[实用新型]圆锥凸起微结构光学薄膜/板材及LED照明装置

说明书

本实用新型提供一种圆锥凸起微结构光学薄膜/板材及LED照明装置。LED照明装置包括外壳、印刷电路板、至少一个LED芯片、LED驱动电源以及罩盖，其特征在于，还包括设置在所述罩盖的上表面的光学薄膜/板材，所述光学薄膜/板材的一面具有周期性排列的圆锥形凸起部，所述圆锥形凸起部的底面半径为0.1‑2毫米，所述圆锥形凸起部的顶角角度为85°‑95°，相邻两个的圆锥形凸起部底面中心之间的间距为0.9毫米‑2.9毫米。本实用新型可以对LED光源的集中光学输出进行调节，从而满足照明光分布的同时有效地改善了眩光的情况。

技术领域

本实用新型属于LED照明领域，尤其涉及一种圆锥凸起微结构光学薄膜/板材以及具有该光学薄膜/板材的LED照明装置。

背景技术

半导体光电二极管，作为一种节能环保的新型光源，包含有机发光二极管(OLED，Light Emitting Diode)与无机发光二极管(LED，Light Emitting Diode)，越来越广泛地应用于通用照明环境。现有的照明应用LED，具有普通照明所需的亮度、效率、使用寿命、色温以及白点稳定性。因此，绝大多数普通照明应用设计中都采用这类LED，包括路面、停车区以及室内方向照明。在这些应用中，由于无需维护(LED的使用寿命比传统灯泡的要长得多)且能耗低，所以基于LED的照明装置降低了总体拥有成本(TCO)。照明级LED具有至少50,000小时的高效、方向性照明。利用照明级LED的优点设计的照明系统功效超过所有白炽灯和卤素灯具，寿命延长了5到50倍，降低了对环境的影响，不含汞、电站污染小、垃圾处理费用低。从而，LED照明装置正受到越来越广泛的应用(本文不特别指出的情况下，前述及后述的“LED照明装置”包括具有无机发光二极管LED的照明装置以及具有有机发光二极管OLED的照明装置)。

为了适应各种环境的不同照明需求，LED照明装置中需要利用二次或者多次光学控制器件改变其光学输出以满足不同应用场景的照明需求。例如，路灯由于灯杆间距大而对光学透镜或光学反射器采用大角度照明设计，商场照明因为要凸现商品而对光学透镜或光学反射器采用小角度照明设计，办公环境由于需要柔和均匀的光分布而对光学透镜或光学反射器采用水滴型光学照明设计等。即不同的光学照明环境需要设计不同形状的光学控制器件。二次或者多次光学控制器件通常是各种光学透镜和光学反射器等。如图1所示的LED照明装置，外壳1中设置印刷电路板3，印刷电路板3上设置至少一个LED芯片2，二次光学控制器件为光学透镜10，位于LED芯片2上方，罩盖4将LED芯片封在外壳1中。

另外，为了适应不同的LED光源(即LED颗粒大小，封装和LED出光特性均有差异)，还需要分别设计不同尺寸的光学透镜或光学反射器以与对应的LED光源匹配。因此，当LED光源产生变化后，针对某一种LED设计的二次或者多次光学控制器件无法继续使用，二次或者多次光学控制器件的通用性差，需要重新设计并制造二次或者多次光学控制器件，从而大大提高了LED照明装置的成本，限制了LED的广泛应用。

此外，由于LED光源集中的光学输出导致LED照明装置的表面亮度非常高，眼睛在视野内遇到非常强烈的光或者背景光很暗时，会引起可见度降低，以至于难以看清物体，还会引起眼睛流泪、疼痛，甚至眼睑痉挛等，在光学上，我们采用统一眩光值UGR来度量室内视觉环境中的照明装置发出的光对人眼造成不舒适感主观反应的心里参量，其量值通过CIE统一眩光值公式进行计算：

其中，L_b为视野内背景的亮度，L为视野内灯具的亮度，ω和ρ分别是灯具光线进入眼睛的角度和与灯具排布位置相关的系数。从公式中可以看出，UGR是因为“视野范围内”灯具与背景的对比强烈，即L/L_b越大，人的视觉感受将越不舒服。通常UGR以3位一个级别，感官上对应关系如表1。

表1