CN203297975U - 发光二极管照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发光二极管照明装置。其中，在设置有白光发光二极管光源模组的光源模组板的非光源区域的表面设置至少一个全反射透镜；在所述全反射透镜的表面涂敷至少一种用于反射指定波长的光线的光学材料。通过使用本实用新型中的发光二极管照明装置，可以大大提高LED照明装置的显色性，降低LED照明装置的制造成本。

Description

发光二极管照明装置

技术领域

本实用新型涉及发光二极管技术，特别涉及一种发光二极管照明装置。

背景技术

随着发光二极管（LED）照明技术的不断发展，应用LED的照明装置也开始大规模的进入室内照明领域。应用于室内照明的LED光源，在光效上远远高于传统的光源。尽管如此，LED对比传统光源还是有较大的缺陷。例如，在显色性上，LED光源较白炽灯还有较大的距离，而室内灯具恰好对光源的显色性的要求比较高。例如，目前LED球泡灯已经被广泛地使用，但是，由于LED球泡灯需要一个散热器进行散热，而为了便于使用，LED球泡灯的外形尺寸又必须参照传统的白炽灯的体积，因此LED球泡灯的散热器的体积必然受到相应的限制，从而也进一步地限制了LED球泡灯的功率。为了能够在有限的功率内使得LED球泡灯达到替代传统白炽灯的目标，LED球泡灯在显色性方面便略有不足。例如，在5700K的色温时，LED球泡灯的亮度很容易达到传统白炽灯的亮度，但是在显色性上就比传统白炽灯相差较多。因此，在使用LED照明装置进行室内照明时，不仅需要使得该LED照明装置实现节能的目的，同时也需要提高LED照明装置的出射光的品质，提高LED照明装置的显色性。

在现有技术中，为了提高LED照明装置的显色性，所常用的一种方法为：在对LED照明装置的进行封装时，在LED照明装置中加入不同颜色的荧光粉，从而提高LED照明装置光源的显色性。

然而，上述的方法虽然可以提高LED照明装置的显色性，但是却增加了LED照明装置的结构复杂性；而且，不同的荧光粉受温度的影响不同，因此将使得LED照明装置输出的光的显色性波动大，一致性差。此外，现有技术中的大多数技术方案中一般都是使用增加的红光荧光粉，但是该种材料的价格很贵，且出光效率较低，因此也直接导致了LED照明装置的成本增加且光效降低。

由上可知，现有技术中的LED照明装置，因此，有必要提供一种更好的LED照明装置，从而可提高LED照明装置的显色性，降低LED照明装置的制造成本。

实用新型内容

根据本实用新型，提供了一种发光二极管照明装置，从而能够提高LED照明装置的显色性，降低LED照明装置的制造成本。

本实用新型提供了一种发光二极管照明装置，该发光二极管照明装置包括：

光源模组板；

设置在所述光源模组板上的白光发光二极管光源模组；

至少一个设置在所述光源模组板的非光源区域的表面的全反射透镜；

其中，所述全反射透镜的表面上涂敷有至少一种用于反射指定波长的光线的光学材料。

其中，所述光源模组板的非光源区域包括：

发光二极管照明装置内的支架上未设置白光发光二极管光源模组的区域、基板上未设置支架的区域、散热器上未设置基板的区域和发光二极管照明装置内部的侧壁。

其中，所述全反射透镜设置在所述支架上未设置白光LED光源模组的区域、基板上未设置支架的区域、散热器上未设置基板的区域和LED照明装置内部的侧壁中的任意一处或多处。

其中，所述光学材料为：油墨和/或反光膜。

其中，所述油墨为：

由树脂、单体溶剂、助剂、颜料、聚氨酯、聚酰胺和/或氯化聚丙烯树脂制成的油墨。

其中，所述指定波长为：

620～780纳米的红光的波长、500～600纳米的黄绿光的波长、100～400纳米的紫外光的波长中的任意一种或多种波长。

由上述技术方案可见，在本实用新型中的发光二极管照明装置中，由于在上述LED照明装置中的光源模组板的非光源区域的表面设置了一个或多个全反射透镜，并在所述全反射透镜的表面涂敷了一种或多种用于反射指定波长的光线的光学材料，因此可以利用在LED照明装置内向各个方向反射的光线产生所需颜色或波长的光线，并将所产生的光线与该LED照明装置中的白光LED光源模组输出的白色光束混合后输出到LED照明装置外，从而对LED照明装置所输出的光线进行有效的补偿，大大提高LED照明装置的显色性；同时，由于在本实用新型的技术方案中，并未在LED照明装置的封装过程中加入不同颜色的荧光粉，因此显色性稳定，一致性很好，而且出光效率高，同时还可大大降低LED照明装置的制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本实用新型实施例中的提高发光二极管照明装置的显色性的方法的流程示意图；

图2为本实用新型实施例中的LED照明装置的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例一中的LED照明装置的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例二中的LED照明装置的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例三中的LED照明装置的结构示意图；

图6为本实用新型的实施例四中的LED照明装置的结构示意图；

图7为本实用新型的实施例五中的LED照明装置的结构示意图；

图8为本实用新型的实施例六中的LED照明装置的结构示意图；

图9为本实用新型的实施例七中的LED照明装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

对于LED光源来说，提高LED光源显色性的原理是：在对LED光源的光谱进行分析后，参考大自然的自然光谱，对LED光源中缺少的或偏弱的光谱进行相应的补充，从而达到提高LED光源显色性的目的。

目前，常用的LED光源的发光角度通常为140°，也就是说，LED光源的背部并没有光束输出。但是，在目前经常使用的LED照明装置中，一般都不是直接将LED光源裸露在照明装置（例如，灯具）中，而是将LED光源设置在一个支架上，然后将该支架设置在一个基板上，接着再将设置有LED光源的基板设置在散热器的表面，随后还可以在LED光源的周围增加一些辅助部件，例如，光学透镜、灯罩等。这些增加的辅助部件的透光率一般都小于1，因此LED光源所输出的光束中的一部分将会被上述的辅助部件反射回LED照明装置中，并在该LED照明装置的内部被不断的反射，从而有可能会有光线被反射到LED光源的背部或LED照明装置内部其他的辅助部件的表面。

因此，可以将设置LED照明装置内部的各种可反射光线的部件统称为光源模组板。因此，所述光源模组板可以是：各种用于安装LED光源/光源模组的板材（例如，支架、基板、散热器等）、LED光源/光源模组周围的部件（例如，LED照明装置内部的侧壁）以及各种可以反射光线的其他部件。进一步的，可将所述光源模组板的表面划分为光源区域和非光源区域；其中，光源区域包括：安装有LED光源/光源模组的区域及位于该区域正前方的区域；而非光源区域则包括：光源模组板表面上除光源区域之外的其他区域。

另外，LED照明装置外部的光线（例如，阳光、其他照明装置等外部光源发出的光线，或者是该LED照明装置发出的光线被其他外部装置反射回该LED照明装置的光线等）也会进入LED照明装置内部，并在该LED照明装置的内部被LED光源模组板的表面不断的反射，从而也有可能会有光线被反射到LED光源的背部或LED照明装置内部其他的辅助部件的表面。

在目前所使用的LED照明装置中，LED照明装置内的光源模组板的表面一般都设置为白色或设置为镜面结构，从而可以将光线反射出LED照明装置之外，但并不会改变原有光线的波长或颜色。

在本实用新型的技术方案中，将在设置有白光LED光源模组的光源模组板的非光源区域的表面设置至少一个全反射透镜，然后再在所述全反射透镜的表面涂敷至少一种用于反射指定波长的光线的光学材料，从而可以提高LED照明装置的显色性、出光效率高，同时还可大大降低LED照明装置的制造成本。

图1为本实用新型实施例中的提高发光二极管照明装置的显色性的方法的流程图。如图1所示，本实用新型实施例中的提高发光二极管照明装置的显色性的方法包括如下所述步骤：

步骤101，在设置有白光LED光源模组的光源模组板的非光源区域的表面设置至少一个全反射透镜。

在本实用新型的具体实施例中，LED照明装置中设置有白光LED光源模组，用于输出白色光束（例如，可以使用红、绿、蓝三色LED芯片模组组合产生白色光束）。该白光LED光源模组设置在光源模组板上。

在本步骤中，将在光源模组板上的非光源区域的表面设置一个或多个全反射透镜。所述全反射透镜，可以将不同入射方向的入射光线折射到同一方向（例如，白光LED光源模组所输出的白色光束的平行方向）上出射。因此，在光源模组板上的非光源区域的表面设置全反射透镜之后，即可通过所设置的全反射透镜将在LED照明装置内反射的各个方向的光线都输出到LED照明装置之外。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，可以根据光源模组板的非光源区域的表面的实际形状以及在LED照明装置内反射的光线的角度和方向，设置所述全反射透镜的具体形态。具体的设置方式在此不再赘述。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述光源模组板的非光源区域可以包括：LED照明装置内的支架上未设置白光LED光源模组的区域、基板上未设置支架的区域、散热器上未设置基板的区域和LED照明装置内部的侧壁等区域。

因此，在本实用新型的较佳实施例中，所述全反射透镜可以设置在支架上未设置白光LED光源模组的区域、基板上未设置支架的区域、散热器上未设置基板的区域和LED照明装置内部的侧壁中的任意一处或多处。

例如，由于在LED照明装置中，白光LED光源模组一般都设置在支架上，而且，支架上未设置白光LED光源模组的区域也可反射光线，属于所述光源模组板的非光源区域，因此在本实用新型的较佳实施例中，所述全反射透镜可以设置在支架上未设置白光LED光源模组的区域中，如图3所示。

由于在LED照明装置中，设置有白光LED光源模组的支架一般都设置在一个基板上，而且该基板上未设置支架的区域也可反射光线，属于所述光源模组板的非光源区域，因此在本实用新型的较佳实施例中，所述全反射透镜可以设置在基板上未设置支架的区域中，如图4所示。

由于在LED照明装置中，设置有白光LED光源模组的基板一般设置在散热器上，而且，散热器上未设置基板的区域也可反射光线，也属于所述光源模组板的非光源区域，因此，在本实用新型的较佳实施例中，所述全反射透镜可以设置在散热器上未设置基板的区域中，也可以设置在基板上未设置支架的区域和散热器上未设置基板的区域中，如图5所示。

由于在LED照明装置中，LED照明装置内部的侧壁一般都可反射光线，也属于所述光源模组板的非光源区域，因此，在本实用新型的较佳实施例中，所述全反射透镜可以设置在所述LED照明装置内部的侧壁上，如图6所示。

步骤102，在所述全反射透镜的表面涂敷至少一种用于反射指定波长的光线的光学材料。

目前所使用的可用于照明的LED照明装置中，其光源大多是使用白光LED光源/光源模组。而即使是光效最高的白光LED光源/光源模组，也具有高色温（通常为6500K）和低显色性（显色指数为65-70）的特点。

通过实验对LED光源/光源模组的光谱进行分析后可知，与自然光的光谱相比，LED光源/光源模组的光谱主要是缺失了红光、黄绿光、紫外光等光谱。因此，对于LED照明装置来说，只要补充上述所缺失的部分光谱或全部光谱，即可大大提高光源的显色性，使得整个LED照明装置达到高显色性。

由于LED照明装置中的白光LED光源模组只能输出白色光束，因此，为了提高LED照明装置的显色性，在本步骤中，将在所述全反射透镜的表面涂敷一种或多种光学材料，该光学材料可以用于反射指定波长的光线。其中，不同的光学材料可用于反射不同波长的光线。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述光学材料可以是：油墨和/或反光膜等。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述油墨为：由树脂、单体溶剂、助剂、颜料、聚氨酯、聚酰胺和/或氯化聚丙烯树脂制成的油墨。

另外，根据研究报告可知，在LED照明装置可以输出的光谱中，有一些光谱可能对人类有害。例如，紫外光谱容易烧伤人类的皮肤和眼睛，黄绿光容易增加人类的眼睛近视的风险等等。因此，在本实用新型的技术方案中，在提高LED照明装置的显色性的同时，也可以有选择性的补充相应的光谱。

例如，当LED照明装置是用于正常的室内照明时，可以只补充红光光谱，从而在提高LED照明装置的显色性的同时，降低LED照明装置可能对用户造成的损害。

而LED照明装置不是用于正常的室内照明，而是用于其他的场合时，则可以在LED照明装置中补充红光光谱、黄绿光光谱和紫外光谱中的任意一种或多种光谱，从而显著地提高LED照明装置的显色性。

因此，较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述指定波长可以为：620～780纳米的红光的波长、500～600纳米的黄绿光的波长、100～400纳米的紫外光的波长中的任意一种波长或多种波长。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述全反射透镜的表面上可以仅涂敷一种用于反射指定波长的光线的光学材料。

例如，如图3至图6所示，所述全反射透镜的表面上涂敷有一种用于反射具有红光波长（即所述指定波长为620～780纳米波长范围内的任意一种波长）的光线的光学材料。此时，所述光学材料所反射的光线为红光。该反射后的红光与该LED照明装置中的白光LED光源模组输出的白色光束混合后输出到LED照明装置外，因此可为白光LED光源模组所输出的白色光线补偿红色光谱，从而可显著地提高LED照明装置的显色性。

再例如，如图7所示，所述全反射透镜的表面上涂敷有一种用于反射具有紫外波长（即所述指定波长为100～400纳米波长范围内的任意一种波长）的光线的光学材料。此时，所述光学材料所反射的光线为紫外光。该反射后的紫外光与该LED照明装置中的白光LED光源模组输出的白色光束混合后输出到LED照明装置外，因此可为白光LED光源模组所输出的白色光线补偿紫外光谱，从而可显著地提高LED照明装置的显色性。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述全反射透镜的表面上也可以涂敷多种用于反射两种指定波长的光线的光学材料。例如，所述全反射透镜的表面上涂敷有第一光学材料和第二光学材料，所述第一光学材料用于反射第一波长的光线，所述第二光学材料用于反射第二波长的光线。

例如，如图8所示，所述第一波长的光线和第二波长的光线均为红光，即所述第一波长（例如，680纳米的波长）和第二波长（例如，750纳米的波长）均为620～780纳米波长范围内的波长。此时，所述第一光学材料反射的第一补偿光、所述第二光学材料反射的第二补偿光与该LED照明装置中的白光LED光源模组输出的白色光束混合后输出到LED照明装置外，因此可为白光LED光源模组所输出的白色光线补偿两种红色光谱，从而可显著地提高LED照明装置的显色性。

再例如，如图9所示，所述第一波长的光线为红光（即所述第一波长为620～780纳米波长范围内的波长），所述第二波长的光线为黄绿光（即所述第二波长为500～600纳米波长范围内的波长）。此时，所述第一光学材料反射的第一补偿光（红光）、所述第二光学材料反射的第二补偿光（黄绿光）与该LED照明装置中的白光LED光源模组输出的白色光束混合后输出到LED照明装置外，因此可为白光LED光源模组所输出的白色光线补偿红色光谱和黄绿色光谱，从而可显著地提高LED照明装置的显色性。

通过上述的步骤101和102可知，在本实用新型的技术方案中，由于在上述LED照明装置中的光源模组板的非光源区域的表面设置了一个或多个全反射透镜，并在所述全反射透镜的表面涂敷了一种或多种用于反射指定波长的光线的光学材料，从而可以利用在LED照明装置内向各个方向反射的光线产生所需颜色或波长的光线，并将所产生的光线与该LED照明装置中的白光LED光源模组输出的白色光束混合后输出到LED照明装置外，从而对LED照明装置所输出的光线进行了有效的补偿，大大提高了LED照明装置的显色性；同时，由于在本实用新型的技术方案中，并未在LED照明装置的封装过程中加入不同颜色的荧光粉，因此显色性稳定，一致性很好，而且出光效率高，同时还大大降低了LED照明装置的制造成本。

另外，在本实用新型的技术方案中，还提出了一种LED照明装置。

图2为本实用新型实施例中的LED照明装置的结构示意图。如图2所示，本实用新型实施例中的LED照明装置包括：

光源模组板22；

设置在所述光源模组板22上的白光LED光源模组21；

至少一个设置在所述光源模组板22的非光源区域的表面的全反射透镜23；

其中，所述全反射透镜23的表面上涂敷有至少一种用于反射指定波长的光线的光学材料24。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述光源模组板的非光源区域可以包括：LED照明装置内的支架221上未设置白光LED光源模组的区域、基板222上未设置支架221的区域、散热器223上未设置基板222的区域和LED照明装置内部的侧壁224等区域。

因此，在本实用新型的较佳实施例中，所述全反射透镜可以设置在支架221上未设置白光LED光源模组的区域、基板222上未设置支架221的区域、散热器223上未设置基板222的区域和LED照明装置内部的侧壁224中的任意一处或多处。

例如，所述全反射透镜可以设置在支架221上未设置白光LED光源模组的区域中，如图3所示。

例如，所述全反射透镜也可以设置在基板222上未设置支架221的区域中，如图4所示。

例如，所述全反射透镜可以设置在散热器223上未设置基板222的区域中，也可以设置在基板222上未设置支架221的区域和散热器223上未设置基板222的区域中，如图5所示。

例如，所述全反射透镜还可以设置在所述LED照明装置内部的侧壁224上，如图6所示。

另外，在本实用新型的较佳实施例中，所述光学材料可以是：油墨和/或反光膜等可用于反射不同波长的光线的材料。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述指定波长可以为：620～780纳米的红光的波长、500～600纳米的黄绿光的波长、100～400纳米的紫外光的波长中的任意一种波长或多种波长。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述全反射透镜的表面上仅涂敷有一种用于反射指定波长的光线的光学材料。

例如，如图3至图6所示，所述全反射透镜的表面上涂敷有一种用于反射具有红光波长的光线的光学材料241，从而可为白光LED光源模组所输出的白色光线补偿红色光谱，显著地提高LED照明装置的显色性。

再例如，如图7所示，所述全反射透镜的表面上涂敷有一种用于反射具有紫外波长的光线的光学材料242，从而可为白光LED光源模组所输出的白色光线补偿紫外光谱，显著地提高LED照明装置的显色性。

较佳的，在本实用新型的具体实施例中，所述全反射透镜的表面上涂敷有多种用于反射两种指定波长的光线的光学材料。例如，所述全反射透镜的表面上涂敷有用于反射第一波长的光线的第一光学材料243和用于反射第二波长的光线第二光学材料244。

例如，如图8所示，所述第一波长的光线和第二波长的光线均为红光，因此可为白光LED光源模组所输出的白色光线补偿两种红色光谱，从而可显著地提高LED照明装置的显色性。

再例如，如图9所示，所述第一波长的光线为红光，所述第二波长的光线为黄绿光，因此可为白光LED光源模组所输出的白色光线补偿红色光谱和黄绿色光谱，从而可显著地提高LED照明装置的显色性。

综上可知，在本实用新型中所提供的发光二极管照明装置和提高发光二极管照明装置的显色性的方法中，由于在上述LED照明装置中的光源模组板的非光源区域的表面设置了一个或多个全反射透镜，并在所述全反射透镜的表面涂敷了一种或多种用于反射指定波长的光线的光学材料，因此可以利用在LED照明装置内向各个方向反射的光线产生所需颜色或波长的光线，并将所产生的光线与该LED照明装置中的白光LED光源模组输出的白色光束混合后输出到LED照明装置外，从而对LED照明装置所输出的光线进行有效的补偿，大大提高LED照明装置的显色性；同时，由于在本实用新型的技术方案中，并未在LED照明装置的封装过程中加入不同颜色的荧光粉，因此显色性稳定，一致性很好，而且出光效率高，同时还可大大降低LED照明装置的制造成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种发光二极管照明装置，其特征在于，该发光二极管照明装置包括： 

光源模组板； 

设置在所述光源模组板上的白光发光二极管光源模组； 

至少一个设置在所述光源模组板的非光源区域的表面的全反射透镜； 

其中，所述全反射透镜的表面上涂敷有至少一种用于反射指定波长的光线的光学材料； 

所述指定波长为：620～780纳米的红光的波长、500～600纳米的黄绿光的波长、100～400纳米的紫外光的波长中的任意一种或多种波长。 

2.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述光源模组板的非光源区域包括： 

发光二极管照明装置内的支架上未设置白光发光二极管光源模组的区域、基板上未设置支架的区域、散热器上未设置基板的区域和发光二极管照明装置内部的侧壁。 

3.如权利要求2所述的发光二极管照明装置，其特征在于：所述全反射透镜设置在所述支架上未设置白光LED光源模组的区域、基板上未设置支架的区域、散热器上未设置基板的区域和LED照明装置内部的侧壁中的任意一处或多处。 

4.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于：所述光学材料为：油墨和/或反光膜。 

5.如权利要求4所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述油墨为：由树脂、单体溶剂、助剂、颜料、聚氨酯、聚酰胺和/或氯化聚丙烯树脂制成的油墨。 

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