CN101963325B - 反射罩及照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对发光二极管光源发出的光线进行调整以形成长条形光场的反射罩，该光场的长度方向为X轴方向，宽度方向为Y轴方向，垂直于XY平面的方向为Z轴方向。该反射罩包括一个垂直于XZ平面的第一反射板，一个垂直于XZ平面的且与第一反射板相对的第二反射板，及多个设置在第一、第二反射板之间且垂直于XY平面的侧板。第一反射板、第二反射板及多个侧板围合形成一桶状结构。该桶状结构具有两相对的第一开口与第二开口，发光二极管光源设置于桶状结构的第一开口处。第一反射板与第二反射板分别沿Z轴方向向内倾斜设置。第一反射板与第二反射板中至少一者在XY平面上的投影覆盖至少部分所述发光二极管光源。

Description

反射罩及照明装置
技术领域
本发明涉及一种光学系统，尤其涉及一种反射罩及使用该反射罩的照明装置。
背景技术
随着半导体照明技术的发展，发光二极管(Light emitting diode，LED)的光效不断提高，现正逐步取代传统光源，尤其是路灯领域。如何有效地分配LED发出的光能是LED路灯光学系统设计要解决的关键问题。目前的LED路灯所形成的照明区域大多为圆对称分布，为了更节能且实现更大区域的照明，可将照明区域调整为长条形分布方式。现有的得到长条形照明区域的改进方式主要包括：使用多个具有不同出光平面(即不同出光角度)的光源；使用一个光学透镜阵列对多个LED的出光方向分别进行调整。针对前一种改进方式，通常需要针对每个光源设置调整装置，导致LED路灯的体积较大，且制造成本较高，而对于第二种改进方式，则必须使用制造成本较高的光学透镜阵列，并且LED发出的光线穿过光学透镜阵列会造成一定的光损失。
所以，有必要提供一种结构简单且可形成长条形光场的照明装置。
发明内容
下面将以实施例说明一种结构简单且可形成长条形光场的照明装置。
一种用于对发光二极管光源发出的光线进行调整以形成长条形光场的反射罩，该长条形光场的长度方向为X轴方向，该长条形光场的宽度方向为Y轴方向，垂直于XY平面的方向为Z轴方向，其包括一个垂直于XZ平面的第一反射板，一个垂直于XZ平面的且与该第一反射板相对设置的第二反射板，及多个设置在该第一反射板与该第二反射板之间且垂直于XY平面的侧板。该第一反射板、第二反射板及多个侧板围合形成一桶状结构。该桶状结构具有一个第一开口及一个与该第一开口相对的第二开口，所述发光二极管光源设置于该桶状结构的第一开口处。该第一反射板与该第二反射板分别沿Z轴方向向内倾斜设置。该第一反射板与该第二反射板中至少一者在XY平面上的投影覆盖至少部分所述发光二极管光源。
一种用于形成长条形光场的照明装置，该长条形光场的长度方向为X轴方向，该长条形光场的宽度方向为Y轴方向，垂直于XY平面的方向为Z轴方向，其包括：一个基板，多个设置在该基板上的发光二极管，一个由多个反射罩单元组成的反射罩模组。该多个反射罩单元分别与该多个发光二极管相对应，每个反射罩单元包括一个垂直于XZ平面的第一反射板，一个垂直于XZ平面的且与该第一反射板相对设置的第二反射板，多个设置在该第一反射板与该第二反射板之间且分别垂直于XY平面的侧板。该第一反射板、第二反射板及多个侧板围合形成一桶状结构。该桶状结构具有一个第一开口及一个与该第一开口相对的第二开口，至少一个该发光二极管光源设置于该桶状结构的第一开口处。该第一反射板与该第二反射板分别沿Z轴方向向内倾斜设置。该第一反射板与该第二反射板中至少一者在XY平面上的投影覆盖至少部分该至少一个发光二极管光源。
相对于现有技术，第一反射板在XY平面上的投影与第二反射板在XY平面上的投影分别覆盖至少部分发光二极管光源，第一反射板与第二反射板可以将发光二极管光源发出的光线反射至X轴的另一方向，从而增加了在X轴方向上的光分布。而多个侧板可对发光二极管光源发出的光线进行反射，使得发光二极管光源发出的光线在Y轴方向上不至于被发散。所以，经所述第二开口出射的光线形成的光场为长方形。另外，所述反射罩的主要由反射板及具有反射功能的侧板组成，使得该反射罩具有较为简单的结构。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的反射罩的结构示意图。
图2是图1所示反射罩的俯视图。
图3是图1所示反射罩沿III-III的截面图。
图4是本发明第二实施例提供的反射罩的结构示意图。
图5是图4所示反射罩的俯视图。
图6是图4所示反射罩沿VI-VI的截面图。
图7是本发明第三实施例提供的反射罩的结构示意图。
图8是图7所示反射罩的俯视图。
图9是图7所示反射罩沿IX-IX的截面图。
图10是本发明第四实施例提供的照明装置的结构分解示意图。
图11是图10所示照明装置的配光曲线图。
图12是图10所示照明装置的照度模拟图。
具体实施方式
下面将结合附图，以对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1至图3，本发明第一实施例提供的一种反射罩10，其用于对一个发光二极管光源发出的光线进行调整以形成长条形光场，所形成的长条形光场位于图1所示的XY平面上，其中长条形光场的长度方向为X轴方向，长条形光场的宽度方向为Y轴方向，Z轴垂直于XY平面，该反射罩10包括一个第一反射板11，一个第二反射板12，多个侧板13。
第一反射板11为垂直于XZ平面的曲面板。
第二反射板12为垂直于XZ平面的曲面板，并且第二反射板12与第一反射板11相对设置。在本实施例中，第二反射板12沿图1所示的Z轴方向向第一反射板11一侧弯折，而第一反射板11沿图1所示的Z轴方向向第二反射板12一侧弯折。
多个侧板13分别为垂直于XY平面的曲面板，其设置在第一反射板11及第二反射板12之间。在本实施例中，该反射罩10包括四个侧板13，该四个侧板13两两相对的分别设置在第一反射板11及第二反射板12的两侧。第一反射板11，第二反射板12与该多个侧板13首尾相连围合形成一桶状结构。可以理解的是，设置在第一反射板11及第二反射板12同一侧的侧板13可为三个或三个以上串连的曲面板；设置在第一反射板11及第二反射板12的同一侧的侧板13也可为一具有平滑内表面的曲面板。
该反射罩10，也可以说是上述桶状结构，具有一第一开口101及一个与第一开口101相对的第二开口102，由于第一反射板11与第二反射板12分别沿Z轴方向向内弯折，所以第一开口101的面积大于第二开口102的面积。发光二极管光源须可设置在第一开口101处，如图2所示的第一反射板11与第二反射板12在XY平面上的投影110，120覆盖发光二极管光源。可以理解的是，一个发光二极管光源可以选择性地设置在第一反射板11或第二反射板12的下方，使得第一反射板11在XY平面上的投影110或第二反射板12在XY平面上的投影120覆盖至少部分发光二极管光源即可。当然，也可以在第一反射板11与第二反射板12的下方均设置发光二极管光源，使得第一反射板11在XY平面上的投影110与第二反射板12在XY平面上的投影120分别覆盖至少部分发光二极管光源即可。
由于第一反射板11与第二反射板12分别垂直于XZ平面且位于发光二极管光源的上方以遮蔽发光二极管光源，即第一反射板11在XY平面上的投影110与第二反射板12在XY平面上的投影120分别覆盖至少部分发光二极管光源，第一反射板11的内表面112与第二反射板12的内表面122可以将其下方的发光二极管光源发出的光线反射至X轴的另一方向，从而增加了在X轴方向上的光分布，具体光路可参见图3。由于多个侧板13分别垂直于XY平面，多个侧板13的内表面132可以对发光二极管光源发出的光线进行反射，使得发光二极管光源发出的光线在Y轴方向上不至于被发散。所以，经所述第二开口102出射的光线形成的光场为长方形。另外，反射罩10所包括的第一反射板11，一个第二反射板12及多个侧板13可为通过射出成型形成的一体成型塑料结构，进一步再通过电镀方式在第一反射板11的内表面112，第二反射板12的内表面122，侧板13的内表面132形成金属反射膜，这样不仅可以降低制造成本，还可以快速量产。当然第一反射板11，一个第二反射板12及多个侧板13的材料也可以玻璃，树脂等透光材料。
请参阅图4至图6，本发明第二实施例提供的一种反射罩20，其用于对一个发光二极管光源发出的光线进行调整以形成长条形光场，所形成的长条形光场位于图4所示的XY平面上，其中长条形光场的长度方向为X轴方向，长条形光场的宽度方向为Y轴方向，Z轴垂直于XY平面，该反射罩20包括一个第一反射板21，一个第二反射板22，多个侧板23及一个底板24。
第一反射板21，第二反射板22及多个侧板23均设置在底板24上，底板24位于XY平面上。第一反射板21，第二反射板22及侧板23的结构分别与第一实施例中的第一反射板11，第二反射板12及侧板13的结构基本相同，在此不再赘述。第一反射板21，第二反射板22与该多个侧板23首尾相连围合形成一桶状结构，该桶状结构具有一第一开口201及一个与第一开口201相对的第二开口202，第一开口201的面积大于第二开口202的面积。底板24设置在该第一开口201处，并且与该多个侧板23相连接。底板24与第一反射板21之间设置有一个第一通孔203，底板24与第二反射板22之间设置有一第二通孔204。第一通孔203与第二通孔204分别靠近第一反射板21与第二反射板22，即第一反射板21在XY平面上的投影208覆盖至少部分第一通孔203，第二反射板22在XY平面上的投影209覆盖至少部分第二通孔204，具体参见图5。
第一通孔203与第二通孔204用于收容发光二极管光源，第一反射板21的内表面212与第二反射板22的内表面222可以将其下方的发光二极管光源发出的光线反射至X轴的另一方向，从而增加了在X轴方向上的光分布，具体光路可参见图6。同时，发光二极管光源发出的光线被多个侧板23的内表面232反射后在Y轴方向上也不至于被发散。所以，经所述第二开口202出射的光线形成的光场为长方形。反射罩20一般是由塑料、玻璃等廉价的材料制造，所以在降低成本的同时还可以快速量产。
请参阅图7至图9，本发明第三实施例提供的一种反射罩30，其用于对一个发光二极管光源发出的光线进行调整以形成长条形光场，所形成的长条形光场位于图7所示的XY平面上，其中长条形光场的长度方向为X轴方向，长条形光场的宽度方向为Y轴方向，Z轴垂直于XY平面，该反射罩30包括一个第一反射板31，一个第二反射板32，多个侧板33及一个底板34。
第一反射板31，第二反射板32及多个侧板33均设置在底板34上，底板34位于XY平面上。第一反射板31与为垂直于XZ平面的平板。第二反射板32为垂直于XZ平面的平板，并且第二反射板32与第一反射板31相对设置。在本实施例中，第二反射板32沿图7所示的Z轴方向向第一反射板31一侧倾斜，而第一反射板31沿图7所示的Z轴方向向第二反射板32一侧倾斜。可以理解的是，第一、第二反射板31、32也可为其他结构，只要其分别沿Z轴方向向内倾斜即可。
多个侧板33分别为垂直于XY平面的平板，其设置在第一反射板31及第二反射板32之间。第一反射板31，第二反射板32与该多个侧板33组合形成一桶状结构，但位于第一反射板31与第二反射板32的同一侧的侧板33与第一反射板31或第二反射板32之间设置有缺口35。缺口35用于调整发光二极管光源的配光曲线。在本实施例中，该反射罩30包括三个侧板33，其中两个首尾相连的设置在第一反射板31及第二反射板32的一侧，而另一个则设置在第一反射板31及第二反射板32的另一侧，两个缺口35分别与第一反射板31、第二反射板32相邻。可以理解的是，该反射罩30可以包括四个或四个以上的侧板33，而缺口35的数量与设置位置可以根据所需形成的光场形状进行设计。
底板34上设置有一个第一通孔303及一个第二通孔304。第一通孔303与第二通孔304分别靠近第一反射板31与第二反射板32，即第一反射板31在XY平面上的投影308覆盖至少部分第一通孔303，第二反射板32在XY平面上的投影309覆盖至少部分第二通孔304，具体参见图8。
第一通孔303与第二通孔304用于收容发光二极管光源，第一反射板31的内表面312与第二反射板32的内表面322可以将其下方的发光二极管光源发出的光线反射至X轴的另一方向，从而增加了在X轴方向上的光分布，具体光路可参见图9。同时，发光二极管光源发出的光线被多个侧板33的内表面332反射后在Y轴方向上也不至于被发散。所以，发光二极管光源发出的光线经由反射罩30反射后形成的光场为长方形，而从缺口35处射出的光线则在X轴方向上形成特殊的光分布，但不至于改变最终长方形的光场分布。反射罩30一般是由塑料、玻璃等廉价的材料制造，所以在降低成本的同时还可以快速量产。
请参阅图10至图12，本发明第四实施例提供的一种照明装置40，其用于形成长条形光场，该长条形光场的长度方向为X轴方向，该长条形光场的宽度方向为Y轴方向，垂直于XY平面的方向为Z轴方向。所述照明装置40包括一个基板41，多个发光二极管42，一个反射罩模组43，一个透光板44，一个容置座45。
多个发光二极管42以阵列排布的方式设置在基板41的一个表面411上。多个发光二极管42分别与基板41电连接，而基板41则可与外部电源(图未示)相连。
反射罩模组43包括一个基板431及多个如第一实施例所述的反射罩10。该多个反射罩10以阵列排布的方式设置在基板431上。每个反射罩10的第一反射板11与第二反射板12均设置在X轴上，即该多个反射罩10的排列方向相一致。每个反射罩10覆盖基板41上的至少一个发光二极管42。在本实施例中，第一反射板11在XY平面上的投影覆盖一个发光二极管42，而第二反射板12在XY平面上的投影也覆盖一个发光二极管42。
可以理解的是，每个反射罩10所覆盖的发光二极管42的数量以及第一反射板11或第二反射板12在XY平面上的投影对发光二极管覆盖区域的大小，可以根据所需形成的光场形状进行设计。
透光板44设置在反射罩模组43的与基板41的表面411相对的一侧，以覆盖反射罩模组43。透光板44用于对经由反射罩模组43出射的光线进行均匀化，使得照明装置40能够形成长方形光场的同时具有较佳的光均匀度。可以理解的是，透光板44可为一透镜阵列。
容置座45用于将承载有发光二极管42的基板41，反射罩模组43及透光板收容在其中，这样可以对设置在其中的元件进行有效保护，同时有利于组装拆卸。
每个反射罩10的第一反射板11的内表面与第二反射板12的内表面可以将其下方的发光二极管光源42发出的光线反射至X轴的另一方向，从而增加了在X轴方向上的光分布。同时，发光二极管光源43发出的光线被其侧板13的内表面反射后在Y轴方向上也不至于被发散。所以多个发光二极管42发出的光线经由反射罩模组43反射后最终形成的光场为长方形，在此，照明装置40的配光曲线图请参见图11，照度模拟图请参见图12。如上所述每个反射罩10的制造材料较为廉价，使得照明装置40的制造成本较低，并且由于照明装置40的组装灵活性，照明装置40也可快速量产。
值得说明的是，上述第二实施例所提供的反射罩20与第三实施例所提供的反射罩30也可以应用到上述照明装置40中以替代反射罩10，同样可以得到长方形的光场。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种对应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于对发光二极管光源发出的光线进行调整以形成长条形光场的反射罩，该长条形光场的长度方向为X轴方向，该长条形光场的宽度方向为Y轴方向，垂直于XY平面的方向为Z轴方向，其包括：
一个垂直于XZ平面的第一反射板；
一个垂直于XZ平面的且与该第一反射板相对设置的第二反射板；
多个设置在该第一反射板及该第二反射板之间的侧板，该多个侧板分别垂直于XY平面，该第一反射板、第二反射板及多个侧板围合形成一桶状结构，该桶状结构具有一个第一开口及一个与该第一开口相对的第二开口，所述发光二极管光源设置于该桶状结构的第一开口处，该第一反射板与该第二反射板分别沿Z轴方向向内倾斜设置，该第一反射板与该第二反射板中至少一者在XY平面上的投影覆盖至少部分所述发光二极管光源。
2.如权利要求1所述的反射罩，其特征在于，该第一反射板与该第二反射板分别为沿Z轴方向向内弯折的曲面板。
3.如权利要求1所述的反射罩，其特征在于，该第一反射板与该第二反射板分别为沿Z轴方向向内倾斜的平板。
4.如权利要求1所述的反射罩，其特征在于，该侧板为曲面板。
5.如权利要求1所述的反射罩，其特征在于，进一步包括一个底板，该底板设置在该桶状结构的第一开口处，该底板与该多个侧板相连接，该底板与该第一反射板之间设置有一第一通孔，该底板与该第二反射板之间设置有一第二通孔，该第一反射板在XY平面上的投影覆盖至少部分该第一通孔，该第二反射板在XY平面上的投影覆盖至少部分该第二通孔。
6.如权利要求5所述的反射罩，其特征在于，位于该第一反射板与该第二反射板的同一侧的至少一侧板与该第一反射板或该第二反射板之间设置有一缺口。
7.一种用于形成长条形光场的照明装置，该长条形光场的长度方向为X轴方向，该长条形光场的宽度方向为Y轴方向，垂直于XY平面的方向为Z轴方向，其包括：
一个基板；
多个设置在该基板上的发光二极管；
一个由多个反射罩单元组成的反射罩模组，该多个反射罩单元分别与该多个发光二极管相对应，每个反射罩单元包括：
一个垂直于XZ平面的第一反射板；
一个垂直于XZ平面的且与该第一反射板相对设置的第二反射板；
多个设置在该第一反射板及该第二反射板之间的侧板，该多个侧板分别垂直于XY平面，该第一反射板、第二反射板及多个侧板围合形成一桶状结构，该桶状结构具有一个第一开口及一个与该第一开口相对的第二开口，至少一个该发光二极管光源设置于该桶状结构的第一开口处，该第一反射板与该第二反射板分别沿Z轴方向向内倾斜设置，该第一反射板与该第二反射板中至少一者在XY平面上的投影覆盖至少部分该至少一个发光二极管光源。
8.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，该多个反射罩单元为阵列排布。
9.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，进一步包括一个容置座，该容置座用于收容该基板及该反射罩模组。
10.如权利要求9所述的照明装置，其特征在于，进一步包括一个透光板，该透光板设置在该容置座上以覆盖该反射罩模组，该透光板位于该反射罩模组的与该多个发光二极管相对的一侧。
11.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，每个反射罩单元的该第一反射板与该第二反射板分别为沿Z轴方向向内弯折的曲面板。
12.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，每个反射罩单元的该第一反射板与该第二反射板分别为沿Z轴方向向内倾斜的平板。
13.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，每个反射罩单元的侧板为曲面板。
14.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，每个反射罩单元进一步包括一个底板，该底板设置在该桶状结构的第一开口处，该底板与该多个侧板相连接，该底板与该第一反射板之间设置有一第一通孔，该底板与该第二反射板之间设置有一第二通孔，该第一反射板在XY平面上的投影覆盖至少部分该第一通孔，该第二反射板在XY平面上的投影覆盖至少部分该第二通孔。
15.如权利要求14所述的照明装置，其特征在于，位于每个反射罩单元的该第一反射板与该第二反射板的同一侧的至少一侧板与该第一反射板或该第二反射板之间设置有一缺口。
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