專利名稱：一種燈罩及應用該燈罩的led燈具的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種LED燈具配光用燈罩，尤其涉及ー種LED燈具用高出光效率的配光燈罩。
背景技術：
隨著LED照明的蓬勃發展，如何通過燈罩結構的改善使得LED燈具有更優質的透光性能，是目前LED燈具主流研發方向之一，現有的LED照明用外殼材料通常用光散射材料制成，采用向LED燈罩中添加散射劑的方式，使之既能讓光通過、又能有效地散射光，將線光源轉化成面光源。常用可表征光的傳遞特性指標有透光率、霧度、折射率等，其中，透光率和霧度兩個指標是表征材料的透光性能的重要性能指標。透光率是透過燈罩的光通量與其入射光通量的百分率，是表征樹脂透明程度的ー個最重要性能指標，一種樹脂的透光率越高，其透明性就越好，霧度為材料散射光通量與材料光通量之比的百分數，通常用來表征·LED燈具中“見光不見燈珠”效果的優劣?，F有的LED燈具所用的燈罩如圖I和圖2所示，通過在燈罩的內部添加散射劑以后，LED燈具中LED光源的發出的光線通過燈罩入射面進入燈罩，在燈罩的內部經散射劑(或稱“散射粒子”)的散射，再經燈罩出射面出射，射向照明空間，從而實現配光。然而，通過添加散射劑的方式來調節燈罩的透光性能的不足之處在于透光率和霧度兩個性能指標相互矛盾，光線在燈罩的內部經過散射劑散射，散射后大部分光線會通過出射面射向照明空間，而另一部分散射光線在燈罩內發生全反射，來回反射震蕩又回射到燈具內部，造成光能的浪費，并影響燈罩的透光率。

發明內容
本發明解決的技術問題在于克服現有技術的上述不足，提供一種在散射的同吋、出光效率高的燈罩。為解決上述技術問題，本發明提供了以下技術方案一種燈罩，包括設置有入射面和出射面的燈罩本體，所述入射面為燈罩本體包絡光源的一面，所述入射面和出射面分別設于燈罩本體的內外兩側，所述入射面設置有若干個繞燈罩本體的中心軸回轉而成的凸起，所述凸起由工作面和非工作面組合而成，來自光源的入射光線由工作面進入燈罩本體形成折射光線、并在出射面形成導出至燈罩本體的出射光線，所述入射光線在工作面處的法線為第一法線，所述折射光線在出射面的法線為第二法線，所述第一法線與第二法線之間的夾角大于0°，所述第一法線與第二法線之間的夾角指第一法線繞著第一法線與第二法線的交點旋轉、直至第一法線與第二法線相互重合的最小角度值，且沿順時針方向旋轉的角度>0°、沿逆時針方向旋轉的角度<0°。采用上述結構，區別于現有技術中通過調整散射劑濃度的方式，光線通過入射面與出射面之間的偏角進行配光，在燈罩中無需添加、或僅添加少量散射劑，即可増大出射光線的出射角，其在燈罩內部沒有后向散射與全反射或只有少量的后向散射與全反射，這樣的燈罩的出光效率高，配備這樣燈罩的燈具其出光效率高。優選的，所述折射光線與第二法線之間的夾角小于所述燈罩本體的全反射角。采用這樣的結構，避免光線在燈罩本體內來回反射震蕩，從而提高了出光效效率。優選的，所述工作面由第一母線繞燈罩本體的中心軸回轉而成，所述非工作面由第二母線繞燈罩本體的中心軸回轉而成，所述第一母線和第二母線之間的夾角為75° 90°。需要說明的是，此處第一母線和第二母線之間的夾角是指第一母線和第二母線在交點處的與各自母線相切的兩條直線之間的夾角。將各個非工作面的第二母線和與其相鄰的工作面的第一母線之間的夾角設置成75° 90°以后，可以使入射光線通過入射面充分折射，改善出射光線均勻性，并擴大光源在照明空間的照明角度。優選的，所述第一母線和第二母線相互垂直。采用這樣的結構，可以使入射光線通過入射面充分折射，改善出射光線均勻性，并擴大光源在照明空間的照明角度。優選的，所述第一法線與第二母線相互平行。采用這樣的結構，可以使入射光線通·過入射面充分折射，改善出射光線均勻性，并擴大光源在照明空間的照明角度。優選的，所述第一母線為曲線或直線。采用這樣的結構，可以使入射光線通過入射面充分折射，改善出射光線均勻性，并擴大光源在照明空間的照明角度。優選的，所述第二母線為直線。采用這樣的結構，可以使入射光線通過入射面充分折射，改善出射光線均勻性，并擴大光源在照明空間的照明角度。優選的，所述凸起沿燈罩本體的軸向排列形成階梯狀曲面。采用這樣的結構，不僅可以使入射光線通過入射面充分折射，擴大光源在照明空間的照明角度，而且將入射面整體呈階梯狀曲面以后，軸向上各個不同高度處的凸起所對應的、第一法線與第二法線之間的夾角不同，因此，位于階梯狀曲面的軸向中心區域的出射光線偏角與位于階梯狀曲面軸向邊緣區域的出射光線偏角相差較大，可根據不同視角的光線強度需求進行配光，使光源發出的光線在照明空間內更合理分布。優選的，所述出射面由多個非連續的鱗片構成。采用這樣的結構，使從中心到邊緣出射的光線增大的散射程度趨于一致，一定程度上改善了出射光線均勻性。優選的，所述出射面為毛面。采用這樣的結構，可使光線在照明空間分布更加均勻。優選的，所述出射面為連續鏡面。采用這樣的結構，可使光線的透光率更高。需要說明的是，此處的連續鏡面，是指曲率連續的一整段鏡面。一種應用上述燈罩的LED燈具，包括設置于散熱器內部的LED光源，所述LED光源連接有驅動電源，所述散熱器底部設置有接頭。配備上述燈罩的LED燈具具有出光效率高的有益效果。與現有技術相比，本發明的有益效果是區別于現有技術中通過調整散射劑濃度的方式，光線通過入射面與出射面之間的偏角進行配光，在燈罩中無需添加、或僅添加少量散射劑，即可増大出射光線的出射角，其在燈罩內部沒有后向散射與全反射或只有少量的后向散射與全反射，這樣的燈罩的出光效率高。


圖I為現有的LED燈具的結構示意圖；圖2為現有的LED燈具所用燈罩的結構示意 圖3為本發明燈罩的結構示意 圖4為本發明燈罩的ー種實施方式的結構示意 圖5為本發明燈罩的局部放大示意圖。圖I和圖2的附圖標記如下光線入射面一 101 ;光線出射面一 102 ;散射劑ー 103 ；燈罩ー210 ;散熱器ー220 ;接頭ー230 ;驅動電源一240 ;光源一250。圖3至圖5的附圖標記如下燈罩本體一3 ;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 ;第一法線ー501 ;第二法線ー502 ;第一法線與第二法線之間的夾角一503 ;折射光線與第二法線之間的夾角ー504 ;入射光線ー505 ;折射光線一506 ；出射光線ー 507 ;鱗片ー601。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進ー步的說明。本發明的實施方式不限于以下實施例，在不脫離本發明宗g的前提下做出的各種變化均屬于本發明的保護范圍之內。實施例I
如圖3和圖5所示，本實施例燈罩包括設置有入射面301和出射面302的燈罩本體3，出射面302為連續曲率，入射面301為燈罩本體3包絡光源的一面，入射面301和出射面302分別設于燈罩本體3的內外兩側，入射面301設置有若干個繞燈罩本體3的中心軸回轉而成的凸起4，在燈罩本體3內側形成封閉的凸環，若干個凸起4沿燈罩本體3的軸向排列形成階梯狀曲面，凸起4由工作面401和非工作面402組合而成，工作面401由第一母線繞燈罩本體3的中心軸回轉而成，非工作面402由第二母線繞燈罩本體3的中心軸回轉而成。本實施例中，部分第一母線為直線部分第一母線為曲線，第二母線為直線，第一母線和第二母線繞燈罩本體3的中心軸回轉后，形成夾角由75°至90°不等的工作面和非工作面，此處的夾角是指第一母線回轉形成的面、與第二母線回轉形成的面在相交處的與各自母線相切的兩條直線之間的夾角，若干組工作面401和非工作面402—同構成若干個凸臺。來自光源的入射光線505由工作面401進入燈罩本體3形成折射光線506、并在出射面302形成導出至燈罩本體3的出射光線507，入射光線505在工作面401處的法線為第一法線501，折射光線506在出射面302的法線為第二法線502，第一法線與第二法線之間的夾角503指第一法線501繞著第一法線501與第二法線502的交點旋轉、直至第一法線501與第二法線502相互重合的最小角度值，且定義沿順時針方向旋轉的角度> 0°、沿逆時針方向旋轉的角度< 0°。本實施例中，燈罩本體3由PC材料制成，其折射率為I. 58，全反射角為39. 3°，其自身透光率為90%。針對夏普生產的型號為GW5BMC27KG4光源設計，保證光線在照明空間內實現在180°內光強的不均勻性小于5%，光強下降到中心光強的一半時的全角為230°到235°。根據照明空間光線的分布需要在燈罩的各處設置不同的第一法線501與第二法線502夾角503，同時保證折射光506在出射面各處的入射角小于PC材料本身的全反射角，使光線在滿足配光要求同時保證了出光的透光率，改善了燈罩本體3內光的傳遞特性；如，在燈罩的某處第一法線501與第二法線502之間的夾角503為20. 4°，此處，入射光505在401工作面的入射角為I. 57°經401工作面折射后形成的折射光506在出射面的入射角為19. 4°小于全反射角，506再經出射面302折射形成離開燈罩的折射光507，經過工作面401和出射面302的兩次折射后，入射光線505與出射光線507之間實現了 12.8°的偏角。因為在折射光506在出射面的入射角小于全反射角，光線在燈罩本體3內沒有全反射，使光線在滿足配光的要求同時保證了出光的透光率，改善了燈罩本體3內光的傳遞特性，實測PC罩的透光率為90%，在180°內的光強不均勻性小于4%，光強下降到中心光強的一半時的全角為232。。實施例2
為了進ー步提高均勻性，在實施例I的基礎上在燈罩本體3內添加質量比為0. 2%硅樹脂球作為散射劑，實測燈罩本體3的透光率為89%，在180°內的光強不均勻性小于2%，光強下降到中心光強的一半時的全角為234°。其余結構請參閱實施例I。·實施例3
為了進ー步提高均勻性，在實施例I的基礎上在燈罩出射表面302設置成深寬比為0. 3特征尺寸為0. Imm的毛面，實測燈罩本體3的透光率為89. 5%，在180°內的光強不均勻性小于3%，光強下降到中心光強的一半時的全角為233°。其余結構請參閱實施例I。實施例4
如圖4所示，區別于實施例I中的連續曲率的出射面302，本實施例中的出射面302由多個非連續的鱗片601構成，各個鱗片601呈四邊形狀，且鱗片601表面為毛面，改善了出射光線507均勻性，在其余實施方式中，出射面302亦可是連續面。其余結構請參閱實施例I。實施例5
本實施例LED燈具包括設置于散熱器內部的LED光源，所述LED光源連接有驅動電源，所述散熱器底部設置有接頭，并在LED光源上方設置有包絡LED光源的燈罩，燈罩的具體結構請參閱實施例1，配備上述燈罩的LED燈具具有出光效率高的有益效果。上面結合附圖對本發明的實施例做了詳細描述，但是本發明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內還可以作出各種變化，這些變化均屬于本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種燈罩，包括設置有入射面(301)和出射面(302)的燈罩本體(3)，所述入射面(301)為燈罩本體(3)包絡光源的一面，所述入射面(301)和出射面(302)分別設于燈罩本體(3)的內外兩側，其特征在于所述入射面(301)設置有若干個繞燈罩本體(3)的中心軸回轉而成的凸起(4)，所述凸起(4)由工作面(401)和非工作面(402)組合而成，來自光源的入射光線(505 )由工作面(401)進入燈罩本體(3 )形成折射光線(506 )、并在出射面(302 )形成導出至燈罩本體(3 )的出射光線(507 )，所述入射光線(505 )在工作面(401)處的法線為第一法線(501)，所述折射光線(506)在出射面(302)的法線為第二法線(502)，所述第一法線與第二法線之間的夾角(503)大于0°，所述第一法線與第二法線之間的夾角(503)指第一法線(501)繞著第一法線(501)與第二法線(502)的交點旋轉、直至第一法線(501)與第二法線(502)相互重合的最小角度值，且沿順時針方向旋轉的角度>0°、沿逆時針方向旋轉的角度<0°。
2.根據權利要求I所述的燈罩，其特征在于所述折射光線(506)與第二法線之間的夾角(504)小于所述燈罩本體(3)的全反射角。
3.根據權利要求I所述的燈罩，其特征在于所述工作面(401)由第一母線繞燈罩本體(3)的中心軸回轉而成，所述非工作面(402)由第二母線繞燈罩本體(3)的中心軸回轉而成，所述第一母線和第二母線之間的夾角為75° 90°。
4.根據權利要求3所述的燈罩，其特征在于所述第一母線的法線和第二母線的法線相互垂直。
5.根據權利要求I至4中任一所述的燈罩，其特征在于所述凸起(4)沿燈罩本體(3)的軸向排列形成階梯狀曲面。
6.根據權利要求5所述的燈罩，其特征在于所述出射面(302)由多個非連續的鱗片(601)構成。
7.根據權利要求5所述的燈罩，其特征在于所述出射面(302)為毛面。
8.根據權利要求5所述的燈罩，其特征在于所述出射面(302)為連續鏡面。
9.一種應用如權利要求I至8所述燈罩的LED燈具，其特征在于包括設置于散熱器內部的LED光源，所述LED光源連接有驅動電源，所述散熱器底部設置有接頭。
全文摘要
本發明涉及一種燈罩，包括設置有入射面和出射面的燈罩本體，所述入射面為燈罩本體包絡光源的一面，所述入射面和出射面分設于燈罩本體的內外兩側，所述入射面設置有若干個繞燈罩本體的中心軸回轉而成的凸起，所述凸起由工作面和非工作面組合而成，所述入射光線在工作面處的法線為第一法線，所述折射光線在出射面的法線為第二法線，所述第一法線與第二法線之間的夾角大于0°。區別于現有技術中通過調整散射劑濃度的方式，光線通過入射面與出射面之間的偏角進行配光，這樣的燈罩的出光效率高，配備這樣燈罩的燈具其出光效率高。
文檔編號F21Y101/02GK102788309SQ20121028394
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月10日 優先權日2012年8月10日
發明者霍永峰 申請人:霍永峰