平行光球面反射燈具的製作方法

2023-05-11 07:15:16 1

專利名稱：平行光球面反射燈具的製作方法
技術領域：
本發明屬於發光器械，特別是照明燈具。
就申請人所知，一般照明燈具都是以光源直接照射目標物以實現照明的，為了將光限制在一定範圍內或者加強某一方向的照明而加上燈罩、反光罩或聚光器，最典型的如探照燈，就是將光源的光變為平行光來探照目標物，現在也有將光源的光照向天花板、牆壁或者窗簾，產生特殊氣氛或產生光線柔和的背境照明的。但卻未見有將光源的光集中傳送到目的位置，然後再由反射器反射照明的器械，因此現有技術中未見與本發明相近的技術。
本發明的目的是打破傳統的燈具設計局限，提供一種先把光源的光變為平行光束，經過一定路徑後再由反射器反射照明的設計方案和燈具，從而使燈具設計更加新穎多樣。
本發明的目的是這樣實現的燈具由一個支撐和固定燈具的燈座，光源，將光源發出的光變為平行光束的聚光器，支杆和反射器構成，聚光器被直接連接於燈座上，其連接用轉軸固定，使聚光器可相對燈座轉動，光源設於聚光器內，由於聚光器相對燈座可以轉動，因此聚光器射出的平行光也可相對燈座轉動，以實現平行光束的方向可調;支杆被固定於聚光器上，與聚光器相對穩定，而隨聚光器繞聚光器與燈座連接軸轉動，當然也可以繞燈座上的其他固定點轉動，目的是支杆的轉動隨聚光器的轉動;支杆支起反射器，使反射器對準聚光器射出的平行光束，以將平行光束射照明目標物，反射器與聚光器的距離一般在光束直徑的6倍以上，由於聚光器和支杆相對於燈座可轉動，因此反射器可被調整於照明最佳角度;反射器為球面反射器，以將平行光束反射成錐形光束以照明目標物，球面反射器與支杆的連接採用轉動連接，使反射的錐形光束方向可調。
上述技術方案中，由於光線是直線傳播的，如果聚光器射出的平行光束直接照向球面反射器，則光路是一直線，聚光器和球面反射器在一直線上，這種情況下支杆一般由一節支杆來實現聚光器和球面反射器在一直線上的關係，顯然支杆可以是直杆，即與光線平行的直杆，也可以是非直杆，只要保證聚光器與球面反射器在一直線的關係即可。如果希望反射器相對於聚光器和燈座有更自由的調整位置，即不是在一條直線上，則支杆可由二節或二節以上構成，而且二節支杆之間以支杆連接軸(9)連接，使支杆之間可以轉動，由各支杆之間的轉動來任意設定反射器與聚光器和燈座相對位置，如上述，由於光的直線傳播的性質，因此必須在每一處支杆轉動連接處設有一折射鏡，而且折射鏡與支杆是連動的，折射鏡與支杆的連動關係滿足光的反射規律即入射角等於反射角使平行光束隨支杆的轉動而轉動並始終對準球面反射器。同樣每節支杆一般是直杆，但非直杆也可以。
本發明的上述技術方案，除了使燈具的設計突破傳統的局限，使之更加新穎多樣之外，還有如下優點1.照向目標的照明光束方向可靈活調整;2.照明光束比較均勻，不會由於點光源，特別是高效點光源直接射時產生耀眼的情況，本發明特別適用於高效點光源，如現代的滷素石英燈泡等;3.將光源遠離於照明物，使照明物不受光源溫度的影響，如照明環境有易燃物等，此外光源通常都是由電源產生，如果是危險電壓源，如220V市電，則本發明還可以使照明遠離危險電壓源，使照明環境更加安全。
本發明的實施例和


如下圖1.是本發明實施例的整體示意圖;
圖2.聚光器為拋物面反射鏡的示意圖;
圖3.聚光器為半球面反射鏡與凸透鏡組合的示意圖;
圖4.反射器為凹球面鏡的示意圖;
圖5.反射器為凸球面和凹球面鏡的組合示意圖;
圖6.是圖5中上反射鏡凹球面鏡的左視圖;
圖7.是圖5中下反射鏡凸球面鏡的左視圖;
圖8.是折射鏡與支杆連動的方案1的整體示意圖;
圖9.是圖8折射鏡與支杆連動方案1的局部示意圖;
圖10.是折射鏡與支杆連動的方案2的整體示意圖;
圖11.圖10橫臂控制示意圖;
圖12.圖10中折射鏡與支杆連動示意圖。
圖中1.燈座2.電源線3.電源插頭4.變壓器5.聚光鏡外殼和燈座連接軸6.聚光器外殼7.遮光套8.支杆9.支杆連接軸10.折射鏡11.橫臂12.橫臂和球鏡面連接軸13.凸球面反射鏡13'.凹球面反射鏡14.聚光鏡射出之平行光15.折射平行光16.射向被照明物之光線17.光源18.拋物面反射鏡19.球面反射鏡20.凸透鏡21.凸弧面反射鏡21'.凹弧反射鏡22.連動杆23.橫連動杆24.折射鏡連動杆25.連動支杆和橫臂連接軸26.橫連動支杆和支杆連接軸27.滑動轉軸28.長連動杆29.橫臂槓桿30.固定輪31.折射鏡輪32.連動帶本發明的實施例如圖1所示，光源為電光源，因此設有電源插頭3和電源線2，如果光源的使用電壓與市電不同還可設有變壓器4，支杆8固定於聚光器外殼6上，支杆由二節支杆組成，為方便描述其中第一節稱為支杆8，第二節稱為橫臂11，支杆和橫臂由二根平行直長杆組成，分別位於平長光束對稱的二側，分別與連接於聚光鏡外殼和燈座連接軸5和支杆連接軸9的二端，顯然這樣的支杆和支杆的連接方法是本發明的一個實施例，支杆還可以是一條將平行光包圍在內的圓筒，也可以是一條位於平行光束中心的一條小杆等，其連接方法，即上述連接軸5和連接軸9可以是平行的、垂直的和成一定的夾角等。
本發明的聚光器，作用是將點光源發出的光變為平行光束，現有的技術方案有許多，本實施僅採用最簡單的二種，即如圖2所示，由拋物面反射鏡18構成，而光源17的發光點被設於拋物面的焦點上，這樣根據拋物線的性質和光的反射規律可知，光源經過拋物面反射的光成為平行光，第二種是如圖3所示，將光源17設置於半球面反射鏡19的圓心上，一邊為半球面反射鏡19，一邊為焦點與圓心重疊的凸透鏡20，這樣光源發出的光一半徑半球面反射鏡反射回圓心後和另一半一起經過凸透鏡，變為平行光。
本發明的球面反射器13，作用是將平行光變為錐形光，因此本實施例的球面反射器可以採用凸球面反射鏡，如圖1所示;也可以採用凹球面反射鏡，如圖4所示，還可以採用一半為凹球面反射鏡一半為凸球面反射鏡如圖5、6、7、所示，甚至還可以多個不同的球面鏡組成，球面反射器可以是鏡面，還可以是非鏡面，如白色非鏡面等，如果是鏡面則光源被成像於鏡後，如果是非鏡面，則反射器相當於一個散射面或一個球面光源，則光線更加柔和。如果設平行光束的截面圓半徑為r，球面反射器的球半徑為R，球面反射器將平行光變為錐形張角γ，則他們之間的關係可參考如下關係式設計R＝2r/(1-Sin2α-2Sin2α)。
本實施例採用了二節支杆，即支杆8與橫臂11，則如前述，於支杆橫臂的連接處必須設有與支杆連動的折射鏡10，折射鏡與支杆的連動關係是使平行光束隨支杆的轉動而轉動並始終對準球面反射器，現有方案可以很多，本實施例舉出下列二種a.如圖8、9、所示，於折射鏡10法向方向上設有折射鏡連動杆24，折射鏡連動杆上設有長孔或槽，支杆8和橫臂11距支杆連接軸9相同距離上分別由連接軸25、26連接有等長的連動杆22和橫連動杆23，連動杆22與橫連動杆23的另一端用滑動轉軸27連接，滑動轉軸27置於折射鏡連動杆24的長孔或槽上滑動，則上述支杆8或橫臂11的任一轉動，都由連動杆23和橫連動杆22互相控制並通過折射鏡連動杆24使支杆8與折射鏡10的夾角恆等於橫臂11與折射鏡10的夾角，從而滿足入射角等於反射角的規律。b.如圖10、11、12所示，橫臂11沿通過支杆連接軸9的方向伸出一小段橫臂槓桿29，橫臂槓桿29另一端用轉軸連接與支杆實際長度等長的長連動杆28，所謂支杆的實際長度，即支杆連接軸9到聚光器外殼和燈座連接軸的直線距離，如果支杆8直接連接於軸5上，則支杆的長度與實際長度相等，如果支杆接於聚光器上，則實際長度等於支杆的長度加上從支杆接於聚光器上至軸5的距離，長連動杆28的另一端轉動連接於燈座上，從而使橫臂11的方上，則橫臂11將固定於水平方向上。再將折射鏡10固定於可繞支杆連接軸9轉動的折射鏡輪31上，聚光鏡外殼和燈座連接軸5處設有固定輪30，固定輪30與燈座固定不轉動，折射鏡輪31比固定輪30的半徑大一倍，二輪之間用連動繩32連接，使支杆轉動時，折射鏡也跟著轉動，但轉動角度僅為支杆轉角的一半，從而滿足了上述連動關係。
此外，由於光源不可能是理想的點光源以及如採用拋物面反射鏡，光源的光有一部分沒有經拋物面反射，因此聚光器射出的光有可能不是絕對的平行光，為了使光線集中和不讓非平行光在一出聚光器就散開，本實施例可在聚光器上套有遮光套7。如圖8所示，遮光套隨聚光器一起轉動。
權利要求
1.一種平行光球面反射燈具，由固定和支撐燈具的燈座，發光光源，將光源發出的光變為平行光束的聚光器，支杆和反射器構成，其特徵在於聚光器由轉軸固定於燈座上，聚光器可相對燈座轉動，使平行光相對於燈座可轉動；支杆固定於聚光器上隨聚光器繞聚光器與燈座連接軸轉動，支杆支起反射器，使反射器對準聚光器射出的平行光來並將其反射；反射器為球面反射器，將平行光射為錐形光以照明目標物，球面反射器與支杆的連接採用轉動連接，使反射光束方向可調。
2.如權利要求1的燈具，其特徵在於支杆為二節以上，二節支杆之間以支杆連接軸連接，使支杆之間可以轉動，支杆轉動連接處設有與支杆連動的折射鏡，使平行光束隨支杆的轉動而轉動並始終對準球面反射器。
3.如權利要求1的燈具，其特徵在於聚光器為光源設於其焦點上的拋物面反射鏡。
4.如權利要求1的燈具，其特徵在於聚光器由半球面反射鏡和焦點與半球面圓心重疊的凸透鏡構成，光源設於半球面圓心和凸透鏡焦點上。
5.如權利要求1的燈具，其特徵在於球面反射器為凸球面反射鏡或凹球面反射鏡。
6.如權利要求1的燈具，其特徵在於球面反射器由一半凸球面和一半凹球面反射鏡構成。
7.如權利要求1的燈具，其特徵在於球面反射器為白色非鏡面。
8.如權利要求2的燈具，其特徵在於折射鏡10法向方向上有折射鏡連動杆24，折射鏡連動杆上設有長孔或槽，支杆8和橫臂11距支杆連接軸9相同距離上分別轉動連接有等長的連動杆22和橫連動杆23，連動杆22與橫連動23的另一端用滑動轉軸27連接，滑動轉軸27置於折射鏡連動杆24的長孔或槽上滑動。
9.如權利要求2的燈具，其特徵在於橫臂11通過支杆連接軸9的方向伸出一小段橫臂槓桿29，橫臂槓桿29末端用轉軸連接與支杆實際長度等長的長連動杆28，長連動杆28的另一端轉動連接於燈座上，從而使橫臂11的方向保持不變;折射鏡10固定於可繞支杆連接軸9轉動的折射鏡輪31上，聚光鏡外殼和燈座連接軸5處設有固定輪30，固定輪與燈座固定不能轉動，折射鏡輪31比固定輪30的半徑大一倍，二輪之間用連動繩32連接，使支杆8轉動時，折射鏡10跟著轉動，但轉動角度僅為支杆8轉角的一半。
10.如權利要求1的燈具，其特徵在於聚光器上還套有遮光套7，以避免非平行光射出。
全文摘要
本發明提供一種平行光球面反射燈具，將光源發出的光由聚光器變成平行光束。聚光器轉動連接於燈座上，聚光器上固定連接有支杆，支杆可由二節以上組成，支杆之間採用轉動連接，支杆連接處有折射鏡，支杆支撐球面反射器，支杆和折射鏡保證聚光器射出的平行光束始終對準球面反射器，球面反射器將平行光束反射為錐形光照明。本發明提供了一種構思新穎的燈具，使照明的角度靈活可調和照明與光源距離拉開的燈具。
文檔編號F21V21/14GK1072763SQ91111319
公開日1993年6月2日 申請日期1991年11月30日 優先權日1991年11月30日
發明者林智文, 林智祥 申請人:林智文, 林智祥