CN118049621A - 具有对称光源的间接照明装置 - Google Patents

具有对称光源的间接照明装置 Download PDF

Info

Publication number
CN118049621A
CN118049621A CN202410387758.9A CN202410387758A CN118049621A CN 118049621 A CN118049621 A CN 118049621A CN 202410387758 A CN202410387758 A CN 202410387758A CN 118049621 A CN118049621 A CN 118049621A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
light source
assembly
angle
lighting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202410387758.9A
Other languages
English (en)
Inventor
陈雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN118049621A publication Critical patent/CN118049621A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/0008Reflectors for light sources providing for indirect lighting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/02Lighting devices intended for fixed installation of recess-mounted type, e.g. downlighters
    • F21S8/026Lighting devices intended for fixed installation of recess-mounted type, e.g. downlighters intended to be recessed in a ceiling or like overhead structure, e.g. suspended ceiling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/04Optical design
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/22Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/005Reflectors for light sources with an elongated shape to cooperate with linear light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00Planar light sources
    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/14Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array
    • F21Y2105/18Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array annular; polygonal other than square or rectangular, e.g. for spotlights or for generating an axially symmetrical light beam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2107/00Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements
    • F21Y2107/10Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements on concave supports or substrates, e.g. on the inner side of bowl-shaped supports
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本公开涉及一种间接照明装置,包括光源组件、反光罩结构组件、底部结构组件和外观结构组件。来自光源组件的直射光对称地照射在反光罩结构组件的内表面上并被反射和漫反射,然后从底部结构组件的出光口发射。光源组件的直射光是不可见的。本公开将光源组件的热点直射光转化为光源表面的更柔和的光,高效的反光罩结构组件使间接照明装置同时实现高光效。

Description

具有对称光源的间接照明装置
技术领域
本公开涉及间接照明装置技术领域。
背景技术
目前照明装置的光输出类型基本为直射光,有的采用侧发光方式。当然,市场上很少有使用底部发光和使用反射涂层来反射光线的间接照明装置。直接发光的照明装置的光源集中在装置的上部,光源密集地集中在点状区域或条状区域。光源面积相对较小且亮度较高,会增加人眼的眩光。人眼直视它时,会容易受到刺激。此外,大多数直接发光的照明装置都会在出光口安装扩散板、格栅或雾罩,以降低眩光值,但这些附加装置会阻挡并损失部分光线。
侧发光的照明装置的原理是将光源置于侧面,使光线通过导光板和反光板,引导并反射光线,然后通过扩散板发射出去。侧发光的照明装置通常需要多层结构设计,光效损失大,导光板的耐用性也很一般。
现有的间接照明装置通过在外部组件的内表面喷涂反射涂层来实现反射设计。目前反射涂层的光反射效率低,光学结构没有优化,导致整个灯的光效率低。间接照明装置在市场上并不常见,因为大多数装置需要使用透镜或漫射器。
因此,市场亟待开发一类能够实现高的光提取效率、无强光斑、无直射光、对人眼友好、能减少眩光的照明装置。
如美国专利中所描述的,业界使用了各种不同的间接照明配置。例如,在Holten的2013年11月12日发布的名称为“间接照明装置”的第8579473号美国专利中,发明人描述:“该照明装置还包括作为反射屏的一部分的镜面反射部分(43),该镜面反射部分呈凹形,用于将光源发射的至少一部分光反射到该反射屏的漫反射部分(42)。”
此外,例如在Lavin的2019年2月19日发布的名称为“用于有效提供美观愉悦的间接照明的嵌入式照明装置”的第10208905号美国专利中、以及2020年9月1日发布的名称为“用于有效提供美观愉悦的间接照明的嵌入式照明装置”的第10760749号美国专利中,发明人描述:“一种配置为向区域提供间接照明的嵌入式照明装置。嵌入式照明装置包括装饰部件、连接到装饰部件的反光罩、以及包括多个发光二极管(LED)的环形圈。装饰部件具有外壁和从外壁径向向内间隔开的内壁,并在外壁和内壁之间限定环形凹槽。反光罩包括图案化的反射表面。环形圈布置在装饰部件的环形凹槽内。LED配置成向反光罩发射光,使得反光罩改变光的方向以将间接光传递到该区域。”
在2020年10月13日发布的名称为“灯具”的第10801695号美国专利所示的另一个例子中,发明人描述:“反光罩(110)由漫反射材料制成,是由椭圆弧平移形成的曲面,并具有光出口(114),其内表面是反射面(112)。光源组件(120)固定到反射面(112)的一端,并且在从其发射的中心光与反射面(112)的交点处的切线与中心光之间的夹角为130°至170°。”
在2011年4月12日发布的名称为“固态照明装置”的第7922354号美国专利中,发明人描述:“一种高性能、高效率的固态电子照明装置,其具有用于户外或在需要IP等级的密封装置的环境中使用的密封装置主体,使用发光二极管从交流电产生光,该交流电根据占用情况、环境光水平和设施负载要求按需工作。”
另一个重要的例子显示在2014年12月4日发布的名称为“带镜面反射镜的Troffer式照明装置”的第8905575号美国专利中,发明人描述:“带有光源安装表面的细长散热器沿着装置纵向延伸。为了便于散热,散热器的一部分暴露在室内环境中。细长的镜面反光罩也沿着靠近散热器的装置延伸。散热器和镜面反光罩的安装方式保持了空间关系。来自光源的一些光直接入射到镜面反光罩上,并被重新定向到后表面。后表面限定了直接接收来自光源的光和来自镜面反光罩的重定向光的发光表面。”
如在2017年7月4日发布的名称为“可升级照明装置”的第9699856号美国专利中所记载,发明人描述了“透镜由外框支撑并连接到外框上。固态光源安装在外框上并且至少部分地被透镜包围,使得由固态光源提供的光的至少一部分通过透镜向感兴趣的区域透射。
如在2012年3月1日发布的名称为“凹槽式灯具”的第2012/0051041号美国专利中,发明人描述了“凹槽式灯具包括光引擎单元,该光引擎单元的周边被反射盘包围。背反光罩限定光引擎的反射内表面。”
在2019年2月19日发布的名称为“可调节照明装置和照明系统”的第10208933号美国专利中,发明人描述了“外壳可选择性地调节到选定的外壳长度,并可安装到表面。一种可安装到外壳上的托盘包括板,所述板可相对于彼此选择性地调节到选定的托盘长度。每块板上都有多个电致发光源,为整个照明装置提供均匀的照明。板的重叠会改变托盘的长度,并通过相对的板阻挡来自一个板上光源的光。”
在2020年3月10日发布的名称为“具有可互换光引擎单元的线性照明装置”的第10584860号美国专利中,发明人描述了“照明子组件包括光源和光学元件,它们调整光以实现特定轮廓。为光源供电和控制光源所需的电子器件可放置在外壳子组件、照明子组件或两者中。”
本文引用的上述参考文献涉及试图产生均匀光的间接照明解决方案。然而,有些结构仍然有待改进。
发明内容
本公开提供了一种对人眼既舒适又友好的间接光,同时具有不同外观特征的对称光源,无强光斑和直射光。本公开可以根据LED和白炽灯等现有灯具的不同类型的光源进行操作。
基于这些要求,我们的设计理念是将光源对称分布在间接照明装置中。这些对称分布的光从光源点辐射到更大面积的高效的反射材料表面,然后光被反射和漫反射并通过出光口发射出去。这样,光就从点光源变成了面光源,面光源直接降低了单位面积的最大光强。对称设计的光源使得光分布、反射和漫反射更加均匀。这种反射和漫反射的过程使光从光源点的集中点光经过反射和漫反射后变为间接光。同时在设计中采用了侧壁结构,可以完全防止直射光从照明装置的出光口逸出。侧壁结构还通过提供穿过结构的反射过程来优化光损失,实现整个灯具的间接照明,以达到高光效和低眩光值的预期效果。
本公开通过一种间接照明装置来实现上述效果,它主要包括以下四个组成部分:
1.光源组件用来提供光源,它是一个完整的发光电路。光源组件可以设计或安装成具有一定的倾斜角,以对应具有不同深度和内弧度的反射结构。同时,光源组件还可以覆盖有光学透镜组件,以调整其自身的光输出角度和光输出幅度,达到最佳的光效。本公开中,光源组件的发光点将被对称地分布和设计在照明装置中。这种对称是双向对称,比如左右或上下。光源组件也可以是全向对称的,即上、下、左、右相互对称。
2.反光罩结构组件是由反射塑料材料制成的半封闭式反射结构,其内表面具有光反射和漫反射特性。反光罩结构组件的一侧为出光口,另一侧根据不同类型的照明装置设计有一定的深度。反光罩结构组件可以是不同类型的圆顶或拱形,也可以在圆顶或拱形下面拼接不同的高度或斜度,直边或斜边用来增加深度。
3.底部结构组件。底部结构组件构成底部的安装结构和外观,底部结构组件以一定角度安装和固定光源组件,或者将光源组件与外观组件一起安装固定。根据光源组件的直射光不能直接从出光口射出的原理,设计有相应的挡光结构,以达到完全间接照明的效果。
4.外观结构组件保护和安装反光罩结构组件。外观结构组件是间接照明装置整体外观结构的一部分,可以是外壳。
光源组件的光源点被设计成对称分布在反光罩结构的底部。光源组件的安装角度线与反光罩结构组件出光口最外侧两个对称点的水平线之间的夹角应在大于90°且小于等于180°范围内。在同一截面下,光源点中心线应低于光源中心点(LED顶点)与反光罩结构组件顶点连接的线。这两条线的夹角应在0°至45°范围内(大于等于0°且小于等于45°)。每个LED芯片最高发光点的最低发光线不能穿过底部结构组件的边缘,因此光源的原始光不能从照明装置的出光口射出。
本公开有多种不同的优点。
本公开增加了发光面积,避免了点光源的高强度光,使光线更加柔和。本公开增加了表面光源的效果,最终减少眩光,保护我们的眼睛。
本公开改进了照明效果。本公开省去了传统灯具的灯罩。传统灯罩通常是透明的塑料或玻璃,根据材料的不同,其亮度损失在10%-20%以上。
通过这种结构设计和改造的间接照明装置完全可以满足能源之星(ES)对照明装置的能源标准,在某些情况下,本公开甚至可以在更好的反射材料和结构设计条件下达到110LM/W(流明/瓦)以上的光效。
减少光线被遮挡后的阴影,增加光线角度。由于二次反射和表面光源的作用,使光源点更大,光更加发散,光输出角度增大。与传统的光源点相比,光照面积更多更大,本公开可以在一定程度上减少光照范围内小物体遮挡光线后形成的暗区阴影,还可以增加在黑暗区域的阴影面的亮度,增加发光角度,获得更大的发光角度。
本公开为照明装置提供了一种不同的外观。本公开在一定程度上改变了灯具的形状和结构,实现了照明灯具外观结构的多样化,可以设计出具有不同审美效果的灯具,为装饰带来新的选择。
为了更清楚地说明相关细节以及对应关系,将使用下面的图来展示本公开的创新技术方案,下面的图不一定完全按比例绘制,也可能不代表产品的实际外观。
具有对称光源的间接照明装置包括光源组件。光源组件用于发光,包括连接到电路的发光二极管(LED)。光源组件具有一定的倾斜角,以对应具有不同深度和内弧度的反射结构。光源组件的发光点以双向对称分布,双向对称指的是左右对称或上下对称。反光罩结构组件具有由反射材料制成的半封闭式反射结构,其内表面具有光反射和漫反射特性。内表面的一侧为出光口,另一侧根据不同类型的照明装置具有一定的深度,使得反光罩结构形成圆顶或拱形,在圆顶或拱形下面拼接不同的高度或斜度,直边或斜边用来增加深度。底部结构组件构成底部的安装结构和外观。底部结构组件以一定角度安装和固定光源组件,根据光源组件的直射光不直接从光源组件发出的原理,设计有相应的挡光结构,可以达到完全间接照明的效果。外观结构组件保护并安装反光罩结构组件,外观使用结构是具有对称光源的间接照明装置的一部分。
可选地,光源组件覆盖有光学透镜组件,光学透镜组件可以调整自身的光输出角度和光输出幅度,以达到最佳的光效。一种全向对称,其中上、下、左、右方向彼此对称。LED芯片的最高发光点的最低发光线不直接照射到出光口外。底部结构组件将光源组件和外观组件安装和固定在一起,底部结构组件还包括延伸的边缘延伸尖端,用来阻挡来自LED芯片的最高发光点的最低发光线的光。β角定义在光源组件安装角度线和出光口水平线之间,并且介于或等于90°至180°之间,β角是可以根据反光罩结构组件的内表面的弧度和深度调整的倾斜角。
两条直线可以由一个倾斜角定义,它们之间的夹角是λ角,介于或等于0°至45°之间。光源组件的LED的中心发光线在优化光输出效果的角度范围内,所有LED芯片的所有中心发光线均穿过反光罩结构组件横截面的中心线至该中心线的另一端。λ角在大于等于0°且小于等于45°的范围内,对称均匀的交叉照明设计使LED点光源的发光角α内的光线达到最大有效发光范围并被反射。
附图说明
图1是根据间接照明装置的一个实施例的总体外观示意图。
图2是图1所示的间接照明装置的结构的分解图。
图3是图1所示的间接照明装置的简化选择图。
图4是图3所示的间接照明装置的简化选择图的局部放大图。
图5a和图5b是图1所示的间接照明装置的LED光源的示意图,图5b是图5a的剖视图。
图6是图5所示的LED光源覆盖有光学透镜后的间接照明装置的示意图。
图7是图1所示的间接照明装置的组件放置角度的简化图。
图8是图1所示的间接照明装置的输出线的简化示意图。
图9是图1所示的间接照明装置的边缘设计的放大示意图。
图10是图1所示的间接照明装置的光经过反射/漫反射后的光输出示意图。
图11是具有方形对称光源的照明装置的实施例。
图12是具有平行对称光源的照明装置的实施例。
附图标记说明
80α角
81光源组件通道
82 β角
83 λ角
100间接照明装置
110光源组件
111LED芯片
112基板
113光学透镜
120反光罩结构组件
121反光罩结构组件出光口
122反光罩结构组件内表面
130底部结构组件
131底部结构组件出光孔
132底部结构组件边缘
133边缘延伸尖端
140外观结构组件
150LED芯片最高发光点的最高发光线
151LED芯片最低发光点的最低发光线
152中心发光线
153LED芯片最高发光点的最低发光线
154反光罩中心垂直线
155顶点连接线
156光源组件安装角度线
157出光口(孔)水平线
158顶点
具体实施方式
以下实施例是采用上述创新设计产生的间接照明装置,将参照上述示意图进行详细描述。
如图1所示,从外部看时,间接照明装置100具有底部结构组件130和形成在底部结构组件130上的底部结构组件出光孔131。外观结构组件140构成上部外壳,优选具有装饰特性,以满足消费者区分不同的产品。
如图2所示,本公开的分解图展示了外观结构组件140是安装在反光罩结构组件120上的。反光罩结构组件120具有反光罩结构组件出光口121。反光罩结构组件出光口121与底部结构组件出光孔131匹配安装在一起。光源组件110具有一圈LED芯片111。光源组件110安装在底部结构组件130上,并且可以在组装过程中卡合在一起。反光罩结构组件120安装在底部结构组件130上。外观结构组件140安装在反光罩结构组件120上。
反光罩结构组件120是通过加工或使反射材料弯曲形成的半封闭式结构件。反光罩结构组件120的一侧是完全开放的出光口121,反光罩结构组件120的出光口121是根据不同实施例的结构进行设计的,因此其开口的形状会根据灯体结构的设计而不同。并且,反光罩结构组件120的出光口121比底部结构组件出光孔131大,且二者的开口方向是相同的。反光罩结构组件120的另一侧是具有一定弧度的内表面122的封闭结构。根据具体灯具的实施例,实施例可以具有不同类型的顶部拱形或圆顶形状。
参照图2,底部结构组件130是用于安装并组合光源组件110和反光罩结构组件120的结构件。根据一定的设计要求,底部结构组件130将光源组件110和反光罩结构组件120以一定的安装角度进行组合固定,以达到最佳的整体光输出效果。外观结构组件140为灯壳,其形状与反光罩结构组件120相近。外观结构组件140与其他组件组装和安装之后,构成间接照明装置100的外观的整体部分。外观结构组件140还保护和固定反光罩结构组件。外观结构组件140可以根据灯具的外部设计需求具有各种不同的形状。外观结构组件140还可以在现有基础上与其他结构叠加,以放置电源或其他具有不同功能的外观模块。外观结构组件140可以是塑料或金属的。根据不同的照明应用场景和不同的设计需求,外观结构组件140具有多种可能性。
如图3所示,间接照明装置100的总体横截面显示出了安装在底部结构组件130上的反光罩结构组件120。底部结构组件130可表示为在其底部结构组件出光孔131周围具有闪光的饰件。
如图4所示,图3的截面的一部分的特写视图显示出了安装在底部结构组件130上的反光罩结构组件120。底部结构组件130具有从底部结构组件边缘132延伸出的边缘延伸尖端133。光源组件110安装在形成于底部结构组件边缘132之间的光源组件通道81中。
如图5a所示,光源组件110是由光源组件通道81中的基板112上所粘贴的一组LED芯片111组成的发光光源。本实施例以传统LED光源为例,但本公开并不局限于仅使用LED光源,也可以使用其他类型的光源,比如CCFL、激光灯、钨丝灯等。LED 111是半导体发光二极管。LED 111是冷光源。LED 111的光电转换率高,体积小,一般照明用LED 111的发光角度为120°。
LED芯片表面安装在基板112上。基板112可以是柔性板,也可以是硬金属基板。通常,基板112内部衬有铜线,是包含电子电路的PCB板。基板112表面上的焊接点连接LED芯片111,以形成光源组件110。
参照图5b,光源组件110的LED 111的发光范围用α角80表示。α角80定义在LED芯片最高发光点的最高发光线150与LED芯片最低发光点的最低发光线151之间。
LED芯片最高发光点的最高发光线150是LED芯片111的最高发光点的最高发光线。LED芯片最低发光点的最低发光线151是LED芯片111的最低发光点的最低发光线。它们之间的最大夹角α称为α角80,定义在LED芯片最高发光点的最高发光线150与LED芯片最低发光点的最低发光线151之间,为120°。
中心发光线152与LED芯片111的水平面即光源组件安装角度线156成90°角,也是LED芯片发光区域最中心的向外的发射直线。中心发光线152是从LED芯片顶点发射的中心发光线。光源组件安装角度线156垂直于中心发光线152。光源组件安装角度线156在安装LED的基板上,例如印刷电路板。
根据不同照明装置的整体结构的不同设计,光源组件110的形状也有所不同。根据图2,光源组件110可以是端对端连接的闭合环,也可以由粘贴有LED芯片的两个或多个基板形成的平行的多条带构成。光源组件110的形状是根据出光口131的形状和反光罩结构组件120的底部形状以及光效要求进行设计的。本公开中,光源组件110的光源点具有一定的对称排列。
参照图6,可根据需要将一组光学透镜113根据发光方向和发光幅度另外安装在光源组件110的表面上。光学透镜113覆盖LED 111光源的表面。光学透镜113可根据预先设计的参数改变LED 111的发光方向,实现聚光和散光,也可以改变发光光源的发光角α的大小范围,有助于实现间接光的最佳效果。
参照对比图4、图5、图6,通过增加光学透镜113,如图6中所标记的,改变了光源组件110发出的光的角度。利用光学透镜113进行聚光并改变光的出光角度范围可以避免由光的角度引起的光角度太大或不适合入射到其他非反射表面,例如底部结构组件130的底部结构组件边缘132。光学透镜113能够可控地聚光并将光照射到反光罩结构组件120的内反射表面,以达到最佳的光照效果。同样,为了达到间接照明的效果,从覆盖有光学透镜113的光源组件110发出的光不能从底部结构组件130的出光孔131射出。通常,如果使用光学透镜113改变光输出方向,则由于透镜113材质的不同,整体的光输出效率会损失10%-15%甚至更多。
参照图7,为了使光提取效率最大化,在不同的反光罩结构组件120的情况下,无透镜覆盖的光源组件110的光源组件安装角度线156与反光罩结构组件120的出光口水平线157形成β角82。β角82定义在光源组件安装角度线和出光口的水平线之间。β角82是大于90°且小于等于180°的一个倾斜角β(90°<β≤180°)。根据反光罩结构组件120的内表面的弧度和深度的大小,调整夹角的大小,可以使来自光源组件110的更多更好的光辐射到反光罩结构组件120的内反射表面上。
参照图6和图7,在光学透镜113覆盖光源组件110的情况下,可以改变光源组件110的最大光输出角α和最高发光线150以及最低发光线151。根据光效的要求可以设计出不同的角度和光输出方向,所以光源组件110的放置位置和放置角度β相对灵活。覆盖有光学透镜113的光源组件110可以与底部结构组件130的出光孔131的水平线保持平行,即角β=180°用于放置光源组件110或其他大倾斜角。这种设计通常有利于结构安装,或便于生产装配。虽然在增加了光学透镜113的情况下,倾斜角β具有更大的灵活性,但最终,无论是否增加光学透镜113,光源组件110的安装位置仍将落在β角的范围内,即大于90°小于等于180°。
参照图8,反光罩结构组件120具有顶点158,该顶点是该结构的最高中心点,并且反光罩横截面的中心垂直线154是中心半垂直切线。在根据对称光源设计的间接照明装置中,在横截面视图下,反光罩结构组件120具有该内部弧形反射结构的顶点158。相对两侧的光源点相对对称,并且产生对称的光输出。
根据不同灯具实施例的要求,反光罩结构组件120可以在底部增加具有不同高度的直边缘或倾斜边缘,并且内圆弧表面的圆顶形状或半圆形上部结构可延伸到直平面或倾斜平面。这样的设计可以为反射结构提供更深的高度和更多的内部反射面,从而产生不同的照明效率和外观特性,并减小发光角度。
光源组件110的LED芯片111的中心发光线152可以覆盖透镜或者不覆盖透镜。顶点连接线155是从LED芯片到反光罩结构组件顶点的连接线。在取反光罩结构组件120的横截面时,顶点连接线155可以定义为从LED芯片111的中心点开始,延伸至位于反光罩结构组件120的中心顶点部分的顶点158。同时,两条线即中心发光线152和顶点连接线155在一个倾斜角λ内,即λ角83的范围为0°至45°(0°≤λ≤45°)。光源组件110的LED 111的中心发光线152在此角度范围内,以形成最佳的光输出效果。也就是说,所有发光中心线即所有LED 111的中心发光线152穿过反光罩结构组件120的横截面的反光罩中心垂直线154到达反光罩中心垂直线154的另一边,形成的角λ在大于等于0°且小于等于45°范围内,从而实现对称均匀的交叉照明。该设计使组装成点光源的LED芯片111的发光角α内的光线在反射时达到最大有效发光范围。
当反光罩结构组件120的内表面的形状与图示不同时,例如有不同的直边缘或倾斜边缘,或不同的内部圆顶设计,则不同结构的内表面的反射会对光产生多次不同的反射和漫反射,并且倾斜角的范围可能也会不同,这就需要调整角λ的值以获得最佳光效。一般求最佳光输出角λ值的方法是消元法。例如,首先选择角λ最佳范围的中间值,最佳范围为大于等于0°且小于等于45°,中间值即为22.5°,然后再取每一端的中间值11.25°和33.75°,进行三点光效值的实际测量。在三点实际测量值中,22.5°通常为中间值,然后滤掉光效值较低的一端。下一步是选择所选取的高光效值区域两端角度的中间值进行第二次筛选。通常,经过2-3次筛选,就可以找到最佳光效角λ的值。β角的值会随着λ角的值变化而变化,并优先考虑λ角的值。
反光罩结构组件120主要是由一种具有高效光反射和漫反射特性的塑料材料制成。这种反射材料可以是PET材料、PC材料、发泡聚碳酸酯、或是膨胀聚苯乙烯泡沫以及其他类型的塑料材料。目前它们主要用于显示行业以及传统的直接照明装置。例如,FURUKAWA的MCPET/MCPOLYCA材料系列可以实现99%的光反射效率和96%的光漫反射效率的高光效率。如此高的光效有助于解决创新光在反射中的损耗问题,使间接照明装置得以实现。
反光塑料材料通常可以热成型或模切成不同的外观形状。在灯具的结构设计中,加工后的反光材料是我们的反光罩结构组件120。反光材料具有一定的可拉伸性,并且反光材料具有柔韧性,从而可以弯曲、卷曲。目前,市场上有许多公司的反光塑料材料可以实现高光效和漫反射光输出。他们的产品可以互相替换。目前,它们广泛应用于不同类型的传统直接照明装置中。
如图8所示,在该截面中,位于底部结构组件130的左下侧的LED 111灯珠朝向反光罩结构组件120的内表面的右上方发光,而位于底部结构组件130的右下侧的LED 111灯珠朝向反光罩结构组件120的内表面的左上方发光。在底部结构组件130的任意截面两侧上的LED 111灯珠同时照射,并以相反方向照射反光罩结构组件120的内表面。
如图8所示,这种双向对称的交叉照明设计将使光线作为一个整体照射,并漫反射到整个反光罩结构组件120的内反射表面。高效材料有助于光在反光罩结构组件120的表面上进行多次反射。反光罩结构组件120的内反射表面上的光均匀分布,无亮点,这可以避免反光罩结构组件120的内反射表面上有的区域亮有的区域暗的情况。
全面全方向对称交叉照明设计可以有效避免或减少底部结构组件130的出光孔131的最外边缘出现黄光边缘或彩光边缘的现象。如果底部结构组件130的出光孔131最外侧的光有黄光边缘或彩光边缘,则在设计该结构时,在LED芯片111上增加一层扩散罩可解决最外侧黄光边缘或彩光边缘的现象。在光源在不同侧面对称反射光的情况下,彩色边缘或黄色边缘相对轻微或不存在。如果光源组件110仅为平行对称,例如,在双平行光源上下平行或左右平行的情况下,且仅两侧光源对称点亮,则容易出现此问题。
参照图9,底部结构组件130需要设计成在任何视角下都不能通过底部结构组件130的出光孔131看到光源组件110发出的直射光。LED 111最高发光点的最低发光线153需要照射到底部结构组件边缘132的边缘延伸尖端133,或者低于它。直射光是看不到的。同样,在光源组件110上方增加覆盖透镜113以改变出光角度之后,任何直接出射光都不能通过底部结构组件出光孔131而直接出射。
为了实现本公开实施例中所发射光的均匀性与饱和度,在设计光源组件110与反光罩结构组件120之间的对应关系时,光源组件110的LED芯片111光源点所发出的光必须对称照射。光源组件110的LED 111需要对称地分布在反光罩结构组件120的底部。这种对称是相对对称。光源组件110可以左右对称,即,出光孔131的两侧对称有两个平行的LED芯片111,两个LED芯片111向上发光,二者将按照预定的角度参数相互交叉。这种对称也可以是圆形或椭圆形或方形或矩形的首尾相连的闭环光源点。这些LED芯片111光源点将位于出光孔131的相对两侧。光源点彼此之间也是对称的。
参照图10,对称光源的光源点需要以一定的间隔均匀分布。光源组件的光源点之间的距离大致相同,并且光源点均匀分布。根据不同的光通量要求,光通量要求越大,各光源点的相对密度越大,光通量越低,各光源点之间的距离越宽。
如图11所示,本公开可形成方形对称灯。具有方形对称光源的照明装置具有由在所有方向上对称分布的LED芯片组成的方形或矩形的光源组件110。底部结构组件出光孔131也是方形的。反光罩结构组件出光口121也是方形的。底部结构组件130用来安装光源组件并阻挡直射光。反光罩结构组件120可以由具有高反射效率的高耐光性塑料材料制成。该照明装置还具有可以成为上部外壳的外观结构组件。
参照图12,照明装置具有平行对称的光源。光源组件110由双对称平行且均匀分布的LED芯片组成。LED灯组安装在两侧。底部结构组件130部分用来安装光源组件并阻挡光源的直射光。具有细长反光罩结构组件出光口121的反光罩结构组件120由高光反射效率塑料材料制成。该照明装置还具有外观结构组件140。

Claims (18)

1.一种具有对称光源的间接照明装置,包括:
光源组件,所述光源组件用于发光,包括连接到电路的发光二极管即LED,所述光源组件具有一定的倾斜角,以对应具有不同深度和内弧度的反射结构,所述光源组件的发光点以双向对称分布,所述双向对称指的是左右对称或上下对称;
反光罩结构组件,所述反光罩结构组件具有由反射材料制成的半封闭式反射结构,其内表面具有光反射和漫反射特性,所述内表面的一侧为出光口,所述内表面的另一侧根据不同类型的照明装置具有一定的深度,使得反光罩结构形成圆顶或拱形,在所述圆顶或拱形下面拼接不同的高度或斜度,其中直边或斜边用来增加深度;
底部结构组件,所述底部结构组件构成底部的安装结构和外观,所述底部结构组件以一定角度安装和固定所述光源组件,根据所述光源组件的直射光不直接从所述底部结构组件溢出的原理,设计有相应的挡光结构,达到完全间接照明的效果;以及
外观结构组件,所述外观结构组件保护并安装所述反光罩结构组件,其中外观结构是所述具有对称光源的间接照明装置的一部分,还包括定义在光源组件安装角度线和出光口水平线之间的β角,所述β角大于90°且小于等于180°,所述β角是根据所述反光罩结构组件的内表面的弧度和深度调整的倾斜角,其中光学透镜覆盖所述光源组件,最大光输出角定义为α角,所述光源组件的光输出线根据光效、不同角度和光输出方向的要求进行调整,所述光源组件的放置位置和放置角度β角是灵活可变的。
2.根据权利要求1所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,还包括:
全向对称,其中上、下、左、右方向彼此对称,
所述LED芯片的最高发光点的最低发光线不直接照射到所述出光口的外部。
3.根据权利要求2所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
所述底部结构组件将光源组件和外观结构组件安装和固定在一起,
所述底部结构组件还包括延伸的边缘延伸尖端,用来阻挡来自LED芯片的最高发光点的最低发光线的光。
4.根据权利要求1所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
调整所述光源组件安装角度线和出光口水平线之间的夹角的大小来增加所述反光罩结构组件的内表面上的光辐射,其中所述反射材料为塑料材料。
5.根据权利要求1所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
具有光学透镜的β角大于90°且小于等于180°。
6.根据权利要求5所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
所述光源组件上覆盖有扩散罩,所述扩散罩用于减少所述出光口一侧的黄光边缘或彩光边缘。
7.根据权利要求5所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
所述光源组件的LED的发光中心线被透镜覆盖或不被透镜覆盖,所述发光中心线低于所述光源组件的LED光源中心点与所述反光罩结构组件横截面的中心顶点之间的线。
8.一种具有对称光源的间接照明装置,包括:
光源组件,所述光源组件用于发光,包括连接到电路的发光二极管即LED,所述光源组件具有一定的倾斜角,以对应具有不同深度和内弧度的反射结构,所述光源组件的发光点以双向对称分布,所述双向对称指的是左右对称或上下对称;
反光罩结构组件,所述反光罩结构组件具有由反射材料制成的半封闭式反射结构,其内表面具有光反射和漫反射特性,所述内表面的一侧为出光口,所述内表面的另一侧根据不同类型的照明装置具有一定的深度,使得反光罩结构形成圆顶或拱形,在所述圆顶或拱形下面拼接不同的高度或斜度,其中直边或斜边用来增加深度;
底部结构组件,所述底部结构组件构成底部的安装结构和外观,所述底部结构组件以一定角度安装和固定所述光源组件,根据所述光源组件的直射光不直接从所述底部结构组件溢出的原理,设计有相应的挡光结构,达到完全间接照明的效果;以及
外观结构组件,所述外观结构组件保护并安装所述反光罩结构组件,其中外观结构是所述具有对称光源的间接照明装置的一部分,所述光源组件的LED的中心发光线低于所述光源组件的LED光源中心点与所述反光罩结构组件横截面的中心顶点之间的线,两条直线内的倾斜角是大于等于0°且小于等于45°之间的λ角,所述光源组件的LED的中心发光线在优化光输出效果的角度范围内,所有LED芯片的所有发光中心线都穿过所述反光罩结构组件横截面的中心线至所述中心线的另一端,λ角在大于等于0°且小于等于45°的范围内,从而实现对称均匀的交叉照明,使得LED点光源的发光角α内的光线达到最大有效发光范围并被反射。
9.根据权利要求8所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
反光罩结构组件的内表面的形状变化。
10.根据权利要求8所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
所述光源组件覆盖有光学透镜组件,以调整自身的光输出角度和光输出幅度,达到最佳的光效。
11.根据权利要求8所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,还包括:
全向对称,其中上、下、左、右方向彼此对称。
12.根据权利要求8所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
所述底部结构组件将光源组件和外观结构组件安装和固定在一起。
13.根据权利要求8所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
所述光源组件的安装角度线形成为没有透镜覆盖,并且与所述反光罩结构组件出光口的水平线形成大于90°且小于等于180°之间的β角,其中,倾斜角根据所述反光罩结构组件的内表面的弧度和深度进行调整。
14.根据权利要求13所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
调整所述光源组件的安装角度线和反光罩结构组件出光口的水平线之间的夹角的大小来增加所述反光罩结构组件的内表面上的光辐射,其中所述反射材料为塑料材料。
15.根据权利要求8所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
光学透镜覆盖所述光源组件,最大光输出角α和所述光源组件的光输出线根据光效、不同角度和光输出方向的要求进行调整,所述光源组件的放置位置和放置角度β角是灵活可变的。
16.根据权利要求15所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
所述光源组件覆盖有光学透镜,并且与所述底部结构组件的出光口的水平线保持平行,其中,放置角度β角等于180°。
17.根据权利要求15所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,
所述放置角度β角为倾斜角,角度范围大于90°且小于等于180°。
18.根据权利要求8所述的具有对称光源的间接照明装置,其中,还包括:
所述光源组件上覆盖有扩散罩,所述扩散罩用于减少所述出光口一侧的黄光边缘或彩光边缘。
CN202410387758.9A 2023-04-10 2024-04-01 具有对称光源的间接照明装置 Pending CN118049621A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/298,165 2023-04-10
US18/298,165 US11898741B1 (en) 2023-04-10 2023-04-10 Indirect lighting fixtures with symmetrical light source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118049621A true CN118049621A (zh) 2024-05-17

Family

ID=89847956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410387758.9A Pending CN118049621A (zh) 2023-04-10 2024-04-01 具有对称光源的间接照明装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11898741B1 (zh)
CN (1) CN118049621A (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5709460A (en) * 1996-12-17 1998-01-20 Covelight Corporation Indirect fluorescent lighting fixture
US8152341B2 (en) * 2011-02-04 2012-04-10 Switch Bulb Company, Inc. Expandable liquid volume in an LED bulb

Also Published As

Publication number Publication date
US11898741B1 (en) 2024-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2417386B1 (en) Reflector system for lighting device
EP2153122B1 (en) Light fixtures
EP1916468B1 (en) LED lighting fixture
RU2502919C2 (ru) Ориентируемая линза для светодиодного светильника
US20140211495A1 (en) Optical Waveguide and Luminaire Incorporating Same
WO2011111622A1 (ja) 照明装置
US20190186710A1 (en) Led light fixture with light shaping features
CN102844614A (zh) 照明装置
EP3420266A1 (en) Asymmetrical light intensity distribution from luminaire
WO2018049395A1 (en) Luminaire having an asymmetrical light distribution pattern
JP4436396B2 (ja) 照明モジュール、光源ユニット及び照明器具
JP2008078015A (ja) 照明器具
JP2012182117A (ja) 管型照明器具、管型照明器具用筐体及び両面内照式看板装置
EP3737888A1 (en) Luminaires for spatial dimming
US10969535B2 (en) Waveguide luminaire with side glare shield
KR101866812B1 (ko) 간접조명 방식의 led 조명장치
CN206626458U (zh) 灯具及照明系统
KR20190052690A (ko) 비대칭 배광 패턴을 갖는 조명 기구
US9945533B1 (en) Uniform lens illumination in downlight fixtures
CN111396786A (zh) 一种照明模组及灯具
JP2009117194A (ja) 照明カバー及び照明器具
US11898741B1 (en) Indirect lighting fixtures with symmetrical light source
JP2011129405A (ja) 照明装置
JP5636790B2 (ja) 照明装置
JP4800184B2 (ja) 照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination