發光二極體路燈的製作方法
2023-05-28 02:12:51 2
發光二極體路燈的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種發光二極體路燈，其包括發光二極體（LED）燈及反射器組件，該反射器組件包括一對對稱相向設置的曲面反射器，每一個曲面反射器沿著與路面平行的方向上為連續的拋物曲面設計，用於反射LED燈發射的光線，以使光線通過反射後照射至與路面平行方向的指定區域內。本發明LED路燈可使LED燈發射的光絕大部分通過一次反射到路面區域的指定區域內，一方面提高了系統的光效，另一方面滿足了實際道路配光的需要。
【專利說明】發光二極體路燈
【技術領域】
[0001]本發明涉及路燈,特別涉及一種應用發光二極體(light-emitting d1de,LED)作為光源的路燈。
【背景技術】
[0002]LED作為一種新型照明光源，以其長壽命、高光效、多光色及一次配光定向照射功能，可在安全電壓下工作等諸多優勢，成為新一代光源的發展趨勢。但是，現有LED路燈的配光曲線與常規光源相似，呈廣角圓周正態分布，且光斑的照度由中央區域向外衰減較快，在配光設計方面存在著照射面積小，遠端照度低，難以滿足道路路面照射要求的問題。一方面，光源沿路面平行方向上的照射距離短，在相鄰路燈光斑之間的路面上形成無法照明的黑暗地帶；另一方面，又有一部分光不能照射在路面上，而是縱向照射，浪費在了路邊照明上。同時，現有LED路燈的照度均勻度也有夠理想，這不僅造成了能源的浪費，也給夜間行車帶來了很大的不便，產生了安全隱患。
[0003]為解決上述問題，現有的做法是設計一種光學透鏡為LED光源作配光設計。通過該透鏡對LED光源的發光方向作出改變，使其傳播方向發生偏移，以消除相鄰光斑之間的陰影，在路面上形成一條長方形的光帶，達到提高燈具照明利用率，保證夜間行車安全的目的。
[0004]但是，使用光學透鏡為LED光源做配光設計存在許多缺點:1、不同特性的LED光源需要配用不同曲光度的光學透鏡，透鏡與LED光源之間的互換性不好；2、如果採用玻璃材料製作透鏡，加工複雜，造價較高，而採用PC樹脂製作透鏡又存在壽命問題，一般使用期不超過一年。如果直接使用傳統燈罩，還會與集成封裝式LED光源不匹配，產生很多缺點；3、光源的能量沒有完全照射到路面的有效區域內，沿路面平行方向上的照射距離較短，照度的均勻度不夠理想。
[0005]所以，需要提供一種新的LED路燈來解決上述問題。
【發明內容】
[0006]現在歸納本發明的一個或多個方面以便於本發明的基本理解，其中該歸納並不是本發明的擴展性縱覽，且並非旨在標識本發明的某些要素，也並非旨在劃出其範圍。相反，該歸納的主要目的是在下文呈現更詳細的描述之前用簡化形式呈現本發明的一些概念。
[0007]本發明的一個方面在於提供一種LED路燈。該LED路燈包括LED燈及反射器組件，該反射器組件包括一對對稱相向設置的曲面反射器，每一個曲面反射器沿著與路面平行的方向上為連續的拋物曲面設計，用於反射LED燈發射的光線，以使光線通過反射後照射至與路面平行方向的指定區域內。
[0008]在某些設計中，進一步地，每一個曲面反射器沿著與路面垂直的方向上為連續的左右非對稱的弧形設計，且位於每一個曲面反射器內的LED燈安裝在背對路面的弧形一偵牝以使光線通過正對路面的弧形一側反射到與路面垂直方向的指定區域內。
[0009]本發明的另一個方面在於提供一種LED路燈。該LED路燈包括安裝有LED燈的背板及用於反射光的反射器模組，該反射器模組包括若干個反射器組件，每一反射器組件包括一對對稱相向設置於該背板兩側的曲面反射器，每一個曲面反射器沿著與路面平行的方向上為連續的拋物曲面設計，用於反射LED燈發射的光線，以使光線通過反射後照射至與路面平行方向的指定區域內。
[0010]相較於現有技術，本發明的LED路燈設置了對稱相向配置的曲面反射器，且每一個曲面反射器沿著與路面平行的方向上為連續的拋物曲面設計，用於反射LED燈發射的光線，以使光線通過反射後照射至與路面平行方向的指定區域內。通過將反射器設計成連續的拋物曲面，可使LED燈除了直接照射到路面上的光線部分以外的光線絕大部分通過一次反射即可直接照射到路面指定區間內，避免了光損失，極大地提高了系統的光效，且光線的照射距離可以設計得很長，可滿足實際道路配光的需要。在某些設計中，每一個曲面反射器沿著與路面垂直的方向上為連續的左右非對稱的弧形設計，且位於每一個曲面反射器內的LED燈安裝在背對路面的弧形一側，以使光線通過正對路面的弧形一側反射到與路面垂直方向的指定區域內。如此，可使絕大部分光照射到路面上，而避免照射到路邊的區域內。此夕卜，本發明LED路燈可為模組化設計，其自由安裝或拆卸一個或多個反射器組件，進而滿足不同光強的配光需要，十分方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]通過結合附圖對於本發明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發明，在附圖中:
[0012]圖1為本發明LED路燈的較佳實施方式應用於路面時的示意圖。
[0013]圖2為本發明LED路燈的一側反射器模組的較佳實施方式的立體示意圖。
[0014]圖3為圖2另一方向的立體示意圖。
[0015]圖4為圖2中一側反射器組件的側面示意圖。
[0016]圖5為圖2的俯視圖。
[0017]圖6為圖2的側視圖。
[0018]圖7為本發明LED路燈應用於具體路面時的配光曲線圖。
[0019]圖8為本發明LED路燈的一側反射器模組的另一較佳實施方式的俯視圖。
[0020]圖9為本發明LED路燈的一側反射器組件所對應背板的較佳實施方式的示意圖。
[0021]圖10為本發明LED路燈的另一較佳實施方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下將描述本發明的【具體實施方式】，需要指出的是，在這些實施方式的具體描述過程中，為了進行簡明扼要的描述，本說明書不可能對實際的實施方式的所有特徵均作詳盡的描述。應當可以理解的是，在任意一種實施方式的實際實施過程中，正如在任意一個工程項目或者設計項目的過程中，為了實現開發者的具體目標，為了滿足系統相關的或者商業相關的限制，常常會做出各種各樣的具體決策，而這也會從一種實施方式到另一種實施方式之間發生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開發過程中所作出的努力可能是複雜並且冗長的，然而對於與本發明公開的內容相關的本領域的普通技術人員而言，在本公開揭露的技術內容的基礎上進行的一些設計，製造或者生產等變更只是常規的技術手段，不應當理解為本公開的內容不充分。
[0023]除非另作定義，權利要求書和說明書中使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬【技術領域】內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發明專利申請說明書以及權利要求書中使用的「第一」、「第二」以及類似的詞語並不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。「一個」或者「一」等類似詞語並不表示數量限制，而是表示存在至少一個。「包括」或者「包含」等類似的詞語意指出現在「包括」或者「包含」前面的元件或者物件涵蓋出現在「包括」或者「包含」後面列舉的元件或者物件及其等同元件，並不排除其他元件或者物件。「連接」或者「相連」等類似的詞語並非限定於物理的或者機械的連接，而是可以包括電氣的連接，不管是直接的還是間接的。
[0024]請參考圖1，為本發明LED路燈10的較佳實施方式應用於路面20時的示意圖。為了方便說明，圖中僅示意了四個LED路燈10，其中兩個位於路面20的一側21，另外兩個位於路面20的另一側22，實際的路燈數量可根據需要設定。該LED路燈10包括燈杆11、背板12及對稱設置於背板12兩側的反射器模組13。
[0025]該燈杆11用於支撐路燈主體，通常為筆直的長杆，但也可設計成為頂部略微向路面一側傾斜的結構或其他配合具體路況的結構。該背板12用於安裝LED燈及其它控制電路，該LED路燈10還可能包括其他元件，如散熱器等。由於燈杆11、背板12上的控制電路及散熱器等元件不是本發明的重點，故這裡不具體詳細說明。作為一個例子，在本實施方式中，該背板12包括一對背板，分別對應安裝所述對稱設置的反射器模組13，其他實施方式中，該對背板12也可以整合成一塊單獨的背板，分別在兩側安裝所述對稱設置的反射器模組13。
[0026]本實施方式的路燈10在安裝時，需使該反射器模組13的兩翼平行於路面20的方向設置(見圖示)，以使該反射器模組13反射的光線分別沿燈杆11的兩側路面方向進行照射。由於該對稱設置的反射器模組13的兩側結構是相同的，以下段落僅針對反射器模組13的其中一側進行描述。
[0027]請共同參考圖2及圖3，為反射器模組13 —側的較佳實施方式在兩個不同方向上的立體示意圖。本實施方式中，該反射器模組13的一側包括三個平行並排安裝的反射器組件131的一半部分，另一側與之為對稱結構設計，即包括該三個平行並排安裝的反射器組件131的另一半部分，這裡僅針對其中一半部分進行詳細描述，另一半則不再贅述。在其他實施方式中，該反射器組件131的數量可以根據實際需要進行調整，例如一個、二個或者三個以上均可，這種設計使路燈的反射系統實現了模組化的配置，即根據需要添加或減少相應數量的反射器組件131以組成不同的模組化反射器模組13，其上的反射器組件131可任意拆卸或組裝，例如通過卡扣結構實現，非常方便，可適應不同地點的燈光要求。例如，亮度需求低的場合僅需要一個反射器組件131或僅一側反射器組件131即可滿足要求，且節省成本。而亮度需求高的場合可能需要多個反射器組件131，只要將多個反射器組件131平行並排安裝即可組裝成所需配光需求的反射器模組13，非常方便。
[0028]為了提高系統光效，每一個反射器組件131設計為一對對稱相向的曲面反射器且內壁1311設置為反光面，本實施方式為完全鏡面反射設計，例如採用真空鍍鋁工藝實現反光設計，其反射率較高且價格較低。其他實施方式中，也可應用其他的鏡面材料表面處理工藝，例如電鍍、拋光或者噴塗反射介質膜等。LED燈121設置於背板12上且位於每一個反射器組件131的內部，LED燈121發射的光線一部分直接照射到路面20上，而另一部分則通過內壁1311的反光面經過反射後照射到路面20上，本發明內壁1311設置的反光面可使得LED燈121發射的光線通過反射後照射至路面20 —側的指定區域內，即配光曲線位於該指定區域內。
[0029]請繼續參考圖4，為一個反射器組件131的一側曲面反射器沿路面20平行方向上的側面示意圖。為實現上述內壁1311的反光面的設置要求，該反射器組件131的內壁1311沿著與路面20平行的方向上被設計為連續的離軸拋物曲面形狀，該離軸拋物曲面的形狀是根據光線的反射定律計算得出的。也就是說，沿著與路面20平行的方向上，LED燈121的光線照射及反射到路面20的指定區域的照射距離d是根據具體設計的離軸拋物曲面的形狀所決定的，例如可設定該照射距離d為燈杆11高度的三倍或五倍或更高，以滿足實際道路配光的需要。在非限定的實施方式中，該內壁1311的離軸拋物曲面可基於若干條通過曲線擬合算法計算得出的輪廓線構成，具體的曲線擬合算法為現有技術，這裡不具體描述。由於該照射距離d可根據實際需要通過反射定律來設計對應的離軸拋物曲面，由此可大大提高配光的靈活度。另外，由於該反射器組件131的內壁1311被設計成了連續的離軸拋物曲面，其使LED燈121除了直接照射到路面20上的光線部分以外的光線絕大部分通過一次反射即可直接照射到路面20的指定區間內，避免了光損失，極大地提高了系統的光效。
[0030]請共同參考圖5及圖6，分別為反射器模組13 —側的俯視圖及沿路面20垂直方向上的側面示意圖。本實施方式中，每一個反射器組件131的一側曲面反射器的內壁1311在沿路面20的垂直方向上為連續的左右非對稱的弧形設計，且位於每一個反射器組件131內的LED燈121安裝在背對路面的弧形一側，以使光線通過正對路面的弧形一側反射到路面的指定區域內。這樣設計的好處是，可使絕大部分光照射到路面上，從而避免照射到路邊的區域內。本文中的路面是指需要光線照射的道路的路面，而路邊是指道路兩側通常不需要照射的區域，如綠化帶區域等。在一些實施方式中，為了簡化製造工藝，也可設計每一個反射器組件131的一側曲面反射器的內壁1311在沿路面20的垂直方向上為左右對稱的弧形設計，但此時的光線將有部分照射的路邊區域。
[0031]請參考圖7，為本發明LED路燈10應用於具體路面時的配光曲線圖。通過上述在沿路面20的平行方向及垂直方向上分別對每一個反射器組件131的內壁1311進行的拋物曲面及左右非對稱的弧形設計，可使本發明LED路燈10在沿路面20的平行方向向兩側遠距離照射(見圖4)，照射的距離可設置在燈杆高度的五倍以上，以保證相鄰兩個路燈10的光斑之間無陰影。另外，可使本發明LED路燈10在沿路面20的垂直平行向路面中心方向照射(見圖6)，而避免照射到路邊區域，大大提高了光的利用率。從圖7的配光曲線即可看至IJ，光線不僅沿燈杆兩側向遠距離照射，而且還向路中心照射，極大的提高了光效亦滿足了道路路面的照射要求。如果需要範圍更大的光照區域，只要對應增加模組化的反射器組件131即可。因此，無論在照射距離、照度均勻度還是光強調整的靈活性上，本發明LED路燈10都比傳統路燈有較大的提升。
[0032]針對LED燈121的位置設定也可根據不同的配光需求進行微調，例如圖8示意了與圖5不同實施方式。在圖8的實施方式中，該LED燈121被安裝在了居中的位置上。LED燈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。為了實現方便調整LED燈121，圖9給出了另一種實施方式的示意圖，該背板12上設置了滑槽123，安裝LED燈121的PCB板122可滑動安裝在該滑槽123上，例如滑動至a、b、c任意位置處。如此，一方面，該LED燈121的位置可通過調節PCB板122在滑槽123上的位置得以實現；另一方面，還可以很容易的更換PCB板122，因為有時PCB板會發生故障，或者需要更換不同功率的LED燈121，以滿足不同照明功率的配光需求。另外，本文中的LED燈121也不僅僅限定於LED光源，也可以是其他適用於本發明反射器模組的其他類型光源，這裡僅用LED燈這一術語指代所有此類適用的光源，尤其包括LED光源本身。
[0033]請參考圖10，為本發明LED路燈10的另一較佳實施方式的示意圖。相較於圖1的實施方式，圖10的實施方式省去了之前背板12的設計，而直接將該反射器模組13設計成了背靠背對稱結構，其他部分的設計與圖1的實施方式相似，這裡不再贅述。本實施方式的LED路燈可以應用在僅需要懸掛的場合，例如安裝在過山隧道的頂部15。在非限定的實施方式中，可通過連接件14直接將其固定在頂部15即可，而無需燈杆，該連接件14還用於給LED燈提供電源及相應的控制信號。為了配合具體的安裝要求，本發明LED路燈10還可進行其他相適應的結構修改，這裡不再一一舉例說明。
[0034]雖然結合特定的實施方式對本發明進行了說明，但本領域的技術人員可以理解，對本發明可以作出許多修改和變型。因此，要認識到，權利要求書的意圖在於覆蓋在本發明真正構思和範圍內的所有這些修改和變型。
【權利要求】
1.一種發光二極體路燈，包括發光二極體燈及反射器組件，其特徵在於:該反射器組件包括一對對稱相向設置的曲面反射器，每一個曲面反射器沿著與路面平行的方向上為連續的拋物曲面設計，用於反射發光二極體燈發射的光線，以使光線通過反射後照射至與路面平行方向的指定區域內。
2.如權利要求1所述的發光二極體路燈，其中每一個曲面反射器沿著與路面垂直的方向上為連續的左右非對稱的弧形設計，且位於每一個曲面反射器內的發光二極體燈安裝在背對路面的弧形一側，以使光線通過正對路面的弧形一側反射到與路面垂直方向的指定區域內。
3.如權利要求1或2所述的發光二極體路燈，其中發光二極體燈安裝在一個背板的兩偵牝該對曲面反射器分別設置於該背板的兩側。
4.如權利要求3所述的發光二極體路燈，其中所述背板上設有滑動槽，發光二極體燈通過PCB板安裝在該滑動槽上，且該PCB板可在該滑動槽中移動。
5.如權利要求1或2所述的發光二極體路燈，其中每一曲面反射器的曲面形狀是基於若干條通過曲線擬合算法計算得出的輪廓線構成的。
6.如權利要求1或2所述的發光二極體路燈，其中所述曲面反射器的曲面內壁是完全鏡面反射設計。
7.一種發光二極體路燈，包括安裝有發光二極體燈的背板及用於反射光的反射器模組，其特徵在於:該反射器模組包括若干個反射器組件，每一反射器組件包括一對對稱相向設置於該背板兩側的曲面反射器，每一個曲面反射器沿著與路面平行的方向上為連續的拋物曲面設計，用於反射發光二極體燈發射的光線，以使光線通過反射後照射至與路面平行方向的指定區域內。
8.如權利要求7所述的發光二極體路燈，其中每一個曲面反射器沿著與路面垂直的方向上為連續的左右非對稱的弧形設計，且位於每一個曲面反射器內的發光二極體燈安裝在背對路面的弧形一側，以使光線通過正對路面的弧形一側反射到與路面垂直方向的指定區域內。
9.如權利要求7或8所述的發光二極體路燈，其中所述若干個反射器組件平行並排安裝在該背板上。
10.如權利要求7或8所述的發光二極體路燈，其中所述反射器模組可拆卸或組裝其中一個或多個反射器組件。
【文檔編號】F21S8/00GK104456274SQ201310429051
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】李歡 申請人:通用電氣照明解決方案有限公司