CN104456274A - 发光二极管路灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光二极管路灯，其包括发光二极管（LED）灯及反射器组件，该反射器组件包括一对对称相向设置的曲面反射器，每一个曲面反射器沿着与路面平行的方向上为连续的抛物曲面设计，用于反射LED灯发射的光线，以使光线通过反射后照射至与路面平行方向的指定区域内。本发明LED路灯可使LED灯发射的光绝大部分通过一次反射到路面区域的指定区域内，一方面提高了***的光效，另一方面满足了实际道路配光的需要。

Description

发光二极管路灯
技术领域
本发明涉及路灯，特别涉及一种应用发光二极管（light-emitting diode，LED）作为光源的路灯。
背景技术
LED作为一种新型照明光源，以其长寿命、高光效、多光色及一次配光定向照射功能，可在安全电压下工作等诸多优势，成为新一代光源的发展趋势。但是，现有LED路灯的配光曲线与常规光源相似，呈广角圆周正态分布，且光斑的照度由中央区域向外衰减较快，在配光设计方面存在着照射面积小，远端照度低，难以满足道路路面照射要求的问题。一方面，光源沿路面平行方向上的照射距离短，在相邻路灯光斑之间的路面上形成无法照明的黑暗地带；另一方面，又有一部分光不能照射在路面上，而是纵向照射，浪费在了路边照明上。同时，现有LED路灯的照度均匀度也有够理想，这不仅造成了能源的浪费，也给夜间行车带来了很大的不便，产生了安全隐患。
为解决上述问题，现有的做法是设计一种光学透镜为LED光源作配光设计。通过该透镜对LED光源的发光方向作出改变，使其传播方向发生偏移，以消除相邻光斑之间的阴影，在路面上形成一条长方形的光带，达到提高灯具照明利用率，保证夜间行车安全的目的。
但是，使用光学透镜为LED光源做配光设计存在许多缺点：1、不同特性的LED光源需要配用不同曲光度的光学透镜，透镜与LED光源之间的互换性不好；2、如果采用玻璃材料制作透镜，加工复杂，造价较高，而采用PC树脂制作透镜又存在寿命问题，一般使用期不超过一年。如果直接使用传统灯罩，还会与集成封装式LED光源不匹配，产生很多缺点；3、光源的能量没有完全照射到路面的有效区域内，沿路面平行方向上的照射距离较短，照度的均匀度不够理想。
所以，需要提供一种新的LED路灯来解决上述问题。
发明内容
现在归纳本发明的一个或多个方面以便于本发明的基本理解，其中该归纳并不是本发明的扩展性纵览，且并非旨在标识本发明的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本发明的一些概念。
本发明的一个方面在于提供一种LED路灯。该LED路灯包括LED灯及反射器组件，该反射器组件包括一对对称相向设置的曲面反射器，每一个曲面反射器沿着与路面平行的方向上为连续的抛物曲面设计，用于反射LED灯发射的光线，以使光线通过反射后照射至与路面平行方向的指定区域内。
在某些设计中，进一步地，每一个曲面反射器沿着与路面垂直的方向上为连续的左右非对称的弧形设计，且位于每一个曲面反射器内的LED灯安装在背对路面的弧形一侧，以使光线通过正对路面的弧形一侧反射到与路面垂直方向的指定区域内。
本发明的另一个方面在于提供一种LED路灯。该LED路灯包括安装有LED灯的背板及用于反射光的反射器模组，该反射器模组包括若干个反射器组件，每一反射器组件包括一对对称相向设置于该背板两侧的曲面反射器，每一个曲面反射器沿着与路面平行的方向上为连续的抛物曲面设计，用于反射LED灯发射的光线，以使光线通过反射后照射至与路面平行方向的指定区域内。
相较于现有技术，本发明的LED路灯设置了对称相向配置的曲面反射器，且每一个曲面反射器沿着与路面平行的方向上为连续的抛物曲面设计，用于反射LED灯发射的光线，以使光线通过反射后照射至与路面平行方向的指定区域内。通过将反射器设计成连续的抛物曲面，可使LED灯除了直接照射到路面上的光线部分以外的光线绝大部分通过一次反射即可直接照射到路面指定区间内，避免了光损失，极大地提高了***的光效，且光线的照射距离可以设计得很长，可满足实际道路配光的需要。在某些设计中，每一个曲面反射器沿着与路面垂直的方向上为连续的左右非对称的弧形设计，且位于每一个曲面反射器内的LED灯安装在背对路面的弧形一侧，以使光线通过正对路面的弧形一侧反射到与路面垂直方向的指定区域内。如此，可使绝大部分光照射到路面上，而避免照射到路边的区域内。此外，本发明LED路灯可为模组化设计，其自由安装或拆卸一个或多个反射器组件，进而满足不同光强的配光需要，十分方便。
附图说明
通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：
图1为本发明LED路灯的较佳实施方式应用于路面时的示意图。
图2为本发明LED路灯的一侧反射器模组的较佳实施方式的立体示意图。
图3为图2另一方向的立体示意图。
图4为图2中一侧反射器组件的侧面示意图。
图5为图2的俯视图。
图6为图2的侧视图。
图7为本发明LED路灯应用于具体路面时的配光曲线图。
图8为本发明LED路灯的一侧反射器模组的另一较佳实施方式的俯视图。
图9为本发明LED路灯的一侧反射器组件所对应背板的较佳实施方式的示意图。
图10为本发明LED路灯的另一较佳实施方式的示意图。
具体实施方式
以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足***相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。
请参考图1，为本发明LED路灯10的较佳实施方式应用于路面20时的示意图。为了方便说明，图中仅示意了四个LED路灯10，其中两个位于路面20的一侧21，另外两个位于路面20的另一侧22，实际的路灯数量可根据需要设定。该LED路灯10包括灯杆11、背板12及对称设置于背板12两侧的反射器模组13。
该灯杆11用于支撑路灯主体，通常为笔直的长杆，但也可设计成为顶部略微向路面一侧倾斜的结构或其他配合具体路况的结构。该背板12用于安装LED灯及其它控制电路，该LED路灯10还可能包括其他元件，如散热器等。由于灯杆11、背板12上的控制电路及散热器等元件不是本发明的重点，故这里不具体详细说明。作为一个例子，在本实施方式中，该背板12包括一对背板，分别对应安装所述对称设置的反射器模组13，其他实施方式中，该对背板12也可以整合成一块单独的背板，分别在两侧安装所述对称设置的反射器模组13。
本实施方式的路灯10在安装时，需使该反射器模组13的两翼平行于路面20的方向设置（见图示），以使该反射器模组13反射的光线分别沿灯杆11的两侧路面方向进行照射。由于该对称设置的反射器模组13的两侧结构是相同的，以下段落仅针对反射器模组13的其中一侧进行描述。
请共同参考图2及图3，为反射器模组13一侧的较佳实施方式在两个不同方向上的立体示意图。本实施方式中，该反射器模组13的一侧包括三个平行并排安装的反射器组件131的一半部分，另一侧与之为对称结构设计，即包括该三个平行并排安装的反射器组件131的另一半部分，这里仅针对其中一半部分进行详细描述，另一半则不再赘述。在其他实施方式中，该反射器组件131的数量可以根据实际需要进行调整，例如一个、二个或者三个以上均可，这种设计使路灯的反射***实现了模组化的配置，即根据需要添加或减少相应数量的反射器组件131以组成不同的模组化反射器模组13，其上的反射器组件131可任意拆卸或组装，例如通过卡扣结构实现，非常方便，可适应不同地点的灯光要求。例如，亮度需求低的场合仅需要一个反射器组件131或仅一侧反射器组件131即可满足要求，且节省成本。而亮度需求高的场合可能需要多个反射器组件131，只要将多个反射器组件131平行并排安装即可组装成所需配光需求的反射器模组13，非常方便。
为了提高***光效，每一个反射器组件131设计为一对对称相向的曲面反射器且内壁1311设置为反光面，本实施方式为完全镜面反射设计，例如采用真空镀铝工艺实现反光设计，其反射率较高且价格较低。其他实施方式中，也可应用其他的镜面材料表面处理工艺，例如电镀、抛光或者喷涂反射介质膜等。LED灯121设置于背板12上且位于每一个反射器组件131的内部，LED灯121发射的光线一部分直接照射到路面20上，而另一部分则通过内壁1311的反光面经过反射后照射到路面20上，本发明内壁1311设置的反光面可使得LED灯121发射的光线通过反射后照射至路面20一侧的指定区域内，即配光曲线位于该指定区域内。
请继续参考图4，为一个反射器组件131的一侧曲面反射器沿路面20平行方向上的侧面示意图。为实现上述内壁1311的反光面的设置要求，该反射器组件131的内壁1311沿着与路面20平行的方向上被设计为连续的离轴抛物曲面形状，该离轴抛物曲面的形状是根据光线的反射定律计算得出的。也就是说，沿着与路面20平行的方向上，LED灯121的光线照射及反射到路面20的指定区域的照射距离d是根据具体设计的离轴抛物曲面的形状所决定的，例如可设定该照射距离d为灯杆11高度的三倍或五倍或更高，以满足实际道路配光的需要。在非限定的实施方式中，该内壁1311的离轴抛物曲面可基于若干条通过曲线拟合算法计算得出的轮廓线构成，具体的曲线拟合算法为现有技术，这里不具体描述。由于该照射距离d可根据实际需要通过反射定律来设计对应的离轴抛物曲面，由此可大大提高配光的灵活度。另外，由于该反射器组件131的内壁1311被设计成了连续的离轴抛物曲面，其使LED灯121除了直接照射到路面20上的光线部分以外的光线绝大部分通过一次反射即可直接照射到路面20的指定区间内，避免了光损失，极大地提高了***的光效。
请共同参考图5及图6，分别为反射器模组13一侧的俯视图及沿路面20垂直方向上的侧面示意图。本实施方式中，每一个反射器组件131的一侧曲面反射器的内壁1311在沿路面20的垂直方向上为连续的左右非对称的弧形设计，且位于每一个反射器组件131内的LED灯121安装在背对路面的弧形一侧，以使光线通过正对路面的弧形一侧反射到路面的指定区域内。这样设计的好处是，可使绝大部分光照射到路面上，从而避免照射到路边的区域内。本文中的路面是指需要光线照射的道路的路面，而路边是指道路两侧通常不需要照射的区域，如绿化带区域等。在一些实施方式中，为了简化制造工艺，也可设计每一个反射器组件131的一侧曲面反射器的内壁1311在沿路面20的垂直方向上为左右对称的弧形设计，但此时的光线将有部分照射的路边区域。
请参考图7，为本发明LED路灯10应用于具体路面时的配光曲线图。通过上述在沿路面20的平行方向及垂直方向上分别对每一个反射器组件131的内壁1311进行的抛物曲面及左右非对称的弧形设计，可使本发明LED路灯10在沿路面20的平行方向向两侧远距离照射（见图4），照射的距离可设置在灯杆高度的五倍以上，以保证相邻两个路灯10的光斑之间无阴影。另外，可使本发明LED路灯10在沿路面20的垂直平行向路面中心方向照射（见图6），而避免照射到路边区域，大大提高了光的利用率。从图7的配光曲线即可看到，光线不仅沿灯杆两侧向远距离照射，而且还向路中心照射，极大的提高了光效亦满足了道路路面的照射要求。如果需要范围更大的光照区域，只要对应增加模组化的反射器组件131即可。因此，无论在照射距离、照度均匀度还是光强调整的灵活性上，本发明LED路灯10都比传统路灯有较大的提升。
针对LED灯121的位置设定也可根据不同的配光需求进行微调，例如图8示意了与图5不同实施方式。在图8的实施方式中，该LED灯121被安装在了居中的位置上。LED灯121的位置通常是固定在PCB板上的，而PCB板又通常是固定在背板12上的。为了实现方便调整LED灯121，图9给出了另一种实施方式的示意图，该背板12上设置了滑槽123，安装LED灯121的PCB板122可滑动安装在该滑槽123上，例如滑动至a、b、c任意位置处。如此，一方面，该LED灯121的位置可通过调节PCB板122在滑槽123上的位置得以实现；另一方面，还可以很容易的更换PCB板122，因为有时PCB板会发生故障，或者需要更换不同功率的LED灯121，以满足不同照明功率的配光需求。另外，本文中的LED灯121也不仅仅限定于LED光源，也可以是其他适用于本发明反射器模组的其他类型光源，这里仅用LED灯这一术语指代所有此类适用的光源，尤其包括LED光源本身。
请参考图10，为本发明LED路灯10的另一较佳实施方式的示意图。相较于图1的实施方式，图10的实施方式省去了之前背板12的设计，而直接将该反射器模组13设计成了背靠背对称结构，其他部分的设计与图1的实施方式相似，这里不再赘述。本实施方式的LED路灯可以应用在仅需要悬挂的场合，例如安装在过山隧道的顶部15。在非限定的实施方式中，可通过连接件14直接将其固定在顶部15即可，而无需灯杆，该连接件14还用于给LED灯提供电源及相应的控制信号。为了配合具体的安装要求，本发明LED路灯10还可进行其他相适应的结构修改，这里不再一一举例说明。
虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (10)

1.一种发光二极管路灯，包括发光二极管灯及反射器组件，其特征在于：该反射器组件包括一对对称相向设置的曲面反射器，每一个曲面反射器沿着与路面平行的方向上为连续的抛物曲面设计，用于反射发光二极管灯发射的光线，以使光线通过反射后照射至与路面平行方向的指定区域内。
2.如权利要求1所述的发光二极管路灯，其中每一个曲面反射器沿着与路面垂直的方向上为连续的左右非对称的弧形设计，且位于每一个曲面反射器内的发光二极管灯安装在背对路面的弧形一侧，以使光线通过正对路面的弧形一侧反射到与路面垂直方向的指定区域内。
3.如权利要求1或2所述的发光二极管路灯，其中发光二极管灯安装在一个背板的两侧，该对曲面反射器分别设置于该背板的两侧。
4.如权利要求3所述的发光二极管路灯，其中所述背板上设有滑动槽，发光二极管灯通过PCB板安装在该滑动槽上，且该PCB板可在该滑动槽中移动。
5.如权利要求1或2所述的发光二极管路灯，其中每一曲面反射器的曲面形状是基于若干条通过曲线拟合算法计算得出的轮廓线构成的。
6.如权利要求1或2所述的发光二极管路灯，其中所述曲面反射器的曲面内壁是完全镜面反射设计。
7.一种发光二极管路灯，包括安装有发光二极管灯的背板及用于反射光的反射器模组，其特征在于：该反射器模组包括若干个反射器组件，每一反射器组件包括一对对称相向设置于该背板两侧的曲面反射器，每一个曲面反射器沿着与路面平行的方向上为连续的抛物曲面设计，用于反射发光二极管灯发射的光线，以使光线通过反射后照射至与路面平行方向的指定区域内。
8.如权利要求7所述的发光二极管路灯，其中每一个曲面反射器沿着与路面垂直的方向上为连续的左右非对称的弧形设计，且位于每一个曲面反射器内的发光二极管灯安装在背对路面的弧形一侧，以使光线通过正对路面的弧形一侧反射到与路面垂直方向的指定区域内。
9.如权利要求7或8所述的发光二极管路灯，其中所述若干个反射器组件平行并排安装在该背板上。
10.如权利要求7或8所述的发光二极管路灯，其中所述反射器模组可拆卸或组装其中一个或多个反射器组件。
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