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CN106764515A - 基于晶点配光结构的组合式灯具 - Google Patents

基于晶点配光结构的组合式灯具 Download PDF

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CN106764515A CN201710054041.2A CN201710054041A CN106764515A CN 106764515 A CN106764515 A CN 106764515A CN 201710054041 A CN201710054041 A CN 201710054041A CN 106764515 A CN106764515 A CN 106764515A
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Abstract

本发明公开了基于晶点配光结构的组合式灯具，包括散热器、面环、灯头、LED光源、反光杯以及透镜，该灯头固定于散热器尾部并用于安装在插座，该散热器具有内腔且该内腔用于装配所述LED光源、反光杯以及透镜，该LED光源安装在透镜的受光面，该透镜安装在反光杯的入光口，该反光杯顶部端口由所述面环卡接有一镜片。本发明在LED灯具的光学反射镜面或者透镜表面打压凹凸处理技术，通过预设系列微小凹凸点的设计技术，使反光杯表面有无数个棱面组成，透镜外表面有许多微小的凸点组成，其共同组成一个比较理想的光学系统。该设计使得灯具的出射光在可控制范围内光强好，光线均匀、柔和。

Description

基于晶点配光结构的组合式灯具
技术领域
本发明涉及LED灯具，尤其是基于晶点配光结构的组合式灯具。
背景技术
对于现有的大功率LED射灯而言，其采用的LED光源多为点光源发光，发出的光束较为集中，在使用过程中会产生刺眼的眩光，容易产生视觉疲劳，给使用者造成不适。为了防止眩光，现有技术中有如专利号为ZL200920131954.0的实用新型专利《大功率LED射灯》公开了这样一种LED射灯，该射灯包括有一灯体、一设置于灯体上的连接端子、一设置于灯体中并与连接端子电气连接的驱动电源、一设置于灯体中并与驱动电源电气连接的LED光源、及套设于LED光源的每一LED芯片上的透镜，其中，透镜具有一光线出射面，自该光线出射面向下形成有一锥台，锥台的下端形成有一容置部，容置部的顶端处具有一自该锥台向下形成的球冠状凸起，透镜的容置部收纳LED芯片于其中。
上述专利使得对应于LED光源的每一LED芯片设置有一透镜，LED芯片所产生的光经过透镜的配光后，分解形成众多的像点，进而形成均匀的面光源，虽然该专利使得LED芯片发出的光因被分散而显得柔和，但是，在实际使用中，由于出光光束经过透镜后不发生会聚，使得射灯的光线是发散的，而且这种结构防眩光的效果不是很明显，在照明时眩光仍然存在，使用者仍然会感到较为晃眼。目前，现有技术中也有在整个射灯的出光口配置一个大的眩光罩，以将发射出的光照通过眩光罩的反射作用进行减弱，但是由于眩光罩只能遮挡住射灯边沿的光线，而LED芯片中心的刺眼发光点仍然无法消除，另外，增设了眩光罩往往会产生明显的挡光，严重影响到出光效率。
发明内容
本发明针对目前反射灯具中普遍存在的光束角精确度低、出光效率低，灯具光晕多、眩光多，和高功率LED灯具散热难等问题，提供基于晶点配光结构的组合式灯具。
本发明采用的技术方案是：
基于晶点配光结构的组合式灯具，包括散热器、面环、灯头、LED光源、反光杯以及透镜，该灯头固定于散热器尾部并用于安装在插座，该散热器具有内腔且该内腔用于装配所述LED光源、反光杯以及透镜，该LED光源安装在透镜的受光面，该透镜安装在反光杯的入光口，该反光杯顶部端口由所述面环卡接有一镜片。
所述反光杯的内表面设置有多个均匀排列的棱面，每个棱面设置有密集分布的微小凹凸点构成的晶点反射层。
所述透镜包括透镜外罩和位于透镜外罩内的锥形体，该锥形体顶部开设有第一凹槽，该第一凹槽底面设置有密集分布的凸面细微点，锥形体底部开设有第二凹槽用于装配所述LED光源。
所述锥形体上设置有一圈磨砂层，该磨砂层位于第一凹槽外侧。
所述透镜罩两侧各设置有一引脚，该引脚外侧设置有倒扣。
所述散热器内设有由若干凸棱和流通槽，凸棱和流通槽互相交替纵向排列构成的截面为曲线状的散热内壁，散热器体内的内壁与外壁之间设有若干凸台，凸台之间开有透气孔，散热器透气孔与散热内壁之间形成空气循环对流散热结构，形成内部的空气循环散热。
所述散热器内设有由若干凸棱和流通槽，凸棱和流通槽横向排列构成的螺旋状散热内壁，散热器体内的内壁与外壁之间设有若干凸台，凸台之间开有透气孔，散热器透气孔与散热内壁之间形成空气循环对流散热结构，形成内部的空气循环散热。
所述散热器采用含稀土金属的铝合金制成。
所述LED光源采用COB光源。
本发明的有益效果：
本发明在LED灯具的光学反射镜面或者透镜表面打压凹凸处理技术，通过预设系列微小凹凸点的设计技术，使反光杯表面有无数个棱面组成，透镜外表面有许多微小的凸点组成，其共同组成一个比较理想的光学系统。该设计使得灯具的出射光在可控制范围内光强好，光线均匀、柔和。
由晶点反光杯+晶点透镜组成的的“组合式光学系统”，是灯具行业光学设计技术的又一亮点，由此创新成果研制的LED灯具不仅有效地解决了目前同类灯具照度均匀性低、眩光值高和光束角不精准等问题，而且能克服传统反射器表面上的光反射少、空间各向漫反射大的缺陷，更重要实际生产中有利于减低关键的光学部件设计制作难度和提高整体灯具组装的精准可靠性。经检测，产品光通量为828.23lm，光效为82.49lm/W，1万小时的光通维持率超过90％。含稀土金属的散热器的散热性能比传统的提高9.59％。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明组合式灯具的装配图；
图2是本发明组合式灯具的透镜立体图；
图3是本发明组合式灯具的透镜剖面图；
图4是本发明组合式灯具的反光杯立体图；
图5是本发明组合式灯具与其他灯具性能对比图。
具体实施方式
参照图1所示，为本发明的基于晶点配光结构的组合式灯具，包括散热器10、面环20、灯头30、LED光源、反光杯40以及透镜50，该灯头30固定于散热器10尾部并用于安装在插座，该散热器10具有内腔且该内腔用于装配所述LED光源、反光杯40以及透镜50，该LED光源安装在透镜50的受光面，该透镜50安装在反光杯40的入光口，该反光杯40顶部端口由所述面环20卡接有一镜片，其中，LED光源选用COB光源。
由LED光源发出的光线首先经过透镜50的折射聚光，再进入反光杯40内进行多次反射进行均匀处理，减少光晕和眩光，最后射出镜片。
如图2、图3所示，透镜50包括透镜外罩501和位于透镜外罩501内的锥形体502，该锥形体502顶部开设有第一凹槽503，该第一凹槽503底面设置有密集分布的凸面细微点，锥形体502底部开设有第二凹槽504用于装配所述LED光源。
所述锥形体502上设置有一圈磨砂层505，该磨砂层505位于第一凹槽503外侧，第一凹槽503折射后的光线在磨砂层505进行漫反射。所述透镜50罩两侧各设置有一引脚506，该引脚外侧设置有倒扣507，该倒扣507用于透镜50与散热器10的固定。
透镜50主要有两个作用：一是通过透镜50的形状结构设计，将COB光源的集中光线通过透镜50的折射向反光杯40发散，解决COB光源光线集中，使灯具容易产生中心晕圈，光线不柔和的问题；二是通过透镜50外表面的凸点将透镜50折射出来的光线再次漫射扩散到周边，从而进一步消除COB光源LED灯具中心晕圈，使光照面光强更加均匀，消除眩光；经检测透镜50透射率达到94％，配光曲线亮度过渡平滑，无突变和暗斑形成。
如图4所示，所述反光杯40的内表面设置有多个均匀排列的棱面401，每个棱面401设置有密集分布的微小凹凸点构成的晶点反射层，利用光的物理反射原理，将COB光源经透镜50折射到反光杯40某点的光线以多个不同的角度反射出反光杯40，(因为按照光线投射到灯罩的入射角度，不会有光线能反射到透镜50上的。)，由于众多凹凸点或三角皱折的存在，形成很好的高反射和漫反射，不但能扩大照射面，而且能在照射区域内形成照度落差平滑的均匀照射。此项技术打提高了传统反射器表面上反射效果，经检测光线利用率可过到97％，且能使照射区域光线柔和，减少眩光的危害。
所述散热器10内设有由若干凸棱和流通槽，凸棱和流通槽互相交替纵向排列构成的截面为曲线状的散热内壁，散热器10体内的内壁与外壁之间设有若干凸台101，凸台101之间开有透气孔102，散热器的透气孔102与散热内壁之间形成空气循环对流散热结构，形成内部的空气循环散热。
所述散热器10内设有由若干凸棱和流通槽，凸棱和流通槽横向排列构成的螺旋状散热内壁，，散热器10体内的内壁与外壁之间设有若干凸台101，凸台101之间开有透气孔102，散热器的透气孔102与散热内壁之间形成空气循环对流散热结构，形成内部的空气循环散热。
散热器10的材质采用含稀土金属的铝合金(此技术与供应商合作)，稀土在铝合金中可以形成热硬性高的复杂成分化合物，呈网状分布于晶界或枝晶间，细化了组织，有效地阻碍了基体变形和晶界移动，从而明显提高了合金的高温性能，及散热性能大幅提高，比普通的整体提高9.59％。
如图5所示，通过技术性能表的数据，可以分析：从等光强曲线知悉，无透镜、无反光杯筒灯其光照面不受约束，无配光能力，光照范围不可控；无透镜有反光杯筒灯的光照面可控，但明显中心光度强，而外围光线弱，光照度不均匀；晶点反光杯加晶点透镜筒灯光照范围内光线均匀。
通过上面的技术性能表的数据，可以分析：对于LED PAR灯(以及LED筒灯、LED射灯)是来说，它是靠散热器来散热，灯头、灯罩这些地方是被传热的。
从测试报告来分析，刚开始时两个样品散热器内表面接近灯珠的地方温度是相近的，一段时间后，导热性能好的能将内部的热散发出去，灯的内部不积累热量，这时外表面的温度几乎跟内表面差不多。导热性能差的产品，热量的传递没有那么好，外表面的温度没有那么高(可以想象一下，身上羽绒服的外表面温度几乎是跟外面的低温差不多的，因为散不了热，热量都留在里面了)，热量几乎积累在灯体里面，这样灯头、灯罩的温度高，散热器外面的温度反而低。
也就是说灯头、灯罩的温度越低，散热性能就越好，散热器外表面的温度越高散热速度就越快。因此，从检测报告的数据，采用稀土铝合金材料的散热器比普通材料的散热器性能整体提高9.59％。
由晶点反光杯加晶点透镜组成的的“组合式光学系统”，是灯具行业光学设计技术的又一亮点，由此创新成果研制的LED灯具不仅有效地解决了目前同类灯具照度均匀性低、眩光值高和光束角不精准等问题，而且能克服传统反射器表面上的光反射少、空间各向漫反射大的缺陷，更重要实际生产中有利于减低关键的光学部件设计制作难度和提高整体灯具组装的精准可靠性。
“晶点反光杯加晶点透镜”作为组合式光学系统，为行业内提供了全新的设计理念和技术经验，其中融合了多项光学设计技术与部件生产工艺及组合技术，因此可视为灯具光学设计技术的集成应用，因而其本身也是一项新技术。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于晶点配光结构的组合式灯具，其特征在于：包括散热器、面环、灯头、LED光源、反光杯以及透镜，该灯头固定于散热器尾部并用于安装在插座，该散热器具有内腔且该内腔用于装配所述LED光源、反光杯以及透镜，该LED光源安装在透镜的受光面，该透镜安装在反光杯的入光口，该反光杯顶部端口由所述面环卡接有一镜片。
2.根据权利要求1所述的基于晶点配光结构的组合式灯具，其特征在于:所述反光杯的内表面设置有多个均匀排列的棱面，每个棱面设置有密集分布的微小凹凸点构成的晶点反射层。
3.根据权利要求1所述的基于晶点配光结构的组合式灯具，其特征在于:所述透镜包括透镜外罩和位于透镜外罩内的锥形体，该锥形体顶部开设有第一凹槽，该第一凹槽底面设置有密集分布的凸面细微点，锥形体底部开设有第二凹槽用于装配所述LED光源。
4.根据权利要求3所述的基于晶点配光结构的组合式灯具，其特征在于:所述锥形体上设置有一圈磨砂层，该磨砂层位于第一凹槽外侧。
5.根据权利要求3所述的基于晶点配光结构的组合式灯具，其特征在于:所述透镜罩两侧各设置有一引脚，该引脚外侧设置有倒扣。
6.根据权利要求1所述的基于晶点配光结构的组合式灯具，其特征在于:所述散热器内设有由若干凸棱和流通槽，凸棱和流通槽互相交替纵向排列构成的截面为曲线状的散热内壁，散热器体内的内壁与外壁之间设有若干凸台，凸台之间开有透气孔，散热器透气孔与散热内壁之间形成空气循环对流散热结构，形成内部的空气循环散热。
7.根据权利要求1所述的基于晶点配光结构的组合式灯具，其特征在于:所述散热器内设有由若干凸棱和流通槽，凸棱和流通槽横向排列构成的螺旋状散热内壁，散热器体内的内壁与外壁之间设有若干凸台，凸台之间开有透气孔，散热器透气孔与散热内壁之间形成空气循环对流散热结构，形成内部的空气循环散热。
8.根据权利要求1所述的基于晶点配光结构的组合式灯具，其特征在于:所述散热器采用含稀土金属的铝合金制成。
9.根据权利要求1所述的基于晶点配光结构的组合式灯具，其特征在于:所述LED光源采用COB光源。
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Application publication date: 20170531