天花板灯的制作方法

本实用新型属于照明技术领域，更具体地说，是涉及一种天花板灯。

背景技术：

天花板灯，由于其可安装于天花板内不占空间而被大部分人所选择。现有的天花板灯的导光板的结构不够合理，导光的方向可控性较低，导致当长时间注视天花板灯的某一区域时，会发现局部亮度比较亮或者前后的亮度差别较大的炫光问题，导致视觉上的不适应感，而且强烈的炫光还会损害视觉甚至引起失明。且现有的天花板灯其照明效果与白天的自然光线相比差距比较大，有的厂家会通过增加其内部光源色温来提高其照明效果，其亮度有一定程度的提高，但仍存在舒适感较差的问题。长时间处于上述的照明环境中会导致头晕、眼痛以及精神不佳的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种天花板灯，以解决现有技术中存在的现有的天花板灯炫光、光色不自然以及照明不清晰的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种天花板灯，包括：包括面框以及散热板，所述散热板套设于所述面框并与所述面框可拆卸连接，所述散热板内设有导光板，所述导光板侧壁周边环绕设置有若干个LED光源，所述LED光源能够发出近自然光，所述散热板上还设有与所述LED光源电连接的驱动电源，所述驱动电源通过导线与所述LED光源电连接；

所述近自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60，所述近自然光中的青色光的相对光谱功率大于0.30，所述近自然光中的蓝色光的相对光谱功率小于0.75；所述近自然光中的蓝光色比小于5.7％；

所述导光板包括入光部和导光部，所述导光部自所述入光部的内侧壁周边背离所述LED光源延伸，所述入光部与所述导光部为材料相同的一体成型结构；所述入光部包括入光面，所述LED光源正对所述入光面设置，所述入光部设有第一反光面，所述第一反光面避开避开所述入光面设置；所述导光部包括两相对设置的第二反光面和第三反光面，以及连接于所述第二反光面和第三反光面之间的出光面；所述近自然光经过所述入光面导入至所述入光部内，并经过第一反光面反射至导光部，并经过第二反光面和第三反光面反射至出光面射出。

进一步地，所述导光部的纵截面形状为喇叭状，所述导光部的直径大小沿靠近所述LED光源一端向远离所述LED光源另一端递减。

进一步地，所述天花板灯还包括LED灯带，所述LED灯带用于安装所述LED光源，若干个所述LED光源环设于所述LED灯带的内壁。

进一步地，所述导光板为矩形板或者圆形板。

进一步地，所述LED光源包括基板、设置于所述基板上的至少一组发光组件，以及与所述发光组件电连接的电路；每组所述发光组件包括白光发光元件和红光发光元件，所述白光发光元件包括蓝光芯片和覆盖所述蓝光芯片的荧光膜，所述红光发光元件包括红光芯片；所述白光发光元件发射的白光与所述红光发光元件发射的红光混合，所述红光用于补偿所述白光相对于自然光谱缺失的红光部分，形成所述近自然光。

进一步地，所述基板还设有至少一个色温调节芯片，所述色温调节芯片与所述电路连接，通过控制所述色温调节芯片的发光状态调节所述LED光源12的色温。

进一步地，每组所述发光组件包括两个白光发光元件和一个红光发光元件，两个所述白光发光元件对称设置于所述红光发光元件的两侧。

进一步地，所述蓝光芯片和红光芯片正装于所述基板的表面。

进一步地，所述基板为非金属材料。

本实用新型提供的天花板灯的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型天花板灯，该天花板灯与白天的光线较为接近，具有完整的光谱，形成近自然光，蓝光的相对光谱功率较低，青光和红光的功率较高，即使长时间处于上述光源的照明下，也不会视觉疲劳，有利于视觉健康；并且完整的光谱有利于提高显色指数，使得被照明的空间色彩真实；提高红光，可促进人血液循环，具有一定的保健效果。此外，通过三个反光面的反射，增加反射次数，延长反射路径，使得射出的光线是柔和的，避免炫光。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一种实施例提供的天花板灯的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的天花板灯的主视结构示意图；

图3为图2中沿A-A线的剖视结构示意图；

图4为本实用新型实施例所采用的导光板的剖视结构示意图

图5为本实用新型第二种实施例提供的天花板灯的立体结构示意图；

图6为本实用新型第二种实施例提供的天花板灯的爆炸结构示意图；

图7为本实用新型第二种实施例提供的天花板灯的立体结构示意图；

图8为本实用新型第二种实施例提供的天花板灯的爆炸结构示意图

图9是本实用新型实施例提供的LED光源的立体结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的LED光源的剖视图；

图11是本实用新型实施例提供的近自然光的光谱示意图；

图12是图11所示近自然光的光谱测试报告图；

图13是本实用新型实施例提供的近自然光光源和自然光的光谱对比图；

图14是现有近自然光光源和自然光的光谱对比图；

图15是本实用新型实施例提供的白光发光元件的光谱图；

图16是本实用新型实施例提供的采用452.5-455nm蓝光芯片的白光光谱图；

图17是现有技术中近自然光光源的一种光谱图。

其中，图中各附图标记：

1-天花板灯；11-导光板；12-LED光源；110-入光部；111-导光部；1100-入光面；1101-第一反光面；1110-第二反光面；1111-第三反光面；1112-出光面；1113-通孔；100-面框；101-散热板；1010-卡扣；1000-卡槽；1010-通槽；130-支架；131-卡簧；1300-缺口；14-导热双面胶；15-LED灯带；16-驱动电源；17-导线；18-反光板；19-螺钉；120-基板；121-发光组件；122-电路；1210-白光发光元件；1211-红光发光元件；1201-反射杯；1202-反射面；1221-第一引脚；1222-第二引脚。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

技术术语的解释说明：

1.相对光谱功率：

一种光源所发射的光谱往往不是单一的波长，而是由许多不同波长的混合辐射所组成。光源的光谱辐射按波长顺序和各波长强度分布称为光源的光谱功率分布。

用于表征光谱功率大小的参数分为绝对光谱功率和相对光谱功率。进而绝对光谱功率分布曲线：指以光谱辐射的各种波长光能量绝对值所作的曲线；

相对光谱功率分布曲线：指将光源辐射光谱的各种波长的能量进行相互比较，作归一化处理后使辐射功率仅在规定的范围内变化的光谱功率分布曲线。辐射功率最大的相对光谱功率为1，其他波长的相对光谱功率均小于1。

2.色比：

任何白光均可由红、绿、蓝三原色以相应比例混合得到，为了表示R、G、B三原色各自在白光总量中的相对比例，引入色度坐标r、g、b，其中，r＝R/(R+G+B),g＝G/(R+G+B),b＝B/(R+G+B),r+g+b＝1，r、g、b分别为红光色比、绿光色比、蓝光色比。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型实施例提供的天花板灯进行说明。所述天花板灯1，包括面框100以及套设于面框100并与面框100可拆卸连接的散热板101，面框100为两端开口的环状面框100，散热板101内设有导光板11，导光板11侧壁周边环绕设置有若干个用于发出近自然光的LED光源12，散热板101上还设有与LED光源电12连接的驱动电源16，驱动电源16通过导线17与LED光源12电连接，由LED光源12发出的近自然光导入至导光板11中并射出；其中该近自然光中的红色光的相对光谱功率大于0.60，近自然光中的青色光的相对光谱功率大于0.30，近自然光中的蓝色光的相对光谱功率小于0.75；近自然光中的蓝光色比小于5.7％。

导光板11包括入光部110以及自入光部110的内侧壁周边背离LED光源12延伸的导光部111，其中入光部110为环状的板状件，导光部111自入光部110的内侧壁周边缓慢向下延伸，且入光部110与导光部111为材料相同的一体成型结构，便于加工。具体参见图4，入光部110包括入光面1100，上述的LED光源12环绕设置于入光部110的外侧壁周边以形成上述的入光面1100；入光部110避开入光面1100的部位设有第一反光面1101，以避免入光部110漏光，具体地，第一反光面1101为电镀在入光部110上。

导光部111包括两相对设置的第二反光面1110和第三反光面1111，以及连接与第二反光面1110和第三反光面1111之间的出光面1112，第二反光面1110和第三反光面1111分别与其对应的第一入光面1100连接。上述的近自然光经过入光面1100导入至入光部110内，并经过第一反光面1101反射至导光部111内，经过第二反光面1110和第三反光面1111的不断反射至出光面1112射出，使得近自然光只能在第一反光面1101、第二反光面1110以及第三反光面1111之间围合的区域内传递，通过第一反光面1101、第二反光面1110、第三反光面1111的反射，增加了反射次数，以使得从出光面1112射出的光线是柔和的。

如图11至图13，分别示意了近自然光的光谱图和光谱测试数据，通过该图可以看出，该光谱满足上述红光、青光和蓝光的光谱参数，另外，蓝光的比例被降低，在接近自然光的同时还有利于健康。参考图14，现有的近自然光光谱和自然光光谱仍然差距较大，蓝光成分较高，同时在红光部分和青光部分出现明显的不足。这种光源用于天花板灯中，会导致被照明的区域不清晰，不真实灯问题。

本实用新型实施例提供的天花板灯，与现有技术相比，该天花板灯与白天的光线较为接近，具有完整的光谱，形成近自然光，蓝光的相对光谱功率较低，青光和红光的功率较高，即使长时间处于上述光源的照明下，也不会视觉疲劳，有利于视觉健康，提高青光，提高显色指，使得被照明的空间色彩真实，提高红光，可促进人血液循环，具有一定的保健效果。此外，通过三个反光面的反射，增加反射次数，延长反射路径，使得射出的光线是柔和的。

进一步地，请参阅图3及图4，作为本实用新型实施例提供的天花板灯的一种具体实施方式，导光部111的纵截面形状为喇叭状，导光部111的直径大小沿靠近LED光源12的一端向远离LED光源12另一端递减，进一步使得输出的近自然光汇集。

进一步地，请参阅图1、图6及图8，作为本实用新型实施例提供的天花板灯的一种具体实施方式，该天花板灯1还包括用于安装LED光源12的LED灯带15以及与LED光源12电连接的驱动电源16。具体地，LED灯带15为环状LED灯带15，LED光源12环设于LED灯带15内侧壁周边，LED灯带15对应导光板11的外侧壁周边设置，以使得LED光源12正对导光板11的外侧壁周边，驱动电源16通过导线17与LED光源12形成电连接。

进一步地，请参阅图1、图6及图8，作为本实用新型提供实施例提供的天花板灯的一种具体实施方式，导光板11为矩形板或圆形板。

当导光板11的尺寸较小时，其可运用于筒灯内用于导光。参阅图1至图3，面框100与散热板101通过相互配合通过相互扣合的卡槽1000与卡扣1010扣合。具体地，面框100的内壁周面环设有若干个卡槽1000，散热板101的外壁周边环设有与卡槽1000扣合的卡扣1010。导光部111内部开设有通孔1113，以使得从出光面1112射出的近自然光呈圆环状。该筒灯还包括支架130和卡簧131，散热板101开设有供支架130穿设的通槽1011，支架130的端部安装有卡簧131，其中，支架130的端部开设有缺口1300，卡簧131的两端穿设于缺口1300内并与支架130可转动连接，通过卡簧131的扭力将该筒灯安装于安装位。

当导光板1的尺寸较大时，其可运用于吸顶灯中用于导光。参阅图5及图6，该吸顶灯的组成结构均为矩形板，具体地，面框100与散热板101通过固定件连接，例如螺钉19连接。该吸顶灯还包括导热双面胶14，通过导热双面胶14将LED灯带15安装在面框100的内壁，以使得LED光源12正对导光板11的外壁周边。参阅图7及图8，该吸顶灯的组成结构均为圆形板，与矩形板的吸顶灯的区别在于，该吸顶灯还包括反光板18，该反光板18设置于散热板101与面框100之间。

进一步地，参阅图9至图10，作为本实用新型实施例提供的天花板灯的一种具体实施方式，LED光源12包括基板120、设置于基板120上的至少一组发光组件121，以及与发光组件121电连接的电路122；每组发光组件121包括白光发光元件1210和红光发光元件1211，白光发光元件1210包括蓝光芯片和覆盖蓝光芯片的荧光膜，红光发光元件1211包括红光芯片；白光发光元件1210发射的白光与红光发光元件1211发射的红光混合，红光用于补偿白光相对于自然光谱缺失的红光部分，形成近自然光。

具体地，如上所述，LED光源12的基本组成结构为基板120，发光组件121设置在基板120上，发光组件121的数量为一组、两组或更多组，各发光组件121的结构和功能都是一致的。本实施例优选为一组。每一组发光组件121都包括白光发光元件1210和红光发光元件1211，即，LED光源12发出近自然光是通过白光和红光的混合实现的。其中，红光用于补偿白光相对于自然光谱缺失的那部分，进而形成接近自然光的近自然光。该白光发光元件1210包括蓝光芯片和覆盖蓝光芯片的荧光膜，红光发光元件1211至少包括红光芯片，通过荧光膜将蓝光芯片发出的单色光进行波长转换，产生其他色光，多种色光混合后形成白光，该白光和红光混合后形成近自然光。该近自然光具有如下光谱参数，红色光的相对光谱功率大于0.60；青色光的相对光谱功率大于0.30；蓝色光的相对光谱功率小于0.75。每组发光组件121都可以发出近自然光，因此在LED光源12包含了多组发光组件121的情况下，同样能够发出近自然光。

可见光中各种色光的波长范围如下：红色光(622～700nm)，橙色光(597～622nm)，黄色光(577～597nm)，绿色光(492～577nm)，青色光(475～492nm)，蓝色光(435～475nm)，紫色光(380～435nm)。

采用白光发光元件1210和红光发光元件1211组合的形式获得近自然光，结构简洁，并且通过补充红光发光元件1211获得近自然光，解决了通过蓝光芯片和荧光胶结合的方式无法获得近自然光的问题。其次，白光发光元件1210和红光发光元件1211可以采用满足性能要求的微型发光元件，光源整体为一微型灯珠，可多个灯珠以任意形式布置于各种灯具的电路122板上，由于其体积小巧，可设置于电路122板的任意位置，应用灵活，灯具整体发光均匀，照明效果好。

在本实施例中，该蓝光芯片的波长范围为450-480nm；红光芯片的波长范围为640-700nm，红光芯片的中心波长优选为690±5nm。优选地，蓝光芯片的波长范围为457.5-480nm，至少为457.5-460nm。

通过选择457.5nm-480nm的蓝光芯片，使得青光的相对光谱功率得到明显提升。同时提升显指R12，也在一定程度上有助于在抑制蓝光的同时能够保持较高色温。如图16，传统近自然光中的青光相对光谱功率低于0.3，如图11和图12，本实施例中的青光相对光谱功率达到0.4以上。

进一步参考图15和图16，图15所示为本实施例中白光发光元件1210的光谱，采用457.5nm-460nm的蓝光芯片时，青光相对光谱功率已经达到0.5以上，如采用457.5nm-480nm的蓝光芯片，青光相对光谱功率可以进一步提升。图16中采用452.5-455nm蓝光芯片时，青光相对光谱仅为0.35-0.38之间。

通过选择上述蓝光芯片结合相应的荧光膜，可以获得白光，其光谱如图15所示。其具有如下光学参数：色温为2700K-3000K时，480-500nm波段的相对光谱功率大于0.30；500-640nm波段的相对光谱功率大于0.70；色温为4000K-4200K时，480-500nm波段的相对光谱功率大于0.45；500-640nm波段的相对光谱功率大于0.65；色温为5500K-6000K时，480-500nm波段的相对光谱功率大于0.4；500-640nm波段的相对光谱功率大于0.60。这种白光发光元件1210与上述红光发光元件1211组合，可以得到LED光源12，能够发出近自然光。

进一步地，参考图13和图14，LED光源12的光谱在其他波段也和自然光极其相似，而现有近自然光光源则难以实现。如图11和图12，近自然光中橙色光的相对光谱功率大于0.55；黄色光的相对光谱功率大于0.50；绿色光的相对光谱功率大于0.35；紫色光的相对光谱功率小于0.10，均与自然光接近。

如图11，该LED光源12的红光比例也较高，波长为680～690nm的红光相对光谱功率大于0.80；波长为622～680nm的红光相对光谱功率大于0.60。如图14和图17，传统近自然光光源会在640nm之后的波段出现明显下降的趋势。640-700nm红光具有优异的保健、理疗、美容作用。该光源适用于办公、家居照明和需要高比例红光且接近自然光照明的特殊场所。

另外，LED光源12在各波段光谱更为优化的同时，还具有严格的光学参数要求，如色温，色容差，显色指数Ra、显色指数R9、显色指数R12以及蓝光色比等等。具体地，近自然光的色温包含2500K-6500K，色容差小于5，蓝光色比小于5.7％。显指Ra大于95，其中，R9的显指大于90，R12的显指大于80。根据图12可以确定LED光源12能够满足上述要求，并且LED光源12的蓝光色比可以降低到5.5％以下，显色指数Ra提高到97以上，显色指数R9达到95以上，显色指数R12达到了83，在其他测试报告中，显色指数R12可以达到87。

进一步地，蓝光中440nm的蓝光对视力的伤害最大，作为进一步的优化方案，本实施例还将440nm蓝光的相对光谱功率作为待检测的光学参数。在蓝光色比低于5.7％的情况下，440nm蓝光的相对光谱功率低于0.65。这是现有的护眼电子设备难以实现的。现有的“护眼”电子产品，其蓝光色比虽然较低，但是其中对人眼伤害最大的440nm蓝光的抑制并不明显，护眼功能微乎其微。而蓝光中的其他波段成分对视力发育是必要的，大幅度抑制蓝光不仅护眼效果不明显，还会对儿童、幼儿等人群的视力发育造成不良影响，例如由于蓝光成分的过分缺失，导致色弱，辨色能力下降等问题。本实施例在将蓝光色比降低至5.7％以下的基础上，重点抑制440nm蓝光的强度，能够真正的起到保护视力的作用。

优选采用微型的白光发光元件1210和红光发光元件1211，根据光通量比和安装空间的大小选择小规格且性价比较高的蓝光芯片和红光芯片，优先选择尽量少的红光发光元件1211和白光发光元件1210，制作成单颗光源，一颗光源设置一组发光组件121。由于该光源可以直接发出近自然光，进而可以用于各种灯具中，任意组合，均可保证其较佳的发光效果，适应性强。当然，也可以将多组发光组件121集成于一颗光源内，此时仍可保证较佳的出光效果，仅尺寸增大。

具体地，该白光发光元件1210的光通量和红光发光元件1211的光辐射量之比为2-10:1，优选为2-3:1。在不同的色温下，该比例略有浮动。在一个实施例中，白光发光元件1210的数量和红光发光元件1211的数量比为1-8:1，进一步优选为1-4：1。实际红光发光元件1211的光辐射量为80-160mW，白光发光元件1210的总光通量为200-350lm。

在一种实施例中，白光发光元件1210有四个，红光发光元件1211有一个，四个白光发光元件1210设置于红光发光元件1211的周围且均匀分布。

在另一种实施例中，白光发光元件1210有两个，红光发光元件1211有一个，两个白光发光元件1210对称地设置于红光发光元件1211的两侧。

关于芯片的安装方式，优选将蓝光芯片和红光芯片倒装于基板120的表面，倒装芯片有利于和基板120上的电路122有效连接，有利于高效散热，可以通过设备在芯片上统一成膜，保证不同产品的荧光膜一致性好，进而可以避免正装芯片的点胶过程造成一致性差的问题，同时，使得不同产品在色温相同时处于同一BIN位，色温一致性好。

另外，倒装芯片也使得白光发光元件1210的体积进一步减小，有利于光源尺寸控制。在本实施例中，白光发光元件1210的宽度小于0.8mm，高度小于0.3mm，红光发光元件1211可控制在同样范围内。相邻的白光发光元件1210和红光发光元件1211间距为1mm以下。LED光源12的长度小于或等于6mm，宽度小于3mm。

当然，本实用新型不局限于采用倒装芯片，采用正装芯片也是可行的。

在一种实施例中，基板120优选为非金属材料制作的片层结构，基板120上设有反射杯1201，白光发光元件1210、红光发光元件1211设置于反射杯1201中，电路122形成于基板120的表面，且包裹于基板120的正反两面，并在反射杯1201之外形成引脚，反射杯1201的底部露出部分电路122，用于与白光发光元件1210和红光发光元件1211连接。

更进一步地，反射杯1201的内壁设有反射面1202，反射杯1201内部还填充有封装胶体(图未示)，反射面1202用于将白光和红光进行反射，封装胶体用于保护反射杯1201内部结构和使光源结构更加稳定，并对光线进行折射调整。白光和红光充分混合后经过封装胶体输出。具体地，白光发光元件1210和红光发光元件1211的发光角度可以为160°左右至180°，光源的出光角度为120°左右。整个光源为小型均匀发光的近自然光灯珠。

在本实施例中，电路122具有若干组正负极引脚，可以每个发光元件对应一组正负极引脚，或者若干个发光元件对应一组正负极引脚。在驱动方式上，有两种实施例，其一，白光发光元件1210和红光发光元件1211分别连接不同的正负极引脚，单独驱动，此时各自的驱动电流不同，可以配合控制芯片进行控制。其二，白光发光元件1210和红光发光元件1211串联，即连接相同的正负极引脚，统一相同电流驱动，不需控制芯片进行控制。

统一驱动的方式显然具有明显的优势，其不需要针对不同发光元件配置不同的驱动电流，不需要增加控制电路122，仅需要按照其对应的电流供电即可。因此，在结构上更为简化，体积进一步减小，应用更加简便灵活，成本更低。此为本发明优选的电路122连接方案。具体地，白光发光元件1210的光通量和红光发光元件1211的光辐射量的实际比例为2-3:1，电流为20-100mA之间，优选为60mA。优选1-4个白光发光元件1210和1-2个红光发光元件1211串联构成一个光源，单颗光源的功率为0.5W左右。色温不同的情况下，实际数据略有不同。可以根据需要确定几种色温的相应数据，制造相应产品。例如，用于办公场所的灯具，通常选择色温较高的产品，用于家居的灯具，通常选择色温较低的产品。

参考图9，两个白光发光元件1210和一个红光发光元件1211串联，两个白光发光元件1210分别连接一个第一引脚1221，第一引脚1221自反射杯1201底部伸出，用于连接外部电源。红光发光元件1211串联于两个白光发光元件1210之间。

进一步地，该光源还可以设有第二引脚1222，该第二引脚1222不用于连接外部电源，而是用于散热，以及提升光源整体的对称性，提升强度和安装于电路122板上的稳定性。

进一步地，本实用新型实施例还可以在基板120上增设一个色温调节芯片，该色温调节芯片独立于发光组件121设置，相应地，对电路122进行适当调整，使色温调节芯片可以独立发光或熄灭，进而通过控制其发光状态，与发光组件121发出的准自然光进行混合，调节色温。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。