CN104197276A - 一种led非对称配光装置和使用该装置的led灯具 - Google Patents

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孙建江
陈海军
吴伟丹
石岩
陈亮
邹细勇
杨凯
李晓艳
金尚忠
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Ningbo Liaoyuan Lighting Business Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种LED非对称配光装置，包括一个相对于LED发光芯片固定的反射配光镜，该配光镜使LED发光芯片发出的光反射后，在其中一个方向上对称分布，且峰值强度出现在偏离中心轴35-65度范围内，而在与该对称方向垂直的方向上为非对称分布，其中一侧的峰值强度出现在偏离中心轴5-20度范围内，另一侧的峰值强度出现在偏离中心轴25-55度范围内，偏离中心轴5度以内的范围内，强度在峰值强度的10％-40％。本发明提供的LED配光装置能实现反射式非对称配光，在满足照明要求的同时，使灯具具有美观外形。

Description

一种LED非对称配光装置和使用该装置的LED灯具
技术领域
本发明涉及配光技术领域，更具体的说，涉及LED非对称配光装置和使用该配光装置的LED灯具。 
背景技术
LED近年发展迅速，在汽车、户外、室内，信号等领域都获得了广泛的应用，由于LED体积小，发光特性相对固定，因此具有较以往光源更大的设计自由度，LED灯具的配光特性有对称分布和非对称分布两种。同时人们对LED灯具的美观性也有更高的要求，增大了配光的难度。 
发明内容
本发明的目的是提供一种LED非对称配光装置和使用该配光装置的LED灯具，通过配光，使灯具满足所需的照明效果。 
本发明采用的技术方案为： 
一种LED非对称配光装置，特别用于道路照明，其沿道路方向的光为对称分布，其垂直道路方向为非对称分布，向道路边缘方向的光为小角度，向道路中心方向的光为大角度。为了达成此目的，本发明采用一种反射配光镜，其特征在于，包括至少一个具有中心轴的LED发光芯片，以及相对于LED发光芯片固定的反射配光镜，该配光镜使LED发光芯片发出的光反射后，在其中一个方向上对称分布，且峰值强度出现在偏离中心轴35-65度范围内，而在与该对称方向垂直的方向上为非对称分布，其中一侧的峰值强度出现在偏离中心轴5-20度范围内，另一侧的峰值强度出现在偏离中心轴25-55度范围内，偏离中心轴5度以内的范围内，强度在峰值强度的10％-40％。 
本发明的一种LED非对称配光装置的另一种光分布，其中对称方向的峰值强度出现在偏离中心轴55-75范围内，非对称方向的峰值强度分别出现在偏离中心轴9-15度范围内和35-45度范围内。 
本发明的一种LED非对称配光装置，其中的反射配光镜由圆锥面反射配光单元以非均匀分布的阵列结构构成，其中每个圆锥面配光单元有一个对称轴，并且该圆锥面配光单元的对称轴方向相同。 
本发明的一种LED非对称配光装置结构，其中的反射配光镜具有均匀分布的自由曲面配光单元，其中每个自由曲面配光单元有一个对称轴，并且自由曲面配光表面的对称轴方向相 同。 
本发明的一种LED非对称配光装置，其中的反射配光镜具有多阵列配光单元，所述的每个配光单元具有一个对称轴，所述配光单元的对称轴分区域沿多个方向布置。 
本发明的采用非对称配光装置的LED灯具，其中包含至少一个LED发光器，LED发光器和配光反射镜之间还紧贴LED发光器配置有一个用于减小LED发光角度的反光器，使LED发出的光能92％以上照射到反射配光镜。反光器表面可以是抛物型曲面或自由曲面。 
本发明的采用非对称配光装置的LED灯具，其中每一个LED发光器还配置有一个第二反射器，使非对称光分布方向上与LED中心轴15-25度范围内光强度不高于5％。该第二反射器的一种结构中反射表面为平面，呈尖角指向LED发光芯片的V型，另一种结构中反射表面为柱面。 
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。 
图1为LED反射配光镜的配光单元结构； 
图2为一种LED非对称配光装置实施例； 
图3为一种LED非对称配光装置实施例的第一步设计结构； 
图4为一种LED非对称配光装置实施例的第二步设计结构； 
图5为一种依圆形轮廓剪裁的LED非对称配光装置； 
图6为一种采用该非对称配光装置的LED灯具布置图； 
图7是另一种采用该非对称配光装置的LED灯具布置图； 
图8是另一种采用该非对称配光装置的LED灯具布置图； 
图9为LED灯具的对称方向配光分布图； 
图10为LED灯具的非对称方向配光分布图； 
图11为采用LED灯具的道路照明的沿道路方向照度分布示意图； 
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行说明。 
图1为LED反射配光镜的配光单元结构，包括柱面，圆锥面，不等厚柱面，倾斜平面，自由曲面。 
图2为本发明的一种LED非对称配光装置实施例一，图3为该实施例的第一步设计结构(1)，该结构由非均匀分布的反射配光单元(2)阵列组成，阵列沿(3)和(4)两个相互垂直的方向形成。 
图4为该实施例的第二步设计，将第一步设计结构(1)分别绕垂直于方向(3)和方向(4)的轴旋转不同的角度，并取其中的一个区域，分别形成反射配光镜的区域一(5)，区域二(6)，区域三(7)，区域四(8)。 
如图2的实施例，将区域一(5)，区域二(6)，区域三(7)和区域四(8)进行拼合，并进行对称复制形成的多区域异向阵列非对称反射配光镜，根据实际需要，将该非对称反射镜沿圆形轮廓(9)裁剪成的圆形多区域异向阵列非对称反射配光镜。图5为依轮廓(9)剪裁形成的圆形LED反射配光镜(10)。 
图6为一种采用该非对称配光装置的LED灯具布置图，其中的LED反射配光镜(10)与至少一个LED发光器(11)以相对方向布置，LED发光器(11)所发出的光线(12)由LED反射配光镜(10)反射后形成所需的配光分布。 
图7是另一种采用该非对称配光装置的LED灯具布置图，其中的LED反射配光镜(10)与包含的至少一个LED发光器(11)以相对方向布置，LED发光器(11)的背离LED反射配光镜(10)的方向还布置有第一反射镜(12)，以反射LED发出的与LED中心轴角度较大的光线，提高能量利用率。LED发光器(11)和LED反射配光镜(10)之间还布置第二反射器(13)，第二反射镜(13)呈尖角指向LED发光芯片的V型，并且其反射面为平面，将靠近LED中心轴的光反射，使非对称光分布方向上与LED中心轴15-25度范围内光强度不高于5％。 
图8是另一种采用该非对称配光装置的LED灯具布置图，其中的LED反射配光镜(10)与包含的至少一个LED发光器(11)以相对方向布置，LED发光器(11)的背离LED反射配光镜(10)的方向还布置有第一反射镜(12)，以反射LED发出的与LED中心轴角度较大的光线，提高能量利用率。LED发光器(11)和LED反射配光镜(10)之间还布置第二反射器(13)，第二反射镜(13)呈尖角指向LED发光芯片的V型，并且其反射面为曲面，将靠近LED中心轴的光反射，使非对称光分布方向上与LED中心轴15-25度范围内光强度不高于5％。 
图9为LED灯具的对称方向配光分布图，峰值强度出现在偏离中心轴35-65度范围内； 
图10为LED灯具的非对称方向配光分布图，其中一侧的峰值强度出现在偏离中心轴5-20度范围内，另一侧的峰值强度出现在偏离中心轴25-55度范围内，偏离中心轴5度以内的范围内，强度在峰值强度的10％-40％。 
图11为采用LED灯具的道路照明的沿道路方向照度分布示意图，其中14为单个灯所形成的照度分布曲线，15为多灯叠加的照度分布曲线，16为路面水平线，沿道路方向形成均匀照明。 

Claims (11)

1.一种LED非对称配光装置，其特征在于：包括一个相对于LED发光芯片固定的反射配光镜，该配光镜使LED发光芯片发出的光反射后，在其中一个方向上对称分布，且峰值强度出现在偏离中心轴35-65度范围内，而在与该对称方向垂直的方向上为非对称分布，其中一侧的峰值强度出现在偏离中心轴5-20度范围内，另一侧的峰值强度出现在偏离中心轴25-55度范围内，偏离中心轴5度以内的范围内，强度在峰值强度的10％-40％。
2.根据权利要求1所述的一种LED非对称配光装置，其中对称方向的峰值强度出现在偏离中心轴55-75度范围内，非对称方向的峰值强度分别出现在偏离中心轴9-15度范围内和35-45度范围内。
3.根据权利要求1所述的一种LED非对称配光装置，其中的反射配光镜具有多阵列分布的圆锥面配光单元，所述的具有多阵列圆锥面配光单元的阵列方向为相互垂直并与LED中心轴相垂直的两个方向，所述的圆锥面配光单元为非均匀阵列分布。
4.根据权利要求1所述的一种LED非对称配光装置，其中的反射配光镜具有均匀分布的自由曲面配光单元，所述的每个自由曲面配光单元沿两个相互垂直的方向并与LED中心轴相垂直的方向均匀阵列分布。
5.根据权利要求1所述的一种LED非对称配光装置，其中的反射配光镜具有多区域异向阵列的配光单元，所述的多区域异向阵列中的每个区域中的配光单元沿相互垂直并与LED中心轴相垂直的方向阵列分布，不同区域的阵列方向不相同。
6.一种LED灯具，包括至少一个LED发光器，其特征在于，该灯具还包括如权利要求1至5任一项所述的LED非对称配光装置，其中的反射配光镜和LED发光器之间还紧贴LED发光器配置有一个反光器，使LED发出的光能92％以上照射到反射配光镜。
7.根据权利要求6所述的一种LED灯具，其中的用于减小LED发光角度的反光器反射面为抛物型曲面。
8.根据权利要求6所述的一种LED灯具，其中的用于减小LED发光角度的反光器反射面为自由曲面。
9.根据权利要求6所述的一种LED灯具，其中LED发光器还配置有一个第二反射器，使非对称光分布方向上与LED中心轴15-25度范围内光强度不高于5％。
10.根据权利要求9所述的一种LED灯具，其中的第二反射器反射表面为平面，呈尖角指向LED发光器的V型。
11.根据权利要求9所述的一种LED灯具，其中的第二反射器反射表面为柱面。
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