CN212987112U - 一种照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开提出一种照明装置，全角发光的光源，光源包括发出第一光的发光区，还包括沿第一光的出射方向延伸的第一反射面，第一反射面与第一光光轴存在夹角ω，0°＜ω＜90°，第一反射面围绕发光区设置并反射部分第一光，未被第一反射面反射的第一光与被第一反射面反射的第一光形成第二光；光分束器，光分束器包括接收第二光并反射出射第三光的第二反射面，第二反射面为凹面，第二反射面上排列有若干子平面。第一反射面将发光区发出的无法被光分束器接收的光收集，并将收集到的光向光分束器反射出射，提高了光的利用率；第二反射面上的每一个子平面都可以将接收到的光反射出射，从而形成多束出射光，从而光分束器实现了对光进行分束的功能。

Description

一种照明装置

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体地说，涉及一种照明装置。

背景技术

灯具属于传统领域，目前市场上的灯具的主要功能还是围绕照明领域而进行设计的。在舞台装饰、户外演出以及室内氛围等照明装饰领域，相关的装饰灯具比较单一，所以整个与装饰照明领域相关的市场存在巨大的缺口。

在照明装饰领域中，想实现一个灯具中出射多束光并在远处形成多个光斑或图案，在现有技术中已经有“魔灯”来对光进行分束。“魔灯”本质上是由若干反射镜覆盖在球形物体上形成一个具有多个反射面的反射球。但“魔灯”本身并不发光，需要在远处用灯光辅助，且体积较大不利于使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述传统技术的不足之处，本实用新型提供一种可以用于装饰照明领域照明装置。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种高效的分光装置，包括全角发光的光源，所述光源包括发出第一光的发光区，还包括第一反射面，所述第一反射面沿第一光的出射方向延伸，所述第一反射面与第一光光轴存在夹角ω，0°＜ω＜90°，所述第一反射面围绕发光区设置并且反射部分第一光，未被第一反射面反射的第一光与被第一反射面反射的第一光形成第二光；还包括光分束器，所述光分束器包括第二反射面，所述第二反射面为凹面，所述第二反射面接收第二光并反射出射第三光，所述第二反射面上排列有若干子平面。

作为上述技术方案的一种改进：所述第二光的发光角为y，y=60°。

作为上述技术方案的一种改进：所述第一反射面远离发光区的一端与发光区之间的距离为L，所述第一反射面远离发光区的一端外接圆的直径为H，所述发光区外接圆的直径为n，

。

作为上述技术方案的一种改进：所述第二反射面包括中心点p，所述第二光的光轴穿过p点，所述发光区包括发光点o，所述凹面为圆弧面，所述圆弧面的弦长为D，

。

作为上述技术方案的一种改进：所述第二光的光轴与第三光的光轴之间的夹角为β，30°＜β＜75°。

作为上述技术方案的一种改进：还包括反光杯，所述第一反射面设置在反光杯的内壁。

作为上述技术方案的一种改进：所述反光杯的内壁镀有反射膜或设置有多个反射镜。

作为上述技术方案的一种改进：所述第二反射面上的若干子平面为平面反射镜，所述平面反射镜均匀排列。

作为上述技术方案的一种改进：还包括第一反射镜，所述第一反射镜位于第三光的光路上并将接收到的第三光反射出射。

作为上述技术方案的一种改进：还包括收束透镜，所述收束透镜覆盖第一反射面远离发光区的一端。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型中发光区发出的光只有部分可以直接被光分束器接收，而第一反射面将原本发光区发出的无法被光分束器接收的光收集，并将收集到的光向光分束器反射出射，提高了光能的利用效率；而光分束器的第二反射面排列有若干子平面，每一个子平面都可以将接收到的光反射出射，从而形成多束出射光，每束出射光最终都会形成一个光斑，从而光分束器实现了对光进行分束的功能。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是照明装置的结构示意图。

图2是照明装置的光路图。

图3是另一种照明装置的结构示意图。

图4是光分束器的俯视图。

图5是光分束器的侧视图。

图6是反光杯的结构示意图。

图7是另一种照明装置的结构示意图。

图8是另一种反光杯的俯视图。

具体实施方式

实施例1：

本方案提出一种新的装饰照明装置，以弥补现在照明装饰领域的市场空缺。如图1-6所示，一种高效的分光装置，包括全角发光的光源111，所述光源包括发出第一光121的发光区111a，还包括第一反射面101，所述第一反射面101沿第一光121的出射方向延伸，所述第一反射面101与第一光121光轴存在夹角ω，0°＜ω＜90°，所述第一反射面101围绕发光区111a设置并且反射部分第一光121，未被第一反射面101反射的第一光121与被第一反射面101反射的第一光121形成第二光122；还包括光分束器102，所述光分束器102包括第二反射面102a，所述第二反射面102a为凹面，所述第二反射面102a接收第二光122并反射出射第三光123，所述第二反射面102a上排列有若干子平面。在本方案中 ，光分束器102包括第二反射面102a，而第二反射面102a上排列有若干子平面，每一个子平面都可以将接收到的光反射出射，从而使得一束光分为了多束光，实现了分光的功能。并且由于第二反射面102a是一个凹面，若干子平面排列在凹面上，使得任意相邻的子平面之间都有一定的角度差。角度差的存在使得从第二反射面102a出射的多束光形成的多个光斑之间都存在一定的空间，而不是连接在一起形成一个整体的光斑，多个光斑的分布会产生一个“星空”的视觉效果，从而使得本装置适用于照明装饰领域。而且凹面会存在一个焦点a，从凹面反射出射的光会汇聚在焦点a，但由于第二反射面102a上的子平面角度略有差异，因此从第二反射面102a反射出射的第三光123只有部分会汇聚在焦点a处，还有部分会在焦点a的附近汇聚。然而在本方案中所使用的光源111的发光角度是全角发光的，这使得光源111的发光区111a发出的第一光121是向四周随机出射的。此时，光分束器102的第二反射面102a只能接收到部分第一光121，也就只能对部分第一光121进行光分束，这造成了极大地光能浪费。因此，本方案引入了第一反射面101，第一反射面101围绕发光区111a设置，使得发光区111a发出的第一光121能够尽量被第一反射面101收集到。并且第一反射面101需要与第一光121的光轴存在夹角ω，其中0°＜ω＜90°，这使得第一反射面101能够将接收到的第一光121可以按照一定角度出射。在引入第一反射面101后，第一光121可以分为能够被第一反射面101接收到的部分和无法被第一反射面101接收到的部分，最终这两部分第一光121出射形成第二光122。其中原本无法被第二反射面102a接收到部分第一光121，在经过第一反射面101的反射引导后变为了可以被第二反射面102a接收到的光，从而提高了光能的利用率。光分束器102的第二反射面102a将接收到的第二光122进行光分束并反射出射第三光123，由于第二反射面102a接收到的光增加，因而出射的第三光123包含的多束光束形成的光斑亮度也会增加。

在本方案中，所述第二反射面102a上的若干子平面为平面反射镜，所述平面反射镜均匀排列。平面反射镜易于获得、价格便宜，非常适合作为第二反射面102a上的子平面使用，而且若干平面反射镜均匀排列使得第二反射面102a上的空间可以被充分利用。

在本方案中，为了使整个装置的体积可以小型化，我们可以从两个方面解决，一是装置内部的各个元件的体进行控制，还可以对各个元件之间的间距进行一个合理的规划。因此我们可以对第一反射面101所占的空间进行一个合理的规划，优选的，所述第一反射面101远离发光区111a的一端与发光区111a之间的距离为L，所述第一反射面101远离发光区111a的一端外接圆的直径为H，所述发光区111a外接圆的直径为n，

。发光区111a的形状可以根据设计而发生改变，因此很难对其大小进行界定，因而我们选择利用发光区111a的外接圆来对发光区111a的大小进行一个大体规定，设发光区111a的外接圆直径为n。而第一反射面101远离发光区111a的一端具体形状同样难以界定，因此我们同样选用外接圆对其大小进行规定，设第一反射面101远离发光区111a的一端的外接圆直径为H。发光区111a与第一反射面101远离发光面111a的一端距离为L，经过多次推到验证，我们发现，n、H、L这三者与夹角ω存在以下关系，

。通过

此公式，我们很容易就能对第一反射面101的体积进行合理规划，以避免增加整个装置的体积。在本方案中，所述第二光122的发光角为y，y=60°。经过发明人的反复论证，只有当第二光122的发光角y为60°时，第二光122能够被第二反射面 102a更好的接收。第二光122的发光角y为60°，可以推导出第一光121中未被第一反射面101接收而直接出射的一部分的发光角也同样为60°，而第一光121中经过第一反射面101接收并反射出射的部分，在经过第一反射面101的反射后发光角同样为60°。通过上述条件可以得出2ω=60°，进而可以得出

。在确定第二光122的发光角后，我们可以得出发光区111a与第二反射面102a之间的距离关系。由于发光区111a的形状是可以进行更改的，而且第二反射面102a为凹面，因此难以对发光区111a与第二反射面102a之间的距离进行界定。这里为了方便对发光区111a与第二反射面102a之间的距离进行界定，优选的，所述第二反射面102a包括中心点p，所述第二光122的光轴穿过p点，所述发光区111a包括发光点o，所述凹面为圆弧面，所述圆弧面的弦长为D，

。第二反射面102a优选为圆弧面，此时第二反射面102a包括一个中心点p并且圆弧面的弦长为D。在发光区111a上选取一点作为发光点o使用，此时op之间的距离就可以约等于发光区111a与第二反射面102a之间的距离。由于在本方案中2ω=60°，可以得出发光点o到达第二反射面102a的弦的距离为

，第二反射面102a的弦到点p的距离为

，因此可以得出

。只有

时，第二反射面102a才能够更好的接收到来自发光区111a的发光角为60°的光，并且将接收到的光反射出射。第一反射面101的远离发光区111a的一端出射第二光122，此时该端等同于面积增加的发光区111a，此时第一反射面101远离发光区111a的一端与第二反射面102a之间的距离为

。

上述第一反射面101远离发光区111a的一端与第二反射面102a之间的距离为

，该距离是在第一反射面101远离发光区111a与第二反射面102a对准时得到的结果。但此时第一反射面101位于从第二反射面102a出射的第三光123的光路上，因此第一反射面101不可避免的会遮挡部分出射的第三光123。为了减少被遮挡的第三光123，我们可以调整光分束器102的角度，使得光分束器102上的第二反射面102a发生偏转，从而使得第三光123不会朝向第一反射面101出射。优选的，以第二反射面102a的中心点p为旋转点，调整光分束器102的角度，使得第二反射面102a发生偏转。为了防止第二反射面102a偏转过大，导致第二反射面102a接收不到第二光122，优选的，所述第二光的光轴与第三光的光轴之间的夹角为β，30°＜β＜75°。此时无论第二反射面102a如何偏转，只要保证第二光的光轴与第三光的光轴之间的夹角30°＜β＜75°，从第二反射面102a出射的第三光123就是符合我们需求的。

在本方案中，如果只有第一反射面101是很难被设计使用的，因此优选的，还包括反光杯103，所述第一反射面101设置在反光杯103的内壁。将第一反射面101设置在反光杯103的内壁上，此时只需要对反光杯103进行设计与固定即可，方便了第一反射面101的使用。更为优选的，反光杯103的内壁镀有反射膜。对反光杯103镀反射膜，此种方式易于批量定制，同时也方便实用。而且可以将反射膜镀成抛物面的形状，即第一反射面101为抛物面，由光学知识可知，抛物面可以将光反射为准直光出射。

综上所述，为了避免光能的浪费，我们引入第一反射面101对从发光区111a发出的无法被光分束器102上的第二反射面102接收到的第一光121进行收集，并且第一反射面101将收集到的光朝向第二反射面102a反射，从而避免了光的浪费；而第二反射面102a上排列着若干子平面，每一个子平面都会对来自第一反射面101的第二光122进行反射，即从第二反射面102a出射的第三光 123包含了多束子光束，而每一个子光束都会形成一个光斑；而且由于第二反射面102a是一个凹面，此时第二反射面102a上的每一个子平面之间都会略微存在角度差异，从而使得第三光123中的每束子光束形成的光斑之间存在空间，从而达到了分光的功能。而且为了保证整个装置的体积不会过大，而对第一反射面的体积做出了限定，得到了

；同时，对发光区111a与第二反射面102a之间的间距、第一反射面101远离发光区111a的一端与第二反射面102a之间的距离也都通过推到验证得出：

、

，这两个距离公式，保证了整个装置的体积不会过大。

实施例2：

想要对光进行分束，还可以对第一反射面201做出设计，使得从第一反射面201出射的第二光222能够包含多束子光束。如图7-8，还包括反光杯203，所述第一反射面201设置在反光杯203的内壁，所述反光杯203的内壁设置有多个反射镜。在本实施例中，为了方便对第一反射面201的固定，同样引入反光杯203，并且第一反射面201同样设置在反光杯203的内壁上。但是在本实施例中，第一反射面201由多个反射镜组成，这些反射镜围绕发光区211a设置，并且沿着第一光221的出射方向延伸。而为了保证第一反射面201依旧与第一光221的光轴存在夹角，因此这些反射镜靠近发光区211a的一端的边长小于这些反射镜远离发光区211a的一端边长。这样设置使得每一个反射镜都会对接收到的第一光221进行反射，从而使得从第一反射面201出射的第二光222中会包含多个子光束。

在本实施例中，为了增加出射的第三光223的亮度，优选的，还包括收束透镜204，所述收束透镜204覆盖第一反射面201远离发光区211a的一端。这里所述的收束透镜为凸透镜，根据光学知识可知，凸透镜能够将接收到的光进行准直收束。因此收束透镜204可将接收到的第二光222收束为准直光，从而使得第二光222中到达第二反射面202a的部分增多，从而增加了出射的第三光223的亮度。

在本方案中，为了配合第三光223的出射，优选的，还包括第一反射镜205，所述第一反射镜205位于第三光223的光路上并将接收到的第三光223反射出射。将第一反射镜205放置在第三光223的光路上，从而可以通过调整第一反射镜205的角度来调整第三光223的出射方向，方便了第三光223的出射。而由于第二反射面202a是一个凹面，因此为了使得第一反射镜205能够最大程度上接收第三光223，第一反射镜205需要放置在凹面的焦点处或焦点附近。

综上所述，在本实施例中第一反射面201由多个反射镜组成，从而使得第一反射面201能够将接收到的第一光221反射出射，同时每一个反射镜都会对接收到的第一光221进行分束，从而使得出射的的第二光222中包含了多束子光束，实现了分光的功能；而收束透镜204对出射的第二光222收束为准直光，从而使得第二光222中到达第二反射面202a的部分增多，从而增加了出射的第三光223的亮度；而为方便对出射的第三光223的出射，所以本实施例引入第一反射镜205来对第三光223进行角度调整。

以上本实用新型的数个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种照明装置，包括全角发光的光源，所述光源包括发出第一光的发光区，其特征在于：还包括第一反射面，所述第一反射面沿第一光的出射方向延伸，所述第一反射面与第一光光轴存在夹角ω，0°＜ω＜90°，所述第一反射面围绕发光区设置并且反射部分第一光，未被第一反射面反射的第一光与被第一反射面反射的第一光形成第二光；还包括光分束器，所述光分束器包括第二反射面，所述第二反射面为凹面，所述第二反射面接收第二光并反射出射第三光，所述第二反射面上排列有若干子平面。

2.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述第二光的发光角为y，y=60°。

3.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述第一反射面远离发光区的一端与发光区之间的距离为L，所述第一反射面远离发光区的一端外接圆的直径为H，所述发光区外接圆的直径为n，

。

4.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述第二反射面包括中心点p，所述第二光的光轴穿过p点，所述发光区包括发光点o，所述凹面为圆弧面，所述圆弧面的弦长为D，

。

5.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述第二光的光轴与第三光的光轴之间的夹角为β，30°＜β＜75°。

6.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：还包括反光杯，所述第一反射面设置在反光杯的内壁。

7.根据权利要求6所述的一种照明装置，其特征在于：所述反光杯的内壁镀有反射膜或设置有多个反射镜。

8.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述第二反射面上的若干子平面为平面反射镜，所述平面反射镜均匀排列。

9.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：还包括第一反射镜，所述第一反射镜位于第三光的光路上并将接收到的第三光反射出射。

10.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：还包括收束透镜，所述收束透镜覆盖第一反射面远离发光区的一端。

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