CN103062709A - 反射器、照明设备及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种反射器、照明设备及其用途。该反射器包括成对的反射件，每对反射件包括至少一个反射单元，每个反射单元包括第一和第二反射部分，其底端分别与第一和第二反射部分相连的第一和第二固定部分，第一固定部分位于第一反射部分的与反射单元的光学中心相对的一侧，第二固定部分位于第二反射部分的与反射单元的光学中心相对的一侧，第一和第二反射部分成自底端渐缩地延伸至顶端的弧形曲面形状且形成开口，使得位于反射单元的内侧的光学中心的光源发出的光的一部分直接通过开口，另一部分经反射部分反射后通过开口。利用本发明可以实现各种路面材质的照度均匀、亮度均匀的照明，适合各种路面的配光。

Description

反射器、照明设备及其用途
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其涉及一种反射器、照明设备及其用途。
背景技术
LED照明设备具有发光效率高、节能，不需高压、安全性高等特点而得到了广泛的应用，其性能现在已超过多数传统光源。
公开号为CN101446404A的中国发明专利申请公开了一种LED路灯及LED路灯的照射光线调整方法。该路灯包括灯体和LED发光管，在LED发光管上安装有反光杯，通过该反光杯将LED发光管发出的光线经反射后集中投射到需要照明的路面上。其缺点在于，超过60％以上的LED光源光线需要经过反射器反射后才能到达照明区域，导致效率过低的缺陷。
授权公告号为CN201072071Y的中国实用新型专利公开了一种格栅式LED路灯反射器。该LED路灯反射器包括反射基体，在反射基体边缘设有定位孔，在反射基体上设有一个或多个反射凹槽，每个凹槽内有一个或多个LED光源孔位，反射器上设有反射膜。其缺点在于，格栅式反射器的反射面形过于简单，控制反射光线方向的能力较弱，难以满足诸多照明应用场所的技术要求。
授权公告号为CN201246677Y的中国实用新型专利公开了一种LED路灯反光罩，包括至少两个并排设置的LED反光槽，在反光槽底部设有LED安装孔，其两侧内壁形成反光面，该反光面成抛物面，在LED反光槽侧壁上对应两端部的LE D安装孔上方分别设有倒“V”形反射板。其缺点在于各反射面的面形简单，控制反射光线方向的能力不强，难以满足许多照明应用场所的技术要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种反射器和照明设备，用以提供照度均匀和亮度均匀的照明。
本发明提供以下技术方案：
1、一种反射器，其包括成对的反射件，每对反射件包括至少一个反射单元，每个反射单元包括第一和第二反射部分，其底端分别与第一和第二反射部分相连的第一和第二固定部分，第一固定部分位于第一反射部分的与反射单元的光学中心相对的一侧，第二固定部分位于第二反射部分的与反射单元的光学中心相对的一侧，第一和第二反射部分成自底端渐缩地延伸至顶端的弧形曲面形状且形成开口，使得位于反射单元的内侧的光学中心的光源发出的光的一部分直接通过开口，另一部分经反射部分反射后通过开口。
2、如技术方案1所述的反射器，其中所述弧形曲面形状为自由曲面形状。
3、如技术方案2所述的反射器，其中所述自由曲面由过光学轴线的平面族上的自由曲线形成，其中所述光学轴线为经过所述反射单元的光学中心的轴线。
4、如技术方案2所述的反射器，其中所述自由曲面由过光学轴线的平面族上的直线形成，其中所述光学轴线为经过所述反射单元的光学中心的轴线且所述直线沿自由曲线排列以形成自由曲面。
5、如技术方案1至4之一所述的反射器，其中每对反射件包括多个反射单元，其中多个反射单元的第一固定部分相连且第二固定部分相连，且多个反射单元被布置为使得位于反射单元的光学中心的光源成直线布置。
6、如技术方案1至4之一所述的反射器，其中所述反射器包括多对反射件，所述多个反射件被布置为使得位于反射单元的光学中心的光源成平行直线布置或直线布置。
7、如技术方案1-4之一所述的反射器，其中所述反射单元的开口能够为在30°至120°之间的任意角度。
8.一种照明设备，其中包括散热板、基板、光源、和至少一个如上述技术方案之一所述的反射器，
其中散热板固定在基板上，第一固定部分和第二固定部分固定在散热板或基板上，
光源固定在散热板上且位于反射单元的光学中心处，使得光源发出的一部分直接通过开口，另一部分光经第一反射部分和第二反射部分反射后通过开口。
9、如技术方案8所述的照明设备，其中所述照明设备还包括固定在基板或散热板上的透明壳体，用于容纳光源和反射器。
10、如技术方案8或9所述的照明设备，其中所述光源为LED灯。
11、如上述技术方案之一所述的照明设备的用途，其用于道路照明、隧道照明、扁长形区域照明。
本发明的技术效果在于：光学效率极高，配光形式多样，芯片布局分散灵活，特别适用于扁长型照明区域。最大限度地把直接能照射到照明区域的光线不经过反射器而直接射出；把无法直接照射到照明区域的光线尽可能地只经过一次反射就能到达照明区域；直射出的光线和反射出的光线按照不同形式的叠加配合，实现灵活多变的配光形式。
利用本发明可以实现各种路面材质的照度均匀、亮度均匀的道路及隧道照明、以及走廊照明、货架照明、地下车库等扁长形区域照明。
附图说明
图1为根据本发明的照明设备的结构示意图；
图2为反射器的结构示意图；
图3为反射部分的放大示意图；
图4为根据本发明的反射单元的光线路径的放大示意图；
图5A-5B是自由曲线在YZ平面上的投影图；
图6A为自由曲线的示意图；
图6B为另一自由曲线的示意图；
图7是根据本发明的反射器的开口的示意图；
图8为另一反射部分的放大示意图；
图9为根据本发明的照明设备的配光效果图。
具体实施方式
下面将结合附图详细描述本发明的优选实施例，在附图中相同的参考标号表示相同的元件。
图1为根据本发明的照明设备的结构示意图。图2为反射器的结构示意图。图3为反射部分的放大示意图。
下面将结合图1和2来描述本发明的照明设备、反射器和反射件。
如图1-3所示，照明设备包括反射器1、光源2、散热板(未示出)和基板3。散热板固定在基板3上，反射器1固定在散热板或者基板3上，光源2固定在散热板上且位于反射单元的光学中心处，使得光源发出的一部分光直接通过开口，另一部分光经反射器1反射后通过开口。该光源2可以为LED灯。
反射器1包括成对的反射件，每对反射件包括至少一个反射单元，每个反射单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与第一反射部分100的底端相连、第二固定部分220与第二反射部分200的底端相连。第一固定部分120和第二固定部分220固定在散热板或基板3上，光源2固定在散热板上且位于反射单元的光学中心处。
第一固定部分120位于第一反射部分100的与反射单元的光学中心相对的一侧，第二固定部分220位于第二反射部分200的与反射单元的光学中心相对的一侧。第一反射部分100和第二反射部分200成自底端渐缩地延伸至顶端的弧形曲面形状且形成开口，使得位于反射单元的光学中心的光源2发出的光的一部分直接通过开口，另一部分经第一和第二反射部分100、200反射后通过开口。
如图1和2所示，每对反射件包括若干个反射单元，各反射单元的第一固定部分100相连且第二固定部分200相连。多个反射单元被布置为使得位于反射单元的光学中心的光源成直线布置。本发明不局限于图1和2中所示的数量，本领域的技术人员可以根据实际将反射单元的数量设为1个或1个以上。
如图1所示，反射器1包括2对反射件，其被布置为使得位于反射单元的光学中心的光源成平行直线布置。应当注意，虽然在图1中，反射件被布置为使得位于反射单元的光学中心的光源成平行直线布置，但是反射件也可以被布置为使得光源成直线布置。
应当注意，虽然在图1中示出的照明设备包括2个反射器，但是本领域的技术人员可以根据实际需要来确定反射器的数量，例如包括1个反射器或1个以上反射器。
如图1所示，多个反射单元的形状可以相同。但是本发明中的多个反射单元的形状也可以不同。
如图3所示，如此定义X轴、Y轴、Z轴、原点O。X轴、Y轴、Z轴两两垂直。原点O位于该光学单元的光学中心。Y轴为经过反射单元的光学中心的轴线，且XY平面构成了第一反射部分100和第二反射部分200的底面。
图4为根据本发明的反射单元的光线照射放大示意图。如图所示，在XY平面上和Z轴方向上，来自II部分的光均没有任何阻挡地投射到待照射区域，I和III部分的光通过第一反射部分100和第二反射部分200反射后均匀地投射到被照射区域。
因此，本发明光学效率极高。最大限度地把直接能照射到照明区域的光线不经过反射器而直接射出；把无法直接照射到照明区域的光线反射就能到达照明区域。
反射部分100、200的弧形曲面形状为自由曲面形状。图5A-5B是自由曲线在YZ平面上的投影图。图6A为图5A中的自由曲线的示意图。图6B为另一自由曲线的示意图。
如图5A、5B以及6A所示，自由曲面由过Y轴的平面族上的自由曲线形成。如图5A和6A所示，自由曲面由过Y轴的平面族上的自由曲线形成且自由曲线关于Z轴对称。与图5A相比，图5B所示的自由曲面由过Y轴的平面族上的自由曲线形成且自由曲线关于Z轴不对称。
图6B为另一自由曲线的示意图。如图6B所示，自由曲面由过Y轴的平面族上的多条直线形成，其中直线沿自由曲线排列以形成自由曲面。
图7是根据本发明的反射器的开口的示意图，本发明的技术人员可以根据实际需要(即根据道路宽度与灯杆高度的比值)来调节开口大小，以便适合于I型至IV型配光。其中I型配光适合比较窄的路，路宽小于灯杆高度；IV型配光适合很宽的路，路宽大于2.25倍灯杆高度。如图所示，反射器的反射部分100和200的开口能够为30°～120°之间的任意角度。
因此，本发明的配光形式多样。直射出的光线和反射出的光线按照不同形式的叠加配合，实现灵活多变的配光形式，适合各种路面的配光。
可选地，第一反射部分100和第一固定部分120可以一体成形、第二反射部分200和第二固定部分220可以一体成形。
可选地，反射部分100、200间隔分布。虽然图示实施例中，反射部分被示为等间隔分布，但是本发明并不局限于此，其同样可以不等间隔分布。本领域的技术人员可以根据实际需要来调节反射部分之间的间隔。
如图1所示，第一反射件部分100和第二反射件部分200的形状不同。可选地，如图2所示，第一反射件部分100和第二反射件部分200的形状也可以相同。
图8为反射部分的另一结构示意图。如图所示，反射部分100、200成镜像对称。
可选地，根据本发明的照明设备还可以包括透明壳体(未示出)，该透明壳体固定在基板或散热板上，用于容纳反射器和光源。
图9为根据本发明的照明设备的配光效果图，其示出了照明设备的光强分布。通常，经实践证明，根据本发明的照明设备的光学效率为94.5-97.5％(未考虑透明壳体损耗)。有效地利用了光源所发出的光。
根据本发明的照明设备可以用于，包括但不限于道路照明、隧道照明、扁长形区域照明。所述扁长形区域包括但不限于家具、超市货架、走廊、地下车库、轨道。
鉴于这些教导，熟悉本领域的技术人员将容易想到本发明的其它实施例、组合和修改。因此，当结合上述说明和附图进行阅读时，本发明仅仅由权利要求限定。

Claims (11)

1.一种反射器，其特征在于，包括成对的反射件，每对反射件包括至少一个反射单元，每个反射单元包括第一和第二反射部分，其底端分别与第一和第二反射部分相连的第一和第二固定部分，第一固定部分位于第一反射部分的与反射单元的光学中心相对的一侧，第二固定部分位于第二反射部分的与反射单元的光学中心相对的一侧，第一和第二反射部分成自底端渐缩地延伸至顶端的弧形曲面形状且形成开口，使得位于反射单元的内侧的光学中心的光源发出的光的一部分直接通过开口，另一部分经反射部分反射后通过开口。
2.如权利要求1所述的反射器，其特征在于，所述弧形曲面形状为自由曲面形状。
3.如权利要求2所述的反射器，其特征在于，所述自由曲面由过光学轴线的平面族上的自由曲线形成，其中所述光学轴线为经过所述反射单元的光学中心的轴线。
4.如权利要求2所述的反射器，其特征在于，所述自由曲面由过光学轴线的平面族上的直线形成，其中所述光学轴线为经过所述反射单元的光学中心的轴线且所述直线沿自由曲线排列以形成自由曲面。
5.如权利要求1至4之一所述的反射器，其特征在于，每对反射件包括多个反射单元，其中多个反射单元的第一固定部分相连且第二固定部分相连，且多个反射单元被布置为使得位于反射单元的光学中心的光源成直线布置。
6.如权利要求1至4之一所述的反射器，其特征在于，所述反射器包括多对反射件，所述多个反射件被布置为使得位于反射单元的光学中心的光源成平行直线布置或直线布置。
7.如权利要求1至4之一所述的反射器，其特征在于，所述反射单元的开口能够为在30°至120°之间的任意角度。
8.一种照明设备，其特征在于，包括散热板、基板、光源、和如上述权利要求之一所述的反射器，
其中散热板固定在基板上，第一固定部分和第二固定部分固定在散热板或基板上，
光源固定在散热板上且位于反射单元的光学中心处，使得光源发出的一部分直接通过开口，另一部分光经第一反射部分和第二反射部分反射后通过开口。
9.如权利要求8所述的照明设备，其特征在于，所述照明设备还包括固定在基板或散热板上的透明壳体，用于容纳光源和反射器。
10.如权利要求8或9所述的照明设备，其特征在于，所述光源为LED灯。
11.如上述权利要求之一所述的照明设备的用途，其特征在于，用于道路照明、隧道照明、扁长形区域照明。
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