CN108397751A - 具有可调的光分布的led照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有可调的光分布的LED照明设备，包括：支承面板，其背表面上设置有多个散热翅片，支承面板提供与地面不平行的平行前部部分；底板，其上安装有多个LED，并且其联接到支承面板的所述前部部分上；以及反射部分，其固定到支承面板上，以便设置在所述衬底的前表面上，并且反射从所述多个LED发射的光，以提供在地面上形成光分布模式的弯曲反射表面。LED的光发射表面未设置成平行于地面。从LED发射的光通过反射部分进行分布，反射部分具有使从LED发射的光朝地面反射的弯曲表面。可根据下者来形成各种分布模式：反射部分的所述弯曲表面的形状、LED布置、LED的光发射表面和地面之间的角度，或者是否存在使由反射部分的弯曲表面反射的光再反射的平面反射部分。因而，LED照明设备可使用相同结构而应用于各种照明领域。

Description

具有可调的光分布的LED照明设备
本申请为2013年11月20日进入中国国家阶段的PCT申请“具有可调的光分布的LED照明设备”（申请号：201280024436.3，申请人：株式会社KMW）的分案申请。
技术领域
本公开涉及能够调节光分布的LED照明设备，并且更特别地，涉及这样的能够调节光分布的LED照明设备，即，其中，LED沿竖向设置，并且可根据位置来调节LED的光分布模式。
背景技术
一般而言，在使用LED的照明设备(诸如街灯、装饰灯和安全灯)中， LED安装到其上的衬底设置成与地面平行。当然，虽然已经提出了安装角度在前后方向和左右方向略有变化以调节照射角度的结构，但很难找到LED的光发射表面布置在垂直于地面的方向上或几乎垂直于地面的方向上的构造。
照这样，在使用符合相关领域的LED的照明设备中，由于LED的光发射表面面向地面，所以难以调节LED的光分布模式。因此，改变用于支承其上安装有多个LED的衬底的壳体的结构，以改变各个LED组的定向角度，以便使整个照明设备的光分布模式成为期望形状。
因此，在使用符合相关领域的LED的照明设备中，应当根据照明设备的用途来制作不同的壳体，而且存在无法或很难调节照明设备的光分布的问题。
另外，由于符合相关领域的LED的光发射表面的相对侧处的散热翅片设置成与地面平行，所以其中的空气不进行对流，使得散热作用小且LED的寿命缩短。
例如，韩国专利公布公开No. 2003-0044324公开了一种使用LED的隧道灯，并且更特别地，公开了这样的隧道灯：其LED衬底安装成与路面平行，并且采用以L形形式弯曲的壳体，以便阻止眩光直接指向驾驶员。
但是，由于使用符合相关领域的LED的聚光灯(包括韩国专利公布公开No. 2003-0044324)安装成与路面平行，使得LED的光发射表面面向路面，所以聚光灯具有满足LED的固有光照射角度的光分布模式。
虽然一般的街灯和隧道灯的光分布模式之间存在差异，但难以任意地形成光分布模式，所以采用用于将光分布模式转换成特定的光分布模式的透镜来解决上面提到的问题。
透镜对应于LED灯的会增加成本的因数，而且引起光损失，以至于降低发光强度。当采用透镜时，由于提供给路面的发光强度减小，所以要使用更多LED来调节路面的发光强度，这导致制造成本增加和功率消耗增加，以至于损害LED灯的优点。
发明内容
技术问题
本公开已经考虑了上面提到的问题，并且本公开的一方面是提供一种能够调节光分布的LED照明设备，其可一般地使用一个壳体结构，而不管LED照明设备的用途，诸如街灯、装饰灯和安全灯。
另外，本公开的另一方面是提供一种能够调节光分布的、可容易地调节和改变光分布模式的LED照明设备。
此外，本公开的另一方面是提供一种能够调节光分布的、具有优良散热特性的LED照明设备。
技术方案
根据本公开的一方面，提供一种能够调节光分布的LED照明设备，其包括：支承面板，其在其后表面上具有多个散热翅片，并且提供支承表面；联接到支承面板的支承表面上的衬底，多个LED安装到衬底上；以及反射表面，其固定到支承面板上，以位于衬底的前表面上，反射表面通过反射从多个LED发射的光来在地面上形成光分布模式。
有益效果
根据本公开的实施例，能够调节光分布的LED照明设备构造成使得LED的光发射表面未设置成与地面平行，并且通过弯曲反射部分来进行光分布，弯曲反射部分用于将LED的发射的光反射到地面，以根据弯曲反射部分的形状、 LED的设置、 LED的光发射表面和地面之间的角度，或者用于再反射从弯曲反射部分反射的光的平面反射部分的存在，来形成各种光分布模式，以便使该LED照明设备在使用相同结构时适用于各种照明应用领域。
另外，根据本公开的实施例，能够调节光分布的LED照明设备构造成使得LED的光发射表面未设置成与地面平行，并且用于使LED中产生的热扩散的散热翅片未设置成与地面平行，以自然地进行空气对流，以改进散热特性，以便延长LED照明设备的寿命。
附图说明
图1是显示根据本公开的实施例的能够调节光分布的LED照明设备的分解透视图；
图2是显示图1的联接状态的截面图；
图3是用于描述具有各种曲率的图1的反射部分的示意图。
图4示出根据本公开的另一个实施例的图1和2中显示的衬底的构造；
图5示出根据本公开的另一个实施例的图4中显示的第一衬底和第二衬底的安装状态的构造；
图6示出根据本公开的实施例的图1和2中显示的支承面板的后表面；
图7示出根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备的构造；
图8示出根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备的截面构造；
图9和10示出根据本公开的相应的其它实施例的能够调节光分布的LED照明设备的构造；
图11是显示根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备的分解透视图；
图12示出图11中显示的壳体的详细构造；
图13示出图11中显示的光分布模式部分的详细构造；
图14示出图11中显示的散热翅片的截面构造；以及
图15是根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备的底表面的透视图；
部件列表
10支承面板
11散热翅片
12倾斜支承部分
20、210、220衬底
21、211、221 LED
30反射部分
31反射表面
40光分布模式
50壳体
51铰接部
52联接突起
60反射板
70透光盖
100壳体
110支承表面
120散热部分
121散热翅片
122散热翅片支承件
130盖
300光分布模式部分
310分隔部分
320反射表面
400盖
150联接孔
600接纳部分。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述根据本公开的实施例的能够调节光分布的LED照明设备。
图1是显示根据本公开的实施例的能够调节光分布的LED照明设备的分解透视图，而图2是显示图1的LED照明设备的联接状态的截面图。
参照图1和2，根据本公开的实施例的能够调节光分布的LED照明设备包括：支承面板10，其形状如半圆形盘，并且具有后表面，后表面具有沿竖向伸长的散热翅片11；联接到支承面板10的前表面上的衬底20，多个LED 21安装到衬底20上；以及反射部分30，其固定到支承面板10上，并且具有弯曲反射表面31，以反射从LED 21发射的光，以在地面上形成光分布模式40。
在下文中，将更详细地描述根据本公开的实施例的能够调节光分布的如上构造而成的LED照明设备的构造和运行。
首先，形状如半圆形盘的支承面板10具有前表面和后表面，前表面具有平坦的半圆形形状，后表面具有设置成沿竖向伸长的形式的多个散热翅片11。
支承面板10为易于导热的金属，并且衬底20联接和固定到支承面板10的支承表面上。
衬底20具有半圆形盘的形状。衬底20具有前表面，前表面具有多个LED 21。虽然图中未显示，但可在支承面板10中设置用于连接电线的孔，并且可对衬底20供应电功率。
反射部分30的末端联接到支承面板10的支承表面的外周区域上。可通过诸如结合或***的联接手段来进行此联接。
反射部分30对应于球形体，球形体具有沿竖向和水平地分开球体而获得的形状，并且反射部分30具有在其内侧处形成的弯曲反射表面31。
反射表面31用来反射从LED 21发射的光，以便通过其底表面处的空间照射光，而且可根据反射表面31的曲率来实现各种光分布模式40。
另外，根据LED 21的位置来改变光照到反射部分30的反射表面31上所处的入射角度，而且可根据LED 21的位置获得不同的光分布模式40。
也就是说，在本公开中，可通过LED 21在衬底20上的布置和反射部分30的反射表面31的曲率来进行各种光分布模式40。
图3是用于描述具有各种曲率的反射部分的示意图。
参照图3，半径a和高度b彼此相等的反射部分30a具有通过关于水平中心和竖向中心分开正球形体而获得的形状，并且可存在其半径a小于高度b的反射部分30b和其半径a大于高度b的反射部分30c，作为通过关于水平中心和竖向中心分开横截面为椭圆的球形体而获得的示例。
反射部分30a、30b和30c的示例显示：沿竖向和水平地分开两次的各种形状球形体可应用于本公开，并且相应的反射部分30a、30b和30c的共同特征是提供弯曲反射表面31，以反射呈各种形式的照明光，以便实现任意光分布模式40。
所有LED 21都位于反射部分30、30a、30b和30c的底端上方。LED 21的所有光都通过反射表面31反射，然后通过反射部分30、30a、30b和30c的底表面处的空间照射到地面。
图4示出根据本公开的另一个实施例的图1和2中显示的衬底的构造。
衬底20可根据需要沿竖向分成第一衬底20a和第二衬底20b，并且LED 21可根据需要选择性地安装在第一衬底20a或第二衬底20b上。
根据上面描述的LED 21的设置，这样分开衬底可改变光分布模式40的形状，并且根据任意光分布模式40的形状，LED 21仅可设置在第一衬底20a上，或仅可设置在第二衬底20b上。
虽然图4示出和描述了衬底20分成两个衬底20a和20b的示例，但衬底20可分更多次，并且可通过调节LED 21在各个分开衬底上的存在和LED 21在各个分开衬底上的布置形状，来形成期望的光分布模式40。
另外，本领域技术人员自然将理解，像上面那样分开的LED多个衬底可安装成相对于支承面板10的前表面倾斜预定角度，以便获得期望的光分布模式。
图5示出根据本公开的另一个实施例的第一衬底和第二衬底的安装状态的构造。
参照图5，倾斜支承部分12设置在支承面板10的前表面上，并且第一衬底20a和第二衬底20b分别联接到倾斜支承部分12上，使得设置在第一衬底20a和第二衬底20b上的LED21的照射方向可彼此不同。
第一衬底20a和第二衬底20b的光照射角度对应于大于0°但小于180°的角度θ，并且可根据倾斜支承部分12来调节角度θ。
照这样，可通过调节分开衬底20的定向角度来任意地实现各种形状的光分布模式。
也就是说，本公开可任意地实现各种光分布模式，而不改变壳体的结构。
图6示出根据本公开的实施例的支承面板的后表面的构造。
参照图6，散热翅片11设置在支承面板10的后表面上，并且设置成沿竖向伸长的形式。当LED 21中产生的热传递到散热翅片11，然后传递的热与散热翅片11附近的空气交换热时，这种设置使得空气自然对流，同时经热交换的空气向上移动。
空气对流会在散热翅片11之间的低谷部分处产生向上空气流，并且使较低侧处的空气不断地引入散热翅片11侧部，从而改进散热特性。
LED 21的寿命由于LED 21中产生的热而缩短是众所周知的，但通过如上面描述的那样改进散热特性，可阻止LED 21的寿命缩短。
图7示出根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备的构造。
参照图7，能够调节光分布的LED照明设备进一步包括壳体50，壳体50用于调节根据本公开的实施例的图1和2中显示的整个构造的上下方向角度。
壳体50包括铰接部51。联接突起52位于壳体50的一端处，使得壳体50在固定支承面板10的同时不紧密接触散热翅片11。
在支承面板10和壳体50之间形成间隙，使得阻止散热作用由于空气的对流被阻挡而降低。
另外，可通过使用壳体50的铰接部51来调节由支承面板10、衬底20和反射部分30形成的联接体的角度，并且可通过调节角度来实现各种光分布模式。
此时，可相对于垂直于地面的基线在一定范围的调节角度θ1内使用铰接部51来调节角度，并且调节角度θ1可为30°至120°。当调节角度θ1小于30°时， LED 21的光发射表面几乎平行于地面。当调节角度θ1大于120°时， LED 21的光发射表面面向天空，使得难以特别地形成由从反射部分30反射的光形成的光分布模式40，以及难以获得灯所需的最小亮度。
图8示出根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备的截面构造。
参照图8，支承面板10具有圆盘的形状，衬底20具有半圆形盘的形状，并且平面反射板60位于支承面板10和衬底20联接所处的部分的下侧处。
平面反射板60用来再反射LED 21的从反射部分30的反射表面反射的光，以便形成光分布模式40。反射板60部分地阻止LED 21的光相对于反射板60照射向后侧，并且根据反射板60的存在来改变光分布模式40的形状。
照这样，本公开可根据反射板60的存在来改变对应于照射到地面上的光的模式的光分布模式40，以便实现具有各种光分布模式40的LED照明设备。
图9示出根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备的构造。
参照图9，包括图8中显示的反射板60的LED照明设备进一步包括在反射部分30的下侧处的球形透光盖70。
透光盖70使从反射部分30和反射板60 (不包括反射表面)反射的LED 21的光穿透，并且用来保护其上安装有LED 21的衬底20不受外部灰尘和水分的影响。
根据照明设备的目的，透光盖70可为透明的，并且可为半透明或具有特定的颜色。
如上面详细描述的那样，由于可根据反射部分30的曲率、 LED 21的布置、 LED 21的定向角度、支承面板10的倾斜程度和反射板60的存在来实现任意光分布模式，所以本公开可在使用相同结构时应用于照明设备的应用领域。
本公开不限于上面的实施例，而且对本公开所属领域的技术人员显而易见的是，可在不偏离本公开的技术精神的情况下实施各种修改和改变。
例如，图10是显示根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备的分解透视图，并且支承面板10可不具有半圆形盘的形状或圆盘的形状，而是可具有长方形板的形状。
图11是显示根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备的分解透视图，而图12是详细显示图11中显示的壳体的透视图。
参照图11和12，根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备包括：壳体100，其提供支承面板，支承面板提供支承表面110，衬底210和220安装在支承表面110中，多个LED 211和221安装到衬底210和220上；散热部分120，其包括沿竖向设置在支承表面110的后表面上的多个散热翅片121，以及在支承表面110的上侧处的弯曲盖130，它们一体地设置在壳体100中；以及光分布模式部分300，其位于由壳体100的支承表面110和盖130限定的空间内，以反射从安装在支承表面110中的衬底200的LED 210发射的光，以形成光分布模式。
在下文中，将更详细地描述根据本公开的另一个实施例的像上面那样构造而成的能够调节光分布的LED照明设备的构造和运行。
首先，壳体100具有半球形结构，并且具有支承面板，支承面板在其中心侧处提供与地面不平行的支承表面110。散热部分120在支承表面110的后侧处设置在支承面板处，并且盖130设置在支承表面110的前侧处。
另外，街灯柱或另一个支承框架***到散热部分120的中心侧中，并且提供用于将本公开联接和固定到该柱或支承框架上的联接孔150。
散热部分120设有布置成垂直于地面的多个散热翅片121，并且具有其中空气流经散热翅片121之间的穿透结构，以改进散热作用。
虽然散热翅片支承件122以带状设置在散热翅片121的外侧处，以连接散热翅片121的中心部分，但可省略散热翅片支承件122。
壳体100的支承表面110是与地面不平行的表面，而且优选是设置成垂直于地面的表面。其中具有空间的弯曲盖130设置在支承表面110的前侧处。由于盖130是弯曲的，所以难以将盖130的内表面处理成反射表面，以及难以改变盖130的形状。因而，难以提供各种光分布模式。
因而，为了容易地改变光分布模式，将光分布模式部分300安装在由盖130和支承表面110限定的空间内。
将光分布模式部分300制造成使其形状有多种变化，并且根据其形状显示不同的光分布模式。如图11中显示的那样，光分布模式部分300包括：与两个衬底210和220之间的边界接触的分隔部分310，其用于分开分别设置在衬底210和220中的LED 211和221的光；以及用于使LED 211和221的光反射到地面的反射表面320。
图13示出光分布模式部分的详细构造。
参照图13，光分布模式部分300设有接纳在盖130内的反射表面320，以根据光分布模式部分300的形状来改变光分布模式，并且设有分隔部分310，用于将反射部分分成左侧和右侧。
分隔部分310和反射表面320是由金属材料制成的板结构。虽然在图中分隔部分310构造成有预定宽度，但分隔部分310可为从反射表面320向下延伸的金属板部件，或者可省略。
照这样，由于光分布模式部分300具有板状结构，所以可在不改变壳体100的盖130的形状的情况下提供各种光分布模式，同时阻止重量增加。
反射表面320可为倾斜度彼此不同的一系列平面或为弯曲表面，并且反射表面320可根据期望光分布模式恰当地组合。
在当采用根据本公开的能够调节光分布的LED照明设备作为街灯时需要的光分布模式和当采用根据本公开的能够调节光分布的LED照明设备作为安全灯或室内灯时需要的光分布模式之间可能有差异，并且可通过不同地应用光分布模式部分300的形状，而不改变其它结构，来提供符合各个照明设备的目的的光分布模式。
如上面描述的那样，壳体100具有整体结构，并且设置在支承表面110的后侧处的散热部分120使设置在衬底210和220中的LED 211和221中产生的热扩散。虽然图11中示出和描述了两个衬底210和220是分开的，但可采用单个整体衬底，或者可采用分成三部分或更多部分的衬底。
为了一体地形成壳体100，散热部分120的散热翅片121具有这样的结构：散热翅片121的中心部分的横截面的宽度大于其上端和下端。原因在于为了容易地进行模制过程，以一体地形成壳体100。
在散热翅片121之间设置空间，使得在灯打开时产生的温差引起的向上的空气流平滑地传送通过散热翅片121之间的空间，从而改进散热作用。
如上面描述的那样，在包括散热翅片121的散热部分120的中心侧处形成联接孔150，并且与联接孔150连通的电线连接空间140设置在散热部分120的底表面处。
电线连接空间140对应于用于容易地安装根据本公开的实施例的照明设备的空间，并且提供用于将连接到衬底210和220上的电线连接到设置在支承部件(诸如柱)处的电线的空间。
当本公开应用于街灯时，在高处进行安装。当工人将壳体联接到柱上，然后在连接空间140中将柱的电线和衬底210和220的电线连接到彼此上时，安装完成。因而，可容易地进行安装，并且可减少工人数量。
在其中光分布模式部分300***到盖130中的状态中，盖130的底侧处的开口部分可通过盖400阻止异物进入照明设备。
图15示出根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备的构造。
参照图15，根据本公开的另一个实施例的能够调节光分布的LED照明设备进一步包括接纳部分600，其联接到参照图11描述的电线连接空间140的底侧上。
接纳部分600中具有空间，而且摄像机、无线连通转发器、天线等可根据需要安装在该空间中。
通过添加接纳部分600，照明设备的功能可扩展到各种领域。
本公开不限于此，并且对本公开所属领域的技术人员显而易见的是，可实施各种修改和改变，而不偏离本公开的技术精神。
工业适用性
通过改变处于LED布置被固定的状态的反射板，本公开具有各种光分布模式。可以相同形式生产大量用于固定LED的壳体，使得其工业适用性优良。

Claims (16)

1.一种能够调节光分布的LED照明设备，所述设备包括：
支承面板，其在其后表面上具有多个散热翅片，并且提供支承表面；
联接到所述支承面板的所述支承表面上的衬底，多个LED安装到所述衬底上；以及
位于所述衬底的前表面上的反射表面，其通过反射从所述多个LED发射的光来在地面上形成光分布模式；
其中，一体地提供所述散热翅片和提供所述支承表面的所述支承面板，并且所述反射表面设置在设置成能够与所述支承表面分开的光分布模式部分的内表面处；并且
其中，一体地提供在所述支承表面的前侧处接纳所述光分布模式部分的盖以及提供所述支承表面的所述支承面板；
其中，所述多个散热翅片设置成垂直于地面，并且
其中，所述多个散热翅片中的各散热翅片的中心侧的宽度大于各散热翅片的上端和下端的宽度，
其中，LED的光发射表面布置在垂直于地面的方向上或几乎垂直于地面的方向上。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述衬底分成多个部分，并且所述LED选择性地安装到分开的衬底上。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述支承面板的所述支承表面进一步包括多个倾斜支承部分，并且所述分开的衬底分别固定到所述多个倾斜支承部分上。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反射表面对应于通过关于水平中心和竖向中心来分开球体而获得的反射部分的内表面。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述球体具有竖向直径和水平直径，它们彼此相等。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述球体具有竖向直径和水平直径，它们彼此不同。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括设置在所述衬底的下部部分处的反射板，所述反射板反射从所述反射部分反射的光。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，进一步包括位于所述反射板的前表面处的透光盖，所述透光板覆盖所述反射部分的下部空间。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述透光盖是透明的、半透明的或彩色的。
10.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述分开的衬底安装成相对于所述支承面板的所述支承表面倾斜预定角度。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的设备，其特征在于，进一步包括壳体，所述壳体在所述支承面板的后侧处支承所述支承面板，并且包括用以调节角度的铰接部。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述壳体包括多个联接突起，并且所述联接突起中的各个的端部联接到所述支承面板上，以便固定所述支承面板，同时与所述支承面板的所述散热翅片间隔开。
13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光分布模式部分包括分隔部分，所述分隔部分关于所述反射表面的中心将所述衬底的所述LED分成左侧和右侧，并且所述分隔部分朝下侧延伸。
14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在包括所述散热翅片的散热部分的后侧处提供联接孔，所述联接孔具有***所述联接孔中且固定到所述联接孔上的支承件。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，在所述散热部分的底表面处提供与所述联接孔连通的电线连接空间。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，进一步包括固定在所述电线连接空间的下侧处的接纳部分，所述接纳部分提供可选择性地接纳无线通信转发器、天线、摄像机等的空间。
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