CN102980075B - Led大角度配光装置及led球泡灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种LED大角度配光装置及LED球泡灯，提供了一种适用于LED球泡灯，由扩散透镜、反射器、菱面透镜及偏光透镜构成的LED大角度配光装置，从而使得LED光源经过偏光透镜后的出射光线经反射器进一步反射光线出射角度至平面180度以下，进一步配合扩散透镜的填补配光和菱面透镜的混光，从而实现300度的配光效果，达到传统钨丝灯泡的配光效果。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明配光领域，尤其是指一种LED大角度配光装置及LED球泡灯。
背景技术
目前，LED球泡灯为了实现对其内安装的LED的大角度配光，一般在泡壳内设一个多面体，然后结构上将作为光源的LED排布在这个多面体不同角度的表面上（如平面和竖直面），或采用导光柱方式将LED发光导到不同角度的表面上，从而对LED发出光向多个角度配光实现大角度发光的效果。
然而，虽然上述结构的最终配光效果可以达到较大的发光角度，但是仍具有以下缺陷：
1、LED的发光方向经配光后光线多朝前和朝侧边，发光角度虽大但发光不均匀；
2、LED的发光效果和传统灯泡偏差较大。
发明内容
本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种发光角度大且均匀的LED大角度配光装置及LED球泡灯。
本发明的目的是这样实现的：一种LED大角度配光装置，它包括由透光材料制成的扩散透镜、反射器、菱面透镜及偏光透镜；所述菱面透镜、反射器均呈喇叭形状，菱面透镜内设置反射器，反射器内设置所述扩散透镜；所述扩散透镜包括扩散部、聚光部及用于放置LED光源的容置部，所述聚光部的截面呈梯形，于其短边的表面内凹形成所述容置部，长边与扩散部相连，所述扩散部宽于相连的聚光部长边；所述喇叭形的菱面透镜、反射器开口方向相同设置，所述扩散透镜的扩散部与容置部分别对应反射器开口较大和较小一端设置；所述偏光透镜围绕菱面透镜开口较小一端周侧设置，且偏光透镜的边缘不超出反射器开口较大一端的外边缘，偏光透镜内设有用于放置LED光源的偏光腔；所述菱面透镜的侧壁表面设有网格状纹路；所述反射器的侧壁为全反射面；
上述结构中，所述反射器内壁表面设有网格状纹路，所述反射器外壁为所述全反射面；
上述结构中，所述菱面透镜开口较大一端的端口呈波浪形，且该端的侧壁高出所述反射器表面；
上述结构中，它还包括光源放置台，所述光源放置台设置在所述反射器内壁中部，其上设置所述扩散透镜；所述扩散透镜还包括支撑部，所述支撑部从扩散部宽于聚光部部分向下延伸至光源放置台表面；
上述结构中，所述偏光透镜于偏光腔的内壁形成偏光入射面，于外壁形成有偏光出射面，所述偏光入射面与偏光出射面将来自偏光腔的光朝向反射器方向偏折；所述偏光入射面相对偏光腔的光学中心偏离偏光腔的几何中心；
上述结构中，所述偏光入射面为非线性曲面，构成曲面上各点以反射器开口较小一端的水平中心为0点的坐标值符合，
| 垂直方向 | 水平方向 |
| 0 | 8.686 |
| 0.313 | 8.694 |
| 0.53 | 8.7 |
| 0.53 | 8.727 |
| 0.53 | 8.747 |
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| 0.245 | 12.307 |
| 0 | 12.314 |
；所述偏光出射面为非线性曲面，构成曲面上各点以反射器开口较小一端的水平中心为0点的坐标值符合，
| 垂直方向 | 水平方向 |
| 0 | 7.75 |
| 0.207 | 7.755 |
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| 0.43 | 13.036 |
| 0.43 | 13.35 |
| 0.209 | 13.35 |
| 0.01 | 13.35 |
上述结构中，所述反射器的全反射面为非线性曲面，非线性曲面上各点以反射器开口较小一端的水平中心为0点的坐标值符合，
| 垂直方向 | 水平方向 |
| 0 | 7.1 |
| 0.299 | 7.094 |
| 0.51 | 7.089 |
| 1.474 | 7.064 |
| 1.767 | 7.056 |
| 2.804 | 6.811 |
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| 3.91 | 6.783 |
| 4.73 | 7.04 |
| 5.472 | 7.376 |
| 6.12 | 7.806 |
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| 7.213 | 8.868 |
| 7.677 | 9.482 |
| 8.09 | 10.147 |
| 8.457 | 10.857 |
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| 9.069 | 12.4 |
| 9.308 | 13.239 |
| 9.496 | 14.129 |
| 9.52 | 14.247 |
| 9.555 | 14.347 |
| 9.628 | 14.434 |
上述结构中，所述菱面透镜与反射器一体成型，于反射器内壁镀有镜面膜层形成所述全反射面。
本发明还提供了一种LED球泡灯，它包括基面、LED光源、灯罩及如权利要求1-8任意一项所述的LED大角度配光装置；所述LED大角度配光装置的菱面透镜及反射器的开口较小一端与基面相连，所述偏光透镜设置于基面上，围绕喇叭形菱面透镜开口小一端周侧设置；所述LED光源对应设置于LED大角度配光装置的扩散透镜的容置部及偏光透镜的偏光腔中；
上述结构中，所述LED大角度配光装置的菱面透镜及反射器与基面之间设置有扣接机构，所述扣接机构由凸出于菱面透镜及反射器下部的卡台及设置于基面上的L形卡槽组成。
本发明的有益效果在于提供了一种由扩散透镜、反射器、菱面透镜及偏光透镜构成的LED大角度配光装置，从而使得LED光源经过偏光透镜后的出射光线经反射器进一步反射光线出射角度至平面180度以下，进一步配合扩散透镜的填补配光和菱面透镜的混光，从而实现300度的配光效果，达到传统钨丝灯泡的配光效果。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体结构
图1为本发明LED大角度配光装置应用于LED球泡灯的结构示意图；
图2为本发明LED大角度配光装置的扩散透镜结构示意图；
图3为本发明LED大角度配光装置的反射器结构示意图；
图4为本发明LED大角度配光装置的菱面透镜结构示意图；
图5为本发明LED大角度配光装置的偏光透镜结构示意图；
图6为本发明LED大角度配光装置的另一种实施例结构示意图；
图7为本发明LED球泡灯结构及正面配光示意图；
图8为偏光透镜的配光效果图；
图9为本发明LED球泡灯结构及周侧配光示意图；
图10为本发明LED大角度配光装置整体配光效果图。
1-灯罩；2-LED光源；3-扩散透镜；4-反射器；5-菱面透镜；6-偏光透镜；7-光源放置台；31-容置部；32-聚光部；33-扩散部；34-支撑部；41-内壁表面；42-外壁表面；51-网格状纹路；52-波浪形；61-偏光腔；62-偏光入射面；63-偏光出射面。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
如图1-5，本实施方式一种LED大角度配光装置，它包括由透光材料制成的扩散透镜3、反射器4、菱面透镜5及偏光透镜6。其中，菱面透镜5和反射器4均呈喇叭形状，在菱面透镜5内部设置反射器4，反射器4内部则设置所述扩散透镜3。
参见图2，扩散透镜3进一步的包括有扩散部33、聚光部32及用于放置LED光源的容置部31。上述中，聚光部32的截面呈梯形，于其短边的表面内凹形成所述容置部31，长边与扩散部33相连，所述扩散部33宽于相连的聚光部32的长边。上述中喇叭形的反射器4和菱面透镜5的开口方向相同，而扩散透镜3的扩散部33与容置部31分别对应反射器4开口较大和较小一端设置。
使用时，容置部31内放置LED光源2，LED光源2发出的光会借由聚光部32向中间收拢，从而起到一定的聚光作用，而后到达扩散部33后再进一步散射扩大光斑，确保光线经配光后光照强度于正面范围内有足够、均匀的照度。
在另一个实施例中，LED大角度配光装置还包括一个光源放置台7，该光源放置台7设置在所述反射器4内壁的中部，此处设置光源放置台7是由于反射器4和菱面透镜5的外侧要放置偏光透镜6，而偏光透镜6自身有一定高度，进而导致反射器4和菱面透镜5需要有足够的高度从而使得偏光透镜6能放置于喇叭形开口下，而放置于反射器4中的扩散透镜3随之放的过低的话会使得其内LED光源的出射光过于集中在正面造成整体配光的不均匀，因此采用光源放置台7将扩散透镜3垫高，确保其有足够大的配光角。为了使得扩散透镜3的设置更稳固，如图4实施例图中，扩散透镜3还包括支撑部34，所述支撑部34从扩散部33宽于聚光部32部分向下延伸至光源放置台7表面支撑。但次支撑部34也是非必要的，如图6中所示的实施例则没有该支撑部34，只要在结构上做一定固定措施，也可保证其使用。
参见图3对应的反射器实施例，其内壁表面41设有网格状纹路，而外壁表面42则为所述全反射面，网格状纹路的主要作用是使得经过的光线更为发散，从而改善发光的均匀性。
参见图4，在菱面透镜5的侧壁表面也设置有网格状纹路51，同样作用是使得经过的光线更为发散，从而改善发光的均匀性，并最终使得LED光源2发出的光配光后的效果更接近传统白炽灯发光。
作为一个实施例，菱面透镜5在开口较大一端的端口呈波浪形52，且该端的侧壁高出所述反射器4表面，端口呈波浪形52可使得菱面透镜5从外部看上去更美观，而更高的侧壁则可对反射器4内扩散透镜3出射光做更均匀的配光。
参见图1，上述偏光透镜6则是围绕菱面透镜5开口较小一端外壁侧设置，且根据需要可沿着外壁一周设置多个偏光透镜6，且偏光透镜的边缘不超出反射器开口较大一端的外边缘，在每个偏光透镜6内设有偏光腔61，偏光腔61内设置LED光源。作为进一步实施例，参见图5的偏光透镜剖视图，每个偏光透镜6于偏光腔61的内壁形成偏光入射面62，于外壁形成有偏光出射面63，所述偏光入射面62相对偏光腔61的光学中心偏离偏光腔61的几何中心，且安装时，偏光入射面62的光学中心较偏光腔61的几何中心更远离反射器4，从而可最大程度使得偏光腔61中LED光源发出的光经偏光入射面62与偏光出射面63配光后朝向反射器方向偏折，在通过反射器4的全反射面将光线出射角度改变到平面180度以下。
作为配光的一种配光的具体实施例，本发明提供一种偏光透镜6的偏光入射面62和偏光出射面63的非线性曲线特征如下：
其中，所述偏光入射面为非线性曲面，构成曲面上各点以反射器4开口较小一端的水平中心为0点的坐标值符合，
| 垂直方向 | 水平方向 |
| 0 | 8.686 |
| 0.313 | 8.694 |
| 0.53 | 8.7 |
| 0.53 | 8.727 |
| 0.53 | 8.747 |
| 0.734 | 8.812 |
| 0.957 | 8.932 |
| 1.339 | 9.285 |
| 1.756 | 9.946 |
| 1.923 | 10.5 |
| 1.94 | 10.839 |
| 1.878 | 11.185 |
| 1.71 | 11.521 |
| 1.481 | 11.75 |
| 1.104 | 11.866 |
| 0.787 | 11.886 |
| 0.53 | 11.9 |
| 0.53 | 12 |
| 0.53 | 12.3 |
| 0.245 | 12.307 |
| 0 | 12.314 |
所述偏光出射面为非线性曲面，构成曲面上各点以反射器4开口较小一端的水平中心为0点的坐标值符合，
| 垂直方向 | 水平方向 |
| 0 | 7.75 |
| 0.207 | 7.755 |
| 0.43 | 7.761 |
| 0.43 | 7.828 |
| 0.43 | 7.977 |
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| 1.055 | 8.008 |
| 1.332 | 8.047 |
| 1.691 | 8.146 |
| 2.208 | 8.416 |
| 2.72 | 8.982 |
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| 2.941 | 10.5 |
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| 0.43 | 13.036 |
| 0.43 | 13.35 |
| 0.209 | 13.35 |
| 0.01 | 13.35 |
本发明此外还提供了反射器的全反射面为非线性曲面，非线性曲面上各点以反射器开口较小一端的水平中心为0点的坐标值符合，
| 垂直方向 | 水平方向 |
| 0 | 7.1 |
| 0.299 | 7.094 |
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| 1.474 | 7.064 |
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| 4.73 | 7.04 |
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| 7.677 | 9.482 |
| 8.09 | 10.147 |
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| 9.308 | 13.239 |
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| 9.555 | 14.347 |
| 9.628 | 14.434 |
作为另一实施例，菱面透镜5与反射器4除了可以采用上述分离为两个构件的形式外，还可以将两者一体成型，即菱面透镜5的内壁的形状即是反射器4的全反射面非线性曲面形状，且内表面镀镜面膜层形成所述全反射面，菱面透镜5的外壁则设置网格状纹路。
参见图1、7、9，本发明还提供了一种LED球泡灯，它包括基面、LED光源2、灯罩1及如上述任意特征的LED大角度配光装置。
其中，LED大角度配光装置的菱面透镜5及反射器4的开口较小一端与基面相连，所述偏光透镜6设置于基面上，围绕喇叭形菱面透镜5开口小一端周侧设置。而LED光源2对应设置在LED大角度配光装置的扩散透镜3的容置部31及偏光透镜6的偏光腔61中。
较佳的，上述LED大角度配光装置的菱面透镜5及反射器4与基面之间设置有扣接机构，所述扣接机构由凸出于菱面透镜5及反射器4下部的卡台及设置于基面上的L形卡槽组成。由此设置菱面透镜5和反射器4时，通过卡台放入L形卡槽旋转后即可完成安装，使得产品的安装更为方便快捷。
综上所述，本发明的有益效果在于提供了适配于LED球泡灯的一种由扩散透镜、反射器、菱面透镜及偏光透镜构成的LED大角度配光装置，使得LED光源经过偏光透镜后的出射光线经反射器进一步反射光线出射角度至平面180度以下（参见图8），进一步配合扩散透镜的填补配光和菱面透镜的混光，从而实现300度的配光效果（参见图10），达到传统钨丝灯泡的配光效果。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种LED大角度配光装置，其特征在于：它包括由透光材料制成的扩散透镜、反射器、菱面透镜及偏光透镜；所述菱面透镜、反射器均呈喇叭形状，菱面透镜内设置反射器，反射器内设置所述扩散透镜；所述扩散透镜包括扩散部、聚光部及用于放置LED光源的容置部，所述聚光部的截面呈梯形，于其短边的表面内凹形成所述容置部，长边与扩散部相连，所述扩散部宽于相连的聚光部长边；所述喇叭形的菱面透镜、反射器开口方向相同设置，所述扩散透镜的扩散部与容置部分别对应反射器开口较大和较小一端设置；所述偏光透镜围绕菱面透镜开口较小一端周侧设置，且偏光透镜的边缘不超出反射器开口较大一端的外边缘，偏光透镜内设有用于放置LED光源的偏光腔；所述菱面透镜的侧壁表面设有网格状纹路；所述反射器的侧壁为全反射面，还包括光源放置台，所述光源放置台设置在所述反射器内壁中部，所述光源放置台上设置所述扩散透镜。
2.如权利要求1所述的LED大角度配光装置，其特征在于：所述反射器内壁表面设有网格状纹路，所述反射器外壁为所述全反射面。
3.如权利要求1所述的LED大角度配光装置，其特征在于：所述菱面透镜开口较大一端的端口呈波浪形，且该端的侧壁高出所述反射器表面。
4.如权利要求1所述的LED大角度配光装置，其特征在于：所述扩散透镜还包括支撑部，所述支撑部从扩散部宽于聚光部部分向下延伸至光源放置台表面。
5.如权利要求1所述的LED大角度配光装置，其特征在于：所述偏光透镜于偏光腔的内壁形成偏光入射面，于外壁形成有偏光出射面，所述偏光入射面与偏光出射面将来自偏光腔的光朝向反射器方向偏折；所述偏光入射面相对偏光腔的光学中心偏离偏光腔的几何中心。
6.如权利要求5所述的LED大角度配光装置，其特征在于：所述偏光入射面为非线性曲面，构成曲面上各点以反射器开口较小一端的水平中心为0点的坐标值符合，
；所述偏光出射面为非线性曲面，构成曲面上各点以反射器开口较小一端的水平中心为0点的坐标值符合，
7.如权利要求1-6任意一项所述的LED大角度配光装置，其特征在于：所述反射器的全反射面为非线性曲面，非线性曲面上各点以反射器开口较小一端的水平中心为0点的坐标值符合，
8.如权利要求1或3-6任意一项所述的LED大角度配光装置，其特征在于：所述菱面透镜与反射器一体成型，于反射器内壁镀有镜面膜层形成所述全反射面。
9.一种LED球泡灯，其特征在于：它包括基面、LED光源、灯罩及如权利要求1-8任意一项所述的LED大角度配光装置；所述LED大角度配光装置的菱面透镜及反射器的开口较小一端与基面相连，所述偏光透镜设置于基面上，围绕喇叭形菱面透镜开口小一端周侧设置；所述LED光源对应设置于LED大角度配光装置的扩散透镜的容置部及偏光透镜的偏光腔中。
10.如权利要求9所述的LED球泡灯，其特征在于：所述LED大角度配光装置的菱面透镜及反射器与基面之间设置有扣接机构，所述扣接机构由凸出于菱面透镜及反射器下部的卡台及设置于基面上的L形卡槽组成。
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