CN115076657A - 一种反光杯及灯具 - Google Patents

Abstract

本申请实施例属于照明技术领域，涉及一种反光杯，反光杯包括杯本部，杯本部内部设置有通光腔，杯本部的出光端设置有调节光斑形状的高低差部，通光腔的横截面由至少三条线段或第一曲线段围合而成，第一曲线段的凸出方向远离杯本部的中心线，高低差部的个数等于线段或第一曲线段的条数，高低差部设置在出光端上与每一条线段或第一曲线段对应的位置。本申请还涉及一种灯具，灯具包括上述所述的反光杯。本申请提供的技术方案能够调节光斑的形状，能够得到任意需要形状的光斑，例如，能够用单一的圆形反光杯实现如方形的多边形光斑，也能够用如方形的单一的多边形反光杯实现圆形光斑。

Description

一种反光杯及灯具

技术领域

本申请涉及照明技术领域，更具体地，涉及一种反光杯及灯具。

背景技术

照明的目的主要有两方面：第一方面是驱散黑暗，便于人们出行、寻找东西和凸显物品；第二方面是是营造美好的氛围。不同的照明场景需要不同形状的光斑，例如，隧道照明需要矩形光斑，相邻的矩形光斑可以良好结合且与路面形状相匹配，如果隧道照明用圆形光斑，圆形光斑与路面形状不匹配，并且相邻两个圆形光斑难于良好结合，两个圆形光斑如果相切，会存在暗区，对车辆和行人造成通行安全隐患，两个圆形光斑如果相交，相交部分会亮度过大而刺眼，也不利于车辆和行人安全通行；商场和家居生活中，为了凸显方形物品，需要方形光斑，而为了凸显圆形物品，需要圆形光斑。光斑即照明灯具发出的光线所形成的照明区域的形状。

目前，实现方形光斑通常采用三种方式：第一种方式，用方形反光杯实现，方形反光杯内部设置有通光腔，通光腔横截面为方形；第二种方式，用圆形反光杯，圆形反光杯内部设置有通光腔，在反光杯的出光端配置变光镜片，该方式只能对光斑做些微变形，无法实现较锐利的方形光斑；第三种方式，用圆形全内反射透镜，在透镜的出光端配置变光镜片，由变光镜片把光斑塑形成为方形。

以上三种方式表明，目前，难于用单一的圆形反光杯实现方形光斑，并且，第一种方式的方形反光杯，由于结构轻巧的要求，不会对方形反光杯的外壁进行材料增补而使外壁横截面成圆形，因此，方形反光杯的外壁横截面通常也为方形，方形反光杯并不受所有用户的喜爱，部分用户喜爱外壁横截面为圆形的反光杯，也喜爱通光腔横截面为圆形或类圆形的反光杯；第二种方式和第三种方式都需加上变光镜片，而变光镜片成本较高。

另外，目前，还难于用单一的方形反光杯实现圆形光斑，实现圆形光斑通常采用圆形反光杯，圆形反光杯内部设置有通光腔，通光腔横截面为圆形，由于结构轻巧的要求，不会对圆形反光杯的外壁进行材料增补而使外壁横截面成方形，因此，圆形反光杯的外壁横截面通常也为圆形，但是圆形反光杯并不受所有用户的喜爱，部分用户喜爱外壁横截面为方形的反光杯，也喜爱通光腔横截面为方形或类方形的反光杯。

总之，目前的反光杯，难于满足用户对用单一的圆形反光杯实现方形光斑和用单一的方形反光杯实现圆形光斑的需求。

发明内容

本申请实施例用于解决现有技术中难于用单一的圆形反光杯实现方形光斑和难于用单一的方形反光杯实现圆形光斑的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种反光杯，采用了如下所述的技术方案：

一种反光杯，所述反光杯包括杯本部，所述杯本部内部设置有通光腔，所述杯本部的出光端设置有调节光斑形状的高低差部。

进一步地，所述通光腔的横截面由至少三条线段或第一曲线段围合而成，所述第一曲线段的凸出方向远离所述杯本部的中心线，所述高低差部的个数等于所述线段或第一曲线段的条数，所述高低差部设置在所述出光端上与每一条所述线段或第一曲线段对应的位置。

进一步地，所述高低差部的调光边缘朝向远离杯本部的入光端的方向呈凸出状。

进一步地，所述高低差部的调光边缘朝向杯本部的入光端的方向呈凹陷状。

进一步地，所述杯本部的横截面呈方形或圆形。

进一步地，所述通光腔壁面设置为第一反光面，或/和，所述高低差部上朝向所述杯本部的中心线的侧面设置为第二反光面。

进一步地，所述第一反光面上设置有鳞甲结构。

进一步地，所述鳞甲结构为泰森多边形或钻石形。

进一步地，所述杯本部的出光端设置有护罩，所述护罩环绕所述出光端，所述护罩上设置有安装口，所述高低差部位于所述安装口内。

为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种灯具，采用了如下所述的技术方案：

一种灯具，所述灯具包括上述所述的反光杯。

进一步地，当所述杯本部的横截面呈圆形时，所述护罩呈圆形；当所述杯本部的横截面呈方形时，所述护罩呈方形。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：通过使反光杯包括杯本部和高低差部，在杯本部内部设置通光腔，在杯本部的出光端设置高低差部，利用高低差部遮蔽光源发出的一部分光线，可以调节光斑的形状，能够得到任意需要形状的光斑，例如，能够用单一的圆形反光杯实现如方形的多边形光斑，也能够用如方形的单一的多边形反光杯实现圆形光斑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的一个实施例的一种圆形反光杯的立体结构示意图；

图2为图1中的圆形反光杯的另一方向的示意图；

图3为图1中的圆形反光杯去除护罩后的示意图；

图4为图1中的圆形反光杯去除护罩后的另一方向的示意图；

图5为图1中的圆形反光杯去除护罩后的不同于图3和图4的方向的示意图；

图6为图1中的护罩的示意图；

图7为本申请的另一个实施例的一种具有泰森多边形鳞甲结构的圆形反光杯的立体结构示意图；

图8为本申请的又一个实施例的一种省略鳞甲结构的圆形反光杯的立体结构示意图；

图9为图8中的省略鳞甲结构的圆形反光杯的另一方向的示意图；

图10为图9中的A-A处的剖视图；

图11为图9中的B-B处的剖视图；

图12为图8中的省略鳞甲结构的圆形反光杯去除护罩后的示意图；

图13为图12中的C-C处的剖视图；

图14为图12中的C-C处的光路图；

图15为图12中的D-D处的剖视图；

图16为图12中的D-D处的光路图；

图17为图8中的省略鳞甲结构的圆形反光杯(隐去护罩)形成方形光斑的示意图；

图18为图8中的省略鳞甲结构的圆形反光杯的反射光线走向的示意图；

图19为本申请的另一实施例的一种方形反光杯的立体结构示意图；

图20为图19中的方形反光杯的另一方向的示意图；

图21为图19中的方形反光杯去除护罩后的示意图；

图22为图19中的方形反光杯去除护罩后的另一方向的示意图；

图23为图19中的护罩的示意图；

图24为图19中的护罩的另一方向的示意图；

图25为图19中的方形反光杯不同于图19和图20的方向的示意图；

图26为图25中的E-E处的剖视图；

图27为图25中的F-F处的剖视图；

图28为图19中的方形反光杯(隐去护罩)形成圆形光斑的示意图。

附图标记：1—杯本部，11—通光腔，12—入光端，2—高低差部，3—方形光斑，4—圆形光斑，5—护罩，51—安装口，α—第一夹角，β—第二夹角。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

实施例一

图1为本申请的一个实施例的一种圆形反光杯的立体结构示意图，本申请实施例提供一种反光杯，反光杯包括杯本部1，杯本部1内部设置有通光腔11，杯本部1的出光端设置有调节光斑形状的高低差部2。

参阅图2，图2为图1中的圆形反光杯的另一方向的示意图，光源发出的光线从杯本部1的入光端12进入通光腔11，一部分光线未经高低差部2和杯本部1反射而直接离开反光杯照射出去，其余部分光线会经高低差部2或杯本部1反射后离开反光杯照射出去。为了保护高低差部2，一些实施例中，反光杯上设置有护罩，为了更好地认识反光杯，还可以参阅图3，图3为图1中的圆形反光杯去除护罩后的示意图。为了更好地认识通光腔11和入光端12，还可以参阅图4，图4为图1中的圆形反光杯去除护罩后的另一方向的示意图。为了更好地认识反光杯，还可以参阅图5，图5为图1中的圆形反光杯去除护罩后的不同于图3和图4的方向的示意图。

高低差部2的名称由来：将反光杯竖直放置，即，反光杯的中心线位于竖直方向，使杯本部1的入光端12朝向地面，此状态下观看反光杯，则高低差部2凸起于杯本部1的出光端，在杯本部1的出光端形成高低落差的形式，故取名高低差部2。

通光腔11的横截面形状可以根据需要的光斑形状和需要的反光杯形状进行调整，可以为如方形的多边形、圆形、类圆形或其它形状。通光腔11的横截面可以由线段围合而成，也可以由曲线段围合而成；或者，通光腔11的横截面还可以由线段和曲线段共同围合而成，线段和曲线段的条数任意，相邻两条曲线段之间可以依次连接任意条数(包括零)的线段，相邻两条线段之间也可以依次连接任意条数(包括零)的曲线段，不同线段的长度可以相等或不相等，不同曲线段的长度可以相等或不相等，不同曲线段的形状可以相同或不相同。

本申请将围合而成杯本部1的通光腔11的横截面的曲线段称为第一曲线段。如果需要用圆形反光杯实现方形光斑3，则通光腔11的横截面由四条第一曲线段围合而成；如果需要用方形反光杯实现圆形光斑，则通光腔11的横截面由四条线段围合而成，即通光腔11的横截面为方形；如果需要用圆形反光杯实现多边形光斑，则围合而成通光腔11横截面的第一曲线段的条数等于多边形光斑的边数；如果需要用多边形反光杯实现圆形光斑，则围合而成通光腔11横截面的线段的条数等于多边形反光杯的边数。

本申请所说的圆形反光杯，是指反光杯内部设置的通光腔11的横截面为圆形或由第一曲线段围合而成的形状，第一曲线段的凸出方向远离杯本部1的中心线，在此条件下，反光杯外壁的横截面可以为多边形也可以为圆形，但是，由于结构轻巧的要求，反光杯外壁的横截面通常也为圆形，因为，如果要使反光杯外壁的横截面为多边形，通常需要在反光杯外壁增补材料，然而，这样会增加反光杯重量。

本申请所说的多边形反光杯，是指反光杯内部设置的通光腔11的横截面为多边形或近似多边形(近似多边形指因多边形的边略带弧度而形成的形状)，在此条件下，反光杯外壁的横截面可以为多边形(近似多边形)也可以为圆形，但是，由于结构轻巧的要求，反光杯外壁的横截面通常也为多边形或近似多边形，因为，如果要使反光杯外壁的横截面为圆形，通常需要在反光杯外壁增补材料，然而，这样会增加反光杯的重量。

高低差部2用于调整控制光斑最终的形状，高低差部2的形状与所需光斑形状相适配。从杯本部1的出光端出射的光线，一部分会受到高低差部2的遮挡限制，从而获得所需形状的光斑。

例如，如果用圆形反光杯实现方形光斑3(参阅图17)，由于圆形反光杯的通光腔11的横截面不是方形，而是圆形或类圆形(即近似圆形)，如果不用高低差部2对从杯本部1的出光端出射的光线进行约束(即遮挡限制)，光斑将是圆形或类圆形，而非方形；若对该圆形或类圆形光斑进行修改，则可以修改成方形光斑3，修改所成的方形光斑3的边即是原圆形(类圆形)光斑的弦，弦在圆形(类圆形)光斑上对应于一条劣弧，将该弦与该劣弧之间的光线遮挡住，即修改成方形光斑3，高低差部2的作用就在于实现这样的修改；本申请将该弦与该劣弧之间的区域称为弦弧区，即，高低差部2将光源发射到弦弧区的光线遮挡住，没有被遮挡住的光线就形成方形光斑3。

再例如，如果用方形反光杯实现圆形光斑，由于方形反光杯的通光腔11的横截面为方形(近似方形)，如果不用高低差部2对从杯本部1的出光端出射的光线进行约束，光斑将是方形(近似方形)的，高低差部2的作用在于，将对应于方形(近似方形)光斑的尖角区域的光线遮挡住，没有被遮挡住的光线就形成圆形光斑。

通过上述分析可以推知，高低差部2可以将任意形状的光斑修改成另一任意形状的光斑，这种修改作用可以通过调整高低差部2的形状、数量、在杯本部1的出光端的位置和通光腔11的横截面形状实现。例如，可以把圆形光斑修改成方形之外的其他多边形光斑，或者，把方形光斑3修改成其他多边形光斑，或者，把方形之外的其他多边形光斑修改成圆形光斑。

本申请的一些实施例中，为了用圆形反光杯实现多边形光斑，通光腔11的横截面由至少三条第一曲线段围合而成，第一曲线段的凸出方向远离杯本部1的中心线，高低差部2的个数等于第一曲线段的条数，高低差部2设置在杯本部1的出光端上与每一条第一曲线段对应的位置。

例如，如果要用圆形反光杯实现三角形光斑，通光腔11的横截面则由三条第一曲线段围合而成，在杯本部1的出光端设置三个高低差部2，在光线到达高低差部2之前，光线所能形成的光斑为类圆形(本申请将圆形反光杯中光线到达高低差部2之前所能形成的类圆形光斑称为被遮圆形)，光线经过高低差部2后，高低差部2将光源发射到被遮圆形的三个弦弧区(三个弦弧区首尾依次连接)的光线遮挡住而形成三角形光斑；如果要用圆形反光杯实现方形光斑3，通光腔11的横截面则由四条第一曲线段围合而成，在杯本部1的出光端设置四个高低差部2，在光线到达高低差部2之前，光线所能形成的光斑为类圆形，光线经过高低差部2后，高低差部2将光源发射到被遮圆形的四个弦弧区(四个弦弧区首尾依次连接)的光线遮挡住而形成方形光斑3；如果要用圆形反光杯实现五边形光斑，通光腔11的横截面则由五条第一曲线段围合而成，在杯本部1的出光端设置五个高低差部2，在光线到达高低差部2之前，光线所能形成的光斑为类圆形，光线经过高低差部2后，高低差部2将光源发射到被遮圆形的五个弦弧区(五个弦弧区首尾依次连接)的光线遮挡住而形成五边形光斑；如果要用圆形反光杯实现六边形光斑，通光腔11的横截面则由六条第一曲线段围合而成，在反光杯的杯本部1的出光端设置六个高低差部2，在光线到达高低差部2之前，光线所能形成的光斑为类圆形，光线经过高低差部2后，高低差部2将光源发射到被遮圆形的六个弦弧区(六个弦弧区首尾依次连接)的光线遮挡住而形成六边形光斑。

即，多边形光斑的边数等于通光腔11的横截面的第一曲线段条数，也等于高低差部2的个数，通过利用高低差部2，可以用圆形反光杯实现任意多边形光斑。而方形光斑3是通常所需的光斑，所以，通光腔11的横截面的第一曲线段的条数为四条是本申请反光杯的一种主要结构。如果需要正方形光斑，则使通光腔11的横截面的四条第一曲线段的形状和长度均相同，使每条第一曲线段在通光腔11的横截面上对应九十度的圆心角，且设置四个相同的高低差部2。

本申请的一些实施例中，为了得到任意形状的光斑，高低差部2的个数与围合而成通光腔11的横截面的第一曲线段或线段的条数可以不相同，但至少应有一个高低差部2。

通光腔11的横截面的第一曲线段的条数，相当于通光腔11的壁面沿经度方向被分区(片)的个数，第一曲线段的条数等于分区的个数。例如，通光腔11的横截面的第一曲线段的条数为四，即将通光腔11的壁面沿经度方向分为四个区。如果需要用圆形反光杯实现正方形光斑，则将通光腔11的壁面沿经度方向分为四个相同的区，亦即将杯本部1分为四片。

高低差部2的边缘决定了高低差部2遮挡限制光线的极限，高低差部2的边缘中对遮挡限制光线起作用的边缘称为调光边缘，本申请的一种实施例中，调光边缘朝向远离杯本部1的入光端12的方向呈凸出状，调光边缘形成一段曲线，该段曲线称为第二曲线段，第二曲线段的端点位于杯本部1的出光端上，围合形成圆形反光杯的通光腔11的横截面的第一曲线段在杯本部1的出光端上时，第一曲线段的端点与第二曲线段的端点对应或重合，第二曲线段凸出的方向朝向远离杯本部1的入光端12的方向；围合形成圆形反光杯的通光腔11的横截面的第一曲线段的凸出方向远离杯本部1的中心线，第一曲线段的中点称为第一中点，第一中点与杯本部1的中心线形成一个面，该面称为曲线段中面，第二曲线段凸出的极限位置(即高低差部2的最高点)在曲线段中面上，第二曲线段关于曲线段中面对称。调光边缘朝向远离杯本部1的入光端12的方向呈凸出状，利于将圆形光斑调整修改成为方形光斑3，同理，利于将方形光斑3调整修改成为内凹形光斑。

需要说明的是，如欲用圆形反光杯实现正方形光斑，优选的实施方式是：反光杯的杯本部1设置为完全相同的四片，即，通光腔11的横截面由四条相同的第一曲线段围合而成，每条第一曲线段在通光腔11的横截面上对应九十度的圆心角，第一曲线段的凸出方向远离杯本部1的中心线；在反光杯的杯本部1的出光端设置四个形状完全相同的高低差部2，每一个高低差部2对应杯本部1的一片；第一曲线段在杯本部1的出光端上时，第一曲线段的端点与第二曲线段的端点重合；高低差部2的最高点与杯本部1的入光端12所在平面的距离称为第一距离，四个高低差部2对应四个第一距离，四个第一距离相等；高低差部2的最低点与杯本部1的入光端12所在平面的距离称为第二距离，四个高低差部2对应四个第二距离，四个第二距离相等，显然，第一距离大于第二距离。

图8为本申请的又一个实施例的一种省略鳞甲结构的圆形反光杯的立体结构示意图，图12为图8中的省略鳞甲结构的圆形反光杯去除护罩后的示意图，图13为图12中的C-C处的剖视图，图14为图12中的C-C处的光路图，图15为图12中的D-D处的剖视图，图16为图12中的D-D处的光路图，在用圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式中：进一步地，将四个高低差部2依次称为第一高低差部、第二高低差部、第三高低差部和第四高低差部，杯本部1的入光端12的中心与第一高低差部的最高点的连线所在的直线称为第一直线，过第一高低差部的最高点且与杯本部1的中心线平行的直线称为第二直线，第一直线与第二直线形成的夹角称为第一夹角α(参阅图13)；杯本部1的入光端12的中心与第三高低差部的最高点的连线所在的直线称为第三直线，过第三高低差部的最高点且与杯本部1的中心线平行的直线称为第四直线，第二直线与第四直线形成的平面称为第一平面，在第一平面内设定一条直线，该设定的直线称为第五直线，第五直线过第三高低差部的最高点，第五直线与第四直线形成的夹角称为第二夹角β(参阅图13，长短相间的线为与杯本部的中心线平行的第二直线和第四直线)，第二夹角β位于第二直线与第四直线之间，第二夹角β的角朝向杯本部1的入光端12，第二夹角β大于第一夹角α，优选地，第二夹角β与第一夹角α的差值为一度至三度，进一步优选地，第二夹角β与第一夹角α的差值二度，当然，在其他实施例中，第二夹角β与第一夹角α的差值也可以为其它值；第二夹角β与第一夹角α的差值的主要影响因素是光源(如发光二极管，light-emitting diode，LED)的发光面大小，当发光面较大时，就需要使第二夹角β与第一夹角α的差值较大；正方形光斑的规格会决定第一夹角α的值，正方形光斑的规格指正方形光斑的边长，设计时可以使用点光源的方式配合反光杯高度(指高低差部2的最高点与杯本部1的入光端12所在平面之间的距离)及反光杯上开口(即第一高低差部的最高点与第三高低差部的最高点之间的距离)大小来计算出第一夹角α的值；图13至图16的虚线为光线，杯本部1和高低差部2的设计使得，光源发射的一部分光线可以不经反光杯反射直接沿第一直线离开反光杯而照射出去，光源发射的又一部分光线可以沿第三直线到达第三高低差部的最高点且被该最高点反射后沿第五直线前进离开反光杯而照射出去，并且，位于第一平面中的所有反射光线中，沿第五直线运行的光线与杯本部1的中心线的夹角最大，这样能够保证经过反光杯反射的光线可以盖过光源的直射光线(直射光线即光源发出的未经反光杯反射而直接照射出去的光线)，而使第二夹角β略大于第一夹角α(例如第二夹角β与第一夹角α的差值为一度至三度)，则经过反光杯反射的光线可以刚好盖过光源的直射光线，即，沿第五直线运行的光线到达光斑的边缘，而沿第一直线运行的光线所到达的位置位于光斑的边缘与光斑的中心之间，经过反光杯反射的光线盖过直射光线的目的是使经过反光杯反射的光线与直射光线进行交叉混合，以使光线混合均匀，形成混色效果好的光斑；第二高低差部和第四高低差部的光路同理于第一高低差部与第三高低差部的光路；如果高低差部的中心线位于剖切面内，该剖切面上的光路同理于图14所示的光路。

在用圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式中：参阅图18，图18为图8中的省略鳞甲结构的圆形反光杯的反射光线走向的示意图，图18中的虚线为光线，进一步地，杯本部1的四片依次称为第一片、第二片、第三片和第四片，杯本部1通光腔11壁面的曲率设计使得，经过第一片反射的光线可以与经过第二片反射的光线相互交叉，也可以与经过第三片反射的光线相互交叉，还可以与经过第四片反射的光线相互交叉；经过第二片反射的光线可以与经过第三片反射的光线相互交叉，也可以与经过第四片反射的光线相互交叉；经过第三片反射的光线可以与经过第四片反射的光线相互交叉，即，每一片与其它片之间的反射光线可以相互交叉，这样能够进一步将光色混合均匀。

在用圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式中：进一步地，杯本部1的每一片的某一反射光线与本片上的其它反射光线相互交叉，每一个高低差部2的某一反射光线与本高低差部2上的其它反射光线相互交叉，进一步将光色混合均匀。

在用圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式中：进一步地，高低差部2朝向反光杯中心线一侧的壁面的曲率设计使得，经过第一高低差部反射的光线可以与经过第二高低差部反射的光线相互交叉，也可以与经过第三高低差部反射的光线相互交叉，还可以与经过第四高低差部反射的光线相互交叉；经过第二高低差部反射的光线可以与经过第三高低差部反射的光线相互交叉，也可以与经过第四高低差部反射的光线相互交叉；经过第三高低差部反射的光线可以与经过第四高低差部反射的光线相互交叉，即，每一个高低差部2与其它高低差部2之间的反射光线可以相互交叉，这样可以最大程度将光色混合均匀，得到光色均匀的光斑。

在用圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式中，另需注意：

第一点，对应于正方形光斑的边缘的光线是由高低差部2的边缘反射而来，所以，高低差部2的边缘会影响到光斑的方正程度，例如，高低差部2的边缘有缺口，会导致光斑的边缘有相应的凸起。

第二点，第一高低差部的最高点与第三高低差部的最高点之间的距离称为第三距离(也称为反光杯高处的开口)，第二高低差部的最高点与第四高低差部的最高点之间的距离称为第四距离，用圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式中，正常情况是第四距离等于第三距离，如果第四距离不等于第三距离，光斑将不是正方形；第三距离和第四距离的变化会导致光斑从正方形变成“内凹的正方形”或“外凸的正方形”，“内凹的正方形”是指正方形的边的中间部位向正方形的中心凹入，“外凸的正方形”是指正方形的边的中间部位向远离正方形的中心方向凸出；例如，保持反光杯高度不变，而使第三距离和第四距离同步变大，正方形的光斑将变为“外凸的正方形”；再例如，保持反光杯高度不变，而使第三距离和第四距离同步变小，正方形的光斑将变为“内凹的正方形”；正方形光斑具有四个边，依次称为第一边、第二边、第三边和第四边，第一边与第三边称为第一组边，第二边与第四边称为第二组边，如果第三距离和第四距离不是同步变化，第一组边与第二组边的变化(如边的中间部位向正方形的中心凹入或向远离正方形的中心方向凸出)也不同步。

第三点，如果仅使高低差部2的最高点变高，正方形的光斑将变为“内凹的正方形”；如果仅使高低差部2的最高点变低，正方形的光斑将变为“外凸的正方形”。

第四点，如果将高低差部2整体变矮，可以使光斑从原本的正方形变成更大的正方形。

第五点，高低差部2的最低点对应于正方形光斑的角，四个最低点对应于四个角，最低点及高低差部2上最低点附近的边缘变化会影响到光斑的方正程度。

以上五点，皆因高低差部2的变化对光源发出的光线的遮蔽情况发生变化而引起，高低差部2的变化情况众多，此列举以上五点表明高低差部2形状对光斑形状的影响，其它影响均可以通过分析高低差部2对光源发出的光线走向所起的作用而定。

在用圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式中，第三距离等于第四距离，第三距离对应于光斑角度，在不考虑其它因素的情况下，光斑角度越大则第三距离越大。在照明技术中，光斑角度用来表示一束光的集中程度，光斑角度越小则该束光越集中。

改变高低差部2上朝向杯本部1中心线一侧的壁面的曲率和通光腔11壁面的曲率，可以改变光线的走向，设计使得光线的走向与所需光斑的形状相适应。

需要说明的是，在用圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式中，正方形光斑的角可能存在一定程度的圆度，即正方形光斑的角可能是圆角，原因在于真实光源(例如LED)不会是一个点光源，而会是一个面光源，而在反光杯设计时是用点光源代替面光源，所以用点光源设计的反光杯，安装上真实的面光源后，正方形光斑的角就会变成圆角，圆角的弧长取决于高低差部2的最低点与光源的发光面中心的距离，该距离称为第五距离，第五距离越大，正方形光斑的四个角就越锐利，即圆角的弧长越短，当第五距离与光源发光面的边长(或直径)的比值大于十时，正方形光斑的四个角的锐利程度较好。

需要说明的一种情形：用圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式中，如果圆形反光杯仅有杯本部1而没有高低差部2，其他条件不变，也可以得到光斑，将该光斑称为第一虚拟光斑；本申请用圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式中，用与第一虚拟光斑相应的杯本部1实现的光斑称为第一现实光斑，第一虚拟光斑与第一现实光斑比较，第一虚拟光斑更接近于圆形，而第一现实光斑就比较方正，远比第一虚拟光斑方正，原因就在于本申请的杯本部1设置有高低差部2。

进一步地，本申请的一些实施例中，杯本部1的出光端设置有护罩5，护罩5环绕出光端，护罩5上设置有安装口51，高低差部2位于安装口51内，护罩5可以避免高低差部2受到外来物品的损伤，为了避免在护罩5上产生眩光，护罩5的设置方式使得光源发出的光线不会照射到护罩5上，也不影响杯本部1和高低差部2的反射光线。图9为图8中的省略鳞甲结构的圆形反光杯的另一方向的示意图，图10为图9中的A-A处的剖视图，图11为图9中的B-B处的剖视图，圆形反光杯的护罩5与光源发出的光线的关系可以参阅图10和图11，图10和图11中的虚线为光线。当杯本部的横截面呈圆形时，护罩呈圆形，即，护罩形状与杯本部形状匹配。护罩呈圆形指的是护罩上没有设置安装口51的完整段的横截面为圆形。

护罩5的作用还包括利于反光杯装配。为了更好地认识圆形反光杯的护罩5，还可以参阅图6，图6为图1中的护罩的示意图。

进一步地，为了避免通光腔11壁吸收光线，本申请的一些实施例中，通光腔11的壁面设置为第一反光面，以镀铝的方式形成第一反光面，可以增强照明亮度，当然，在其他实施例中，也可以以其他形式形成第一反光面。当然，在其他实施例中，如果不考虑通光腔11壁吸收光线，通光腔11壁上可以省略第一反光面。进一步地，本申请的一些实施例中，第一反光面上设置有鳞甲结构，以增强反光面的反光效果，提高光斑光色均匀度。

进一步地，本申请的一些实施例中，鳞甲结构为泰森多边形或钻石形，以优化鳞甲结构，当然，在其他实施例中，鳞甲结构也可以为其他形状。为了认识泰森多边形鳞甲结构，可以参阅图7，图7为本申请的另一个实施例的一种具有泰森多边形鳞甲结构的圆形反光杯的立体结构示意图。为了认识钻石形鳞甲结构，可以参阅图1，图1的圆形反光杯上的鳞甲结构就是钻石形。当然，在其他实施例中，可以省略鳞甲结构，省略鳞甲结构的圆形反光杯可以参阅图8。

本申请中的一些实施例中，为了用多边形反光杯实现圆形光斑，通光腔11的横截面由至少三条线段(或略带弧度的线条)围合而成，高低差部2的个数等于线段的条数，每一个高低差部2设置在杯本部1的出光端上与每一条线段对应的位置。

例如，如果要用三角形反光杯实现圆形光斑，通光腔11的横截面则由三条线段围合而成，在反光杯的出光端设置三个高低差部2，在光线到达高低差部2之前，光线所能形成的光斑为三角形，光线经过高低差部2后，三个高低差部2将三角形光斑的三个角的光线遮蔽而形成圆形光斑；如果要用方形反光杯实现圆形光斑，通光腔11的横截面则由四条线段围合而成，在反光杯的出光端设置四个高低差部2，在光线到达高低差部2之前，光线所能形成的光斑为方形，光线经过高低差部2后，高低差部2将方形光斑3的四个角的光线遮蔽而形成圆形光斑；如果要用五边形反光杯实现圆形光斑，通光腔11的横截面则由五条线段围合而成，在反光杯的出光端设置五个高低差部2，在光线到达高低差部2之前，光线所能形成的光斑为五边形，光线经过高低差部2后，高低差部2将五边形光斑的五个角的光线遮蔽而形成圆形光斑；如果要用六边形反光杯实现圆形光斑，通光腔11的横截面则由六条线段围合而成，在反光杯的出光端设置六个高低差部2，在光线到达高低差部2之前，光线所能形成的光斑为六边形，光线经过高低差部2后，高低差部2将六边形光斑的六个角的光线遮蔽而形成圆形光斑。

即，用多边形反光杯实现圆形光斑时，高低差部2将对应于多边形光斑的角的光线遮蔽而形成圆形光斑，多边形反光杯的边数等于通光腔11的横截面的线段条数，也等于高低差部2的个数，通过利用高低差部2，可以用任意多边形反光杯实现圆形光斑。需要说明的是，方形反光杯是通常采用的反光杯，所以，用方形反光杯实现圆形光斑是本申请的一种主要方式。如果需要正方形反光杯实现圆形光斑，则使通光腔11的横截面的四条线段长度相同，每一条线段对应九十度的圆心角，且设置四个相同的高低差部2。

本申请的一些实施例中，高低差部2的调光边缘朝向杯本部1的入光端12的方向呈凹陷状，调光边缘形成一段曲线，该段曲线称为第三曲线段，第三曲线段凹陷的方向朝向杯本部1的入光端12；围合形成多边形反光杯的通光腔11的横截面的线段的中点称为第二中点，第二中点在出光端上时，第二中点与该第二中点所对应的第三曲线段凹陷的极限位置相同；多边形反光杯的两个相邻的高低差部2相交，相交处在朝向杯本部1的中心线的一侧形成第一交线；多边形反光杯的杯本部1的两个相邻片相交，相交处在朝向杯本部1的中心线的一侧形成第二交线，第一交线与第二交线相交，交点在杯本部1的出光端上，第一交线与第二交线的走向一致；第二中点与杯本部1的中心线形成一个面，该面称为线段中面，第三曲线段凹陷的极限位置在线段中面上，第三曲线段关于曲线段中面对称。高低差部2的调光边缘朝向杯本部1的入光端12的方向呈凹陷状，利于将方形光斑3调整修改成为圆形光斑，同理，利于将内凹形光斑调整修改成为方形光斑3。

实施例二

如图19所示为本申请的实施例二，该实施例二与上述实施例的不同之处在于，用正方形反光杯实现圆形光斑。

图20为图19中的方形反光杯的另一方向的示意图，图21为图19中的方形反光杯去除护罩后的示意图，图22为图19中的方形反光杯去除护罩后的另一方向的示意图，图25为图19中的方形反光杯不同于图19和图20的方向的示意图，需要说明的是，如欲用正方形反光杯实现圆形光斑，优选的实施方式是：反光杯的杯本部1设置为形状完全相同的四片，即，通光腔11的横截面由四条长度相同的线段围合而成，通光腔11的横截面呈正方形；在反光杯的杯本部1的出光端设置四个形状完全相同的高低差部2，每一个高低差部2对应杯本部1的一片；当围合而成通光腔11的横截面的线段在杯本部1的出光端上时，线段的端点位于相邻高低差部2的第一交线上。

在用正方形反光杯实现圆形光斑的优选实施方式中，一个高低差部2具有两个最高点，相邻的两个高低差部2的相邻端共用一个最高点。

正方形反光杯只是方形反光杯的一个特例，在用其他方形反光杯实现圆形光斑的一些实施例中，只要将正方形反光杯实现圆形光斑的优选的实施方式中的两条相对的线段的长度改变即可。

需要说明的一种情形：用正方形反光杯实现圆形光斑的优选实施方式中，如果正方形反光杯仅有杯本部1而没有高低差部2，其他条件不变，也可以得到光斑，将该光斑称为第二虚拟光斑，本申请中用与第二虚拟光斑相应的杯本部1实现的光斑称为第二现实光斑，第二虚拟光斑与第二现实光斑比较，第二虚拟光斑更接近于正方形，不会是圆形，而第二现实光斑就是圆形，原因就在于本申请杯本部1的出光端设置有高低差部2。

本申请中，用多边形反光杯实现圆形光斑与用圆形反光杯实现多边形光斑的区别，用正方形反光杯实现圆形光斑的优选实施方式与圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式的区别代表说明，区别主要包括：

第一类区别，正方形反光杯实现圆形光斑所用的高低差部2的结构与圆形反光杯实现正方形光斑的高低差部2的结构不同：第一个主要的区别是，第二曲线段凸出的方向与第三曲线段凹陷的方向相反，第二曲线段凸出的方向朝向远离杯本部1的入光端12的方向，而第三曲线段凹陷的方向朝向杯本部1的入光端12；第二个主要的区别是，用于实现正方形光斑的圆形反光杯的高低差部2遮蔽的光线为被遮圆形的弦弧区的光线，而用于实现圆形光斑的正方形反光杯的高低差部2遮蔽的光线为对应于光斑的角的光线；第三个主要的区别是，正方形反光杯实现圆形光斑所用的每一个高低差部2具有两个最高点，相邻的两个高低差部2的相邻端共用一个最高点，而圆形反光杯实现正方形光斑的每一个高低差部2仅具有一个最高点。

第二类区别，正方形反光杯实现圆形光斑所用的杯本部1的结构与圆形反光杯实现正方形光斑的杯本部1的结构不同：正方形反光杯实现圆形光斑所用的杯本部1的通光腔11的横截面为正方形，而圆形反光杯实现正方形光斑的杯本部1的通光腔11的横截面由四条相同的第一曲线段围合而成，第一曲线段的凸出方向远离杯本部1的中心线。

第三类区别，用圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式中，杯本部1的每一片的某一反射光线与本片上的其它反射光线相互交叉，每一个高低差部2的某一反射光线与本高低差部2上的其它反射光线相互交叉；用正方形反光杯实现圆形光斑的优选实施方式中，杯本部1的每一片的某一反射光线与本片上的其它反射光线不交叉，每一个高低差部2的某一反射光线与本高低差部2上的其它反射光线不交叉。

需要说明的是，提出上述三类区别，仅在于说明本申请的不同实施例可以具有这三类区别，而不是一定要具有这三类区别。

本申请中，多边形反光杯实现圆形光斑与圆形反光杯实现多边形光斑的共同点，用正方形反光杯实现圆形光斑的优选实施方式与圆形反光杯实现正方形光斑的优选的实施方式的共同点代表说明，共同点主要包括：

第一类共同点，均是利用高低差部2对光源发出的光线进行遮蔽的原理，高低差部2形成与所需光斑形状相匹配的遮蔽光线的效果。

第二类共同点，均将杯本部1分为完全相同的四片，每一片对应九十度的圆心角。

第三类共同点，杯本部1的每一片与其它片之间的反射光线相互交叉，每一个高低差部2与其它高低差部2之间的反射光线相互交叉。

第四类共同点，高低差部2的个数与正方形的边数相同。

需要说明的是，第一类共同点是本申请的不同实施例共有的，第二类共同点、第三类共同点和第四类共同点仅为本申请的部分实施例共有；本申请的部分实施例可以仅包含第二类共同点、第三类共同点和第四类共同点之中的任意个数(包括零)。

进一步地，为了避免通光腔11壁吸收光线，本申请的一些实施例中，通光腔11的壁面设置为第一反光面，以镀铝的方式形成第一反光面，可以增强照明亮度，当然，在其他实施例中，也可以以其他形式形成第一反光面。当然，在其他实施例中，如果不考虑通光腔11壁吸收光线，通光腔11壁上可以省略第一反光面。

进一步地，为了避免高低差部2吸收光线，本申请的一些实施例中，高低差部2上朝向杯本部1的中心线的侧面设置为第二反光面，以镀铝的方式形成第二反光面，可以增强照明亮度，当然，在其他实施例中，也可以以其他形式形成第二反光面。当然，在其他实施例中，如果不考虑高低差部2吸收光线，高低差部2上可以省略第二反光面。

即，本申请中的实施例中，可以设置第一反光面或第二反光面，或者，同时设置第一反光面和第二反光面，也可以同时省略第一反光面和第二反光面。

进一步地，本申请的一些实施例中，杯本部1的出光端设置有护罩5，护罩5环绕出光端，护罩5上设置有安装口51，高低差部2位于安装口51内，护罩5可以避免高低差部2受到外来物品的损伤，为了避免在护罩5上产生眩光，护罩5的设置方式使得光源发出的光线不会照射到护罩5上，也不影响杯本部1和高低差部2的反射光线。图26为图25中的E-E处的剖视图，图27为图25中的F-F处的剖视图，方形反光杯的护罩5与光源发出的光线的关系可以参阅图26和图27，图26和图27中的虚线为光线。

当杯本部的横截面呈方形时，护罩呈方形，即，护罩形状与杯本部形状匹配。护罩呈方形指的是护罩上没有设置安装口51的完整段的横截面为方形。

护罩5的作用还包括利于反光杯装配。为了更好地认识方形反光杯的护罩5，还可以参阅图23，图23为图19中的护罩的示意图，或者，还可以参阅图24，图24为图19中的护罩的另一方向的示意图。

本申请的一些实施例中，护罩5、杯本部1和高低差部2为一体成型，材料为聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)。当然，在其它实施例中，反光杯也可以采用其它材料制成，只要具有适应反光杯工作环境的性能即可，该性能包括高强度、高弹性系数和耐热老化性等。

需要说明的是，第一反光面、第二反光面和鳞甲结构，在本申请的实施例中都可以可选地设置。

综上，本申请通过使反光杯包括杯本部1和高低差部2，在杯本部1内部设置通光腔11，相比于现有技术中采用实心的全内反射透镜，本申请的反光杯更轻巧；通过在杯本部1的出光端设置高低差部2，利用高低差部2遮蔽光源发出的光线，可以调节光斑的形状，使光斑形状更多元，能够得到任意需要的光斑形状，例如能够用圆形反光杯实现如方形的多边形光斑，也能够用如方形的多边形反光杯实现圆形光斑；通过使杯本部1不同片的反射光线之间相互交叉，不同高低差部2的反射光线之间相互交叉，反射光线与直射光线相互交叉，使得混光效果好。

实施例三

本申请还提供一种灯具，灯具包括上述所述的反光杯。该灯具因装有本申请的反光杯，能够用例如方形的多边形反光杯实现圆形光斑，也能够用圆形反光杯实现例如方形的多边形光斑，可以应光斑形状的需求随时更换反光杯，达成改变光斑形状的需求，使灯具的光斑形状更多元，灯具结构轻巧。用圆形反光杯实现方形光斑3可以参阅图17，图17为图8中的省略鳞甲结构的圆形反光杯(隐去护罩)形成方形光斑的示意图，图17中虚线为光线，两条较长的线段之间有两条较短的线段的线条为光斑边缘。用方形反光杯实现圆形光斑4可以参阅图28，图28为图19中的方形反光杯(隐去护罩)形成圆形光斑的示意图，图28中虚线为光线，两条较长的曲线段之间有两条较短的曲线段的线条为光斑边缘。该灯具为了保护反光杯，当杯本部的横截面呈圆形时，在杯本部的出光端设置呈圆形的护罩；当杯本部的横截面呈方形时，在杯本部的出光端设置呈方形的护罩。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (11)

1.一种反光杯，其特征在于：所述反光杯包括杯本部，所述杯本部内部设置有通光腔，所述杯本部的出光端设置有调节光斑形状的高低差部。

2.根据权利要求1所述的反光杯，其特征在于：所述通光腔的横截面由至少三条线段或第一曲线段围合而成，所述第一曲线段的凸出方向远离所述杯本部的中心线，所述高低差部的个数等于所述线段或第一曲线段的条数，所述高低差部设置在所述出光端上与每一条所述线段或第一曲线段对应的位置。

3.根据权利要求2所述的反光杯，其特征在于：所述高低差部的调光边缘朝向远离杯本部的入光端的方向呈凸出状。

4.根据权利要求2所述的反光杯，其特征在于：所述高低差部的调光边缘朝向杯本部的入光端的方向呈凹陷状。

5.根据权利要求2所述的反光杯，其特征在于：所述杯本部的横截面呈方形或圆形。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的反光杯，其特征在于：所述通光腔壁面设置为第一反光面，或/和，所述高低差部上朝向所述杯本部的中心线的侧面设置为第二反光面。

7.根据权利要求6所述的反光杯，其特征在于：所述第一反光面上设置有鳞甲结构。

8.根据权利要求7所述的反光杯，其特征在于：所述鳞甲结构为泰森多边形或钻石形。

9.根据权利要求1至5任意一项所述的反光杯，其特征在于：所述杯本部的出光端设置有护罩，所述护罩环绕所述出光端，所述护罩上设置有安装口，所述高低差部位于所述安装口内。

10.一种灯具，其特征在于：所述灯具包括权利要求1至9任意一项所述的反光杯。

11.根据权利要求10所述的灯具，其特征在于：当所述杯本部的横截面呈圆形时，所述护罩呈圆形；当所述杯本部的横截面呈方形时，所述护罩呈方形。

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