CN114370615A - 控光模组、控光模组的设计方法及灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控光模组、控光模组的设计方法及灯具，属于照明技术领域。控光模组用于对反射至天花板的光线进行控制，包括发光件、基座及反射器，反射器设置于基座，发光件与反射器在基座上的投影部分重叠，且发光件、基座及反射器配置为反射器在高度方向上介于发光件和基座之间。本发明通过将发光件发出的光线反射至天花板，以照亮天花板；通过在反射器的底部设置基座，从而可利用基座对多余的光线进行遮挡，避免光线向其他方向射出。

Description

控光模组、控光模组的设计方法及灯具

技术领域

本发明涉及一种控光模组、控光模组的设计方法及灯具，属于照明技术领域。

背景技术

落地灯通常分为上照式落地灯和直照式落地灯，一般布置在客厅和休息区内，用于满足房间的局部照明和点缀装饰环境。通常直照式落地灯的光线较为集中，局部照明效果明显，对周围的影响范围小，而上照式落地灯通过照射天花板，以增加房间内的照明效果。

然而，在利用现有的上照式落地灯直接照射天花板时，不仅容易形成强烈的反光，而且形成在天花板上的光斑形状大小不一，影响用户的使用体验。此外，若想要将天花板整体照亮，则需要对落地灯与天花板之间的距离进行控制，否则很容易造成眩光，影响使用体验。

有鉴于此，确有必要提出一种控光模组来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控光模组、控光模组的设计方法及灯具，以解决上照式落地灯在天花板上形成的光斑大小不一和容易造成眩光的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种控光模组，用于对反射至天花板的光线进行控制，所述控光模组包括：发光件；基座；及反射器，所述反射器设置于所述基座，所述发光件与所述反射器在所述基座上的投影部分重叠，且所述发光件、基座及反射器配置为所述反射器于高度方向上介于所述发光件及所述基座之间。

作为本发明的进一步改进，所述反射器上形成有顶端和反射面，所述顶端与所述基座的设置有所述反射器的表面之间的距离大于所述反射面上任意一点与所述基座的设置有所述反射器的表面之间的距离。

作为本发明的进一步改进，所述发光件靠近所述顶端设置且部分延伸遮盖于所述反射面上方，所述反射面自所述顶端朝向远离所述顶端的方向倾斜延伸并向内凹陷形成，以将所述发光件发出的光线反射至天花板。

作为本发明的进一步改进，所述反射器位于所述基座的中部区域，所述发光件连接于所述基座的边缘区域并自该边缘区域朝向中部区域延伸。

作为本发明的进一步改进，所述发光件呈L形设置，且自所述边缘区域先沿高度方向延伸，随后朝中部区域沿平行于所述基座的方向延伸至所述反射器上方。

作为本发明的进一步改进，所述发光件呈弧形设置，且自所述边缘区域朝向所述中部区域弯折延伸至所述反射器上方。

作为本发明的进一步改进，所述反射器设于所述基座的中心位置，所述基座对未落入所述反射面的光线进行遮挡。

作为本发明的进一步改进，所述发光件包括位于所述反射器上方的基板，所述基板所在平面与所述基座所在平面的夹角为0°～15°。

作为本发明的进一步改进，所述发光件包括灯珠，所述灯珠固定安装在所述基板的朝向所述反射器的一侧，所述灯珠与所述反射器的顶端之间的距离大于等于0.1mm且小于等于0.4mm。

作为本发明的进一步改进，所述发光件还包括散热部，所述散热部与所述灯珠相背设置在所述铝基板的两侧。

作为本发明的进一步改进，所述反射面为自由曲面。

作为本发明的进一步改进，所述反射面上设有细砂层。

为实现上述目的，本发明还提供了一种控光模组的设计方法，应用于前述的控光模组，所述反射器上形成有内凹的反射面，控光模组中的发光件发出的光线经所述反射面反射后在天花板上形成光斑，以照亮所述天花板，控光模组的设计方法主要包括：

步骤1、确定天花板上光斑的范围、控光模组放置的位置以及发光件相对于基座的位置；

步骤2、将光斑的范围划分成多个区块，并选定其中一个区块；

步骤3、根据发光件的出光角度确定入射光线和该入射光线在反射面上的反射点，再根据该反射点及区块的位置，确定经过反射面后的出射光线；

步骤4、根据反射点、入射光线以及出射光线计算反射点的曲率；

步骤5、选定不同的区块，并根据该区块的位置调整发光件的出光角度，循环进入步骤3，直至计算得到整个反射面的曲率；

步骤6、根据整个反射面的曲率对反射器进行切割，以得到一连续变化的自由曲面，即为反射面。

作为本发明的进一步改进，所述出光角度与区块的位置相互对应，定义步骤3中发光件的出光角度为θ，所述出光角度的改变量为δ，则步骤5中发光件的出光角度为θ+δ，其中，0°＜δ≤1°。

作为本发明的进一步改进，所述光斑为矩形光斑，所述控光模组对应放置于所述矩形光斑的一个角上，所述反射面朝向所述天花板设置，以将所述发光件发出的光线反射到天花板上。

作为本发明的进一步改进，所述矩形光斑与反射面之间的距离与所述矩形光斑的亮度呈反比。

为实现上述目的，本发明还提供了一种灯具，包括底座、灯壳、连接底座和灯壳的支撑件、与灯壳相连的灯罩以及固定在所述灯壳内的前述的控光模组。

作为本发明的进一步改进，所述灯罩面向所述反射器和所述基座设置。

本发明的有益效果是：本发明的控光模组利用反射器将发光件发出的光线反射至天花板，以将天花板整体照亮；同时，通过在反射器的底部设置基座，从而可利用该基座对多余的光进行遮挡，避免光线向其他方向射出造成眩光。

附图说明

图1是符合本发明优选实施例的灯具的立体示意图。

图2是图1所示灯具的爆炸图。

图3是图2所示的控光模组在使用时的结构示意图。

图4是图2中控光模组的立体示意图。

图5是本发明优选实施例的控光模组的剖面图。

图6是本发明另一实施例的控光模组的剖面图。

图7是图5所示的控光模组在第一状态下的剖面图。

图8是图5所示的控光模组在第二状态下的剖面图。

图9是本发明控光模组的设计流程图。

图10是图3中控光模组使用时的光线示意图。

附图标记说明：

100-控光模组，200-天花板，300-灯具；

10-基座，11-反射器，111-反射面，12-发光件，121-灯珠，122-基板，123-散热部，21-光斑/矩形光斑，31-灯罩，32-灯壳，33-支撑件，34底座，35-电源线。

x-发光件与反射器的顶端之间的距离，β-发光件与基座的夹角，θ-出光角度，δ-出光角度的改变量。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

请参阅图1至图3所示，本发明揭示了一种控光模组100及应用该控光模组100的灯具300，用于对反射至天花板200的光线进行控制，以形成与天花板200形状和范围类似的光斑21，并能够照亮天花板200。

灯具300放置在光斑21的一个角上，通过控光模组100照亮整个天花板200，减少了灯具300的占用空间。灯具300从上到下依次设有灯罩31、控光模组100、灯壳32、支撑件33、底座34和电源线35，其中，灯壳32内部形成有一个供收容控光模组100的收容腔，灯罩31与灯壳32连接并罩设该收容腔，灯罩31与控光模组100的出光方向相对设置，以实现控光模组100发出的光线穿过灯罩31以在天花板200上形成光斑21。

支撑件33为中空设置的棒状结构，一端连接灯壳32、另一端连接底座34，使得控光模组100远离地面，避免灯具300在使用时产生眩光。电源线35与底座34连接并依次穿过底座34、支撑件33和灯壳32直至与控光模组100连接，以向控光模组100供电。较佳地，支撑件33上还设有开关(未图示)，通过该开关可以控制灯具300的启动或停止。

请参阅图4至图8所示，控光模组100包括发光件12、基座10及反射器11，发光件12至少部分位于反射器11的上方并与反射器11在基座10上的投影部分重叠，且反射器11于高度方向上介于发光件12及基座10之间。所述灯罩31面向反射器11和基座10设置。

反射器11垂直于基座10并与基座10固定连接，当然，反射器11既可以直接自基座10的一侧向外突伸形成，也可以通过粘贴、卡接等方式固定在基座10上。

本实施例中，反射器11设置于基座10的中部区域，优选的，反射器11设于基座10的中心位置，发光件12设于基座10的边缘区域并自边缘区域朝向中部区域延伸，当然，在其他实施例中，反射器11和发光件12也可以设置在基座10的任意位置。

反射器11上形成有倾斜状的反射面111，以使得反射器11的截面大致呈直角三角形状，反射器11的反射面111与基座10呈一定夹角设置。定义反射器11的斜边的最高点为反射器11的顶端，并使得顶端与基座10的设置有反射器11的表面之间的距离大于反射面111上任意一点到基座10的设置有反射器11的表面的距离，即，顶端为距离基座10最远的点。反射面111是自反射器11的顶端朝向远离顶端的方向倾斜延伸并向内凹陷形成，以将发光件12发出的光线反射至天花板200。

请参阅图5所示，作为本发明的优选实施例，发光件12呈“L”形设置，即发光件12先自基座10的边缘区域沿高度方向延伸，随后朝向基座10的中部区域沿平行于基座10的方向延伸至反射器11上方。

请参阅图6所示，在本发明的另一实施例中，发光件12也可以呈弧形设置，即发光件12自基座10的边缘区域朝向基座10的中部区域弯折延伸至反射器11上方。当然，发光件12也可以呈其他形状设置，此处不做限制。

为了描述清楚，以下将以“L”形的发光件12为例，对发光件12的具体结构进行描述。本发明中，发光件12的与基座10相连的结构垂直于基座10、延伸至反射器11上方的结构与基座10平行，当然，该延伸至反射器11上方的结构也可以不与基座10平行，可以根据实际情况进行角度的调整。优选的，发光件12的延伸至反射器11上方的结构与基座10之间的夹角可以设置为0°～15°。

反射器11与发光件12相对设置，具体的，发光件12靠近顶端设置且部分延伸遮盖于反射面111上方，以实现将照射在反射器11上的光线进行反射，未照射在反射器11上的光线则通过基座10进行遮挡。也就是说，发光件12发出的一部分光线直接照射在反射器11上，另一部分光线则照射在基座10上，由基座10进行遮挡并反射，避免朝其它方向射出，形成眩光。

基座10上用于遮挡光线的面可以为镜面，以对光线进行反射；也可以为亚光面，以对光线进行分散式反射；还可以为光吸收面，以对照射在基座10上的光线进行吸收，避免光线反射。

在本发明的优选实施例中，基座10为圆盘状，以在对光线进行遮挡的同时节省材料，当然，在其他实施例中，基座10也可以为其它形状，例如，方形、多边形等，只要能够实现对光线进行遮挡的目的即可，此处不作任何限制。

发光件12包括灯珠121、基板122以及散热部123，具体的，基板122设于发光件12的远离基座10的一端且位于反射器11的上方，灯珠121安装在基板122的朝向反射器11的一侧并与基板122固定连接，灯珠121优选为LED灯珠，当然，灯珠121也可以根据实际情况选择为其他。基板122优选为铝基板，当然，基板122也可以根据实际情况选择为其他。

灯珠121和散热部123分别与铝基板122连接并设于铝基板122的两侧，以将灯珠121工作时产生的热量散发出去。散热部123远离铝基板122的一侧设置为栅形结构，以增加散热部123与空气的接触面积。在灯珠121工作时，灯珠121发热产生的热量能够传导至铝基板122上，并自铝基板122传输至散热部123，通过散热部123的栅形结构传输至空气中，实现对灯珠121产生的热量进行散热，保证灯珠121的正常工作。

请参阅图7和图8所示，灯珠121与反射面111的顶端相对设置，通过反射面111反射光线以将灯珠121发出的光线照射至天花板200，灯珠121与顶端之间的距离x为大于等于0.1mm且小于等于0.4mm，如此设置，使得基板122不会遮挡反射后的光线，同时还可以增大反射面111的反射范围，以扩大反射后形成的光斑21。基板122所在平面与基座10所在平面之间的夹角β为：0°～15°，以实现通过改变光线的发射角度，使得控光模组100可以应用在更多的场景内，提高了控光模组100的实用性。

本实施例中，反射面111为自由曲面，光线经过该自由曲面时能够顺序反射，避免光线与光线之间的交叉；此外，还可以在反射面111上形成细砂层，即反射面111为哑光面，使得光线经过反射面111后变得更加均匀和柔和，当然，在其他实施例中，反射面111上也可以不设置细砂层或设置为其它结构。

请参阅图4至图10所示，本发明还提供了一种控光模组100的设计方法，以实现反射器11将发光件12发出的光线反射至天花板200上，并通过控制反射面111的曲率以控制光斑21的形状和大小，实现天花板200的整体照亮，其中，控光模组100的设计方法主要包括以下步骤：

步骤1、确定天花板200上光斑21的范围、控光模组100放置的位置以及发光件12相对于基座10的位置；

步骤2、将光斑21的范围划分成多个区块，并选定其中一个区块；

步骤3、根据发光件12的出光角度确定入射光线和该入射光线在反射面111上的反射点，再根据该反射点及区块的位置，确定经过反射面111后的出射光线；

步骤4、根据反射点、入射光线以及出射光线计算反射点的曲率；

步骤5、选定不同的区块，并根据该区块的位置调整发光件12的出光角度，循环进入步骤3，直至计算得到整个反射面111的曲率；

步骤6、根据整个反射面111的曲率对反射器11进行切割，以得到一连续变化的自由曲面，即为反射面111。

步骤1中，对于光斑21的范围确定主要体现在：测量想要在天花板200上形成的光斑21的形状和尺寸，以确定光线经过反射面111反射后的形状和大小。控光模组100放置在欲形成的光斑21的一角，并使得控光模组100距离地面有一定的距离，如此设置，一方面，使得控光模组100反射后的光线不会照射到使用者；另一方面，缩短反射面111和天花板200之间的距离，使光线经过反射面111的反射后快速到达天花板200，减少光线在空气中的传输距离，以提高光线照射在天花板200上的亮度。

根据想要形成的光斑21的形状和大小以及控光模组100与天花板200之间的距离来确定基板122所在平面与基座10所在平面的夹角，使得控光模组100能够在与天花板200之间的距离较短时，形成较大范围的光斑21。本实施例中，光斑21为矩形光斑，控光模组100对应放置于矩形光斑21的一个角上，反射面111朝向天花板200设置，以将发光件12发出的光线反射到天花板200上，当然，在其它实施例中，光斑21还可以为方形、圆形、椭圆形以及其它形状。

步骤2中多个区块之间相邻并共同组成照射在天花板200上的光斑21。

步骤3具体为：先确定发光件12的出光角度，根据该出光角度确定入射光线，定义该入射光线与反射面111的交点为反射点，再连接反射点与区块上的某一点以形成出射光线。

步骤4具体为：根据入射光线与出射光线之间的夹角确定该反射点处的法线，根据法线的定义“始终垂直于某平面的虚线”可以确定经过该反射点的平面，以计算出该反射点所在的平面的斜率，即在反射面111内该反射点的曲率。

根据步骤3得知，在反射过程中，出光的角度和区块的位置相互对应，即，出光角度越小，则区块越靠近发光件12，出光角度越大，则区块越远离发光件12。定义发光件12的出光角度为θ，该出光角度θ是指入射光线与光轴的夹角，光轴为垂直于灯珠121的轴线；出光角度的改变量为δ，即每次改变出光角度时的改变量，该出光角度可以相对于光轴向前、向后、向左或向右改变，其改变量均为δ。若步骤3中的出光角度为θ，则步骤5中发光件12的出光角度为θ+δ，其中，0°＜δ≤1°。

本申请中，出光角度的改变量δ优选为0.5°或1°，当出光角度的改变量δ为0.5°时，天花板200上的区块数量最多为180个；当出光角度的改变量δ为1°时，天花板200上的区块数量最多为90个，也就是说，反射面111的反射角度最大为90°，当然，在其他实施例中，出光角度的改变量、天花板200上的区块数量以及反射面111的反射角度均可以根据实际情况进行设置，只要能够实现发光件12发出的光线经过反射面111反射后照亮整个天花板200即可。

步骤6具体为：重复步骤3、4和5，可以计算得出整个反射面111的曲率，由该曲率形成的反射面111，可以将发光件12发出的光线反射至天花板200上，以形成步骤1中想要的光斑21。

本申请中，光斑21与反射面111之间的距离与光斑21的亮度呈反比，即当区块距离反射面111较近时，光线传输的距离较近，可以减少光线在传播中的损耗，使到达天花板200时，光线的强度仍然较强；而当区块距离反射面111较远时，光线传输的距离较远，光线在传输的过程中增加了损耗，导致到达天花板200时的光线强度减弱。

总的来说，首先，确定光斑21的形状和大小、控光模组100的放置位置、发光件12相对于基座10的位置；其次，将光斑21划分为多个区块并选定一个区块，根据发光件12的出光角度确定入射光线和该入射光线在反射面111上的反射点，再根据该反射点及该区块的位置，确定经过反射面111后的出射光线；然后，根据反射点、入射光线以及出射光线计算反射点的曲率；随后，重新选择区块并改变出光角度，得到另一个反射点的曲率，依次类推，即可得到整个反射面111的曲率；最后，根据计算得到的曲率对反射器11进行切割，即可得到可以反射出想要的光斑21的控光模组100。

综上所述，本发明的控光模组100通过将发光件12发出的光线经过反射器11反射至天花板200，可以将天花板200整体照亮，通过设计基板122所在平面相对于基座10所在平面之间的夹角以及反射面111的曲率，可以改变光斑21的范围；同时，通过在反射器11的底部设置基座10，从而可以利用基座10对未照射在反射面111上的光进行遮挡，避免光线向其他方向射出形成眩光；通过在反射面111上设置细砂层，使反射后的光线更加均匀柔和。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (18)

1.一种控光模组，用于对反射至天花板(200)的光线进行控制，其特征在于，所述控光模组(100)包括：发光件(12)；基座(10)；及反射器(11)，所述反射器(11)设置于所述基座(10)，所述发光件(12)与所述反射器(11)在所述基座(10)上的投影部分重叠，且所述发光件(12)、基座(10)及反射器(11)配置为所述反射器(11)于高度方向上介于所述发光件(12)及所述基座(10)之间。

2.根据权利要求1所述的控光模组，其特征在于：所述反射器(11)上形成有顶端和反射面(111)，所述顶端与所述基座(10)的设置有所述反射器(11)的表面之间的距离大于所述反射面(111)上任意一点与所述基座(10)的设置有所述反射器(11)的表面之间的距离。

3.根据权利要求2所述的控光模组，其特征在于：所述发光件(12)靠近所述顶端设置且部分延伸遮盖于所述反射面(111)上方，所述反射面(111)自所述顶端朝向远离所述顶端的方向倾斜延伸并向内凹陷形成，以将所述发光件(12)发出的光线反射至天花板(200)。

4.根据权利要求1所述的控光模组，其特征在于：所述反射器(11)位于所述基座(10)的中部区域，所述发光件(12)连接于所述基座(10)的边缘区域并自该边缘区域朝向中部区域延伸。

5.根据权利要求4所述的控光模组，其特征在于：所述发光件(12)呈L形设置，且自所述边缘区域先沿高度方向延伸，随后朝中部区域沿平行于所述基座(10)的方向延伸至所述反射器(11)上方。

6.根据权利要求4所述的控光模组，其特征在于：所述发光件(12)呈弧形设置，且自所述边缘区域朝向所述中部区域弯折延伸至所述反射器(11)上方。

7.根据权利要求2所述的控光模组，其特征在于：所述反射器(11)设于所述基座(10)的中心位置，所述基座(10)对未落入所述反射面(111)的光线进行遮挡。

8.根据权利要求2所述的控光模组，其特征在于：所述发光件(12)包括位于所述反射器(11)上方的基板(122)，所述基板(122)所在平面与所述基座(10)所在平面的夹角为0°～15°。

9.根据权利要求8所述的控光模组，其特征在于：所述发光件(12)还包括灯珠(121)，所述灯珠(121)固定安装在所述基板(122)的朝向所述反射器(11)的一侧，所述灯珠(121)与所述反射器(11)的顶端之间的距离大于等于0.1mm且小于等于0.4mm。

10.根据权利要求9所述的控光模组，其特征在于：所述发光件(12)还包括散热部(123)，所述散热部(123)与所述灯珠(121)相背设置在所述基板(122)的两侧。

11.根据权利要求2所述的控光模组，其特征在于：所述反射面(111)为自由曲面。

12.根据权利要求2所述的控光模组，其特征在于：所述反射面(111)上设有细砂层。

13.一种控光模组的设计方法，其特征在于：应用于权利要求1-12中任一项所述的控光模组(100)，所述反射器(11)上形成有内凹的反射面(111)，控光模组(100)中的发光件(12)发出的光线经所述反射面(111)反射后在天花板(200)上形成光斑(21)，以照亮所述天花板(200)，控光模组(100)的设计方法主要包括：

步骤1、确定天花板(200)上光斑(21)的范围、控光模组(100)放置的位置以及发光件(12)相对于基座(10)的位置；

步骤2、将光斑(21)的范围划分成多个区块，并选定其中一个区块；

步骤3、根据发光件(12)的出光角度确定入射光线和该入射光线在反射面(111)上的反射点，再根据该反射点及区块的位置，确定经过反射面(111)后的出射光线；

步骤4、根据反射点、入射光线以及出射光线计算反射点的曲率；

步骤5、选定不同的区块，并根据该区块的位置调整发光件(12)的出光角度，循环进入步骤3，直至计算得到整个反射面(111)的曲率；

步骤6、根据整个反射面(111)的曲率对反射器(11)进行切割，以得到一连续变化的自由曲面，即为反射面(111)。

14.根据权利要求13所述的控光模组的设计方法，其特征在于：所述出光角度与区块的位置相互对应，定义步骤3中发光件(12)的出光角度为θ，所述出光角度的改变量为δ，则步骤5中发光件(12)的出光角度为θ+δ，其中，0°＜δ≤1°。

15.根据权利要求13所述的控光模组的设计方法，其特征在于：所述光斑(21)为矩形光斑，所述控光模组(100)对应放置于所述矩形光斑(21)的一个角上，所述反射面(111)朝向所述天花板(200)设置，以将所述发光件(12)发出的光线反射到天花板(200)上。

16.根据权利要求15所述的控光模组的设计方法，其特征在于：所述矩形光斑(21)与反射面(111)之间的距离与所述矩形光斑(21)的亮度呈反比。

17.一种灯具，其特征在于：包括底座(34)、灯壳(32)、连接底座(34)和灯壳(32)的支撑件(33)、与灯壳(32)相连的灯罩(31)以及固定在所述灯壳(32)内的如权利要求1-12中任一项所述的控光模组(100)。

18.根据权利要求17所述的灯具，其特征在于：所述灯罩(31)面向所述反射器(11)和所述基座(10)设置。

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