CN217584322U - 一种led灯具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种LED灯具,其特征在于,包括:一支承单元,至少包含复数个第一反射面;光电模组,其可拆卸的固定至所述支承单元,该光电模组包含一基座、一第一发光单元、一第一光束控制构件及一遮光部,其中该第一发光单元设置在该基座上,该第一光束控制构件配置在该第一发光单元的主要出光面上,该遮光部设置在该基座的一端部且位于第一发光单元的一侧;以及接线单元,其固定于所述支承单元上,该接线单元电性连接该第一发光单元,其中,该第一发光单元所发出的光经由该第一光束控制构件所调节使部分该第一发光单元所发出的光直接投射至该第一反射面且部分该第一发光单元所发出的光经由该遮光部反射后在投射至该第一反射面。
Description
技术领域
本实用新型属于LED照明装置的技术领域,具体地说是涉及一种LED灯具。
背景技术
LED照明因为具有节能、寿命长等优点而被广泛采用。现有技术中的LED灯具,常见的包括平板灯和格栅灯。
现有技术中的平板灯,通常包括灯条、底框、电源、导光板和扩散板,灯条设置于底框的侧部,以提供侧向出光,灯条发出的光经导光板后,从扩散板射出。现有技术中的平板灯具有以下缺点:平板灯的电源设置于底框背面,会额外占用高度空间,不利于平板灯的高度的控制;灯条发出的光经导光板和扩散板后,其光损较大,导致平板灯出光效率较低;导光板成本较高,不利于平板灯的成本控制,平板灯眩光控制较为一般;平板灯损坏后,只能整体替换,使用成本较高。
现有技术中的格栅灯,包括底框、光源(光源可采用灯条、荧光灯管或LED灯管)和格栅,光源固定在底框上,光源出光侧设置格栅。现有技术中的格栅灯具有以下缺点:电源设置于底框背面,会额外占用高度空间,不利于平板灯的高度的控制;设置格栅的方式,不利于格栅灯的高度控制,使得包装运输成本提高;格栅的成本较高,不利于整灯成本控制。
综上所述,鉴于现有技术的LED灯具存在的不足和缺陷,如何设计LED灯具,来解决眩光的问题,是亟待本领域技术人员解决的技术问题。
实用新型内容
在此摘要描述关于本实用新型的许多实施例。然而所述词汇本实用新型仅仅用来描述在此说明书中揭露的某些实施例(不管是否已在权利要求项中),而不是所有可能的实施例的完整描述。以上被描述为本实用新型的各个特征或方面的某些实施例可以不同方式合并以形成LED灯具或其中一部分。
本实用新型实施例提供一种新的LED灯具,以及各个方面的特征,以解决上述问题。
本实用新型实施例提供一种LED灯具,其特征在于,包括:
一支承单元,至少包含复数个第一反射面;
光电模组,其固定至所述支承单元,该光电模组包含一基座、一第一发光单元、一第一光束控制构件及一遮光部,其中该第一发光单元设置在该基座上,该第一光束控制构件配置在该第一发光单元的主要出光面上,该遮光部设置在该基座的一端部且位于第一发光单元的一侧;以及
接线单元,其固定于所述支承单元上,该接线单元电性连接该第一发光单元,其中,该第一发光单元所发出的光经由该第一光束控制构件所调节使部分该第一发光单元所发出的光直接投射至该第一反射面且部分该第一发光单元所发出的光经由该遮光部反射后在投射至该第一反射面。
本实用新型实施例中该第一光束控制构件更包含至少一孔洞,该孔洞适于容置该第一发光单元。
本实用新型实施例中该第一光束控制构件更包含一第一出射面与一第二出射面,该第一出射面为外凸曲面,该第二出射面为内凹曲面,该第一出射面光射出的光通量大于该第二出射面光射出的光通量。
本实用新型实施例中该第一出射面为聚光曲面,该第二出射面为扩散曲面,该第一出射面光射出的光通量大于该第二出射面光射出的光通量。
本实用新型实施例中该第一出射面对应于该第一反射面的一第一区域,该第二出射面对应于该第一反射面的一第二区域,该第一区域相对于该第一光束控制构件的距离大于该第二区域相对于该第一光束控制构件的距离,其中该第一区域的表面的平均照度与该第二区域的表面的平均照度比值限定为1:0.2~1。
本实用新型实施例中该支承单元更包含复数个第二反射面,该光电模组更包含一第二发光单元及一第二光束控制构件,该第二发光单元设置在该基座上,该第二光束控制构件配置在该第二发光单元的主要出光面上,该遮光部设置在该基座的一端部且位于第二发光单元的一侧。
本实用新型实施例中该第二光束控制构件更包含至少一孔洞,该孔洞适于容置该第二发光单元。
本实用新型实施例中该第二光束控制构件更包含一第三出射面与一第四出射面,该第三出射面为外凸曲面,该第四出射面为内凹曲面,该第三出射面光射出的光通量大于该第四出射面光射出的光通量。
本实用新型实施例中该第三出射面为聚光曲面,该第四出射面为扩散曲面,该第三出射面光射出的光通量大于该第四出射面光射出的光通量。
本实用新型实施例中该第三出射面对应于该第二反射面的一第三区域,该第四出射面对应于该第二反射面的一第四区域,该第三区域相对于该第二光束控制构件的距离大于该第四区域相对于该第二光束控制构件的距离,其中该第三区域的表面的平均照度与该第四区域的表面的平均照度比值限定为1:0.2~1。
本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是:结构简单,设计合理;发光单元、电源模组及基座结合为一体,从而可整体进行安装,实现光电模组的模块化安装。
附图说明
图1是本实用新型实施例的LED灯具的主视示意图;
图2是本实用新型实施例的LED灯具的后视示意图;
图3是本实用新型实施例的LED灯具的立体示意图一;
图4是本实用新型实施例的LED灯具的立体示意图二;
图5是图4中C处的放大图;
图6是本实用新型实施例的LED灯具的剖视示意图;
图7是图6中的A处的放大图;
图8是图7中的B处的放大图;
图9是支承单元的立体示意图;
图10是光电模组的立体示意图;
图11是一实施例中的光束控制构件与第一发光组件配合的立体示意图;
图12是一实施例中的光束控制构件与第一发光组件配合的剖视示意图;
图13是图12中D处的放大图;
图14是一实施例中的光束控制构件与第一发光组件配合的局部剖视图;
图15是一实施例中的光束控制构件与第一发光组件配合的局部剖视图,显示第一发光体表面内凹;
图16是一实施例中的光束控制构件与第一发光组件配合的剖视示意图,显示光束控制构件为单个体;
图17是一实施例中光束控制构件与第一发光组件的安装示意图;
图18是一实施例中的LED灯具的立体结构示意图;
图19是第一透镜与第一发光体的配合示意图;
图20是第一透镜的立体结构示意图;
图21是第二透镜的立体结构示意图一;
图22是第二透镜的立体结构示意图二;
图23是第二透镜与第一发光体的配合示意图一,限制第一方向上的截面;
图24是第二透镜与第一发光体的配合示意图一,限制第二方向上的截面;
图25是第一发光体透过第一透镜的光型图;
图26是第一发光体透过第二透镜的光型图;
图27和图28分别示出了根据本实用新型的实施例的多边形透镜装置的立体图和俯视图;
图29示出了根据本实用新型的实施例的多边形透镜装置中的条形透镜从长条形方向观察的光路示意图;
图30示出了图29中所示条形透镜的六面视图;
图31示出了根据本实用新型的实施例的多边形透镜装置中的单个颗粒透镜的立体示意图;
图32示出了图31中所示颗粒透镜的六面视图;
图33示出了根据本实用新型的实施例的灯具的立体示意图;
图34示出了图33中灯具在拆装后的示意图;
图35为将图33中灯具整个拆下后颠倒放置所看到的立体示意图;
图36示出了根据本实用新型的灯具的一个实例;
图37是第二实施例中的光电模组与支承单元的配合示意图;
图38是第二实施例中的光电模组的立体结构示意图一;
图39是第二实施例中的光电模组的立体结构示意图二;
图40是光电模组去掉光学构件的立体结构示意图;
图41是光电模组去掉光学构件和发光单元的立体结构示意图;
图42是基座的立体结构示意图一。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更完整地描述本实用新型的实施例,在这些附图中示出了本实用新型的实施例。然而,本实用新型可以以诸多不同的形式体现,并且不应被解释为限于本文中阐述的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开将为彻底且完整的,并且将向本领域中的技术人员完全地传达本实用新型的范围。相同的标号在图中指示相同的元件。
将理解的是,尽管用语第一、第二等可在本文中使用来描述各种元件,但这些元件不应由这些用语限制。这些用语仅用于将一种元件与另一种元件彼此区分开。例如,第一元件可被称为第二元件,并且类似地,第二元件可被称为第一元件,而不脱离本实用新型的范围。当在本文中使用时,用语“和/或”包含相关联的所列项目中的一个或多个的任意组合和全部组合。
将理解的是,当诸如层、区域或衬底的元件称为“在”另一个元件“上”或延伸“到”另一个元件“之上”时,元件可直接地在另一个元件上或直接地延伸到另一个元件之上,或也可存在中间元件。相反地,当元件被称为“直接地在”另一个元件“上”或“直接地延伸到”另一个元件“之上”时,不存在中间元件。还将理解的是,当元件称为“连接”或“联接”到另一个元件上时,其可直接地连接或联接到另一个元件上,或可存在中间元件。相反地,当元件称为“直接地连接”或“直接地联接”到另一个元件上时,不存在中间元件。
可在本文中使用诸如“下方”或“上方”或“上部”或“下部”或“水平”或“垂直”的相对用语来描述如图中所图示的一个元件、层或区域与另一个元件、层或区域的关系。将理解的是,这些用语意在涵盖除图中所描绘的定向之外的不同的器件定向。在本实用新型中,所述“垂直”、“水平”、“平行”定义为:包括在标准定义的基础上±10%的情形。例如,垂直通常指相对基准线夹角为90度,但在本实用新型中,垂直指的是包括80度至100以内的情形。
本文中使用的用语仅出于描述特定实施例的目的,并且并非意在限制本实用新型。当在本文中使用时,除非上下文另外清楚地说明,否则单数形式“一种”、“一个”和“该”意在也包含复数形式。还将理解的是,当在本文中使用时,用语“包括”、“包括了”、“包含”和/ 或“包含了”指定了所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或增加。
除非另外限定,否则本文中使用的所有用语(包含技术和科学用语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。还将理解的是,本文中使用的用语应解释为具有与它们在本说明书的上下文和相关领域中的含义相一致的含义,并且不应以理想化或过度正式的意义来解释,除非在本文中明确地如此限定。
除非另外明确地声明,否则比较性数量用语(诸如“小于”和“大于”)意在涵盖相等的概念。作为示例,“小于”不仅可表示最严格的数学意义上的“小于”,而且也可表示“小于或等于”。
如图1至图3所示,本实用新型实施例中提供一种LED灯具,举例来说,其可以为悬挂安装的线性照明灯具,或固定安装至天花板或吊顶的灯具。该LED灯具包括:支承单元1及光电模组2。其中,光电模组2以可替换(可拆卸)的方式连接至支承单元1,以使得可对 LED灯具替换光电模组2。如果光电模组2损坏,则可仅替换光电模组2部分,相比替换整灯,可降低替换成本。光电模组2也可采用不可拆卸的方式连接至支承单元1,即光电模组2 固定于支承单元1后,其无法进行轻易的拆卸。
一些实施例中,光电模组2可配置为可与支承单元1快速安装,安装后,光电模组2与支承单元1便无法轻易的拆卸。以此,在包装运输时,光电模组2与支承单元1可分开包装和运输,节约包装和运输成本,而在售卖或使用时,光电模组2与支承单元1可快速安装。
支承单元1的正面设置反射表面11。反射表面11设置有多个。光电模组2的至少一部分光可射至多个反射表面11,并通过多个反射表面11而从LED灯具射出。
于一第一实施例中提供一种光电模组2,可应用于本实用新型实施例中的LED灯具。如图6至图8所示,所述光电模组2包括发光单元21、电源模组24、接线单元22及基座23,所述发光单元21配置于基座23上并且与发光单元21(第一发光单元和第二发光单元)电性连接,接线单元22配置于支承单元1的背面,以用于连接外部电源或市电,而电源模组24(图未示)则设置于基座23内部。本实施例中的发光单元21、电源模组24及基座23结合为一体,从而可整体进行拆装,实现光电模组2的模块化拆装。一些实施例中,接线单元22 也可与上述的部件结合为一体。
支承单元1,其具有正面及背面,其中,设置发光单元21的一侧定义为正面,而相对的另一面则为背面,接线单元22配置于支承单元2的背面。本实施例中,光电模组2在LED 灯具的厚度方向上不超过支承单元1限定的范围,也就是说,光电模组不会占用(大于)LED 灯具(支承单元1)额外的厚度尺寸。
基座23内部形成容置空间,电源模组24配置于所述容置空间内。基座23具有侧壁231,至少部分发光单元21设置于侧壁231上。发光单元21包括第一发光组件211,第一发光组件211包括第一电路板2111及第一发光体2112,其中,第一发光体2112可为LED灯珠,或其他类型的LED发光单体。第一电路板2111贴设(本处的贴设可以是第一电路板2111直接贴设于侧壁231,也可是第一电路板2111通过中间介质而贴设于侧壁231,中间介质可以是胶,或其他可完成第一电路板2111与侧壁231连接效果的介质)于侧壁231上,并形成导热路径,以此,第一发光体2112工作时产生的热可通过第一电路板2111而热传导至基座23,并借由基座23进行散热。本实施例中的基座23可采用金属材质或塑料材质。
第一发光组件211可设置多组,以向不同方向出光。举例来讲,基座23的截面形状为方形,即基座23具有4组侧壁231,每组侧壁231上对应设置第一发光组件211。又例如,基座23的截面形状为多边形,如八边形,即基座23具有8组侧壁231,每组侧壁231上对应设置第一发光组件211。
为减少灯具的眩光,或防止灯具局部发出的强光,灯具的第一发光体2112工作时产生的光通量的至少60%通过反射后,改变出光方向,并从灯具射出,以减小灯具侧向的发光,从而降低眩光。进一步的,灯具的第一发光体2112工作时产生的光通量的至少70%、80%或90%通过反射后,改变出光方向,并从灯具射出。
具体的,支承单元1的正面设置反射表面11,第一发光体2112工作时产生的光通量的至少25%直接经过反射表面11的反射后(该部分光通量无二次反射而从LED灯具射出),从 LED灯具射出,以减小第一发光体2112直射时产生眩光或局部强光。进一步的,第一发光体2112工作时产生的光通量的至少30%经过反射表面11的反射后,从LED灯具射出。更进一步的,第一发光体2112工作时产生的光通量的至少40%经过反射表面11的反射后,从LED灯具射出。反射表面11可配置为曲面,以提高出光的均匀性。另外,反射表面11亦可配置为平直表面,本实用新型不以此为限制。
第一发光体2112上可配置光束控制构件26,以改变第一发光体2112的出光路径,从而达到更好的出光效果。具体来讲,通过光束控制构件26的设置,以改变第一发光体2112的出光路径,从而降低第一发光体2112穿过光束控制构件26后从LED灯具直射出去的光线,由于第一发光体2112直射出去(不经反射表面11反射)的光线减少,可减小眩光。另外,其他实施例中的光电模组2也可不设置光束控制构件。
另外,基座23上设置遮光部232,遮光部232在LED灯具的出光方向上位于第一发光体2112的更外侧。在LED灯具的高度方向上,第一发光体2112和或光束控制构件26投影至遮光部232所在平面时,完全落入遮光部232所在平面的范围内。遮光部232的设置,可减少第一发光体2112往外直射的光,以此可降低眩光及避免局部强光。本实施例中,遮光部 232靠近第一发光体2112的一侧设置反射面2321,以将第一发光体2112设置遮光部232的光线进行反射。具体的,反射面2321将第一发光体2112直射至反射面2321的光线反射至反射表面11进行二次反射,并从LED灯具射出。本实施例中,第一发光体2112工作时直射至反射面2321的光通量不超过第一发光体2112的总光通量的40%,以控制二次反射造成的光损。本实施例中的遮光部232直接于侧壁231上折弯形成。其他实施例中,遮光部232也可与侧壁231为分体式结构构成。于一些实施例中,通过光束控制构件26的设置,也可不需要设置所述遮光部232,并达到减少第一发光体2112往外直射的光。
第一发光体2112工作时射出的光经一次反射后(仅经过反射表面11或反射面2321后直接射出)而从LED灯具射出的光通量大于经二次或二次以上反射后而从LED灯具射出的光通量。通过控制二次反射的光通量,可降低反射时造成的光损,提高出光效率。本实施例中,第一发光体2112的出光效率可达到65%以上。进一步的,第一发光体2112的出光效率可达到65%以上。此处的出光效率指的是第一发光体2112产生的光通量中从LED灯具射出的光通量与第一发光体2112产生的光通量之间的比值。
LED灯具还可进一步包括第二发光组件212,第二发光组件212包括第二电路板2121和第二发光体2122,其中,第一发光体2112可为LED灯珠。第二发光组件212设置于基座23 内部。本实施例中,电源模组24包括若干电子元件241,若干电子元件241中的至少一部分设置于第二电路板2121上,以此,可共用同一电路板,简化结构。其他实施例中,也可不设置第二发光组件212。
第二发光体2122工作时产生的光全部通过光扩散后,从LED灯具射出,从而提高出光的均匀性。具体的,基座23在第二发光体2122的出光方向上设置光扩散部27(当不设置第二发光体2122时,光扩散部27可用不透光的材质替代,以形成光电模组2端部的外端面),以对第二发光体2122工作时产生的光进行光扩散。扩散部27的边缘可覆盖于遮光部232处,以防止遮光部232外露。进一步的,在LED灯具的高度方向上,遮光部232投影至光扩散部 27所在平面时,完全位于光扩散部27所在平面。
光扩散部27可采用乳白色PC罩,以其自身材料属性而具有光扩散功能。其他实施例中,光扩散部27可采用透明材质,如玻璃或透明的塑料,并在其表面设置扩散层,以使其具有光扩散功能。
光扩散部27覆盖支承单元1的正面的面积占支承单元1正面中的面积不超过20%。此处的支承单元1的正面的面积指的是垂直于光扩散部27的方向上的投影面积。具体的,支承单元1的正面的面积为支承单元1的长度乘以宽度。而光扩散部27覆盖支承单元1的正面的面积为光扩散部27投影至支承单元1所占用的面积,实际上,该面积为支承单元1的长度乘以宽度。进一步的,光扩散部27覆盖支承单元1的正面的面积占支承单元1正面中的面积不超过15%。更进一步的,光扩散部27覆盖支承单元1的正面的面积占支承单元1正面中的面积不超过15%,且大于7%。光扩散部27面积的控制,可减小材料成本,另外,基座23的体积可减小,从而可增加第一发光体2112与反射表面11之间的距离,以使得第一发光体2112工作时产生的光线更分散的设置反射表面11,以使出光更加均匀。
如图1,图6至图8所示,LED灯具的正面包括第一区域1001和第二区域1002。示例性的,第一区域1001可为反射表面11所在的区域,第二区域1002可为光扩散部27所在的区域。为达到LED灯具出光的均匀性,需要减小第一区域1001与第二区域1002的表面照度的差值。本实施例中,第一区域1001的表面照度配置为与第二区域1002的表面照度的比值为0.1~0.5:1。进一步的,第一区域1001的表面照度配置为与第二区域1002的表面照度的比值为0.13~0.3:1。
光电模组2通过一安装单元3而可拆卸的连接至支承单元1。安装单元3包括第一构件 31及第二构件32,第一构件31设置于光电模组2上,而第二构件32设置于支承单元1上,且第一构件31与第二构件32以可拆装的方式实现连接,以使光电模组2与支承单元1实现可拆卸连接。
如图4,图9和图10所示,第一构件31包括弹性本体311及臂部312,臂部312与弹性本体311连接,弹性本体311设置于基座23上。弹性本体311可为弹簧,以其扭转而具有弹性势能。第二构件32包括设于支承单元1上的孔洞103,臂部312穿过孔洞103,并以弹性本体311的弹性势能而抵于支承单元1的背面,以通过臂部312而支撑光电模组2。安装单元3还可以是现有技术中卡扣结构、插接结构等实现连接,此处不再赘述。
如图4,图9和图10所示,接线单元22包括止挡部221及弹性臂222。支承单元1上设置有通孔104,接线单元22的止挡部221抵于通孔104边缘的支承单元1的壁的一侧表面上,而弹性臂222则抵于通孔104边缘的支承单元1的壁的另一侧表面上,以此将支承单元1的壁夹持住,实现将接线单元22固定在支承单元1上。
参见图3、图11至图14,第一发光体2112点亮时产生的光线通过光束控制构件26而射至反射表面11。反射表面11为弧面,因此,光线投射至反射表面11的不同位置时,LED灯具的出光的效果会呈现较大的差异。因此,需保证光束控制构件26和第一发光体2112的装配时的位置精度,及光束控制构件26与反射表面11的位置精度,以防止过大的装配误差而影响出光。
为确保光束控制构件26与第一发光体2112的装配精度,光束控制构件26上设置一安装区域,第一发光体2112设于该安装区域内。安装区域限定了第一发光体2112与光束控制构件26的相对位置,以保证两者的装配精度。第一发光体2112设于安装区域后,第一发光体 2112在任意方向上相对光束控制构件26位移距离控制在小于0.25mm或0.2mm(可以理解为:第一发光体2112设于该安装区域内后,在平行于第一发光体2112出光表面方向的位移量)。一些实施例中,第一发光体2112设于安装区域后,第一发光体2112在任意方向上相对光束控制构件26位移距离控制在大于0.05mm或0.1mm,以此,可防止第一发光体2112点亮或熄灭时发生的冷热变化,使光束控制构件26热胀冷缩而对第一发光体2112产生应力(产生应力时,可能影响两者的位置关系,或挤压并损坏光束控制构件26表面),另外,也可防止光束控制构件26或第一发光体2112的制造误差,而影响两者的装配,如光束控制构件26的安装区域偏小时,可能影响第一发光体2112的装入。一些实施例中,安装区域处可设置限位部,以限定第一发光体2112的位移距离。参见图13至图15,一些实施例中,光束控制构件 26上可设置一孔洞2601,孔洞2601限定了安装区域,也就是说,第一发光体2112受孔洞内壁(内壁处形成前述的限位部)的限定,而仅能在一定范围内产生相对的位移(如位移范围不超过0.25mm)。如图16所示,一些实施例中,光束控制构件26可以为单个的个体,并与第一发光体2112一一对应配置。光束控制构件26也可以整合于一支架263上,从而形成一光束控制构件模组。如图12所示,一些实施例中,光束控制构件26与支架263为一体式结构构成。一些实施例中,光束控制构件26与支架263为分体式结构构成,光束控制构件26 安装于支架263上(图未示)。
光通过两种介质时,反射率P的计算方式为:P=[(n2-n1)/(n2+n1)]2,其中,n1为第一种介质的折射率,而n2为第二种介质的折射率。两种介质的折射率越接近,则反射率越低,光输出效率则越高。如图13和图14所示,第一发光体2112的表面可设置第一介质(即封装胶21121),第一发光体2112在其出光方向上与光束控制构件26之间具有了第二介质2602。也就是说,第一发光体2112点亮时,光线依次通过第一介质、第二介质2602及光束控制构件26。为提升出光效率,第二介质2602分别与第一介质及光束控制构件26的折射率的差值的绝对值小于0.15。进一步的,第二介质2602分别与第一介质及光束控制构件26的折射率的差值的绝对值小于0.1。另一角度来讲,第一介质与第二介质2602的折射率的比值为1:0.9~1.1。进一步的,第一介质与第二介质2602的折射率的比值为1:0.95~1.05。更进一步的,第一介质与第二介质2602采用相同的材质,也就是说,理论上,两者的折射率相同。第二介质2602与光束控制构件26的折射率的比值为1:0.9~1.1。进一步的,第二介质2602与光束控制构件26的折射率的比值为1:0.95~1.05。通过上述的限定,第一发光体2112在光束控制构件26的出光效率大于97%(此处的出光效率为光束控制构件26处射出的光通量与第一发光体2112点亮时产生的光通量的比值)。进一步的,第一发光体2112在光束控制构件26的出光效率大于98%。更进一步的,第一发光体2112在光束控制构件26的出光效率大于98.5%。
如图13和图14所示,光束控制构件26以孔洞2601的形式形成所述安装区域。第一发光体2112设于孔洞2601时,第一发光体2112的至少正面(出光面)与光束控制构件26之间设置填充层(即前述的第二介质2602),通过填充层的设置,以排除第一发光体2112在出光方向上与光束控制构件26之间的间隙内的空气,以此可减少因反射而造成的光损。当第一发光体2112为LED灯珠时,填充层材质可采用同LED灯珠的封装胶的材质,使两者的折射率相同,以此可减少光损。填充层也可采用硅胶材质。
如图15所示,填充层与第一发光体2112的正面(出光一侧的端面)的接触面积大于第一发光体2112的横截面积(该截面平行于出光一侧的端面),以此,可增加填充层与第一发光体2112的结合强度。第一发光体2112的横截面积指的是第一发光体2112的长度乘以宽度的值。如图15所示,第一发光体2112的出光面呈内凹或外凸状,以此使得填充层与第一发光体2112的正面(出光一侧的端面)的接触面积大于第一发光体2112的横截面积。第一发光体2112的出光面可以为粗糙面(图未示),以此使得填充层与第一发光体2112的正面(出光一侧的端面)的接触面积大于第一发光体2112的横截面积。
如图13和图14所示,填充层至少覆盖第一反光体2112的部分侧面,以进一步增加填充层与第一发光体2112的结合强度,并且,可进一步限制或减小第一发光体2112相对光束控制构件26的位移距离。
一实施例中,可以采用以下的方式完成光束控制构件26的安装:先将第一发光体2112 通过焊接的方式安装至第一电路板2111;将光束控制构件26安装至第一发光体2112上。这种安装方式可能存在以下问题:第一发光体2112通过焊锡安装至第一电路板2111时,第一发光体2112的位置精度相对较差,此时,光束控制构件26在采用前述的配合精度时,只能单颗的进行安装,并且安装完成后,光束控制构件26在第一电路板2111上的位置精度较差,光束控制构件26与反射表面11的位置的一致性较差,影响出光。
如图12至图14及图17所示,一些实施例中,采用以下方式进行光束控制构件26的安装:
配置光束控制构件模组(即多个光束控制构件26整合于一支架263上,形成一体式结构);
将第一发光体2112放置于光束控制构件26的孔洞2601处;
配置第一电路板2111,并将第一电路板2111放置于对应第一发光体2112处;
完成第一电路板2111与第一发光体2112的连接。
其中,第一电路板2111上设置焊锡,第一电路板2111通过焊锡与第一发光体2112完成焊接。
上述的安装方式,第一发光体2112至少部分放入孔洞2601后,第一发光体2112与光束控制构件26之间的位置即被相对固定。因此,第一发光体2112与第一电路板2111焊接时,第一发光体2112不会因为焊锡的流动性而发生位置的变化。如此一来,第一发光体2112与光束控制构件26之间,光束控制构件26与相邻光束控制构件26之间,光束控制构件26与反射表面11之间均可保证位置精度,保证LED灯具的出光效果。
一些实施例中,通过加热第一电路板2111(此处的第一电路板2111采用铝基板),可熔化焊锡,从而使焊锡与第一电路板2111完成连接。一些实施例中,配置一加热台10,并通过加热台10加热第一电路板2111。一些实施例中,还可通过电磁加热等方式加热第一电路板2111。加热台10本身为现有技术,此处不再赘述。
加热第一电路板2111时,需防止熔化光束控制构件(光束控制构件采用PC材质,熔点低于锡)。因此,一些实施例中,光束控制构件的支架263与第一电路板2111保持间距。一些实施例中,配置一主动式散热单元20,以对光束控制构件进行散热。例如散热单元20可以是风扇。
一些实施例中,可通过定位单元将第一电路板2111与支架263的位置进行定位。例如,在支架263上设置定位柱,而在第一电路板2111上相应的设置定位孔。
光电模组2的基座23的截面形状可设计为多边行。如图18至图24所示,显示LED灯具的基座23的截面形状为八边形,即基座23具有8组侧壁231,每组侧壁231上对应设置第一发光组件211。其中一第一发光组件211的第一发光体2112的数量与相邻的第一发光组件211的第一发光体2112的数量相同或不同。
支承单元1的反射表面11包括多个反射面111(如四个反射面111)及用于连接相邻两个反射面111之间的过渡面112。第一发光组件211中的一部分对应于反射面111,而另一部分对应于过渡面112,以使过渡面112处不易形成暗区。
第一发光体2112包括第一发光单元。光束控制构件26包括第一透镜/第一光束控制构件 261和第二透镜/第二光束控制构件262,其中,第一透镜261设置于对应于反射面111的第一发光组件211的第一发光体2112(第一发光单元)上,而第二透镜262设置于对应于过渡面112的第一发光组件211的第一发光体2112上。当基座23的截面形状为四边形时,即基座23具有4组侧壁231时,第一发光组件211的第一发光体2112对应于反射面111,此时可不设置第二透镜262。
第一透镜/第一光束控制构件261配置在第一发光单元(第一发光体2112)的主要出光面上。而遮光部232则设置在基座23的一端部却位于第一发光单元的一侧。反射表面11可包括第一反射面(对应于第一光学单元)及第二反射面(对应于第二光学单元),第一发光单元(第一发光体2112)所发出的光经由该第一光束控制构件161所调节使部分该第一发光单元(第一发光体2112)所发出的光直接投射至该第一反射面,且部分该第一发光单元(第一发光体2112)所发出的光经由该遮光部23反射后在投射至该第一反射面。
如图18至图20所示,一些实施例中的第一透镜261呈条状,其包括第一底面2611,第一底面2611凹陷并向第一底面2611开口形成一第一凹部2612,第一凹部2612的内表面作为接收从第一发光体2112发出的光的入射表面2613。第一发光体2112可部分或全部容置于第一凹腔2612内。第一透镜261具有出射表面2614,出射表面2614控制来自入射表面2613的入射光的出光,并将光发射至第一透镜261外部。第一发光体2112可与出射表面2614保持间距。一些实施例中的一组第一透镜261对应的与多个第一发光体2112配合,以控制多个第一发光体2112的出光。
一些实施例中,在第一透镜261的宽度的截面上,第一发光体2112的光轴L与第一发光体2112的发光面的焦点O作为参考点。入射表面2613处是一曲线,该曲线可以以光轴L而对称或不对称分布。所述入射表面2613上的任意点和参考点O的连线与光轴L形成的角度a增大时,入射表面2613上的任意点与参考点O之间的距离增大。假设光线从参考点O 射出,则其设置入射表面2613,随着角度a的增大,其入射角度相应增加,折射角度也相应增加,可起到聚光的作用。此处所指的光轴L是指来自第一发光体2112的三维射出光束的中心的光线。一些实施例中,入射表面2613于光轴L一侧(第一出射面26141同侧)的点与参考点O的距离大于入射表面2613于光轴L另一侧(第二出射面26141同侧)的对应点与参考点O的距离,可使光轴L对应的两侧的入射表面2613处具有不同的折射角度,从而可达到控制出光方向。本处的对应点指的是这两点与参考点O的连线与光轴L夹角相同。
出射表面2614包括第一出射面26141及第二出射面26142,第一出射面26141可配置为外凸的曲面(聚光曲面),而第二出射面26142可配置为内凹的曲面(扩散曲面)。第一出射面26141和第二出射面26142的连接处具有拐点,该拐点处为平滑过渡。第一出射面26141起到聚光作用,而第二出射面26142起到光扩散作用。于第一出射面26141射出的光通量大于于第二出射面26142射出的光通量。反射面111在往外侧的方向与第一透镜261的距离逐渐递增,第二出射面26142对应于反射面111相对的内侧区域(反射面111与第一透镜261 的相对距离较近),而第一出射面26141对应于反射面111相对的外侧区域(反射面111与第一透镜261的相对距离较远),因此,第二出射面26142起光扩散作用时,可防止反射面111 的相对的内侧区域的照度过大,而第一出射面26141起聚光作用,并且起到重定向出光的作用,一方面可防止光线从发射面111的边缘直接射出而增加眩光,另一方面,通过聚光,可提升反射面111的相对外侧区域的表面照度。本实施例中,大致可将反射面111的中线作为内侧区域和外侧区域的分界,内侧区域的表面的平均照度与外侧区域的表面的平均照度的比值限定为1:0.2~1,以此满足内侧区域表面和外侧区域表面的照度均匀性,以使出光更加均匀。
第一出射面26141可对应于第一反射面的一第一区域,第二出射面26142对应于该第一反射面的一第二区域,该第一区域相对于该第一光束控制构件261的距离大于该第二区域相对于该第一光束控制构件261的距离,其中该第一区域的表面的平均照度与该第二区域的表面的平均照度比值限定为1:0.2~1。
第一出射面26141至光轴L的一侧延伸至另一侧。而第二出射面26142仅位于光轴L的其中一侧。
如图25所示,显示一方向上(第一透镜261宽度截面)第一发光体射出的光线通过第一透镜时的光型图。光轴L于第一透镜261宽度方向上的一侧的光通量大于另一侧的光通量。进一步的,光轴L于第一透镜261宽度方向上的一侧的光通量与另一侧的光通量的比值大于 1.5、2或2.5。
如图18,图21至图24所示,第二透镜262(第二光束控制构件)可以设置为与第一发光体2112(第二发光单元)一一对应配置,也可设置为一组第二透镜262与多组第一发光体2112配合。第一发光体2112可包括对应于第一光束控制构件261的第一发光单元和对应于第二光束控制构件262的第二发光单元。第二光束控制构件262配置于第二发光单元的主要出光面上,遮光部232设置在基座23的一端且位于第二发光单元的一侧。
以第二透镜262与第一发光体2112(第二发光单元)一一对应配置为例进行说明。第二透镜262包括第二底面2621,第二底面2621凹陷并向第二底面2621开口形成一第二凹部2622,第二凹部2622的内表面作为接收从第一发光体2112发出的光的入射表面2623。第一发光体 2112可部分或全部容置于第二凹腔2622(孔洞)内。第一发光体2112可与入射表面2623保持间距。
第二透镜262具有出射表面2624,出射表面2624控制来自入射表面2623的入射光的出光,并将光线射至第二透镜262的外部。出射表面2624为曲面状。
第二透镜262在一第一方向Y(第一方向Y为第二透镜262的长度方向,该长度方向垂直或大致垂直于第一灯板2111的延伸方向)的截面上,第一发光体2112的光轴L与第一发光体2112的发光面的焦点O作为参考点。入射表面2623处包括一曲线,该曲线相对第一发光体2112为内凹状,该曲线可以以光轴L对称或不对称设置。所述入射表面2613上的任意点和参考点O的连线与光轴L形成的角度b增大时,入射表面2613上的任意点与参考点O 之间的距离增大,以此可控制光分布。本实施例中所指的光轴L是指来自第一发光体2112 的三维射出光束的中心的光线。
出射表面2624包括第一出射面26241和第二出射面26242。第二透镜262在一第一方向 Y的截面上,第一出射面26241显示一外凸的曲线,而第二出射面26242显示一内凹的曲线。换句话讲,该第一出射面26241为外凸曲面(扩散曲面),该第二出射面26242为内凹曲面(聚光曲面),第一出射面26241和第二出射面26242的连接处具有拐点,该拐点处平滑过渡。第一出射面26241起到扩散作用,而第二出射面26142起到聚光作用。于第一出射面26241射出的光通量大于于第二出射面26242射出的光通量。过渡面112在往外侧的方向与第二透镜 262的距离逐渐递增,第二出射面26242对应于过渡面112相对的内侧区域(过渡面112与第二透镜262的相对距离较近),而第一出射面26241对应于过渡面112相对的外侧区域(过渡面112与第二透镜262的相对距离较远),因此,第二出射面26242起光扩散作用时,可防止过渡面112的相对的内侧区域的照度过大,而第一出射面26241起聚光作用,并且起到重定向出光的作用,一方面可防止光线从过渡面112的边缘直接射出而增加眩光,另一方面,通过聚光,可提升过渡面112的相对外侧区域的表面照度。一些实施例中,大致过渡面112 的中线作为内侧区域和外侧区域的分界,内侧区域的表面的平均照度与外侧区域的表面的平均照度的比值限定为1:0.2~1,以此满足内侧区域表面和外侧区域表面的照度均匀性,以使出光更加均匀。
第一出射面26241对应于该第二反射面的一第三区域,该第二出射面26242对应于该第二反射面的一第四区域,该第三区域相对于该第二光束控制构件262的距离大于该第四区域相对于该第二光束控制构件262的距离,其中该第三区域的表面的平均照度与该第四区域的表面的平均照度比值限定为1:0.2~1。
第一出射面26241至光轴L的一侧延伸至另一侧。而第二出射面26242仅位于光轴L的其中一侧。
第二透镜262在一第二方向X(第二方向X为第二透镜262的宽度方向,该宽度方向平行或大致平行于第一灯板2111的延伸方向)的截面上,第一发光体2112的光轴L与第一发光体2112的发光面的焦点O作为参考点。入射表面2623处包括一曲线,该曲线相对第一发光体2112为内凹状,该曲线可以以光轴L对称或不对称设置。所述入射表面2613上的任意点和参考点O的连线与光轴L形成的角度c增大时,入射表面2613上的任意点与参考点O 之间的距离增大,以此可控制光分布。本实施例中所指的光轴L是指来自第一发光体2112 的三维射出光束的中心的光线。
一些实施例中,第二透镜262在一第二方向X的截面上,出射表面2624显示一外凸的曲线。一些实施例中,第二透镜262在一第二方向X的截面上,出射表面2624仅显示一外凸的曲线(未包含内凹的曲线)。在第二方向X上,第二透镜262配置为起到聚光作用,以使对应于过渡面112的第一发光体2112产生的光线尽可能集中于过渡面112处,以防止过多的光线射至发射面111,从而使得反射面111局部的照度增强,从而影响反射表面11整体的照度均匀性。
如图26所示,显示第一方向Y和第二方向X上的第一发光体射出的光线通过第二透镜时的光型图。光轴L于第一方向Y的一侧的光通量大于另一侧的光通量。进一步的,光轴L于第一透镜261宽度方向上的一侧的光通量与另一侧的光通量的比值大于1.5、2或2.5。第二方向X上,第二透镜262主要起聚光作用。
根据本实用新型的实施例,提供了一种用于LED灯具的光电模组。参考图27和图28,其中分别示出了根据本实用新型的实施例的光电模组100的立体图和俯视图。该光电模组100 包括在各边上交错布置的多个条形透镜102(可同前述实施例中的第一透镜261或大致同前述实施例中的第一透镜261)和多个颗粒透镜组104。每个颗粒透镜组104包括一个或多个颗粒透镜106(可同前述实施例中的第二透镜262或大致同前述实施例中的第二透镜262)。图 27中的各个条形透镜102和各个颗粒透镜组104被安装在一个底座上,但可以理解的是,它们也可以以其它方式被组装在一起。另外,虽然在图27和图28中示出的光电模组100的截面形状为八边形,但这仅出于说明性目的而不意味着限制本实用新型的范围,光电模组100 可以是任意的多边形形状(例如,四边形或十二边形形状)。
参考图29,其中示出了单个条形透镜102从长条形方向观察的光路示意图。该“长条形方向”如图27中所示,即沿着各个条形透镜102的长条形的方向。如图所示,每个条形透镜102包括条形透镜入射面和条形透镜出射面,光线从条形透镜入射面进入并从条形透镜出射面射出。
图30进一步示出了单个条形透镜102的六面视图。其中在左视图和右视图中示出了沿着条形透镜102的长条形方向观察到的条形透镜入射面曲线202和条形透镜出射面曲线204。入射面曲线202决定条形透镜入射面的形状,出射面曲线204决定条形透镜出射面的形状。条形透镜入射面用于使入射光聚集。条形透镜102的出射面曲线204可以以第一多项式表示。
参考图31,其中示出了单个颗粒透镜106的立体示意图。与条形透镜102相同,颗粒透镜106也包括颗粒透镜入射面和颗粒透镜出射面,该颗粒透镜出射面为自由曲面。如图31所示,对于该颗粒透镜出射面,因为需要在子午方向和弧矢方向两个方向上均控制光线,所以对于上述自由曲面分别设计从子午方向观察的子午面曲线组和从弧矢方向观察的弧矢面曲线组,子午方向和弧矢方向如图中所示。其中子午面为轴外物点的主光线与光学系统主轴所构成的平面,而弧矢面为过轴外物点的主光线并与子午面垂直的平面。
参考图32,其中进一步示出了单个颗粒透镜106的六面视图。其中左视图和右视图示出了从子午方向观察的子午面曲线组,该子午面曲线组包括第一曲线302和可以以第二多项式表示的第二曲线304。在仰视图和俯视图中,示出了从弧矢方向观察的弧矢面曲线组,该弧矢面曲线组包括可以以第三多项式表示的第三曲线306和可以以第四多项式表示的第四曲线 308。
上述光电模组100采用由条形透镜和颗粒透镜组合得到的全新多边形透镜结构,这种结构在任何灯具中都没有出现过。在实际应用中,可以调节条形透镜102和颗粒透镜106的各个入射面和出射面所对应的曲线,以满足灯具的各种需求,比如,使经过该多边形透镜装置的光线非常均匀地到达所期望的范围。
作为一个示例,当在比如Troffer灯中使用上述光电模组100,希望发光体的光线经过条形透镜102的入射面和出射面后尽可能都能均匀地到达底板。本领域技术人员可以理解,由于光损和工艺误差等原因,发光体的光线如果实际能做到大部分到达底板,这已经是非常理想的了。这里的“大部分”可以比如为大约至少80%、85%、90%或95%。由此,只要在发光体的光线经过条形透镜102的入射面和出射面后至少80%、85%、90%或95%能均匀地到达底板这一条件下进行光学模拟,便可以得到条形透镜入射面曲线202和条形透镜出射面曲线 204。
通过上述光学模拟,已经可以在计算机中得到条形透镜出射面曲线204的三维表示。进一步地,可以通过软件进行拟合(例如,多项式拟合、最小二乘法等)来得到该曲线的具体表达式。
在一个示例中,可对得到的条形透镜出射面曲线204进行多项式拟合,将条形透镜出射面曲线204所对应的第一多项式设为:p10+p11x1+p12x12+p13x13+p14x14+p15x15+p16x16,其中x1的范围设为(-9,10.8),则通过软件拟合可以得到如下参数信息:
系数(95%置信度范围):
p16=-6.824e-06 (-6.955e-06,-6.694e-06)
p15=4.514e-05 (4.427e-05,4.602e-05)
p14=0.0005846 (0.0005671,0.0006021)
p13=0.00104 (0.0009495,0.00113)
p12=-0.06973 (-0.07038,-0.06908)
p11=-0.3531 (-0.3553,-0.351)
p10=10.08 (10.07,10.08)
Goodness of fit:
SSE:10.56
R-square:0.9991
Adjusted R-square:0.9991
RMSE:0.06448
其中,求得p16至p10,便得到了第一多项式的具体表达式。上述SSE为和方差,是拟合结果和原始数据对应点的误差的平方和,越接近于0则说明拟合效果越好;R-square为相关系数,是评价两个变量线性相关度的指标,用于反映拟合结果和原始数据的线性相关度,越接近1则说明拟合效果越好;Adjusted R-square为校正决定系数,用于抵消样本数量对R-Square的影响,同样用于反映拟合结果和原始数据的线性相关度,越接近1则说明拟合效果越好;RMSE为均方误差,是SSE的均值,同样越接近于0则说明拟合效果越好。
可以理解的是,上述得到的第一多项式 p10+p11x1+p12x12+p13x13+p14x14+p15x15+p16x16并不是唯一的,如果将其设为 p10’+p11’x1+p12’x12+p13’x13+p14’x14+p15’x15+p16’x16+p17’x17,并且x1的范围同样设为 (-9,10.8),则通过软件拟合可以得到系数p17’至p10’。由此得到的多项式 p10’+p11’x1+p12’x12+p13’x13+p14’x14+p15’x15+p16’x16+p17’x17仍然是与上述条形透镜出射面曲线204近似的多项式,但精度比上述 p10+p11x1+p12x12+p13x13+p14x14+p15x15+p16x16更高,拟合结果也更加精确。当然也可以将上述多项式设为p10”+p11”x1+p12”x12+p13”x13+p14”x14+p15”x15等,只要其拟合精度符合期望值即可,此处不再赘述。此外,x1的范围也并不仅限于以上的(-9,10.8),也可以根据实际情况选择其他的范围。
为配合上述得到的条形透镜出射面曲线204,可以将条形透镜入射面曲线202设置为圆弧。但可以理解的是,该条形透镜入射面曲线202也不一定完全是圆弧,只要能跟条形透镜出射面曲线204配合地使光线经过条形透镜102后能够大部分都均匀地到达底板即可。
作为一个示例,当在比如Troffer灯中使用上述光电模组100,希望发光体的光线经过颗粒透镜106的入射面和出射面后尽可能都能均匀地到达底板。如前面所论述地,实际由于光损和工艺误差等原因,希望发光体的光线大部分(例如,至少大约80%、85%或90%)都能到达底板。这样,只要在该希望的条件下进行光学模拟,便可以得到上述颗粒透镜106的第一曲线302、第二曲线304、第三曲线306和第四曲线308。
通过上述光学模拟,已经可以在计算机中得到第二曲线304、第三曲线306和第四曲线 308的三维表示。进一步地,可以通过软件进行拟合(例如,多项式拟合、最小二乘法等) 来得到这些曲线的具体表达式。
在一个示例中,可对得到的第二曲线304、第三曲线306和第四曲线308分别进行多项式拟合。
可将第二曲线304所对应的第二多项式设为: p20+p21x2+p22x22+p23x23+p24x24+p25x25+p26x26,其中x2的范围设为(-10.5,10.8),则通过软件拟合可以得到如下参数信息:
系数(95%置信度范围):
p26=-5.617e-06 (-5.735e-06,-5.5e-06)
p25=2.927e-05 (2.864e-05,2.989e-05)
p24=0.0007757 (0.0007567,0.0007947)
p23=0.0002268 (0.0001434,0.0003102)
p22=-0.08104 (-0.08185,-0.08022)
p21=-0.4321 (-0.4346,-0.4296)
p20=11.85 (11.84,11.86)
Goodness of fit:
SSE:23.2
R-square:0.9987
Adjusted R-square:0.9987
RMSE:0.09101
求得p26至p20,便得到了第二多项式的具体表达式。
可将第三曲线306所对应的第三多项式设为:p30+p31x3+p32x32+p33x33,其中x3的范围设为(-9.8,9.8),则通过软件拟合可以得到如下参数信息:
系数(95%置信度范围):
p33=-1.492e-06 (-1.141e-05,8.424e-06)
p32=-0.01418 (-0.01423,-0.01413)
p31=-7.288e-05 (-0.0005684,0.0004227)
p30=2.066 (2.065,2.067)
Goodness of fit:
SSE:0.9086
R-square:0.9938
Adjusted R-square:0.9937
RMSE:0.02133
求得p33至p30,便得到了第三多项式的具体表达式。
可将第四曲线308所对应的第四多项式设为:p40+p41x4+p42x42+p43x43,其中x4的范围设为(-11.1,11.1),则通过软件拟合可以得到如下参数信息:
系数(95%置信度范围):
p43=-2.186e-06 (-4.551e-05,4.114e-05)
p42=-0.05628 (-0.05653,-0.05603)
p41=-0.0004819 (-0.003433,0.002469)
p40=8.2 (8.189,8.211)
Goodness of fit:
SSE:59.35
R-square:0.9898
Adjusted R-square:0.9898
RMSE:0.1724
求得p43至p40,便得到了第四多项式的具体表达式。
同样,类似于上述条形透镜102,上述得到的颗粒透镜106的各个曲线所对应的表达式也不是唯一的,可以为该各个曲线分别设置比上述多项式项数更多或更少的多项式,并在对各个x2、x3、x4取相同或不同的范围后通过软件拟合得到该项数更多或更少的多项式,只要由此得到的多项式的拟合精度符合期望值即可,此处不再赘述。
为配合上述得到的颗粒透镜106的第二曲线304、第三曲线306和第四曲线308,可以将颗粒透镜106的第一曲线302设置为圆弧。但可以理解的是,该第一曲线302也不一定完全是圆弧,只要能跟上述第二曲线304、第三曲线306和第四曲线308配合地使光线经过颗粒透镜106后能够大部分都均匀地到达底板即可。
需要特别说明的是,虽然在拟合上述各个曲线时采用了多项式拟合的方式,但本领域技术人员可以理解,也可以通过其它方式来拟合得到上述各个曲线,只要拟合精度符合所期望的要求。
可选地,可以为颗粒透镜106设置一个槽(未图示),并设计该槽包含所述颗粒透镜入射面,用于聚焦接收到的光线。所述槽还可以起到容纳发光体(全部或部分)的作用。当然,所述槽也可以不容纳发光体。
可选地,光电模组100可以设计为八边形结构,其中在八条边上交错地设置四个条形透镜102和四个颗粒透镜组104。进行这样的设计,因为其在美观和光照效果的兼顾上做到了最优。但这并不意味着,本实用新型的多边形透镜装置必须采用八边形,如前面所述地,其也可以采用其它合适的形状。
可选地,每个颗粒透镜组104可包括两个颗粒透镜106。但可以理解,也可以设计颗粒透镜组104具有其它数目的颗粒透镜106,比如三个颗粒透镜。
至此描述了根据本实用新型的用于灯具的多边形透镜装置,其在任何灯具中都没有出现过。这种组合使用条形透镜和颗粒透镜的多边形透镜结构可以根据需要,通过调节各个透镜的入射面和出射面所对应的曲线,来满足对光线方向的各种需求。特别地,当被用于灯具中时,本实用新型的多边形透镜装置可以使发光体发出的光线大部分都非常均匀地到达灯具的底板,从而使底板上的光照均匀,且可以有效解决眩光问题。
根据本实用新型的实施例,还提供一种灯具。
参考图33,其中示出了根据本实用新型的实施例的灯具400。该灯具400包括光电模组 402和底板404。
图34示出了灯具400在拆装后的示意图。如图33所示,光电模组402包括集成在一起的发光组件406和电源控制组件408。图35中的光电模组,为各个条形透镜410和颗粒透镜412对应设置一个或多个LED发光体,例如LED灯珠(LED发光体的设置位置在图中示出为在各个条形透镜410和颗粒透镜412的斜上方)。可以理解的是,因为该图35示出的是灯具400拆下后颠倒放置的视图,所以对于实际使用中的灯具400来说,LED发光体可以设置在各个条形透镜410和颗粒透镜412斜下方,如图34所示。底板404也兼做灯具400的灯罩,其对光电模组402起到支撑作用,同时底板404的尺寸被特别设计为适配于光电模组402,以接收光电模组402发出的大部分光线并将所接收到的光线绝大部分(该仅有的少量光损源自于底板本身对光的吸收、以及底板反射的光线不可避免地会有少量落回到光电模组上)都反射到照射面。上述灯具400因为采用了根据本实用新型的多边形透镜装置,因此可以将LED 发光体(通常具有120°的光束角)发出的光(以例如大约90°的光束角)大部分都均匀地投射到底板404上。而底板404也根据该多边形透镜装置作了特别的适应性设计,以使其可以把接收到的光线绝大部分都反射到照射面。由此,灯具400发出的光大部分都通过底板404 均匀反射到照射面,与传统LED灯相比更加均匀柔和,有效地解决了眩光问题,大大提升了空间光的舒适度。此外,上述灯具400的光电模组402集电源控制、发光组件、接线空间于一体,这使得灯具外观简洁美观。
可选地,如图34所示,发光组件406可在电源控制组件408的顶部并相对于底板404倾斜地设置,从而使得发光组件406发出的光更容易射向底板404,而基本上不会从灯具漏出,从而进一步提高光效和降低眩光。
作为一个示例,每个颗粒透镜412可对应设置有一个LED发光体。
作为另一个示例,每个条形透镜410可对应设置有五个LED发光体。
可选地,底板404可由SPCC(即,符合按照日本工业标准(JIS)规定的“一般用冷轧碳钢薄板及钢带”的钢材)冷轧板一次性拉伸成型。由此在保证强度的同时使外观简约,而且与其他的钣金拼接方式相比,使用该方式制造的底板404成本更低。
以下将结合图36描述根据本实用新型的灯具的一个实例。如图36所示,在该实例中,灯具采用八边形的光电模组,在八条边上交错地设置四个条形透镜和四个颗粒透镜组,每个颗粒透镜组中设置两个颗粒透镜。其中每个条形透镜下方设置有五颗LED光珠,每个颗粒透镜下方设置有两颗LED光珠,这些LED光珠采用单排结构。
经测试,上述灯具实例的整灯光通量为4000流明,光效为74%,相比传统LED灯提升了光效。该灯具实例的UGR(统一眩光值)为21.33(对于商业建筑、影剧院建筑等的照明标准值规定UGR需低于22),相比传统LED灯大大地降低了眩光。此外,该灯具实例的底板上的平均照度与最大照度的比值为1:1.2,能够提供均匀且柔和的光照。
于一第二实施例中提供一种光电模组4,可应用于本实用新型实施例中的LED灯具。参见图37到图42,所述光电模组4包括发光单元41、基座42和光学构件43。
基座42连接至支承单元1。基座42可包括一底板421及一座体422,底板421与座体422固定,并且底板421与座体422之间(即基座42内部)形成容置空间,容置空间内部可设置LED灯具的电源。发光单元41固定于座体422上。
座体422的一端敞口设置,以用于将电源从敞口处装入座体422内。座体422的敞口处的一端设置有第一连接壁4221,底板421上具有第二连接壁4211,第一连接壁4221与第二连接壁4211贴合并固定。第二连接壁4211的设置,可增加座体422与底板421的接触面积,从而使发光单元41工作时产生的热量通过座体422而快速的传导至底板421。当底板421贴合安装在支承单元1时,底板421与支承单元1形成热传导,便于将热量传导至支承单元1,并透过支承单元1上更大的散热面积而进行散热。
发光单元41包括第一发光单元411及第二发光单元412,第一发光单元411的出光方向与第二发光单元412的出光方向不同。具体的,座体422上具有第一安装面4222及若干围绕第一安装面4222设置的第二安装面4223。当LED灯具沿水平面安装设置时,第一安装面4222平行或大致平行于水平面,而第二安装面4223则与水平面呈一夹角,所述夹角为一锐角(其角度为45度至85度之间)。第一发光单元411安装至第一安装面4222,而第二发光单元412则一一对应的安装至第二安装面4223。
第二安装面4223可设置有8组,8组第二安装面4223围绕第一安装面4222而均布于座体422。一些实施例中,第二安装面4223的数量也可设置为4组、5组或6组。
第一发光单元411包括第一电路板4111及第一发光体4112,其中,第一发光体4112可为LED灯珠,或其他类型的LED发光单体。第一电路板4111至少部分贴设(本处的贴设可以是第一电路板4111直接贴设于第一安装面4222,也可是第一电路板4111通过中间介质而贴设于第一安装面4222,中间介质可以是胶,或其他可完成第一电路板4111与第一安装面4222连接效果的介质)第一安装面4222上,并形成导热路径,以此,第一发光体4112工作时产生的热可通过第一电路板4111而热传导至座体422,并借由座体422进行散热。
第一安装面4222的面积至少为第一电路板4111的底面的面积的10%,以保证第一电路板4111与第一安装面4222之间的热传导。第一安装面4222的面积不超过第一电路板4111 的底面的面积的30%,以节省材料成本。
第二发光单元412包括第二电路板4121和第二发光体4122,其中,第二发光体4122可为LED灯珠,或其他类型的LED发光单体。第二电路板4121至少部分贴设(本处的贴设可以是第二电路板4121直接贴设于第二安装面4223,也可是第二电路板4121通过中间介质而贴设于第二安装面4223,中间介质可以是胶,或其他可完成第二电路板4121与第二安装面4223连接效果的介质)第二安装面4223上,并形成导热路径,以此,第二发光体4122工作时产生的热可通过第二电路板4121而热传导至座体422,并借由座体422进行散热。
第一发光单元411与第二发光单元412的光效可相同或不同。如第二发光单元412的光效高于第一发光单元411,以使光电模组4的侧向具有更多的光通量,进而使更多光线通过支承单元1的反射而出光,从而避免局部的强光,提高出光的均匀性,并且可降低眩光。
光学构件43罩于基座42上,以对第一发光单元411和第二发光单元412工作时产生的光进行光学处理。光学构件43可采用塑料材质,如亚克力,以起到光扩散的作用,以使出光更加均匀。
光学构件43上设置有底壁431,光学构件43通过底壁431而与第一连接壁4221或第二连接壁4211连接,以实现光学构件43与基座42的固定,以使光电模组4形成一整体式结构。
应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本教导的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容,也不应该认为实用新型人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。
Claims (10)
1.一种LED灯具,其特征在于,包括:
一支承单元,至少包含复数个第一反射面;
光电模组,其固定至所述支承单元,该光电模组包含一基座、一第一发光单元、一第一光束控制构件及一遮光部,其中该第一发光单元设置在该基座上,该第一光束控制构件配置在该第一发光单元的主要出光面上,该遮光部设置在该基座的一端部且位于第一发光单元的一侧;以及
接线单元,其固定于所述支承单元上,该接线单元电性连接该第一发光单元,其中,该第一发光单元所发出的光经由该第一光束控制构件所调节使部分该第一发光单元所发出的光直接投射至该第一反射面且部分该第一发光单元所发出的光经由该遮光部反射后在投射至该第一反射面。
2.如权利要求1所述的LED灯具,其中该第一光束控制构件更包含至少一孔洞,该孔洞适于容置该第一发光单元。
3.如权利要求2所述的LED灯具,其中该第一光束控制构件更包含一第一出射面与一第二出射面,该第一出射面为外凸曲面,该第二出射面为内凹曲面,该第一出射面光射出的光通量大于该第二出射面光射出的光通量。
4.如权利要求2所述的LED灯具,其中该第一出射面为聚光曲面,该第二出射面为扩散曲面,该第一出射面光射出的光通量大于该第二出射面光射出的光通量。
5.如权利要求4所述的LED灯具,其中该第一出射面对应于该第一反射面的一第一区域,该第二出射面对应于该第一反射面的一第二区域,该第一区域相对于该第一光束控制构件的距离大于该第二区域相对于该第一光束控制构件的距离,其中该第一区域的表面的平均照度与该第二区域的表面的平均照度比值限定为1:0.2~1。
6.如权利要求5所述的LED灯具,其中该支承单元更包含复数个第二反射面,该光电模组更包含一第二发光单元及一第二光束控制构件,该第二发光单元设置在该基座上,该第二光束控制构件配置在该第二发光单元的主要出光面上,该遮光部设置在该基座的一端部且位于第二发光单元的一侧。
7.如权利要求6所述的LED灯具,其中该第二光束控制构件更包含至少一孔洞,该孔洞适于容置该第二发光单元。
8.如权利要求7所述的LED灯具,其中该第二光束控制构件更包含一第三出射面与一第四出射面,该第三出射面为外凸曲面,该第四出射面为内凹曲面,该第三出射面光射出的光通量大于该第四出射面光射出的光通量。
9.如权利要求7所述的LED灯具,其中该第三出射面为聚光曲面,该第四出射面为扩散曲面,该第三出射面光射出的光通量大于该第四出射面光射出的光通量。
10.如权利要求9所述的LED灯具,其中该第三出射面对应于该第二反射面的一第三区域,该第四出射面对应于该第二反射面的一第四区域,该第三区域相对于该第二光束控制构件的距离大于该第四区域相对于该第二光束控制构件的距离,其中该第三区域的表面的平均照度与该第四区域的表面的平均照度比值限定为1:0.2~1。
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