CN103104885A - Led反光杯及实现多个出光角度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可实现多个出光角度的LED反光杯；LED反光杯，包括反光杯本体和LED铝基板，所述LED铝基板上装有LED灯珠，所述LED灯珠内设有发光芯片；所述反光杯包括内壁的反光面；LED反光杯实现多个出光角度的方法，定义所述反光面为一条平滑反光面曲线S，所述反光面曲线S绕反光杯旋转轴K旋转一周得到的喇叭口形状，根据所述LED灯珠配光曲线的光矢量与所述发光芯片焦平面的变化将反光面曲线S逐点进行描绘，使反射光线投射在一定角度内；本发明解决了目前市面上小芯片的LED光源只能用抛物线做聚光型反光杯的问题，同时也解决了5米之外光斑中心会出现黑心或黑洞的问题。

Description

LED反光杯及实现多个出光角度的方法

技术领域：

本发明涉及一种反光杯，尤其涉及一种可实现多个出光角度的LED反光杯。

技术背景：

目前市面上的远射型的聚光型反光杯大都是抛物面型的反光杯，其远射距离超过5米之后，中心都会出现黑心或黑洞的问题，随着距离不断增加，黑心或黑洞的效果将被放大，严重影响了远射和视觉效果，因而也无法满足远射灯具的要求，而且确定了反光杯直径和高度的情况下，只能做一种抛物面型的聚光型反光杯，无法用小芯片的LED做出大光斑的效果，尤其是特殊行业，照射距离不是很远，但要求中心光斑很大，以增大视角。

发明内容：

本发明的目的为了解决现有反光杯和灯具的上述缺陷，提供了一种结构设计合理，光照均匀，无黑心黑洞光斑，有效提高光照度，光损失小，节能环保且可以实现多个出光角度的LED反光杯。

本发明采用的技术方案为是：LED反光杯，包括反光杯本体和LED铝基板，其特征在于，所述LED铝基板上装有LED灯珠，所述反光杯后端开孔恰能匹配LED灯珠的机构位，所述LED灯珠内设有发光芯片；所述反光杯包括内壁的反光面。

LED反光杯实现多个出光角度的方法，定义所述反光面为一条平滑反光面曲线S，所述反光面曲线S绕反光杯旋转轴K旋转一周得到的喇叭口形状，所述反光面的直径由后端面开始向前逐步扩大，根据所述LED灯珠配光曲线的光矢量与所述发光芯片焦平面的变化将反光面曲线S逐点进行描绘，使反射光线投射在一定角度内。

所述发光芯片焦平面发出的光束经过反光面曲线S上每一点的反射后，其反射光束α₁、α₂都以水平线H上下等分，从而绕中心旋转轴K一周后形成中心光斑最小出光角的聚光型γ₁反光杯。

所述发光芯片焦平面发出的光束经过反光面曲线S上每一点的反射后，其靠近反光杯开口处t₄的反射光束α₃在水平线H以上，靠近反光杯底面t₃的反射光束α₄在水平线H以下，中间的光束依次排列，从而绕中心旋转轴K一周后形成中心光斑均匀的泛光型γ₂反光杯。

所述中心光斑出光角为泛光型γ₂反光杯的反光面可做浮点、圆弧或纹理结构，以此来增加光斑的均匀度或消除反射光束和未反射光束间的明暗分界线。

所述反光杯的加工方法为车加工、注塑、旋压或冲压。

所述反光杯的反光面处理工艺为真空电镀光面、桔皮或微桔皮工艺以提高反光效率。

本发明的有益效果是：

本发明涉及一种LED反光杯，两端开口的回转体形反光杯，同一颗LED，反光杯在同样直径D和高度L的情况下，只要改变反光杯的反光面曲线S，中心光斑的出光角就可以从聚光型γ₁一直增大到与截光角β相同的泛光型γ₂，因而可以得到很多种不同出光角度的反光杯，且远、近距离都无黑心或黑洞，光斑圆，解决了目前市面上小芯片的LED光源只能用抛物线做聚光型反光杯的问题，同时也解决了用抛物线来做聚光型反光杯时，5米之外光斑中心会出现黑心或黑洞的问题，满足各个行业的需要；泛光型反光杯，反光面可做浮点、圆弧或其它纹理结构，以此来降低后期电镀处理的工艺难度或消除反射光束和未反射光束间的明暗分界线，增加光斑的均匀度；反光杯的反光面处理工艺包括但不限定于真空电镀光面、桔皮或微桔皮工艺以提高反光效率。

附图说明

图1为LED反光杯的剖面示意图。

图2为LED灯珠配光曲线图。

图3为半球型LED灯珠的封装图。

图4为聚光型LED反光杯的光学原理示意图。

图5为聚光型LED反光杯的中心光斑为聚光型γ₁示意图。

图6为泛光型LED反光杯的光学原理示意图。

图7为泛光型LED反光杯的中心光斑为泛光型γ₂示意图。

图8为LED反光杯的装配结构示意图。

图9为泛光型LED反光杯的反光面纹理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利作进一步描述.

如图1、图3、图8、图9所示，LED反光杯，包括反光杯1本体和LED铝基板5，其特征在于，所述LED铝基板5上装有LED灯珠3，所述反光杯1后端开孔恰能匹配LED灯珠3的机构位2，所述LED灯珠3内设有发光芯片4；所述反光杯1包括内壁的反光面6。

如图1、图2、图3所示，LED反光杯实现多个出光角度的方法，定义所述反光面6为一条平滑反光面曲线S，所述反光面曲线S绕反光杯旋转轴K旋转一周得到的喇叭口形状，所述反光面6的直径由后端面开始向前逐步扩大，根据所述LED灯珠3配光曲线的光矢量与所述发光芯片4焦平面的变化将反光面曲线S逐点进行描绘，使反射光线投射在一定角度内。

如图1、图4、图5所示，所述发光芯片4焦平面发出的光束经过反光面曲线S上每一点的反射后，其反射光束α₁、α₂都以水平线H上下等分，从而绕中心旋转轴K一周后形成中心光斑最小出光角的聚光型γ₁反光杯1。

如图1、图6、图7所示，所述反光杯的直径D和高度L不变，发光芯片4焦平面发出的光束经过反光面曲线S上每一点的反射后，其靠近反光杯1开口处t₄的反射光束α₃a在水平线H以上，靠近反光杯1底面t₃的反射光束α₄在水平线H以下，中间的光束依次排列，从而绕中心旋转轴K一周后形成中心光斑均匀的泛光型γ₂反光杯1。

如图8所示，所述中心光斑出光角为泛光型γ₂反光杯1的反光面6可做浮点、圆弧或纹理结构，以此来增加光斑的均匀度或消除反射光束和未反射光束间的明暗分界线。

所述反光杯1的加工方法为车加工、注塑、旋压或冲压。

所述反光杯1的反光面6处理工艺为真空电镀光面、桔皮或微桔皮工艺以提高反光效率。

本发明的工作原理是：

如图4、图5所示，所述聚光型γ₁LED反光杯，反光杯1的开口为47.4MM，高度为35.6MM，LED为CREE XM-L U2，功率为10W；LED灯珠3射出的光线中，与中心轴夹角θ在0～34度区间的光矢量是不经过反光杯1反射而直接射出的光线，而34度即为截光角β的一半，而反射光线为与中心光轴夹角34～90度区间的光矢量。根据LED配光曲线的光矢量与发光芯片4焦平面的变化将反光面曲线S逐点进行描绘，与中心光轴夹角90度时，LED配光曲线的光矢量的大小值为最大光强值的0％，为f(t1)；与中心光轴夹角34度时，LED配光曲线的光矢量的大小值为最大光强值的90％，为f(t2)，根据计算逐点描绘，反光面曲线S可用以下参数方程替代：

$f\left(t\right)=\sqrt{0.01139783*(t^2+1196.6t)}-(1-\frac{t}{\sqrt{t^2+1.5t}})+0.018$

起点t1＝4.25，终点t2＝39.85

如图6、图7所示，所述泛光型γ₂LED反光杯，反光杯1的开口为47.4MM左右，高度为35.6MM，LED为CREE XM-LU2，功率为10W；LED灯珠3出射的光线中，与中心轴夹角θ在0～34度区间的光矢量是不经过反光杯1反射而直接射出的光线，而34度即为截光角β的一半，而反射光线为与中心光轴夹角34～90度区间的光矢量，根据LED配光曲线的光矢量与发光芯片4焦平面的变化将反光面曲线S逐点进行描绘，与中心光轴夹角90度时，LED配光曲线的光矢量的大小值为最大光强值的0％，为f(t3)；与中心光轴夹角34度时，光矢量的大小值为最大光强值的90％，为f(t4)，根据计算逐点描绘，反光面曲线S可用以下参数方程替代：

$f\left(t\right)=\sqrt{0.04178414*(t^2+296.93t)}-5.6*(1-\frac{t}{\sqrt{t^2+0.94t}})+0.065$

起点t3＝4.3，终点t4＝39.9

以上已将本发明专利做进一步详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，但不能限定本发明专利实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖范围内。

Claims (7)

1.LED反光杯，包括反光杯本体和LED铝基板，其特征在于，所述LED铝基板上装有LED灯珠，所述反光杯后端开孔恰能匹配LED灯珠的机构位，所述LED灯珠内设有发光芯片；所述反光杯包括内壁的反光面。

2.LED反光杯实现多个出光角度的方法，其特征在于，定义所述反光面为一条平滑反光面曲线S，所述反光面曲线S绕反光杯旋转轴K旋转一周得到的喇叭口形状，所述反光面的直径由后端面开始向前逐步扩大，根据所述LED灯珠配光曲线的光矢量与所述发光芯片焦平面的变化将反光面曲线S逐点进行描绘，使反射光线投射在一定角度内。

3.根据权利要求1和2所述LED反光杯及实现多个出光角度的方法，其特征在于，所述发光芯片焦平面发出的光束经过反光面曲线S上每一点的反射后，其反射光束α₁、α₂都以水平线H上下等分，从而绕中心旋转轴K一周后形成中心光斑最小出光角的聚光型γ₁反光杯。

4.根据权利要求1和2所述LED反光杯及实现多个出光角度的方法，其特征在于，所述发光芯片焦平面发出的光束经过反光面曲线S上每一点的反射后，其靠近反光杯开口处t₄的反射光束α₃在水平线H以上，靠近反光杯底面t₃的反射光束α₄在水平线H以下，中间的光束依次排列，从而绕中心旋转轴K一周后形成中心光斑均匀的泛光型γ₂反光杯。

5.根据权利要求4所述LED反光杯及实现多个出光角度的方法，其特征在于，所述中心光斑出光角为泛光型γ₂反光杯的反光面可做浮点、圆弧或纹理结构，以此来增加光斑的均匀度或消除反射光束和未反射光束间的明暗分界线。

6.根据权利要求1所述LED反光杯，其特征在于，所述反光杯的加工方法为车加工、注塑、旋压或冲压。

7.根据权利要求1所述LED反光杯，其特征在于，所述反光杯的反光面处理工艺为真空电镀光面、桔皮或微桔皮工艺以提高反光效率。

Images