CN109556031B - 一种具有泛光和聚光功能的led灯具 - Google Patents

一种具有泛光和聚光功能的led灯具 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，包括灯座和灯珠电路板，在灯珠电路板上设有灯珠，在灯座上设有碗杯，碗杯包括聚光杯和泛光杯；在灯座的前侧设有扩散片；聚光杯内曲面从底部往顶部依次包括第一聚光段h1、第二聚光段h2和第三聚光段h3，在h1上，从碗杯的底部往碗杯的顶部，随着入射角度的增大，反射的光线与碗杯的轴线之间的夹角逐渐增大，反射的光线从能保证照射的范围；在h2上，随着入射角度的增大，反射的光线与碗杯的轴线之间的夹角逐渐减小，反射的光线的偏移量减小，逐渐限制光线射出的范围；在碗杯的第三聚光段h3上，反射的光线逐渐往碗杯的轴线聚集，与h1上和h2上反射的光线混合，提升出光的均匀性。

Description

一种具有泛光和聚光功能的LED灯具
技术领域
本发明涉及照明灯具技术领域，具体涉及一种具有泛光和聚光功能的LED灯具。
背景技术
LED具有体积小、能效高、适用性强、稳定性好、响应时间短、寿命长和不污染环境等优良特性，从而被广泛地应用到各个领域，例如应用在探照灯中，因为探照灯不仅需要满足远距离照射的距离，同时也需要兼顾近距离照射的面积，近距离照射的面积可以通过使用泛光杯来实现，而聚光需要有设计合理的聚光杯，聚光杯设计是否合理的关键在于聚光杯内曲面的曲率，在灯珠位置固定的情况下，聚光杯内曲面的曲率决定了出光的角度和出光均匀性，因此亟需一种搭载了设计合理的聚光杯的LED灯具，在满足远距离照明的同时又能兼顾近距离照射面积，以满足使用的需求。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，碗杯固定可靠，解决LED灯具出光的角度和出光均匀性问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，包括灯座和灯珠电路板，灯珠电路板设在灯座上，在灯珠电路板上设有一个以上的灯珠，在灯座的前侧设有凹腔，灯珠电路板设在凹腔内，在灯珠电路板上与灯珠对应的位置设有碗杯，碗杯包括聚光杯和泛光杯，在碗杯的底部设有灯珠避位孔，灯珠位于碗杯内；在碗杯外表面的顶部设有往外延伸的凸缘，在凸缘上设有缺口；在灯座的前侧设有扩散片，扩散片上设有与碗杯对应的往灯座前侧凸出的圆弧形的扩散部，在扩散片的后侧且位于扩散部的周围设有与凸缘上的缺口配合的凸台，凸台伸入缺口内，扩散部的后侧设有往扩散部的前侧延伸的碗杯限位槽，碗杯的顶部插入碗杯限位槽中；在灯座的前侧还设有固定扩散片的端盖；
所述聚光杯底面内径为d，6.5㎜＜d＜7.5㎜；聚光杯顶面内径为D，19㎜＜D＜20㎜；聚光杯内曲面的高度为H，12㎜＜H＜13㎜；聚光杯内曲面从底部往顶部依次包括第一聚光段h1、第二聚光段h2和第三聚光段h3，第一聚光段h1的曲率为k1，k1在0.0221～0.0230之间；第二聚光段h2的曲率为k2，k2在0.0230～0.0258之间；第三聚光段h3的曲率为k3，k3在0.0258～0.0337之间。
以上结构设置构成了一种具有泛光和聚光功能的LED灯具的基本结构，碗杯的底部设有灯珠避位孔，灯珠避位孔与灯珠电路板接触实现碗杯底部的固定，碗杯的顶部被扩散片压制并被凸台限位，碗杯固定可靠；扩散片能将灯珠射出的光进一步打散，提高出光的均匀性；在靠近碗杯底部的第一聚光段h1上，由于在碗杯底部聚集的光线主要集中在LED灯珠两侧采用曲率为k1的曲面，使得
灯珠发出的光线，随着入射角度的增大，反射的光线与碗杯的轴线之间的夹角逐渐增大，即经过第一聚光段之后的光线往远离碗杯中轴线方向靠，反射的光线从碗杯射出后能保证照射的范围，即确保出光角度大；在碗杯的第二聚光段h2上，由于在碗杯中部聚集的光线主要集中在LED灯珠中间部分采用曲率为k2的曲面，使得从灯珠发出的光线，随着入射角度的增大，反射的光线与碗杯的轴线之间的夹角逐渐减小，反射的光线往碗杯外部的偏移量减小，防止依然按照第一聚光段的反射光线依次增大，从而导致反射光线依然往碗杯外侧靠导致反射光线无法导出碗杯或经过多次反射从而使得光线损失，并逐渐限制光线射出的范围，提高照射区域的亮度；在碗杯的第三聚光段h3上，采用该曲率K3的曲面，使得到达到第三聚光段的LED灯珠发出光线、第一聚光段和第二聚光段上反射会的光线尽量往碗杯中轴线出射，与第一聚光段h1上和第二聚光段h2上反射的光线混合，提升聚光效果的同时提升出光的均匀性。
进一步的，在泛光杯的内壁均匀设置有两个以上的泛光面，泛光面为正六边形结构，泛光杯能将灯珠发出的光线发散，以照射更宽的面积。
进一步的，在灯珠电路板上横向设有三个聚光杯；在灯珠电路板上位于三个聚光杯的上方横向设有两个泛光杯；在灯珠电路板上位于三个聚光杯的下方横向设有两个泛光杯，聚光杯上方泛光杯与聚光杯交错设置，聚光杯下方的泛光杯与聚光杯交错设置，以上设置由于相邻排的聚光杯和泛光杯交错设置使得整体形成梅花状的组合，照射的面积宽，由于三个聚光杯横向设置成一排，从而使得能形成一字形的光斑。
进一步的，在灯座的前侧面上设有密封凹腔，在密封凹腔内设有密封圈，扩散片压紧在密封圈上，将扩散片压紧在密封圈上，能隔绝外界空气中的有害物质和气体对灯珠和碗杯的侵蚀，保护灯珠和碗杯。
进一步的，在灯座的后侧沿水平方向设有一块以上的横向散热片，在位于灯座中间位置的横向散热片的两端设有安装柱；在横向散热片上设有一块以上的纵向散热片，先设置横向散热片能便于设置安装柱，横向散热片的端部不连通，能让空气对流，便于散热，纵向散热片能进一步增大散热的面积，提高散热的效果。
进一步的，纵向散热片设在最外侧的两块横向散热片的外侧，这种设置能防止横向散热片和纵向散热片之间形成封闭的凹腔，因为封闭的凹腔会不利于热量的散失。
进一步的，在两个安装柱之间设有安装支架，所述安装支架为U形支架，U形支架包括两条竖板和一条横板，两条竖板的底端与横板的两端相连，在横板上设有一个以上的固定孔，在竖板的顶端设有连接孔和腰形的调节孔，调节孔设在以连接孔的中心轴为旋转轴的圆弧上，横板上设置的固定孔能便于将灯具安装到需要安装的地方；调节孔能便于调节灯座倾斜的角度。
进一步的，在灯座底端的两侧均设有防水接头孔，在其中一个防水接头孔内设有防水接头；在另外一个防水接头孔内设有密封堵头，以上设置，可以根据实际情况选择电源线从任一侧的防水接头孔穿过，有利于安装时布线的规整，减小电源线的使用量。
进一步的，在灯座的前侧且位于密封凹腔的外侧以灯座的中心轴为对称轴均匀分布有两个以上的螺纹孔，在端盖上设有与螺纹孔对应的螺杆穿过孔，在螺杆穿过孔内设有紧固螺杆，紧固螺杆的螺纹端拧入螺纹孔内，通过设置螺纹孔和螺杆，可以快速方便且可靠地组装灯具，拆卸同样方便，提高组装和维修的效率。
进一步的，在端盖上设有透明的盖板，盖板位于扩散片的外侧，盖板能为灯具提供防护，保护扩散片和碗杯。
附图说明
图1为本发明的LED灯具移除盖板和扩散片的结构示意图；
图2为本发明的分解图；
图3为本发明的后视图；
图4为本发明中扩散片的结构示意图；
图5为本发明中聚光杯的立体结构示意图；
图6为本发明中聚光杯的主视图；
图7为本发明中聚光杯的光路图；
图8为图7中A处放大图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
如图1至图5所示：一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，包括灯座1和灯珠电路板2，灯珠电路板2设在灯座1上，在灯珠电路板2上设有一个以上的灯珠20，本实施例中，灯珠20的数量为7个，在灯座1的前侧设有凹腔100，本实施例中凹腔100的侧壁均匀分布的6个向远离凹槽中心方向设置的凸起部，使得凹腔形成梅花状，灯珠电路板2设在凹腔100内，在灯珠电路板2上与灯珠20对应的位置设有碗杯，碗杯包括聚光杯30和泛光杯31，本实施例中，在灯珠电路板2上横向设有三个聚光杯30；三个聚光杯形成一排，在灯珠电路板2上位于三个聚光杯30的上方横向设有两个泛光杯31，两个泛光杯形成一排；在灯珠电路板2上位于三个聚光杯30的下方横向设有两个泛光杯31，两个泛光杯形成一排，位于外侧的泛光杯的杯体外侧壁与凸起部相匹配实现泛光杯的限位，在碗杯的底部设有灯珠避位孔30，灯珠20位于碗杯内；在碗杯外表面的顶部设有往外延伸的凸缘300，在凸缘300上设有缺口301；本实施例中，缺口301的数量为四个，且四个缺口301以碗杯的旋转轴为中心均匀分布，在灯座1的前侧设有扩散片4，扩散片4上设有与碗杯对应的往灯座1前侧凸出的圆弧形的扩散部40，在扩散片4的后侧且位于扩散部的周围设有与凸缘300上的缺口301配合的凸台41，凸台41伸入缺口301内，横向设置的两个相邻的碗杯之间共用一个长凸台411，扩散部40的后侧设有往扩散部40的前侧延伸的碗杯限位槽42，碗杯的顶部插入碗杯限位槽42中；在灯座1的前侧还设有固定扩散片4的端盖5，在端盖5上设有覆盖扩散片4的透明的盖板6，本实施例中，盖板6为PMMA材质制成。
在灯座1的前侧面上设有密封凹腔105，在密封凹腔100内设有密封圈7，扩散片4压紧在密封圈7上。
在灯座1的后侧沿水平方向设有一块以上的横向散热片11，本实施例中，横向散热片11的数量为七块，在位于灯座1中间位置的横向散热片的两端各设有一个安装柱12；在最顶部的横向散热片上设有一块以上的纵向散热片13，本实施例中，最顶部的横向散热片上设置的纵向散热片的数量为六块；在最底部的横向散热片上设有一块以上的纵向散热片13，本实施例中，最底部的横向散热片上设置的纵向散热片的数量为四块。
在两个安装柱12之间设有安装支架8，所述安装支架8为U形支架，U形支架包括两条竖板81和一条横板82，两条竖板81的底端与横板82的两端相连，在横板82上设有一个以上的固定孔84，本实施例中，固定孔84的数量为三个，在竖板的顶端设有连接孔85和腰形的调节孔86，调节孔86设在以连接孔85的中心轴为旋转轴的圆弧上。
在灯座1底端的两侧均设有防水接头孔101，在其中一个防水接头孔内设有防水接头91；在另外一个防水接头孔内设有密封堵头92。
在灯座1的前侧且位于密封凹腔100的外侧以灯座1的中心轴为旋转轴均布有两个以上的螺纹孔102，本实施例中，螺纹孔102的数量为六个，在端盖5上设有与螺纹孔102对应的螺杆穿过孔500，在螺杆穿过孔500内设有紧固螺杆93，紧固螺杆93的螺纹端拧入螺纹孔102内。
如图6至图8所示，所述聚光杯30底部内径为d，本实施例中，d为7.2㎜；聚光杯30顶面内径为D，本实施例中，D为19.5㎜；聚光杯30内曲面的高度为H，本实施例中，H为12.5㎜；聚光杯30内曲面从底部往顶部依次包括第一聚光段h1、第二聚光段h2和第三聚光段h3，第一聚光段h1的曲率为k1，k1在0.0221～0.0230之间；第二聚光段h2的曲率为k2，k2在0.0230～0.0258之间；第三聚光段h3的曲率为k3，k3在0.0258～0.0337之间，L1为法线，L2为碗杯底面的垂线。在聚光杯30的第一聚光段h1上，由于在碗杯底部聚集的光线主要集中在LED灯珠两侧采用曲率为k1的曲面，使得灯珠20发出的光线，随着入射角度的增大，即经过第一聚光段之后的光线往远离碗杯中轴线方向靠，反射的光线与聚光杯30的轴线之间的夹角逐渐增大，反射的光线从聚光杯30射出后能保证照射的范围，即确保出光角度大；在聚光杯30的第二聚光段h2上，由于在碗杯中部聚集的光线主要集中在LED灯珠中间部分采用曲率为k2的曲面，使得从聚光杯30的底部往聚光杯30的顶部，灯珠20发出的光线，随着入射角度的增大，反射的光线与聚光杯30的轴线之间的夹角逐渐减小，反射的光线往聚光杯30外部的偏移量减小，防止依然按照第一聚光段的反射光线依次增大，从而导致反射光线依然往碗杯外侧靠导致反射光线无法导出碗杯或经过多次反射从而使得光线损失，并逐渐限制光线射出的范围，提高照射区域的亮度；在聚光杯30的第三聚光段h3上，采用该曲率K3的曲面，使得到达到第三聚光段的LED灯珠发出光线、第一聚光段和第二聚光段上反射会的光线尽量往聚光杯30的中轴线聚集，与第一聚光段h1上和第二聚光段h2上反射的光线混合，提升聚光效果的同时提升出光的均匀性。
在泛光杯31的内壁均匀设置有两个以上的泛光面，本实施例中，泛光面为正六边形结构，泛光杯31能将灯珠20发出的光线发散，以照射更宽的面积。

Claims (10)

1.一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，包括灯座和灯珠电路板，灯珠电路板设在灯座上，在灯珠电路板上设有一个以上的灯珠，其特征在于：在灯座的前侧设有凹腔，灯珠电路板设在凹腔内，在灯珠电路板上与灯珠对应的位置设有碗杯，碗杯包括聚光杯和泛光杯，在碗杯的底部设有灯珠避位孔，灯珠位于碗杯内；在碗杯外表面的顶部设有往外延伸的凸缘，在凸缘上设有缺口；在灯座的前侧设有扩散片，扩散片上设有与碗杯对应的往灯座前侧凸出的圆弧形的扩散部，在扩散片的后侧且位于扩散部的周围设有与凸缘上的缺口配合的凸台，凸台伸入缺口内，扩散部的后侧设有往扩散部的前侧延伸的碗杯限位槽，碗杯的顶部插入碗杯限位槽中；在灯座的前侧还设有固定扩散片的端盖；
所述聚光杯底部内径为d，6.5㎜＜d＜7.5㎜；聚光杯顶面内径为D，19㎜＜D＜20㎜；聚光杯内曲面的高度为H，12㎜＜H＜13㎜；聚光杯内曲面从底部往顶部依次包括第一聚光段h1、第二聚光段h2和第三聚光段h3，第一聚光段h1的曲率为k1，k1在0.0221～0.0230之间；第二聚光段h2的曲率为k2，k2在0.0230～0.0258之间；第三聚光段h3的曲率为k3，k3在0.0258～0.0337之间；灯珠发出的光线，随着入射角度的增大，反射的光线与碗杯的轴线之间的夹角逐渐增大，即经过第一聚光段之后的光线往远离碗杯中轴线方向靠，经过第二聚光段后，随着入射角度的增大，反射的光线与碗杯的轴线之间的夹角逐渐减小，反射的光线往碗杯外部的偏移量减小，经过第三聚光段后，使达到第三聚光段上的灯珠发出光线、第一聚光段和第二聚光段上反射会的光线往碗杯中轴线出射，与第一聚光段上和第二聚光段上反射的光线混合；横向设置的两个相邻的碗杯之间共用一个长凸台。
2.根据权利要求1所述的一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，其特征在于：在泛光杯的内壁均匀设置有两个以上的泛光面，泛光面为正六边形结构。
3.根据权利要求1所述的一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，其特征在于：在灯珠电路板上横向设有三个聚光杯；在灯珠电路板上位于三个聚光杯的上方横向设有两个泛光杯；在灯珠电路板上位于三个聚光杯的下方横向设有两个泛光杯，聚光杯上方泛光杯与聚光杯交错设置，聚光杯下方的泛光杯与聚光杯交错设置。
4.根据权利要求1所述的一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，其特征在于：在灯座的前侧面上设有密封凹腔，在密封凹腔内设有密封圈，扩散片压紧在密封圈上。
5.根据权利要求1所述的一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，其特征在于：在灯座的后侧沿水平方向设有一块以上的横向散热片，在位于灯座中间位置的横向散热片的两端设有安装柱；在横向散热片上设有一块以上的纵向散热片。
6.根据权利要求5所述的一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，其特征在于：纵向散热片设在最外侧的两块横向散热片的外侧。
7.根据权利要求5所述的一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，其特征在于：在两个安装柱之间设有安装支架，所述安装支架为U形支架，U形支架包括两条竖板和一条横板，两条竖板的底端与横板的两端相连，在横板上设有一个以上的固定孔，在竖板的顶端设有连接孔和腰形的调节孔，调节孔设在以连接孔的中心轴为旋转轴的圆弧上。
8.根据权利要求1所述的一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，其特征在于：在灯座底端的两侧均设有防水接头孔，在其中一个防水接头孔内设有防水接头；在另外一个防水接头孔内设有密封堵头。
9.根据权利要求4所述的一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，其特征在于：在灯座的前侧且位于密封凹腔的外侧以灯座的中心轴为对称轴均匀分布有两个以上的螺纹孔，在端盖上设有与螺纹孔对应的螺杆穿过孔，在螺杆穿过孔内设有紧固螺杆，紧固螺杆的螺纹端拧入螺纹孔内。
10.根据权利要求1所述的一种具有泛光和聚光功能的LED灯具，其特征在于：在端盖上设有透明的盖板，盖板位于扩散片的外侧。
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