专利名称：照度均匀无眩光的led虚拟镜像照明装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LED照明装置，特别是涉及一种照度均匀无眩光的LED虚拟镜像照明装置。
背景技术：
现有的照明装置常用的有室内用的台灯、日光灯、吸顶灯、吊灯、筒灯和壁灯等，室外道路照明用的路灯以及广场照明专用灯具。由于目前LED光效迅速提高，LED作为新型的高效绿色半导体照明光源正快速发展。各种使用LED光源的台灯、日光灯、吸顶灯、吊灯、筒灯、壁灯以及户外路灯的产品已经得到越来越广泛的应用。尤其是作为具有方向性要求的在一定的照射面要有一定照度的灯具如台灯、射灯和路灯来说，现有的照明装置具有一定的缺陷。如台灯一般使用带灯罩的节能灯，节能灯设置在灯罩内被其包围，灯光从未被灯罩包围的部分发出照射在桌面上，灯罩内部反光面涂覆有白色或银色涂层用以反射灯光至桌面上，其反射效率低，导致一部分灯光白白浪费，致使照射到桌面上的照度降低。现有的LED台灯如图1所示，里面使用了很多小LED灯珠，至少30%到40%的光线照射到了不需要的地方，即使在光源表面覆盖有扩散膜及滤光片也不尽人意，光线利用率低，降低了我们需要的照射面的照度，照度不均匀，造成了不必要的电能浪费，还具有眩光的危害。此外，无论是LED台灯还是LED路灯，距离光源近的照射面的照度很高，边缘部分很低，照度均匀度较低，有的还会产生眩光，即使能达到国家标准和相关国外标准，其代价也是很大的，有的路灯用较昂贵的透镜加配光结构来实现，这不仅增加了产品的成本，而且使得光效有所降低。
实用新型内容本实用新型需 要解决的技术问题是提供一种照度均匀无眩光的LED虚拟镜像照明装置，可解决现有LED照明装置在所需要的照射面上照度低和照度不均匀以及容易产生眩光的问题，提高了 LED光源装置在照射面上的照度，使照射面的照度更加均匀，并可有效防止眩光的产生，同样照度下可减少LED的输入功率，节省能源。根据上述目的发明的一种照度均匀无眩光的LED虚拟镜像照明装置，包括具有LED光源的发光单元，其特征在于:所述发光单元中的LED光源为至少一个蓝光或紫外光LED ;所述发光单元包括至少一个平面状或曲面状荧光罩，由透明塑料或玻璃内表面涂覆或镶嵌一层荧光膜或由透明塑料加入荧光粉注塑形成，覆盖于所述LED光源，蓝光或紫外光LED光源激发荧光罩内的荧光膜或激发自身含有荧光材料的荧光罩本体发出白光向外照射；还包括反射板，所述反射板具有平面状反射面；反射板的反射面的一边靠近或贴在发光单元的荧光罩上，LED光源的法线切平面及荧光罩主发光面的法线切平面与反射面的夹角α为90° 130°，由荧光罩直接射出的白光与通过反射板镜像的荧光罩反射出的白光叠加，射向照射面。所述LED光源的法线切平面及荧光罩主发光面的法线切平面与反射面的夹角α优选值为90°。还包括辅助反射板，所述辅助反射板具有平面状反射面，其反射面的一边靠近或贴在发光单元的荧光罩上，相邻的一边贴在反射板的反射面上。所述反射板为玻璃镀膜或塑料镀膜或金属镀膜或金属抛光作为反射面。所述辅助反射板为玻璃镀膜或塑料镀膜或金属镀膜或金属抛光作为反射面。本实用新型由于采用了 LED光源直接激发含有荧光材料的荧光罩和虚拟镜像反射原理，整体均匀发光的荧光罩发出的光线与荧光罩虚拟镜像的光线叠加，解决了现有LED照明装置在所需要的照射面上照度低和照度不均匀以及容易产生眩光的问题，提高了 LED光源装置在照射面上的照度，在台灯上的应用可提高桌面照度60%以上，照度更加均匀，并可有效防止眩光的产生，节省能源。此外，由于发光单元采用远程荧光技术，使荧光罩远离LED光源，不仅降低了 LED的结温，提高了 LED的使用寿命，还可提高整个照明装置的光效和显色性，可广泛应用于LED台灯、射灯、天花灯、吸顶灯、栅格灯、工矿灯、投光灯、路灯等家居照明、办公照明、商业照明、景观照明以及户外照明领域。
图1是现有技术台灯照明效果示意图。图2是本实用新型原理示意图一。图3是本实用新型原理示意图二。图4是本实用新型原理示意图三。图5是本实用新型原理示意图四。
图6是本实用新型原理示意图五。图7是本实用新型第一实施例的主剖视图。图8是本实用新型第一实施例的A-A剖视图。图9是本实用新型第二实施例的主剖视图。图10是本实用新型第二实施例的A-A剖视图。图11是本实用新型第三实施例的主剖视图。图12是本实用新型第三实施例的A-A剖视图。图13是本实用新型第四实施例的主剖视图。图14是本实用新型第四实施例的A-A剖视图。图15是本实用新型第五实施例的主剖视图。图16是本实用新型第六实施例的主剖视图。图17是本实用新型第七实施例的主剖视图。图18是本实用新型第七实施例的A-A剖视图。图19是本实用新型第八实施例的主剖视图。图20是本实用新型第八实施例的A向视图。图21是本实用新型台灯照明效果示意图。图22是本实用新型路灯照明效果示意图。附图标记说明:10、发光单元，11、LED光源，11L、LED光源发光面，12、荧光罩，12Y、荧光罩内的荧光膜，12'、镜像的荧光罩，13、LED光源安装基板，14、散热体，15、内反射板，20、反射板，20R、反射板的反射面，20R1、反射板在荧光罩内的反射面，20C、反射板的镀膜层，30、辅助反射板，30R、辅助反射板的反射面，40、灯体，50、边框。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式对本实用新型做进一步的描述。如图2至图19所示，本实用新型所描述的照度均匀无眩光的LED虚拟镜像照明装置，所述发光单元10中的LED光源11为至少一个蓝光或紫外光LED ;所述发光单元10包括至少一个平面状或曲面状荧光罩12，由透明塑料或玻璃内表面涂覆或镶嵌一层荧光膜12Y或由透明塑料加入荧光粉注塑形成，覆盖于所述LED光源11，蓝光或紫外光LED光源11激发荧光罩12内的荧光膜12Y或激发自身含有荧光材料的荧光罩12本体发出白光向外照射；还包括反射板20，所述反射板20具有平面状反射面20R ;反射板20的反射面20R的一边靠近或贴在发光单元10的荧光罩12上，LED光源11的法线切平面及荧光罩12主发光面的法线切平面与反射面20R的夹角α为90。 130°，由荧光罩12直接射出的白光与通过反射板20镜像的荧光罩12'反射出的白光叠加，射向照射面。平面状荧光罩的实施例如图11、图12和图19、图20所示。曲面状荧光罩的实施例如图7至图10和图13至图18所示。如图7、图11、图13、图15至图17以及图19所示，荧光罩12可用透明塑料或玻璃成型后在内表面涂覆荧光膜12Υ，也可以在荧光罩内镶嵌含有荧光材料的荧光膜12Υ (也可称为内罩，为单独成型，即可镶嵌在荧光罩的内表面，还可直接安装在LED光源11上与荧光罩留有一定间隙)。如图9所示，还可由透明塑料加入荧光粉注塑形成自身含有荧光材料的荧光罩。透明塑料可采用透明聚碳酸酯(PC)或透明环氧树脂或聚甲基丙烯酸甲酯(ΡΜΜΑ，俗称亚克力或有机玻璃)。LED光源11是带有芯片的封装好的蓝光或紫外光LED器件或LED模组，一个发光单元内可以采用一个大功率的LED器件，也可以采用几个至上百个小功率LED器件，还可以采用一条LED模组。如图2至图7、图9、图11、图13以及图15至图19所示，所述LED光源11的法线切平面及荧光罩12主发光面的法线切平面与反射面20R的夹角α优选值为90°。由于反射板20的反射面20R的一边靠近或贴在发光单元10的荧光罩12上，并且LED光源11的法线切平面及荧光罩12主发光面的法线切平面与反射面20R的夹角α为90°，在反射板20的反射面20R上映射出与荧光罩12大小相等的镜像的荧光罩12'，就像我们照镜子一样，因此，荧光罩12的发光面与反射板20的反射面20R构成了虚拟的镜像反射要素，我们把具有这两个要素并相互夹角α为90° 130°并优选90°的这一反射原理称为虚拟镜像反射。如图2所示，在有效照射范围内，来自发光单元10的一束直射光BL和来自反射面20R的一束虚拟镜像的反射光BR都可聚集在照射面上的M点和N点，这就近似于一个点有两个光源照射，一个是真实的直接发自发光单元10的光，一个是虚拟的来自反射面20R镜像反射的光，极大地提高了照射面的照度值，有效地节省了能源。为了顾及到靠近光源下面区域的照度要求，一般可采用图7、图9、图13、图15至图18的结构。为了使真实的荧光 罩12和虚拟镜像的荧光罩12'看似为一个整体光源，使得人们在外观视觉上更舒适，可采用图15和图16的荧光罩结构，荧光罩12与反射面20R垂直的这部分即为荧光罩12的主发光面，荧光罩12的主发光面端部无缝隙的贴在反射板20上。此外，还应在突光罩12内反射板20的一侧设置一内反射板15,由于反射板20米用玻璃镀膜，玻璃有一定的厚度，LED光源11的蓝光或紫外光会通过反射板20的这一厚度向外泄漏，因此内反射板15会阻隔这一泄漏。还由于反射板20玻璃厚度的原因，图15中的荧光罩12若壁厚很薄的话会在荧光罩12与反射板20的结合处的镜面里看到荧光罩12的边缘甚至内反射板15的边缘，因此可将荧光罩12与反射板20的结合处设计成图16的结构。虽然按照虚拟镜像的原理，两要素的夹角α等于90°是优选值，针对特定的照明装置结构特性和照明需求以及LED光源发光角的不同，夹角α也可稍大于90°，但不应超过130°，否则镜像投射范围越大，有效照射面的照度越低，这是至关重要的。如图11、图13、图15和图16所示，LED光源11的发光面与荧光罩12内的反射面20R1或内反射板15构成内虚拟镜像反射要素，在荧光罩12外部有荧光罩12与反射面20R构成外虚拟镜像反射要素，因此，这是一个具有双重镜像反射效果的实施例。在本图11和图13的实施例中，反射面20R1是采用了反射板20在荧光罩12内部的部分，若反射板20采用玻璃镀膜会有蓝光或紫外光泄漏的危险，用金属表面镀膜可防止光泄漏。图15和图16的实施例具有独立的内反射板15作为内部的反射面，即使采用玻璃镀膜的反射板20也会有效地防止蓝光或紫外光的泄漏。对于图11的实施例，为了提高光效降低光损失，在LED光源11的另一侧也就是20R1相对的一侧设置一个内反射板15，用来反射这一侧的光，可使平板式荧光罩12表面的光更加均匀。
如图4和图6所示，为了进一步减少发光单元10两侧光线的流失，提高LED光线在有效照射面上的利用率，本实用新型还包括辅助反射板30，所述辅助反射板30具有平面状反射面30R,其反射面的一边靠近或贴在发光单兀10的突光罩12上,相邻的一边贴在反射板20的反射面20R上。如图19和图20所示的实施例，在灯体40内部安装有反射板20、LED光源11、安装基板13，在安装基板13上安装LED光源11，LED光源11发光面的中心切平面与反射板20的反射面20R的夹角α为90° 130°，优选值为90°，在LED光源11两侧安装辅助反射板30，在灯体40底部安装荧光罩12，并由边框50固定。由此可见，这也是一个具有内虚拟镜像反射要素的实施例。荧光罩12可为平面状，也可为曲面状。本实用新型所述反射板20为玻璃镀膜或塑料镀膜或金属镀膜或金属抛光作为反射面。本实用新型所述辅助反射板30为玻璃镀膜或塑料镀膜或金属镀膜或金属抛光作为反射面，如图19所示。如图15和图16所示，反射板20采用玻璃板或透明塑料板，其镀膜层20C在玻璃板或透明塑料板的内表面，本实用新型所述的反射面20R是指我们可见反射影像的这一面，并非指镀膜层一面，因为在镀膜层那面是看不到反射影像的。反射板20若采用玻璃材质，应象手机及平板电脑的屏幕那样进行钢化处理，以增加玻璃强度，防止玻璃意外破碎时划伤人体。本实用新型的LED光源11可有的独立的散热体14，也可以与灯体40共为一体，增加散热面积。灯体40可根据实际需要采用如铝合金、铝板等金属材料，也可采用塑料如PC或ABS等。图20和图21分别是本实用新型应用在台灯和路灯上的发光效果示意图，可以看出，本实用新型非常适合台灯、路灯及射灯这类要求在照射面有均匀照射要求的品种。依照上述各实施例所描述并依据我们的实验，由于采用了 LED光源直接激发含有荧光材料的荧光罩和虚拟镜像反射原理，整体均匀发光的荧光罩发出的光线与荧光罩虚拟镜像的光线叠加，不仅提高了照射面的照度而且照度均匀，在台灯的实施例中，独特的照明方式使我们在阅读时根本看不到光源，无眩光危害。即使我们钻到灯下非要看光源，看到的也是荧光罩发出均匀柔和光线。由于照度的有效提高，同样的照度需求下可减少LED的输入功率，节省能源。以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的 保护范围。
权利要求1.一种LED虚拟镜像照明装置，包括具有LED光源的发光单元，其特征在于: 所述发光单元中的LED光源为至少一个蓝光或紫外光LED ;所述发光单元包括至少一个平面状或曲面状荧光罩，由透明塑料或玻璃内表面涂覆或镶嵌一层荧光膜或由透明塑料加入荧光粉注塑形成，覆盖于所述LED光源，蓝光或紫外光LED光源激发荧光罩内的荧光膜或激发自身含有荧光材料的荧光罩本体发出白光向外照射；还包括反射板，所述反射板具有平面状反射面；反射板的反射面的一边靠近或贴在发光单元的荧光罩上，LED光源的法线切平面及荧光罩主发光面的法线切平面与反射面的夹角α为90° 130°，由荧光罩直接射出的白光与通过反射板镜像的荧光罩反射出的白光叠加，射向照射面。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于: 所述LED光源的法线切平面及荧光罩主发光面的法线切平面与反射面的夹角α优选值为90°。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于: 还包括辅助反射板，所述辅助反射板具有平面状反射面，其反射面的一边靠近或贴在发光单元的荧光罩上，相邻的一边贴在反射板的反射面上。
4.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于: 所述反射板为玻璃镀膜或塑料镀膜或金属镀膜或金属抛光作为反射面。
5.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于: 所述辅助反射板为 玻璃镀膜或塑料镀膜或金属镀膜或金属抛光作为反射面。
专利摘要本实用新型涉及一种照明装置，特别是涉及一种照度均匀无眩光的LED虚拟镜像照明装置。包括至少一个蓝光或紫外光LED光源和至少一个平面状或曲面状荧光罩的发光单元以及反射板，由透明塑料或玻璃内表面涂覆或镶嵌一层荧光膜或由透明塑料加入荧光粉注塑形成，覆盖于所述LED光源，反射板具有平面状反射面，其一边靠近或贴在发光单元的荧光罩上，LED光源的法线切平面及荧光罩主发光面的法线切平面与反射面的夹角α为90°～130°优选90°，由荧光罩直接射出的白光与通过反射板镜像的荧光罩反射出的白光叠加，射向照射面。不仅提高了照射面的照度，使照度更加均匀，还可有效防止眩光，节省能源。
文档编号F21V7/22GK203099417SQ20122075395
公开日2013年7月31日 申请日期2012年12月15日 优先权日2012年12月15日
发明者金德奎 申请人:金德奎