一種led燈具及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED燈具及其制造方法，其中，LED燈具包括主體與至少一燈頭；所述主體包括壁部、內(nèi)腔與至少一端部；所述壁部設(shè)置反射層、導(dǎo)光層與透射層；至少一所述端部固定設(shè)置一所述燈頭；所述燈頭設(shè)置至少一LED燈，其出光方向至少部分位于所述導(dǎo)光層。采用上述方案，將光源移至端部，解決了發(fā)光均勻及散熱問題，并且減少LED器件數(shù)量，從而降低了成本，而且燈頭是可拆卸結(jié)構(gòu)，方便維護(hù)，燈具可選采用亞克力材料，延長了燈具的使用壽命；克服了現(xiàn)有LED燈具的不足，可完全替代照明行業(yè)中傳統(tǒng)的白熾燈及熒光燈，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果和目的。
【專利說明】一種LED燈具及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED照明，尤其涉及的是，一種LED燈具及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快和生活質(zhì)量的提高，生活內(nèi)容越來越豐富多彩，人們生活和工作的住宅、學(xué)校、辦公室、街道、商場(chǎng)、工廠企業(yè)及各類公共場(chǎng)所，都使用了各類照明燈具，其中主要的是白熾燈和熒光燈。
[0003]熒光燈是利用燈絲放電，使燈管內(nèi)的惰性氣體及水銀蒸汽產(chǎn)生紫外線，從而激發(fā)燈管內(nèi)壁的熒光粉使其發(fā)光的一種照明燈具。它是基于白熾燈后的一次革命。熒光燈比起原始的白熾燈不僅節(jié)電、光照的效率高，而且使用壽命長。熒光燈使用壽命是10000小時(shí)，發(fā)光效率可以達(dá)到輸入能量的26%，照明柔和，眩光小，光效在501m/w左右；而白熾燈的使用壽命只有1000小時(shí)左右，可利用的光能量大概只有2%-3%，絕大部分能量以熱的形式散失掉，光效約91m/w左右。
[0004]由于熒光燈管含有大量的惰性氣體、水銀蒸汽和熒光粉，難免在生產(chǎn)和使用過程中會(huì)出現(xiàn)揮發(fā)到大氣中現(xiàn)象，造成環(huán)境污染。其次，在熒光燈電路中使用了鎮(zhèn)流器、啟輝器，需大量的矽鋼片和銅線，提高了成本及耗電，而且產(chǎn)生大量強(qiáng)磁場(chǎng)，造成電磁干擾。
[0005]照明是主要的能源消耗方式之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球的照明耗能占到了世界總能耗的五分之一。我國從本世紀(jì)初開始就已經(jīng)頻頻遭遇了電力短缺的危機(jī)，尤其是隨著時(shí)代的發(fā)展，居民和工業(yè)用電需求不斷增長，現(xiàn)有的電力供應(yīng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民生活和工業(yè)生產(chǎn)的需要。中國迫切需要一個(gè)可以節(jié)省能源消耗的新技術(shù)產(chǎn)品，以解決電力供應(yīng)不足的問題。
[0006]中國是白熾燈的生產(chǎn)和消費(fèi)大國，根據(jù)中情報(bào)商網(wǎng)調(diào)查，僅2013年I?11月，我國白熾燈產(chǎn)量已達(dá)到42.1億只。據(jù)測(cè)算，中國照明用電約占全社會(huì)用電量的12%左右。如果把在用的白熾燈全部替換為節(jié)能燈具，年可節(jié)電480億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少二氧化碳排放4800萬噸，節(jié)能減排潛力巨大。
[0007]LED (Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)是一種固態(tài)的半導(dǎo)體照明器件,它直接把電轉(zhuǎn)化為光；LED燈具有極好的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，光效可達(dá)1001m/W，是白熾燈的10倍左右，專業(yè)研究表明一只12瓦的LED節(jié)能燈，在使用五萬小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，即持續(xù)不斷地使用超過5年半，與能夠發(fā)出相同光亮的60瓦白熾燈相比，少耗2400度電，節(jié)省資金近1200元。中國人口基數(shù)大，燈泡的使用數(shù)量更是驚人，如果全國人民都使用節(jié)能照明，經(jīng)科學(xué)測(cè)算僅LED路燈項(xiàng)目每年就可節(jié)省出一座三峽大壩的發(fā)電量。
[0008]因此從2008年開始，我國就已經(jīng)開始倡導(dǎo)使用節(jié)能照明，并投入了大量人力物力財(cái)力在全國范圍內(nèi)大力推廣節(jié)能照明取代高能耗的白熾燈，以實(shí)現(xiàn)全國電力的更高效利用和更少的浪費(fèi)。近幾年我國節(jié)能照明的推廣已經(jīng)取得了可喜的成績，極大的減少了國家電網(wǎng)的壓力。2011年8月8日，中國國家發(fā)改委公布了《中國淘汰白熾燈路線圖(征求意見稿)》，到2016年將徹底淘汰使用普通照明用白熾燈，由LED為代表的節(jié)能照明系統(tǒng)所取代。
[0009]LED基本上是一塊塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，它非常的小，非常的輕。其核心部分是由P型半導(dǎo)體和η型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和η型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為ρ-η結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)，即兩端加上正向電壓，電流從LED陽極流向陰極，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出不同顏色的可見光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。
[0010]LED日光燈與傳統(tǒng)的突光燈在外型尺寸上都一樣，長度有60cm、90cm、120cm和150cm四種，其功率分別為8W、9W、10W、12W、15W、18W和20W，而18W傳統(tǒng)熒光燈(電感鎮(zhèn)流器)實(shí)際耗電約為26W，36W傳統(tǒng)熒光燈(電感鎮(zhèn)流器)實(shí)際耗電約為45W ；LED日光燈是高效節(jié)能的照明產(chǎn)品。
[0011]由于LED是固體發(fā)光器件，且低壓工作，必須將多個(gè)單體LED發(fā)光器件串并聯(lián)混合連接使用，所以在LED日光燈的燈管里，所用的LED數(shù)目通常在100?200顆以上，如圖1所示。其電路連接顯然不可能全部串聯(lián)，而是串并聯(lián)混合使用。一般來說，希望串聯(lián)數(shù)量少、并聯(lián)數(shù)量多。這樣，一旦某一串的電路中有一個(gè)LED開路，只會(huì)使這一串不亮，而這一串的電流將分?jǐn)偟绞Ｓ嗟膸茁分腥?。例如，總?shù)為200個(gè)的LED，假如連結(jié)成8串25并，每串30mA，25串的總電流750mA，有一串壞了，每一串的電流只增加了 1.25mA。此外，假如串聯(lián)的LED數(shù)目少于10個(gè)，由于每個(gè)LED的工作電壓是2_3.6V，則串聯(lián)的電源電壓低于35V，也就低于國際安全電壓。
[0012]LED是固體發(fā)光光源，傳統(tǒng)的熒光燈中含有大量的水銀蒸汽，如果破碎水銀蒸汽則會(huì)揮發(fā)到大氣中。而LED日光燈不使用水銀，且產(chǎn)品也不含鉛，相對(duì)熒光燈對(duì)環(huán)境起到保護(hù)作用，是綠色環(huán)保產(chǎn)品。與熒光燈相比，LED日光燈無需鎮(zhèn)流器，無需啟輝器，無頻閃、無噪音，不僅適用于家庭，更適合于圖書館，辦公室及各類公共場(chǎng)所。
[0013]傳統(tǒng)的白熾燈及熒光燈等燈具會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，而LED使用冷發(fā)光技術(shù)，把電能幾乎全都轉(zhuǎn)換為光能，發(fā)光效率高，不會(huì)造成能源的浪費(fèi)。LED18W的光照相當(dāng)于傳統(tǒng)的熒光燈40W的照度，高效節(jié)能。LED照明燈具耗電相當(dāng)?shù)?，每個(gè)單體LED的工作電壓是2_3.6V。工作電流是0.02-0.03A。這就是說:它消耗的電能不超過0.1W。LED燈具耗電量是傳統(tǒng)熒光燈的三分之一以下。
[0014]由于使用直流工作電壓，不會(huì)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象，有利于閱讀及辦公。燈體本身使用的是環(huán)氧樹脂而并非傳統(tǒng)的玻璃，堅(jiān)固牢靠，不會(huì)輕易損壞，可以放心地使用。光源中沒有水銀，光譜中不含紫外線，安全可靠。實(shí)際使用壽命通常會(huì)超過10萬小時(shí)，是傳統(tǒng)熒光燈的10倍，同時(shí)LED也可以回收再利用。
[0015]LED照明燈具內(nèi)在特征決定了它是典型的綠色環(huán)保產(chǎn)品，也是新一代科技創(chuàng)新產(chǎn)品。它是代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明器具的理想光源，有著廣泛的應(yīng)用前景。但是，現(xiàn)有LED照明燈具存在以下缺點(diǎn)。
[0016]1、為了解決發(fā)光均勻問題，造成LED數(shù)量過多。一塊很小的LED晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，體積非常小，是固體發(fā)光器件。如果使用發(fā)光器件的數(shù)量較少，則必將拉開發(fā)光器件間的距離，出現(xiàn)很多空位置而不發(fā)光，造成整個(gè)燈體發(fā)光不均勻，形成燈具的黑斑。為了達(dá)到燈體發(fā)光均勻的效果，盡量加大它們的排列密度，大量使用較小功率的LED器件，必然造成LED數(shù)量過多的局面。
[0017]2、燈體發(fā)熱問題嚴(yán)重:由于在燈體內(nèi)部大量使用LED器件，這就產(chǎn)生了如何散熱的問題。雖然LED器件是冷光源,但每一個(gè)LED工作時(shí),也會(huì)產(chǎn)生一定的熱量。大量發(fā)光器件緊挨在一起，就必須解決散熱問題，否則時(shí)間一長，燈體就會(huì)變形，并嚴(yán)重影響LED的使用壽命。一米左右長的燈管，外徑僅26毫米，這樣的狹窄空間，對(duì)散熱來講，是個(gè)很棘手的問題。
[0018]3、燈具價(jià)格貴:因大量使用了 LED半導(dǎo)體發(fā)光器件，使LED燈具價(jià)格不菲。以18W的T8燈具為例，每套一百多元，是普通一套熒光燈的五倍左右。給普及應(yīng)用帶來了難度。
[0019]4、故障維護(hù)不便、更換成本高:由于工業(yè)化生產(chǎn)，必須使用顆粒狀LED發(fā)光功率器件，才能采用貼片式生產(chǎn)工藝。由此帶來的結(jié)果是，LED器件不可更換。一旦有一個(gè)LED損壞而造成一串發(fā)光器件不亮，輕則使燈具出現(xiàn)長短不一的黑斑，重則使整個(gè)燈具報(bào)廢，造成維護(hù)更換的成本過高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的LED燈具及其制造方法。
[0021]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種LED燈具，其包括主體與至少一燈頭；所述主體包括壁部、內(nèi)腔與至少一端部；所述壁部設(shè)置反射層、導(dǎo)光層與透射層；至少一所述端部固定設(shè)置一所述燈頭；所述燈頭設(shè)置至少一 LED燈，其出光方向至少部分位于所述導(dǎo)光層。
[0022]優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述燈頭可拆卸安裝于其對(duì)應(yīng)的所述端部。
[0023]優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述燈頭設(shè)置至少一大功率LED芯片，所述LED芯片出光方向至少部分位于所述導(dǎo)光層。
[0024]優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述燈頭環(huán)形或多邊形設(shè)置若干大功率LED芯片。
[0025]優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述燈頭還設(shè)置散熱部以及連接部。
[0026]優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述導(dǎo)光層為聚甲基丙烯酸甲酯導(dǎo)光層，所述透射層為聚碳酸酯透射層。
[0027]優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述燈頭設(shè)置反射位，所述LED芯片設(shè)置于所述反射位與所述端部之間。
[0028]優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述反射層設(shè)置若干第一反射部，其具有半圓形截面。
[0029]優(yōu)選的，所述LED燈具中，各所述第一反射部連續(xù)設(shè)置并形成一螺紋形。
[0030]本發(fā)明的又一技術(shù)方案是，一種LED燈具的制造方法，其包括以下步驟:S1，分別將反射層原料、導(dǎo)光層原料與透射層原料進(jìn)行高溫高壓預(yù)處理；S2，對(duì)各層原料，根據(jù)其預(yù)設(shè)置擠出量，分別同時(shí)經(jīng)對(duì)應(yīng)的擠出?？跀D出，并緊密地粘合在一起形成主體的壁部，中間留有內(nèi)腔；S3，對(duì)所述壁部的反射層進(jìn)行加工處理形成若干第一反射部；S4，牽引出所述主體的至少一端部；S5，在至少一所述端部固定設(shè)置一燈頭，使得所述燈頭的至少一 LED燈得出光方向至少部分位于所述導(dǎo)光層。
[0031]采用上述方案，本發(fā)明采用導(dǎo)光設(shè)計(jì)，將LED燈設(shè)置在燈頭，易于維修、更換，具有很高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的LED燈管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LED燈具結(jié)構(gòu)示意圖；[0034]圖3為圖2所示實(shí)施例的LED燈具的管體截面示意圖；
[0035]圖4為圖3所示實(shí)施例的P-P剖面放大示意圖；
[0036]圖5為圖2所示實(shí)施例的LED燈具的燈頭發(fā)光體分布示意圖；
[0037]圖6為本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的LED燈具電氣連接原理圖；
[0038]圖7為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的制造流程示意圖；
[0039]圖8A、8B、8C、8D、8E分別為本發(fā)明各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以通過許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本說明書所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0041]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本說明書所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0042]除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說明書中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是用于限制本發(fā)明。本說明書所使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0043]如圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是，一種LED燈具，其包括主體110與至少一燈頭130 ;所述燈頭設(shè)置至少一 LED燈，其出光方向至少部分位于所述導(dǎo)光層；這樣可以制造各種形狀的LED照明燈具，例如平板形、直管形、彎管形等LED燈具，這是現(xiàn)有技術(shù)所無法做到的。優(yōu)選的，所述燈頭還設(shè)置散熱部以及連接部。例如，如圖2所示，所述燈頭還設(shè)置連接部140，用于為各所述LED燈供電，或稱為所述LED燈具供電?；蛘?，連接部設(shè)置為內(nèi)凹的插孔，插入外部的插頭即可供電。優(yōu)選的，所述連接部還設(shè)置MicroUSB接口，采用直流電源以USB方式供電，例如移動(dòng)電源等；這樣可以制造便攜式的燈具。
[0044]例如，所述燈頭插接、螺接或者套接于所述主體，這樣，方便更換燈頭；優(yōu)選的，如圖2所示，所述燈頭還設(shè)置一燈頭套120，其套置所述燈頭外部；例如，所述燈頭通過所述燈頭套可拆卸地固定于所述主體110 ;又如，所述燈頭套套置所述燈頭外部，即所述燈頭套部分包裹或者完全包裹所述燈頭。優(yōu)選的，所述連接部的連接端露置于所述燈頭套外部，這樣，可以將連接部連接到外部的電源接口或者電源線上。優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述燈頭套設(shè)置若干散熱通孔，這樣可以獲得較好的散熱效果。又如，所述燈頭插接、螺接或者套接于所述燈頭套，所述燈頭套固定設(shè)置于所述主體，例如，所述燈頭套與所述主體一體成型設(shè)計(jì)；又如，所述燈頭套過盈配合固定安裝于所述主體；例如，所述主體的端部外壁設(shè)置若干凹槽，所述燈頭套對(duì)應(yīng)在內(nèi)壁設(shè)置若干凸部，通過凹槽與凸部的配合，將所述燈頭套固定于所述主體。
[0045]優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述燈頭設(shè)置至少一大功率LED芯片，所述LED芯片出光方向至少部分位于所述導(dǎo)光層。優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述燈頭環(huán)形或多邊形設(shè)置若干大功率LED芯片。優(yōu)選的,所述LED燈具中,各所述LED燈的出光方向全部位于所述導(dǎo)光層。這樣可以獲得更好的光效。優(yōu)選的，燈具的兩端，根據(jù)不同的功率配有不同數(shù)量的較大功率LED發(fā)光器件，例如，每端配10?20個(gè)。燈頭套與燈頭連接在一起，燈頭套與主體是相嵌結(jié)構(gòu)，以便于燈頭的維護(hù)與更換。優(yōu)選的，燈頭的發(fā)光器件，如LED燈或者LED芯片(Chip)，均勻分布。例如，LED芯片排列為圓形或者圓環(huán)形或者多邊形；例如，如圖5所示，燈頭130的發(fā)光器件均勻分布。又如，如圖5所示，燈頭的發(fā)光器件排列為一圈；又如，燈頭的發(fā)光器件排列為兩圈或者更多。優(yōu)選的，燈頭的發(fā)光器件排列為一圈。例如，如圖5所示，燈頭130的LED芯片131，即LED發(fā)光芯片，排列為一圈，其遠(yuǎn)離主體的一側(cè)設(shè)置反射位132 ;中間位置133空置或者設(shè)置為安裝座、安裝板或散熱部件。又如，散熱部為一具有本體與若干分支的金屬管，其內(nèi)部設(shè)置若干空腔，本體與各分支局設(shè)置若干通孔；并且，優(yōu)選的，燈頭或者燈頭套設(shè)置散熱孔，散熱孔與通孔連通設(shè)置。
[0046]優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述燈頭設(shè)置反射位，所述LED芯片設(shè)置于所述反射位與所述端部之間。這樣，可以更好地將LED燈光傳送到所述導(dǎo)光層中。這樣，將光源移至端面，例如燈管的兩端，解決了發(fā)光均勻及散熱問題，通過將發(fā)光的光源設(shè)在燈具的端面，利用光波導(dǎo)，將光源的光均勻的引向LED燈具。這種方案既解決了普通LED燈具若排列分布不連續(xù)，會(huì)導(dǎo)致光源發(fā)光不均勻，又解決了因發(fā)光器件在燈具內(nèi)部，散熱不好將影響使用壽命，甚至使燈具出現(xiàn)變形問題。
[0047]并且，本發(fā)明由于減少了 LED器件數(shù)量，從而降低了成本；為了使光源發(fā)光均勻，LED日光燈必須大量使用發(fā)光器件，從而造成價(jià)格昂貴，不利于推廣普及。而本發(fā)明因利用了光導(dǎo)技術(shù)，可讓光源采用功率大而數(shù)量少的發(fā)光半導(dǎo)體器件，使整體成本下降，解決了普通LED燈具價(jià)格高昂而不易普及的問題。
[0048]如圖8A所示，所述主體110包括壁部、內(nèi)腔與至少一端部111 ;例如，內(nèi)腔空置，其中為空氣、充氣或者真空。又如，內(nèi)腔填充設(shè)置滅火器，其具有玻璃外壁；在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可以拆下主體協(xié)助滅火。如圖3和圖4所示，所述壁部設(shè)置反射層230、導(dǎo)光層220與透射層210 ;優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述導(dǎo)光層為聚甲基丙烯酸甲酯導(dǎo)光層，所述透射層為聚碳酸酯透射層；所述反射層折射率符合反射條件即可，使得光線從導(dǎo)光層只能經(jīng)透射層出光，從而達(dá)到照明的效果；優(yōu)選的，所述反射層為氟材料涂層。本發(fā)明利用了光波導(dǎo)原理，利用光線折射和全反射的特性，將光源從燈具中移動(dòng)到燈具的各個(gè)端面，如圖8A所示，各燈頭130分別設(shè)置于燈具的各個(gè)端部111，不僅解決了現(xiàn)有LED燈具的缺點(diǎn)與不足，而且使用起來更簡單、更方便，價(jià)格更低、維護(hù)更便利，這種以照明行業(yè)LED技術(shù)的創(chuàng)新形式，可以達(dá)到使LED燈具得到大量推廣和應(yīng)用的目的。優(yōu)選的，所述反射層設(shè)置若干第一反射部，其具有半圓形截面。優(yōu)選的，各半圓形截面組成一連續(xù)螺紋形；優(yōu)選的，各所述第一反射部連續(xù)設(shè)置并形成一螺紋形，其中，螺紋形為內(nèi)凹螺紋形或外凸螺紋形；優(yōu)選的，各相鄰螺紋間距相等?；蛘哒f，反射層中設(shè)置連續(xù)螺紋形的第一反射部、以及各螺紋之間的第二反射部。如圖4所示，優(yōu)選的，所述螺紋形具有半圓形截面232 ;優(yōu)選的，各相鄰螺紋的間距231為所述半圓形的半徑。優(yōu)選的，如圖4所示，所述螺紋形凹入反射層230設(shè)置，這樣易于生產(chǎn)加工控制。優(yōu)選的，所述螺紋形采用銑刀旋轉(zhuǎn)銑削加工而成連續(xù)螺紋形。
[0049]優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述主體具有圓形截面或者其他形狀的截面，例如矩形、六邊形等，優(yōu)選的，所述主體具有圓形截面，如圖3所示；即所述主體為一圓管，即為一管體，這樣，可以制造各種管狀燈具，包括直管形、彎管形、直管與彎管結(jié)合形狀等。又如，所述主體具有三角形截面，又如，所述主體具有正六邊形截面；優(yōu)選的，所述截面為所述主體的橫截面。
[0050]優(yōu)選的,所述LED燈具中,所述主體包括至少一直管。例如,如圖2所示,所述LED燈具中，所述主體僅為一直管。又如，所述主體還包括至少一彎管；即，所述主體為至少一直管與至少一彎管的組合；或者，所述主體為若干彎管的組合。又如，如圖8A所示，所述主體為圓形。又如，如圖8B或圖SC所示，所述主體具有類似“豐”字形狀。又如，如圖8D所示，所述主體為S形。又如，如圖SE所示，所述主體為有多個(gè)端部的矩形。這樣，可以制造出各種形狀的燈具。優(yōu)選的，所述直管與所述彎管插接、螺接、一體成型、直接套接或采用套管套接。
[0051]優(yōu)選的，所述主體并非是玻璃體，而是用PMMA亞克力作燈具基體,主體為中空殼狀。例如，所述導(dǎo)光層為PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯，又稱亞克力)；這樣作LED燈具、壽命更長，并由于燈具主體采用了高透明PMMA亞克力材料，即可制成透明的光導(dǎo)構(gòu)件，又不會(huì)像普通熒光燈燈管容易破碎，從而延長了燈具的使用壽命。例如，如圖4所示，主體整體是由三種材料組成的，內(nèi)側(cè)是一層反射層，其厚度為0.1?0.2mm，外側(cè)是一層PC聚碳酸酯材料，其厚度為0.2?1mm，中間層是PMMA亞克力材料作燈具基體，其厚度為I?2mm。例如，反射層為氟材料涂層。
[0052]優(yōu)選的，主體內(nèi)壁達(dá)到全反射條件，使燈具的各發(fā)光端進(jìn)入的光線，不能透過內(nèi)壁的反光層。各種模式的燈光光線,要多次將來自主體中PMMA中的光線不斷反射回去。要達(dá)到多模式的光全部反射，首先是要求導(dǎo)光層材料PMMA的折射率要大于內(nèi)壁反射材料的折射率。PMMA材料的折射率已經(jīng)確定為1.49，反射材料的折射率優(yōu)選小于此值，例如，反射材料的折射率小于1.45等。為了反射多模式光線，入射角應(yīng)盡可能小。分別取反射的臨界角為30度和45度時(shí)，根據(jù)數(shù)值孔徑計(jì)算公式即有:當(dāng)臨界角為30度，其數(shù)值孔徑值NA=0.866時(shí)，可計(jì)算出反射材料的折射率為1.215 ;當(dāng)臨界角為45度，其數(shù)值孔徑值NA=0.707時(shí)，可計(jì)算出反射材料的折射率為1.311。按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同要求，可選用不同折射率的反射材料，以此來達(dá)到調(diào)節(jié)反射模式，從而滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。本發(fā)明各實(shí)施例相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原理如下:LED燈具的外壁側(cè)能夠反射一部分從PMMA基體中來的光線，同時(shí)讓另一部分光線通過外壁材料發(fā)生折射，均勻的將光線透射出去。例如，LED燈具基材PMMA的折射率是1.49，LED燈具的外壁側(cè)使用PC聚碳酸酯材料，其折射率一定要大于PMMA基體的折射率值，具體數(shù)值應(yīng)按產(chǎn)品要求，根據(jù)反射公式計(jì)算而確定。
[0053]至少一所述端部固定設(shè)置一所述燈頭；又如，每一所述端部固定設(shè)置一所述燈頭；或者，至少50%以上的端部固定設(shè)置一所述燈頭，其余端部空置或者采用蓋子封住；空置有助于散熱，封蓋有利于防塵，各具優(yōu)勢(shì)。優(yōu)選的，所述LED燈具中，所述燈頭可拆卸安裝于其對(duì)應(yīng)的所述端部。這樣，燈頭是可拆卸結(jié)構(gòu)，方便維護(hù)更換，解決了普通LED燈出現(xiàn)故障不能維修而報(bào)廢的現(xiàn)象。LED燈具的發(fā)光器件都在各端部的燈頭上，燈頭如若有了問題，可立刻更換，不用報(bào)廢整個(gè)燈具。從用戶的角度考慮，即容易維護(hù)又降低了使用和維護(hù)成本。
[0054]又一個(gè)例子是，每端燈頭的電氣連接如圖6所示。電路的各電氣元件參數(shù)，根據(jù)LED燈具的型號(hào)要求而定，此處僅僅是用作參考的原理圖，不應(yīng)被認(rèn)為是實(shí)際應(yīng)用的限制。
[0055]LED燈具的供電電源為內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，其電路板放在燈頭和主體的連接處內(nèi)部，例如設(shè)置于燈頭內(nèi)。這種內(nèi)嵌有源的燈頭方式，最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以做成標(biāo)準(zhǔn)化而互相直接替換，為安裝和維修帶來了方便而無需作任何改動(dòng)，直接插入LED燈具一端的端部即可。這樣，燈具的產(chǎn)品外形、尺寸及功率完全按照國家日光燈標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)生產(chǎn)，所有的原熒光燈附件皆可配套使用。例如，燈具為一管體，其中的管體粗26mm,其壁厚3mm,作為燈管使用。這樣，就可以替代普通白熾燈和熒光燈，節(jié)能環(huán)保。
[0056]并且，本發(fā)明各實(shí)施例的LED燈具的接線很簡單，和普通熒光燈接線相比，沒有鎮(zhèn)流器和起輝器，只需將電源線，例如火線和零線等，分別對(duì)應(yīng)接到燈具支架兩端引腳即可。
[0057]燈具生產(chǎn)是按照塑料光纖導(dǎo)光原理生產(chǎn)的，其生產(chǎn)工藝采用共擠方式進(jìn)行的。例如，先將三種生產(chǎn)原料進(jìn)行高溫高壓處理。在精密的壓力推動(dòng)下，三種原料在擠出機(jī)同時(shí)經(jīng)三個(gè)擠出模口擠出，并緊密地粘合在一起，其中PMMA亞克力、反射材料及PC聚碳酸酯的厚度根據(jù)產(chǎn)品的不同系列要求而確定，例如，燈管的外徑與長度按國標(biāo)確定，如T8系列管外徑為26mm，長度分別為600mm、900mm及1200mm。例如，在生產(chǎn)拉制LED燈管時(shí)，為使LED燈管的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生全反射條件下的漫反射效果，必須在生產(chǎn)拉制燈管的同時(shí)，對(duì)內(nèi)壁進(jìn)行半圓凸反射面處理，以期達(dá)到漫反射效果。例如，管體在生產(chǎn)過程中，同時(shí)要對(duì)管體內(nèi)壁進(jìn)行漫反射涂層銑刀工藝加工處理，銑削產(chǎn)生半圓形凸面，使管體內(nèi)側(cè)在滿足全反射的條件下，呈現(xiàn)漫反射的狀態(tài)，達(dá)到整個(gè)管體發(fā)光均勻的效果，其他形狀作類似處理即可。
[0058]結(jié)合應(yīng)用于上述任一實(shí)施例，本發(fā)明的又一實(shí)施例是，一種LED燈具的制造方法，其包括以下步驟:S1，分別將反射層原料、導(dǎo)光層原料與透射層原料進(jìn)行高溫高壓預(yù)處理；S2，對(duì)各層原料，根據(jù)其預(yù)設(shè)置擠出量，分別同時(shí)經(jīng)對(duì)應(yīng)的擠出?？跀D出，并緊密地粘合在一起形成主體的壁部，中間留有內(nèi)腔；S3，對(duì)所述壁部的反射層進(jìn)行加工處理形成若干第一反射部；S4，牽引出所述主體的至少一端部；S5，在至少一所述端部固定設(shè)置一燈頭，使得所述燈頭的至少一 LED燈得出光方向至少部分位于所述導(dǎo)光層。
[0059]例如，如圖7所示，各生產(chǎn)原料經(jīng)擠出機(jī)組擠出后，進(jìn)行內(nèi)壁加工，然后經(jīng)牽引機(jī)組牽引實(shí)現(xiàn)燈管成組。優(yōu)選的，一種LED燈管的制造方法，其包括以下步驟:S1，分別將反射層原料、導(dǎo)光層原料與透射層原料進(jìn)行高溫高壓預(yù)處理；S2，對(duì)各層原料，根據(jù)其預(yù)設(shè)置擠出量，分別同時(shí)經(jīng)對(duì)應(yīng)的擠出?？跀D出，并緊密地粘合在一起形成管體的壁部，中間留有內(nèi)腔；S3，對(duì)所述壁部的反射層進(jìn)行銑刀處理形成連續(xù)螺紋形的若干第一反射部，即第一反射部是經(jīng)銑刀旋轉(zhuǎn)銑削加工而成連續(xù)螺紋形；或者，步驟S2中擠出后緊密地粘合在一起形成圓柱體，步驟S3中對(duì)所述圓柱體的反射層進(jìn)行銑刀處理形成連續(xù)螺紋形的若干第一反射部以及空腔；S4，牽引出所述管體的兩端部；S5，在至少一所述端部固定設(shè)置一燈頭，使得所述燈頭的至少一 LED燈得出光方向至少部分或者全部位于所述導(dǎo)光層；優(yōu)選的，在至少一所述端部固定設(shè)置一燈頭套，在燈頭套處固定設(shè)置一燈頭。
[0060]進(jìn)一步地，本發(fā)明的實(shí)施例還包括，上述各實(shí)施例的各技術(shù)特征，相互組合形成的LED燈具及其制造方法，該LED燈具克服了現(xiàn)有LED燈具的不足，可完全替代照明行業(yè)中傳統(tǒng)的白熾燈及熒光燈，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果和目的。根據(jù)中商情報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示:2013年1-11月全國共生產(chǎn)熒光燈40.37億只，生產(chǎn)白熾燈泡42.1億只，產(chǎn)業(yè)巨大。從整體行業(yè)生產(chǎn)及耗能來看，這樣的產(chǎn)量不僅需要消耗大量的汞和惰性氣體，對(duì)環(huán)境會(huì)造成影響，而且使用這些燈具電能的消耗也是巨大的。如若采用LED燈，不僅可節(jié)省電能，而且對(duì)環(huán)境沒有任何影響，但是現(xiàn)有LED燈具造價(jià)太高，普及推廣尚有困難。而采用本發(fā)明的LED燈具，由于結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有LED燈不同，光源放在了燈體的兩端，利用主體將光源的光均勻地導(dǎo)向整個(gè)燈具外壁，克服了普通LED燈必須使用大量的LED發(fā)光器件才能使發(fā)光均勻的缺陷。LED燈具的這種結(jié)構(gòu)特性，可使用少量的發(fā)光器件達(dá)到目的，既解決了散熱問題，又使價(jià)格下降，從而達(dá)到替代白熾燈及傳統(tǒng)熒光燈，使節(jié)能環(huán)保的燈具普及應(yīng)用成為可行。80多億的白熾燈及熒光燈的年產(chǎn)量，產(chǎn)業(yè)規(guī)模及市場(chǎng)容量巨大，對(duì)國家能源的需求及環(huán)境的影響不可忽視。新型LED燈具恰恰是可解決這個(gè)牽扯到國家產(chǎn)業(yè)政策的高科技新產(chǎn)品，有著巨大的市場(chǎng)前景和發(fā)展的空間。
[0061]需要說明的是，上述各技術(shù)特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實(shí)施例，均視為本發(fā)明說明書記載的范圍；并且，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種LED燈具，其特征在于，包括主體與至少一燈頭； 所述主體包括壁部、內(nèi)腔與至少一端部； 所述壁部設(shè)置反射層、導(dǎo)光層與透射層； 至少一所述端部固定設(shè)置一所述燈頭； 所述燈頭設(shè)置至少一 LED燈，其出光方向至少部分位于所述導(dǎo)光層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述LED燈具，其特征在于，所述燈頭可拆卸安裝于其對(duì)應(yīng)的所述端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述LED燈具，其特征在于，所述燈頭設(shè)置至少一大功率LED芯片，所述LED芯片出光方向至少部分位于所述導(dǎo)光層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述LED燈具，其特征在于，所述燈頭環(huán)形或多邊形設(shè)置若干大功率LED芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述LED燈具，其特征在于，所述燈頭還設(shè)置散熱部以及連接部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述LED燈具，其特征在于，所述導(dǎo)光層為聚甲基丙烯酸甲酯導(dǎo)光層，所述透射層為聚碳酸酯透射層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述LED燈具，其特征在于，所述燈頭設(shè)置反射位，所述LED芯片設(shè)置于所述反射位與所述端部之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述LED燈具，其特征在于，所述反射層設(shè)置若干第一反射部，其具有半圓形截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述LED燈具，其特征在于，各所述第一反射部連續(xù)設(shè)置并形成一螺紋形。
10.一種LED燈具的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: Si，分別將反射層原料、導(dǎo)光層原料與透射層原料進(jìn)行高溫高壓預(yù)處理； S2，對(duì)各層原料，根據(jù)其預(yù)設(shè)置擠出量，分別同時(shí)經(jīng)對(duì)應(yīng)的擠出?？跀D出，并緊密地粘合在一起形成主體的壁部，中間留有內(nèi)腔； S3，對(duì)所述壁部的反射層進(jìn)行加工處理形成若干第一反射部； S4，牽引出所述主體的至少一端部； S5，在至少一所述端部固定設(shè)置一燈頭，使得所述燈頭的至少一 LED燈得出光方向至少部分位于所述導(dǎo)光層。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK103822126SQ201410092582
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】陳明, 胡衛(wèi)明 申請(qǐng)人:深圳市圣諾光電科技有限公司