CN101825233B - 一种高效发光二极管灯具的光学结构 - Google Patents

一种高效发光二极管灯具的光学结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高效发光二极管灯具，包括发光二极管光源模块、发光二极管周边的反光面、灯罩、填充于灯罩内的液体，通过反光面和灯罩面板曲面的改变来实现对发光二极管光源模块所发出的光进行整形，通过反光杯和外壳灯罩的组合及发光二极管发光模块的配合等整个光学系统结构的设计可以达到照明级灯具照明技术要求和使用效果；具有如下优点。使用本发明的配光方法，LED光源所发出的光能经过外罩和反光杯整行，得到特定的灯具光度分布。(2)本发明的配光方法可以提高LED光源所发出的光的输出效率，从而提高整个灯具的光效。

Description

一种高效发光二极管灯具的光学结构
技术领域
本发明涉及LED(发光二极管)照明领域，特别是一种高效照明灯具液体配光的结构。
背景技术
由于发光二极管LED光效高、寿命长、工作温度低、无毒无电磁污染，具有绿色环保特点，大功率LED灯具已经开始在路灯、隧道灯、泛光灯、射灯、特种灯方面得到应用，很可能会成为下一代照明工具的光源。
LED灯具的光效受到散热条件、配光方案、电源驱动效率等各方面因素的影响，目前市场上的LED灯具的光效跟传统光源的灯具相比，没有显著优势，另外未能对LED灯具照明角度的有效控制，灯具的光利用率较低，这些已经成为LED用于照明商业化普及的障碍。
申请号为CN200710136873.5的中国专利申请提出了一种采用液体填充的高功率发光二极管电灯，其配光的方法是通过容器内反射性侧壁来控制灯具的发光角度。
发明内容
本发明要解决的是现有技术存在的上述问题，目的是提出一种达到各种发散角度的发光二极管灯具的配光方法。
解决上述问题采用的技术方案是：一种高效发光二极管灯具的光学结构，包括发光二极管光源模块、发光二极管周边的反光面、灯罩、填充于灯罩内的介质，其中发光二极管光源模块植入介质，光源和介质封装在所述的灯罩内，其特征在于：从发光二极管光源模块发出的光线直接进入介质，一部分小发散角度的光线经过液体传输至灯罩，然后通过灯罩两个表面折射进入空气，光线与光源轴向夹角范围为从0度到90度，另外一部分大发散角度的光经过反光面的反射穿过介质和灯罩出射至空气。
根据本发明，灯罩的形状为平板或空间曲面面板，灯罩为透明或乳白色的玻璃或塑料，其表面可以经过磨砂处理或阵列透镜。所述的反光曲面由反光杯或反光板的内表面构成，所述的反光杯或反光板为具有反光材料涂层的内凹曲面或平面的圆对称或不规则的部件，部件的基体材料为塑料、玻璃或金属，反光杯或反光板的底部设置有安装光源的安装孔。发光二极管光源模块为单颗发光二极管或多颗发光二极光的阵列。
根据本发明，内腔内填充的介质可以为液体、凝固的胶体或其他具有较好透光性且光热稳定性的透明或半透明材料，或其他高分子纳米材料，可以为硅胶、硅树脂、石蜡油、水等。
根据本发明，内腔内填充的介质具有良好的导热性能。
根据本发明，该介质与灯罩所构成的结构，发光角度和光度分布可以调节。
根据本发明，内腔内填充的介质为液体、胶体颗粒或固体包含有磷光或荧光颗粒。
根据本发明，该结构可以同LED封装成一体式的单颗LED或多颗LED。
根据本发明，该灯罩曲面形状的控制和反光杯的组合有助于产生特定的灯具光线发散角度和光度分布，从而达到不同的聚光或泛光效果来满足各种场合的照明要求。
本发明通过反光面和灯罩面板曲面的改变来实现对发光二极管光源模块所发出的光进行整形，具有如下优点。
(1)使用本发明的配光方法，LED光源所发出的光能经过外罩和反光杯整行，得到特定的灯具光度分布。
(2)本发明的配光方法可以提高LED光源所发出的光的输出效率，从而提高整个灯具的光效。
附图说明
参考下文之现时较佳实施例的描述以及附图，可更好地理解本发明及其目的与优点，其中：
图1是本发明实施例的前视图；
图2是本发明实施例的光线传播图；
图3是本发明实施例中光源与反光杯组合的立体图；
图4是本发明具有两个反光杯时的实施例的前视图；
图5是图4实施例的立体图；
图6是本发明反光面为平面时的实施例的统剖面图；
图7是本发明灯罩形状曲面时的实施例的剖面图；
图8是本发明实施例的一种条形灯前视图；
图9是本发明实施例的一种条形灯的立体图。
具体实施方式
现参考附图描述根据本发明的LED灯具配光的光学结构。
如图1至图3所示，本发明的LED灯具1包括灯罩外壳11、反光杯13、发光二极管光源模块14及充满整个灯体内腔的液体介质12。
其中发光二极管光源模块光源14植入介质12，光源15和介质12通过灯罩11密封，该配光方法是通过反光面131和灯罩11面板曲面的改变来实现对发光二极管光源模块13所发出的光进行整形。
如图2所示，从发光二极管光源模块14发出的光线直接进入介质，一部分小发散角度141的光线经过介质12传输至外壳11，然后通过灯罩外壳11两个表面折射进入空气，光线与光源轴向夹角范围为从0度到90度，另外一部分大发散角度的光142经过反光面131的反射穿过介质12和外壳11出射至空气。灯罩的形状呈半球状，灯罩11为透明或乳白色的玻璃或塑料，其表面可以经过磨砂处理或阵列透镜。
反光杯13为具有反光材料涂层的内凹曲面的部件，部件的基体材料为塑料，反光杯的底部设置有安装光源的安装孔。
发光二极管光源模块14为单颗发光二极管。
如图4至图5所示，是本发明LED灯具的另一实施例，与图1-3实施例不同之处在于所述的灯罩11的形状呈1/4球面状。发光二极管光源模块14为两个单颗发光二极管，分别设置在两个反光杯13上，反光杯13的基体材料为玻璃。其余结构与图1-3实施例相同。
图6是本发明LED灯具的又一实施例，与图1-3实施例不同之处在于两个发光二极管光源模块14设置在一个平面反光板13上，所述的平面反光板13基体材料为金属，表面涂覆有反光材料涂层。其中，每个发光二极管光源模块为多颗发光二极管的阵列。
图7是本发明LED灯具的再一实施例，是图6实施例的一个变体，区别在于其中灯罩形状为不规则的曲面。其余结构与图6实施例相同。
图8，图9是本发明LED灯具的另一实施例，是图6实施例的一个变体，区别在于其中灯罩形状为长条形的拉伸曲面。其余结构与图6实施例相同。
应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高效发光二极管灯具的光学结构，包括发光二极管光源模块(14)、灯罩(11)、和填充于灯罩(11)内的介质(12)，其特征在于：所述的发光二极管周边设有反光杯或反光板(13)，所述的发光二极管光源模块(14)和所述的反光杯或反光板(13)均整体植入介质(12)，所述的发光二极管光源模块(14)和反光杯或反光板(13)与介质(12)一起封装在所述的灯罩(11)内，从发光二极管光源模块(14)发出的光线直接进入介质(12)，一部分小发散角度的光线经过介质传输至灯罩(11)，然后通过灯罩(11)两个表面折射进入空气，光线与光源轴向夹角范围为从0度到90度，另外一部分大发散角度的光经过反光杯或反光板(13)的反光面(131)的反射穿过介质(12)和灯罩(11)出射至空气。
2.如权利要求1所述的高效发光二极管灯具的光学结构，其特征在于灯罩(11)的形状为平板或空间曲面面板或者其结合，灯罩(11)为透明或乳白色的玻璃或塑料材料，其表面经过磨砂处理或不处理，或为阵列透镜曲面。
3.如权利要求1所述的高效发光二极管灯具的光学结构，其特征在于所述的反光面(131)由反光杯或反光板(13)的内表面构成，所述的反光杯或反光板(13)为具有反光材料涂层的内凹曲面或平面的圆对称或不规则的部件，部件的基体材料为塑料、玻璃或金属，反光杯或反光板(13)的底部设置有安装光源的安装孔。
4.如权利要求1所述的高效发光二极管灯具的光学结构，其特征在于发光二极管光源模块(14)为单颗发光二极管或多颗发光二极光的阵列。
5.如权利要求1所述的高效发光二极管灯具的光学结构，其特征在于灯罩(11)内腔内填充的介质可以为液体、凝固的胶体或其他具有较好透光性且光热稳定性的透明或半透明材料，或其他高分子纳米材料。
6.如权利要求1所述的高效发光二极管灯具的光学结构，其特征在于灯罩(11)内腔内填充的介质具有良好的导热性能，在实现配光的同时该介质可以将发光二极管光源模块(14)所产生的热通过灯罩(11)传递到周围的空气中。
7.如权利要求1所述的高效发光二极管灯具的光学结构，其特征在于灯罩(11)内腔内填充的介质为液体、胶体颗粒或固体，包含有磷光或荧光颗粒。
8.如权利要求1所述的高效发光二极管灯具的光学结构，其特征在于通过调节灯罩(11)或反光面(131)的形状可以调节发光角度和光度分布。
9.如权利要求1所述的高效发光二极管灯具的光学结构，其特征在于该结构可以同LED封装成一体式的单颗LED。
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