常用C-γ坐標(biāo)系統(tǒng)來描述其光度分布情況。其中D點為底面2b4的中心點，C為通過燈具豎直軸DN的所有豎直半平面，從C = 0°的豎直半平面向任一豎直半平面逆時針旋轉(zhuǎn)為正，取值范圍為0°至360° ;γ為任一豎直半平面C內(nèi)任一方向與豎直軸DN之間的夾角，從豎直軸DN向任一方向旋轉(zhuǎn)確定夾角的正負(fù)，逆時針旋轉(zhuǎn)為正，順時針旋轉(zhuǎn)為負(fù)，取值范圍為-180°至180°?？臻g中的任一方向由豎直半平面C的取值和該方向與豎直軸DN之間的夾角γ確定，如A(CA，γ A)方向由C = C4和γ = γΑ確定，B(CB，γΒ)方向由C = CB和γ = γΒ確定。其中，C4、CB為Α、B方向所在的豎直半平面與C = 0°的豎直半平面之間的夾角，從C = 0°的豎直半平面向A、B方向所在的豎直半平面逆時針旋轉(zhuǎn)確定夾角大小，符號為正，單位為度；γ Α、γ B分別為Α、Β方向與豎直軸DN之間的夾角，從豎直軸DN向Α、Β方向旋轉(zhuǎn)為逆時針旋轉(zhuǎn)，符號為正，單位為度。C0° -C180。平面為C = 0°和C= 180°的兩個豎直半平面組成的平面，對應(yīng)圖3c中的YOZ平面；所述C90° -C270。平面為C = 90°和C = 270°的兩個豎直半平面組成的平面，對應(yīng)圖3c中的XOY平面。
[0034]所述矩形配光裝置可以對大功率LED光源6實現(xiàn)矩形配光，但LED光源6的種類及其排列方式不局限于圖2示出的情況，可以是其他LED光源及其他排列方式，圖4a和圖4b分別示出LED光源6的數(shù)量為3個和6個時的實施例。
[0035]如圖5示出本實用新型LED光源6在XOY平面光線的出射圖，LED光源6在XOY平面上出射的光線與LED光源6的光軸之間具有多個出射角，當(dāng)所述出射角小于分界角Θ角時，出射光線直接出射至空間，當(dāng)出射角介于分界角θ_90°之間時，LED光源6的出射光線入射至第一反光片4的第一反光面4a和第二反光片5的第二反光面5a上，由第一反光面4a和第二反光面5a反射后再出射，這就使得LED光源6在C90° -C270°平面(即XOY平面)上的配光曲線不再是朗伯型配光曲線，而是翼型配光曲線(圖6中的曲線1^2);由LED光源6在YOZ平面上的光線直接出射至空間，即CO。-C180。平面的配光曲線仍為朗伯型配光曲線(圖6中的曲線L1K由于LED光源6發(fā)出的光線在CO。-C180。平面和在C90° -C270°平面上的配光曲線不相同，就會在遠(yuǎn)處的接收面上形成一個矩形的光斑(如圖7所示)，即實現(xiàn)了矩形配光。
[0036]所述出射角為LED光源6的出射光線與光軸(負(fù)Y軸)間的夾角。
[0037]其中:所述散熱器I的一體結(jié)構(gòu)為鋁型材擠壓成型。
[0038]其中:所述第一反光片4的第一反光面4a、第二反光片5的第二反光面5a是經(jīng)過鍍鋁處理的表面，用以使該表面具有90%的反射率。
[0039]本實用新型的高功率LED燈具的矩形配光方法的具體步驟如下:
[0040]步驟S1:根據(jù)LED燈具功率及燈具結(jié)構(gòu)(由設(shè)計要求確定)，設(shè)計散熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)；
[0041]所述散熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括散熱器I的長度、圓柱體結(jié)構(gòu)部半徑R1、散熱肋片半徑R2、圓心角Φ、相鄰兩散熱肋片間的角間距α ο
[0042]步驟S2:根據(jù)LED燈具功率及使用的單個LED光源尺寸確定LED光源6的排布方式及排布尺寸，由LED光源6的排布尺寸確定底邊2b3的長度以及散熱器柱體部的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)直線邊輪廓2a2的長度足夠放置LED光源6時，采用圖3c示出的結(jié)構(gòu)形式，反之則采用圖3b示出的結(jié)構(gòu)形式。
[0043]步驟S3:根據(jù)配光要求(由設(shè)計要求確定)，利用常用光學(xué)設(shè)計軟件TraceP1模擬并確定反光片拉伸母線的曲線參數(shù)。以第一實施例中的橢圓面型反光片的曲線參數(shù)的設(shè)計為例，在TracePro反射面的參數(shù)設(shè)定界面中，以底邊輪廓2b3的長度的一半設(shè)置為橢圓面的開口半徑，調(diào)整焦距1、焦距2以及反射面長度的值以達(dá)到預(yù)期的配光要求；然后根據(jù)模擬結(jié)果確定反光片拉伸母線的曲線參數(shù)。所述橢圓面型的拉伸反光片(請參閱圖3e)的曲線參數(shù)有:橢圓長軸aa，橢圓短軸bb，底邊輪廓2b3到橢圓中心O'的距離dd。
[0044]對于其他面型，如拋物面型，在TracePro反射面的參數(shù)設(shè)定界面中，同樣以底邊輪廓2b3的長度的一半為開口半徑，調(diào)整焦距和反射面長度，達(dá)到預(yù)期配光要求后即可確定其面型參數(shù)。
[0045]步驟S4:根據(jù)步驟S3得到的反光片拉伸母線的曲線參數(shù)，在散熱器I的柱體部的底面的兩側(cè)設(shè)計第一反光片4和第二反光片5。
[0046]步驟S5:根據(jù)步驟S4得到的設(shè)計圖紙制作擠壓模具，并利用擠壓機(jī)一次擠出高功率LED燈具的矩形配光裝置。
[0047]步驟S6:對整個裝置的表面進(jìn)行陽極氧化處理，然后對第一反光片4的第一反光面4a和第二反光片5的第二反光面5a上鍍高反射率鋁膜，使反射率達(dá)到90 %。至此，本實用新型實現(xiàn)了既能對LED光源散熱，又能達(dá)到LED燈具矩形配光目的的高功率LED燈具的矩形配光裝置。
[0048]以上所述，僅為本實用新型中的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的包含范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高功率LED燈具的矩形配光裝置，其特征在于，該裝置包括散熱器、第一反光片、第二反光片、LED光源；散熱器由一柱體部和多個散熱肋片組成一體結(jié)構(gòu)，柱體部由圓柱體結(jié)構(gòu)部和梯形體結(jié)構(gòu)部構(gòu)成；在圓柱體結(jié)構(gòu)部圓周面上設(shè)置多個散熱肋片，每個散熱肋片的根部分別與圓柱體結(jié)構(gòu)部連接，第一反光片和第二反光片位于近鄰的兩個散熱肋片之間；第一反光片的反光面與第二反光片的反光面相對放置，第一反光片的一端、第二反光片的一端分別與梯形體結(jié)構(gòu)部的底面兩側(cè)邊輪廓連接；LED光源位于第一反光片和第二反光片之間并與梯形體結(jié)構(gòu)部的底面固定連接；LED光源發(fā)出的光由第一反光片和第二反光片配光后射向空間，形成矩形配光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率LED燈具的矩形配光裝置，其特征在于，所述圓柱體結(jié)構(gòu)部的截面由圓弧輪廓和一直線邊輪廓構(gòu)成；圓弧輪廓的半徑為20mm至10mm ;圓弧輪廓的圓心角的角度為180°至300°，直線邊輪廓由圓弧輪廓的兩個端點連接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率LED燈具的矩形配光裝置，其特征在于，所述梯形體結(jié)構(gòu)部的截面輪廓由直線邊輪廓、第一斜邊輪廓、第二斜邊輪廓和底邊輪廓構(gòu)成；所述直線邊輪廓與底邊輪廓之間具有一距離，所述距離的取值為O至30mm ;所述第一斜邊輪廓、第二斜邊輪廓分別與相鄰的散熱肋片之間具有一角間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率LED燈具的矩形配光裝置，其特征在于，所述底面由兩條底邊輪廓、第一側(cè)邊輪廓和第二側(cè)邊輪廓構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率LED燈具的矩形配光裝置，其特征在于，相鄰兩散熱肋片間的角間距α及第一圓弧輪廓的圓心角Φ是根據(jù)LED燈具的功率調(diào)整，散熱肋片的數(shù)量η = [Φ/α ]-1也隨之調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率LED燈具的矩形配光裝置，其特征在于，所述第一反光片和第二反光片是關(guān)于柱體結(jié)構(gòu)部的坐標(biāo)系OXYZ的Y軸對稱放置；第一反光片和第二反光片的面型是直面、拋物面、橢圓面、雙曲面、球面、自由曲面中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率LED燈具的矩形配光裝置，其特征在于，改變?nèi)肷涞降谝环垂馄偷诙垂馄系墓饩€的出射方向是改變C90° -C270。平面配光曲線的形狀和光束角；當(dāng)配光要求和LED光源的排布方式確定后，確定底邊輪廓的長度，用于得到所述反光片的面型參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率LED燈具的矩形配光裝置，其特征在于，所述反光片的拉伸母線為橢圓曲線的一部分，橢圓曲線的一部分和梯形體結(jié)構(gòu)部底面相交的開口尺寸由底邊輪廓的長度確定，通過調(diào)整橢圓曲線的參數(shù)和反光片的半徑，用于實現(xiàn)配光要求，所述橢圓曲線的參數(shù)為橢圓的長軸、橢圓的短軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率LED燈具的矩形配光裝置，其特征在于，所述LED光源在XOY平面上出射的光線與LED光源的光軸之間具有多個出射角，當(dāng)所述出射角小于分界角Θ角時，出射光線直接出射至空間，當(dāng)出射角介于分界角θ-90°之間時，LED光源的出射光線入射至第一反光片的第一反光面和第二反光片的第二反光面上，由第一反光面和第二反光面反射后再出射，這就使得LED光源在C90° -C270°即XOY平面上的配光曲線是翼型配光曲線；由LED光源在YOZ平面上的光線直接出射至空間，即CO。-C180。平面的配光曲線為朗伯型配光曲線；由于LED光源發(fā)出的光線在CO。-C180。平面和在C90° -C270。平面上的配光曲線不相同，就會在遠(yuǎn)處的接收面上形成一個矩形的光斑，即實現(xiàn)了矩形配光。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率LED燈具的矩形配光裝置，其特征在于，所述第一反光片的第一反光面、第二反光片的第二反光面是經(jīng)過鍍鋁處理的表面，用以使該表面具有90%的反射率。
【專利摘要】本實用新型是一種高功率LED燈具的矩形配光裝置，該裝置包括散熱器、第一反光片、第二反光片、LED光源；散熱器由一柱體部和多個散熱肋片組成一體結(jié)構(gòu)，柱體部由圓柱體結(jié)構(gòu)部和梯形體結(jié)構(gòu)部構(gòu)成；在圓柱體結(jié)構(gòu)部圓周面上設(shè)置多個散熱肋片，每個散熱肋片的根部分別與圓柱體結(jié)構(gòu)部連接，第一反光片和第二反光片位于近鄰的兩個散熱肋片之間；第一反光片的反光面與第二反光片的反光面相對放置，第一反光片的一端、第二反光片的一端分別與梯形體結(jié)構(gòu)部的底面兩側(cè)邊輪廓連接；LED光源位于第一反光片和第二反光片之間并與梯形體結(jié)構(gòu)部的底面上并固定連接；LED光源發(fā)出的光由第一反光片和第二反光片配光后射向空問，形成矩形配光。
【IPC分類】F21S2-00, F21V7-00, F21Y101-02, F21V29-77
【公開號】CN204420624
【申請?zhí)枴緾N201420838747
【發(fā)明人】付萬琴, 王際輝, 胡學(xué)功, 唐大偉
【申請人】中國科學(xué)院工程熱物理研究所
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年12月25日