CN104948943B - Led灯具及其反射器 - Google Patents

Abstract

一种LED灯具反射器，其开设有喇叭状的反射腔，反射腔包括大口端及与大口端相对的小口端，小口端上开设有与反射腔相连通的光源孔，反射腔的腔壁由依次首尾相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁组成，且第一侧壁与第三侧壁相对于光源孔的轴线对称设置，第二侧壁与第四侧壁均为向外弯曲的弧面，且第二侧壁与第四侧壁相对于轴线对称设置，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，经第二侧壁或第四侧壁反射的光线的最大出射角为第二侧壁及第四侧壁在出光口上的切线与轴线之间的夹角。同时还提供了一种使用上述LED灯具反射器的LED灯具。使用上述LED灯具反射器的LED灯具具有光束角较宽，照射面较大的特点。

Description

LED灯具及其反射器

技术领域

本发明涉及照明技术，特别是涉及一种LED灯具及其反射器。

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。与传统灯具相比较，LED灯具具有节能、环保、安全、显色指数高、寿命长等性能特点。同时LED灯具还具有体积小，光效高，能耗小等显著特点。LED灯具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，对于传统的LED灯具，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。在进行LED应用的二次光学设计中，由于发光角度的原因LED的大部分光线是不经反射体而直接照射出去的，这照成LED灯具的光能损失很大。

发明内容

基于此，有必要提供一种光能损失较小的LED灯具及其反射器。

一种LED灯具反射器，所述LED灯具反射器开设有喇叭状的反射腔，所述反射腔包括大口端及与所述大口端相对的小口端，所述大口端为所述反射腔的出光口，所述出光口为矩形，所述小口端上开设有与所述反射腔相连通的光源孔，所述光源孔用于收容LED光源，所述反射腔的腔壁由依次首尾相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁组成，所述第一侧壁与所述第三侧壁均为平面结构，且所述第一侧壁与所述第三侧壁相对于所述光源孔的轴线对称设置，所述第一侧壁及所述第三侧壁与所述轴线之间的夹角相等，所述第二侧壁与所述第四侧壁均为向外弯曲的弧面，且所述第二侧壁与所述第四侧壁相对于所述轴线对称设置，所述第二侧壁及所述第四侧壁在所述出光口上的切线与所述轴线之间的夹角相等；

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，经所述第二侧壁或所述第四侧壁反射的光线的最大出射角为所述第二侧壁及所述第四侧壁在所述出光口上的切线与所述轴线之间的夹角。

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轴线之间的夹角大于所述第二侧壁及所述第四侧壁在所述出光口上的切线与所述轴线之间的夹角，并且小于所述第二侧壁及所述第四侧壁在所述出光口上的切线与所述轴线之间的夹角的两倍。

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，所述第二侧壁及所述第四侧壁在所述出光口上的切线与所述轴线之间的夹角为44±2度，经所述第二侧壁及所述第四侧壁反射的光线的最大出射角为44±2度。

在其中一个实施例中，所述LED灯具反射器的外表面的相对两侧均设有定位柱，所述定位柱的一端一体化设置于所述反射器的外表面上，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，且所述定位柱位于所述出光口的周缘。

在其中一个实施例中，所述LED灯具反射器由ABS材料制成。

一种LED灯具，包括：

上述的LED灯具反射器；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LED灯具反射器反射，从所述出光口出射。

在其中一个实施例中，所述LED光源包括LED灯珠及基板，所述基板设置于所述光源孔内，所述LED灯珠设置于所述基板上，所述LED光源发出的光经所述LED灯具反射器反射后形成120±5×90±5度的光斑。

上述LED灯具中，通过其LED灯具反射器上的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁对LED光源发出的光进行反射，最终形成一个半光强角为120±5×90±5度的光斑，光束角较宽，照射面较大，且照度较为均匀，进而减小了光能的损失。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中LED灯具的爆炸图；

图2为图1所示的LED灯具中LED灯具反射器的结构示意图；

图3为图1所示的LED灯具中LED灯具反射器的剖视图；

图4为图1所示的LED灯具中LED灯具反射器另一角度的剖视图；

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图。

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例。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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

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。

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例的目的，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，本发明较佳实施例中的LED灯具10，包括LED灯具反射器100及LED光源200。

请一并参阅图2，LED灯具反射器100开设有喇叭状的反射腔110。反射腔110包括大口端111及与大口端111相对的小口端113。大口端111为反射腔110的出光口，出光口为矩形。小口端113上开设有与反射腔110相连通的光源孔113a。光源孔113a用于收容LED光源200，光源孔113a的轴线与LED光源200的光轴重合。LED光源200发出的光线经反射腔110的腔壁反射后从出光口射出。

具体在本实施例中，LED灯具反射器100由ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers）材料制成。ABS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，LED灯具反射器100具有较强的硬度及刚性，保证LED灯具反射器100的使用寿命。

反射腔110的腔壁由依次首尾相连的第一侧壁115a、第二侧壁115b、第三侧壁115c及第四侧壁115d组成。第一侧壁115a与第三侧壁115c均为平面结构，第二侧壁115b与第四侧壁115d均为向外弯曲的弧面。第一侧壁115a及第三侧壁115c的顶部侧边对应着矩形的出光口短边。第二侧壁115b与第四侧壁115d的顶部侧边对应着矩形的出光口长边。

请一并参阅图3，第一侧壁115a与第三侧壁115c相对于光源孔113a的轴线对称设置。第一侧壁115a及第三侧壁115c与轴线之间的夹角相等。经第一侧壁115a或第三侧壁115c反射的光线的最大出射角为第一侧壁115a或第三侧壁115c与光轴夹角。

请一并参阅图4，第二侧壁115b与第四侧壁115d均为向外弯曲的弧面。第二侧壁115b与第四侧壁115d相对于轴线对称设置。第二侧壁115b与第四侧壁115d之间的距离由小口端113向大口端111方向逐渐增大。第二侧壁115b及第四侧壁115d在出光口上的切线与轴线之间的夹角相等。第二侧壁115b或第四侧壁115d反射的光线的最大出射角为第二侧壁115b及第四侧壁115d在出光口上的切线与轴线之间的夹角。

第一侧壁115a及第三侧壁115c与轴线之间的夹角大于第二侧壁115b及第四侧壁115d在出光口上的切线与轴线之间的夹角，并且小于第二侧壁115b及第四侧壁115d在出光口上的切线与轴线之间的夹角的两倍。

具体在本实施例中，第一侧壁115a及第三侧壁115c与轴线之间的夹角为60±2度，经第一侧壁115a及第三侧壁115c反射的光线的最大出射角为60±2度，以使LED光源200发出的光经反射腔110的第一侧壁115a及第三侧壁115c反射后出射到夹角大致为120度的区域内。

第二侧壁115b及第四侧壁115d在出光口上的切线与轴线之间的夹角为44±2度，经第二侧壁115b及第四侧壁115d反射的光线的最大出射角为44±2度，以使LED光源200发出的光经反射腔110的第二侧壁115b及第四侧壁115d反射后出射到夹角大致为90度的区域内，最终使上述LED发出的光经反射腔110后形成120×90度的光斑。

可以理解，第一侧壁115a及第三侧壁115c与LED光源200的光轴之间夹角不限于60±2度，可以根据配光需要，确定第一侧壁115a及第三侧壁115c与LED光源200的光轴之间夹角大小。同时，第二侧壁115b及第四侧壁115d在出光口上的切线与LED光源200的光轴之间夹角不限于44±2度，可以根据配光需要，确定第二侧壁115b及第四侧壁115d在出光口上的切线与轴线之间的夹角的大小。

需要指出的是，LED灯具反射器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，LED灯具反射器100也大致为喇叭状，LED灯具反射器100的中部开设有喇叭状的反射腔110，反射腔110的形状与LED灯具反射器100的形状相匹配。同时，上述LED灯具反射器100还可由其它材料制成，不限于ABS材料。

请再次参阅图1，LED光源200包括LED灯珠210及基板230。基板230设置于光源孔113a内，LED灯珠210设置于基板230上。

请再次参阅图3，LED灯具反射器100的外表面的相对两侧均设有定位柱130。定位柱130的一端一体化设置于反射器的外表面上，定位柱130的另一端设有内螺孔。LED灯具反射器100可以通过螺纹紧固件以及其上的定位柱130固定于外部固定件上，如LED灯具10的灯壳。螺纹紧固件穿设LED灯具10的灯壳，并与定位柱130上的内螺孔相螺合，以实现对LED灯具反射器100的安装。

具体在本实施方式中，LED灯具反射器100大致为与反射腔110相适配的喇叭状，两个定位柱130分别设于第一侧壁115a及第三侧壁115c的外侧，且定位柱130位于出光口的周缘。两个定位柱130相对光源孔113a的轴线对称，以方便对LED灯具反射器100的安装及对齐等操作。

可以理解，LED灯具反射器100也可以直接通过长螺钉固定于外部固定件上，此时定位柱130也可以省去。

采用Cree XP-E的LED（功率为3W），安装在LED灯具反射器100上，以对LED灯具反射器100进行模拟配光，请一并参阅图5，其相应的光强分布如图5所示，在1米远测试位置测得的最高光照度可以达到45lux。并且该LED灯具10形成长3米、宽2米的光斑。同时，上述LED灯具10照度分布如图6及图7所示，可以看出，上述LED灯具10的光斑满足了均匀的照度要求。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满足照射面大、照度均匀等配光需求，提高光能的利用率。

上述LED灯具10中，通过其LED灯具反射器100上的第一侧壁115a、第二侧壁115b、第三侧壁115c及第四侧壁115d对LED光源200发出的光进行反射，最终形成一个半光强角为120±5×90±5度的光斑，光束角较宽，照射面较大，且照度较为均匀，进而减小了光能的损失。

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灯具反射器，其特征在于，所述LED灯具反射器开设有喇叭状的反射腔，所述反射腔包括大口端及与所述大口端相对的小口端，所述大口端为所述反射腔的出光口，所述出光口为矩形，所述小口端上开设有与所述反射腔相连通的光源孔，所述光源孔用于收容LED光源，所述反射腔的腔壁由依次首尾相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁组成，所述第一侧壁与所述第三侧壁均为平面结构，且所述第一侧壁与所述第三侧壁相对于所述光源孔的轴线对称设置，所述第一侧壁及所述第三侧壁与所述轴线之间的夹角相等，所述第二侧壁与所述第四侧壁均为向外弯曲的弧面，且所述第二侧壁与所述第四侧壁相对于所述轴线对称设置，所述第二侧壁及所述第四侧壁在所述出光口上的切线与所述轴线之间的夹角相等；

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轴线之间的夹角，经所述第二侧壁或所述第四侧壁反射的光线的最大出射角为所述第二侧壁及所述第四侧壁在所述出光口上的切线与所述轴线之间的夹角；

所述第一侧壁及所述第三侧壁与所述轴线之间的夹角大于所述第二侧壁及所述第四侧壁在所述出光口上的切线与所述轴线之间的夹角，并且小于所述第二侧壁及所述第四侧壁在所述出光口上的切线与所述轴线之间的夹角的两倍；

所述第一侧壁及所述第三侧壁与所述轴线之间的夹角为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；

所述第二侧壁及所述第四侧壁在所述出光口上的切线与所述轴线之间的夹角为44±2度，经所述第二侧壁及所述第四侧壁反射的光线的最大出射角为44±2度。

2.根据权利要求1所述的LED灯具反射器，其特征在于，所述LED灯具反射器的外表面的相对两侧均设有定位柱，所述定位柱的一端一体化设置于所述反射器的外表面上，所述定位柱的另一端设有内螺孔。

3.根据权利要求2所述的LED灯具反射器，其特征在于，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，且所述定位柱位于所述出光口的周缘。

4.根据权利要求1所述的LED灯具反射器，其特征在于，所述LED灯具反射器由ABS材料制成。

5.一种LED灯具，其特征在于，包括：

如权利要求1～4任意一项所述的LED灯具反射器；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LED灯具反射器反射，从所述出光口出射。

6.根据权利要求5所述的LED灯具，其特征在于，所述LED光源包括LED灯珠及基板，所述基板设置于所述光源孔内，所述LED灯珠设置于所述基板上，所述LED光源发出的光经所述LED灯具反射器反射后形成120±5×90±5度的光斑。