專利名稱：一種發(fā)光二極管led燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及照明燈具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)光二極管LED燈具。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場發(fā)光。LED光源具有傳統(tǒng)光源無可比擬的優(yōu)勢(I)超長的使用壽命，在合適的電源電壓以及電流下，使用壽命高達(dá)6萬至10萬小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上；(2)綠色環(huán)保，光源中沒有汞，沒有污染，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源；(3)LED耗電相當(dāng)?shù)?，超低功耗，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能近80% ; (4)體積小，堅(jiān)固耐用，LED被完全封裝在環(huán)氧樹脂里面，比燈泡和熒光 燈管都堅(jiān)固；(5) LED光源顯色性好，顯色指數(shù)大于70。目前的LED照明燈具主要有兩種實(shí)現(xiàn)形式一種是將LED光源放置于傳統(tǒng)燈具內(nèi)；另外一種為LED光源均勻排布，采用透鏡直接進(jìn)行配光。但是這兩種形式仍然未能克服傳統(tǒng)LED照明燈具的缺陷。這些缺陷包括光照方向性差，照射區(qū)域不明顯，也就是說照到了不需要照射的地方。在相同總光通量的情況下，造成了地面有效區(qū)域照度減小。照度不均勻，造成近距離亮、遠(yuǎn)距離暗的現(xiàn)象。要么距離較遠(yuǎn)區(qū)域的照度不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求，要么距離較近區(qū)域的照度遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求。因?yàn)楣庹辗植疾痪鶆颍瑸槭沟缆穬蓚?cè)和相鄰兩燈之間的暗區(qū)達(dá)到照明標(biāo)準(zhǔn)，所以設(shè)計(jì)時(shí)不得不采用更大功率、更高光通量的光源以滿足對(duì)暗區(qū)的照度要求，從而造成電能的浪費(fèi)。如果視場中有一耀眼的發(fā)光點(diǎn)，就會(huì)影響視覺效果，使人眼不舒適。當(dāng)燈具光強(qiáng)峰值高度角接近70°時(shí)，屬半截光型燈具，眩光現(xiàn)象嚴(yán)重。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種發(fā)光二極管LED燈具，用以改善LED燈具的光照方向性并消除眩光現(xiàn)象，該LED燈具包括至少一個(gè)LED光源，用于發(fā)出光線；反射罩，包括若干反射面，各反射面將LED光源發(fā)出的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域。較佳的，所述LED燈具可以進(jìn)一步包括聚光透鏡，安裝于LED光源的前端，LED光源發(fā)出的光線在經(jīng)過聚光透鏡后進(jìn)行聚合；所述反射罩安裝于聚光透鏡的前端，各反射面進(jìn)一步用于將聚合后的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域。較佳的，所述聚光透鏡可以進(jìn)一步用于將LED光源發(fā)出的光束角120度的光線聚合為光束角10度的光線。較佳的，在LED光源數(shù)量減少時(shí)，剩余LED光源可以采用高功率LED光源。較佳的，各照明區(qū)域照度相同。本實(shí)用新型實(shí)施例中，反射罩的若干反射面將至少一個(gè)LED光源發(fā)出的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域，可以大幅改善LED燈具的光照方向性，使照射區(qū)域明顯，不必照到不需要照射的地方，相對(duì)于現(xiàn)有的LED燈具，在相同總光通量的情況下，地面有效區(qū)域照度增大。同時(shí)，可使光強(qiáng)峰值高度角約為60°，高度角80°和90°方向上的光強(qiáng)不超過30cd/10001m和10cd/10001m，屬截光型燈具，從而有效地消除眩光現(xiàn)象。本實(shí)用新型實(shí)施例中還采用安裝于LED光源前端的聚光透鏡將LED光源發(fā)出的光線進(jìn)行聚合，反射罩的各反射面將聚合后的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域，從而進(jìn)一步改善LED燈具的光照方向性，精確控制光線在照明區(qū)域的反射位置，使有效照明區(qū)域外光通量很小，避免光能浪費(fèi)現(xiàn)象，并進(jìn)一步消除眩光現(xiàn)象。本實(shí)用新型實(shí)施例中，在LED光源數(shù)量減少時(shí)，剩余LED光源可采用高功率LED光源，在保證配光效果前提下，可以有效減少LED光源數(shù)量，從而方便地在高光效和低成本之間選擇應(yīng)用。本實(shí)用新型實(shí)施例中，各照明區(qū)域照度相同，不會(huì)出現(xiàn)近距離亮、遠(yuǎn)距離暗的現(xiàn)象，可實(shí)現(xiàn)各照明區(qū)域的均勻照明，相對(duì)于現(xiàn)有的LED燈具，可避免造成電能的浪費(fèi)。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例中LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中LED燈具照明方法的處理流程圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中LED燈具的具體實(shí)例的示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中對(duì)地面有效照明區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分的示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中網(wǎng)格區(qū)域再劃分分區(qū)域的示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中單顆LED光源光通量的分配示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。實(shí)用新型人注意到現(xiàn)有LED燈具技術(shù)未能充分利用LED光線定向性強(qiáng)的特點(diǎn)，未能對(duì)LED光線的方向進(jìn)行合理有效地控制。為了改善LED燈具的光照方向性并消除眩光現(xiàn)象，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種LED燈具，如圖I所示，該LED燈具可以包括至少一個(gè)LED光源，用于發(fā)出光線；反射罩，包括若干反射面，各反射面將LED光源發(fā)出的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域。圖I中LED光源安裝于基板上，未示出。實(shí)施中，LED燈具反射罩的若干反射面將至少一個(gè)LED光源發(fā)出的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域，可以大幅改善LED燈具的光照方向性，使照射區(qū)域明顯，不必照到不需要照射的地方，相對(duì)于現(xiàn)有的LED燈具，在相同總光通量的情況下，地面有效區(qū)域照度增大。同時(shí)，可使光強(qiáng)峰值高度角約為60°，高度角80°和90°方向上的光強(qiáng)不超過30cd/10001m和10cd/10001m，屬截光型燈具，從而有效地消除眩光現(xiàn)象。如圖I所示，具體實(shí)施時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例中的LED燈具還可以進(jìn)一步包括聚光透鏡，安裝于LED光源的前端，LED光源發(fā)出的光線在經(jīng)過聚光透鏡后進(jìn)行聚合；所述反射罩安裝于聚光透鏡的前端，各反射面進(jìn)一步用于將聚合后的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域。實(shí)施中，安裝于LED光源前端的聚光透鏡將LED光源發(fā)出的光線進(jìn)行聚合,反射罩的各反射面將聚合后的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域，可以進(jìn)一步改善LED燈具的光照方向性，精確控制光線在照明區(qū)域的反射位置，使有效照明區(qū)域外光通量很小，避免光能浪費(fèi)現(xiàn)象，并進(jìn)一步消除眩光現(xiàn)象。具體實(shí)施時(shí)，聚光透鏡例如可以進(jìn)一步用于將LED光源發(fā)出的光束角120度的光線聚合為光束角10度的光線。具體實(shí)施時(shí)，在LED光源數(shù)量減少時(shí)，剩余LED光源可以采用高功率LED光源。當(dāng)減少某幾個(gè)LED光源時(shí)，提高其余LED光源功率，增大單顆LED光源光通量，可保持地面有效區(qū)域平均照度不變，照度均勻度不變。在保證配光效果前提下，可以有效減少LED光源數(shù)量，從而方便地在高光效和低成本之間選擇應(yīng)用。具體實(shí)施時(shí)，各照明區(qū)域照度相同，不會(huì)出現(xiàn)近距離亮、遠(yuǎn)距離暗的現(xiàn)象，可實(shí)現(xiàn)各照明區(qū)域的均勻照明，相對(duì)于現(xiàn)有的LED燈具，可避免造成電能的浪費(fèi)。如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中LED燈具照明方法可以包括步驟201、至少一個(gè)LED光源發(fā)出光線；步驟202、反射罩的若干反射面將LED光源發(fā)出的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域。具體實(shí)施時(shí)，可以進(jìn)一步包括安裝于LED光源前端的聚光透鏡將LED光源發(fā)出的光線進(jìn)行聚合；所述反射罩的各反射面進(jìn)一步將聚合后的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域。具體實(shí)施時(shí)，所述聚光透鏡可以進(jìn)一步將LED光源發(fā)出的光束角120度的光線聚合為光束角10度的光線。具體實(shí)施時(shí)，可以進(jìn)一步包括在LED光源數(shù)量減少時(shí)，剩余LED光源采用高功率LED光源。當(dāng)減少某幾個(gè)LED光源時(shí)，提高其余LED光源功率，增大單顆LED光源光通量，可保持地面有效區(qū)域平均照度不變，照度均勻度不變。具體實(shí)施時(shí)，各照明區(qū)域照度相同。下面舉例說明本實(shí)用新型實(shí)施例的LED燈具的具體實(shí)施。本例中，假設(shè)LED燈具安裝高度為H米，用于道路照明。[0050]參見圖3，路燈的照明范圍為沿馬路長度方向3. OH米，寬度方向I. OH米，LED燈具在馬路長度方向左右對(duì)稱，A處位于LED燈具的正下方，B處位于馬路長度方向上距A處
I.5H米。由于光通量的衰減程度與照射距離的平方成正比，在同樣的照射強(qiáng)度下，離路燈的光源中心越遠(yuǎn)，路面照度越小。A處與光源中心距離為H米，則B處與光源中心距離為1.8H米。假設(shè)A處的照度為llx，則B處的照度為0.31x。同理可計(jì)算出LED燈具的照明范圍內(nèi)的任意一處的照度。本例中，為使A處和B處有同樣的照度，反射到B處的光源光通量就需等于反射到A處的光源光通量的3倍。為了使在該照明范圍內(nèi)的光通量分布均勻，需要在光源，即LED燈具上，將LED光源光通量按照射距離進(jìn)行分配，并沿著一定方向反射到指定區(qū)域，從而控制光線有效且均勻地照射到所需區(qū)域。為了滿足上述的要求，本例中LED燈具根據(jù)LED光源的定向特性，通過第一次聚光透鏡進(jìn)行光線聚合，改變光源的發(fā)射角度，再通過第二次反射控光，實(shí)現(xiàn)所要求的控光效果。LED光源通過聚光透鏡進(jìn)行光線聚合，LED光源的發(fā)光角度匯聚收攏，如LED光源本身的光束角為120度左右，通過聚光透鏡之后，光束角可以收攏在10度左右，光線照射到反射 罩，通過反射罩反射面的反射，照亮地面的有效區(qū)域。為了使地面亮度均勻，需要合理分配LED光源的光通量。如圖4所示，對(duì)地面有效照明區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格數(shù)量為E(E為整數(shù))，將所有光源的光通量均分到E個(gè)網(wǎng)格區(qū)域中，由于光通量的衰減與距離的平方成正比，由此可計(jì)算出任意網(wǎng)格區(qū)域所需要的光源光通量。離光源中心距離越遠(yuǎn)，網(wǎng)格區(qū)域面積越小。由于A處位于LED燈具正下方，以A點(diǎn)為中心，網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)與A點(diǎn)的距離大致相同。以網(wǎng)格區(qū)域I為例，假設(shè)LED光源數(shù)量為N(N為整數(shù))，單顆LED光源的光通量為T (設(shè)T為整數(shù)，單位為lm，單顆LED光源功率為1W)，如圖5所示，網(wǎng)格區(qū)域I所需要的LED光源數(shù)量為N/E，將網(wǎng)格區(qū)域I均分為Z個(gè)分區(qū)域，將網(wǎng)格區(qū)域I對(duì)應(yīng)的所有LED光源的光通量都分成Z份，Z份光通量分別對(duì)應(yīng)Z個(gè)分區(qū)域，每份分區(qū)域都接收N/E個(gè)LED光源的部分光通量，計(jì)算Z個(gè)分區(qū)域與光源中心的距離，計(jì)算出Z個(gè)分區(qū)域所需要的光通量，確定每份光源光通量所占單顆LED光源光通量的百分比。因?yàn)閆個(gè)分區(qū)域和A點(diǎn)距離大致相同，因此每份光源光通量所占單顆LED光源總光通量的百分比較為接近。圖6為單顆LED光源光通量的分配示意圖，圓心為單顆LED光源的光中心，根據(jù)LED光源發(fā)光角度，每份區(qū)域還可分為三份，分別為區(qū)域(I)、(2)、(3)，區(qū)域(I)為各LED光源平行光，區(qū)域(2)為各LED光源角度光，發(fā)光角度為2度，區(qū)域(3)為各LED光源角度光，發(fā)光角度為4度。根據(jù)地面任意區(qū)域所需要的光源光通量，分配需要的LED光源的數(shù)量及光通量。為實(shí)現(xiàn)地面有效區(qū)域的亮度均勻，本例中再通過反射罩反射面精確控光。如圖I所示，假設(shè)反射罩由Q(Q為整數(shù))塊反射面組成，Q等于LED光源數(shù)乘以每顆LED光源的份數(shù)。圖I中示出了反射罩反射面形狀，每份LED光源包含的光線照射到對(duì)應(yīng)反射罩反射面，通過反射面的反射，照亮地面區(qū)域。根據(jù)地面的任意區(qū)域所需要的光源光通量，分配LED光源的數(shù)量及光通量，所包含的光線經(jīng)過聚光透鏡聚合后，照射到反射罩的反射面，通過反射罩反射面的反射，精確控制光線在地面的反射位置，地面有效區(qū)域內(nèi)光通量分布均勻，有效區(qū)域外光通量很小。地面有效區(qū)域照度均勻度高，避免光能浪費(fèi)現(xiàn)象。同時(shí)，光強(qiáng)峰值高度角可為60°，高度角80°和90°方向上的光強(qiáng)不超過30cd/10001m和10cd/10001m，屬截光型燈具，有效地消除眩光現(xiàn)象。[0054]為實(shí)現(xiàn)降低成本的需求，本例中還可減少LED光源數(shù)量，同時(shí)保持地面照度及照度均勻度不變，從而優(yōu)化LED光源及光通量的分配方案。以網(wǎng)格區(qū)域I為例，N/E個(gè)LED光源的光線通過聚光透鏡聚合以及反射控光，照亮網(wǎng)格區(qū)域1，如圖5所示，N/E個(gè)LED光源按照同等的比率照射到某個(gè)分區(qū)域，當(dāng)減少某幾個(gè)LED光源時(shí)，網(wǎng)格區(qū)域I所有分區(qū)域照度同比例減小，照度均勻度保持不變，當(dāng)提高其余LED光源功率，增大單顆LED光源光通量，則網(wǎng)格區(qū)域I所有分區(qū)域的平均照度不變，照度均勻度不變。按照同樣的設(shè)計(jì)理論，減少LED光源數(shù)量，地面任意分區(qū)域照度同比例減小，照度均勻度不變，通過增加單顆LED光源功率，可保持地面有效區(qū)域照度均勻度不變，平均照度不變。綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例的LED燈具由于沒有光的直接照射以及亮度突變，利用反射罩的控光設(shè)計(jì)，大幅改善LED燈具的光照方向性，且消除了不合理的眩光現(xiàn)象，還可使照度均勻度很高。同時(shí)，基于光源光通量分配，地面有效區(qū)域接收的光通量為多個(gè)LED光源疊加，保證配光效果的前提下，能夠有效減少LED光源的數(shù)量，在低成本和高光效之間選擇應(yīng)用。本實(shí)用新型實(shí)施例的LED燈具照度均勻度高，無不合理眩光，滿足光照環(huán)境的使用效果，在室內(nèi)、外照明中具有廣泛的應(yīng)用前景?！0056]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種發(fā)光二極管LED燈具,其特征在于,包括 至少一個(gè)LED光源，用于發(fā)出光線； 反射罩，包括若干反射面，各反射面將LED光源發(fā)出的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域； 聚光透鏡，安裝于LED光源的前端，LED光源發(fā)出的光線在經(jīng)過聚光透鏡后進(jìn)行聚合；所述反射罩安裝于聚光透鏡的前端，各反射面進(jìn)一步用于將聚合后的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域； 所述聚光透鏡進(jìn)一步用于將LED光源發(fā)出的光束角120度的光線聚合為光束角10度的光線。
2.如權(quán)利要求I所述的LED燈具，其特征在于，在LED光源數(shù)量減少時(shí)，剩余LED光源采用高功率LED光源。
3.如權(quán)利要求I至2任一項(xiàng)所述的LED燈具，其特征在于，各照明區(qū)域照度相同。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種發(fā)光二極管LED燈具。該LED燈具包括至少一個(gè)LED光源，用于發(fā)出光線；反射罩，包括若干反射面，各反射面將LED光源發(fā)出的光線反射至各個(gè)相應(yīng)的照明區(qū)域。其中，各照明區(qū)域照度相同。采用本實(shí)用新型可以大幅改善LED燈具的光照方向性，并有效地消除眩光現(xiàn)象，還可以實(shí)現(xiàn)各照明區(qū)域的均勻照明。
文檔編號(hào)F21V13/04GK202511022SQ20112051257
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者王鎮(zhèn), 陳垚 申請(qǐng)人:北京通力盛達(dá)節(jié)能設(shè)備股份有限公司