专利名称：高效配光的led灯具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于LED灯的灯具。
背景技术：
公知的LED灯具，为了实现最佳配光效果，使光斑呈矩形、使光斑区域内的照度均勻度达到标准，大都采用透镜来导光，这样虽然能够起到一定的效果，但是因为使用了透镜而导致了 20%左右的光通量损耗。也有放弃使用导光透镜来配光的，但是要么方法单一，要么结构复杂或者不合理， 其最终的效果也总是不尽人意。例如
200810001878号《LED路灯配光系统》发明专利，由LED发光单元和LED发光单元安装座构成，安装座与LED发光单元接触的部分由若干个固定面组成，每一个放置在固定面上的LED发光单元的轴线指向照射面不同的位置，安装座的背部设有散热装置，LED发光单元由发光体和透镜构成。此发明，虽然能够做到LED直接照射规定的区域，但LED的位置固定、 方向不可调，因此应用极为不便，而且仅仅能直接照射。201020210824号《一种LED路灯》实用新型专利，包括灯具、LED光源、散热体及电源，若干只LED灯珠均勻分布在凸弧形的安装模板上，该凸弧形的安装模板摊平后呈长方形，LED灯珠上安装有聚光杯。此实用新型利用LED光源方向性强且可控的特点，通过将 LED灯珠安装模板的形状设计为凸弧形，从而使得LED灯珠的布局成为一个长方形点布，借用聚光杯的二次配光，有效控制其所发出的光线成为一个长方形的光面，尽量使光线沿道路方向延伸分布，且消除对道路两侧的光线流失。此实用新型，主要使用了聚光杯和弧形发光面，虽然能够在一定程度上使光斑呈长方形，并不能从根本上解决问题，但照度的均勻度必然很差，而且呈弧形的发光面也根本做不到光线直射。200820115484号《以W型配光方案为灯体特征的LED大功率路灯灯头》实用新型专利，提供一种以W型配光方案为灯体特征的LED大功率路灯灯头；其灯头底座是由AB两组铝型材组成W型四块安装平面，安装平面上安装有反光杯组合体及焊有若干个LED发光管的铝基板；四块安装平面组合而成的横截面呈W型，相邻两块安装平面组合而成的横截面分别组成两组V字型的位置关系，四个安装平面分别向着不通角度交叉辐射，从而形成W 型布光阵列。此实用新型，虽然能够一定程度地解决路灯的均勻照射问题，也增大了有效照射距离，但由于各LED不是直射，也没采取其它配套的远处光通量补充的措施，其效果不佳。200920196895号《一种敞开式L E D路灯灯头框架结构》实用新型专利，是一种敞开式LED路灯灯头框架结构，该框架包括左侧板、右侧板及连接左侧板、右侧板两端的前侧板、后侧板，在左侧板上沿同一直线上设有多个供LED模块上一端的销轴穿过的轴孔，在右侧板上与左侧板轴孔相对应位置处设有多个可供LED模块另一端上的球头穿过的孔。本实用新型是一种配合LED模块使用的敞开式灯头框架，在框架内可并排设有多个LED模块。 此实用新型，虽然采用了敞开式框架结构，可以起到加强散热、减轻重量的作用，但其目的只是在于LED模块的更换，并没用于配光，因此价值不高。另外，结构还复杂。
发明内容
为了克服公知的LED灯具达不到道路照明的理想光斑呈路面需要的矩形，而且光斑内的照度均勻度都达不到标准要求的缺陷，本发明提供一种高效配光的LED灯具，该LED 灯具能达到道路照明的理想光斑呈路面需要的矩形，而且光斑内的照度均勻度都达到了标准要求。本发明的技术方案是该高效配光的LED灯具呈框架结构，主要包括外框、灯珠单元体、调节螺丝、散热片，外框用金属方管整体弯曲或者焊接而成，外框的一端有连接柄，连接柄设有孔，外框通过连接柄的孔以及紧固件固定在灯杆的臂挑上，外框可绕孔中的紧固件转动，每个灯珠单元体位于外框内并与连接柄方向平行，所有的灯珠单元体与道路横向平行的外框中线对称分布在外框内，并且从内列灯珠单元体到外列灯珠单元体，间距依次减小，灯珠单元体两端通过调节螺丝与外框相连，每个灯珠单元体可绕其轴线旋转，在外框上与灯珠单元体两端的连接处开有腰孔，散热片固定在灯珠单元体出光面的背面，灯珠单元体与灯珠单元体之间、灯珠单元体与外框之间留有空隙。灯珠单元体一般为7个，也可根据需要确定数量，每个灯珠单元体包括LED灯珠、 铝基板、基壳、反光镜、密封胶条、透光罩，装在LED灯珠上呈长方形的反光镜在道路横向短、在道路纵向长，散热片与基壳之间、基壳与铝基板之间、铝基板与LED灯珠之间均使用导热硅胶连接；基壳与透光罩之间置有密封胶条。外绕着外框安装有截光罩。在外框上，与灯珠单元体两端的连接处开有腰孔，灯珠单元体的间距可以根据需要通过调节螺丝在腰孔处进行微调，以补偿调节道路纵向远处和近处光照的均勻程度。装在各灯珠单元体上的LED灯珠选用光束指向性较强的LED灯珠，以方便调节道路纵向远处的光通量密度；装在各灯珠单元体上的LED灯珠，从内列到外列，光束角度依次减小，同时各LED灯珠的光束在道路横向上的最大尺寸不大于道路宽度，以增加道路纵向远处光通量的密度继而弥补该处光通量的不足，同时防止光束照射到路面以外而造成光通量的浪费；均勻分布在各灯珠单元体上的LED灯珠，从内列灯珠单元体上的LED灯珠到外列灯珠单元体上的LED灯珠，数量依次增加，具体增幅的大小根据需要而定，以增加道路纵向远处光通量的分布。装在各灯珠单元体上的LED灯珠，从内列灯珠单元体上的LED灯珠到外列灯珠单元体上的LED灯珠，采用脉宽调制方法，依次增加工作电流的有效值，以增加道路纵向远处光通量的密度。装在LED灯珠上呈长方形的反光镜，在道路横向短、在道路纵向长，以把每个LED 灯珠照射到路面上的光斑最大限度地导向成道路横向窄、道路纵向宽的长方形；装在LED 灯珠上的反光镜，从内列灯珠单元体上的反光镜到外列灯珠单元体上的反光镜，以由内而外地递减LED灯珠光束的散射角度，一方面避免产生眩光，二方面减少光通量的浪费，三方面由内而外地加大LED灯珠发出光通量的密度；
外绕着外框安装截光罩，一方面避免产生眩光，二方面减少光通量的浪费，三方面由内而外地加大LED灯珠发出光通量的密度。
在LED灯的发光面上，设定沿道路横向为列、沿道路纵向为行。LED直射规定区域将每一灯珠单元体的LED灯珠均勻分布、焊接成一单元体，保持每一单元体的灯珠照射方向一致，每一单元体均可以绕其列的轴线同时自由旋转，以调节各灯珠单元体LED灯珠的照射方向，使LED灯珠直接照射规定的区域，继而避免使用导光透镜而损耗LED的光通量。LED光束角度递变鉴于外列LED灯珠的光束照射到路面上的路途要比内列的长， 从而照射到路面上时的光衰较大，因而相等功率的LED灯珠在路面上产生的照度，也是外弱内强。为了有效平衡光照度外弱内强的现象，内外列、内外行选用不同光束角度的LED，即从外列到内列和从外行到内行的光束角度从小到大。LED光斑横向最大尺寸不大于路宽为了防止LED灯珠光束照射到路面横向以外或者规定的区域，造成光通量在不必要区域的浪费，各列最大光束角度的LED灯珠，在路面上照射出的光斑，其直径不能大于路面的宽度。灯珠列间距递变鉴于外列LED灯珠的光束照射到路面上的路途要比内列的长， 从而照射到路面上时的光衰较大，因而相等功率的LED灯珠在路面上产生的照度，也是外弱内强。为了有效平衡光照度外弱内强的现象，还可以改变内外列和内外行的间距，即从内列到外列和从内行到外行，依次减小列间距和行间距。灯珠列间距可微调在外框上，与灯珠单元体两端的连接处开有腰孔，灯珠单元体的间距可以根据需要通过调节螺丝在腰孔处进行微调，以补偿调节道路纵向远处和近处光照的均勻程度。列灯珠数量递变鉴于外列LED灯珠的光束照射到路面上的路途要比内列的长， 从而照射到路面上时的光衰较大，因而相等功率的LED灯珠在路面上产生的照度，也是外弱内强。为了有效平衡光照度外弱内强的现象，还可以在内外列分布不同数量的LED灯珠， 即从内列到外列逐渐增加LED灯珠的数量。各列LED灯珠的具体数量根据远处路面光照度补偿的需要而定。列灯珠电流有效值递变鉴于外列LED灯珠的光束照射到路面上的路途要比内列的长，从而照射到路面上时的光衰较大，因而相等功率的LED灯珠在路面上产生的照度，也是外弱内强。为了有效平衡光照度外弱内强的现象，还可以在内外列施加不同大小的LED 灯珠工作电流。为了防止工作电流过大损害LED同时防止工作电流过小严重影响LED的发光效率，必须保持最外两列LED灯珠的工作电流为350mA，最内列LED灯珠的工作电流又不能过小。反光镜侧面倾斜度递变为了更加集聚LED灯珠的光束，同时起到一定的导光作用，LED灯珠可加装纵向长、横向短的矩形反光镜，同时内外列反光镜侧壁的角度随着行次、 列次的变化而变化，即外列、外行反光镜的侧壁比内列、内行的陡峭些。加装截光罩为进一步减少LED灯具外圈光束外泄到地面以外的区域，可在LED灯具发光面的外围加装矩形截光罩。本发明的优点采用框架型结构，灯珠单元体与灯珠单元体之间、灯珠单元体与外框之间留有空隙，便于空气流动，充分的热对流的作用，再加上灯珠单元体和散热片的热传导作用，最大限度地加大了灯具外框的散热作用。框架型结构，不仅便于加工，而且成本也显著降低。
LED灯珠可绕列的轴向一起自由旋转方向，使LED灯珠光束直射路面，一方面，避免了被迫采用透镜来导光的做法，因而避免了由透镜引起的光通量的损耗。另一方面，LED 灯珠光束可以照射到更远的路面，同时可以根据路面光斑均勻度的需要，综合调节LED灯具各列的LED灯珠光束在路面纵向上的照射区域。光束角度、灯珠列间距、列灯珠数量、列灯珠电流有效值、反光镜侧面斜度的递变， 再加装截光罩，一方面可显著改善LED灯光斑光照度的均勻度，二方面能够根据需要灵活地调整光斑的形状，三方面光斑大小可以不受灯高调节的限制。
图1是本发明的一个实施例的结构示意图。图2是本发明的路面纵向照射调节示意图。图3是本发明的路面横向照射调节示意图。 图4是本发明的LED灯珠单元体及散热片的横截面图。图5是本发明的LED驱动方式示意图。
具体实施例方式在图1中，WK为外框，DZ为截光罩，LS为调节螺丝，YK为腰孔，BK为外框连接柄的孔，DY为灯珠单元体，SP为散热片，LZ为LED灯珠。外框WK设有外框连接柄，外框连接柄设有孔BK，外框连接柄通过孔BK和紧固件与灯杆的臂挑相连，外框WK可通过连接柄绕孔BK中的紧固件转动。每个灯珠单元体DY位于外框WK内并与连接柄方向平行，所有的灯珠单元体DY与道路横向平行的外框WK中线对称分布在外框WK内，并且从内列灯珠单元体到外列灯珠单元体DY，间距依次减小。截光罩DZ加装在外框WK下部外棱边缘，灯珠单元体DY位于灯头外框WK内，灯珠单元体DY两端通过调节螺丝LS与外框WK相连，灯珠单元体DY可绕其轴线旋转，外框WK 上的调节螺丝LS的孔为腰孔观，灯珠单元体DY出光面背面与散热片SP下面相连，灯珠单元体DY下内腔封装有LED灯珠LZ，灯珠单元体DY与灯珠单元体DY之间、灯珠单元体DY与灯头外框WK之间留有空隙。LED灯珠LZ装有纵向长、横向短的矩形反光镜，LED灯具发光面的外围装有矩形截光罩。灯头外框WK由金属管材整体弯曲或者分段焊接而成，与LED灯珠单元体DY相连处开腰孔I，外框与灯杆臂挑连接的柄上开圆孔BK。每一条灯珠单元体DY的两端使用调节螺丝LS与灯头外框WK紧固，灯珠单元体DY可绕其轴线旋转，灯头外框WK内排列灯珠单元体DY的多少由实际需要而定，一般为7列；每一条灯珠单元体DY的出光面的背面装有一副散热片SP ；每一条灯珠单元体DY下内腔封装有LED灯珠LZ，每一条灯珠单元体DY内腔封装的LED灯珠LZ的具体数量由灯头的功率大小来决定，一般来说每一条灯珠单元体DY 内腔所封装的LED灯珠LZ的数量均相等。1.用金属方管型材制作灯头外框WK，开腰孔I和柄孔BK。2.用金属型材制作基壳JK。
3.根据需要选用不同光束角度的LED灯珠LZ，并把LED灯珠LZ焊接在铝基板上。4.把焊了 LED灯珠LZ的铝基板固定在基壳JK上。5.安装反光镜FJ、密封胶条JT、透光罩TZ。6.把封装好的灯珠单元体DY，根据光束角度的大小顺序，由内而外地安装在灯头外框WK上，并根据需要使用靠模批量调整LED灯珠LZ的照射方向。7.把灯具安装在灯臂挑上，并且根据需要调整灯具的倾斜角度。图2是灯珠单元体可自由旋转调节光束照射方向的示意图，WK为外框，LS为调节螺丝，YK为腰孔，SP为散热片，DY为LED灯珠单元体，圆弧双箭头表示LED灯珠单元体DY 可双向旋转，以使LED灯珠可以直接照射规定的区域；水平双箭头表示LED灯珠单元体DY 可在腰孔I里左右微调移动，以调节LED灯珠单元体的间距继而补偿调节道路纵向远处和近处光照的均勻程度；单箭头表示LED灯珠LZ光束照射方向。图3是灯具可上下自由旋转的示意图，WK为外框，SP为散热片，DY为LED灯珠单元体，为外框连接柄孔BK，双箭头表示灯具可上下自由旋转，以改变光束沿路面横向照射的具体位置。图4是灯具LED灯珠单元体及散热片的横截面图，SP为散热片，JK为基壳，LB为铝基板，LZ为LED灯珠，FJ为反光镜，JT为密封胶条，TZ为透光罩；散热片SP与基壳JK之间、基壳JK与铝基板LB之间、铝基板LB与LED灯珠LZ之间均使用导热硅胶GJ连接；LED 灯珠单元体DY的基壳JK与透光罩TZ之间置有密封胶条JT。图5是本发明的LED驱动方式示意图，WK为外框，LZ为LED灯珠。L1、L2、……、 Ln分别为第1列、第2列、……、第η列LED灯珠。II、12、13、……分别为第1和η列LED 灯珠的驱动电流、第2和η — 1列LED灯珠的驱动电流、第3和η — 2列LED灯珠的驱动电
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权利要求
1.一种高效配光的LED灯具，该灯具包括外框、灯珠单元体、调节螺丝、散热片，该高效配光的LED灯具呈框架结构，其特征在于外框用金属方管整体弯曲或者焊接而成，外框的一端有连接柄，连接柄设有孔，外框通过连接柄的孔以及紧固件固定在灯杆的臂挑上，外框可绕孔中的紧固件转动，每个灯珠单元体位于外框内并与连接柄方向平行，所有的灯珠单元体与道路横向平行的外框中线对称分布在外框内，并且从内列灯珠单元体到外列灯珠单元体，两相邻灯珠单元体的间距依次减小，灯珠单元体两端通过调节螺丝与外框相连，每个灯珠单元体可绕其轴线旋转，装在各列灯珠单元体的LED灯珠数量从内列到外列依次增加，除位于列对称中线上的灯珠单元体的灯珠之外其它各列灯珠单元体的灯珠分别按照各对称的两列并联供电，在外框上与灯珠单元体两端的连接处开有腰孔，散热片固定在灯珠单元体出光面的背面，灯珠单元体与灯珠单元体之间、灯珠单元体与外框之间留有空隙。
2.根据权利要求1所述的高效配光的LED灯具，其特征在于每个灯珠单元体包括LED 灯珠、铝基板、基壳，装在LED灯珠上的反光镜的外口呈行向短、列向长的长方形，并且各反光镜的侧面倾角从内列到外列依次将增大，散热片与基壳之间、基壳与铝基板之间、铝基板与LED灯珠之间均使用导热硅胶连接，基壳与透光罩之间置有密封胶条。
3.根据权利要求1所述的高效配光的LED灯具，其特征在于外绕着外框安装有截光罩。
全文摘要
本发明公开了一种高效配光的LED灯具，该灯具包括外框、外框的一端有连接柄，连接柄设有孔，外框通过连接柄的孔以及紧固件固定在灯杆的臂挑上，外框可绕孔中的紧固件转动，每个灯珠单元体位于外框内并与连接柄方向平行每个灯珠单元体可绕其轴线旋转，装在各列灯珠单元体的LED灯珠数量从内列到外列依次增加，散热片固定在灯珠单元体出光面的背面，灯珠单元体与灯珠单元体之间、灯珠单元体与外框之间留有空隙。采用框架型结构，灯珠单元体与外框之间留有空隙，便于空气流动，充分的热对流的作用，最大限度地加大了灯具外框的散热作用。不仅便于加工，而且成本也显著降低。主要用于道路照明。
文档编号F21S8/00GK102207266SQ20111009802
公开日2011年10月5日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者孙元柱, 翁其旺, 郑宣彬 申请人:宿州市博远新能源电子科技有限公司