专利名称：：一种led路灯及其平面反射式配光方法
技术领域：
：本发明属于半导体照明领域，具体而言，涉及一种半导体LED路灯。
背景技术：
：LED是一种高效节能的光源并且具有工作寿命长的优点。按照全寿命周期来考察，其使用成本和能耗都显著优于各种传统光源。目前工艺成熟的批量LED器件的单颗功率都在3W以下，这样在工艺成熟的路灯上应用时就要由若干数量的单颗LED组合成多点光源才能满足道路的照明需要。道路越宽、越长或需要照明的面积越大，需要的LED数量就越多。这样使LED路灯与传统路灯在光学设计上有着很大的差异。传统路灯只需要完成对单个光源(点光源或线光源)的配光设计，而LED路灯需要完成对多个点光源的联合配光设计。常用的方法就是在每个LED光源上完成完整的配光分布(用透镜或反光曲面)，然后多个同样配光分布的单体叠加在一起增强亮度。这种配光设计的难度小，在透镜和反射曲面的设计上可以全面借用传统点光源配光的已有成果。但这种配光设计的不足之处在于，需要对单个LED单独加透镜或反射曲面，因而会造成成本上升，同时带有光学装置的LED在焊接和加工上对设备和工艺都有较高要求，这些都会减弱产品的竞争力。另一种配光思路就是不在单颗LED上做任何变化，从多颗LED的联合配光入手。本发明就是从这个角度出发设计了一种平面反射配光方法。
发明内容本发明针对已有技术中存在的缺陷，提供一种从多颗LED的联合配光入手设计的LED路灯。本发明的技术方案如下—种LED路灯，包括路灯主体和灯杆，路灯主体包括底板，固定在底板两侧的两个侧板、与两个侧板分别相连的两个平面反射板，在底板的中间位置纵向固定有中列LED光源组，在两个侧板上分别固定有与中列LED光源组相平行的侧列LED光源组，所述的各列LED光源组的发光面都分布在两个侧板和底板的外表面，所述的两个平面反射板用于反射两个侧列LED光源组的出光光线。作为优选实施方式，三列LED光源组的出光总光通量之比为4:1:4;设反射板的长度为l，两个侧列LED光源组与同侧反射板之间的垂直距离为h，则1:}!<=14;路灯主体以底板中间纵剖面为对称面呈镜面对称。本发明同时还提供一种上述LED路灯的平面反射式配光方法，设H为灯杆高度，两个侧列LED光源组为A列和B列，中列LED光源组为C列，w为LED出光角，YA为A列LED基面与底板中部纵剖面的夹角，yb为A列LED基面与底板中部纵剖面的夹角，按照公式F(w)=Fa直(w)+Fa&(w)+FBa(w)+FB&(w)(w)计算在各个角度w下投射到路面各点处的总光通量，将计算得到的个点的总光通量与路灯配光设计要求相比较，若不满足配光设计要求，调整反射面和/或LED基面的角度之后，按照上述方法重新计算，若还不满足配光设计要求，3继续调整和计算，直至将反射面和/或LED基面调整到能够满足配光设计要求为止，式中，Fa直(w)为A列LED在角度w上的直射光通量，FA直(w)=EA(w)/(H/C0SW)2;FA&(w)为A列LED通过反射板反射到角度w上的反射光通量FA反(w)=REa(Wa&)/(H/C0SW)2;FBa(w)为B列LED在角度w上的直射光通量，FBa(w)=EB(w)/(H/c固)2;FB反(w)为B列LED通过反射平面反射到角度w上的反射光通量，Fb反(w)=REb(Wb反)/(H/cosw)2;Fc直(w)为C列LED在角度w上的直射光通量，Fc直(w)=Ec(w)層c固)2;其中，WA&=2ZAi-(90-YA)(|WA&<90°有效)，WB&=2ZBi-(90-YB)，(|WB&I<90°有效)，EA为A列LED在角w上的发光强度，EB为B列LED在角w上的发光强度，Ee为C列LED在角w上的发光强度；W^^为当反射后角度为w时对应的A列LED反射前的实际出光角，Weg为当反射后角度为w时对应的A列LED反射前的实际出光角，R为反射板的反射系数。本发明的有益效果是(1)本发明的LED路灯，取消了单体LED上的光学装置，同时多个LED的共用反射面直接用平面，最大限度的降低了LED反射器的设计、制造成本和设备、工艺的难度。(2)本发明所采用的计算公式和平面反射式配光方法，为本发明的LED路灯结构所专用，通过计算和绘图后，能够精确地反映配光效果，为结构参数的调整和优化提供精确依据。(3)本发明的路灯和平面反射式配光方法，将LED发出的光线全部利用，唯一产生光损失的地方就是发射面上会有反射吸收，通过计算在反射系数为0.8时(镀铝表面)整体出光效率可以达到91%。图1是本发明的路灯主体的整体结构示意图。图2是本发明的路灯配光光路图。图3是本发明实施例的配光曲线。附图标记说明l底板2侧板3反射板4中列LED光源组5侧列LED光源组6沿道路方向的光线分布7与道路方向垂直的光线分布具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明的LED路灯的路灯主体整体结构图如图1所示，路灯主体包括三列LED光源组、底板1和两个侧板2，在底板1的中间位置纵向固定有中列LED光源组4，在两个侧板2上分别固定有与中列LED光源组4相平行的侧列LED光源组5，各列LED光源组的发光面都分布在底板和两个侧板的外表面，在两个侧板2的顶边分别安装有两个平面反射板3，用于反射两个侧列LED光源组5的出光光线。反射板与底板中部纵剖面的夹角等于灯具的投射角。每一列LED光源组按照与道路的纵向方向垂直的方向排列；两个侧列以与垂面呈一定的夹角向道路两端照射，中间一列垂直向下照射。作为优选方案，左中右三列LED的总光通量按照4:1:4设定；设两侧列LED光源组与同侧反射板的垂直距离为h，反射板的长度为l，两者可按照下表的关系确定。4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>结合图2对本发明的平面反射式配光方法进行详细说明。图中，A为左列LED点光源B为右列LED点光源C为中间一列LED点光源。发光强度与角度的可以用下式表示e(w)二K(w)，其中e为发光强度，w为led的出光角度(发光方向与led发光面底板中部纵剖面的夹角)；K为出光角度与光强的关系函数，为查表函数或分段函数，可以从LED灯具设计工具书中查得。照射到地面某点的光是山下面几部分合成的(实际情况下，由于几何角度的限制，在某些角度上可能只要下面5个分量的某几个，如地面某点D的光山四部分光线合成)F(w)=FA直(w)+FA反(w)+FB直(w)+FB反(w)+FC直(w)其中Fa直(w)为A列LED在角度w上的直射光通量；FA&(w)为A列LED通过反射平面反射到角度w上的反射光通量；FBa(w)为B列LED在角度w上的直射光通量；FB&(w)为B列LED通过反射平面反射到角度w上的反射光通量；Fc直(w)为C列LED在角度w上的直射光通量。通过光线的函数分析可得出以上5个分量的计算方法如下FAa(w)=EA(w)/(H/cosw)2FA反(w)=REA(wA反)/(H/cosw)2WA&=2ZAi_(90_YA)，(WA反绝对值小于90度时有效)FB直(w)=EB(w)/(H/cosw)2FB反(w)=REB(wB反)/(H/cosw)2WB反=2ZBi_(90_YB)，(WB反绝对值小于90度时有效)Fc直(w)=Ec(w)/(H/cosw)2其中EA为A列LED在角w上的发光强度。EB为B列LED在角w上的发光强度。Ec为C列LED在角w上的发光强度。H为灯杆高度。ZA为A列LED对应的平面反射器与底板中部纵剖面的夹角(左转为正值，右转为负值)。ZB为B列LED对应的平面反射器与底板中部纵剖面的夹角(左转为正值，右转为负值)。YA为A列LED基面与底板中部纵剖面的夹角(左转为正值，右转为负值)。YB为A列LED基面与底板中部纵剖面的夹角(左转为正值，右转为负值)。￥4&为当反射后角度为w时对应的A列LED反射前的实际出光角。WB^为当反射后角度为w时对应的A列LED反射前的实际出光角。R为反射面的反射系数。将实际参数带入以上公式即可得到在该角度上的实际光通量数值。再通过这种方法把所有的角度光通量值计算出来并连成曲线，就可以直观的观察到光通量在路面上的分布状况。通过调整反射面(即调整反射板)和LED的照射角度(即调整LED基面)可以按照既定的设计需求优化配光结果，在投射角度即反射面角度确定的情况下可以通过这种直观的方法找到最优的LED照射角度。下面是本发明的一个实施例1为65mrn，h为5mm，反射板与底板中部纵剖面的夹角是60°，左右两列与垂面的夹角是45。，左中右三列LED的总光通量为4:1:4。图3是本发明实施例的配光曲线。权利要求一种LED路灯，包括路灯主体和灯杆，其特征在于，所述的路灯主体包括底板，固定在底板两侧的两个侧板、与两个侧板分别相连的两个平面反射板，在底板的中间位置纵向固定有中列LED光源组，在两个侧板上分别固定有与中列LED光源组相平行的侧列LED光源组，所述的各列LED光源组的发光面都分布在两个侧板和底板的外表面，所述的两个平面反射板用于反射两个侧列LED光源组的出光光线。2.根据权利要求1所述的LED路灯，其特征在于，三列LED光源组的出光总光通量之比为4:1:4。3.根据权利要求1所述的LED路灯，其特征在于，设反射板的长度为l，两个侧列LED光源组与同侧反射板之间的垂直距离为h，则l:h<=14。4.根据权利要求1所述的LED路灯，其特征在于，路灯主体以底板中间纵剖面为对称面呈镜面对称。5.—种权利要求1所述的LED路灯的平面反射式配光方法，其特征在于，设H为灯杆高度，两个侧列LED光源组为A列和B列，中列LED光源组为C列，w为LED出光角，YA为A列LED基面与底板中部纵剖面的夹角，YB为A列LED基面与底板中部纵剖面的夹角，按照公式F(w)=FaS(W)+FA&(w)+FBi(w)+FB&(w)+Fci(w)计算在各个角度w下投射到路面各点处的总光通量，将计算得到的个点的总光通量与路灯配光设计要求相比较，若不满足配光设计要求，调整反射面和/或LED基面的角度之后，按照上述方法重新计算，若还不满足配光设计要求，继续调整和计算，直至将反射面和/或LED基面调整到能够满足配光设计要求为止，式中，Fa直(w)为A列LED在角度w上的直射光通量，FA直(w)=EA(w)/(H/C0SW)2;FA&(w)为A列LED通过反射板反射到角度w上的反射光通量FA&(w)=REA(wA&)/(H/cosw)2;FBa(w)为B列LED在角度w上的直射光通量，FBa(w)=EB(w)/(H/c固)2;FB&(w)为B列LED通过反射平面反射到角度w上的反射光通量，Fb反(w)=REb(Wb&)/(H/C0SW)2;Fc直(w)为C列LED在角度w上的直射光通量，Fc直(w)=Ec(w)層c固)2;其中，WA&=2ZAi-(90_YA)(|WA&I<90°有效)，WB&=2ZBi-(90-YB)，(|WB&|<90°有效)，EA为A列LED在角w上的发光强度，EB为B列LED在角w上的发光强度，Ee为C列LED在角w上的发光强度；WA&为当反射后角度为w时对应的A列LED反射前的实际出光角，Weg为当反射后角度为w时对应的A列LED反射前的实际出光角，R为反射板的反射系数。全文摘要本发明属于照明灯饰
技术领域：
，涉及一种LED路灯，包括路灯主体和灯杆，路灯主体包括底板，固定在底板两侧的两个侧板、与两个侧板分别相连的两个平面反射板，在底板的中间位置纵向固定有中列LED光源组，在两个侧板上分别固定有与中列LED光源组相平行的侧列LED光源组，所述的各列LED光源组的发光面都分布在两个侧板和底板的外表面，所述的两个平面反射板用于反射两个侧列LED光源组的出光光线。本发明还涉及一种该种路灯的配光方法。本发明取消了单体LED上的光学装置，同时多个LED的共用反射面直接用平面，最大限度的降低了LED反射器的设计、制造成本和设备、工艺的难度。文档编号F21Y101/02GK101769488SQ200810153190公开日2010年7月7日申请日期2008年11月21日优先权日2008年11月21日发明者牛萍娟,高志刚申请人:高志刚