CN101936478A - Led点光源装置 - Google Patents

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Abstract

一种LED点光源装置，包括壳体及电路基板，所述电路基板固定在壳体底部。所述LED点光源装置还包括设置在所述至少一个LED点光源的上方的微棱镜光学板，所述微棱镜光学板上形成有沿至少两个不同方向延伸的多个V形脊，使单一LED点光源发射的光线经过所述微棱镜光学板形成多个虚拟光源；所述电路基板上设置有多个光源组件，多个光源组件排列成行间距和列间距分别第一预定值和第二预定值的数组结构，所述每个光源组件设有两个LED点光源，所述两个LED点光源的中心距为第三预定值。本发明的LED点光源装置通过将点光源按预定值排布，在不影响发光亮度的同时，可减少LED点光源的数量，从而节省成本。

Description

LED点光源装置
技术领域
本发明涉及一种点光源装置，特别是涉及一种单色的具有微棱镜的LED点光源装置。
背景技术
LED具有无汞、高发光效率、使用寿命长等优点，现已逐渐取代传统之照明光源。虽然LED具有较高的发光效率，但因LED单点光源的发光体积很小，应用于大型照明***时需多颗LED予以阵列化成为足够大面积的光源组件，然而，此种方式所需的LED数量较多，这导致成本较高，且如果单颗LED灯损坏将导致整列LED故障，使信赖性降低。现有做法中有搭配扩散板或搭配由光扩散材料制成的灯罩而获得具有良好照明功能的面光源装置。然而，使用扩散板或光扩散材料虽然可以提高出射光的均匀性，但仍需设置足够多的LED光源阵列满足光亮的需要。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有微棱镜的单色的LED点光源阵列的光源装置，可减少LED点光源的数量，相对提高出射光的亮度。
一种LED点光源装置，包括壳体及电路基板，所述电路基板固定在壳体底部。所述LED点光源装置还包括设置在所述至少一个LED点光源的上方的微棱镜光学板，所述微棱镜光学板上形成有沿至少两个不同方向延伸的多个V形脊，使单一LED点光源发射的光线经过所述微棱镜光学板形成多个虚拟光源；所述电路基板上设置有多个光源组件，多个光源组件排列成行间距和列间距分别第一预定值和第二预定值的数组结构，所述每个光源组件设有两个LED点光源，所述两个LED点光源的中心距为第三预定值。
本发明的LED点光源装置中，LED点光源发出的光线透过所述微棱镜光学板的至少两方向的多个长条状V形脊时会发生特定的折射、反射等作用，从而将单色LED点光源发出的光线扩散成多倍化虚拟光源并向特定视角范围内聚集，通过将点光源按预定值排布，在不影响发光亮度的同时，可减少LED点光源的数量，从而节省成本。
附图说明
图1为本发明中LED点光源装置的剖面示意图。
图2为图1中LED点光源产生虚拟光源的光路图。
图3为图1中单一LED点光源产生4倍虚拟光源的结构示意图。
图4为图1中微棱镜光学板的整体结构示意图。
图5为图1中LED点光源阵列的排布示意图。
图6为图5中LED点光源阵列产生虚拟光源的示意图。
主要元件符号说明
LED点光源装置            100
壳体                     10
底板                     101
侧壁                     102
保护罩                   103
电路基板                 20
LED点光源                201
虚拟光源                 202
微棱镜光学板             30
入光面                   301
出光面                   302
V形脊                    303、313、314、315、316
四角星                   322
顶角                     317
光源组件                 40
具体实施方式
请参阅图1，LED点光源装置100包括壳体10、电路基板20、微棱镜光学板30。壳体10包括一个底板101、沿底板101的四周延伸的侧壁102及一保护罩103。该底板101和该侧壁102围成一收容腔。所述保护罩103由透明玻璃、毛玻璃、透明塑胶板等透明材质中的一种制成，保护罩103固定在微棱镜光学板30的上方，用于保护微棱镜光学板30的表层不受到污染或刮伤。本实施方式中，所述底板101及侧壁102可由具有高反射率的金属或塑料制成，或由涂布有高反射率涂层的金属或塑料制成。电路基板10固定在底板101上，且所述LED电路基板20表面排布至少一个LED点光源201，其中，所述LED点光源201为单色的发光二极管，微棱镜光学板30固定在壳体10内且大致与底板101平行，且其设置于LED点光源201的上方。
请一并参阅图2和图3，所述LED点光源201发射的光线通过所述微棱镜光学板30形成多个虚拟光源202，其中，根据微棱镜光学板30中不同的棱镜结构，会产生不同数量的虚拟光源202。每个LED点光源201产生的虚拟光源202均匀分布在以该LED点光源201为圆心、以R为半径的圆周上，若设有多个LED点光源201，设定LED点光源201相邻两个LED点光源201的中心距为R，使得LED点光源201所产生的虚拟光源202规则性重叠，增强虚拟光源202的亮度。由于一个点光源经微棱镜光学板30的反射或折射可产生多个虚拟光源202，在不影响发光亮度的同时，可减少LED点光源的数量，从而节省成本。
请参阅图4，所述微棱镜光学板30由透明塑胶材质制成，其具有入光面301及与入光面301相对的出光面302，该入光面301为平面且面向LED点光源201，该出光面302上形成有沿两个不同方向延伸的多个V形脊303，且该不同方向延伸的多个V形脊303相互交错，使每个LED点光源201发出的光经过该微棱镜光学板30后可形成4个的虚拟光源202。该V形脊303包括多个沿第一方向X1延伸的多个长条状V形脊313及多个沿第二方向X2延伸的多个长条状V形脊314，其中，沿第一方向X1延伸的多个长条状V形脊313和沿第二方向X3延伸的多个长条状V形脊315相互正交于一点，形成一四角星322，且每个V形脊的顶角317均为45度。分别与两个正交方向X1及X2延伸的长条状V形脊313及314具有共同连接点的对称方向X3及X4也形成长条状V形脊315及316。
请参阅图5和图6，本实施方式中，所述LED点光源装置100有多个光源组件40，多个光源组件40组成光源组件阵列，光源组件阵列的行间距和列间距分别设置为第一预定值2R和第二预定值3R。其中，每个光源组件40设有两个LED点光源201，且每个光源组件40内的两个LED点光源201的中心距为第三预定值R。由于在微棱镜光学板30的出光面302设置有两个方向的多个长条状V形脊，LED点光源201发出的光线透过该出光面302时会发生特定的折射、反射等作用，从而将单一LED点光源201发出的光线扩散成图6所示的四倍虚拟光源阵列并向特定视角范围内聚集，增加单色光的光亮度。
其他实施方式中，该微棱镜光学板30的出光面302可以是三个或四个不同方向的延伸的多个V形脊，且该不同方向延伸的多个V形脊相互交错，若出光面302为三个不同方向的延伸的多个V形脊，则该三个方向的延伸的V形脊彼此相交于一点，其中，相邻两方向延伸的V形脊的夹角呈60度，形成六角星形。如此，单一LED点光源201发出的光线扩散成六倍虚拟光源；若出光面302为四个不同方向的延伸的多个V形脊，则该四个方向的延伸的V形脊结构彼此相交于一点，其中，相邻两方向延伸的V形脊结构的夹角呈45度，形成八角星形。如此，单一LED点光源201发出的光线扩散成八倍虚拟光源并向特定视角范围内聚集，形成八倍光源。
本发明的LED点光源装置100中，LED点光源201发出的光线透过所述微棱镜光学板30的至少两方向的多个长条状V形脊结构时会发生特定的折射、反射等作用，从而将单色LED点光源201发出的光线扩散成多倍化虚拟光源并向特定视角范围内聚集，增加单色光的光亮度。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种LED点光源装置，包括壳体及电路基板，所述电路基板固定在壳体底部，其特征在于：所述LED点光源装置还包括设置在所述至少一个LED点光源的上方的微棱镜光学板，所述微棱镜光学板上形成有沿至少两个不同方向延伸的多个V形脊，使单一LED点光源发射的光线经过所述微棱镜光学板形成多个虚拟光源；所述电路基板上设置有多个光源组件，多个光源组件排列成行间距和列间距分别第一预定值和第二预定值的数组结构，所述每个光源组件设有两个LED点光源，所述两个LED点光源的中心距为第三预定值。
2.如权利要求1所述的LED点光源装置，其特征在于，所述LED点光源为多个同色的发光二极管，所述多个虚拟光源均匀分布在以该LED点光源为圆心，以第三预定值为半径的圆周上。
3.如权利要求1所述的LED点光源装置，其特征在于，所述微棱镜光学板由透明塑胶材质制成。
4.如权利要求1所述的LED点光源装置，其特征在于，所述微棱镜光学板具有入光面及与入光面相对的出光面，其中，入光面为平面且面向所述电路基板，出光面形成为沿两个不同方向延伸的长条状V形脊。
5.如权利要求4所述的LED点光源装置，其特征在于，所述两个不同方向延伸的长条状V形脊相互垂直。
6.如权利要求1所述的LED点光源装置，其特征在于，所述每个V形脊的顶角为45度。
7.如权利要求1所述的LED点光源装置，其特征在于，所述壳体包括底板及沿底板的四周延伸的侧壁，该底板和该侧壁围成一收容腔，所述电路基板和微棱镜光学板设置在该收容腔中。
8.如权利要求1所述的LED点光源装置，其特征在于，所述LED点光源装置包括保护罩，保护罩固定在微棱镜光学板的上方，保护罩由透明材料制成。
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