CN110805857B - 一种复合式led匀光系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种复合式LED匀光系统，包括LED光源板、匀光散射薄膜、匀光微结构棱镜罩、匀光散射平板和圆锥漫反射罩，LED光源板为塔式多层光源板，包括支撑柱和串联在支撑柱上的多层光源板，位于最高层的光源板发光面朝上，其余光源板的发光面朝下，匀光散射平板、圆锥漫反射罩依次位于最高层光源板的上方，匀光散射薄膜和匀光微结构棱镜罩填依次套在LED光源板的外侧。本发明利用多重反射型散射（漫反射）和透射型散射进行匀光，降低眩光指数，使灯具目视光线柔和。

Description

一种复合式LED匀光系统
技术领域
本发明涉及一种LED匀光系统，具体是一种集成了匀光散射薄膜、匀光微结构棱镜罩、匀光散射平板和圆锥漫反射罩的复合式LED匀光系统，属于LED光处理技术领域。
背景技术
目前LED庭院灯发光方式主要有两种：一种是LED光源直接经过透明PC透镜出光，这种方式因为光源点的光强密度太大，眩光严重，给人不舒适感。一种是LED光源经过光扩散罩出光，这种方式因光扩散罩透光率低，造成整灯光效不高（约60lm/W），不能达到节能的效果。
庭院灯的灯杆高度一边比较低，有的灯杆略高于人体高度，在不远的位置观看灯具仰角也很小，如果不仔细设计炫光指标，灯具的直射光进入人眼的比较多，导致眩光严重，光线刺眼。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复合式LED匀光系统，利用多重反射型散射（漫反射）和透射型散射进行匀光，降低眩光指数，使灯具目视光线柔和。
为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种复合式LED匀光系统，包括LED光源板、匀光散射薄膜、匀光微结构棱镜罩、匀光散射平板和圆锥漫反射罩，LED光源板为塔式多层光源板，包括支撑柱和串联在支撑柱上的多层光源板，位于最高层的光源板发光面朝上，其余光源板的发光面朝下，匀光散射平板、圆锥漫反射罩依次位于最高层光源板的上方，匀光散射薄膜和匀光微结构棱镜罩填依次套在LED光源板的外侧。
进一步的，匀光微结构棱镜罩内壁设有多个连续在其轴向延伸的直条形凸起，匀光微结构棱镜罩外壁设有多个连续在其径向延伸的环形凸起，环形凸起的截面为直角三角形，直角三角形截面的斜面朝上设置，直角三角形截面的两个直角面分别连接在匀光微结构棱镜罩的外壁和朝下设置。
进一步的，直条形凸起的截面是等腰三角形，等腰三角形截面的底边面连接在匀光微结构棱镜罩的内壁。
进一步的，匀光散射薄膜是高分子透射膜，贴附在匀光微结构棱镜罩的内层。
进一步的，匀光散射平板内添加光扩散剂，并且匀光散射平板的正反面均进行喷砂处理。
进一步的，圆锥漫反射罩用金属板旋压成型，并且在其表面涂覆高分子漫反射涂料。
进一步的，LED光源板为铝基光源板，铝基光源板的一个表面为铝的自然表面，另一个表面连接灯珠并喷反射涂层。
进一步的，圆锥漫反射罩的上方设有让通过匀光微结构棱镜罩往上的光再反射到地面的反射顶罩。
进一步的，匀光微结构棱镜罩外侧套有透明灯罩。
进一步的，最底层光源板的下方设有罩托，罩托表面是漫反射面。
本发明的有益效果：本发明采取塔式多层光源板发光，使光在空间分层分布，增大出光面积；光源周圈采用蜂窝式匀光微结构棱镜罩，将出射的光折射向四周打散；顶部采用漫反射纳米涂层反光罩，将光往下漫反射至底面。光线经过多重折射及反射，从而使灯具的出光柔和，达到使人舒适的效果。同时因采取的材料，折射率及反射率都极高，从而灯具的光效可达90lm/W以上，光效比提升1.5倍，从而达在舒适性的基础上达到节能的效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的爆炸结构示意图；
图3为LED光源板的结构示意图；
图4为匀光微结构棱镜罩的结构示意图；
图5为本发明的球壳光屏光照度分布图；
图6为本发明的球壳光屏配光曲线图；
图7为本发明的球壳光屏光强等高线图；
图8为本发明的圆筒光屏光照度分布图；
图9为本发明的圆筒光屏配光曲线图；
图10为本发明的圆筒光屏光强等高线图；
图中：1、LED光源板，2、匀光散射平板，3、匀光微结构棱镜罩，4、匀光散射薄膜，5、圆锥漫反射罩，6、反射顶罩，7、罩托，8、灯罩，9、LED光源安装座，10、直条形凸起，11、环形凸起，12、支撑柱，13、最高层LED光源板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例公开一种复合式LED匀光系统，如图1、2所示，包括LED光源板1、匀光散射薄膜4、匀光微结构棱镜罩5、灯罩8、罩托7、匀光散射平板2、圆锥漫反射罩5、反射顶罩6和LED光源安装座9，如图3所示，LED光源板为塔式多层光源板，包括支撑柱12和串联在支撑柱12上的多层光源板，位于最高层的光源板13发光面朝上，其余光源板的发光面朝下，匀光散射平板2、圆锥漫反射罩5、反射顶罩6依次位于最高层光源板13的上方，匀光散射薄膜4、匀光微结构棱镜罩3、灯罩7依次套在LED光源板1的外侧，罩托7位于最底层光源板的下方，LED光源安装座9位于罩托7下方。
如图4所示，匀光微结构棱镜罩3内壁设有多个连续在其轴向延伸的直条形凸起10，匀光微结构棱镜罩3外壁设有多个连续在其径向延伸的环形凸起11，环形凸起11的截面为直角三角形，直角三角形截面的斜面朝上设置，直角三角形截面的两个直角面分别连接在匀光微结构棱镜罩的外壁和朝下设置。如此设计使得对一个环而言下边厚上边薄，透它的光折射时就会往厚的方向偏折，即往下偏折，这样就可以让大部分光能照射到地面（路面）。
直条形凸起10的截面是等腰三角形，等腰三角形截面的底边面连接在匀光微结构棱镜罩的内壁，如此设计对透射光起到沿棱镜罩圆周匀光作用。
套在匀光微结构棱镜罩3外侧的灯罩采用透明材质，匀光微结构棱镜罩3的横竖条纹形成一种蜂窝式方块棱镜结构，将出射的光折射向四周打散，并且晶莹剔透，非常美观。
本实施例LED光源板采取塔式多层光源板发光，使光在空间分层分布，增大出光面积。具体结构如图3所示，支撑柱12共设有4层LED光源板，最上面两层LED光源板叠合在一起，最高层LED光源板13发光面向上，下面三层LED光源板的发光面向下。匀光散射平板2位于在最高层LED光源板13上方，匀光散射平板2内添加二氧化硅粉末作为光扩散剂，并且匀光散射平板的正反面均进行喷砂处理，增加光的散射和透射，遮住发光源以及刺眼光源的同时，又能使整个匀光散射平板2发出更加柔和、美观的光，达到透光但不刺眼的效果。圆锥漫反射罩5位于匀光散射平板的上方，其用金属板旋压成型，涂覆高分子漫反射涂料。
最高层LED光源板上面的灯珠发光面朝上，光源板灯珠排列稀疏，发出的光束不均匀，其发出的光束经过匀光散射平板匀光后，再照射到上方匀光圆锥涂覆面散射，这样可让大部分光能照射到近处和远处的地面（路面）上，少部分光能照射到灯具上方绿化的树木上，从而晚上起到烘托庭院景色之美的作用。反射顶罩位于圆锥漫反射罩的上方，不仅起到防水作用，还能让通过匀光微结构棱镜罩往上的少量光能再反射到地面（路面）。
本实施例中，匀光散射薄膜是高分子材料做成的透射型散射膜，它对多层LED光源板的铝基板反射、散射光起到初次匀光作用，下边三层光源板发出的光经过它以后变得较为均匀，因为透过匀光散射薄膜的反射、散射的光束还达不到要求的灯罩表面均匀度，所以还需要在匀光散射薄膜外边再加一个匀光微结构棱镜罩，匀光微结构棱镜罩对透过匀光散射薄膜的光继续匀光，将出射的光折射向四周打散，从而得到符合灯罩表面均匀度的光。罩托位于最底层LED光源板的下方，罩托也是漫反射面，于是通过罩托往上和往圆周的散射光线照射到匀光薄膜上。
本实施例中，LED光源板为铝基光源板，铝基光源板的一个表面为铝的自然表面，另一个表面连接灯珠并喷反射涂层。LED光源板的两个表面均具有对光能反射和散射的作用，于是中间两层光源板的反射、散射光沿着圆周照射到匀光散射薄膜上。
为了验证本实施例所述匀光系统的匀光效果，本实施例分别采用球壳光屏和圆筒光屏进行配光模拟。
为了让各个方向到灯具中心的距离相等，需要用半径5米以上的球壳作为光屏，球壳内部作为光的接收面。其光照度分布、配光曲线和光强等高线如图5、6、7所示。
图5是本匀光系统球壳光屏的光照度分布图，图中水平 0基线往下照度分布很均匀，说明照射到地面（路面）的光照度均匀，而0基线以上1米处附近有一条略微照度大一点的水平光带，这就是照射庭院绿化树木上方所需的光照度。
图6是本匀光系统的配光曲线图，从配光曲线可以看出，很像蝙蝠翼配光曲线，由此可知该配光满足设计要求的照度均匀分布。而左右90度以上部分则满足照射庭院绿化的树木，从而烘托夜间庭院环境之美。
图7为本匀光系统球壳光屏的光强等高线图，从等高线可以看出，每一条都接近圆形，而且每条等高线都比较圆滑，说明沿着各个方向的光强度均匀。
除了用球壳光屏进行模拟以外，还用轴线与灯杆平行的圆筒作为光屏进行模拟，把圆筒光屏内壁作为本匀光系统的光接收面，其光照度分布、配光曲线和光强等高线分别见图8、9.、10所示。
图8是本匀光系统用半径6米的圆筒作为光屏的光照度分布图，从图可以看出，0基线以下光照度在水平方向均匀，但竖直方向光照度却从大到小，这是因为筒光屏上每个点到灯具中心距离不一样，照度与距离的平方成反比，于是符合照度平方反比定律。0基线以上与球壳光屏相似，也是满足绿化树木照射，从而烘托夜间庭院环境之美。
图9是本匀光系统圆筒光屏配光曲线图，具配光曲线代表了沿不同方向的光强度分布。近似圆形曲线是沿着圆筒面法线方向的光强度分布，说明沿着灯具一周的光照度是均匀的。蝙蝠翼形曲线并不代表照度均匀配光，它表征的是往圆筒下方和上方照射的光强分布，往下最大光强在灯具中心水平面向下在30度（包含180度-150度=30度）方向，再往下70度（包含180度-110度=70度）曲线回到0，这是圆筒下边开口处没有光能接收面所致。、
图10是本匀光系统圆筒光屏光强等高线图，由图可知20度以里没有光，对应了图9的70度到90度没有光（注：圆筒光屏的开口处没有光接收面，该范围并不是没有光），光强等高线在30度到60度光强最大，60度-30度=30度，对应图9往下照射到30度光强最大。从图10还可以看出，光强等高线的所有曲线均接近圆，这说明沿圆筒光屏一周照度都是均匀的。
以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种复合式LED匀光系统，其特征在于：包括LED光源板、匀光散射薄膜、匀光微结构棱镜罩、匀光散射平板和圆锥漫反射罩，LED光源板为塔式多层光源板，包括支撑柱和串联在支撑柱上的多层光源板，位于最高层的光源板发光面朝上，其余光源板的发光面朝下，匀光散射平板、圆锥漫反射罩依次位于最高层光源板的上方，匀光散射薄膜和匀光微结构棱镜罩依次套在LED光源板的外侧；
匀光微结构棱镜罩内壁设有多个连续在其轴向延伸的直条形凸起，匀光微结构棱镜罩外壁设有多个连续在其径向延伸的环形凸起，环形凸起的截面为直角三角形，直角三角形截面的斜面朝上设置，直角三角形截面的两个直角面分别连接在匀光微结构棱镜罩的外壁和朝下设置；
圆锥漫反射罩的上方设有让通过匀光微结构棱镜罩往上的光再反射到地面的反射顶罩；
匀光微结构棱镜罩外侧套有透明灯罩；
最底层光源板的下方设有罩托，罩托表面是漫反射面。
2.根据权利要求1所述的复合式LED匀光系统，其特征在于：直条形凸起的截面是等腰三角形，等腰三角形截面的底边面连接在匀光微结构棱镜罩的内壁。
3.根据权利要求1所述的复合式LED匀光系统，其特征在于：匀光散射薄膜是高分子透射膜，贴附在匀光微结构棱镜罩的内层。
4.根据权利要求1所述的复合式LED匀光系统，其特征在于：匀光散射平板内添加光扩散剂，并且匀光散射平板的正反面均进行喷砂处理。
5.根据权利要求1所述的复合式LED匀光系统，其特征在于：圆锥漫反射罩用金属板旋压成型，并且在其表面涂覆高分子漫反射涂料。
6.根据权利要求1所述的复合式LED匀光系统，其特征在于：LED光源板为铝基光源板，铝基光源板的一个表面为铝的自然表面，另一个表面连接灯珠并喷反射涂层。
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Pledgee: Overpass Branch of Jinan Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: Jinan Samsung Lighting Technology Co.,Ltd.

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