专利名称：全空间照射的光源模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明装置，具体是一种利用LED光源的、具有全空间照射特点的光源模块。
背景技术：
在照明方面，LED光源的光电性能相对于传统光源来讲已经凸显优势，不论是光电转换效率、可见光光谱分布、寿命等方面，都已经达到甚至超过传统光源比如白炽灯、气体放电荧光灯，除此之外还有其独特的性能，比如发光体小、光谱范围可控性好、电压低、热量小，利用这些性能，LED光源可以很容易实现在小体积、高光效的照明器具上，比如家用、商业领域常见的球泡灯，以外形相似、电气结构相同的形式，对传统照明光源进行“替代”，在不做其他设施改动的情况下，直接替换掉传统灯具。这种形式已经获得普遍的认同，也取得相当的成效。
从LED本身的特点看，相对于传统光源，即便在电气、效能上具有良好的兼容性和优点，仍然具有其局限性。其中一个比较明显的问题就是LED发光角度的限制。因为单个 LED光源的发光区域为2 π空间，并且大多数光强集中在较小的锥形区域，所以，若需要获得类似白炽灯、紧凑荧光灯所具有的全空间照明效果，则必须对多个LED光源进行处理，比如几何位置上的特殊分布、通过二次光学器件进行调整或者二者结合同时处理，使单个LED 灯具的发光效果，可以比较均匀地分布在4 π空间。
鉴于此，LED灯具之光学设计迅速发展，为适应此4 π空间的照明范围，许多方案都被提出，对LED光源发射之光线进行合理地调整、组合，使其达到目的，已经取得一定成效但普遍地会具有一些问题，例如
若较多地采用调整LED几何位置的方案，特别是对LED光源的空间排列进行特殊的处理，比如使不同位置的LED光源照射不同的方向，直接调整每一个LED光源的发光轴， 则会大幅度地增加结构件的复杂度和成本，同时还会带来其他散热、走线、维护性的问题; 若采用LED光源简单排列的方案，则可以解决散热、走线、结构件成本的问题，然而却必然需要用到较多的二次光学器件，如 此一来又增加了光学器件的成本，而且还会带来两方面的隐患大幅度降低光效率，增加了光学器件的复杂性和成本。发明内容
针对以上LED光源灯具在全空间照明结构设计中结构件复杂、成本高和光学器件效率低的问题，本发明提出一种全空间照射的光源模块，其技术方案如下
全空间照射的光源模块，包括
LED光源，环形分布于同一平面形态光源板的顶面，其发光轴同向且直立于该顶面；该光源板上具有可透光的间隙；
内反射体，位于该顶面、将所述LED光源出射之光线部分反射至穿透所述间隙；以及
外反射体，位于该内反射体相对于光源板的同侧，自该内反射体的边缘延伸,将所述LED光源出射之光线部分侧向反射至该光源板外部的空间；
其中，该LED光源具有从该外反射体外围出射的直射光线。
作为本技术方案的优选者，可以在如下方面具有改进
较佳实施例中，该内反射体包括内反射曲面,该内反射曲面自所述顶面始朝上延伸。
较佳实施例中，该内反射曲面为一回转面形态，位于该LED光源环形分布的内圈。
较佳实施例中，该外反射体包括一外反射曲面，该外反射曲面为一回转面的形态。
较佳实施例中，该内反射体和外反射体为一体成型者，且旋转对称，其对称轴垂直于该顶面。
较佳实施例中，该LED光源与该外反射体之间具有一环形的透镜，该透镜对部分所述的直射光线进行折射，使其相对于原有路径侧向射出。
较佳实施例中，其特征在于该LED光源以正圆形态的环形分布，所述内反射体和外反射体位于一圆台形体轴向两端，其中该内反射体位于该圆台形体的小端，外反射体位于该圆台形体的大端；该圆台形体的小端所在的顶端固定于该光源板的顶面。
较佳实施例中，该圆台形体的侧面的母线为一连续可导的曲线。
较佳实施例中，该光源板、圆台形体的中央具有贯穿的通孔。
较佳实施例中，另有回转体的一泡壳，该泡壳完全遮蔽所有来自于该LED光源的光线。
本技术方案带来的有益效果是
1.该方案构成了全空间照射的形式，使单方向的LED光源其出射的光线在三个方向分布，可以比较均匀地相互调整，从而在整个4 π空间上的光分布可以十分接近传统光源比如白炽灯。同时，LED光源所在的光源板采用平面板的形态，具有最简单的结构，因此， 兼顾了结构件成本的低廉和可靠。
以下结合附图实施例对本发明作进一步说明
图1是本发明实施例一的爆炸图2是图1所示实施例一的侧视图3是图1所实施例光路图4是本发明实施例二侧视图5是本发 明实施例三侧视图6是本发明实施例四侧视图7是图6所示实施例爆炸图8是图6所实施例光路图9是图6所实施例轴截面光分布图。
具体实施方式
如图1至图3所示,本发明实施例的示意图。
此全空间照射的光源模块，包括平面的光源板40，在光源板40的顶面焊接固定了多颗LED光源43，此多颗LED光源43在光源板40上环形分布，并且其发光轴均直立于光源板40的顶面。在光源板40间隙41，该LED光源之间可透光的间隙41，如图1，该间隙位于 LED光源43所构成的环形内圈。
在光源板40之上具有内反射体20和外反射体30，其中，如图3所示，镍反射体20 上采用内反射面21将LED光源43的部分出射光线予以反射，成为内反射光线51，该内反射光线51穿透间隙41 ;朝向为光源板40的背面射出。外反射体30位于该内反射体20相对于光源板40的同侧，且自内反射体20的边缘延伸，将LED光源43出射之光线部分侧向反射至该光源板40外部的空间，成为外反射光线52，另外，LED光源43还具有直射光线53， 该直射光线的特点是从外反射体30的外围出射，不会受外反射体30阻挡或反射。
可见，该方案构成了类似传统光源全空间照射的形式，因为该结构使单方向的LED 光源43其出射的光线分解为至少三类分别是内反射光线51、外反射光线52和直射光线53 在三个方向分布，可以比较均匀地相互调整，从而在整个4 π空间上的光分布可以十分接近传统光源比如白炽灯。同时，LED光源43所在的光源板40采用平面板的形态，具有最简单的结构，因此，兼顾了结构件成本的低廉和可靠。
本实施例中，内反射体20上的内反射曲面21为一回转面的形态，位于该LED光源 43环形分布的内圈，且该内反射曲面21自光源板40的顶面始朝上延伸；该形态的内反射体20成型容易，占用体积小；而外反射体30也与内反射体20类似，包括一外反射曲面31， 该外反射曲面31也为一回转面的形态。考虑到固定的问题，如图2，内反射体20和外反射体30位于一圆台形体轴向两端，其中内反射体20位于该圆台形体的小端，外反射体30位于该圆台形体的大端；该圆台形体的小端所在的顶端固定于该光源板40的顶面，如此，光源板40和内反射体20的相对固定区域大，机械强度高，特别是当该圆台形体形大端的直径大于光源板40时能够保证其稳固。
考虑到成型的问题，内反射体20和外反射体30为一体成型且旋转对称，其对称轴垂直于该光源板40的顶面，这种形态使内反射体20和外反射体30可以一次加工完毕；特别是二者所在的圆台形体的侧面的母线为一连续可导的曲线时，加工工艺最为简单。内反射面21和外反射面31可以处理成镜面的形态，也可以处理成磨砂或者各种微结构，增大其漫反射系数，使光分布更加均匀。
实施例二
如图4所示，本发明实施例二的示意图，可见本实施例与实施例一类似，平板型的光源板40，正圆环形分布了若干LED光源43，不论内反射体20还是外反射体30，都是基于同样的回转体形态，不同的是，在内反射体20和外反射体30的侧面轴向上具有裂隙33，意味在周向方向上，内反射体20和外反射体30不连续，因为二者均采用周向分布的片状曲面体围绕其中心轴旋转拼接而成，此形态的内反射体20和外反射体30也可以同时成型，但分为若干个周向分布的部分，可以用冲压的方式更加快速地成型，进一步降低加工时间和成本。
实施例三
如图4所示，本发明实施例4的侧视图，与前二个实施例类似，平板型的光源板40 和其上的LED光源43，不同的是，内反射体20和外反射体30的表面进行了单独处理，以至于外反射体30表面的外反射曲面31由多个周向的单元34构成，考虑到LED光源43的数 量不多时，其分布间隔较稀疏，所以可能需要针对每一个LED光源43在外反射面上进行单 独地处理，因此用单元34的形式成型于外反射体。
实施例四
如图6至图9所示，本发明实施例四的示意图。
从图6和图7可以看出，本实施例中LED光源43与外反射体30之间具有一环形 的透镜60，该透镜60是一个补偿装置，可更加精确地调整LED光源射出之光线。
如图8所示，本实施例的光路示意图，同样地，内反射体20使来自LED光源43的 光输出变为内反射光线51,外反射体30得到外反射光线52,未经由内、夕卜反射体者属于直 射光线53，但由于透镜60的存在，使得直射光线53的部分得到处理，对其进行折射，使其相 对于原有路径侧向射出转变为微调光线54，成为一个灵活处理的立体角分量，以补偿整个 光照范围中的缺陷之处。因为在LED光源43与外反射体30之间的直射光线53所受的干 扰最小，且光通量大，所以选择此部分的光输出作为微调分量较为合适和简单，直接加装设 计的透镜60即可得到。如图9所示，在透镜60的补偿下，整个实施例四可以具有十分优良 的空间光强分布曲线，十分接近于传统白炽灯和荧光灯的光分布，具有优良的效果。
从实施例一至四可看出，这种内、外反射体的形态可以使光源板40和圆台形体的 中央具有贯穿的通孔42 (图1所示)，该通孔具有两个明显的技术效果一方面节省了材料 的消耗量，减轻重量，另一方面可以作为容纳其他部件的空间或者散热对流气体的空间，后 者在小体积的照明系统方案中至关重要。
对于本技术方案，可以设置回转体形的一泡壳，该泡壳完全遮蔽所有来自于该LED 光源的光线，使整个模块的光输出在立体空间中更加均匀。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依 本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
权利要求
1.全空间照射的光源模块，其特征在于包括LED光源，环形分布于同一平面形态光源板的顶面，其发光轴同向且直立于该顶面；该光源板上具有可透光的间隙；内反射体，位于该顶面、将所述LED光源出射之光线部分反射至穿透所述间隙；以及外反射体，位于该内反射体相对于光源板的同侧，自该内反射体的边缘延伸，将所述 LED光源出射之光线部分侧向反射至该光源板外部的空间；其中，该LED光源具有从该外反射体外围出射的直射光线。
2.根据权利要求1所述全空间照射的光源模块，其特征在于该内反射体包括内反射曲面，该内反射曲面自所述顶面始朝上延伸。
3.根据权利要求1所述全空间照射的光源模块，其特征在于该内反射曲面为一回转面形态，位于该LED光源环形分布的内圈。
4.根据权利要求1所述全空间照射的光源模块，其特征在于该外反射体包括一外反射曲面，该外反射曲面为一回转面的形态。
5.根据权利要求1所述全空间照射的光源模块，其特征在于该内反射体和外反射体为一体成型者，且旋转对称，其对称轴垂直于该顶面。
6.根据权利要求1所述全空间照射的光源模块，其特征在于该LED光源与该外反射体之间具有一环形的透镜，该透镜对部分所述的直射光线进行折射，使其相对于原有路径侧向射出。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述全空间照射的光源模块，其特征在于该LED 光源以正圆形态的环形分布，所述内反射体和外反射体位于一圆台形体轴向两端，其中该内反射体位于该圆台形体的小端，外反射体位于该圆台形体的大端；该圆台形体的小端所在的顶端固定于该光源板的顶面。
8.根据权利要求7所述全空间照射的光源模块，其特征在于该圆台形体的侧面的母线为一连续可导的曲线。
9.根据权利要求8所述全空间照射的光源模块，其特征在于该光源板、圆台形体的中央具有贯穿的通孔。
10.根据权利要求9所述全空间照射的光源模块，其特征在于另有回转体的一泡壳， 该泡壳完全遮蔽所有来自于该LED光源的光线。
全文摘要
本发明公开了一种全空间照射的光源模块，其特征在于包括LED光源，环形分布于同一平面形态光源板的顶面，其发光轴同向且直立于该顶面；该光源板上具有可透光的间隙；内反射体，位于该顶面、将所述LED光源出射之光线部分反射至穿透所述间隙；以及外反射体，位于该内反射体相对于光源板的同侧，自该内反射体的边缘延伸，将所述LED光源出射之光线部分侧向反射至该光源板外部的空间；其中，该LED光源具有从该外反射体外围出射的直射光线。该使单方向的LED光源其出射的光线在三个方向分布，可以比较均匀地相互调整，从而在整个4π空间上的光分布可以十分接近传统光源。LED光源所在的光源板采用平面板的形态，兼顾了结构件成本的低廉和可靠。
文档编号F21V19/00GK103032732SQ201210451309
公开日2013年4月10日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者曾海, 余鹭帆, 刘文洲 申请人:厦门阳光恩耐照明有限公司