专利名称：一种led线条灯具及其实现方法
技术领域：
本发明涉及一种LED线条灯具及其实现方法，是对现有LED灯具以及霓虹灯的增强和改进，属于LED装饰照明领域。
背景技术：
随着LED半导体光源技术的逐步完善和成熟，以及节能环保低碳概念的普及，LED光源必将会逐步取代灯泡、节能灯、日光灯、以及广告用的霓虹灯等传统照明及广告光源。传统的霓虹灯，由于制作工艺以及电气原理的限制，使得传统霓虹灯生产过程繁琐，成本昂贵，现场安装施工过程复杂，能源消耗高，用户使用起来要为之付出高额的电费，而且故障率高，使用寿命没有保障。 现在市场上的LED电子灯箱，由于是把LED直接暴露出来以LED点阵的形式显示灯光图案，使得光线十分刺眼，光斑明显，光污染严重，使整体灯光的广告视觉显得档次不闻。后来市场上出现过一些用插件LED灯珠作为光源的所谓霓虹灯和柔光灯，在用户使用的过程中，都发现一些致命的缺陷，首先，这类灯具的特殊结构导致灯具在生产加工过程中加工工艺复杂，需要编入多条导线，每颗LED灯珠也需要分别焊接在导线上，生产效率低；其次，灯具中的LED灯珠被完全包裹在塑胶内，几乎无法散热，而且LED灯具的寿命很大程度上依赖于灯具的散热结构和特性，由此导致整个灯具稳定性及寿命大打折扣；最后，因其产品外形及结构的特点，导致产品在安装过程中程序复杂，线条定位不能很精准，最小折弯曲度受限制等等，使得LED霓虹灯和柔光灯一直无法真正普及起来。
发明内容
为了克服现有霓虹灯高成本、高能耗、低寿命以及现有的LED霓虹灯及柔光灯不稳定、安装繁琐、成本较高的缺点，能更方便、更简洁的开发生产出性价比更高、便于使用安装的灯具来应用到各个领域中，特提供一种改进的新型LED线条灯具及其实现方法。该发明所采用的具体方案是灯具由基座、若干LED灯珠串、若干柔性散光条以及若干驱动电源组成，其中，基座是柔性散光条的载体，基座可以是板状或双股金属丝或条状U型槽等结构，一个LED线条灯具可以有多个基座构成；LED灯珠串是由一串根据相应的电气原理相互连接的若干LED灯珠构成，连接方式包括串联或并联或串并混合连接；柔性散光条由具备较好的散光功能的柔性材料制成，比如塑胶或树脂或硅胶等，其发光面外露于基座的正面，柔性散光条可以是背面带有夹槽的，也可以是背面没有夹槽的；基座上设有若干宽度适宜的沟槽，沟槽可以是通透的(柔性散光条可以通过沟槽嵌入并贯穿基座两面)，也可以是不通透的(柔性散光条只嵌入但不贯穿基座的沟槽，比如条状U型槽结构的基座，基座本身就带有不通透的沟槽)；柔性散光条嵌入基座上的沟槽中并被其夹住从而固定在基座上，形成闭环的通透沟槽可以是不连续的，以保证闭环内的基座不脱离整体基座，此时可以用连续的柔性散光条覆盖通透沟槽不连续的部分，从而线条的连续性；LED灯珠串位于柔性散光条背面(非发光面)，每颗LED灯珠发光方向朝着柔性散光条的正面(发光面)，LED灯珠串上的每颗LED灯珠可以嵌入到柔性散光条背面的夹槽中，也可以紧贴于背面没有夹槽的柔性散光条背面的表面上；驱动电源与LED灯珠串之间有若干导线连接。首先，根据基座的类型，在基座上按所设计的灯光线条图案加工出与设计图案一致且宽度适宜的若干沟槽，或者按照所设计的灯光线条图案折弯若干带有沟槽的条状U型基座或双股金属丝基座，沟槽的宽度以可以紧紧夹住并固定住柔性散光条为宜，柔性散光条背面可以是没有夹槽的，也可以是有夹槽的，夹槽的形状和尺寸以可以把LED灯珠串上的每颗LED灯珠嵌入其内并被紧紧包裹住为宜。然后把LED灯珠串中LED灯珠以相应的间距或分布密度固定在柔性散光条背面(嵌入柔性散光条中或紧贴在柔性散光条背面的表面上)，使每颗LED灯珠的发光方向朝着柔性散光条的正面(发光面)，再把若干载有LED灯珠串的柔性散光条嵌入到基座上的沟槽中，使得所有柔性散光条构成的图案与最初所设计的灯光线条图案完全一致，最后根据所选驱动电源的电气特性，可以对其中的一些LED灯珠串进行对接或截断，以保证驱动电源的最佳驱动特性。 也可以先把柔性散光条嵌入到基座上的沟槽中固定好，使得所有柔性散光条构成的图案与最初所设计的灯光线条图案完全一致，然后把LED灯珠串中LED灯珠以相应的间距或分布密度固定在柔性散光条背面(嵌入柔性散光条中或紧贴在柔性散光条背面的表面上)，使每颗LED灯珠的发光方向朝着柔性散光条的正面(发光面)，再根据所选驱动电源的电气特性，可以对其中的一些LED灯珠串进行对接或截断，以保证驱动电源的最佳驱动特性。背面有夹槽的柔性散光条根据其宽度其背面夹槽可以是单条夹槽也可以是多条并列的夹槽，夹槽可以是有按一定间距排列的若干小坑状的夹槽，每个小坑可以单独嵌入LED灯珠串上的一颗灯珠，对每颗LED灯珠进行全方位的包裹，起到固定灯珠的作用；夹槽也可以是没有小坑的夹槽，对每颗LED灯珠进行部分包夹。没有夹槽的柔性散光条根据其宽度可以在其背面把若干LED灯珠串上LED灯珠按照相应的分布密度排列，使柔性散光条正面的发光强度和均匀度到达理想效果。LED灯珠串中的灯珠可以是直插LED灯珠，也可以是贴片LED灯珠。按照相应的电气原理，若干直插LED灯珠可以通过每颗LED灯珠的管脚或借助于导线或者通过柔性电路等载体(比如FPC线路板)实现灯珠之间的电路链接，从而形成直插LED灯珠串；贴片LED灯珠可以通过导线或柔性电路等载体(比如FPC线路板)实现贴片LED灯珠之间的电路链接，从而形成贴片LED灯珠串。电路连接的方式可以是串联或并联或串并混联等常见联接方式。组装好的直插LED线条灯具基座背面突出的若干直插LED管脚可以依次向两侧折弯，使得柔性散光条可以更牢固的固定在基座上。所有被嵌入到基座沟槽中并载有LED灯珠串的柔性散光条所构成的图案与最初所设计的灯光线条图案一致。本发明的积极效果如下首先，可以完全替代传统室内霓虹灯以及LED霓虹灯，因其特有的柔性散光条设计结构，使得其加工工艺简单，方便安装和维护，可以随意组合任意线条图案，这是传统霓虹灯所不能的，并且克服传统霓虹灯高能耗、高故障率、安装复杂的缺陷；其次，本发明提供的LED线条灯具相对比于现有的LED霓虹灯和传统霓虹灯具，因其特有的设计结构和安装方式，使得实际的灯光图案几乎与设计图案相似度接近完美，灯光线条圆滑、曲度定位精确、整个灯光线条图案发光柔和，不刺眼，显得格外的美观，大幅提升灯光广告的视觉效果；再者，本发明涉及的灯具因其特殊的LED灯珠管脚外露的设计结构，可以完全解决现有的LED霓 虹灯及柔性灯条散热性差的致命弊端，从而提高灯具的工作稳定性，延长灯具的使用寿命。最后，可以扩展作为室内装饰照明灯具，灯光柔和，图案设计灵活，是LED广告和照明应用的一个全新的拓展。
图ILED线条灯具中主要部件的示意图，其中，IAUB和IC依次为LED灯珠串局部正视示意图、LED灯珠串侧视示意图和柔性散光条端面^^意图。图2LED线条灯具简单的组装过程示意图，其中，2A为把LED灯珠串嵌入到柔性散光条背面的夹槽中的示意图；2B为把嵌入有LED灯珠串的柔性散光条嵌入到板状基座的通透沟槽中的示意图；2C为组装好后的LED线条灯具局部及端面示意图。图3 —种实心柔性散光条(夹槽内没有小坑)在嵌入LED灯珠串后的两个相互垂直的剖面示意图，其中3A为经过柔性散光条中的一颗LED灯珠中心的横截剖面示意图；3B为经过柔性散光条横截面的纵向中心线并且与其垂直的剖面示意图。图4 一种实心柔性散光条(夹槽内有若干按一定间距排列的小坑)在嵌入LED灯珠串后(每个小坑嵌入一颗LED灯珠)的两个相互垂直的剖面示意图，其中4A为经过柔性散光条中的一颗LED灯珠中心的横截剖面示意图；4B为经过柔性散光条横截面的纵向中心线并且与其垂直的剖面示意图。图5 —种空心柔性散光条(夹槽内没有小坑)在嵌入LED灯珠串后的两个相互垂直的剖面示意图，其中5A为经过柔性散光条中的一颗LED灯珠中心的横截剖面示意图；5B为经过柔性散光条横截面的纵向中心线并且与其垂直的剖面示意图。图6 —种空心柔性散光条(夹槽内有若干按一定间距排列的小坑)在嵌入LED灯珠串后(每个小坑嵌入一颗LED灯珠)的两个相互垂直的剖面示意图，其中6A为经过柔性散光条中的一颗LED灯珠中心的横截剖面示意图；6B为经过柔性散光条横截面的纵向中心线并且与其垂直的剖面示意图。图7几种嵌入有LED灯珠串的空心柔性散光条嵌入到板状基座的通透沟槽中后，经过空心柔性散光条内的一颗LED灯珠中心的横截剖面示意图，其中，7A为夹槽外侧被板状基座的通透沟槽挤夹在LED管脚根部位置的示意图；7B为夹槽外侧被板状基座的通透沟槽挤夹在LED头部位置的示意图；7C为带有两条夹槽并且被板状基座的通透沟槽挤夹在LED管脚根部位置的示意图。图8把板状基座背面外露的LED灯珠串管脚折弯的LED线条灯具示意图，其中，
8A和8B分别为把板状基座背面外露的LED灯珠管脚依次向侧面折弯后,经过一颗LED灯珠中心横截剖面示意图；8C为把LED线条灯具背面的LED灯珠串外露管脚依次向两边折弯后的LED线条灯具背面局部正视示意图。图9用双股金属丝作为基座构成的LED线条灯具的简单组装过程示意图，其中，9A为把嵌入有LED灯珠串的柔性散光条嵌入到双股金属丝基座的通透沟槽中的横截面示意图；9B为组装好后的LED线条灯具局部及端面示意图。
图10条状基座构成LED线条灯具的简单组装过程示意图，其中IOA为把嵌入有LED灯珠串的柔性散光条嵌入到条状基座的沟槽中的横截面示意图；IOB为组装好后的LED线条灯具局部及端面示意图。图11从基座背面嵌入柔性散光条的LED线条灯具简单组装过程示意图，其中IlA为把柔性散光条从基座背面嵌入到基座的沟槽中的横截面示意图；IlB为把直插LED灯珠串嵌入到柔性散光条(已夹固在基座沟槽中)中的横截面示意图；IlC为组装好的LED线条灯具的横截面示意图；IlD为组装好的LED线条灯具的柔性散光条背面示意图。图12另外几种LED灯珠串不意图,其中12A为用导线把若干直插LED灯珠串接起来形成的LED灯珠串示意图；12B为若干直插LED灯珠通过导线以先串后并的连接的方式组成的LED灯珠串示意图；12C为若干直插LED灯珠通过柔性电路材料组成LED灯珠串的示意图(可以用柔性电路材料实现LED灯珠的串联或并联或串并混联等电路连接方式)；12D为若干贴片LED灯珠通过柔性电路材料组成LED灯珠串的示意图(可以用柔性电路材料实现LED灯珠的串联或并联或串并混联等电路连接方式)；12E为用导线把若干贴片LED灯珠串接起来形成LED灯珠串正面(发光面)示意图；图13用图12中12E所示的贴片LED灯珠串构成LED线条灯具的结构示意图，其中13A为LED线条灯具局部横截剖面示意图(经过一颗贴片LED灯珠中心)；13B为经过柔性散光条横截面的纵向中心线并且与横截面垂直的局部剖面示意图；13C为已组装好的LED线条灯具上柔性散光条背面局部示意图。图中，I.直插LED灯珠，2.直插LED管脚，3.柔性散光条，4.板状基座，5.基座上的沟槽，6.柔性散光条的夹槽，7.金属丝基座，8.条状U型基座，9.导线，10.贴片LED灯珠,11.电阻,12.柔性电路。
具体实施方式
实施例I如图I和图2所示，首先在板状基座(4)上按所设计的灯光线条图案切刻出与设计图案一致且宽度适宜的通透沟槽(5)，通透沟槽(5)的宽度以可以紧紧夹住并固定住已经被嵌入LED灯珠串的(I)柔性散光条(3)背面的夹槽(6)外侧为宜。为了保持切刻后板状基座(4)的一体性，板状基座上形成闭环的通透沟槽可以切刻成不连续的沟槽(5)，以保证闭环以内的基座部分不脱离整个基座(4)，这样的沟槽之间不连续的部分可以用柔性散光条(3)覆盖，保证了光线条的完整性。柔性散光条(3)是横截面如同IC所示的由柔软且半透明、有散光作用的材料做成的条状物，材料可以为柔性塑胶或树脂等柔性材料，其中的夹槽￠)的形状和尺寸以可以把LED灯珠串紧紧包裹在其内为宜，然后把LED灯珠串(I)中的LED灯珠以相应的间距、按照图2A的方式嵌入到柔性散光条背面的夹槽￠)中，使每颗LED灯珠(I)的发光方向朝着并垂直于柔性散光条的正面(发光面)，然后按照图2B所示的方式把柔性散光条(3)嵌入到板状基座(4)上的通透沟槽(5)中，根据实际使用条件，一条沟通沟槽(5)中可以拼接多条柔性散光条(3)，使得最后所有柔性散光条(3)构成的图 案与最初所设计的灯光线条图案完全一致。驱动电源可以根据需要选择若干个恒流电源或恒压电源，包括单片机控制的程控多路输出驱动电源，根据所选驱动电源的电气特性，可以对若干个LED灯珠串(I)进行串接或截断，以保证每个驱动电源的最佳驱动特性。然后，可以参照图8所示的方法，把板状基座(4)背面外露的若干LED管脚(2)依次向两侧折弯，使得柔性散光条(3)可以更牢固的固定在板状基座(4)上。最后，根据LED线条灯具使用环境的需要，可以在灯具的板状基座(4)背面加装外壳，保证灯具的使用安全。实施例2如图3和图4所示，可以把柔性散光条(3)的夹槽￠)内部加工成带有按一定间距排列的若干小坑和不带小坑的两种结构，带小坑的结构可以使LED灯珠串(I)中的每颗LED灯珠能更牢固的被夹槽(6)包裹固定；不带小坑的结构可以使LED灯珠串(I)中的每颗LED灯珠能更灵活的嵌入到夹槽(6)中，而不必考虑固定间距的约束。用这两种结构的柔性散光条(3)构成LED线条灯具的实施办法参照实施例I中所述方法。实施例3如图5和图6所示，可以把柔性散光条(3)做成空心结构，其中夹槽(6)内部也可以做成带有按一定间距排列的若干小坑和不带小坑的两种结构，空心结构可以节省材料还可以得到更好的散光效果。用空心结构的柔性散光条(3)构成LED线条灯具的实施办法参照实施例I和实施例2中所述方法。实施例4如图7所示，除了实施例1-3所描述的LED线条灯具外，还可以设计成如图7B和7C所示的灯具。相对于图7A所示的灯具(板状基座(4)的通透沟槽(5)夹固的位置对应在柔性散光条⑶夹槽(6)内的LED灯珠串⑴管脚⑵的根部)，其中图7B所示的LED线条灯具通过板状基座(4)的通透沟槽(5)夹固的位置对应在柔性散光条(3)夹槽(6)内的LED灯珠串⑴的灯珠头部，使得露出板状基座⑷正面的柔性散光条的高度降低，可以得到另一种视觉效果；而图7C所示的LED线条灯具为宽型LED线条灯具，由两排LED灯珠串(I)构成，同样，柔性散光条(3)也包含两条夹槽￠)，板状基座(4)上的通透沟槽(5)宽度应以能夹固住已嵌入两排LED灯珠串⑴的整个两条夹槽(6)外侧为宜。图7B和7(所示的LED线条灯具的实施方法可以参照实施例I。实施例5如图9所示，用双股的金属丝作为金属丝基座(7)有两种实施方式。第一种首先把两股有一定硬度的金属丝(7)按照所设计的线条灯光图案折弯，用相应的办法使折弯后的两股金属丝之间能固定并保持适宜的间距，从而形成金属丝基座
(7)，此间距的宽度就是通透沟槽(5)的宽度，使两股金属丝之间间距形成的沟槽线条的图案与所设计的线条灯光图案一致，随后的实施方法可以参照实施例I。第二种首先把两股有一定硬度的金属丝(7)用适当的方式固定并保持适宜的间距，形成金属丝基座(7)，然后把LED灯珠串(I)中的若干LED以相应的间距、按照图2A的 方式嵌入到柔性散光条背面的夹槽中，使每颗LED灯珠(I)的发光方向垂直于柔性散光条的发光面(正面)，然后按照图2B所示的方式把柔性散光条(3)嵌入到金属丝基座(7)上的通透沟槽(5)中，然后按照所设计的线条灯光图案把之间夹有柔性散光条的两股金属丝同步折弯，最后按照实施例I中的电源驱动部分实施电气连接，从而形成所需要的LED线条灯具。实施例6如图10所示，用条状基座(8)构成LED线条灯具首先把条状基座加工出一条不通透的沟槽(5)，沟槽的底部有若干能穿过导线的孔，用来连接驱动电源和LED灯珠串(1)，条状基座(8)可以根据其材料特性选择合适的方式折弯，其他步骤可以参照实施例5的两种实施方式。实施例7如图11所示，柔性散光条(3)为空心且背面带有若干用来嵌入直插LED灯珠(I)的小坑状夹槽(6)。首先把柔性散光条(3)按照图IlA中所示的方式从背面嵌入按照实施例I所述的方法加工好的板状基座⑷的沟槽(5)中，由于柔性散光条(3)是空心的，其嵌入沟槽(5)后能较稳固的固定于板状基座(4)上，然后再把直插LED灯珠串上的每颗直插LED灯珠(I)依次嵌入到柔性散光条(3)背面的小坑状夹槽(6)中，然后按照实施例I中所述的方法把若干LED灯珠串与相应的驱动电源相连，最后用粘胶等方式把直插LED灯珠串加固在柔性散光条(3)的背面上。实施例8如图13所示，柔性散光条(3)为空心且背面带有若干用来嵌入贴片LED灯珠(10)的小坑状夹槽，LED灯珠串为用导线把若干贴片LED灯珠(10)串联起来形成的LED灯珠串。首先把柔性散光条(3)按照图IlA中所示的方式从背面嵌入按照实施例I所述的方法加工好的板状基座(4)的沟槽(5)中，由于柔性散光条(3)是空心的，其嵌入沟槽(5)后能较稳固的固定于板状基座(4)上，然后再把贴片LED灯珠串上的每颗贴片LED灯珠(10)依次嵌入到柔性散光条(3)背面的小坑状夹槽中，然后按照实施例I中所述的方法把若干LED灯珠串与相应的驱动电源相连，最后用粘胶等方式把贴片LED灯珠串加固在柔性散光条(3)的背面上。如果柔性散光条背面是平的，没有夹槽，也可以用同样的粘胶方法把贴片LED灯珠串固定在没有小坑状夹槽的柔性散光条背面的表面上。实施例9
如图12所示的几种其他的LED灯珠串，可以参照上述相应的实施例中所述的相应 方法构成LED线条灯具。
权利要求
1.一种LED线条灯具及其实现方法，其特征是灯具由基座、若干LED灯珠串、若干柔性散光条以及若干驱动电源组成，其中，基座是柔性散光条的载体，一个LED线条灯具可以有多个基座构成；LED灯珠串是由一串根据相应的电气原理相互连接的若干LED灯珠构成；柔性散光条由具备较好的散光功能的柔性材料制成，其发光面外露于基座的正面；基座上设有若干宽度适宜的沟槽，沟槽可以是通透的，也可以是不通透的；柔性散光条嵌入基座上的沟槽中并被其夹住；LED灯珠串位于柔性散光条背面，每颗LED灯珠发光方向朝着柔性散光条的正面；驱动电源与LED灯珠串之间有若干导线连接；首先，根据基座的类型，在基座上按所设计的灯光线条图案加工出与设计图案一致且宽度适宜的若干沟槽，或者按照所设计的灯光线条图案折弯若干带有沟槽的条状U型基座或双股金属丝基座，沟槽的宽度以可以紧紧夹住并固定住柔性散光条为宜，柔性散光条背面可以是没有夹槽的，也可以是有夹槽的，夹槽的形状和尺寸以可以把LED灯珠串上的每颗LED灯珠嵌入其内并被紧紧包裹住为宜，然后可以先把LED灯珠串中LED灯珠以相应的间距或分布密度固定在柔性散光条背面，使每颗LED灯珠的发光方向朝着柔性散光条的正面，再把若干载有LED灯珠串的柔性散光条嵌入到基座上的通透沟槽中，使得所有柔性散光条构成的图案与最初所设计的灯光线条图案完全一致；也可以先把柔性散光条嵌入到基座上的沟槽中固定好，使得所有柔性散光条构成的图案与最初所设计的灯光线条图案完全一致，再把LED灯珠串中LED灯珠以相·应的间距或分布密度固定在柔性散光条背面，使每颗LED灯珠的发光方向朝着柔性散光条的正面，最后根据所选驱动电源的电气特性，可以对其中的一些LED灯珠串进行对接或截断，用导线把若干驱动电源与相应的LED灯珠串连接。
2.根据权利要求I所述的一种LED线条灯具及其实现方法，其特征是基座上的沟槽可以是不通透的，也可以是通透的，形成闭环的通透沟槽可以是不连续的，沟槽不连续的部分可以用连续的柔性散光条覆盖。
3.根据权利要求I所述的一种LED线条灯具及其实现方法，其特征是柔性散光条背面可以是不带夹槽的，也可以是带夹槽，夹槽可以是单条夹槽也可以是多条并列的夹槽。
4.根据权利要求I所述的一种LED线条灯具及其实现方法，其特征是LED灯珠串上LED灯珠之间的电气连接方式可以是串联或并联或串并混联。
5.根据权利要求I所述的一种LED线条灯具及其实现方法，其特征是LED灯珠串中的每颗LED灯珠可以嵌入到柔性散光条背面的夹槽中，也可以紧贴于背面没有夹槽的柔性散光条背面的表面上，每颗LED灯珠的发光方向朝着柔性散光条的正面。
6.根据权利要求I所述的一种LED线条灯具及其实现方法，其特征是基座背面外露突出的若干直插LED管脚可以依次向两侧折弯。
7.根据权利要求I所述的一种LED线条灯具及其实现方法，其特征是所有被嵌入到基座沟槽中并载有LED灯珠串的柔性散光条所构成的图案与最初所设计的灯光线条图案一致。
全文摘要
一种LED线条灯具及其实现方法，是对现有LED灯具以及霓虹灯的增强和改进，属于LED装饰照明领域。其特殊设计的模块式结构可以使得灯具实际的灯光图案几乎与设计图案相似度接近完美，灯光线条圆滑、曲度定位精确、整个灯光线条图案发光柔和，不刺眼，显得格外的美观，大幅提升灯光广告的视觉效果其加工工艺简单，而且更方便安装和维护，并且克服传统霓虹灯高能耗、高故障率、安装复杂的缺陷；其特殊的LED灯珠管脚外露的设计结构，可以完全解决现有的LED霓虹灯及柔性灯条散热性差的致命弊端，从而提高灯具的工作稳定性，延长灯具的使用寿命。最后，可以扩展作为室内装饰照明灯具，灯光柔和，图案设计灵活，是LED广告和照明应用的一个全新的拓展。
文档编号F21V19/00GK102954389SQ20111028043
公开日2013年3月6日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年8月16日
发明者不公告发明人 申请人:马飞