CN101782213A

CN101782213A - 侧反式反射器

Info

Publication number: CN101782213A
Application number: CN200910001293A
Authority: CN
Inventors: 何锡源; 马克斯·尤埃; 罗亚斌
Original assignee: PATRA Patent Treuhand Munich
Current assignee: Osram GmbH; PATRA Patent Treuhand Munich
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-07-21
Also published as: US8231244B2; EP2208924A2; EP2208924B1; EP2208924A3; US20100182787A1

Abstract

本发明提供了一种侧反式反射器，该侧反式反射器具有底部开口，使得设置在基板上的光源能够容纳于该底部开口中，在侧反式反射器上在光源的对置的两侧设置有反射面，所述反射面构建为将光源发出的、入射到所述反射面上的光向侧向反射，使得这些入射的光向平行于所述对置的侧的方向偏转。本发明同时还提供了这种侧反式反射器的阵列。此外，本发明还公开了一种具有该侧反式反射器的灯具单元和灯具，并公开了一种制造所述侧反式反射器的方法。

Description

侧反式反射器

技术领域

本发明涉及一种侧反式反射器，特别是一种应用于一般照明的侧反式反射器，并且尤其是一种应用于路灯的侧反式反射器。

背景技术

在通常的灯具中，为了使得从光源发出的光成形，通常将光源(例如发光二极管LED)设置在反光杯中，和/或借助透镜来成形。例如，附图1示出了现有技术中的一种方案。其中，光源1设置在槽2中。槽2的表面涂有反射材料作为反射镜，使得光源1输出的光接近平行光。在槽2之上设置有光学透镜3，利用该光学透镜3可以使得输出光的角度达到应用要求。然而，由于使用了光学透镜，而透镜通常由树脂制成，在大功率光源的情况下，透镜容易老化，从而缩短灯具的使用寿命。如果使用玻璃制成的透镜，则一方面在制造工艺上成本比较高昂，另一方面灯具也比较容易受到损坏。如果为了保证灯具的使用寿命而降低光源的功率，则不能达到应用所需的亮度。

发明内容

本发明的目的是，提供一种侧反式反射器，借助该反射器能够实现将光源发出的光以限定的方式成形，并且能够实现灯具的长寿命和高效率以及光斑的更好的均匀性。

根据本发明，提供了一种侧反式反射器，其特征在于，该侧反式反射器具有底部开口，使得设置在基板上的光源能够容纳于该底部开口中，在侧反式反射器上在光源的对置的两侧设置有反射面，所述反射面构建为将光源发出的、入射到所述反射面上的光反射，使得这些入射的光向平行于所述对置的侧的方向偏转。

此外，本发明还提供了一种灯具单元，该灯具单元包括基板、设置在基板上的光源和上述侧反式反射器，侧反式反射器设置为使得基板上的光源被容纳于侧反式反射器的底部开口中。

此外，本发明还提供了一种灯具，该灯具包括以阵列排布的多个上述灯具单元。

根据本发明的另一方面，还提供了一种制造所述侧反式反射器的方法，其特征在于，在光源的对置的侧设置反射面，所述反射面构建为将光源发出的、入射到所述反射面上的光向侧向反射，使得这些入射的光向平行于所述对置的侧的方向偏转。

在根据本发明的侧反式反射器中，由于反射面的特殊构造，使得可以将光源发出的光成形为所需的形状，并且使得光斑的强度分布更均匀。此外，在根据本发明的灯具中，由于无需透镜，所以实现了灯具的长寿命和高效率。

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：

图1示出了现有技术中的一种灯具；

图2示出了根据本发明的一个实施例的侧反式反射器的透视图；

图3示出了图2中的侧反式反射器的俯视图；

图4示出了侧反式反射器的沿着图3中的剖面线AA的纵剖面图；

图5示出了多个图2中的侧反式反射器构成的阵列的透视图；

图6示出了带有安装在印刷电路板上的LED光源的侧反式反射器阵列的透视图；

图7示出了带有根据本发明的侧反式反射器阵列的灯具的等照度分布图；

图8示出了带有根据本发明的侧反式反射器阵列的灯具的光强极坐标分布图；以及

图9示出了带有根据本发明的侧反式反射器阵列的灯具应用在道路照明中的照度分布图。

在上述附图中，相同或者作用相同的组成部分分别设置有相同的参考标记。所示的要素和其彼此间的大小比例基本上不应视为合乎比例。更确切地说，为了更为清楚和/或为了更好的理解，各要素可以被夸大和/或变形地示出。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

根据本发明的实施例提供了一种侧反式反射器，借助该反射器能够实现将光源发出的光以限定的方式成形，并且能够实现灯具的长寿命和高效率。

图2示出了根据本发明的一个实施例的侧反式反射器的透视图。从图2可以清楚地看到，该侧反式反射器具有底部开口O1，使得设置在基板上的光源能够容纳于该底部开口O1中。在侧反式反射器上在对置的两侧S0设置有镜像对称的反射面。其中反射面分别由两个面S1和S2构成。在此，S1和S2近似为平面，并且垂直于侧反式反射器的底面B1。由于反射面S1和S2的与传统反射杯不同的这种特殊结构，当容纳于底部开口O1中的光源发出的光入射到反射面S1和S2上时，反射面并不将这些入射光向垂直于底面B1、即向侧反式反射器的光轴方向偏转，而是将入射光向侧向反射，使得这些入射的光向平行于所述对置的侧S0的方向偏转。通过这种方式，可以使得投射到待照明面上的光强分布更加均匀，并且能够实现所需要的光斑形状。

在图2中还可以看到反射面S1、S2在顶部被倾斜地截去一部分。由于这种构型，使得避免由于反射面S1和S2的遮挡而在待照明面上形成阴影，并使得投射到待照明面上的光强分布更加均匀。

图3示出了图2中的侧反式反射器的俯视图。在图3中可以清楚地看出，左右两侧的反射面是镜像对称的。然而需要指出的是，根据实际的应用要求，它们同样可以设计为并非镜像对称的。为了更好地理解本发明，在图3中示出了光源L(在此为LED)及其光路图。图3中的带有箭头的线条示意性示出了LED发出的光线。从图3可以看出，LED发出的光经反射面S1、S2反射之后朝向平行于上述对置的侧S0的方向偏转。在一些照明应用中，特别是在路灯照明应用中，这是特别有利的，因为可以使得光强沿着街道的方向分布。

图4中示出了侧反式反射器的沿图3中的剖面线AA的纵剖面图。在图4中可以看到反射面S2在顶部被截去一部分，从而避免了该部分的遮挡而造成在待照明面上形成阴影。此外，图4中也示意性示出了光源所发出的光的光路图。

图2至图4所示的侧反式反射器的构型中，反射面S1、S2可以由金属构成，也可以由塑胶构成。无论如何，反射面必须具有高的反射率。反射面的表面可以根据需要来设计。例如，反射面可以是光滑面，也可以是构建有微结构的面，如本领域技术人员所熟知的那样。

此外需要说明的是，在上述方案中，在一侧的反射面包括两个反射面S1和S2。这两个反射面可以设计为平面，也可以设计为自由曲面。自由曲面的设计可以根据待照明面的所要求的照度分布而进行调整。例如，侧面可以根据需要而选择为具有抛物面或者双曲面的形状。进一步还需要指出的是，根据需要，上述的两个反射面S1和S2也可以构建为连续的光滑曲面，也即实际上一侧仅有一个连续的反射面。

此外，反射面S1和S2也并非必须垂直于底面B1，而是同样可以根据需要而变化。

根据本发明的另一实施例，提出了一种侧反式反射器阵列。图5示出了这种阵列的透视图。从图中可见，该侧反式反射器阵列是多个根据本发明上述实施例的侧反式反射器构成的阵列。在图5中，这些侧反式反射器设置为矩形阵列。显然它们也可以根据照明要求以其他形式来布置。

根据本发明的另一实施例，提出了一种灯具单元，该灯具单元包括基板、设置在基板上的光源和上述侧反式反射器，所述侧反式反射器设置为使得在基板上的光源被容纳于侧反式反射器的底部开口中。

图6示出了一种灯具的透视图。该灯具由多个阵列排布的上述灯具单元组成。该灯具包括：印刷电路板P1；安装在印刷电路板P1上的多个光源、特别是发光二极管LED；以及侧反式反射器构成的阵列。其中在每个侧反式反射器底部的开口内都设置有一个LED。图6所示的方案中，灯具单元排布为矩形。基于侧反式反射器的工作原理以及这种排布，可以有效地实现均匀的矩形光斑，特别适于道路照明。当然，灯具单元也可以以其他方式排布，以满足相应的照明需求。

图7示出了图6所示的灯具形成的等照度分布图。X和Y代表光照面的水平和竖直坐标。相等照度的值用曲线连接起来，不同的线形代表不同的照度值，其值在线形的右边有标示。从图上可以看出中心的照度值分布比较均匀，并且实现了基本上为矩形的光斑。

图8为图6所示的灯具形成的光强极坐标分布图。图中的角度坐标代表空间的角度分布，其单位是度。圆的半径长度表示了光强，其单位是坎德拉。外围的大面积的曲线表示矩形长边的方向上光强分布曲线(如在路灯的应用中就表示沿着路的方向)。另外一个曲线表示垂直于长边方向上的光强分布曲线。从图中同样可以看出矩形的中心的照度值分布比较均匀。

图9为根据本发明的灯具用在LED路灯项目中的道路照度分布图。在该图中，右侧26m代表路的宽度，下边20m代表路灯间距。灯距离路面的高度为8米。将相等照度的值用曲线连接起来，并在曲线上标示出其照度值(单位：lux)，从而得到该图。从图中可见，模拟道路照明的照度比较均匀，获得很好的光学性能。

此外，根据本发明的另一实施例，还提出了一种制造上述侧反式反射器的方法，包括：在光源的对置的侧设置反射面，所述反射面构建为将光源发出的、入射到所述反射面上的光反射，使得这些入射的光向平行于所述对置的侧的方向偏转。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims

1.一种侧反式反射器，其特征在于，该侧反式反射器具有底部开口(O1)，使得设置在基板上的光源能够容纳于该底部开口(O1)中，在侧反式反射器上在光源的对置的两侧(S0)设置有反射面(S1，S2)，所述反射面(S1，S2)构建为将光源发出的、入射到所述反射面上的光反射，使得这些入射的光向平行于所述对置的侧(S0)的方向偏转。

2.根据权利要求1所述的侧反式反射器，其特征在于，所述反射面(S1，S2)在顶部被截去一部分，使得避免由于反射面的遮挡而在待照明面上形成阴影。

3.根据权利要求1或2所述的侧反式反射器，其特征在于，所述反射面(S1，S2)是平面或者自由曲面。

4.根据权利要求1或2所述的侧反式反射器，其特征在于，所述反射面(S1，S2)是光滑面或者具有微结构的面。

5.根据权利要求1或2所述的侧反式反射器，其特征在于，所述反射面(S1，S2)由高反射率的材料形成。

6.根据权利要求1或2所述的侧反式反射器，其特征在于，所述反射面(S1，S2)由金属构成或者由塑胶构成。

7.一种侧反式反射器阵列，所述侧反式反射器阵列是多个根据权利要求1至6中的任一项所述的侧反式反射器构成的阵列。

8.根据权利要求7所述的侧反式反射器阵列，其特征在于，所述阵列是矩形阵列。

9.一种灯具单元，该灯具单元包括基板、设置在基板上的光源和根据权利要求1至6中的任一项所述的侧反式反射器，所述侧反式反射器设置为使得在基板上的光源被容纳于侧反式反射器的底部开口中。

10.一种灯具，该灯具包括以阵列排布的多个根据权利要求7所述的灯具单元。

11.根据权利要求10所述的灯具，其中所述灯具单元的阵列排布为矩形。

12.一种制造根据权利要求1至6中的任一项所述的侧反式反射器的方法，其特征在于，在光源的对置的侧设置反射面，所述反射面构建为将光源发出的、入射到所述反射面上的光反射，使得这些入射的光向平行于所述对置的侧的方向偏转。