CN201568899U - 自由曲面的led工矿灯的反光罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型为自由曲面的LED工矿灯的反光罩，反光罩罩顶端面设置光源定位孔(7)，放置LED光源，光源定位孔(7)中心与LED光源中心重合；由微小自由曲面(1)、微小自由曲面(2)、微小自由曲面(3)、微小自由曲面(4)、微小自由曲面(5)、微小自由曲面(6)顺序组成的带状曲面旋转360°构成反光罩；从LED光源发出的光束经该反光罩上的若干微小自由曲面反射后到达相应被照面。当LED光源为点光源时，照度均匀度超过90％；当LED光源为面光源时，照度均匀度接近90％。本实用新型的使用，保证了路面照度均匀度的最大化，能安全应用于厂房、仓库、化工和公路运输等的照明。

Description

自由曲面的LED工矿灯的反光罩

技术领域

本实用新型涉及LED工矿灯领域，具体涉及反光罩技术领域。

背景技术

自1969年第一盏红色LED灯问世以来，凭借传统灯具无法比拟的优势，具有良好的应用前景，现在已进入到生产应用阶段。LED的开发是自美国发明家爱迪生发明白炽灯至今130年来人类照明史的第二次革命。

LED灯已用在道路照明、夜景照明，并取得良好的效果。目前，许多工矿灯也采用LED光源，LED具有良好的显色性，是厂房、仓库等环境的首选灯具。但是，部分产品在配光上未作考虑，直接使用传统灯具的反光罩，效果不好。极少数LED工矿灯根据需要，配光采用圆型、抛物线型或椭圆型反光罩，但均不理想。工矿灯的路面照射效果是圆形，不经过科学合理的配光设计，路面照射圆形部分的中心照度就高，越靠近边缘照度越低，这对工作环境很不利，存在危险性。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术中配光设计的不足，采用自由曲面设计反光罩，LED工矿灯反光罩包括LED光源，光源定位孔。

自由曲面的LED工矿灯反光罩能实现照度均匀度的最大化。具体实现方式是这样的：如图1所示，反光罩罩顶端面设置光源定位孔7放置LED光源，光源定位孔7中心与光源中心重合。从光源发出的光束经反光罩反射到达照射面。经过计算的光束分别照射到被照面的不同区域，实现能量分配，每一细光束经反光罩上的每一微小自由曲面反射后，到达路面上的照度相等。如自由曲面光束控制图图2所示，光束OABCD经微小自由曲面ABCDQ反射到达相应被照面A₂B₂C₂D₂Q₂，微小自由曲面ABCDQ就是图1中的微小自由曲面5，其相应的被照面是相应被照面9。经过计算的光束经微小自由曲面1、微小自由曲面2、微小自由曲面3、微小自由曲面4、微小自由曲面6反射后，到达相应被照面8、相应被照面10、相应被照面11、相应被照面12、相应被照面13后照度相等。具体计算公式详见以下具体实施方式的说明。本实用新型为了简化说明反光罩只取了6个微小自由曲面，实际上根据需要会取更多若干自由曲面。多个若干微小自由曲面构成带状曲面，带状曲面旋转360°构成本实用新型反光罩。由此方法做成的自由曲面的LED工矿灯反光罩不仅可以自由分配光强，而且可以控制光线角度，其自由曲面的LED工矿灯反光罩反射的光线到达相应照明面为旋转对称的圆形。图1就是本实用新型的一种形状。本实用新型自由曲面的LED工矿灯反光罩对光源的影响是，当LED光源为点光源时，照度均匀度超过90％；当LED光源为面光源时，照度均匀度接近90％。

本实用新型保证了路面照度均匀度的最大化，能安全应用于厂房、仓库、化工和公路运输等的照明。

附图说明

图1本实用新型的三维结构透视图；

图2本实用新型的自由曲面光束控制图；

图3本实用新型的截面光路图。

图中标号：

1、微小自由曲面  2、微小自由曲面  3、微小自由曲面

4、微小自由曲面  5、微小自由曲面  6、微小自由曲面

7、光源定位孔    8、相应被照面    9、相应被照面

10、相应被照面   11、相应被照面   12、相应被照面

13、相应被照面

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型采用自由曲面设计反光罩，使用材料：工程塑料ABS或铝合金，进行表面抛光处理；表面镀高纯度铝。

本实用新型外观如三维透视图图1所示，反光罩上的任意曲面主要由微小自由曲面曲面1、微小自由曲面曲面2、微小自由曲面曲面3、微小自由曲面曲面4、微小自由曲面曲面5、微小自由曲面曲面6顺序组成，均是经过计算的自由曲面的一部分，起反射光线到特定位置的作用。微小自由曲面1、微小自由曲面2、微小自由曲面3、微小自由曲面4、微小自由曲面5、微小自由曲面6构成条形曲面，这个带状曲面沿光源定位孔的中心线旋转360°，就是所需要的反光罩。

图2是本实用新型对光束的控制图。光源从o点发出的一束光经微小自由曲面ABCDQ反射后，到达相应被照面A₂B₂C₂D₂Q₂，Q、Q₂分别是曲面ABCDQ和相应被照面A₂B₂C₂D₂Q₂的中心点。光束中经过Q、Q₂点的光线是OQQ₂，经过曲面四角的光线是OAA₂、OBB₂、OCC₂、ODD₂，它们全部遵守反射定律。ABCDQ 5个点构成的曲面反射的光束到达相应被照面A₂B₂C₂D₂Q₂，计算光通量相等，那么就能达到较高的照度均匀度，构建多个曲面就可以保证面O₂MN被光束照射到。多个曲面构成的带状曲面旋转360°就是设计的反光罩。达到以上所述目的需要两个条件：一，微小自由曲面ABCDQ上的光通量和相应被照面A₂B₂C₂D₂上的光通量相等；二，A、B、C、D、Q、A₂、B₂、C₂、D₂、Q₂的点坐标知道，就能求得自由曲面的面型和相应被照面区域的大小。

微小自由曲面ABCD Q和相应被照面A₂B₂C₂D₂上的光通量是这样计算的。如自由曲面光束控制图图2所示，光束OABCD的光通量

光束OABCD通过曲面ABCDQ反射，会有极少部分光损失，设置为系数α％，系数根据具体反光罩的材料属性确定。

相应被照面A₂B₂C₂D₂上的光通量    φ₂＝E·ds    (2)

使φ₁·α％＝φ₂，则保证了光通量相等。I₀是光源的0度出射角，是固定参数。E是需要的照度值，应略大于国家标准。

曲面ABCDQ是圆

(x-x₀)²+(y-y₀)²+(z-z₀)²＝R²    (3)

上的微小曲面。半径R由截面光路图图3可知，是Q₁Q，Q点坐标(x₁，y₁，z₁)，那么

R＝x₁/sin _a    (4)

点Q(x₁、y₁、z₁)、Q2(x2、y2、z2)是这样计算的。由球面坐标系知Q点坐标

z₁＝r·cosθ

Q₂点坐标

z₂＝h·cosθ

用同样的方法可求出A、B、C、D、A₂、B₂、C₂、D₂的坐标。、h是被照面距离。r根据反光罩大小确定，是固定参数。

由截面光路图图3知，OQ是入射光线，QQ₂是反射光线，

改变d可控制反射光线到达被照面位置。相应被照面的面积

ds＝[tan(B_b-c)·h·dθ+tan(A_b-c)·h·dθ]·[tan(Q_b-c)·h-tan(A_b-c)·h·dθ/2]·1/2    (8)

ds就是(2)式中的变量。

由(1)-(8)式可得到自由曲面的面型和相应被照面区域的大小，效果较理想。

以上所用的数学方法是为了方便说明本实用新型，在不脱离本实用新型的创作精神范围，熟悉此一技术的人士所做的任何简单变相和修饰，仍应包含于本实用新型的权利保护范围内。

Claims (4)

1.自由曲面的LED工矿灯的反光罩，包括LED光源，其特征在于：所述反光罩罩顶端面设置光源定位孔(7)，放置LED光源，光源定位孔(7)中心与LED光源中心重合；由微小自由曲面(1)、微小自由曲面(2)、微小自由曲面(3)、微小自由曲面(4)、微小自由曲面(5)、微小自由曲面(6)顺序组成的带状曲面旋转360°构成反光罩；从LED光源发出的光束经该反光罩上的若干微小自由曲面反射后到达照射面。

2.根据权利要求1所述的自由曲面的LED工矿灯的反光罩，其特征在于：所述的自由曲面是圆(x-x₀)²+(y-y₀)²+(z-z₀)²＝R²上的微小曲面。

3.根据权利要求1所述的自由曲面的LED 工矿灯的反光罩，其特征在于：所述的反光罩使用工程塑料ABS或铝合金，进行表面抛光处理；表面镀高纯度铝。

4.根据权利要求1所述的自由曲面的LED工矿灯的反光罩，其特征在于：所述的LED光源可以为点光源或者采用面光源。

Images