CN104141933A - 一种构成led大面积平均照度的方法和灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到LED照明领域，从方法而言，在灯体内的多射角发光模块对被照射区的纵横方向进行分区照射，该被照射区纵向采用非对称配光、横向采用对称配光的方法，使被照射区构成一个等光区。从灯具而言，多角度发光模块包括：一种由纵横方向多个面面相邻、彼此之间成夹角排列用于安装发光模块的安装面组成的多面体基板以及在多面体基板的安装面上安装的多种不同光束角、不同光强的发光模块；该多射角发光模块至少设有彼此相邻、照射角度不同的远光单元和近光单元并在该远光单元和近光单元分别设有多个面面相邻、成夹角排列的远光模块和近光模块；近光模块发光强度＜远光模块发光强度。这样，不仅有效提高被照射区域的光照效果；而且还通过降低近光模块发光强度来降低灯具的功耗，达到节能目的。

Description

一种构成LED大面积平均照度的方法和灯具

技术领域

本发明涉及到LED照明领域，特别涉及LED泛光灯、LED洗墙灯、LED投光灯、LED广告灯等单方向照射的非对称配光的灯具。

背景技术

照明灯具是人民生活中不可短少设备，随着光电技术的飞速发展，LED灯具正大阔步进行中，如室内照明灯具里的底灯、吊灯、射灯等装饰灯具；公共场所用的路灯、商场广场灯、建筑亮化灯、广告招牌照明、工矿照明灯等；工业设备用的车灯、大屏幕显示屏、电视背光、投影机、手电筒等领域，作为大范围照明的LED灯具固然已经诞生。

由于LED光源的发光芯片发出的光是直线，其指向性太高，发散性不好。LED光源在城市景观、建筑美化、广告照明、演艺及会展等场合应用时，在现有的非对称配光的灯具(如泛光灯、洗墙灯、投光灯等单方向照射的灯具)普遍存在如下缺陷：一是在被照射区域构成大面积内假想平均照度比较艰难；二是由于灯具与被照射区的距离不同，其照度衰减也不同，照射距离越近，则照度衰减光越小，照射距离越远，则照度衰减光越在，因此，很难在被照射区构成等照度；三是现有的LED灯具中大多通过透镜或发光碗来改变LED光源的光束角，这种单靠改变光束角的方法也很难在被照射区构成等照度；四是由于LED的单颗光强度很小，如果采用密集型布置摆设过密，规划成本太高，失去节能成果。

发明内容

为克服上述构成LED大面积平均照度所存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题提供一种容易实现、节能的构成LED大面积平均照度的方法。

与此相应，本发明另一个要解决的技术问题是提供一种容易实现、节能的构成LED大面积平均照度的灯具。

从本发明构成LED大面积平均照度的方法而言，该方法包括：设在灯体与安装架之间用于调整灯体照射角度的调整装置；所述灯体内有一种由多个面面相邻、彼此之间成夹角排列的且由多种不同光束角、不同光强的发光模块组成的多射角发光模块；该多射角发光模块对被照射区的纵横方向进行分区照射，被照射区纵向采用非对称配光、横向采用对称配光的方法；根据这种方法，只要对多射角发光模块上安装的发光模块的光束角和发光强度以及照射角度进行合理配置，就能在被照射区的纵横方向获得合理的多光斑组合，使被照射区获得一个较大面积等光区。

按照上述方法可知，在被照射区纵向至少分为2个远近不同的远光区域和近光区域参与非对称配光；所述多射角发光模块设有与所述远光区域和近光区域对应的远光单元和近光单元，该远光单元和近光单元的光束中心轴到的远光区域和近光区域垂直的远光投影点和近光投影点之间形成一个照射夹角，通过调整该照射夹角的角度来调整远光投影点和近光投影点的位置以及被照射区纵向的照射范围，并且在被照射区纵向构成一个等光区。这种方法，还可以在纵向分成更多的远近不同的照射区域，使被照射区纵向的光覆盖更宽，同时，远近区域之间过渡更加平滑。

为了使被照射区横向获得一个较宽的照度平均的照射区域，所述远光区域横向由多个彼此相邻的远光光斑参与对称配光；该多个彼此相邻的远光光斑中心与所述多射角发光模块的光束轴线之间形成远光相邻角，通过调整该远光相邻角的角度可以调整远光区域横向的照射宽度，在远光区域构成一个等光区。同样，在所述近光区域横向由多个彼此相邻的近光光斑参与对称配光；该多个彼此相邻的近光光斑中心与所述多射角发光模块的光束轴线之间形成近光相邻角，通过调整该近光相邻角的角度可以调整近光区域横向的照射宽度，在使近光区域构成一个等光区。如果照射相邻角的角度越大，被照射区的横向照射区域就越宽；如果在横向参与配光的发光模块越多，被照射区域横向的照度就越平均。

作为本发明构成LED大面积平均照度的方法进一步改进，所述远光区域远光光斑所对应光束的远光光束角小于所述近光区域近光光斑所对应光束的近光光束角；该远光光束角和近光光束角可通过多射角发光模块上安装的透镜或反光碗来实现。所述近光区域对应的近光单元的近光强度小于远光区域对应的远光单元的远光强度；这种降低近光模块发光强度不仅能在被照射区远近方向获得平均照度，而且还能通过降低近光模块发光强度来实现节能效果。

从本发明构成LED大面积平均照度的灯具而言，该灯具包括：灯体、安装架、调整装置、发光模块、供电模块；所述灯体的灯口上设有透明玻璃，该透明玻璃通过灯罩固定安装，并在灯罩与灯体的灯口之间设有防水胶垫；所述调整装置安装在灯体与安装架之间用于调整照射方向，所述发光模块包含铝基板电路和焊在铝基板电路上的LED光源以及套在LED光源上用于整光束角的光束调整配件，该光束调整配件为透镜或反光碗，所述发光模块与所述供电模块电线连接；在所述灯体内的底板上设有一种多射角发光模块，该多角度发光模块包括：一种由纵横方向多个面面相邻、彼此之间成夹角排列用于安装发光模块的安装面组成的多面体基板以及在多面体基板的安装面上安装的多种不同光束角、不同光强的发光模块。这种结构，可通过合理调整多面体基板安装面相邻夹角使被照射区构成一个等光区。

根据上述的灯具结构可知，所述多角度发光模块至少包含远光单元和近光单元，所述远光单元和近光单元彼此相邻且成夹角排列，该夹角的角度根据被照射区纵向的照射范围进行设定。根据这种结构，所述多角度发光模块还可以设置更多远近不同的发光单元（如中光单元、超远光单元、超近光单元等），使纵向被照射区的面积更大、照度更加平均。

为了使被照射区的水平方向获得一个较宽的照度平均的照射区域，所述远光单元是在多面体基板上设有多个面面相邻、成夹角β1排列的远光模块安装面且在该远光模块安装面分别设有远光模块。同样的结构，在所述近光单元也是在多面体基板上设有多个面面相邻且成夹角β2排列的近光模块安装面且在该近光模块安装面分别设有近光模。这样，使远光照射单元和近光照射单元横向的照射范围更宽。因此，在配光是可以根据被照射区的面积来设定远光模块夹角β1、近光模块夹角β2的角度，使被照射区在横向获得更宽的照射区。

作为本发明的进一步改进，所述远光模块安装的光束调整配件为远光束角θ1，所述近光模块安装的光束调整配件为近光束角θ2；为了使所述远光区域和近光区域的宽度一致，远光束角θ1＜近光束角θ2；

作为本发明的更进一步改进，所述近光模块的光源发光强度小于所述远光模块的光源发光强度；通过减小近光模块的光源发光强度，不仅能实现所述近光区域和远光区域的照度一致，而且降低了近光模块的无效功耗。

以上所述多面体基板位于灯体内底部且与所述灯体一体化结构；所述多面体基板相对应的灯体外部设有散热叶片。这样，可以给发光模块提供良好的散热效果。

本发明的有益效果是：不仅有效构成了所涉及的LED泛光灯、LED洗墙灯、LED投光灯、LED广告灯等单方向照射的非对称配光灯具在大面积照射区的平均照度，提高被照射区域的光照效果；而且还通过降低近光模块发光强度来降低灯具的功耗，达到节能目的。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的灯具透视图。

图2为本发明的灯具正面透视图。

图3为本发明的等光区特性示意图。

图4为本发明纵向配光特性示意图。

图5为本发明的远光照射区横向配光特性示意图。

图6为本发明的近光照射区横向配光特性示意图。

图7为本发明的图2中标示的A-A灯具剖示图。

图8为本发明的图2中标示的B-B远光照射单元剖示图。

图9为本发明的图2中标示的C-C近光照射单元剖示图。

图10为本发明的灯具背面透视图。

具体实施方式

图1-6所示，构成LED大面积平均照度的方法实施。

图1-3所示，该方法实施包括设在灯体1与安装架2之间用于调整照射方向的调整装置3，这种调整装置3只能用来改变整个灯体3的照射角度；本方法主要在于灯体1内有一种由多个面面相邻、彼此之间成夹角排列的且由多种不同光束角、不同光强的发光模块组成的多射角发光模块4。这种多射角发光模块4照射到被照射区8，在被照射区构成一个等光区（如图3所示）。

图4所示，带有多射角发光模块4的灯体1安装在被照射区8纵向的一边并与被照射区8有一个空间距离，该灯体1对被照射区8进行分区照射，从图3可知，被照射区8是一个不对称的光照区域，因此在被照射区8纵向采用非对称配光；在配光时，被照射区8纵向至少分为2个远近不同的远光区域81和近光区域82参与非对称配光；在多射角发光模块4设有与远光区域81和近光区域82对应的远光单元41和近光单元42，该远光单元41和近光单元42的光束中心轴到的远光区域81和近光区域82垂直的远光投影点G和近光投影点G0之间形成一个照射夹角α，这样，就可以通过调整该照射夹角α的角度来调整远光投影点G和近光投影点G0的位置以及被照射区8的纵向照射范围，并且在被照射区8纵向构成一个等光区。

图5、图6所示，被照射区8的横向照射距离远远小于纵向照射距离，因此，在被照射区8的横向可采用对称配光的方法：如图5所示，远光区域81横向由多个彼此相邻的远光光斑参与对称配光；该多个彼此相邻的远光光斑中心G1、G2、G3、G4、G5与多射角发光模块4的光束轴线之间形成远光相邻角β；这样就可以通过调整该远光相邻角β的角度的方法来调整远光区域81横向的照射宽度并在远光区域81构成一个等光区。如图6所示，近光区域82横向由多个彼此相邻的近光光斑参与对称配光；该多个彼此相邻的近光光斑中心821、822、823与多射角发光模块4的光束轴线之间形成近光相邻角β0，因此，同样可以通过调整该近光相邻角β0的角度的方法来调整近光区域82横向的照射宽度并在近光区域82构成一个等光区。

图4-6所示，由于远光区域81的照射距离远，远光光束角θ1在被照射区8的成显的光斑也大，因此，远光区域81远光光斑所对应光束的远光光束角θ1小于所述近光区域82近光光斑所对应光束的近光光束角θ2，这时，只要合理配置远光光束角θ1和近光光束角θ2的角度，就能使远光区域81和近光区域82的宽度一致。在配光时，还要将近光区域82对应的近光单元42的近光强度E2小于远光区域81对应的远光单元41远光强度E1；只要合理配置近光强度E2和远光强度E1，就能使远光区域81和近光区域82的照度一致并在被照射区8构成一个等光照射区。以上所述的远光光束角θ1和近光光束角θ2可通过透镜或反光碗来实现。远光单元41远光强度E1和近光单元42远光强度E2可以通过在模块安装的LED光源的功率大小或数量多少来实现。

图1、图2、图7-10所示，构成LED大面积平均照度的灯具实施。

图1、图2所示，该灯具包括：灯体1、安装架2、调整装置3、发光模块6、供电模块7；在灯体1的灯口上设有透明玻璃12，该透明玻璃12通过灯罩11固定安装，并在灯罩11与灯体1的灯口之间设有防水胶垫13；调整装置3安装在灯体1与安装架2之间用于调整照射方向；发光模块包含铝基板电路和焊在铝基板电路上的LED光源以及套在LED光源上用于整光束角的光束调整配件，该光束调整配件为透镜或反光碗，发光模块6与供电模块7电线连接（附图中未标示）；在灯体1内的底板上设有一种多射角发光模块4，该多角度发光模块4包括：一种由纵横方向多个面面相邻、彼此之间成夹角排列用于安装发光模块的安装面组成的多面体基板5以及在多面体基板5的安装面上安装的多种不同光束角、不同光强的发光模块。该多面体基板5是一种导热性能良好的金属材料，最好采用重量轻、成本低、导热性能良好、制作加工方便的铝材；发光模块安装时，在发光模块与多面体基板5之间涂上一层导热胶（附图中未标示）。

图2、图7所示，在灯体1内安装的多角度发光模块4至少包含远光单元41和近光单元42，远光单元41和近光单元42彼此相邻且成夹角α1排列。通常情况下，远光单元41和近光单元42彼此相邻的夹角α1角度范围可在150°≤α1＜180°之间。

图8所示，远光单元41是在多面体基板5上设有多个面面相邻、成夹角β1排列的远光模块安装面51、52、53、54、55且在远光模块安装面51、52、53、54、55分别设有远光模块61、62、63、64、65。远光模块安装面51、52、53、54、55之间的夹角β1的角度范围为：150°≤β1＜180°。

图9所示，近光单元42也是在多面体基板5上设有多个面面相邻且成夹角β2排列的近光模块安装面501、502、503且在近光模块安装面501、502、503分别设有近光模块601、602、603。近光模块安装面501、502、503之间的夹角β1的角度范围为：150°≤β2＜180°。

图7-9所示，远光模块61、62、63、64、65安装的光束调整配件为远光束角θ1，近光模块601、602、603安装的光束调整配件为近光束角θ2；并且远光束角θ1＜近光束角θ2。在配光时，远光源可按窄配光（光束角θ1＜20°）或中配光（光束角20°＜θ1＜40°），近光源可按宽配光（光束角θ2＞40°）；在配光时，近光模块601、602、603的光源发光强度小于近光模块61、62、63、64、65的光源发光强度（附图中未标示）。

图7-10所示，多面体基板5位于灯体1内底部且与所述灯体1一体化结构；多面体基板相对应的灯体1外部设有散热叶片14，该散热叶片14按灯体1安装的竖向排列，这样，可形成空气对流使散热叶片14热量加速散发。

Claims (13)

1.一种构成LED大面积平均照度的方法，该方法包括设在灯体（1）与安装架（2）之间用于调整灯体(1)照射角度的调整装置（3）；其特征在于：所述灯体（1）内有一种由多个面面相邻、彼此之间成夹角排列的且由多种不同光束角、不同光强的发光模块组成的多射角发光模块（4）；该多射角发光模块（4）对被照射区（8）的纵横方向进行分区照射且在被照射区（8）纵向采用非对称配光、横向采用对称配光的方法，使被照射区（8）构成一个等光照射区。

2.根据权利要求1所述的一种构成LED大面积平均照度的方法，其特征在于：所述被照射区（8）纵向至少分为2个远近不同的远光区域（81）和近光区域（82）参与非对称配光；所述多射角发光模块（4）设有与所述远光区域（81）和近光区域（82）对应的远光单元（41）和近光单元（42），该远光单元（41）和近光单元（42）的光束中心轴到的远光区域（81）和近光区域（82）垂直的远光投影点（G）和近光投影点（G0）之间形成一个照射夹角（α），通过调整该照射夹角（α）的角度来调整远光投影点（G）和近光投影点（G0）的位置以及被照射区（8）的纵向照射范围，并且在被照射区（8）纵向构成一个等光区。

3.根据权利要求2所述的一种构成LED大面积平均照度的方法，其特征在于：所述远光区域（81）横向由多个彼此相邻的远光光斑参与对称配光；该多个彼此相邻的远光光斑中心（G1、G2、G3、G4、G5）与所述多射角发光模块（4）的光束轴线之间形成远光相邻角（β），调整该远光相邻角（β）的角度可以调整远光区域（81）横向的照射宽度，在远光区域（81）构成一个等光区。

4.根据权利要求2所述的一种构成LED大面积平均照度的方法，其特征在于：所述近光区域（82）横向由多个彼此相邻的近光光斑参与对称配光；该多个彼此相邻的近光光斑中心（821、822、823）与所述多射角发光模块（4）的光束轴线之间形成近光相邻角（β0），调整该近光相邻角（β0）的角度可以调整近光区域（82）横向的照射宽度，在近光区域（82）构成一个等光区。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种构成LED大面积平均照度的方法，其特征在于：所述远光区域（81）远光光斑所对应光束的远光光束角θ1小于所述近光区域（82）近光光斑所对应光束的近光光束角θ2；使所述远光区域（81）和近光区域（82）的宽度一致。

6.根据权利要求2或3或4所述的一种构成LED大面积平均照度的方法，其特征在于：所述近光区域（82）对应的近光单元（42）的近光强度（E2）小于远光区域（81）对应的远光单元（41）的远光强度（E1）；使近光区域（82）和所述远光区域（81）的照度一致。

7.一种构成LED大面积平均照度的灯具，包括：灯体（1）、安装架（2）、调整装置（3）、发光模块（6）、供电模块（7）；所述灯体（1）的灯口上设有透明玻璃（12），该透明玻璃（12）通过灯罩（11）固定安装，并在灯罩（11）与灯体（1）的灯口之间设有防水胶垫（13）；所述调整装置（3）安装在灯体（1）与安装架（2）之间用于调整照射方向，所述发光模块（6）包含铝基板电路和焊在铝基板电路上的LED光源以及套在LED光源外围用于调整光束角的光束调整配件，该光束调整配件为透镜或反光碗，所述发光模块(6)与所述供电模块（7）电线连接；其特征在于：在所述灯体（1）内设有一种多射角发光模块（4），该多角度发光模块（4）包括：一种由纵横方向多个面面相邻、彼此之间成夹角排列用于安装发光模块的安装面组成的多面体基板（5）以及在多面体基板（5）的安装面上安装的多种不同光束角、不同光强的发光模块（6）。

8.根据权利要求7所述的一种构成LED大面积平均照度的灯具，其特征在于：所述多角度发光模块（4）至少包含远光单元（41）和近光单元（42），所述远光单元（41）和近光单元（42）彼此相邻且成夹角α1排列。

9. 根据权利要求7或8所述的一种构成LED大面积平均照度的灯具，其特征在于：所述远光单元（41）是在多面体基板（5）上设有多个面面相邻、成夹角β1排列的远光模块安装面（51、52、53、54、55）且在所述远光模块安装面（51、52、53、54、55）分别设有远光模块（61、62、63、64、65）。

10.根据权利要求7或8所述的一种构成LED大面积平均照度的灯具，其特征在于：所述近光单元（42）是在多面体基板（5）上设有多个面面相邻且成夹角β2排列的近光模块安装面（501、502、503）且在所述近光模块安装面（501、502、503）分别设有近光模块（601、602、603）。

11.根据权利要求9或10所述的一种构成LED大面积平均照度的灯具，其特征在于： 所述远光模块（61、62、63、64、65）安装的光束调整配件为远光束角θ1，所述近光模块（601、602、603）安装的光束调整配件为近光束角θ2；并且远光束角θ1＜近光束角θ2。

12.根据权利要求9或10或11所述的一种构成LED大面积平均照度的灯具，其特征在于：所述近光模块（601、602、603）光源的发光强度小于所述远光模块（61、62、63、64、65）光源的发光强度。

13.根据权利要求7-10所述的一种构成LED大面积平均照度的灯具，其特征在于：所述多面体基板（5）位于灯体（1）内底部且与所述灯体（1）为一体化结构且在所述多面体基板相应的灯体（1）外部设有散热叶片（14）。