CN101943355B - Led路灯单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种LED路灯单元,包括LED光源以及安装LED光源的散热基座,所述LED光源为相向安装的两个,其光轴之间呈一定的夹角,每个LED光源上方分别罩设一相同结构的反光碗,所述反光碗内表面为以经过长轴的截面切开的半个椭球体,LED光源位于椭球体的一个焦点上,且其光轴位于椭球体长轴所在的直线上。利用本发明所提供的LED路灯单元组成的路灯,其配光曲线能够达到中心光强较弱的蝙蝠翼型,照射光斑也比较接近实际使用中所需要的矩形形状,并且能够完全消除色差影响,结构简单,外形美观。
Description
技术领域
本发明涉及一种路灯,更具体地说,涉及一种以LED作为光源的路灯单元。
背景技术
反射式路灯产品琳琅满目,良莠不齐,归纳起来主要有两种方式:一种是单纯的使用反光碗,配合结构调整角度等来实现配光。但目前这种模式的路灯其光型普遍存在中心光强过强的缺陷,如图1所示。即便打开的角度达到了55度,但是仍然无法达不到比较理想的蝙蝠翼型曲线,照明效果不佳。另一种反射式路灯是利用透镜配合反光碗来实现配光。这种模式结构更为复杂,并且不能完全消除色差的影响。
发明内容
本发明为解决上述现有技术存在的缺陷,提供一种LED路灯单元,利用该LED路灯单元组成的路灯,其配光曲线能够达到中心光强较弱的蝙蝠翼型,照射光斑也比较接近实际使用中所需要的矩形,并且能够完全消除色差影响,结构简单,外形美观。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
LED路灯单元,包括LED光源以及安装LED光源的散热基座,所述LED光源为相向安装的两个,其光轴之间呈一定的夹角,每个LED光源上方分别罩设一相同结构的反光碗,所述反光碗内表面为以经过长轴的截面切开的半个椭球体,LED光源位于椭球体的一个焦点上,且其光轴位于椭球体长轴所在的直线上。
所述散热基座为一个,两个LED光源分别安装在散热基座的相向两侧。
所述散热基座为相向安装并互相连接起来的两个。
所述散热基座为两个,该两个散热基座相向安装在一根灯条的两侧。
所述安装散热基座的灯条两侧形成一定的夹角,以此形成光轴之间的夹角。
所述椭球体的长轴为15mm,短轴为11.18mm,所述两个LED光源光轴之间的夹角为170±5°。
所述散热基座上设置若干散热齿。
所述反光碗的底缘设置有挡光板。
本发明技术方案,反光碗采用椭球体形状,LED光源置于椭球体的一个焦点位置,依据的是数学中的椭圆原理,即在一个平面椭圆中,一个焦点发出的光射向椭圆曲线后会反射向椭圆的另一个焦点。依此原理,从LED光源发出的光线射向椭球体反射面后,光线从另一个焦点射出,相向安装的两个LED光源形成的光斑叠加在一起,构成近似的矩形光斑形状。而另一部分从LED光源直射向路面的光线也大部分落在了该矩形光斑区域内。通过调整两个LED光源的安装角度,使两个光轴形成一定的夹角,即可改变两个椭圆形光斑的叠加程度,从而使得叠加形成的光斑更加接近标准矩形形状,也更适合道路照明的需要。通过多次实验和测试的结果,发现当椭球体的长轴为15mm,短轴为11.18mm,两个LED光源光轴之间的夹角在170±5°范围内,照射的矩形光斑效果最为理想,而且光线均匀性也较好。因此,本发明技术方案中,当散热基座为一个时,可以将LED光源以一定的倾斜角安装在散热基座上;或者,当散热基座为两个互相连接起来时,将两个散热基座以一定的角度倾斜安装,使得两侧的LED光源光轴形成所需要的夹角;或者,将安装LED光源和散热基座的灯条两侧做成带一定的角度的结构,使LED光源安装之后,两侧的LED光源光轴形成所需要的夹角。但上述单纯采用反光碗的形式,虽然得到的光斑形状和配光曲线已经相对比较理想,但仍然存在一些缺陷,即截光控制比较差以及眩光现象比较明显,如图13所示的光强分布图,在大于80度的大角度范围内,仍分布有较强的光线。这个问题也是采用这种模式的LED路灯最难解决的部分,截光不佳带来的后果是在应用过程中灯具的利用系数会比较低,也会造成眩光。因此,需要加上截光板进行辅助配光,能够将照射在无效区域的那部分光线截去,使几乎所有从LED光源发出的光线均能照射在路面上的有效利用区域,从而提高灯具的光线利用效率,也能够减弱眩光现象。因此,本发明技术方案中,采用在反光碗的出光口底缘设置一圈挡光板,不仅结构简单,安装方便,而且能够使配光曲线更加理想,灯具利用系数更高,也减弱了眩光现象。另外,LED光源的安装基座上设置若干散热齿结构,使其在固定LED光源的同时,也能有效散热。
附图说明
以下通过附图对本发明设计方法做进一步详细的描述:
图1是现有反射式LED路灯的配光曲线图;
图2是本发明实施例一的结构示意图;
图3是图2的主视图;
图4是图2的仰视图
图5是本发明实施例二的结构示意图;
图6是图5的主视图;
图7是本发明实施例三的主视图;
图8是图7的侧视图;
图9是图7中安装在灯条一侧的LED光源和散热基座的结构示意图;
图10是图7中灯条的主视图;
图11是图10沿A-A向的剖面图;
图12是图7的照射光斑图;
图13是图7在不加挡光板时的光强分布图;
图14是图7的光强分布图。
具体实施方式
如图2~图4所示的本发明实施方式一。两个LED光源1安装在一个散热基座2的相向两侧,为了使两个LED光源1的光轴L之间形成170度的夹角,在安装时,采用将LED光源1倾斜安装的方式,或者,将散热基座2在安装LED光源1的相向两侧做成倾斜的方式。在每个LED光源1的上方罩设两个相同形状和结构的反光碗3,反光碗3固定安装在散热基座2上。该反光碗3的内表面为以经过长轴a的截面切开的半个椭球体,LED光源1置于该椭球体的焦点F1处,其光轴L与该椭球体的长轴a重合。为了提高灯具的光线利用率以及减弱眩光现象,在灯具的出光口边缘,即反光碗3的底缘设置一圈挡光板4。该挡光板4可以将路面上大角度(≥80度)的光线截去,使光线照射向需要的照明区域。
图5~图6所示的本发明实施方式二,区别于图1所示的实施方式一的地方在于,散热基座2为相向连接的两个,该两个散热基座2之间形成10度的夹角,以此形成两个LED光源1的光轴之间的170度夹角。
图7~图11所示的本发明实施方式三,区别于实施例一和实施例二的地方在于,两个LED光源1安装在不同散热基座2上,散热基座2相向安装在一根金属灯条5的两侧。灯条5在安装LED光源1的两侧形成170度的夹角,如图10~图11所示的灯条5,当LED光源1安装在该灯条5上,即可形成两个光轴L之间的170度夹角。
图9是本发明实施方式三中安装在灯条5一侧的LED光源1和散热基座2的结构示意图。椭球体反光碗3固定安装在散热基座2上,LED光源1位于椭球体反光碗3的焦点F1处,其光轴L和椭球体的长轴a重合。散热基座2上设置有一系列的散热齿21,有利于LED光源1的散热。放置在椭球体焦点F1处的LED光源1发出的一部分光线射向椭球体表面,经反射后,光线均从另一个焦点F2处射向路面。相向安装的两个LED光源1形成的光斑相互叠加。而从LED光源1发出的另一部分光线直射向路面,也照射在了该光斑区域内。通过调整光轴之间的夹角以及椭球体的长轴a和短轴b的长度,来调整两个LED光源1形成的光斑的叠加程度,使得叠加后的光斑形状更加接近标准矩形。理论分析,长轴a和短轴b的比值越大,沿道路方向上的最大光强角越大,从而中心光强与最大光强的比值越小,比较适合道路照明的需要。但如果长轴a过大,会造成灯具的尺寸过大,而且中心光强相对于最大光强不能无限的变小,所以,在实际设计中,长轴a和短轴b取值应该适中。通过大量的实验和测试,发现在长轴a=15mm,短轴b=11.18mm,光轴之间的夹角为170±5°时,所形成的光斑更加接近理想的矩形形状,而且光均匀性也较好。
采用本发明技术方案的LED路灯,照射光斑如图12所示,从图中看出,该光斑已经非常接近标准的矩形形状。其光强分布如图14所示,横坐标表示角度,纵坐标表示光强,与图13所示的不加挡光板的光强分布比较,在大角度(≥80度)范围内,光强的分布明显减少,大部分光线照射在实际使用的有效区域,从而提高了灯具的光线利用率,而且减弱了眩光现象。
Claims (8)
1.LED路灯单元,包括LED光源以及安装LED光源的散热基座,其特征在于:所述LED光源为相向安装的两个,其光轴之间呈一定的夹角,使相向安装的两个LED光源形成的光斑相互叠加,每个LED光源上方分别罩设一相同结构的反光碗,所述反光碗内表面为以经过长轴的截面切开的半个椭球体,LED光源位于椭球体的一个焦点上,且其光轴位于椭球体长轴所在的直线上。
2.根据权利要求1所述的LED路灯单元,其特征在于:所述散热基座为一个,两个LED光源分别安装在散热基座的相向两侧。
3.根据权利要求1所述的LED路灯单元,其特征在于:所述散热基座为相向安装并连接起来的两个。
4.根据权利要求1所述的LED路灯单元,其特征在于:所述散热基座为两个,该两个散热基座相向安装在一根灯条的两侧。
5.根据权利要求4所述的LED路灯单元,其特征在于:所述安装散热基座的灯条两侧形成一定的夹角,以此形成光轴之间的夹角。
6.根据权利要求1至5中任一所述的LED路灯单元,其特征在于:所述椭球体的长轴为15mm,短轴为11.18mm,所述两个LED光源光轴之间的夹角为170±5°。
7.根据权利要求1所述的LED路灯单元,其特征在于:所述散热基座上设置若干散热齿。
8.根据权利要求1所述的LED路灯单元,其特征在于:所述反光碗的底缘设置有挡光板。
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