专利名称：一种灯罩及应用该灯罩的led灯具的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种LED灯具配光用灯罩，尤其涉及ー种LED灯具用高出光效率的配光灯罩。
背景技术：
随着LED照明的蓬勃发展，如何通过灯罩结构的改善使得LED灯具有更优质的透光性能，是目前LED灯具主流研发方向之一，现有的LED照明用外壳材料通常用光散射材料制成，采用向LED灯罩中添加散射剂的方式，使之既能让光通过、又能有效地散射光，将线光源转化成面光源。常用可表征光的传递特性指标有透光率、雾度、折射率等，其中，透光率和雾度两个指标是表征材料的透光性能的重要性能指标。透光率是透过灯罩的光通量与其入射光通量的百分率，是表征树脂透明程度的ー个最重要性能指标，一种树脂的透光率越高，其透明性就越好，雾度为材料散射光通量与材料光通量之比的百分数，通常用来表征·LED灯具中“见光不见灯珠”效果的优劣。现有的LED灯具所用的灯罩如图I和图2所示，通过在灯罩的内部添加散射剂以后，LED灯具中LED光源的发出的光线通过灯罩入射面进入灯罩，在灯罩的内部经散射剂(或称“散射粒子”)的散射，再经灯罩出射面出射，射向照明空间，从而实现配光。然而，通过添加散射剂的方式来调节灯罩的透光性能的不足之处在于透光率和雾度两个性能指标相互矛盾，光线在灯罩的内部经过散射剂散射，散射后大部分光线会通过出射面射向照明空间，而另一部分散射光线在灯罩内发生全反射，来回反射震荡又回射到灯具内部，造成光能的浪费，并影响灯罩的透光率。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种在散射的同吋、出光效率高的灯罩。为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案一种灯罩，包括设置有入射面和出射面的灯罩本体，所述入射面为灯罩本体包络光源的一面，所述入射面和出射面分别设于灯罩本体的内外两侧，所述入射面设置有若干个绕灯罩本体的中心轴回转而成的凸起，所述凸起由工作面和非工作面组合而成，来自光源的入射光线由工作面进入灯罩本体形成折射光线、并在出射面形成导出至灯罩本体的出射光线，所述入射光线在工作面处的法线为第一法线，所述折射光线在出射面的法线为第二法线，所述第一法线与第二法线之间的夹角大于0°，所述第一法线与第二法线之间的夹角指第一法线绕着第一法线与第二法线的交点旋转、直至第一法线与第二法线相互重合的最小角度值，且沿顺时针方向旋转的角度>0°、沿逆时针方向旋转的角度<0°。采用上述结构，区别于现有技术中通过调整散射剂浓度的方式，光线通过入射面与出射面之间的偏角进行配光，在灯罩中无需添加、或仅添加少量散射剂，即可増大出射光线的出射角，其在灯罩内部没有后向散射与全反射或只有少量的后向散射与全反射，这样的灯罩的出光效率高，配备这样灯罩的灯具其出光效率高。优选的，所述折射光线与第二法线之间的夹角小于所述灯罩本体的全反射角。采用这样的结构，避免光线在灯罩本体内来回反射震荡，从而提高了出光效效率。优选的，所述工作面由第一母线绕灯罩本体的中心轴回转而成，所述非工作面由第二母线绕灯罩本体的中心轴回转而成，所述第一母线和第二母线之间的夹角为75° 90°。需要说明的是，此处第一母线和第二母线之间的夹角是指第一母线和第二母线在交点处的与各自母线相切的两条直线之间的夹角。将各个非工作面的第二母线和与其相邻的工作面的第一母线之间的夹角设置成75° 90°以后，可以使入射光线通过入射面充分折射，改善出射光线均匀性，并扩大光源在照明空间的照明角度。优选的，所述第一母线和第二母线相互垂直。采用这样的结构，可以使入射光线通过入射面充分折射，改善出射光线均匀性，并扩大光源在照明空间的照明角度。优选的，所述第一法线与第二母线相互平行。采用这样的结构，可以使入射光线通·过入射面充分折射，改善出射光线均匀性，并扩大光源在照明空间的照明角度。优选的，所述第一母线为曲线或直线。采用这样的结构，可以使入射光线通过入射面充分折射，改善出射光线均匀性，并扩大光源在照明空间的照明角度。优选的，所述第二母线为直线。采用这样的结构，可以使入射光线通过入射面充分折射，改善出射光线均匀性，并扩大光源在照明空间的照明角度。优选的，所述凸起沿灯罩本体的轴向排列形成阶梯状曲面。采用这样的结构，不仅可以使入射光线通过入射面充分折射，扩大光源在照明空间的照明角度，而且将入射面整体呈阶梯状曲面以后，轴向上各个不同高度处的凸起所对应的、第一法线与第二法线之间的夹角不同，因此，位于阶梯状曲面的轴向中心区域的出射光线偏角与位于阶梯状曲面轴向边缘区域的出射光线偏角相差较大，可根据不同视角的光线强度需求进行配光，使光源发出的光线在照明空间内更合理分布。优选的，所述出射面由多个非连续的鳞片构成。采用这样的结构，使从中心到边缘出射的光线增大的散射程度趋于一致，一定程度上改善了出射光线均匀性。优选的，所述出射面为毛面。采用这样的结构，可使光线在照明空间分布更加均匀。优选的，所述出射面为连续镜面。采用这样的结构，可使光线的透光率更高。需要说明的是，此处的连续镜面，是指曲率连续的一整段镜面。一种应用上述灯罩的LED灯具，包括设置于散热器内部的LED光源，所述LED光源连接有驱动电源，所述散热器底部设置有接头。配备上述灯罩的LED灯具具有出光效率高的有益效果。与现有技术相比，本发明的有益效果是区别于现有技术中通过调整散射剂浓度的方式，光线通过入射面与出射面之间的偏角进行配光，在灯罩中无需添加、或仅添加少量散射剂，即可増大出射光线的出射角，其在灯罩内部没有后向散射与全反射或只有少量的后向散射与全反射，这样的灯罩的出光效率高。
图I为现有的LED灯具的结构示意图；图2为现有的LED灯具所用灯罩的结构示意 图3为本发明灯罩的结构示意 图4为本发明灯罩的ー种实施方式的结构示意 图5为本发明灯罩的局部放大示意图。图I和图2的附图标记如下光线入射面一 101 ;光线出射面一 102 ;散射剂ー 103 ；灯罩ー210 ;散热器ー220 ;接头ー230 ;驱动电源一240 ;光源一250。图3至图5的附图标记如下灯罩本体一3 ;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 ;第一法线ー501 ;第二法线ー502 ;第一法线与第二法线之间的夹角一503 ;折射光线与第二法线之间的夹角ー504 ;入射光线ー505 ;折射光线一506 ；出射光线ー 507 ;鳞片ー601。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进ー步的说明。本发明的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本发明宗g的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。实施例I
如图3和图5所示，本实施例灯罩包括设置有入射面301和出射面302的灯罩本体3，出射面302为连续曲率，入射面301为灯罩本体3包络光源的一面，入射面301和出射面302分别设于灯罩本体3的内外两侧，入射面301设置有若干个绕灯罩本体3的中心轴回转而成的凸起4，在灯罩本体3内侧形成封闭的凸环，若干个凸起4沿灯罩本体3的轴向排列形成阶梯状曲面，凸起4由工作面401和非工作面402组合而成，工作面401由第一母线绕灯罩本体3的中心轴回转而成，非工作面402由第二母线绕灯罩本体3的中心轴回转而成。本实施例中，部分第一母线为直线部分第一母线为曲线，第二母线为直线，第一母线和第二母线绕灯罩本体3的中心轴回转后，形成夹角由75°至90°不等的工作面和非工作面，此处的夹角是指第一母线回转形成的面、与第二母线回转形成的面在相交处的与各自母线相切的两条直线之间的夹角，若干组工作面401和非工作面402—同构成若干个凸台。来自光源的入射光线505由工作面401进入灯罩本体3形成折射光线506、并在出射面302形成导出至灯罩本体3的出射光线507，入射光线505在工作面401处的法线为第一法线501，折射光线506在出射面302的法线为第二法线502，第一法线与第二法线之间的夹角503指第一法线501绕着第一法线501与第二法线502的交点旋转、直至第一法线501与第二法线502相互重合的最小角度值，且定义沿顺时针方向旋转的角度> 0°、沿逆时针方向旋转的角度< 0°。本实施例中，灯罩本体3由PC材料制成，其折射率为I. 58，全反射角为39. 3°，其自身透光率为90%。针对夏普生产的型号为GW5BMC27KG4光源设计，保证光线在照明空间内实现在180°内光强的不均匀性小于5%，光强下降到中心光强的一半时的全角为230°到235°。根据照明空间光线的分布需要在灯罩的各处设置不同的第一法线501与第二法线502夹角503，同时保证折射光506在出射面各处的入射角小于PC材料本身的全反射角，使光线在满足配光要求同时保证了出光的透光率，改善了灯罩本体3内光的传递特性；如，在灯罩的某处第一法线501与第二法线502之间的夹角503为20. 4°，此处，入射光505在401工作面的入射角为I. 57°经401工作面折射后形成的折射光506在出射面的入射角为19. 4°小于全反射角，506再经出射面302折射形成离开灯罩的折射光507，经过工作面401和出射面302的两次折射后，入射光线505与出射光线507之间实现了 12.8°的偏角。因为在折射光506在出射面的入射角小于全反射角，光线在灯罩本体3内没有全反射，使光线在满足配光的要求同时保证了出光的透光率，改善了灯罩本体3内光的传递特性，实测PC罩的透光率为90%，在180°内的光强不均匀性小于4%，光强下降到中心光强的一半时的全角为232。。实施例2
为了进ー步提高均匀性，在实施例I的基础上在灯罩本体3内添加质量比为0. 2%硅树脂球作为散射剂，实测灯罩本体3的透光率为89%，在180°内的光强不均匀性小于2%，光强下降到中心光强的一半时的全角为234°。其余结构请參阅实施例I。·实施例3
为了进ー步提高均匀性，在实施例I的基础上在灯罩出射表面302设置成深宽比为0. 3特征尺寸为0. Imm的毛面，实测灯罩本体3的透光率为89. 5%，在180°内的光强不均匀性小于3%，光强下降到中心光强的一半时的全角为233°。其余结构请參阅实施例I。实施例4
如图4所示，区别于实施例I中的连续曲率的出射面302，本实施例中的出射面302由多个非连续的鱗片601构成，各个鳞片601呈四边形状，且鳞片601表面为毛面，改善了出射光线507均匀性，在其余实施方式中，出射面302亦可是连续面。其余结构请參阅实施例I。实施例5
本实施例LED灯具包括设置于散热器内部的LED光源，所述LED光源连接有驱动电源，所述散热器底部设置有接头，并在LED光源上方设置有包络LED光源的灯罩，灯罩的具体结构请參阅实施例1，配备上述灯罩的LED灯具具有出光效率高的有益效果。上面结合附图对本发明的实施例做了详细描述，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内还可以作出各种变化，这些变化均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种灯罩，包括设置有入射面(301)和出射面(302)的灯罩本体(3)，所述入射面(301)为灯罩本体(3)包络光源的一面，所述入射面(301)和出射面(302)分别设于灯罩本体(3)的内外两侧，其特征在于所述入射面(301)设置有若干个绕灯罩本体(3)的中心轴回转而成的凸起(4)，所述凸起(4)由工作面(401)和非工作面(402)组合而成，来自光源的入射光线(505 )由工作面(401)进入灯罩本体(3 )形成折射光线(506 )、并在出射面(302 )形成导出至灯罩本体(3 )的出射光线(507 )，所述入射光线(505 )在工作面(401)处的法线为第一法线(501)，所述折射光线(506)在出射面(302)的法线为第二法线(502)，所述第一法线与第二法线之间的夹角(503)大于0°，所述第一法线与第二法线之间的夹角(503)指第一法线(501)绕着第一法线(501)与第二法线(502)的交点旋转、直至第一法线(501)与第二法线(502)相互重合的最小角度值，且沿顺时针方向旋转的角度>0°、沿逆时针方向旋转的角度<0°。
2.根据权利要求I所述的灯罩，其特征在于所述折射光线(506)与第二法线之间的夹角(504)小于所述灯罩本体(3)的全反射角。
3.根据权利要求I所述的灯罩，其特征在于所述工作面(401)由第一母线绕灯罩本体(3)的中心轴回转而成，所述非工作面(402)由第二母线绕灯罩本体(3)的中心轴回转而成，所述第一母线和第二母线之间的夹角为75° 90°。
4.根据权利要求3所述的灯罩，其特征在于所述第一母线的法线和第二母线的法线相互垂直。
5.根据权利要求I至4中任一所述的灯罩，其特征在于所述凸起(4)沿灯罩本体(3)的轴向排列形成阶梯状曲面。
6.根据权利要求5所述的灯罩，其特征在于所述出射面(302)由多个非连续的鳞片(601)构成。
7.根据权利要求5所述的灯罩，其特征在于所述出射面(302)为毛面。
8.根据权利要求5所述的灯罩，其特征在于所述出射面(302)为连续镜面。
9.一种应用如权利要求I至8所述灯罩的LED灯具，其特征在于包括设置于散热器内部的LED光源，所述LED光源连接有驱动电源，所述散热器底部设置有接头。
全文摘要
本发明涉及一种灯罩，包括设置有入射面和出射面的灯罩本体，所述入射面为灯罩本体包络光源的一面，所述入射面和出射面分设于灯罩本体的内外两侧，所述入射面设置有若干个绕灯罩本体的中心轴回转而成的凸起，所述凸起由工作面和非工作面组合而成，所述入射光线在工作面处的法线为第一法线，所述折射光线在出射面的法线为第二法线，所述第一法线与第二法线之间的夹角大于0°。区别于现有技术中通过调整散射剂浓度的方式，光线通过入射面与出射面之间的偏角进行配光，这样的灯罩的出光效率高，配备这样灯罩的灯具其出光效率高。
文档编号F21Y101/02GK102788309SQ20121028394
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者霍永峰 申请人:霍永峰