CN104676489A - 一种景观照明灯反射器及景观照明灯具 - Google Patents

一种景观照明灯反射器及景观照明灯具 Download PDF

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周明杰
乃业利
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Oceans King Dongguan Lighting Technology Co Ltd
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Abstract

本发明适用于照明技术领域，提供了一种景观照明灯反射器，包括反光杯及设置于反光杯的出光口处的透镜，反光杯具有将设于其中的LED光源发出的光反射为平行光的反射面，反射面的形状为：由一抛物线绕其中心轴旋转180°所形成的抛物面的一半，透镜包括一平板状的本体和设于本体的出光面的微透镜阵列，微透镜阵列使平行光的传输方向发生偏折而形成矩形光斑。本发明将反光杯的外形设计为一抛物面的一半，类似四分之一椭球形，光线被反射面平行反射，并通过透镜表面的微透镜阵列发生偏折，形成矩形光斑；且由于光线不直接经出光口射出，避免了光能浪费，并且光能量集中在较小空间，使光斑亮度较高，适用于需要鲜明特性配光的照明场合。

Description

一种景观照明灯反射器及景观照明灯具
技术领域
本发明属于照明技术领域，特别涉及一种景观照明灯反射器及景观照明灯具。
背景技术
LED光源以其节能、安全、体积小、光效高、寿命长等优势被广泛地应用于科研实验、生产、生活的各个领域，如道路、隧道、景观、室内家居、商业广告、工业制造等照明领域。与白炽灯、金属卤素灯等发光是360度全方向的传统光源不同的是，LED光源由其芯片封装的结构决定了发光的多样性，如朗伯型、侧射型、蝙蝠型和聚光型等。因此在具体应用领域中，为符合该领域的行业或国家标准，需要进行二次光学设计，尤其是针对大功率LED光源，更加需要二次光学设计，以使得LED的光照范围、光强分布、照度等符合该行业照明的需求。景观灯是LED的应用之一，传统景观灯大部分采用一抛物面形反射器进行配光，由于发光角度的原因，LED的大部分光线是不经反射器而直接照射出去的，导致光能损失很大，并且，照明光斑大都是接近圆形或椭圆形，照明效果多是较朦胧的，不够鲜明，不能适应需要特殊光斑形状且具有鲜明特性配光需求的景观照明场合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种景观照明灯反射器，旨在形成色彩鲜明的矩形光斑，以用于景观照明，同时提高光能利用率，以达到节能环保的目的。
本发明是这样实现的，一种景观照明灯反射器，包括反光杯及设置于所述反光杯的出光口处的透镜，所述反光杯具有将设于其中的LED光源发出的光反射为平行光的反射面，所述反射面的形状为：由一抛物线绕其中心轴旋转180°所形成的抛物面的一半，所述透镜包括一平板状的本体和设于所述本体的出光面的微透镜阵列，所述微透镜阵列使所述平行光的传输方向发生偏折而形成矩形光斑。
本发明的另一目的在于提供一种景观照明灯具，包括所述的景观照明灯反射器及LED光源，所述LED光源设置于所述反光杯的抛物线形的开口所在的平面上。
本发明将反光杯的形状设计为由抛物线绕其中心轴旋转180°后形成的抛物面的一半，类似四分之一椭球形，适用于LED光源面向反射面安装的情况，光线直接射向反射面后被平行反射投向透镜，利用透镜表面的微透镜阵列的发散效应，使入射的平行光在相互垂直的两个方向上发生不同程度的偏折，形成不同的发散角，最终获得矩形光斑，适用于景观照明。由于LED光源朝向反射面发光，避免直接经反光杯的出光口射出，可以大幅提高光能利用率，有利于节能环保；并且由于发散角较小，光能量集中在较小空间，使得矩形光斑亮度较高，色彩较鲜明；另外，由于光线经过反光杯及透镜的两次光路转换，使其均匀性得到明显改善。该反射器适用于景观照明灯具，可为公园、建筑侧壁、小区花卉带等提供鲜明特性配光的照明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的景观照明灯反射器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的反光杯的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的反光杯的光路图；
图4是本发明实施例提供的透镜的结构示意图；
图5是图4中A区域的放大图；
图6是本发明实施例提供的景观照明灯反射器的纵向光路图；
图7是本发明实施例提供的景观照明灯反射器的横向光路图；
图8是本发明实施例提供的景观照明灯反射器的光斑效果图；
图9是图8所示光斑的光强分布图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
图1示出了本发明实施例提供的景观照明灯反射器的结构示意图，图2示出了该反射器的反光杯结构示意图，图4示出了该反射器的透镜结构示意图。
请参阅图1，本发明实施例提供的景观照明灯反射器包括反光杯1及设置于该反光杯1的出光口11处的透镜2，该反光杯1的形状可视为由一抛物线绕其中心轴旋转180°形成的抛物面的一半，类似四分之一椭球形，反光杯1的内表面为高反射的反射面12，该反光杯1具有两个相互垂直的开口，其中一个开口作为出光口11，透镜2设于该出光口11处，该透镜2是具有一定厚度的板状透镜，与反光杯1的出光口11所在的面平行。LED光源3安置于反光杯1另一开口13所在的面上，为了便于说明，将该面命名为“光源安装面”，可以理解，该“光源安装面”是一虚拟平面而非实体面，且另一开口的形状为抛物线形，其具有一焦点。LED光源3设置于光源安装面上并靠近反光杯1的底部，发光中心位于该焦点处，且出射光的中心轴垂直于光源安装面，使之朝向反射面12发光，发出的光经过反射面12反射后变为平行光投向透镜2。该透镜2包括一平板状的本体21和设置于该本体21的出光面的微透镜阵列22，微透镜阵列22和本体21一体成型。该微透镜阵列22由多个结构相同的矩形的微凸透镜221沿二维方向规则排列而成。LED光源3发出的光经反光杯1反射后变为平行光投向透镜2，通过透镜2上微透镜阵列22的折射作用改变其传输方向，最终形成矩形光斑。
以下进一步详细阐述：
参考图2所示的反光杯结构，反光杯外形类似为四分之一椭球形，反射面12的母线为抛物线，将光源3安装到反射面12的焦点（即抛物线的焦点）位置，可以使光源3发出的光被反射面12反射后变为平行光，如图3。
进一步参考图4、5所示的透镜结构及微透镜阵列的局部示意图，平板状本体21表面的微透镜阵列22是由矩形的微凸透镜221规则排布而成，其长边与出光口11的底边平行，短边与出光口11的底边垂直。优选的，每个微凸透镜221的出光面均为球面，即延微凸透镜221长边和短边方向的曲率相等，由于微凸透镜221为矩形结构，因此平行光入射微凸透镜221后，沿长边和短边方向的偏折程度不同，进而使出射光的光斑形状也呈矩形。图5所示的微凸透镜221的长边和短边长度之比为4:1，结合图6、7所示的光路图，平行光经过微凸透镜221后，延短边方向上下两束边缘光线向内偏折5°交叉输出，形成10°的出射角，延长边方向左右对称的两束边缘光线向内偏折10°交叉输出，形成20°的出射角。这样，平行光束经过透镜后，沿透镜2长边方向形成20°出射角，延透镜2短边方向形成10°出射角，进而使光线集中在一矩形空间内且出射角较小，光强度较大，最终形成鲜亮的矩形照明光斑。
可以理解，微凸透镜221的出光面还可以采用其他非球面形，可以根据具体的面型及预获得的光出射角设计微凸透镜221的边长，以获得预设长宽比的矩形光斑。
采用本实施例提供的反射器对3W的LED（光通量为100lm）进行二次配光，经模拟系统配光后，光斑效果如图8所示，光强分布如图9所示。横向半光强角为20°，纵向半光强角为10°，中心光强值为1850cd。由图8、9还可以看出，该光斑边缘清晰，光斑强度均匀，为一色彩鲜明的矩形光斑。
在本实施例中，LED光源3可以通过连接件与灯具的某部件相连，或在反射器上设置相应的光源安装件。
在本实施例中，透镜2可直接盖合于反光杯1的出光口处，也可以通过连接件与反光杯1或灯具的其他部件相连。
在本实施例中，反光杯1可采用ABS材料射出成型，在内表面真空镀高反射性铝膜。透镜2可以采用PMMA材质射出成型。
本发明实施例将反光杯外形设计为类似四分之一椭球形，LED光源设于反光杯的光源安装面上且发光中心位于该面的焦点上，LED光源朝向反射面出光，经过反射面的反射后变为平行光投向透镜，通过透镜的微透镜阵列发生偏折形成矩形光斑。LED光源直接朝向反射面发光，可避免光线直接经反光杯的出光口射出，可以大幅提高光能利用率，有利于节能环保；利用透镜表面的微透镜阵列的折射效应，使入射的平行光在相互垂直的两个方向上发生不同的偏折，形成不同的光出射角，最终获得矩形光斑，并且由于光出射角较小，光能量集中在较小空间，使得矩形光斑亮度较高，色彩极其鲜明；并且由于光线经过反光杯及透镜的两次光路转换，使其均匀性得到明显改善。该反射器适用于景观照明灯具，可为公园、建筑侧壁、小区花卉带等提供鲜明特性配光的照明。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种景观照明灯反射器，其特征在于，包括反光杯及设置于所述反光杯的出光口处的透镜，所述反光杯具有将设于其中的LED光源发出的光反射为平行光的反射面，所述反射面的形状为：由一抛物线绕其中心轴旋转180°所形成的抛物面的一半，所述透镜包括一平板状的本体和设于所述本体的出光面的微透镜阵列，所述微透镜阵列使所述平行光的传输方向发生偏折而形成矩形光斑。
2.如权利要求1所述的景观照明灯反射器，其特征在于，所述反光杯具有相互垂直的两个开口，其中一个所述开口作为所述出光口，另一个所述开口为抛物线形，其所在的面作为LED光源的安装面，所述LED光源的中心轴与所述安装面垂直，且发光中心位于所述抛物线的焦点处。
3.如权利要求1所述的景观照明灯反射器，其特征在于，所述微透镜阵列和本体一体成型。
4.如权利要求1、2或3所述的景观照明灯反射器，其特征在于，所述微透镜阵列由多个矩形的微凸透镜沿二维方向依次排列而成，所述微凸透镜的长边与所述出光口的底边平行，短边与所述底边垂直。
5.如权利要求4所述的景观照明灯反射器，其特征在于，所述微凸透镜的表面为球面。
6.如权利要求5所述的景观照明灯反射器，其特征在于，所述微凸透镜的长宽比为4:1。
7.如权利要求6所述的景观照明灯反射器，其特征在于，所述平行光经过所述透镜后，在所述微凸透镜的长边方向形成20°的发散角，在所述微凸透镜的短边方向形成10°的发散角。
8.如权利要求1所述的景观照明灯反射器，其特征在于，所述反射面采用高反射铝膜。
9.一种景观照明灯具，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的景观照明灯反射器及LED光源，所述LED光源设置于所述反光杯的抛物线形的开口所在的平面上。
10.如权利要求9所述的景观照明灯具，其特征在于，所述LED光源的中心轴与所述平面垂直，其发光中心位于所述抛物线的焦点处。
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