施例，為了提高光效降低光損失，在LED光源11的另一側(cè)也就是20R1相對(duì)的一側(cè)設(shè)置一個(gè)內(nèi)反射板15，用來反射這一側(cè)的光，可使平板式熒光罩12表面的光更加均勻。
如圖4和圖6所示，為了進(jìn)一步減少發(fā)光單元10兩側(cè)光線的流失，提高LED光線在有效照射面上的利用率，本實(shí)用新型還包括輔助反射板30，所述輔助反射板30具有平面狀反射面30R,其反射面的一邊靠近或貼在發(fā)光單兀10的突光罩12上,相鄰的一邊貼在反射板20的反射面20R上。如圖19和圖20所示的實(shí)施例，在燈體40內(nèi)部安裝有反射板20、LED光源11、安裝基板13，在安裝基板13上安裝LED光源11，LED光源11發(fā)光面的中心切平面與反射板20的反射面20R的夾角α為90° 130°，優(yōu)選值為90°，在LED光源11兩側(cè)安裝輔助反射板30，在燈體40底部安裝熒光罩12，并由邊框50固定。由此可見，這也是一個(gè)具有內(nèi)虛擬鏡像反射要素的實(shí)施例。熒光罩12可為平面狀，也可為曲面狀。本實(shí)用新型所述反射板20為玻璃鍍膜或塑料鍍膜或金屬鍍膜或金屬拋光作為反射面。本實(shí)用新型所述輔助反射板30為玻璃鍍膜或塑料鍍膜或金屬鍍膜或金屬拋光作為反射面，如圖19所示。如圖15和圖16所示，反射板20采用玻璃板或透明塑料板，其鍍膜層20C在玻璃板或透明塑料板的內(nèi)表面，本實(shí)用新型所述的反射面20R是指我們可見反射影像的這一面，并非指鍍膜層一面，因?yàn)樵阱兡幽敲媸强床坏椒瓷溆跋竦?。反射?0若采用玻璃材質(zhì)，應(yīng)象手機(jī)及平板電腦的屏幕那樣進(jìn)行鋼化處理，以增加玻璃強(qiáng)度，防止玻璃意外破碎時(shí)劃傷人體。本實(shí)用新型的LED光源11可有的獨(dú)立的散熱體14，也可以與燈體40共為一體，增加散熱面積。燈體40可根據(jù)實(shí)際需要采用如鋁合金、鋁板等金屬材料，也可采用塑料如PC或ABS等。圖20和圖21分別是本實(shí)用新型應(yīng)用在臺(tái)燈和路燈上的發(fā)光效果示意圖，可以看出，本實(shí)用新型非常適合臺(tái)燈、路燈及射燈這類要求在照射面有均勻照射要求的品種。依照上述各實(shí)施例所描述并依據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)，由于采用了 LED光源直接激發(fā)含有熒光材料的熒光罩和虛擬鏡像反射原理，整體均勻發(fā)光的熒光罩發(fā)出的光線與熒光罩虛擬鏡像的光線疊加，不僅提高了照射面的照度而且照度均勻，在臺(tái)燈的實(shí)施例中，獨(dú)特的照明方式使我們?cè)陂喿x時(shí)根本看不到光源，無眩光危害。即使我們鉆到燈下非要看光源，看到的也是熒光罩發(fā)出均勻柔和光線。由于照度的有效提高，同樣的照度需求下可減少LED的輸入功率，節(jié)省能源。以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種LED虛擬鏡像照明裝置，包括具有LED光源的發(fā)光單元，其特征在于: 所述發(fā)光單元中的LED光源為至少一個(gè)藍(lán)光或紫外光LED ;所述發(fā)光單元包括至少一個(gè)平面狀或曲面狀熒光罩，由透明塑料或玻璃內(nèi)表面涂覆或鑲嵌一層熒光膜或由透明塑料加入熒光粉注塑形成，覆蓋于所述LED光源，藍(lán)光或紫外光LED光源激發(fā)熒光罩內(nèi)的熒光膜或激發(fā)自身含有熒光材料的熒光罩本體發(fā)出白光向外照射；還包括反射板，所述反射板具有平面狀反射面；反射板的反射面的一邊靠近或貼在發(fā)光單元的熒光罩上，LED光源的法線切平面及熒光罩主發(fā)光面的法線切平面與反射面的夾角α為90° 130°，由熒光罩直接射出的白光與通過反射板鏡像的熒光罩反射出的白光疊加，射向照射面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于: 所述LED光源的法線切平面及熒光罩主發(fā)光面的法線切平面與反射面的夾角α優(yōu)選值為90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明裝置，其特征在于: 還包括輔助反射板，所述輔助反射板具有平面狀反射面，其反射面的一邊靠近或貼在發(fā)光單元的熒光罩上，相鄰的一邊貼在反射板的反射面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明裝置，其特征在于: 所述反射板為玻璃鍍膜或塑料鍍膜或金屬鍍膜或金屬拋光作為反射面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于: 所述輔助反射板為 玻璃鍍膜或塑料鍍膜或金屬鍍膜或金屬拋光作為反射面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種照明裝置，特別是涉及一種照度均勻無眩光的LED虛擬鏡像照明裝置。包括至少一個(gè)藍(lán)光或紫外光LED光源和至少一個(gè)平面狀或曲面狀熒光罩的發(fā)光單元以及反射板，由透明塑料或玻璃內(nèi)表面涂覆或鑲嵌一層熒光膜或由透明塑料加入熒光粉注塑形成，覆蓋于所述LED光源，反射板具有平面狀反射面，其一邊靠近或貼在發(fā)光單元的熒光罩上，LED光源的法線切平面及熒光罩主發(fā)光面的法線切平面與反射面的夾角α為90°～130°優(yōu)選90°，由熒光罩直接射出的白光與通過反射板鏡像的熒光罩反射出的白光疊加，射向照射面。不僅提高了照射面的照度，使照度更加均勻，還可有效防止眩光，節(jié)省能源。
文檔編號(hào)F21V7/22GK203099417SQ20122075395
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月15日
發(fā)明者金德奎 申請(qǐng)人:金德奎