CN104344239A - 发光二极管灯管 - Google Patents

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陈柏洲
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    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs

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Abstract

一种发光二极管灯管，包括中空柱形导光管和若干发光二极管光源，该发光二极管灯管的所述发光二极管光源位于该导光管至少一环形的端面上，该中空圆柱导光管的内壁或外壁的至少其中之一上设多个出光网点。本发明中该发光二极管光源贴设于中空柱形导光管环形的端面上，光线从侧面折射进入导光管后，在导光管内形成大角度的光场分布，这些光线最后被位于导光管内壁或外壁上的出光网点散射出该导光管外，散射光线沿垂直于导光管的周面射出，从而在空间形成接近全角度的出光分布。

Description

发光二极管灯管
技术领域
本发明涉及半导体照明领域，尤其涉及一种发光二极管灯管。
背景技术
传统的荧光灯管通过在灯管两端施加一高电压，使得电子在电场中加速并撞击灯管内部的汞蒸气产生紫外线，这些紫外线会被涂布在灯管壁上的荧光粉吸收，进而产生可见光。但重金属汞会对环境产生严重污染，已经逐渐被各国禁止使用在灯具产品中。
发光二极管（light emitting diode，LED）作为一种高效的发光源，具有环保、省电、寿命长等诸多特点已经被广泛的运用于各种领域，是替代传统荧光灯管的理想光源。
然而，发光二极管光源的出射光线具有较强的指向性，出光角度通常小于120度，照射范围有限。因此，当发光二极管做为灯管的光源时则会造成整个灯管照射范围有限。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种照射范围广的发光二极管灯管以替代传统的荧光灯管。
一种发光二极管灯管，包括中空柱形导光管和若干发光二极管光源，该发光二极管灯管的所述发光二极管光源位于该导光管至少一环形的端面上，该中空圆柱导光管的内壁或外壁的至少其中之一上设多个出光网点。
本发明中该发光二极管光源贴设于中空柱形导光管的环形端面上，光线从侧面折射进入导光管后，在导光管内形成大角度的光场分布，这些光线最后被位于导光管内壁或外壁上的出光网点散射出该导光管外，散射光线沿垂直于导光管的周面射出，从而在空间形成接近全角度的出光分布。
下面参照附图，结合实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明一实施例的发光二极管灯管的立体结构示意图。
图2为图1所示的发光二极管灯管的立体结构分解示意图。
图3为图1所示的发光二极管灯管沿III-III线的横向截面示意图。
图4为图1所示的发光二极管灯管的右侧视图。
图5为本发明另一实施例的发光二极管灯管的横向截面示意图。
主要元件符号说明
发光二极管灯管 1
透光罩 2
导光管 3
发光二极管光源 4
外壁 30
内壁 31
出光网点 32
端面 33、34
波导层 35
反射层 36
空腔 311
阵列单元 321
光线 n、m
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1至图4，本发明一实施例的发光二极管灯管1包括一中空圆柱导光管3、位于该导光管3端面33、34上的多个发光二极管光源4以及将导光管3嵌套于内的中空圆柱透光罩2。
该导光管3的内壁31上开设有多个破坏光线全反射的出光网点32。该导光管3的外壁30上开设有多个破坏光线全反射的出光网点32。
该导光管3两端的端面33、34分别为一环形面。该多个发光二极管光源4对应贴设于该导光管3的端面33、34上。该多个发光二极管光源4均匀分布于端面33、34上，即每一端面33、34上的多个发光二极管光源4等角度排列，相邻发光二极管光源4与对应端面33、34中心的连线所构成的夹角θ均相等。本实施例中该端面33上排列八个发光二极管光源4，相邻发光二极管光源4与端面33中心连线所构成的夹角θ为45度（请参阅图4）。
请同时参阅图3，该导光管3的圆柱形内壁31、圆柱形外壁30以及位于导光管3两端的端面33、34构成一波导层35。该多个发光二极管光源4发出的光线经过导光管3的端面33、34折射进入波导层35中。
该导光管3的折射率较空气大，由发光二极管光源4发出的光线在波导层35中传播时，当光线达到导光管3的内壁31或外壁30（内壁31和外壁30均为波导层35的边界）上时，那些入射角度α大于导光管3的全反射临界角度α0的光线将会在导光管3的内壁31或外壁30上发生全反射。在本实施例中，该导光管3的材质为玻璃，折射率为1.51，经过计算得出该导光管3的临界角α0=41.47°，即发光二极管光源4发出的光线达到导光管3的内壁31或外壁30上时，那些入射角度α大于导光管3的全反射临界角度α0的光线将会在导光管3的内壁31或外壁30上发生全反射而被限制于波导层35内并沿该导光管3的轴向传播。
为了破坏光线的全反射，可以选择在导光管3的内壁31或外壁30上设置出光网点32。在本发明实施例中，多个出光网点32同时设置于该导光管3的内壁31和外壁30上。每个出光网点32均为凹槽。优选地，该出光网点32的尺寸大小在几个微米至几百个微米之间以增加光线散射效果。在其他实施例中，该出光网点32亦可以为微米尺寸大小的凸点。
该发光二极管光源4射向该导光管3的外壁30上的光线m，即使该光线m的入射角度α大于全反射临界角α0=41.47°，则光线m仍然能通过设置于该外壁30上的出光网点32散射出该导光管3的波导层35。该发光二极管光源4射向该导光管3的内壁31上的光线n，在导光管3的波导层35中经过全反射之后从该导光管3的内壁31上的出光网点32折射进入到导光管3内壁31围设的空腔311中，散射后的光线穿过空腔311后达到该导光管3的另一侧，由于光线n经过该出光网点32散射后改变了光线的传播方向，故当散射后的光线n到达导光管3的另一侧时，散射后的光线n的入射角度改变了，使得散射后的光线n可以穿透该导光管3的波导层35射出。
该多个出光网点32构成一网点阵列，该网点阵列包括沿导光管3的轴向间隔排列的多个阵列单元321。每一阵列单元321包括环绕导光管排列的若干出光网点32。每一阵列单元321的若干出光网点32沿垂直于该导光管3的同一圆周面均匀排列。相邻阵列单元321之间的间距自该导光管3贴设有发光二极管光源4的两端面33、34朝向该导光管3的中央逐渐减小，即自导光管3两端面33、34朝向导光管3中央，该出光网点32的排布密度逐渐增加。
可以理解地，在其他实施例中该发光二极管光源4仅排布于导光管3的端面33或者端面34上，此时该网点阵列包括沿导光管3的轴向间隔排列的多个阵列单元321。每一阵列单元321的若干出光网点32沿垂直于导光管3的同一圆周面排列。两相邻阵列单元321之间的间距自该导光管3贴设有发光二极管光源4的端面33（或端面34）朝向该导光管3的另一端面34（或端面33）的方向逐渐减小。
请参阅图5，可以理解地，该多个出光网点32的排列形状和排列位置可以根据实际的出光需求作出调整，比如为了使得经过该出光网点32散射后的光线混合的更加均匀，该多个出光网点32可以任意排布于该导光管3的内壁31或外壁30上；该多个出光网点32也可以仅排列于该导光管3的外壁30上，此时该导光管3的内壁31上可以设置一反射层36；该反射层36用以反射该发光二极管光源4射向该导光管3的内壁31且与该内壁31的入射角度小于全反射临界角α0=41.47°的光线，从而提升光线的利用效率，使得更多的光线从该导光管3的外壁30出射。该反射层36的材质优选为金属反射层并通过电镀或喷涂的方式将金属粉末均匀分布于该导光管3的内壁31上。
该中空圆柱透光罩2由透光性较好的材质构成，比如玻璃、聚碳酸酯。该透光罩2的内径大于该导光管3的外径，以使得该透光罩2将该导光管3嵌套于内。为了得到柔和的出光分布，还可以对透光罩2进行磨砂处理。
本发明中该发光二极管光源4贴设于中空圆柱导光管3的环形端面33、34上，从而在导光管3内形成360度的均匀光场分布，这些光线最后被位于导光管3内壁31或外壁30上的出光网点32散射出该导光管3外，散射光线沿垂直于导光管3的圆周面射出，使得发光二极管灯管1在空间形成接近全角度的出光分布。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种对应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管灯管，包括中空柱形导光管和若干发光二极管光源，其特征在于：该发光二极管灯管的所述发光二极管光源位于该导光管至少一环形的端面上，该中空圆柱导光管的内壁或外壁的至少其中之一上设多个出光网点。
2.如权利要求1所述的发光二极管灯管，其特征在于：该多个出光网点任意排布。
3.如权利要求1所述的发光二极管灯管，其特征在于：该多个出光网点构成一网点阵列，该网点阵列包括沿导光管的轴向间隔排列的多个阵列单元，每一阵列单元包括环绕导光管排列的若干出光网点。
4.如权利要求3所述的发光二极管灯管，其特征在于：该导光管的一个端面上贴设该发光二极管光源，相邻阵列单元之间的间距自该导光管贴设有发光二极管光源的一端朝向该导光管的另一端逐渐减小。
5.如权利要求3所述的发光二极管灯管，其特征在于：该导光管的两个端面上均贴设该发光二极管光源，相邻阵列单元之间的间距自该导光管贴设有发光二极管光源的两端朝向该导光管中央逐渐减小。
6.如权利要求3项所述的发光二极管灯管，其特征在于：该多个网点排布于该导光管的外壁上，该导光管的内壁上设有反射层。
7.如权利要求3所述的发光二极管灯管，其特征在于：该多个网点排布于该导光管的内壁及外壁上。
8.如权利要求1所述的发光二极管灯管，其特征在于：还包括将该导光管嵌套于内的中空柱形透光罩。
9.如权利要求1所述的发光二极管灯管，其特征在于：该出光网点为凸点或凹槽。
10.如权利要求2所述的发光二极管灯管，其特征在于：该发光二极管光源为多个，该多个发光二极管光源均匀分布于该环形的端面上。
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