CN101761802B - 一种led灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED灯具，包括LED光源和反射器，其中，所述反射器包括反射器本体、及设置在所述反射器本体内表面的反射层；所述反射器本体的径向横截面的内边界为曲线，所述曲线包括呈轴对称的两个抛物线段，两个抛物线段的尾端相连接，起始端分别连接向内弯折的曲折线；所述LED光源设置在所述反射器本体向内弯折的边缘上。本发明的LED灯具将点光源在灯具内转变成面光源出射，即使人眼直接注视灯具也不会有刺激感，防止了眩光，并且可以使灯具以近似lambertain型发光，满足灯具泛光照明的需求。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明灯具，尤其涉及一种LED灯具的反射器结构改进。
背景技术
目前，随着科技的进步，大功率贴片式LED已不仅仅应用于手电筒、头灯、投光灯等产品上，而且也越来越多的被应用于室内泛光照明灯具。但由于LED光源尺寸较小(一般直径小于6mm)，光通量又较高(60lm/W以上)，造成在LED表面亮度很高(一般最大亮度都有超过300000cd/m2)。而一般日光灯管的表面亮度约为7000～8000cd/m2，在室内环境下能满足人眼对眩光要求，也就是说人眼能适应这样的亮度，当人眼直接观察工作中的灯具时不会有刺目感，在视线转移后不会有视觉亮度反应延迟现象。
目前的LED灯具一般采用反射器11作为LED反光灯具的配光光学元件，光源12安装在反射器11上，但是仅能以灯具保护角的方式限制眩光，不能降低灯具表面亮度，如图1所示，这是绝大多数灯具防眩方案。但是如果人眼在保护角之外看灯具仍然会有光线直接射入人眼，仍然会有不舒适的感觉。
专利CN200420027518.6公开了一种三防灯具防眩灯罩，其采用具有橘皮纹麻面的内表面的灯罩，来提高光线的散射率，防止眩光，保护人们的视力。但是其透明的灯罩设计虽然可以减少光在灯罩内的部分损失，但其难以保证足够的照明效率。
还有一种方案是在LED灯具前加装乳白色的亚克立平板(半透明，人眼不能看到内部的光源)，让光线在透过平板时发生散射，实现匀光效果。但此方案中乳白色的亚克立板吸收光线较多，效率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能解决LED光源直投光线容易产生眩光问题、并保证光的照射效率的LED灯具。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种LED灯具，包括LED光源和反射器，其中，所述反射器包括反射器本体、及设置在所述反射器本体内表面的反射层；所述反射器本体的径向横截面的内边界为曲线，所述曲线包括呈轴对称的两个抛物线段，两个抛物线段的尾端相连接，起始端分别连接向内弯折的曲折线；
所述LED光源设置在所述反射器本体向内弯折的边缘上。
本发明所述的LED灯具，其中，所述抛物线段公式为：y2＝204x，其中x、y分别为横坐标和纵坐标，所述x的取值范围为0～28.14长度单位。
本发明所述的LED灯具，其中，所述曲折线由依次连接的第一直线段、第二直线段、第三直线段、第四直线段和第五直线段组成，所述第一直线段自由端连接相对应抛物线段的起始端。
本发明所述的LED灯具，其中，所述第一直线段到所述第二直线段的角度为135～155°，所述第二直线段到所述第三直线段的角度为142～162°，所述第三直线段到所述第四直线段的角度为125～145°，所述第四直线段到所述第五直线段的角度为125～145°。
本发明所述的LED灯具，其中，所述第一直线段为13.63～23.63长度单位，所述第二直线段为2.65～12.65长度单位，所述第三直线段为12.1～17.1长度单位，所述第四直线段为21.63～31.63长度单位，所述第五直线段为1.61～5.61长度单位。
本发明所述的LED灯具，其中，所述反射层为含有硫酸钡的高反射率漫反射材料或含二氧化钛的高反射率漫反射材料，或者为定向扩散的反射材料，所述定向扩散的反射材料包括陶瓷或油漆。
本发明所述的LED灯具，其中，所述两抛物线段的尾端通过弧线平滑连接。
本发明所述的LED灯具，其中，所述反射器本体为金属反射器本体、塑胶反射器本体或塑料反射器本体。
本发明所述的LED灯具，其中，所述LED光源包括由多个点状LED光源组成的两个线光源，分别设置在所述反射器本体向内弯折的两边缘上。
本发明所述的LED灯具，其中，所述由多个点状LED光源组成的线光源通过长条状基板安装在反射器本体向内弯折的边缘折边上。
本发明的LED灯具通过采用特殊构型的反射器，将LED光源在灯具内由点光源转变成面光源出射，且光源光线直接照射到反射器内表面，再反射出去进行照明，即使人眼直接注视灯具也不会有刺激感，解决了LED光源直投光线容易产生眩光问题，并且可以使LED灯具以近似lambertain型发光，保证光照效率，满足灯具泛光照明的需求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术的LED灯具结构图；
图2是本发明实施例的LED灯具立体图；
图3是本发明实施例的反射器本体横截面的曲线示意图；
图4是本发明实施例的反射器反射原理图；
图5是本发明实施例的LED裸光源配光曲线；
图6是本发明实施例的LED灯具配光曲线；
图7是本发明实施例的相对称的两抛物线段坐标。
具体实施方式
下面结合图示，对本发明的优选实施例作详细介绍。
本发明实施例的LED灯具结构如图2所示，其包括LED光源22和反射器21，其中，反射器21由反射器本体23，及设置在反射器本体23的内侧面得反射层组成。反射器本体23的径向横截面内边界线为曲线，如图3所示。该曲线包括呈轴对称的两个抛物线段，该两个抛物线段的尾端相连接，起始端分别通过曲折线向内弯折，其中向内弯折是指向反射本体设置有反射层的一面弯折。本实施例中，抛物线段231距离原点近的一端为起始端，远的一端为尾端，如图7所示。
其中，如图3所示，以Y轴为对称轴时，呈轴对称的抛物线段231公式为：y2＝204x，其中x、y分别为横坐标和纵坐标，x的取值范围为0～28.14长度单位。其中本实施例中所指的长度单位可以是厘米、毫米、米或其整数倍。两抛物线段尾端可以直接连接，为使灯具整体线条更加柔和美观，优选采用平滑连接，如图3中虚线部分所示，LED光源照射的光源并不会到此区域，因此其形状对光线的反射没有影响。
如图3所示，抛物线段231起始端连接的曲折线由依次连接的第一直线段232、第二直线段233、第三直线段234、第四直线段235和第五直线段236组成，第一直线段232自由端连接相对应抛物线段231的起始端。
第一直线段232到第二直线段233的角度为135～155°，第二直线段233到第三直线段234的角度为142～162°，第三直线段234到第四直线段235的角度为125～145°，第四直线段235到第五直线段236的角度为125～145°。可根据反射层的不同材料来选择设计不同的角度，当反射层为高反射率漫反射材料时，优选为第一直线段232到第二直线段233的角度为145°，第二直线段233到第三直线段234的角度为152°，第三直线段234到第四直线段235的角度为135°，第四直线段235到第五直线段236的角度为135°。
第一直线段232为13.63～23.63长度单位，第二直线段233为2.65～12.65长度单位，第三直线段234为12.1～17.1长度单位，第四直线段235为21.63～31.63长度单位，第五直线段236为1.61～5.61长度单位。可根据反射层的不同材料，及线段之间不同的角度，来选择设计不同的尺寸，当反射层为高反射率漫反射材料且线段之间的角度不大时，优选采用第一直线段232为18.63长度单位，第二直线段233为7.65长度单位，第三直线段234为17.1长度单位，第四直线段235为26.63长度单位，第五直线段236为3.61长度单位。
经反复的配光试验证明，采用本实施例的反射器本体结构，可达到最佳的配光效果，实现LED光源由点光源转变成均匀发光的面光源的照明方式，使LED灯具的发光表面亮度小于3000cd/m2，大大降低高亮度的LED光源对人眼的眩光危害。以上实施例的曲折线为最优选的例子，在此基础上作细微调整也应属于本发明范围以内。
本实施例中的LED灯具反射器21的反射器本体23可以是铝等金属反射器本体，也可以是塑胶反射器本体、塑料反射器本体等。反射层设置在反射器本体23的内表面上，当所述曲折线线段到线段之间的角度较大，使反射器两端角度增大时，反射层优选采用含有硫酸钡的高反射率漫反射材料，或含二氧化钛的高反射率漫反射材料，该高反射率漫反射材料是一种涂料，以某种加工工艺实现附着在反射器本体23表面，可具有一定的防水性和附着力，且具有高朗伯特性，在光波段360～700nm范围内，反射率大于92％。该涂料可应用于大部分的金属反射器本体，也可用于表面处理良好的其它材料，其在-40～90℃温度下性能均能保持稳定。当所述曲折线线段到线段之间的角度较大，使反射器两端角度增大时，则可在反射层采用定向扩散的反射材料，如：陶瓷或油漆等。
本实施例中所用LED光源22为近似lambertain型发光，如图5所示，其中lambertain型为一种典型的光源发光模型。LED光源22设置在反射器本体23向内弯折的边缘上，从反射器本体23的径向横截面上看，则是位于第五直线段236的位置。这样可以使LED光源22在反射器21内部朝反射器21正上方发光，光线在反射器21内漫反射光路如图4所示。因此，人眼观察LED灯具时不能直接看到LED光源发出来的光线，避免了LED光源22直投光眩光的危害。
本实施例中的LED光源22可以为由多个点状LED光源组成的一个或两个线光源，可直接设置在反射器本体23的向内弯折的一边缘或两边缘的折边上，或分别通过长条状基板安装在反射器本体23的向内弯折的一边缘或两边缘的折边上。当只有一边缘上设置有LED光源时，由于光线不是均匀的反射出，比较适合用于墙壁等角落位置；当有两边缘上设置有LED光源时，其反射光线均匀，适合用于天花板、路灯等需要从上方照明的场所。
根据漫反射原理，当LED光源发出的光线入射到涂有高反射率的漫反射材料的反射器表面后，以lambertain型散射，因为反射器涂有高反射率漫反射材料，每条反射光线都将以lambertain型发散，如图6所示，实现LED光源具由点光源转变成均匀发光的面光源的照明方式，在保证照明效率的同时，大大降低了LED灯具的表面亮度，使LED灯具的发光表面亮度小于3000坎德拉每平方米(cd/m2)，小于日光灯的表面亮度，降低了高亮度LED光源对人眼的眩光危害。
同时，可以根据实际照明需要选择LED光源的个数，如以48颗LED光源，分成两组分别均匀排列在反射器两边缘上进行灯具设计，可近似于常规日光灯的长度，可以推动LED灯取代日光灯的发展，是绿色照明又一个较理想的方案。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种LED灯具，包括LED光源(22)和反射器(21)，其特征在于，所述反射器(21)包括反射器本体(23)、设置在所述反射器本体(23)内表面的反射层；所述反射器本体(23)的径向横截面的内边界为曲线，所述曲线包括呈轴对称的两个抛物线段(231)，两个抛物线段(231)的尾端相连接，起始端分别连接向内弯折的曲折线；
所述LED光源(22)设置在所述反射器本体(23)向内弯折的边缘上；
所述抛物线段(231)公式为：y2＝204x，其中x、y分别为横坐标和纵坐标，所述x的取值范围为0～28.14长度单位；所述抛物线段(231)距离原点近的一端为所述起始端，远的一端为所述尾端；
所述曲折线由依次连接的第一直线段(232)、第二直线段(233)、第三直线段(234)、第四直线段(235)和第五直线段(236)组成，所述第一直线段(232)自由端连接相对应抛物线段(231)的起始端；
所述第一直线段(232)到所述第二直线段(233)的角度为135～155°，所述第二直线段(233)到所述第三直线段(234)的角度为142～162°，所述第三直线段(234)到所述第四直线段(235)的角度为125～145°，所述第四直线段(235)到所述第五直线段(236)的角度为125～145°。
2.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述第一直线段(232)为13.63～23.63长度单位，所述第二直线段(233)为2.65～12.65长度单位，所述第三直线段(234)为12.1～17.1长度单位，所述第四直线段(235)为21.63～31.63长度单位，所述第五直线段(236)为1.61～5.61长度单位。
3.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述反射层为含有硫酸钡的高反射率漫反射材料或含二氧化钛的高反射率漫反射材料，或者为定向扩散的反射材料，所述定向扩散的反射材料包括陶瓷或油漆。
4.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，两个所述抛物线段(231)的尾端通过弧线平滑连接。
5.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述反射器本体(23)为金属反射器本体、塑胶反射器本体或塑料反射器本体。
6.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述LED光源(22)包括由多个点状LED光源组成的两个线光源，分别设置在所述反射器本体(23)向内弯折的两边缘上。
7.根据权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述由多个点状LED光源组成的线光源通过长条状基板安装在反射器本体(23)边缘折边上。
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