CN102022692B - 球体表面发光光源反射罩的设计方法 - Google Patents

球体表面发光光源反射罩的设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及球体表面发光光源反射罩的设计方法，包括光源和反射罩，光源为球体表面发光光源，反射罩的光反射面沿垂直轴轴向旋转对称，首先确定穿过球体光源中心的球体光源横截面，然后确定球体光源表面与反射罩顶部的垂直距离，从而确定反射罩顶部中心的位置，并以反射罩顶部中心为起点做一个反射面，保证球体光源顶部中心法线方向发出的光线经反射罩顶部中心点反射的光线与球体光源表面切线平行，并保证该反射光线不会被球体表面挡住，即球体光源顶部中心法线方向发出的光线经反射罩一次反射就可以引出来。采用本发明设计反射罩的无极灯灯具，具有更高的出光率和更高的照明均匀度，有利于大规模、大范围推广应用无极灯。

Description

球体表面发光光源反射罩的设计方法
技术领域
本发明涉及照明灯具反射罩的设计方法，尤其是一种采用球体无极灯作光源的灯具反射罩的设计方法。
背景技术
现有的高频电磁无极灯一般全部采用传统光源，例如：用钠灯、金卤灯等点光源作为无极灯的灯具，由于高频电磁无极灯是球体表面发光光源，作为点光源的传统灯具并不适合于高频电磁无极灯。如图1所示，传统灯具的反射罩4只适用于点光源，当反射罩4用于球体表面发光光源3时，球体表面发光光源3相当部分的反射光线会被球体表面发光光源3自身挡住，这样就会大大降低灯具的出光率，同时也会降低灯具的照明均匀度。近十年来出现的高频无极灯，是基于荧光气体放电和电磁场感应两个原理相结合的一种新型光源，它由高频发生器、耦合器和灯泡三部分组成，缠绕在磁芯上的线圈被称为耦合器，当耦合器获得由电源提供高压初始激励脉冲时，会将泡体里的汞蒸汽激发到等离子体，随后2.65兆赫大约在300-500伏的高频脉冲会维持对等离子体的激励，使外层电子不断进入激发态，不断进行跃迁并发光。无极灯具有高光效、高显色性、寿命长、无频闪、节能环保、可立即启动、不怕震动和少维护等优点，目前已经得到越来越广泛的应用，被誉为21世纪的“绿色照明光源”。但是，现有无极灯因为没有专门针对其发光特征设计的反射罩，使得无极灯灯具的出光效率较低，成为多年来限制无极灯大规模、大范围推广应用的主要原因。
发明内容
针对以上现有无极灯反射罩的不足，本发明的目的是提供一种较高出光率和较高照明均匀度的球体表面发光光源反射罩的设计方法。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：
球体表面发光光源反射罩的设计方法，包括光源和反射罩，所述光源为球体表面发光光源，本发明设计球体表面发光光源反射罩的方法包括：反射罩的光反射面呈沿垂直轴轴向旋转对称，首先确定穿过球体光源中心的球体光源横截面，然后确定球体光源表面与反射罩顶部的垂直距离，从而确定反射罩顶部中心的位置，并以反射罩顶部中心为起点做一个反射面，保证球体光源顶部中心法线方向发出的光线经反射罩顶部中心点反射的光线与球体光源表面切线平行，并保证该反射光线不会被球体表面挡住，即球体光源顶部中心法线方向发出的光线经反射罩一次反射就可以引出来。
同时，把球体光源横截面沿圆周方向分成n部分，以反射罩中心为起点的反射面是第一部分反射面，这样，可以保证该经过第一部分反射面反射的光线不会被球体表面挡住；在第一部分反射面的另一端(远离垂直轴的那端)为起点做一个反射面并成为第二部分反射面，保证该起点法线方向发出的光线经反射罩反射的光线与球体光源表面切线平行，并保证该反射光线不会被球体表面挡住，即在第一部分反射面的另一端(远离垂直轴的那端)法线方向发出的光线经反射罩一次反射就可以引出来，这样，可以保证该经过第二部分反射面反射的光线不会被球体表面挡住；在第二部分反射面的另一端(远离垂直轴的那端)为起点做一个反射面并成为第三部分反射面，保证该起点法线方向发出的光线经反射罩反射的光线与球体光源表面切线平行，并保证该反射光线不会被球体表面挡住，即在第二部分反射面的另一端(远离垂直轴的那端)法线方向发出的光线经反射罩一次反射就可以引出来；依此类推，可以完成第n部分反射面，各个反射面连接在一起形成一个反射罩。该方法设计出来的反射罩结构，充分考虑了无极灯球面发光的特征，大大提高了无极灯灯具的出光率和照明均度。
与现有的无极灯灯具反射罩相比较，本发明具有以下优点：采用本发明提供的方法设计反射罩的无极灯灯具，具有更高的出光率和更高的照明均匀度，有利于大规模、大范围推广应用无极灯。
附图说明
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：
图1为现有无极灯反射罩的结构及其发光路线示意图；
图2为本发明无极灯反射罩的结构及其发光路线示意图。
具体实施方式
球体表面发光光源反射罩的设计方法，包括光源和反射罩，光源为球体表面发光光源，所述反射罩的光反射面沿垂直轴轴向旋转对称，首先确定穿过球体光源中心的球体光源横截面，然后确定球体光源表面与反射罩顶部的垂直距离，从而确定反射罩顶部中心的位置，并以反射罩顶部中心为起点做一个反射面，保证球体光源顶部中心法线方向发出的光线经反射罩顶部中心点反射的光线与球体光源表面切线平行，并保证该反射光线不会被球体表面挡住，即球体光源顶部中心法线方向发出的光线经反射罩一次反射就可以引出来。
将球体光源横截面沿圆周方向分成n部分，以反射罩中心为起点的反射面是第一部分反射面，以保证该经过第一部分反射面反射的光线不会被球体表面挡住；以第一部分反射面的另一端为起点做一个反射面并成为第二部分反射面，保证该起点法线方向发出的光线经反射罩反射的光线与球体光源表面切线平行，并保证该反射光线不会被球体表面挡住，即在第一部分反射面的另一端法线方向发出的光线经反射罩一次反射就可以引出来，以保证该经过第二部分反射面反射的光线不会被球体表面挡住；以第二部分反射面的另一端为起点做一个反射面并成为第三部分反射面，保证该起点法线方向发出的光线经反射罩反射的光线与球体光源表面切线平行，并保证该反射光线不会被球体表面挡住，即在第二部分反射面的另一端法线方向发出的光线经反射罩一次反射就可以引出来；依此类推，可以完成第n部分反射面，各个反射面连接在一起形成一个反射罩。
如图2所示，本发明球体表面发光光源反射罩的设计方法包括：反射罩2的光反射面呈沿垂直轴y轴向旋转对称，首先确定穿过球体光源1中心O的球体光源横截面，然后确定球体光源表面与反射罩顶部中心的垂直距离aA，从而确定反射罩2顶部中心A的位置，并以反射罩2顶部中心A为起点做一个反射面，保证球体光源顶部中心法线OA方向发出的光线aA经反射罩2顶部中心点反射的光线AE正好成为球体光源1表面的切线，并保证该反射光线AE正好不会被球体光源1的表面挡住，即球体光源1顶部中心法线OA方向发出的光线aA经反射罩2一次反射就可以引出来。同时，把球体光源1横截面沿圆周方向分成36等分，以反射罩2顶部中心A为起点的反射面是第一等分反射面，这样，可以保证所有法线方向发出的经过第一等分反射面反射的光线.不会被球体光源1表面挡住；在第一等分反射面的另一端B(远离垂直轴y的那端)为起点做一个反射面并成为第二等分反射面，保证该起点法线OB方向发出的光线bB经反射罩2反射的光线BF正好成为球体光源1表面的切线，并保证该反射光线BF不会被球体光源1的表面挡住，即在第一等分反射面的另一端B(远离垂直轴y的那端)法线方向OB发出的光线bB经反射罩2一次反射就可以引出来，这样，可以保证所有法线方向发出的经过第二等分反射面反射的光线不会被球体光源1的表面挡住；在第二等分反射面的另一端C(远离垂直轴y的那端)为起点做一个反射面并成为第三等分反射面，保证该起点法线方向OC发出的光线cC经反射罩2反射的光线CG正好成为球体光源1表面的切线.，并保证该反射光线CG不会被球体光源1的表面挡住，即在第二等分反射面的另一端C(远离垂直轴y的那端)法线方向OC发出的光线cC经反射罩2一次反射就可以引出来，这样，可以保证所有法线方向发出的经过第三等分反射面反射的光线不会被球体光源1的表面挡住；依此类推，可以完成第11等分反射面，各个反射面连接在一起形成一个反射罩。该方法设计出来的反射罩结构，充分考虑了无极灯球面发光的特征，大大提高了无极灯灯具的出光率和照明均度。
下表是现有无极灯灯具与按照本发明的球体表面发光光源反射罩的设计方法制造出来的灯具于不同高度处的照度比较：
Figure GSB00000773396800051
可见，按照本发明的球体表面发光光源反射罩的设计方法制造出来的无极灯灯具，比现有的无极灯灯具在15米处的照度提高30％以上、在12米处提高47％，照明均匀度测试结果也比现有灯具提高20％以上。

Claims (1)

1.一种球体表面发光光源反射罩的设计方法，包括光源和反射罩，光源为球体表面发光光源，其特征是：所述反射罩的光反射面沿垂直轴轴向旋转对称，首先确定穿过球体光源中心的球体光源横截面，然后确定球体光源表面与反射罩顶部的垂直距离，从而确定反射罩顶部中心的位置，并以反射罩顶部中心为起点做一个反射面，保证球体光源顶部中心法线方向发出的光线经反射罩顶部中心点反射的光线与球体光源表面切线平行，并保证该反射光线不会被球体表面挡住，即球体光源顶部中心法线方向发出的光线经反射罩一次反射就可以引出来；
将球体光源横截面沿圆周方向分成36部分，以反射罩中心为起点的反射面是第一部分反射面，以保证该经过第一部分反射面反射的光线不会被球体表面挡住；
以第一部分反射面的另一端为起点做一个反射面并成为第二部分反射面，该起点保证法线方向发出的光线经反射罩反射的光线与球体光源表面切线平行，并保证该反射光线不会被球体表面挡住，即在第一部分反射面的另一端法线方向发出的光线经反射罩一次反射就可以引出来，以保证该经过第二部分反射面反射的光线不会被球体表面挡住；以第二部分反射面的另一端为起点做一个反射面并成为第三部分反射面，该起点保证法线方向发出的光线经反射罩反射的光线与球体光源表面切线平行，并保证该反射光线不会被球体表面挡住，即在第二部分反射面的另一端法线方向发出的光线经反射罩一次反射就可以引出来；
依此类推，可以完成第11部分反射面，各个反射面连接在一起形成一个反射罩。
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