CN103775977A

CN103775977A - 表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩

Info

Publication number: CN103775977A
Application number: CN201410018515.4A
Authority: CN
Inventors: 吴大鸣; 高小龙; 郑秀婷; 刘颖; 许红; 赵中里; 刘言
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2034-01-16
Also published as: CN103775977B

Abstract

本发明公开了一种表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩，其包括配灯口和配光罩，配灯口固定在配光罩的底端，配光罩内设有微透镜阵列结构，微透镜阵列结构为半球形结构、棱镜结构、金字塔结构、矩形透镜结构、棱锥结构、半圆柱结构、半椭圆球结构、抛物曲面结构；微透镜阵列结构的排布方式为三角形排列、正六边形排列、矩形排列、放射状排列、圆形排列、椭圆形排列的其中之一或组合。本发明不存在光学死角，提高光能利用率，实现提高出光效率和出光均匀的目的。

Description

表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩

技术领域

本发明涉及一种反射罩，特别是涉及一种表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩。

背景技术

筒灯反射罩是筒灯的“眼睛”，它主要是控制筒灯的反射光线及筒灯灯具效率，它的质量直接影响照射效果。目前市场上筒灯反射罩一般采用国产铝材和进口纯铝来制造，外形上大体分为内光滑球面形，内麻面圆锥形和带有反射凸凹的曲面形，传统的光学反射罩的反光效率差，眩光严重，使得流明利用效率较低，照度不够，暗区死角经常发生，而且当金属生锈或者粘到灰尘时反射效率降低非常多，需要增加安装的数量来达到一定的照明效果，从而增加了成本，浪费了能源。

漫反射材料的主要特点是在完成光反射的同时，能够同步“消眩光”，而漫反射率则是评价“消眩光”能力的重要指标，近年来，LED光源凭借其长寿命、高效率、响应速度快、低维护和低功耗等优势，逐渐取代传统的照明灯具。然后由于LED光源具有高定向性、高眩光性等缺点，因此需要进行二次配光，目前广泛采用的漫反射配光材料，主要包括表面磨砂型和微发泡型漫反射材料。磨砂型漫反射材料漫反射效果良好，易于制造，但由于其表面微结构的非规整性，不可避免地存在一定数量的光学死角，陷入死角的光线会发生光学能量耗散，一部分光能转变为热能，降低了漫反射效率；微发泡型漫反射材料漫反射效果好，漫反射效率高，但制造难度大，生产成本高，限制了其广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩，其不存在光学死角，提高光能利用率，实现提高出光效率和出光均匀的目的。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩，所述表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩包括配灯口和配光罩，配灯口固定在配光罩的底端，配光罩内设有由多个微透镜构成的微透镜阵列结构；

所述的微透镜为半球形结构、棱镜结构、金字塔结构、矩形透镜结构、棱锥结构、半圆柱结构、半椭圆球结构或者抛物曲面结构；

微透镜阵列结构的排布方式为三角形排列、正六边形排列、矩形排列、放射状排列、圆形排列、椭圆形排列方式之一或者由其中两种以上的排列方式组合。

所述配光罩的形状为曲面形状，曲面形状为圆锥曲面、流线型曲面、抛物线曲面、半球形曲面或者椭圆曲面的其中之一；

所述配灯口的形状为圆柱形；所述的配灯口与配光罩同轴；

所述表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩是以高分子反射材料制成；

所述高分子反射材料选自聚对苯二甲酸乙二酯、ABS树酯、高强度聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或者聚碳酸酯之一或者其中两种以上材料构成的共混物；

所述表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩内掺杂光反射粒子、紫外吸收剂、荧光增白剂、抗氧剂、光稳定剂，分别占反射罩重量百分数为5%、0.5%、0.03%、0.15%、0.5%。

本发明的积极进步效果在于：本发明不存在光学死角，微透镜阵列结构提高反射面的漫反射率，从而增加反射面光线柔和、均匀；在外形与结构上，提高了配灯口的高度，减小了配光罩的曲率半径，使光源端部在配灯口外面，配光罩的底部，这样的设计避免了光源端部的光线在配灯口里面死循环，同时曲率的减小也使得光线可以减少在配光罩里面的循环，提高光线的出射率。光线经过该配光罩的配光，可以在保证照度和亮度的前提下，增加照射面积、大范围减少眩光、提高光线柔和、均匀。从而提高能源利用率，照度和亮度的提高可以减少安装的灯具数量或者减小灯具的功率，既节约能源，减少成本也提高了空间利用率。

附图说明

图1 为本发明表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩一较佳实施例子的结构示意图；

图2为本发明另一较佳实施例子的结构示意图；

图3为本发明另一较佳实施例子的结构示意图；

图4为本发明另一较佳实施例子的结构示意图；

图5为本发明另一较佳实施例子的结构示意图；

图6为本发明另一较佳实施例子的结构示意图；

图7为本发明另一较佳实施例子的结构示意图；

图8为本发明又一较佳实施例子的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明，这些实施例只用于说明本发明，不限制本发明的范围。

实施例1

如图1和图2所示，本发明表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩包括配灯口1和配光罩2，配灯口1固定在配光罩2的底端，配光罩2内设有微透镜阵列结构3。面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩内可以掺杂光反散粒子5和紫外吸收剂4，光反散粒子和紫外吸收剂掺杂量占反射罩重量百分数分别为5%和0.5%。微透镜阵列结构为半球结构6，半球结构6呈矩形排列，球半径为0.1mm，球心间距为0.4mm。

反射罩材料为HIPS（高冲击强度聚苯乙烯），重量占比93.82%；反射粒子5材料为TiO₂（杜邦），重量占比5%；荧光增白剂OB-1（爱塑源塑料颜料），重量占比0.03%；紫外吸收剂4选用UVP-329型（巴斯夫）紫外吸收剂，重量占比0.5%；抗氧化剂1076（巴斯夫），重量占比0.15%；光稳定剂770（巴斯夫），重量占比0.5%。

实施例2

实施例2与实施例1主要区别在在于棱镜的排列间距不同，球半径为0.1mm，球心间距为0.2mm。

实施例3

如图3所示，实施例3与实施例1主要区别在于实施例3中微透镜阵列结构为棱镜结构7，棱镜结构7呈矩形排列，棱镜各边长为0.1mm，中心间距为0.4mm。

实施例4

实施例4与实施例3主要区别在于棱镜的排列间距不同，实施例4中棱镜结构7呈矩形排列，棱镜各边长为0.1mm，中心间距为0.8mm。

实施例5

如图4所示，实施例5与实施例1主要区别在于实施例3中微透镜阵列结构为矩形透镜结构8，矩形透镜结构8呈矩形排布，矩形透镜长、宽都为0.1mm，高0.025mm，中心间距为0.2mm。

实施例6

实施例6与实施例5主要区别在于矩形透镜的排列间距不同，实施例6中矩形透镜结构8呈矩形排列，矩形透镜结构8长、宽都为0.1mm，中心间距为0.4mm。

实施例7

如图5所示，实施例7与实施例1主要区别在于实施例7中微透镜阵列结构为金字塔结构9，金字塔结构9呈矩形排布，金字塔各边边长为0.1mm，高0.1mm，中心距0.4mm。

实施例8

实施例8与实施例7主要区别在于金字塔结构的排列间距不同，实施例8中金字塔结构9呈矩形排列，金字塔各边长为0.1mm，高为0.1mm，中心间距0.2mm。

实施例9

如图6所示，实施例9与实施例1主要区别在于实施例9中微透镜阵列结构为棱锥结构10，棱锥结构10呈矩形排布，圆锥底部圆半径0.1mm，圆锥高0.1mm，中间间距为0.4mm。

实施例10

实施例10与实施例9主要区别在于圆锥结构的排列间距不同，实施例10中圆锥结构10呈矩形排列，中心间距为0.2mm。

实施例11

如图7所示，实施例11与实施例1主要区别在于实施例11中微透镜阵列结构为半圆柱结构11，半圆柱结构11呈矩形排布，圆柱半径为0.1mm，高为0.1mm，中心间距为0.4mm。

实施例12

实施例12与实施例11主要区别在于半圆柱结构的排列间距不同，实施例12中半圆柱结构11呈矩形排列，中心间距为0.2mm。

实施例13

如图8所示，实施例13与实施例1主要区别在于实施例13中微透镜阵列结构为半椭圆球结构12，半椭圆球结构12呈矩形排布，椭圆长半轴为0.2mm，短半轴为0.1mm，中心间距为0.4mm。

实施例14

实施例14中半椭圆球结构12呈矩形排列，中心间距0.2mm。

比较实施例：

比较实施例为某品牌的4寸筒灯，与实施例1至实施例14的主要区别为反射罩为传统金属反射罩杯。

本发明采用塑料精密注射成型机为主要生产设备，注塑模具为根据反射罩结构外形以及性能，采用激光精密加工而成。表面含微透镜阵列的筒灯用反射罩的制备过程依次按照以下步骤进行：

步骤一，备料：按照反射罩所用的材料，将HIPS、反射粒子材料、紫外吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、荧光增白剂，分别按其重量百分组成称重、拌合、除湿，然后加入精密注塑成型机中。

步骤二，加热塑化：在注射机上设置好工艺参数，将物料加入精密注塑成型机中，在注射机螺杆的作用下将物料塑化为粘流态。

步骤三，注射成型：将经加热塑化成粘流态的物料注入模具中成型，定型冷却后取出反射罩。

本发明的实验测试采用基于9点法，采用ST-80C型数字照度计，借助移动平台调整照度计探头在X、Y方向的位置，对实施例1至实施例14实现逐点测量照度，计算出筒灯的出光均匀度。筒灯光源为佛山照明生产的5w暖白LED球泡灯，色温为3000K,光效为75LM/W.

利用中为光电有限公司的ZWL-9107GT卧式分布光度计对实施例1至实施例14样品进行光学测试，测出反射角度及配光曲线，结果在表1中显示。

表1

本发明将点光源或线光源反射反射为均匀的面光源，提高光能利用率，实现提高出光效率和出光均匀的目的，达到优质显示的效果；光线入射到配光罩内表面，经过表面的微结构、紫外吸收剂吸收紫外光、微结构的多次反射使光线均匀出射，这种有序的微透镜阵列结构不存在光学死角，在相同漫反射效果的条件下，总反射率比微发泡型漫反射材料提高3%以上，比普通磨砂型漫反射材料提高10%以上，达到百分之97%以上，防止眩光、照射不均匀、亮度不足发生；另外，紫外吸收剂可以将紫外线转化为可见光，提高反射率及漫反射率，同时保护人眼和皮肤，提高照明质量和效果。因此，本发明具有质轻，结构简单、反射率及漫反射率高、光学反射效果好、防眩光、节能等特点。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均是变化与修饰，均应包括于本发明的权利范围内。

Claims

1.一种表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩，其特征在于：所述表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩包括配灯口和配光罩，配灯口固定在配光罩的底端，配光罩内设有由多个微透镜构成的微透镜阵列结构；

2.根据权利要求1所述的表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩，其特征在于：所述配光罩的形状为曲面形状，曲面形状为圆锥曲面、流线型曲面、抛物线曲面、半球形曲面或者椭圆曲面的其中之一。

3.根据权利要求1所述的表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩，其特征在于：所述配灯口的形状为圆柱形。

4.根据权利要求1所述的表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩，其特征在于：所述的配灯口与配光罩同轴。

5.根据权利要求1所述的表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩，其特征在于：所述表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩是以高分子反射材料制成。

6.根据权利要求5所述的表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩，其特征在于：所述高分子反射材料选自聚对苯二甲酸乙二酯、ABS树酯、高强度聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或者聚碳酸酯之一或者其中两种以上材料构成的共混物。

7.根据权利要求1所述的表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩，其特征在于：所述表面具有微透镜阵列的筒灯用塑料光学反射罩内掺杂光反射粒子、紫外吸收剂、荧光增白剂、抗氧剂、光稳定剂，分别占反射罩重量百分数为5%、0.5%、0.03%、0.15%、0.5%。