CN104948940B - Led灯具及其偏光反射器 - Google Patents

Abstract

一种LED灯具的偏光反射器，偏光反射器开设有四棱台状的反射腔，反射腔包括依次首尾相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁。反射腔的小口端为光源孔。反射腔的大口端为矩形的出光口，第一侧壁与第三侧壁相对于光轴对称设置，第一侧壁及第三侧壁与光源孔的轴线之间的夹角相等，第二侧壁与第四侧壁相对设置。第二侧壁朝向光源孔的轴线倾斜，第四侧壁背向光源孔的轴线倾斜，第二侧壁与光轴之间的夹角小于第四侧壁与光轴之间的夹角。经第一侧壁或第三侧壁反射的光线的最大出射角为第一侧壁或第三侧壁与光轴夹角，经第二侧壁反射的光线的最大出射角小于经第四侧壁反射的光线的最大出射角。还提供一种LED灯具。

Description

LED灯具及其偏光反射器

技术领域

本发明涉及一种照明灯具，特别是涉及一种LED灯具及其偏光反射器。

背景技术

目前随着LED芯片和封装工艺的成熟，LED亮度要求足以满足各个照明领域的需求，LED固态照明已经成为趋势。它节能，环保，安全，具有显色指数高，寿命长的等性能特点；同时其也具有体积小，光效高，能耗小等显著特点。LED光源以其明显的优势被广泛地应用到科研实验、生产、生活的各个领域，如道路、隧道、景观、室内家居、商业广告、工业制造等照明灯具的应用。

与白炽灯、金属卤素灯等发光是360度全方向的传统光源不同的是，LED由其芯片封装的结构决定了发光的多样性，如朗伯型、侧射型、蝙蝠型和聚光型几种。因此在具体应用领域中，为符合该领域的行业或国家标准，需要进行二次光学设计，尤其是大功率LED光源，从而使得LED的光照范围、光强分布、照度等符合该行业照明的需求。道路边灯、绿化路灯、园林景观路灯等在进行LED二次光学设计中，LED的大部分光线是不经反射体二次配光而直接照射出去的。由于道路边灯、绿化路灯、园林景观路灯等具有照射面大、偏光照明等配光需求，因此，由于发光角度的原因这造成LED的光能损失很大。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够满足照射面大、偏光照明的配光需求的LED灯具及其偏光反射器。

一种LED灯具的偏光反射器，所述偏光反射器开设有四棱台状的反射腔，所述反射腔包括依次首尾相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁，所述反射腔的小口端为光源孔，所述光源孔用于收容LED光源，所述反射腔的大口端为矩形的出光口，所述第一侧壁与所述第三侧壁相对于所述光轴对称设置，所述第一侧壁及所述第三侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角相等，所述第二侧壁与所述第四侧壁相对设置，所述第二侧壁朝向所述光源孔的轴线倾斜，所述第四侧壁背向所述光源孔的轴线倾斜，所述第二侧壁与所述光轴之间的夹角小于所述第四侧壁与所述光轴之间的夹角；

其中，经所述第一侧壁或所述第三侧壁反射的光线的最大出射角为所述第一侧壁或所述第三侧壁与所述光轴夹角，经所述第二侧壁反射的光线的最大出射角小于经所述第四侧壁反射的光线的最大出射角。

在其中一个实施例中，所述第四侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角大于所述第二侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角的三倍；所述第一侧壁及所述第三侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角小于所述第四侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角的二倍。

在其中一个实施例中，所述第二侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角为6±2度，经所述第二侧壁反射的光线的最大出射角为10±2度，所述第四侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角为35±2度，经所述第四侧壁反射的光线的最大出射角为50±2度。

在其中一个实施例中，所述第一侧壁及所述第三侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角为60±2度，经所述第一侧壁及所述第三侧壁反射的光线的最大出射角为60±2度。

在其中一个实施例中，所述反射器的外表面的相对两侧均设有定位柱，所述定位柱靠近所述大口端的一端与所述反射器的外表面固定连接，所述定位柱的另一端设有内螺孔。

在其中一个实施例中，两个所述定位柱分别设于所述第一侧壁及所述第三侧壁的外侧，且所述定位柱靠近所述第二侧壁设置，所述光源孔靠近所述第二侧壁，两个所述定位柱及所述光源孔位于同一直线上。

一种LED灯具，包括：

上述的偏光反射器；及

所述LED光源，收容于所述光源孔内，所述光源孔的轴线与所述LED光源的光轴重合，所述LED光源的光线经所述偏光反射器反射，从所述出光口出射。

在其中一个实施例中，所述LED光源靠近所述第二侧壁设置，所述LED光源与所述第二侧壁靠近所述LED光源的一端的距离小于所述LED光源与所述第四侧壁靠近所述LED光源的一端的距离。

在其中一个实施例中，所述LED光源与所述第一侧壁靠近所述LED光源的一端的距离与所述LED光源与所述第三侧壁靠近所述LED光源的一端的距离相等。

在其中一个实施例中，所述LED光源包括LED灯珠及电路板，所述电路板与所述光源收容孔的尺寸及形状相同，所述电路板与所述光源收容孔的内侧壁密封连接。

上述LED灯具中，LED光源发出的光经第一侧壁或第二侧壁反射，反射后的光线的最大出射角为第一侧壁或第三侧壁与光轴夹角。经第二侧壁反射的光线的最大出射角小于经第四侧壁反射的光线的最大出射角。长边方向的光斑为对称的光斑，短边方向的光斑为非对称的偏光，若以光轴为中线，经第二侧壁反射的光线的最大出射角小于经第四侧壁反射的光线的最大出射角。上述LED灯具可以形成一个矩形光斑，通过偏光反射器配光达到照射面大、偏光照明的偏光要求。并且，照度较为均匀，提高了光能利用率，非常适合具有偏光要求的灯具使用。

附图说明

图1为一实施方式的LED灯具的爆炸图；

图2为图1所示的LED灯具的侧视图；

图3为图2所示的LED灯具沿A-A方向的剖视图；

图4为图2所示的LED灯具沿B-B方向的剖视图；

图5为图1所示的LED灯具的光强分布曲线图；

图6为图1所示的LED灯具的照度分布图；

图7为图1所示的LED灯具的照度分布曲线。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，本实施方式的LED灯具10包括偏光反射器100及LED光源200。LED光源200收容于偏光反射器100内。

本实施方式的LED灯具10的偏光反射器100，偏光反射器100开设有四棱台的反射腔（图未标）。反射腔包括依次首尾相连的第一侧壁110、第二侧壁120、第三侧壁130及第四侧壁140。反射腔的小口端160为光源孔161。LED光源200收容于光源孔161内。光源孔161的轴线与LED光源200的光轴重合。反射腔的大口端170为矩形的出光口171。第一侧壁110与第三侧壁130靠近出光口171的侧边为矩形的短边。第二侧壁120与第四侧壁140靠近出光口171的侧边为矩形的长边。具体在本实施方式中，光源孔161靠近第二侧壁120开设。光源孔161距离第一侧壁110与第三侧壁130的距离相等。第一侧壁110与第三侧壁130关于光源孔161对称。

可以理解，偏光反射器100的形状可以为方台或是圆台等形状。具体在本实施方式中，偏光反射器100为四棱台形，偏光反射器100的中部开设有一四棱台状的反射腔。并且，反射腔的形状与偏光反射器100的形状相匹配。

第一侧壁110与第三侧壁130关于光轴对称设置。第一侧壁110及第三侧壁130与光轴之间的夹角相等。具体在本实施方式中，第一侧壁110及第三侧壁130与LED光源200的光轴之间的夹角为60±2度。

可以理解，根据配光需要，设计第一侧壁110及第三侧壁130与LED光源200的光轴之间夹角大小。

第二侧壁120与第四侧壁140相对设置。第二侧壁120朝向光源孔161的轴线倾斜，第四侧壁140背向光源孔161的轴线倾斜。第二侧壁120与光轴之间的夹角小于第四侧壁140与光轴之间的夹角。具体地，第四侧壁140与光源孔161的轴线之间的夹角大于第二侧壁120与光源孔161的轴线之间的夹角的三倍。第一侧壁110及第三侧壁130与光源孔161的轴线之间的夹角小于第四侧壁140与光源孔161的轴线之间的夹角的二倍。

具体在本实施方式中，第二侧壁120与光轴之间的夹角为6±2度，第四侧壁140与光轴之间的夹角为35±2度。

可以理解，根据配光需要，设计第二侧壁120与光轴及第四侧壁140与光轴之间夹角大小。

请参阅图3和图4，具体在本实施方式中，第一侧壁110与第三侧壁130的长度为18.56±1.00mm。第二侧壁120的长度为9.55±1.00mm，第四侧壁140的长度为11.60±1.00mm。上述偏光反射器100的体积较小，并且能够满足偏光要求，使在有限的空间内尽可能多的组装LED灯具10，提高空间利用率。

反射膜（图未示）设于偏光反射器100的表面。反射膜一般可分为三大类：金属反射膜、全电介质反射膜和金属电介质反射膜。具体在本实施方式中，偏光反射器100的表面镀有高反射性铝膜。可以理解，偏光反射器100可以只是在反射腔的内表面设有反射膜。

偏光反射器100的材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS（Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers）。该种材料具有高强度、低重量的特点。该种材料为不透明材料，无毒、无味，并且兼有韧、硬、刚的特性。因此，偏光反射器100具有较强的硬度及刚性，保证偏光反射器100的使用寿命。

LED光源200收容于光源孔161内。LED光源200的光线经偏光反射器100反射，从出光口171出射。具体在本实施方式中，LED光源200采用1pcs Cree XP-E3W的LED光源200，光通量为100lm。

请再次参阅图1，LED光源200安装在偏光反射器100上。LED光源200包括灯珠210及电路板220。电路板220的尺寸与光源收容孔161的尺寸、形状相同。因此，当电路板220收容于光源收容孔161内的时候，电路板220的外侧壁与光源收容孔161的内侧壁完全抵接，以使电路板220与光源收容孔161的内侧壁能够达到密封连接，保证LED灯具10的密封性。

LED光源200距离第一侧壁110与第三侧壁120之间的距离相等。LED光源200发出的光线经第一侧壁110与第三侧壁130反射，从出光口171出射的范围为120度。具体在本实施方式中，LED光源200与第一侧壁110靠近LED光源200的一端之间的距离为3.00±0.05mm。LED光源200与第三侧壁130靠近LED光源200的一端之间的距离为3.00mm±0.05mm。

偏光反射器100的外表面的相对两侧均设有定位柱190。定位柱190靠近大口端171的一端与反射器的外表面固定连接，定位柱190的另一端设有内螺孔。具体在本实施方式中，偏光反射器100的形状为四棱台。两个定位柱190分别设于第一侧壁110与第三侧壁130的外侧。并且两个定位柱190靠近第二侧壁120设置。定位柱190用于与外界铝基板固定连接。螺钉穿过铝基板收容于内螺孔内，并与定位柱190螺纹连接，使LED灯具10固定设于铝基板上。

两个定位柱190、光源孔161位于同一直线上。LED光源200收容于光源孔161内，则两个定位柱190、LED光源200位于同一直线上。LED光源200位于两个定位柱190的中心处。并且，当需要调节LED灯具10的照明效果的时候，由于LED光源200位于两个定位柱190的中心处，可以根据铝基板上的定位孔，即可得知LED光源200的位置。因此在操作过程中，可以达到容易定位，方便设计的效果。

由于光源孔161靠近第二侧壁120开设，则LED光源200靠近第二侧壁120设置。具体在本实施方式中，LED光源200与第二侧壁120靠近LED光源200的一端之间的距离为2.45±0.05mm。第二侧壁120与LED光源200的光轴之间的夹角为6±2度。经第二侧壁120反射之后，位于第二侧壁120一侧的光线的最大出射角可以达到10±2度。两个定位柱190靠近第二侧壁120设置。

第四侧壁140与光轴之间的夹角为35±2度。经第四侧壁140反射之后，位于第四侧壁140一侧的光线的最大出射角可以达到50±2度。LED光源200与第四侧壁140靠近LED光源200的一端之间的距离为2.74mm±0.05mm。

LED光源200发出的光线经第一侧壁110及第三侧壁130反射的光线的最大出射角为第一侧壁110及第三侧壁130与光轴夹角。经第二侧壁120反射的光线的最大出射角小于经第四侧壁140反射的光线的最大出射角。

具体在本实施方式中，LED光源200发出的光线经第一侧壁110及第三侧壁130反射的光线的最大出射角为60度。光线经第一侧壁110及第三侧壁130反射从出光口171出射在120度的范围内。光线经第二侧壁120与第四侧壁140反射，出光口171出射的最大出射角为60度。模拟LED灯具10经偏光反射器100配光后，其相应的光强分布如图5。在2米远测试位置测得的最高光照度可以达到14lux。并且该LED灯具10形成长6米、宽3米的光斑。并且该LED灯具10照度分布如图6及图7。因此，在道路边灯、绿化路灯、园林景观路灯等实际应用中，上述LED灯具10具有照射面大、偏光照明等配光需求，提高光能的利用率。

上述LED灯具10中，LED光源200发出的光经第一侧壁110及第二侧壁120反射后，出射到夹角为120度的区域内。LED光源200发出的光经第二侧壁120和第四侧壁140反射后，出射到夹角为60度的区域内。以长边方向反射形成的光束与以短边方向反射出来的光束相互叠加最终形成一个半光强角为120度×60度的光斑。其中，长边方向的光斑为对称的120度光斑，短边方向的光斑为非对称的偏光。若以光轴为中线，轴线右边为10度，左边为50度。上述LED灯具10通过偏光反射器100配光达到照射面大、偏光照明的偏光要求，照度较为均匀，提高了光能利用率，非常适合具有偏光要求的灯具使用。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种LED灯具的偏光反射器，其特征在于，所述偏光反射器开设有四棱台状的反射腔，所述反射腔包括依次首尾相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁，所述反射腔的小口端为光源孔，所述光源孔用于收容LED光源，所述反射腔的大口端为矩形的出光口，所述第一侧壁与所述第三侧壁相对于光轴对称设置，所述第一侧壁及所述第三侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角相等，所述第二侧壁与所述第四侧壁相对设置，所述第二侧壁朝向所述光源孔的轴线倾斜，所述第四侧壁背向所述光源孔的轴线倾斜，所述第二侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角小于所述第四侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角；

其中，经所述第一侧壁或所述第三侧壁反射的光线的最大出射角为所述第一侧壁或所述第三侧壁与所述光轴夹角，经所述第二侧壁反射的光线的最大出射角小于经所述第四侧壁反射的光线的最大出射角；

所述反射器的外表面的相对两侧均设有定位柱，所述定位柱靠近所述大口端的一端与所述反射器的外表面固定连接，所述定位柱的另一端设有内螺孔；

两个所述定位柱分别设于所述第一侧壁及所述第三侧壁的外侧，且所述定位柱靠近所述第二侧壁设置，所述光源孔靠近所述第二侧壁，两个所述定位柱及所述光源孔位于同一直线上，所述LED光源位于两个所述定位柱的中心处；

所述第四侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角大于所述第二侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角的三倍；所述第一侧壁及所述第三侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角小于所述第四侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角的二倍；

所述第二侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角为6±2度，经所述第二侧壁反射的光线的最大出射角为10±2度，所述第四侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角为35±2度，经所述第四侧壁反射的光线的最大出射角为50±2度。

2.根据权利要求1所述的LED灯具的偏光反射器，其特征在于，所述第一侧壁及所述第三侧壁与所述光源孔的轴线之间的夹角为60±2度，经所述第一侧壁及所述第三侧壁反射的光线的最大出射角为60±2度。

3.一种LED灯具，其特征在于，包括：

如权利要求1～2任意一项所述的偏光反射器；及

所述LED光源，收容于所述光源孔内，所述光源孔的轴线与所述LED光源的光轴重合，所述LED光源的光线经所述偏光反射器反射，从所述出光口出射。

4.根据权利要求3所述的LED灯具，其特征在于，所述LED光源靠近所述第二侧壁设置，所述LED光源与所述第二侧壁靠近所述LED光源的一端的距离小于所述LED光源与所述第四侧壁靠近所述LED光源的一端的距离。

5.根据权利要求4所述的LED灯具，其特征在于，所述LED光源与所述第一侧壁靠近所述LED光源的一端的距离与所述LED光源与所述第三侧壁靠近所述LED光源的一端的距离相等。

6.根据权利要求3所述的LED灯具，其特征在于，所述LED光源包括LED灯珠及电路板，所述电路板与所述光源孔的尺寸及形状相同，所述电路板与所述光源孔的内侧壁密封连接。