CN102478213A - 一种反射器以及具有该反射器的led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反射器以及具有该反射器的LED灯具，所述反射器具有一底端和一开口端，所述反射器包括四个相接的光反射面，每个所述光反射面的形状由一折线段沿垂直该折线线段所在平面的方向向折线段两侧拉伸形成，该折线段包括依次相连的六条直线段。所述LED灯具包括LED光源和所述反射器，所述LED光源位于所述反射器的底端，所述LED的光轴与所述X轴重合。本发明的反射器包括四个相接的光反射面，每个光反射面的形状由一折线段沿垂直该折线线段所在平面的方向向折线段两侧拉伸形成，这样形成的反射器可以在满足泛光照明的配光要求的同时大大减小了反射器的体积，进而减小了LED灯具的体积。

Description

一种反射器以及具有该反射器的LED灯具

技术领域

本发明涉及灯具的反射器，更具体地说，涉及一种用于LED光源的反射器以及具有该反射器的LED灯具。

背景技术

随着大功率LED技术的迅速发展，在照明领域越来越多的采用LED作为光源。LED光源在没有经过反光杯反射或者透镜折射的情况下，其发光配光特性符合朗伯(J.H.Lambert)发光体的辐射规律，这类发光体也称为余弦发光体，其发光强度为dI与cosθ正相关，即其亮度B与方向无关，式中dI为扩展光表面的每块面元dS沿某方向r的发光强度，θ为r与法线n的夹角。LED光源发出的光在没有经过配光时，其光照强度很不均匀，为了获得较为均匀的光照效果，一般采用反光杯或透镜对LED光源发出的光进行配光。

由于单颗LED光源的光照范围和亮度有限，在采用LED光源作为光源的蓬顶灯、路灯、廊灯等照明灯具中，一般采用多颗LED光源组成LED阵列，为了满足泛光照明的需要，每个LED配备专门的LED透镜或反射器。采用LED透镜时，透镜的体积可以设计的比较小，从而使灯具的整体尺寸比较紧凑，但是，LED光源发出的光经过LED透镜时衰减比较严重，从而降低LED光源发出的光的利用效率，而且还会导致LED透镜过热等不良影响。采用反射器时，大多采用杯状的反射器，其反射面的形状是抛物线绕母线旋转而成，这种反射器的尺寸较大，为了满足配光需要，单个反射器的体积接近50mm×40mm×20mm，对于一个采用4×5的20颗LED阵列的灯具，其体积至少为200mm×200mm×20mm，而且LED灯具还需要考虑散热问题，这会导致灯具的实际体积为更为庞大，重量重，既影响美观、增加成本，又加重了潜在的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的用于LED光源配光的反射器上述尺寸过大的缺陷，提供一种尺寸足够小的反射器，使LED灯具在满足照度要求的情况下体积尽可能的小。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种反射器，用于LED光源的配光，

所述反射器具有一底端和一开口端，所述反射器包括四个相接的光反射面，分别为：第一光反射面、第二光反射面、第三光反射面和第四光反射面；

每个所述光反射面的形状由一折线段沿垂直该折线线段所在平面的方向向折线段两侧拉伸形成；

第一光反射面、第二光反射面、第三光反射面和第四光反射面分别由第一折线段、第二折线段、第三折线段、第四折线段拉伸形成；

所述第一折线段包括依次相连的六条直线段，当以反射器的底端的端面的中心为原点，以反射器底端的端面的对称轴为Z轴和Y轴，以垂直该端面由原点指向开口端的方向为X轴方向建立笛卡尔坐标系时，所述第一折线段的起点为(0，d/2，0)，其中d大于所述LED光源的直径，所述第一折线段的每条直线段与X轴的夹角为0～39°，每条直线段与X轴的夹角按照该直线段在第一折线段由起点到终点的位置顺序依次递减，每条直线段的起点和原点的连线与该直线段的终点和原点的连线的夹角为5～15°；

所述第二折线段由所述第一折线段绕X轴旋转90°得到；

所述第三折线段由所述第一折线段绕X轴旋转180°得到；

所述第四折线段由所述第一折线段绕X轴旋转270°得到。

在本发明所述的反射器中，所述六条直线段按照从起点到终点的顺序依次为：第一直线段、第二直线段、第三直线段、第四直线段、第五直线段、第六直线段，所述第一直线段与X轴的夹角为38.5°，所述第二直线段与X轴的夹角为33.5°，所述第三直线段与X轴夹角为26°，所述第四直线段与X轴夹角为23.5°，所述第五直线段与X轴夹角为11°，所述第六直线段与X轴夹角为0°。

在本发明所述的反射器中，每条直线段的起点和原点的连线与该直线段的终点和原点的连线的夹角为10°。

在本发明所述的反射器中，d比LED光源的直径大1～3mm。

在本发明所述的反射器中，所述反射器的深度不超过15mm。

在本发明所述的反射器中，每个所述光反射面镀有反射膜，所述反射膜的反射率高于75％。

在本发明所述的反射器中，所述反射膜为铝膜。

本发明还提供了一种LED灯具，包括LED光源，还包括以上所述的反射器，所述LED光源位于所述反射器的底端，所述LED光源的光轴与所述X轴重合。

本发明还提供了另外一种LED灯具，包括多个LED光源，所述LED光源排列成矩阵阵列，每个所述LED光源配备一个以上项所述的反射器，所述LED光源位于所述反射器的底端，所述LED光源的光轴与所述X轴重合。

实施本发明的反射器以及LED灯具，具有以下有益效果：本发明的反射器包括四个相接的光反射面，每个光反射面的形状由一折线段沿垂直该折线线段所在平面的方向向折线段两侧拉伸形成，这样形成的反射器可以在满足泛光照明的配光要求的同时大大减小了反射器的体积，进而减小了LED灯具的体积。

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是本发明的反射器的优选实施例的示意图；

图2是本发明的反射器的优选实施例的主视图；

图3是图2中A-A剖面图；

图4是图2中B-B剖面图；

图5是本发明的LED灯具的配光的光路示意图图；

图6是本发明的LED灯具的配光效果图；

图7是本发明的LED灯具的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种反射器，用于LED光源的配光，该反射器在满足泛光照明灯同时使反射器的体积大幅度减小，从而节省空间，使LED灯具的结构更为紧凑，体积更小。

本发明的反射器具有一底端和一开口端，与LED光源配合使用时，LED光源位于反射器的底端，LED光源发出的光线一部分直接由开口端射出，另一部分经反射器的光反射面反射后由开口端射出。

该反射器包括四个相接的光反射面，分别为：第一光反射面、第二光反射面、第三光反射面和第四光反射面；每个光反射面的形状由一折线段沿垂直该折线线段所在平面的方向向折线段两侧拉伸形成；第一光反射面、第二光反射面、第三光反射面和第四光反射面分别由第一折线段、第二折线段、第三折线段、第四折线段拉伸形成；第一折线段包括依次相连的多条直线段构成，当以反射器的底端的端面的中心为原点，以反射器底端的端面的对称轴为Z轴和Y轴，以垂直该端面由原点指向开口端的方向为X轴方向建立笛卡尔坐标系时，所述第一折线段的起点为(0，d/2，0)，其中d大于LED光源的直径，第一折线段的每条直线段与X轴的夹角为0～39°，每条直线段与X轴的夹角按照该直线段在第一折线段由起点到终点的位置顺序依次递减，每条直线段的起点和原点的连线与该直线段的终点和原点的连线的夹角为5～15°；当确定第一折线段后，第二折线段由所述第一折线段绕X轴旋转90°得到，第三折线段由所述第一折线段绕X轴旋转180°得到，第四折线段由所述第一折线段绕X轴旋转270°得到。为了反射器的结构更为紧凑，d比LED光源的直径大1～3mm，反射器的深度不超过15mm。

以上介绍了本发明的反射器是如何设计的，为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1至图5所述，为本发明的反射器的一个优选实施例，该反射器1包括四个相接的光反射面，分别为：第一光反射面11、第二光反射面12、第三光反射面12和第四光反射面14，每个光反射面分别有一折线段沿垂直该折线段所在平面的方向向折线段两侧拉伸形成，第一光反射面11、第二光反射面12、第三光反射面12和第四光反射面14分别由第一折线段110、第二折线段120、第三折线段130和第四折线段150拉伸形成。在本实例中，第一折线段110包括依次相连的六条直线段，这些直线段按照从起点到终点的顺序依次为：第一直线段111、第二直线段112、第三直线段113、第四直线段114、第五直线段115、第六直线段116。如图3和图4所述，以反射器1的底端的中心作为原点，以反射器底端的端面的对称轴为Z轴和Y轴，以垂直该端面由原点指向开口端的方向为X轴方向建立笛卡尔坐标系，第一折线段110的起点，也即第一直线段111的起点坐标为(0，d/2，0)，在本实施例中，d＝8mm，与本实施例的反射器1配合的LED光源2的直径为6mm，在这里，LED光源2的直径是指LED光源2的发光面21的直径，d以大于LDE光源2的直径1～3mm为宜，不宜过大。

在本实施例中，第一折线段110的每条直线的起点和原点的连线与该直线段的终点和原点的连线的夹角为10，第一直线段111与X轴的夹角为38.5°，第二直线段与X轴的夹角为33.5°，第三直线段与X轴夹角为26°，第四直线段与X轴夹角为23.5°，第五直线段与X轴夹角为11°，第六直线段与X轴夹角为0°。由第一直线段111的起点、第一直线段111的起点和原点的连线与该直线段的终点和原点的连线的夹角、以及第一直线段111与X轴的夹角，这三个参数确定下来即可确定第一直线段111的终点的坐标，也即确定了第二直线段112的起点的坐标，依次类推即可确定每条直线段的起点和终点，也即确定下第一折线段110的坐标。确定下第一折线段110之后，将第一折线段绕X轴旋转90°即可得到第二折线段120，将第一折线段绕X轴旋转180°即可得到第三折线段130，将第一折线段绕X轴旋转270°即可得到第四折线段140，第一折线段110、第二折线段120、第三折线段130和第四折线段140分别沿垂直其所在平面的方向向两侧拉伸形成第一光反射面11、第二光反射面12、第三光反射面13和第四光反射面14。由此形成的反射器的深度h为13.8mm，开口端的宽度a为15.9mm，底端的宽度d为8mm，整个反射器1的所占空间为15.9mm×15.9mm×13.8mm，与所占的空间为50mm×40mm×20mm的现有的反射器相比，大大减小了反射器的体积。

为了获得较好反射器效果，每个所述光反射面镀有反射膜，所述反射膜的反射率高于75％。反射膜可以选用铝膜或其他满足反射率要求的其他反射膜。

需要理解的是，本实施例中的第一折线段111的各直线段的起点和原点的连线与其终点和原点的连线的夹角并不局限于10°，可以是5°或15°，或者5～15°中的任意值。第一折线段111的各直线段与X轴的夹角并不局限与上述具体值，可以在0～39°范围内调整，但需要注意的是，反射器是收口的，所以各直线段与X轴的夹角按照直线段在第一折线段从起点到终点的位置顺序依次递减。

图5示出了本发明的反射器1与LED光源2配合时的光路示意图，LED光源2位于反射器1的底端，LED光源2的发光面21的中心与底端的端面的中心对齐，LED光源2的光轴与X轴重合，LED光源2的发光面21朝向反射器1的开口端的方向。LED光源2射出的光一部分直接由反射器1的开口端射出，大部分光线经过反射器1的反射后由反射器1的开口端射出，光线朝X轴一侧方向射出的光，经反射器反射后，其出射方向朝向X轴另外一侧方向，LED光源2发出的大部分光线经过反射器1反射后相互交叉，使光照强度更为均匀。参看图6，为配光的效果图，由该图可以看出，LED光源2发出的光经反射器1配光后，其发光角度约为40×40°，该区域内的光照非常均匀。

如图7所示，为本发明的LED灯具的一个优选实施例，该灯具具有20颗LED光源2排成4×5的阵列，每个LED光源2配备一个本发明的反射器，LED光源2位于所述反射器1的底端，LED光源2的光轴与所述X轴重合。该灯具的所占空间仅为80mm×64mm×14mm，而采用现有的反射器，灯具的体积至少为200mm×200mm×20mm，大大减小了灯具的体积，既减减小了灯具的体积和灯具的重量，也改善了灯具的外观，降低了灯具的成本，具有很好的实用价值和经济意义。

需要理解的是，本发明的反射器并不局限于阵列式的应用，对于单颗LED光源的灯具同样适用。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种反射器，用于LED光源的配光，其特征在于，

所述反射器具有一底端和一开口端，所述反射器包括四个相接的光反射面，分别为：第一光反射面、第二光反射面、第三光反射面和第四光反射面；

每个所述光反射面的形状由一折线段沿垂直该折线线段所在平面的方向向折线段两侧拉伸形成；

第一光反射面、第二光反射面、第三光反射面和第四光反射面分别由第一折线段、第二折线段、第三折线段和第四折线段拉伸形成；

所述第一折线段包括依次相连的六条直线段，当以反射器的底端的端面的中心为原点，以反射器底端的端面的对称轴为Z轴和Y轴，以垂直该端面由原点指向开口端的方向为X轴方向建立笛卡尔坐标系时，所述第一折线段的起点为(0，d/2，0)，其中d大于所述LED光源的直径，所述第一折线段的每条直线段与X轴的夹角为0～39°，每条直线段与X轴的夹角按照该直线段在第一折线段由起点到终点的位置顺序依次递减，每条直线段的起点和原点的连线与该直线段的终点和原点的连线的夹角为5～15°；

所述第二折线段由所述第一折线段绕X轴旋转90°得到；

所述第三折线段由所述第一折线段绕X轴旋转180°得到；

所述第四折线段由所述第一折线段绕X轴旋转270°得到。

2.根据权利要求1所述的反射器，其特征在于，所述六条直线段按照从起点到终点的顺序依次为：第一直线段、第二直线段、第三直线段、第四直线段、第五直线段、第六直线段，所述第一直线段与X轴的夹角为38.5°，所述第二直线段与X轴的夹角为33.5°，所述第三直线段与X轴夹角为26°，所述第四直线段与X轴夹角为23.5°，所述第五直线段与X轴夹角为11°，所述第六直线段与X轴夹角为0°。

3.根据权利要求1所述的反射器，其特征在于，每条直线段的起点和原点的连线与该直线段的终点和原点的连线的夹角为10°。

4.根据权利要求1所述的反射器，其特征在于，d比LED光源的直径大1～3mm。

5.根据权利要求1所述的反射器，其特征在于，所述反射器的深度不超过15mm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的反射器，其特征在于，每个所述光反射面镀有反射膜，所述反射膜的反射率高于75％。

7.根据权利要求6所述的反射器，其特征在于，所述反射膜为铝膜。

8.一种LED灯具，包括LED光源，其特征在于，还包括如权利要求1至7任一项所述的反射器，所述LED光源位于所述反射器的底端，所述LED光源的光轴与所述X轴重合。

9.一种LED灯具，包括多个LED光源，其特征在于，所述LED光源排列成矩阵阵列，每个所述LED光源配备一个如权利要求1至7任一项所述的反射器，所述LED光源位于所述反射器的底端，所述LED光源的光轴与所述X轴重合。

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