CN101943355B - Led路灯单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED路灯单元，包括LED光源以及安装LED光源的散热基座，所述LED光源为相向安装的两个，其光轴之间呈一定的夹角，每个LED光源上方分别罩设一相同结构的反光碗，所述反光碗内表面为以经过长轴的截面切开的半个椭球体，LED光源位于椭球体的一个焦点上，且其光轴位于椭球体长轴所在的直线上。利用本发明所提供的LED路灯单元组成的路灯，其配光曲线能够达到中心光强较弱的蝙蝠翼型，照射光斑也比较接近实际使用中所需要的矩形形状，并且能够完全消除色差影响，结构简单，外形美观。

Description

LED路灯单元

技术领域

本发明涉及一种路灯，更具体地说，涉及一种以LED作为光源的路灯单元。

背景技术

反射式路灯产品琳琅满目，良莠不齐，归纳起来主要有两种方式：一种是单纯的使用反光碗，配合结构调整角度等来实现配光。但目前这种模式的路灯其光型普遍存在中心光强过强的缺陷，如图1所示。即便打开的角度达到了55度，但是仍然无法达不到比较理想的蝙蝠翼型曲线，照明效果不佳。另一种反射式路灯是利用透镜配合反光碗来实现配光。这种模式结构更为复杂，并且不能完全消除色差的影响。

发明内容

本发明为解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种LED路灯单元，利用该LED路灯单元组成的路灯，其配光曲线能够达到中心光强较弱的蝙蝠翼型，照射光斑也比较接近实际使用中所需要的矩形，并且能够完全消除色差影响，结构简单，外形美观。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

LED路灯单元，包括LED光源以及安装LED光源的散热基座，所述LED光源为相向安装的两个，其光轴之间呈一定的夹角，每个LED光源上方分别罩设一相同结构的反光碗，所述反光碗内表面为以经过长轴的截面切开的半个椭球体，LED光源位于椭球体的一个焦点上，且其光轴位于椭球体长轴所在的直线上。

所述散热基座为一个，两个LED光源分别安装在散热基座的相向两侧。

所述散热基座为相向安装并互相连接起来的两个。

所述散热基座为两个，该两个散热基座相向安装在一根灯条的两侧。

所述安装散热基座的灯条两侧形成一定的夹角，以此形成光轴之间的夹角。

所述椭球体的长轴为15mm，短轴为11.18mm，所述两个LED光源光轴之间的夹角为170±5°。

所述散热基座上设置若干散热齿。

所述反光碗的底缘设置有挡光板。

本发明技术方案，反光碗采用椭球体形状，LED光源置于椭球体的一个焦点位置，依据的是数学中的椭圆原理，即在一个平面椭圆中，一个焦点发出的光射向椭圆曲线后会反射向椭圆的另一个焦点。依此原理，从LED光源发出的光线射向椭球体反射面后，光线从另一个焦点射出，相向安装的两个LED光源形成的光斑叠加在一起，构成近似的矩形光斑形状。而另一部分从LED光源直射向路面的光线也大部分落在了该矩形光斑区域内。通过调整两个LED光源的安装角度，使两个光轴形成一定的夹角，即可改变两个椭圆形光斑的叠加程度，从而使得叠加形成的光斑更加接近标准矩形形状，也更适合道路照明的需要。通过多次实验和测试的结果，发现当椭球体的长轴为15mm，短轴为11.18mm，两个LED光源光轴之间的夹角在170±5°范围内，照射的矩形光斑效果最为理想，而且光线均匀性也较好。因此，本发明技术方案中，当散热基座为一个时，可以将LED光源以一定的倾斜角安装在散热基座上；或者，当散热基座为两个互相连接起来时，将两个散热基座以一定的角度倾斜安装，使得两侧的LED光源光轴形成所需要的夹角；或者，将安装LED光源和散热基座的灯条两侧做成带一定的角度的结构，使LED光源安装之后，两侧的LED光源光轴形成所需要的夹角。但上述单纯采用反光碗的形式，虽然得到的光斑形状和配光曲线已经相对比较理想，但仍然存在一些缺陷，即截光控制比较差以及眩光现象比较明显，如图13所示的光强分布图，在大于80度的大角度范围内，仍分布有较强的光线。这个问题也是采用这种模式的LED路灯最难解决的部分，截光不佳带来的后果是在应用过程中灯具的利用系数会比较低，也会造成眩光。因此，需要加上截光板进行辅助配光，能够将照射在无效区域的那部分光线截去，使几乎所有从LED光源发出的光线均能照射在路面上的有效利用区域，从而提高灯具的光线利用效率，也能够减弱眩光现象。因此，本发明技术方案中，采用在反光碗的出光口底缘设置一圈挡光板，不仅结构简单，安装方便，而且能够使配光曲线更加理想，灯具利用系数更高，也减弱了眩光现象。另外，LED光源的安装基座上设置若干散热齿结构，使其在固定LED光源的同时，也能有效散热。

附图说明

以下通过附图对本发明设计方法做进一步详细的描述：

图1是现有反射式LED路灯的配光曲线图；

图2是本发明实施例一的结构示意图；

图3是图2的主视图；

图4是图2的仰视图

图5是本发明实施例二的结构示意图；

图6是图5的主视图；

图7是本发明实施例三的主视图；

图8是图7的侧视图；

图9是图7中安装在灯条一侧的LED光源和散热基座的结构示意图；

图10是图7中灯条的主视图；

图11是图10沿A-A向的剖面图；

图12是图7的照射光斑图；

图13是图7在不加挡光板时的光强分布图；

图14是图7的光强分布图。

具体实施方式

如图2～图4所示的本发明实施方式一。两个LED光源1安装在一个散热基座2的相向两侧，为了使两个LED光源1的光轴L之间形成170度的夹角，在安装时，采用将LED光源1倾斜安装的方式，或者，将散热基座2在安装LED光源1的相向两侧做成倾斜的方式。在每个LED光源1的上方罩设两个相同形状和结构的反光碗3，反光碗3固定安装在散热基座2上。该反光碗3的内表面为以经过长轴a的截面切开的半个椭球体，LED光源1置于该椭球体的焦点F1处，其光轴L与该椭球体的长轴a重合。为了提高灯具的光线利用率以及减弱眩光现象，在灯具的出光口边缘，即反光碗3的底缘设置一圈挡光板4。该挡光板4可以将路面上大角度(≥80度)的光线截去，使光线照射向需要的照明区域。

图5～图6所示的本发明实施方式二，区别于图1所示的实施方式一的地方在于，散热基座2为相向连接的两个，该两个散热基座2之间形成10度的夹角，以此形成两个LED光源1的光轴之间的170度夹角。

图7～图11所示的本发明实施方式三，区别于实施例一和实施例二的地方在于，两个LED光源1安装在不同散热基座2上，散热基座2相向安装在一根金属灯条5的两侧。灯条5在安装LED光源1的两侧形成170度的夹角，如图10～图11所示的灯条5，当LED光源1安装在该灯条5上，即可形成两个光轴L之间的170度夹角。

图9是本发明实施方式三中安装在灯条5一侧的LED光源1和散热基座2的结构示意图。椭球体反光碗3固定安装在散热基座2上，LED光源1位于椭球体反光碗3的焦点F1处，其光轴L和椭球体的长轴a重合。散热基座2上设置有一系列的散热齿21，有利于LED光源1的散热。放置在椭球体焦点F1处的LED光源1发出的一部分光线射向椭球体表面，经反射后，光线均从另一个焦点F2处射向路面。相向安装的两个LED光源1形成的光斑相互叠加。而从LED光源1发出的另一部分光线直射向路面，也照射在了该光斑区域内。通过调整光轴之间的夹角以及椭球体的长轴a和短轴b的长度，来调整两个LED光源1形成的光斑的叠加程度，使得叠加后的光斑形状更加接近标准矩形。理论分析，长轴a和短轴b的比值越大，沿道路方向上的最大光强角越大，从而中心光强与最大光强的比值越小，比较适合道路照明的需要。但如果长轴a过大，会造成灯具的尺寸过大，而且中心光强相对于最大光强不能无限的变小，所以，在实际设计中，长轴a和短轴b取值应该适中。通过大量的实验和测试，发现在长轴a＝15mm，短轴b＝11.18mm，光轴之间的夹角为170±5°时，所形成的光斑更加接近理想的矩形形状，而且光均匀性也较好。

采用本发明技术方案的LED路灯，照射光斑如图12所示，从图中看出，该光斑已经非常接近标准的矩形形状。其光强分布如图14所示，横坐标表示角度，纵坐标表示光强，与图13所示的不加挡光板的光强分布比较，在大角度(≥80度)范围内，光强的分布明显减少，大部分光线照射在实际使用的有效区域，从而提高了灯具的光线利用率，而且减弱了眩光现象。

Claims (8)

1.LED路灯单元，包括LED光源以及安装LED光源的散热基座，其特征在于：所述LED光源为相向安装的两个，其光轴之间呈一定的夹角，使相向安装的两个LED光源形成的光斑相互叠加，每个LED光源上方分别罩设一相同结构的反光碗，所述反光碗内表面为以经过长轴的截面切开的半个椭球体，LED光源位于椭球体的一个焦点上，且其光轴位于椭球体长轴所在的直线上。

2.根据权利要求1所述的LED路灯单元，其特征在于：所述散热基座为一个，两个LED光源分别安装在散热基座的相向两侧。

3.根据权利要求1所述的LED路灯单元，其特征在于：所述散热基座为相向安装并连接起来的两个。

4.根据权利要求1所述的LED路灯单元，其特征在于：所述散热基座为两个，该两个散热基座相向安装在一根灯条的两侧。

5.根据权利要求4所述的LED路灯单元，其特征在于：所述安装散热基座的灯条两侧形成一定的夹角，以此形成光轴之间的夹角。

6.根据权利要求1至5中任一所述的LED路灯单元，其特征在于：所述椭球体的长轴为15mm，短轴为11.18mm，所述两个LED光源光轴之间的夹角为170±5°。

7.根据权利要求1所述的LED路灯单元，其特征在于：所述散热基座上设置若干散热齿。

8.根据权利要求1所述的LED路灯单元，其特征在于：所述反光碗的底缘设置有挡光板。