CN103836485A - 一种led灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED灯，包括灯座、棱镜、框架、灯罩、电路和至少一组LED单元组；所述灯座与灯罩平行，所述灯座、框架和灯罩围成长方体；所述棱镜呈锯齿形且镜面朝下设于灯座下方，棱镜两端固定于框架中部；所述灯座内设有控制电路；所述LED单元组包括LED发光元件、全反射镜、固定条和电极，所述固定条将LED发光元件固定在灯罩内侧，固定条等间距阵列排布；所述LED发光元件由碗状全反射镜半包围，全反射镜与LED发光元件为中心对称结构。本发明的LED灯光通量高、发光均匀、照明范围广、散热性好，可用于普通照明。

Description

一种LED灯

技术领域

本发明涉及一种照明设备。更具体地，涉及一种LED灯。

背景技术

作为优质高效的照明光源，LED灯已经替代白炽灯广泛应用，为现代社会提供了优良、环保的照明环境和高效、节能的照明品质。由于LED灯和白炽灯泡两者的发光原理、结构方式及使用特性截然不同，因此在替代应用时需要加以研究和探讨。LED（Light Emitting Diode）,也叫发光二极管，是利用二极管内电子与空穴结合过程中能量转换产生光的输出，使得LED具有许多优点特性：冷性发光不产生热，元件寿命长（十万小时以上）、反应速度快、体积小、功耗小、适合量产，高可靠度。LED的应用领域非常广，包括通讯、电子、汽车、照明、信号灯等，可大体区分为背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。LED在发光原理、节能、环保层面上都远远优于传统照明产品，因此，用发光二极管作为光源，也就是普通照明的发展成为必然趋势。

由于LED是高效点光源，对人眼有很明显的刺激作用，目前的主流解决方案是雾化，即通过置于光路通道上的半透明罩光发散，使得部分光线在半透明罩的界面折射时，因入射角偏大而损失20%的光的能量。这样虽然减少了对人眼的刺激作用，但是同时也影响了节能效果。还有一部分LED灯具采用反射器和棱镜配光，由于反射器的反射效率低，LED灯的灯光通常也会有所损失，同时还增加了灯具的体积和重量，不利于灯具的安装和使用。特别是具有多个LED阵列排布，如密度排列过大，则产生的热不易散失，导致LED单元组寿命减少，若阵列密度排列过小，则光通量将过低，同时存在发光不均匀等缺陷，反而起不到预想效果，增加了成本，不符合绿色环保、节能理念。

因此，需要提供一种发光均匀、光通量高、照明范围广且使用寿命长的LED灯。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可用于普通照明的光通量高、发光均匀、照明范围广、散热性好的LED灯。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种LED灯，包括灯体和LED单元组，所述灯体为长方体型，包括灯座、棱镜、框架、灯罩和控制电路；所述灯座与灯罩平行，灯座与灯罩由框架连接；所述棱镜呈锯齿形且镜面朝下设于灯座下方，棱镜两端固定于框架上；所述灯座内设有控制电路；所述LED单元组包括LED发光元件、全反射镜和固定条，所述固定条将LED发光元件固定在灯罩内侧，固定条等间距阵列排布；所述LED发光元件由碗状全反射镜半包围，全反射镜与LED发光元件为中心对称结构。

采用的全反射镜可以将LED发光元件的光进行二次处理，实现光线由类似碗面形状的全反射镜反射出圆光汇聚成长方形光散射，避免产生炫光效果，又因所述棱镜与LED发光元件呈上下中心对称设置，依据光学系统中成像原理，每一个LED发光元件会在棱镜内形成3个虚像。因固定条等间距阵列排布，导致虚线相互重合，虚像数增加，高于实际LED发光元件数量的2倍以上，提高了光通量，这些光再从棱镜上端垂直反射出去，实现高密度，均匀的发光效果。

优选地，所述棱镜具有多个锯齿凹槽，且每个锯齿凹槽对应的灯罩上均设有一个LED单元组。

优选地，所述固定条采用透明且传热的材质，优选地，所述固定条为玻璃材质。采用的玻璃固定条有效的使得热传导出去，又因灯座内有一定的空间高度，保证空气灵通，也使得内置的驱动电源不会因过热导致寿命减少。

优选地，所述棱镜上齿间呈直角；直角轴线的中心点与LED发光元件的中心点的连线为直角和LED发光元件的中心线。

本发明的有益效果如下：

本发明的LED灯，当通电导通LED发光元件光致发光，采用的全反射镜可以使光二次处理，实现光线由圆光会聚成长方形光散射，避免产生炫光效果，又因所述棱镜与LED呈上下中心对称设置，依据光学系统中成像原理，每一个LED单元组光源会在棱镜内形成3个虚像，因LED由固定条等间距阵列排布，导致虚线相互重合，虚像数增加，高于实际LED数量2倍以上，提高了光通量，这些光再从棱镜上端垂直反射出去，实现高密度，均匀的发光效果。同时，采用的玻璃固定条有效的使得热传导出去，又因灯座内有一定的空间高度，保证空气灵通，也使得内置的驱动电源不会因过热导致寿命减少。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明LED灯的剖面图。

图2示出本发明LED灯内的LED单元组剖面局部放大图。

图3示出本发明LED灯的光学成像原理示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1、2、3所示，一种LED灯，包括灯座11、棱镜12、框架13、全反射镜65、灯罩14和LED发光元件66和固定条67，所述灯座11内设有LED控制电路15；灯座11下方设有棱镜12，所述棱镜12呈锯齿形且镜面朝下；LED发光元件66成等间距阵列排布且由下方固定条67固定；所述固定条67呈等间距固定在灯座11下方的框架13内；LED发光元件66由全反射镜65包围；

全反射镜65与LED发光元件66呈中心对称结构；

固定条67由透明玻璃构成，具有较好的透光性和热传导性；

所述呈锯齿形的棱镜12，上齿间呈直角；角中心与LED单元组6成上下等间距中心对称结构；

所述灯座11设有仅放置控制电路15的空间。

LED单元组6具体由全反射镜65、LED发光元件66（P——N型半导体发光元件）和固定条67构成，所述全反射镜其反射面是分配LED光通的主要部分，当LED发光元件66发光，全反射镜65以一定角度进行第一次折射，当折射到达全反射镜边缘，光线发生第二次折射，光线是从光密介质射向光疏介质，此时折射角达到90度，即折射光线全部消失，产生全反射光线。全反射式二次光学透镜可以收集从LED芯片发出的全部180°的光，并重新分配到指定的区域。自由曲面的配光可以使LED灯光强的远场角度分布呈蝙蝠翼分布，使光斑成长方形，并且光斑的中间和边缘比较均匀，利用边缘光线原理，消除眩光。

所述呈锯齿形棱镜12，上齿间呈直角；角中心与LED发光元件66及全反射镜65成上下等间距中心对称结构，棱镜成像原理是当LED单元组6发光，光线射入锯齿形棱镜12内，经过平面成像原理每一个LED单元组6会在棱镜内形成3个虚像，左虚像61、右虚像62、上虚像63，因LED单元组6由固定条等间距阵列排布，导致虚线相互重合，虚像数增加，高于实际LED单元组6数量2倍以上，提高了光通量，这些光再从棱镜上端垂直反射出去，实现高密度，均匀的发光效果。

当接通外部电源，电流经灯座11内控制电路15分配电流，再经LED发光元件66的电极69分配使得LED发光元件66发光，光线经采用的全反射镜65可以使光二次处理，实现光线由圆光会聚成长方形光散射，避免产生炫光效果，又因所述棱镜12与LED单元组6呈上下中心对称设置，依据光学系统中成像原理，每一个LED单元组6会在棱镜12内形成3个虚像（61、62、63），因LED单元组6由固定条67等间距阵列排布，导致虚线相互重合，虚像数增加，高于实际LED单元组6数量2倍以上，提高了光通量，这些光再从棱镜上端垂直反射出去，实现高密度，均匀的发光效果。同时，采用的玻璃固定条67有效的使得热传导出去，又因灯座11内有一定的空间高度，保证空气灵通，也使得内置的驱动电源不会因过热导致寿命减少。

实施例2

一种LED灯，包括灯体1和LED单元组6，所述灯体1为长方体型，包括灯座11、棱镜12、框架13、灯罩14、电路15和六组LED单元组6；所述灯座11与灯罩14平行，所述灯座11、框架13和灯罩14围成密闭的长方体；所述棱镜12呈锯齿形且镜面朝下设于灯座11下方，所述棱镜12上齿间呈直角；棱镜12两端固定于框架13上；所述灯座11内设有控制电路15；所述LED单元组6包括LED发光元件66、全反射镜65和固定条67，所述固定条67将LED发光元件66固定在灯罩14内侧；所述LED发光元件66由碗状全反射镜65包围，全反射镜65与LED发光元件66为中心对称结构。

采用的全反射镜65可以将LED发光元件66的光进行二次处理，实现光线由圆光会聚成长方形光散射，避免产生炫光效果；棱镜12上齿间呈直角；直角中心点与LED发光元件66的中心点的连线为直角和LED发光元件66的中心线。依据光学系统中成像原理，每一个LED发光元件66会在棱镜12内形成三个虚像。固定条等间距阵列排布，导致虚线相互重合，虚像数增加，高于实际LED发光元件66数量的2倍以上，提高了光通量，这些光再从棱镜12上端垂直反射出去，实现高密度，均匀的发光效果。

所述固定条67为玻璃材质，采用的玻璃固定67条有效的使得热传导出去，因灯座11内有一定的空间高度，保证空气灵通，也使得内置的驱动电源（或控制电路）不会因过热导致寿命减少。

实施例3、4

重复实施例2，其不同之处仅在于，所述LED单元组6分别为两组或十组。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (4)

1.一种LED灯，包括灯体（1）和LED单元组（6），其特征在于：所述灯体（1）为长方体型，包括灯座（11）、棱镜（12）、框架（13）、灯罩（14）和控制电路（15）；所述灯座（11）与灯罩（14）平行，灯座（11）与灯罩（14）由框架（13）连接；所述棱镜（12）呈锯齿形且镜面朝下设于灯座（11）下方，棱镜（12）两端固定于框架（13）上；所述灯座（11）内设有控制电路（15）；所述LED单元组（6）包括LED发光元件（66）、全反射镜（65）和固定条（67），所述固定条（67）将LED发光元件（66）固定在灯罩（14）内侧；所述LED发光元件（66）由碗状全反射镜（65）包围，全反射镜（65）与LED发光元件（66）为中心对称结构。

2.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：所述棱镜（12）具有多个锯齿凹槽，且每个锯齿凹槽对应的灯罩上均设有一个LED单元组（6）。

3.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：所述固定条（67）采用透明且传热的材质，优选地，所述固定条（67）为玻璃材质。

4.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于：所述棱镜（12）上齿间呈直角；直角轴线的中心点与LED发光元件（66）的中心点的连线为直角和LED发光元件（66）的中心线。

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