反射器、照明設備及其用途的製作方法

2023-08-10 07:23:51 1

專利名稱：反射器、照明設備及其用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及照明領域，尤其涉及一種反射器、照明設備及其用途。
背景技術：
LED照明設備具有發光效率高、節能，不需高壓、安全性高等特點而得到了廣泛的應用，其性能現在已超過多數傳統光源。公開號為CN101446404A的中國發明專利申請公開了一種LED路燈及LED路燈的照射光線調整方法。該路燈包括燈體和LED發光管，在LED發光管上安裝有反光杯，通過該反光杯將LED發光管發出的光線經反射後集中投射到需要照明的路面上。其缺點在於，超過60%以上的LED光源光線需要經過反射器反射後才能到達照明區域，導致效率過低的缺陷。授權公告號為CN201072071Y的中國實用新型專利公開了一種格柵式LED路燈反射器。該LED路燈反射器包括反射基體，在反射基體邊緣設有定位孔，在反射基體上設有一個或多個反射凹槽，每個凹槽內有一個或多個LED光源孔位，反射器上設有反射膜。其缺點在於，格柵式反射器的反射面形過於簡單，控制反射光線方向的能力較弱，難以滿足諸多照明應用場所的技術要求。授權公告號為CN201246677Y的中國實用新型專利公開了一種LED路燈反光罩，包括至少兩個並排設置的LED反光槽，在反光槽底部設有LED安裝孔，其兩側內壁形成反光面，該反光面成拋物面，在LED反光槽側壁上對應兩端部的LE D安裝孔上方分別設有倒「V」形反射板。其缺點在於各反射面的面形簡單，控制反射光線方向的能力不強，難以滿足許多照明應用場所的技術要求。

發明內容
有鑑於此，本發明提供一種反射器和照明設備，用以提供照度均勻和亮度均勻的照明。本發明提供以下技術方案1、一種反射器，其包括成對的反射件，每對反射件包括至少一個反射單元，每個反射單元包括第一和第二反射部分，其底端分別與第一和第二反射部分相連的第一和第二固定部分，第一固定部分位於第一反射部分的與反射單元的光學中心相對的一側，第二固定部分位於第二反射部分的與反射單元的光學中心相對的一側，第一和第二反射部分成自底端漸縮地延伸至頂端的弧形曲面形狀且形成開口，使得位於反射單元的內側的光學中心的光源發出的光的一部分直接通過開口，另一部分經反射部分反射後通過開口。2、如技術方案I所述的反射器，其中所述弧形曲面形狀為自由曲面形狀。3、如技術方案2所述的反射器，其中所述自由曲面由過光學軸線的平面族上的自由曲線形成，其中所述光學軸線為經過所述反射單元的光學中心的軸線。4、如技術方案2所述的反射器，其中所述自由曲面由過光學軸線的平面族上的直線形成，其中所述光學軸線為經過所述反射單元的光學中心的軸線且所述直線沿自由曲線排列以形成自由曲面。5、如技術方案I至4之一所述的反射器，其中每對反射件包括多個反射單元，其中多個反射單元的第一固定部分相連且第二固定部分相連，且多個反射單元被布置為使得位於反射單元的光學中心的光源成直線布置。6、如技術方案I至4之一所述的反射器，其中所述反射器包括多對反射件，所述多個反射件被布置為使得位於反射單元的光學中心的光源成平行直線布置或直線布置。7、如技術方案1-4之一所述的反射器，其中所述反射單元的開口能夠為在30°至120°之間的任意角度。8. 一種照明設備,其中包括散熱板、基板、光源、和至少一個如上述技術方案之一所述的反射器，其中散熱板固定在基板上，第一固定部分和第二固定部分固定在散熱板或基板上，光源固定在散熱板上且位於反射單兀的光學中心處,使得光源發出的一部分直接通過開口，另一部分光經第一反射部分和第二反射部分反射後通過開口。9、如技術方案8所述的照明設備，其中所述照明設備還包括固定在基板或散熱板上的透明殼體，用於容納光源和反射器。10、如技術方案8或9所述的照明設備，其中所述光源為LED燈。11、如上述技術方案之一所述的照明設備的用途，其用於道路照明、隧道照明、扁長形區域照明。本發明的技術效果在於光學效率極高，配光形式多樣，晶片布局分散靈活，特別適用於扁長型照明區域。最大限度地把直接能照射到照明區域的光線不經過反射器而直接射出；把無法直接照射到照明區域的光線儘可能地只經過一次反射就能到達照明區域；直射出的光線和反射出的光線按照不同形式的疊加配合，實現靈活多變的配光形式。利用本發明可以實現各種路面材質的照度均勻、亮度均勻的道路及隧道照明、以及走廊照明、貨架照明、地下車庫等扁長形區域照明。


圖1為根據本發明的照明設備的結構示意圖；圖2為反射器的結構示意圖；圖3為反射部分的放大示意圖；圖4為根據本發明的反射單元的光線路徑的放大示意圖；圖5A-5B是自由曲線在YZ平面上的投影圖；圖6A為自由曲線的示意圖；圖6B為另一自由曲線的示意圖；圖7是根據本發明的反射器的開口的示意圖；圖8為另一反射部分的放大示意圖；圖9為根據本發明的照明設備的配光效果圖。
具體實施例方式下面將結合附圖詳細描述本發明的優選實施例，在附圖中相同的參考標號表示相同的元件。圖1為根據本發明的照明設備的結構示意圖。圖2為反射器的結構示意圖。圖3為反射部分的放大示意圖。下面將結合圖1和2來描述本發明的照明設備、反射器和反射件。如圖1-3所示，照明設備包括反射器1、光源2、散熱板(未示出)和基板3。散熱板固定在基板3上，反射器I固定在散熱板或者基板3上，光源2固定在散熱板上且位於反射單元的光學中心處，使得光源發出的一部分光直接通過開口，另一部分光經反射器I反射後通過開口。該光源2可以為LED燈。反射器I包括成對的反射件,每對反射件包括至少一個反射單元,每個反射單元包括第一反射部分100、第二反射部分200、第一固定部分120和第二固定部分220。其中第一固定部分120與第一反射部分100的底端相連、第二固定部分220與第二反射部分200的底端相連。第一固定部分120和第二固定部分220固定在散熱板或基板3上，光源2固定在散熱板上且位於反射單兀的光學中心處。第一固定部分120位於第一反射部分100的與反射單元的光學中心相對的一側，第二固定部分220位於第二反射部分200的與反射單元的光學中心相對的一側。第一反射部分100和第二反射部分200成自底端漸縮地延伸至頂端的弧形曲面形狀且形成開口，使得位於反射單元的光學中心的光源2發出的光的一部分直接通過開口，另一部分經第一和第二反射部分100、200反射後通過開口。如圖1和2所示，每對反射件包括若干個反射單元，各反射單元的第一固定部分100相連且第二固定部分200相連。多個反射單元被布置為使得位於反射單元的光學中心的光源成直線布置。本發明不局限於圖1和2中所示的數量，本領域的技術人員可以根據實際將反射單元的數量設為I個或I個以上。如圖1所示，反射器I包括2對反射件，其被布置為使得位於反射單元的光學中心的光源成平行直線布置。應當注意，雖然在圖1中，反射件被布置為使得位於反射單元的光學中心的光源成平行直線布置，但是反射件也可以被布置為使得光源成直線布置。應當注意，雖然在圖1中示出的照明設備包括2個反射器，但是本領域的技術人員可以根據實際需要來確定反射器的數量，例如包括I個反射器或I個以上反射器。如圖1所示，多個反射單元的形狀可以相同。但是本發明中的多個反射單元的形狀也可以不同。如圖3所示，如此定義X軸、Y軸、Z軸、原點O。X軸、Y軸、Z軸兩兩垂直。原點O位於該光學單元的光學中心。Y軸為經過反射單元的光學中心的軸線，且XY平面構成了第一反射部分100和第二反射部分200的底面。圖4為根據本發明的反射單元的光線照射放大示意圖。如圖所示，在XY平面上和Z軸方向上，來自II部分的光均沒有任何阻擋地投射到待照射區域，I和III部分的光通過第一反射部分100和第二反射部分200反射後均勻地投射到被照射區域。因此，本發明光學效率極高。最大限度地把直接能照射到照明區域的光線不經過反射器而直接射出；把無法直接照射到照明區域的光線反射就能到達照明區域。
反射部分100、200的弧形曲面形狀為自由曲面形狀。圖5A-5B是自由曲線在YZ平面上的投影圖。圖6A為圖5A中的自由曲線的示意圖。圖6B為另一自由曲線的示意圖。如圖5A、5B以及6A所示，自由曲面由過Y軸的平面族上的自由曲線形成。如圖5A和6A所示，自由曲面由過Y軸的平面族上的自由曲線形成且自由曲線關於Z軸對稱。與圖5A相比，圖5B所示的自由曲面由過Y軸的平面族上的自由曲線形成且自由曲線關於Z軸不對稱。圖6B為另一自由曲線的示意圖。如圖6B所示，自由曲面由過Y軸的平面族上的多條直線形成，其中直線沿自由曲線排列以形成自由曲面。圖7是根據本發明的反射器的開口的示意圖，本發明的技術人員可以根據實際需要(即根據道路寬度與燈杆高度的比值)來調節開口大小，以便適合於I型至IV型配光。其中I型配光適合比較窄的路，路寬小於燈杆高度；iv型配光適合很寬的路，路寬大於2. 25倍燈杆高度。如圖所示，反射器的反射部分100和200的開口能夠為30° 120°之間的任意角度。因此，本發明的配光形式多樣。直射出的光線和反射出的光線按照不同形式的疊加配合，實現靈活多變的配光形式，適合各種路面的配光。可選地，第一反射部分100和第一固定部分120可以一體成形、第二反射部分200和第二固定部分220可以一體成形。可選地，反射部分100、200間隔分布。雖然圖示實施例中，反射部分被示為等間隔分布，但是本發明並不局限於此，其同樣可以不等間隔分布。本領域的技術人員可以根據實際需要來調節反射部分之間的間隔。如圖1所示，第一反射件部分100和第二反射件部分200的形狀不同。可選地，如圖2所示，第一反射件部分100和第二反射件部分200的形狀也可以相同。圖8為反射部分的另一結構示意圖。如圖所示，反射部分100、200成鏡像對稱。可選地，根據本發明的照明設備還可以包括透明殼體(未示出)，該透明殼體固定在基板或散熱板上，用於容納反射器和光源。圖9為根據本發明的照明設備的配光效果圖，其示出了照明設備的光強分布。通常，經實踐證明，根據本發明的照明設備的光學效率為94. 5-97. 5% (未考慮透明殼體損耗)。有效地利用了光源所發出的光。根據本發明的照明設備可以用於，包括但不限於道路照明、隧道照明、扁長形區域照明。所述扁長形區域包括但不限於家具、超市貨架、走廊、地下車庫、軌道。鑑於這些教導，熟悉本領域的技術人員將容易想到本發明的其它實施例、組合和修改。因此，當結合上述說明和附圖進行閱讀時，本發明僅僅由權利要求限定。
權利要求
1.一種反射器，其特徵在於，包括成對的反射件，每對反射件包括至少一個反射單元，每個反射單元包括第一和第二反射部分，其底端分別與第一和第二反射部分相連的第一和第二固定部分，第一固定部分位於第一反射部分的與反射單元的光學中心相對的一側，第二固定部分位於第二反射部分的與反射單元的光學中心相對的一側，第一和第二反射部分成自底端漸縮地延伸至頂端的弧形曲面形狀且形成開口，使得位於反射單元的內側的光學中心的光源發出的光的一部分直接通過開口，另一部分經反射部分反射後通過開口。
2.如權利要求1所述的反射器，其特徵在於，所述弧形曲面形狀為自由曲面形狀。
3.如權利要求2所述的反射器，其特徵在於，所述自由曲面由過光學軸線的平面族上的自由曲線形成，其中所述光學軸線為經過所述反射單元的光學中心的軸線。
4.如權利要求2所述的反射器，其特徵在於，所述自由曲面由過光學軸線的平面族上的直線形成，其中所述光學軸線為經過所述反射單元的光學中心的軸線且所述直線沿自由曲線排列以形成自由曲面。
5.如權利要求1至4之一所述的反射器，其特徵在於，每對反射件包括多個反射單元，其中多個反射單元的第一固定部分相連且第二固定部分相連，且多個反射單元被布置為使得位於反射單元的光學中心的光源成直線布置。
6.如權利要求1至4之一所述的反射器，其特徵在於，所述反射器包括多對反射件，所述多個反射件被布置為使得位於反射單元的光學中心的光源成平行直線布置或直線布置。
7.如權利要求1至4之一所述的反射器，其特徵在於，所述反射單元的開口能夠為在30°至120°之間的任意角度。
8.一種照明設備，其特徵在於，包括散熱板、基板、光源、和如上述權利要求之一所述的反射器， 其中散熱板固定在基板上，第一固定部分和第二固定部分固定在散熱板或基板上， 光源固定在散熱板上且位於反射單元的光學中心處，使得光源發出的一部分直接通過開口，另一部分光經第一反射部分和第二反射部分反射後通過開口。
9.如權利要求8所述的照明設備，其特徵在於，所述照明設備還包括固定在基板或散熱板上的透明殼體，用於容納光源和反射器。
10.如權利要求8或9所述的照明設備，其特徵在於，所述光源為LED燈。
11.如上述權利要求之一所述的照明設備的用途，其特徵在於，用於道路照明、隧道照明、扁長形區域照明。
全文摘要
本發明提供一種反射器、照明設備及其用途。該反射器包括成對的反射件，每對反射件包括至少一個反射單元，每個反射單元包括第一和第二反射部分，其底端分別與第一和第二反射部分相連的第一和第二固定部分，第一固定部分位於第一反射部分的與反射單元的光學中心相對的一側，第二固定部分位於第二反射部分的與反射單元的光學中心相對的一側，第一和第二反射部分成自底端漸縮地延伸至頂端的弧形曲面形狀且形成開口，使得位於反射單元的內側的光學中心的光源發出的光的一部分直接通過開口，另一部分經反射部分反射後通過開口。利用本發明可以實現各種路面材質的照度均勻、亮度均勻的照明，適合各種路面的配光。
文檔編號F21S2/00GK103062709SQ20111034200
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者鄒吉平, 蔣昀, 周翠娟, 潘超 申請人:通用電氣照明解決方案有限責任公司