專利名稱：一種led燈具用的燈罩及l(fā)ed燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種LED燈具用的燈罩及LED燈具技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種配光用燈罩，特別涉及一種LED配光燈罩。
背景技術(shù)：
[0002]隨著LED照明的蓬勃發(fā)展，如何通過燈罩結(jié)構(gòu)的改善使得LED燈具有更優(yōu)質(zhì)的透光性能，是目前LED燈具主流研發(fā)方向之一，現(xiàn)有的LED照明用外殼材料通常用光散射材料制成，采用向LED燈罩中添加散射劑的方式，使之既能讓光通過、又能有效地散射光，將線光源轉(zhuǎn)化成面光源。常用可表征光的傳遞特性指標(biāo)有透光率、霧度、折射率等，其中，透光率和霧度兩個(gè)指標(biāo)是表征材料的透光性能的重要性能指標(biāo)。透光率是透過燈罩的光通量與其入射光通量的百分率，是表征樹脂透明程度的一個(gè)最重要性能指標(biāo)，一種樹脂的透光率越高，其透明性就越好，霧度為材料散射光通量與材料光通量之比的百分?jǐn)?shù)，通常用來表征 LED燈具中“見光不見燈珠”效果的優(yōu)劣。[0003]現(xiàn)有的LED燈具所用的燈罩如圖I和圖2所示，通過在燈罩的內(nèi)部添加散射劑以后，LED燈具中LED光源的發(fā)出的光線通過燈罩入射面進(jìn)入燈罩，在燈罩的內(nèi)部經(jīng)散射劑 (或稱“散射粒子”)的散射，再經(jīng)燈罩出射面出射，射向照明空間，從而實(shí)現(xiàn)配光。然而，通過添加散射劑的方式來調(diào)節(jié)燈罩的透光性能的不足之處在于透光率和霧度兩個(gè)性能指標(biāo)相互矛盾，光線在燈罩的內(nèi)部經(jīng)過散射劑散射，散射后大部分光線會通過出射面射向照明空間，而另一部分散射光線在燈罩內(nèi)發(fā)生全反射，來回反射震蕩又回射到燈具內(nèi)部，造成光能的浪費(fèi)，并影響燈罩的透光率。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種在散射的同時(shí)、出光效率高的LED配光燈 罩。[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案[0006]一種LED燈具用的燈罩，包括設(shè)置有入射面和出射面的燈罩本體，所述入射面為燈罩本體包絡(luò)光源的一面，所述入射面和出射面分設(shè)于燈罩本體的內(nèi)外兩側(cè)，所述出射面由若干個(gè)鱗片組成，所述入射面設(shè)置有若干個(gè)繞燈罩本體的中心軸回轉(zhuǎn)而成的凸起。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中通過調(diào)整散射劑濃度的方式，光線通過凸起的入射面以及若干個(gè)鱗片之間的偏角進(jìn)行配光，在燈罩中無需添加、或僅添加少量散射劑，即可增大出射光線的出射角，其在燈罩內(nèi)部沒有后向散射與全反射或只有少量的后向散射與全反射，這樣的燈罩的出光效率高。[0007]優(yōu)選的，所述出射面上相鄰的鱗片之間曲率不連續(xù)。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在光線射出時(shí)，彼此相鄰的兩個(gè)鱗片相互散射調(diào)制，使得出射燈光在照明場內(nèi)色彩分布更均勻。[0008]優(yōu)選的，所述若干個(gè)鱗片在出射面繞燈罩本體的軸線形成鱗片環(huán)列，所述鱗片環(huán)列中的各個(gè)鱗片形狀相同。采用這樣的結(jié)構(gòu)，有利于鱗片的結(jié)構(gòu)布置，并使得出射燈光在照明場內(nèi)色彩分布更加均勻。[0009]優(yōu)選的，所述出射面沿?zé)粽直倔w的軸線方向排列有若干組鱗片陣列。采用這樣的結(jié)構(gòu)，沿?zé)粽直倔w的軸線方向排列的若干組鱗片陣列在相交處經(jīng)過相鄰兩個(gè)鱗片相互散射調(diào)制，使得射出的光線在照明場內(nèi)色彩分布更加均勻，進(jìn)一步避免了光斑的產(chǎn)生。[0010]優(yōu)選的，所述各組鱗片陣列中的鱗片形狀沿?zé)粽直倔w的軸線方向漸變。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在保證出射面上若干鱗片相互拼接的同時(shí)，使得射出的光線在照明場內(nèi)色彩分布更加均勻。[0011]優(yōu)選的，所述出射面為毛面。采用這樣的結(jié)構(gòu)，可使光線在照明空間分布更加均勻，并提高霧度。[0012]優(yōu)選的，所述凸起由工作面和非工作面組合而成，來自光源的入射光線由工作面進(jìn)入燈罩本體形成折射光線、并在出射面形成導(dǎo)出至燈罩本體的出射光線，所述入射光線在工作面處的法線為第一法線，所述折射光線在出射面的法線為第二法線，所述第一法線與第二法線之間的夾角大于0°，所述第一法線與第二法線之間的夾角指從第一法線繞著第一法線與第二法線的交點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、直至第一法線與第二法線相互重合的最小角度值，且順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的角度>0°、逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的角度<0°。采用這樣的結(jié)構(gòu)，入射光線在由工作面進(jìn)入時(shí)即進(jìn)行一次折射、散射，進(jìn)一步增大光線的散射角度。[0013]優(yōu)選的，所述折射光線與第二法線之間的夾角小于所述燈罩本體的全反射角。采用這樣的結(jié)構(gòu)，避免光線在燈罩本體內(nèi)來回反射震蕩，從而提高了出光效效率。[0014]優(yōu)選的，所述工作面由第一母線繞燈罩本體的中心軸回轉(zhuǎn)而成，所述非工作面由第二母線繞燈罩本體的中心軸回轉(zhuǎn)而成，所述第一母線和第二母線之間的夾角為75° 90°。此處第一母線和第二母線之間的夾角是指第一母線和第二母線在交點(diǎn)處的與各自母線相切的兩條直線之間的夾角。各個(gè)非工作面的第二母線和與其相鄰的工作面的第一母線之間的夾角為75° 90°，此處第一母線和第二母線之間的夾角是指第一母線和第二母線在交點(diǎn)處的與各自母線相切的兩條直線之間的夾角?？梢允谷肷涔饩€通過入射面充分折射，改善出射光線均勻性，并擴(kuò)大光源在照明空間的照明角度。[0015]一種應(yīng)用上述LED燈具用的燈罩的LED燈具，包括設(shè)置于散熱器內(nèi)部的LED光源， 所述LED光源連接有驅(qū)動·電源，所述散熱器底部設(shè)置有接頭，所述LED燈具用的燈罩設(shè)置于 LED光源外圍。配備上述LED燈具用的燈罩的LED燈具具有出光效率高的有益效果。[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中通過調(diào)整散射劑濃度的方式，光線通過凸起的入射面以及若干個(gè)鱗片之間的偏角進(jìn)行配光，在燈罩中無需添加、或僅添加少量散射劑，即可增大出射光線的出射角，其在燈罩內(nèi)部沒有后向散射與全反射或只有少量的后向散射與全反射，這樣的燈罩的出光效率高；同時(shí)，將出射面由若干個(gè)鱗片組成以后，更加容易控制第一法線與第二法線之間的夾角，讓光強(qiáng)分布更加均勻，出射光強(qiáng)更加均勻。


[0017]圖I為現(xiàn)有的LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖2為現(xiàn)有的LED燈具所用燈罩的結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]圖3為本實(shí)用新型LED配光燈罩的結(jié)構(gòu)示意圖；[0020]圖4為本實(shí)用新型LED配光燈罩的局部放大示意圖。[0021]圖I和圖2的附圖標(biāo)記如下光線入射面一 101 ;光線出射面一 102 ;散射劑一 103 ； 燈罩一210 ;散熱器一220 ;接頭一230 ;驅(qū)動電源一240 ;光源一250。[0022]圖3至圖4的附圖標(biāo)記如下燈罩本體一3 ;入射面一301 ;出射面一302 ;凸起一 4 ;工作面一401 ;非工作面一402 ;第一法線一501 ;第二法線一502 ;第一法線與第二法線之間的夾角一503 ;折射光線與第二法線之間的夾角一504 ;入射光線一505 ;折射光線一506 ； 出射光線一507 ;鱗片一601。
具體實(shí)施方式
[0023]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。[0024]本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于以下實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。[0025]實(shí)施例I[0026]如圖3和圖4所示，本實(shí)施例LED燈具用的燈罩包括設(shè)置有入射面301和出射面 302的燈罩本體3，出射面302為連續(xù)曲率，入射面301為燈罩本體3包絡(luò)光源的一面，入射面301和出射面302分設(shè)于燈罩本體3的內(nèi)外兩側(cè)，出射面302由若干個(gè)鱗片601組成， LED光源發(fā)出的光線經(jīng)燈罩本體3的出射面Ib上的每一個(gè)鱗片601調(diào)制后相互疊加到照明區(qū)域，在照明區(qū)域進(jìn)行積分，能夠克服因LED光源發(fā)出的光線在各個(gè)角度上其色彩不一致而引起照明場上的色彩不一致的現(xiàn)象，使得出射燈光在照明場內(nèi)色彩分布更均勻。本實(shí)施例中，所述鱗片601的外表面為曲面，此部分的各個(gè)鱗片601呈四邊形，且各鱗片601均向出射面Ib的外部凸出，相鄰兩個(gè)鱗片601之間曲率不連續(xù)，曲面具有更大的散射角度，經(jīng)過彼此相鄰、且曲率不連續(xù)的曲面調(diào)制、疊加以后，光線更加均勻，若干個(gè)鱗片601在出射面 Ib繞燈罩本體3的軸線形成鱗片601環(huán)列，使得光線在周向分布更加均勻，并且，在出射面 Ib沿?zé)粽直倔w3的軸線方向排列有若干組鱗片601陣列，使得光線在整個(gè)豎直方向上的照明空間內(nèi)分布更加均勻，所述各組鱗片601陣列中的鱗片601形狀沿?zé)粽直倔w3的軸線方向 漸變，形成每個(gè)周向環(huán)繞的鱗片601環(huán)列中各鱗片601形狀相同，而各個(gè)鱗片601環(huán)列中各鱗片601的大小沿?zé)粽直倔w3的軸線方向漸變。所述鱗片601環(huán)列上的各鱗片601的外表面為曲面，所述鱗片601環(huán)列上的各個(gè)鱗片601的，面形參數(shù)相等，采用這樣的結(jié)構(gòu)，射出的光線在照明場內(nèi)色彩分布更加均勻。入射面301設(shè)置有若干個(gè)繞燈罩本體3的中心軸回轉(zhuǎn)而成的凸起4，若干個(gè)繞燈罩本體3的中心軸回轉(zhuǎn)而成的凸起4在燈罩本體3內(nèi)側(cè)形成封閉的凸環(huán)，并沿?zé)粽直倔w3的軸向排列形成階梯狀曲面，凸起4由工作面401和非工作面 402組合而成，工作面401由第一母線繞燈罩本體3的中心軸回轉(zhuǎn)而成，非工作面402由第二母線繞燈罩本體3的中心軸回轉(zhuǎn)而成。在本實(shí)施例中，部分第一母線為直線部分第一母線為曲線，第二母線為直線，第一母線和第二母線繞燈罩本體3的中心軸回轉(zhuǎn)后，形成夾角由75°至90°不等的工作面和非工作面，此處的夾角是指第一母線回轉(zhuǎn)形成的面、與第二母線回轉(zhuǎn)形成的面在相交處的與各自母線相切的兩條直線之間的夾角，若干組工作面401 和非工作面402 —同構(gòu)成若干個(gè)凸臺。[0027]來自光源的入射光線505由工作面401進(jìn)入燈罩本體3形成折射光線506、并在出射面302形成導(dǎo)出至燈罩本體3的出射光線507，入射光線505在工作面401處的法線為第一法線501，折射光線506在出射面302的法線為第二法線502，此處，第一法線與第二法線之間的夾角503指從第一法線501繞著第一法線501與第二法線502的交點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、直至第一法線501與第二法線502相互重合的最小角度值，且順時(shí)針方向角度大小> 0°、逆時(shí)針方向角度大小<0°。[0028]本實(shí)施例中，燈罩本體3由PC材料制成，其折射率為I. 58，全反射角為39. 3°，其自身透光率為90%。針對夏普生產(chǎn)的型號為GW5BMC27KG4光源設(shè)計(jì)，保證光線在照明空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)在180°內(nèi)光強(qiáng)的不均勻性小于5%，光強(qiáng)下降到中心光強(qiáng)的一半時(shí)的全角為230°到 235°。根據(jù)照明空間光線的分布需要在燈罩本體3的各處設(shè)置不同的第一法線501與第二法線502夾角503，同時(shí)保證折射光506在出射面各處的入射角小于PC材料本身的全反射角，使光線在滿足配光要求同時(shí)保證了出光的透光率，改善了燈罩本體3內(nèi)光的傳遞特性； 如，在燈罩的某處第一法線501與第二法線502之間的夾角503為20. 4°，此處，入射光505 在401工作面的入射角為I. 57°經(jīng)401工作面折射后形成的折射光506在出射面的入射角為19.4°小于全反射角，506再經(jīng)出射面302折射形成離開燈罩的折射光507，經(jīng)過工作面401和出射面302的兩次折射后，入射光線505與出射光線507之間實(shí)現(xiàn)了 12. 8°的偏角。因?yàn)樵谡凵涔?06在出射面的入射角小于全反射角，光線在燈罩本體3內(nèi)沒有全反射， 使光線在滿足配光的要求同時(shí)保證了出光的透光率，改善了燈罩本體3內(nèi)光的傳遞特性， 實(shí)測PC罩的透光率為90%，在180°內(nèi)的光強(qiáng)不均勻性小于4%，光強(qiáng)下降到中心光強(qiáng)的一半時(shí)的全角為232°。[0029]將出射面302由若干個(gè)鱗片601組成以后，更加容易控制第一法線501與第二法線502之間的夾角503，讓光強(qiáng)分布更加均勻，出射光強(qiáng)更加均勻。[0030]實(shí)施例2[0031]為了進(jìn)一步提高均勻性，在實(shí)施例I的基礎(chǔ)上在燈罩本體3內(nèi)添加質(zhì)量比為O. 2% 硅樹脂球作為散射劑，實(shí)測燈 罩本體3的透光率為89%，在180°內(nèi)的光強(qiáng)不均勻性小于 2%，光強(qiáng)下降到中心光強(qiáng)的一半時(shí)的全角為234°。[0032]其余結(jié)構(gòu)請參閱實(shí)施例I。[0033]實(shí)施例3[0034]為了進(jìn)一步提高均勻性，在實(shí)施例I的基礎(chǔ)上在燈罩出射表面設(shè)置成深寬比為O.3特征尺寸為O. Imm的毛面，實(shí)測燈罩本體3的透光率為89. 5%，在180°內(nèi)的光強(qiáng)不均勻性小于3%，光強(qiáng)下降到中心光強(qiáng)的一半時(shí)的全角為233°。[0035]其余結(jié)構(gòu)請參閱實(shí)施例I。[0036]實(shí)施例4[0037]本實(shí)施例LED燈具包括設(shè)置于散熱器內(nèi)部的LED光源，所述LED光源連接有驅(qū)動電源，所述散熱器底部設(shè)置有接頭，并在LED光源上方設(shè)置有包絡(luò)LED光源的LED燈具用的燈罩，LED燈具用的燈罩設(shè)置于LED光源外圍，燈罩的具體結(jié)構(gòu)請參閱實(shí)施例1，配備上述燈罩的LED燈具具有出光效率高的有益效果。[0038]本實(shí)用新型并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組口 ο
權(quán)利要求1.一種LED燈具用的燈罩，包括設(shè)置有入射面(301)和出射面(302)的燈罩本體(3)， 所述入射面(301)為燈罩本體(3)包絡(luò)光源的一面，所述入射面(301)和出射面(302)分別設(shè)于燈罩本體(3)的內(nèi)外兩側(cè)，其特征在于所述出射面(302)由若干個(gè)鱗片(601)組成，所述入射面(301)設(shè)置有若干個(gè)繞燈罩本體(3 )的中心軸回轉(zhuǎn)而成的凸起(4 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED燈具用的燈罩，其特征在于所述出射面(302)上相鄰的鱗片(601)之間曲率不連續(xù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED燈具用的燈罩，其特征在于所述若干個(gè)鱗片(601)在出射面繞燈罩本體(3)的軸線形成鱗片環(huán)列，所述鱗片環(huán)列中的各個(gè)鱗片(601)形狀相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED燈具用的燈罩，其特征在于所述出射面沿?zé)粽直倔w(3) 的軸線方向排列有若干組鱗片陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED燈具用的燈罩，其特征在于所述各組鱗片陣列中的鱗片(601)形狀沿?zé)粽直倔w(3)的軸線方向漸變。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED燈具用的燈罩，其特征在于所述出射面(302)為毛面。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一所述的LED燈具用的燈罩，其特征在于所述凸起(4) 由工作面(401)和非工作面(402)組合而成，來自光源的入射光線(505)由工作面(401) 進(jìn)入燈罩本體(3)形成折射光線(506)、并在出射面(302)形成導(dǎo)出至燈罩本體(3)的出射光線(507)，所述入射光線(505)在工作面(401)處的法線為第一法線(501)，所述折射光線(506)在出射面(302)的法線為第二法線(502)，所述第一法線與第二法線之間的夾角 (503)大于0°，所述第一法線與第二法線之間的夾角(503)指從第一法線(501)繞著第一法線(501)與第二法線(502 )的交點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、直至第一法線(501)與第二法線(502 )相互重合的最小角度值，且順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的角度> 0°、逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的角度< 0°。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED燈具用的燈罩，其特征在于所述折射光線與第二法線之間的夾角(504)小于所述燈罩本體(3)的全反射角。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED燈具用的燈罩，其特征在于所述工作面(401)由第一母線繞燈罩本體(3)的中心軸回轉(zhuǎn)而成，所述非工作面(402)由第二母線繞燈罩本體(3)的中心軸回轉(zhuǎn)而成，所述第一母線和第二母線之間的夾角為75° 90°。
10.一種應(yīng)用如權(quán)利要求I至9所述LED燈具用的燈罩的LED燈具，其特征在于包括設(shè)置于散熱器內(nèi)部的LED光源，所述LED光源連接有驅(qū)動電源，所述散熱器底部設(shè)置有接頭，所述LED燈具用的燈罩設(shè)置于LED光源外圍。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種LED燈具用的燈罩及LED燈具，包括設(shè)置有入射面和出射面的燈罩本體，所述入射面為燈罩本體包絡(luò)光源的一面，所述入射面和出射面分別設(shè)于燈罩本體的內(nèi)外兩側(cè)，所述出射面由若干個(gè)鱗片組成，所述入射面設(shè)置有若干個(gè)繞燈罩本體的中心軸回轉(zhuǎn)而成的凸起。采用上述結(jié)構(gòu)，將出射面由若干個(gè)鱗片組成以后，更加容易控制第一法線與第二法線之間的夾角，讓光強(qiáng)分布更加均勻，出射光強(qiáng)更加均勻。
文檔編號F21V5/08GK202791793SQ20122039568
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者霍永峰 申請人:成都?xì)W盛光電科技有限公司