CN215174364U - 一种模拟自然光照的灯具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种模拟自然光照的灯具，包括壳体、第一模拟机构2、第二模拟机构，所述壳体一侧开口设置形成出光面；第一模拟机构、第二模拟机构依次沿所述出光面方向设置在所述壳体内部。本申请的有益效果是：本申请通过第一模拟机构模拟太阳光照，通过第二模拟机构模拟天空光照；使本灯具实现模拟日光透过天窗投射的效果；模拟日光照射角度随时间变化而变化的效果；以及模拟日光颜色、亮度随时间变化而变化的动态效果。

Description

一种模拟自然光照的灯具

技术领域

本申请涉及LED技术领域，更具体地，涉及一种模拟自然光照的灯具。

背景技术

随着人们生活水平的提高和照明技术的进步，照明行业商业化逐步细分化发展。用户对各种照明场所使用的灯具提出了更多的功能和照明要求，产品功能的多样性，实用性，人机的互动体验都越来越受到大众的关注，尤其是新时代的年轻人，在追求优质的产品服务的同时，更注重产品的体验。而现有灯具体系一般仅能实现照明效果，照明场景有限。

发明内容

本申请为克服现有技术中现有灯具体系一般仅能实现照明效果，照明场景有限的问题，本申请所要解决的技术问题是提供一种模拟自然光照的灯具。

一种模拟自然光照的灯具，包括壳体、第一模拟机构、第二模拟机构，所述壳体一侧开口设置形成出光面；第一模拟机构、第二模拟机构依次沿所述出光面方向设置在所述壳体内部。

可选地，所述第一模拟机构包括安装架、发光组件、光学仓组件、反光镜组件，

所述安装架固定在所述壳体内侧，所述发光组件、所述光学仓组件、所述反光镜组件均固定在所述安装架上，所述发光组件、反光镜组件分设在所述光学仓组件两端；

所述发光组件发出光源，依次通过光学仓组件、反光镜组件，沿所述出光面向外投射。

可选地，所述发光组件包括光控板、LED灯、遮光筒、扩散透镜、散热器，

所述光控板固定在所述安装架上，所述LED灯固定在所述光控板上，所述遮光筒固定在所述光控板且套接在所述LED灯上，所述扩散透镜设置在所述遮光筒另一端，且所述扩散透镜与所述LED灯同轴设置；所述散热器固定在安装架上且与所述光控板连接设置。

可选地，所述反光镜组件包括第二反光镜、转动板、转动组件，所述转动组件固定在所述安装架上，所述反光镜固定在所述转动板上，所述转动板和所述转动组件转动连接。

可选地，所述光学仓组件包括光学仓本体，所述光学仓本体设置有入光口、出光口，在所述光学仓本体内设置有第一反射镜，且所述第一反射镜设置在所述入光口、出光口之间的直线夹角处，所述发光组件设置在所述入光口处，所述出光口沿所述安装架的切光口设置，且所述反光镜组件设置在所述出光口和切光口之间。

可选地，所述入光口、出光口之间的直线夹角小于180°。

可选地，所述第二模拟机构包括第一光源组件、第二光源组件、以及面框组件，通过所述第一光源组件、所述光源组件光线混合形成天空场景。

可选地，所述面框组件包括固定架、面框本体，

多个所述固定架水平周设在所述壳体内侧且抵接或相邻设置在所述面框上方；

所述面框本体沿所述出光面反向一端向外弯折形成连接部，且所述连接部外侧抵接在所述固定架内侧；所述面框本体另一端设置有与所述壳体连接的安装部。

可选地，所述第一光源组件包括第一光源板、第一导光板、第一连接架、第一压条，所述第一连接架固定在所述固定架上，两所述第一压条将两所述第一光源板固定在所述第一连接架两侧，所述第一导光板搭接在所述第一连接架上，且所述第一导光板两侧分别抵接或相邻设置在所述第一光源板。

可选地，所述第二光源组件包括第二光源板、第二导光板，两所述第二光源板相对设置在所述连接部上且所述第二光源板设置在所述第一光源组件下端；所述第二导光板搭接在所述连接部上，且所述第二导光板两侧分别抵接或相邻设置在所述第二光源板；其中，所述第一光源板、第二光源板相互垂直设置。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：本申请通过第一模拟机构模拟太阳光照，通过第二模拟机构模拟天空光照；使本灯具实现模拟日光透过天窗投射的效果；模拟日光照射角度随时间变化而变化的效果；以及模拟日光颜色、亮度随时间变化而变化的动态效果。

附图说明

图1为本申请实施例的灯具的示意图。

图2为本申请实施例的第一模拟机构示意图。

图3为本申请实施例的第一模拟机构的光学结构示意图。

图4为本申请实施例的发光组件的示意图。

图5为本申请实施例的反光镜组件的示意图。

图6为本申请实施例的光学仓组件的示意图。

图7为本申请实施例的第二模拟机构的示意图。

图8为本申请实施例的第二模拟机构的光源投射示意图。

图9为本申请实施例的反光镜组件的转动组件在A位置的清晨太阳刚升起时的照射角度效果的示意图。

图10为本申请实施例的反光镜组件的转动组件在B位置的太阳正午照射时的照射角度效果的示意图。

图11为本申请实施例的反光镜组件的转动组件在C位置的太阳夕阳西下时的照射角度效果的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本申请作进一步的说明。

本申请实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在如图1-11所示的实施例中，本申请提供了一种模拟自然光照的灯具，包括壳体1、第一模拟机构2、第二模拟机构3，壳体1一侧开口设置形成出光面；第一模拟机构2、第二模拟机构3依次沿出光面方向设置在壳体1内部。在本实施例中，本申请通过第一模拟机构2模拟太阳光照，通过第二模拟机构3模拟天空光照；使本灯具实现模拟日光透过天窗投射的效果；模拟日光照射角度随时间变化而变化的效果；以及模拟日光颜色、亮度随时间变化而变化的动态效果。本申请的灯具可无线控制的模拟自然光照的天窗灯具，通过模拟天空颜色的面框组件和可转角度的内置射灯组件，达到模拟太阳光射进天窗时的动态效果。灯具内置的机械结构通过智能化程序，可达到太阳光照角度随时间变化而移动的功能，同时通过程序控制太阳色温变化，以及天空底色颜色变化，和亮度的变化。用户可以通过手机APP对灯具模式进行选择和设置。本申请的灯具可用于室内灯具，多安装于商场、超市、康养病房等公共场所，也可安装于办公室、地下室、以及缺乏阳光照射的区域。灯具采用智能化模式控制，可以通过灯具本身结构和内置机械装置实现全天候的照明效果。能够动态模拟太阳从早到晚的颜色亮度的变化，也可以模拟出太阳光早中晚照射角度和位置变化。以及通过第二模拟机构3特殊的光源布局实现天空底色的变化。本申请可预设的情景模式有清晨的阳光，柔和明亮。中午的阳光，强烈刺眼。以及傍晚的阳光，红彤火热。阳光色温和亮度，通过程序调节。天空底色也会分别根据时间早中晚时间变化而变化，从清晨的明亮淡蓝到中午的纯净的湛蓝，再到傍晚的暗红色。配合模拟的太阳光照，实现室内太阳光照射的效果。除此之外用户可以通过个人喜好设置自己喜欢的风格，设置阴天，雨雪天的照明效果，也可设置为氛围单色照明等风格。本申请通过天窗灯模拟的太阳光照效果来改善人们在工作和生活场所中的灯光体验。从心理层面出发，人体通过自然光照射能释放内心压抑的情绪，对心理健康有积极的意义。从生理层面出发，模拟的自然光能调节人的生理节律，影响人们生物钟周期变化，改善人们睡眠质量，促进人们的身心健康发展。

在一些实施例中，参见图2-3，第一模拟机构2包括安装架21、发光组件22、光学仓组件23、反光镜组件24，安装架21固定在壳体1内侧，发光组件22、光学仓组件23、反光镜组件24均固定在安装架21上，发光组件22、反光镜组件24分设在光学仓组件两端；发光组件22发出光源，依次通过光学仓组件23、反光镜组件24，沿出光面向外投射。在本实施例中，安装架21通过螺栓固定在壳体1内部，安装架21中部设置有可透出光源的切光口。光学仓组件23一端设置在切光口处，光学仓组件23另一端与发光组件22连接设置，反光镜组件24 转动连接在光学仓组件23的出光口和切光口之间。发光组件22发出光源，依次通过光学仓组件23、反光镜组件24，沿出光面向外投射。

在一些实施例中，参见图4，发光组件22包括光控板221、LED灯、遮光筒 222、扩散透镜223、散热器224，光控板221固定在安装架21上，LED灯固定在光控板221上，遮光筒222固定在光控板221且套接在LED灯上，扩散透镜223设置在遮光筒222另一端，且扩散透镜223与LED灯同轴设置；散热器224 固定在安装架21上且与光控板221连接设置。在本实施例中，LED灯为模拟太阳直射光线的双色温LED光源；LED灯设置在遮光筒222内部，LED光源正面HIA 可通过设置导光柱，将COB光源的光直线导出到扩散透镜223之上，光线通过扩散透镜223均匀放大后散布到光学仓组件23内部。

在一些实施例中，参见图5，反光镜组件24包括第二反光镜241、转动板 242、转动组件243，转动组件243固定在安装架21上，反光镜固定在转动板242 上，转动板242和转动组件243转动连接。在本实施例中，转动组件243包括转动支架、轮系控制组件、传动轴、传动轮、从动轮、轴承，转动支架固定在安装架21上，传动轴转动连接在转动支架上端，轮系控制组件、轴承分设在传动轴两端部，传动轮套接在传动轴；反射镜固定在转动板242上，转动板242下端转动连接在转动支架上，转动板242背面与从动轮固定连接，从动轮啮合连接在传动轮上。在轮系控制组件驱动下，带动传动轴转动，使得传动轮带动从动轮进行转动，从而实现反射镜的转动。从动轮为扇形，从动轮侧边通过螺栓固定在转动板242，其中，从动轮为大直径的1/3圆周的扇形结构，从动轮固定在反射镜的背面，从动轮在传动轮驱动下，带动反射镜在转动支架上进行转动。反射镜下端也可转动连接在安装架21上，能够实现在从动轮带动将反射镜进行移动即可。通过轮系控制组件内的马达、变速箱、传动轴，以及齿轮系传动实现灯具的直射光线移动的效果，实现灯具光斑投射到地面和物体上移动的效果，真实还原自然界太阳随时间改变在天空中位置的能力，使用此种方式，能更好的结合程序控制，调节光斑移动的距离和角速度参数，通过改变齿轮传动比结合后期程序调试，使光斑移动更平滑连续。

在一些实施例中，参见图6，光学仓组件23包括光学仓本体231，光学仓本体231设置有入光口232、出光口233，在光学仓本体231内设置有第一反射镜 234，且第一反射镜234设置在入光口232、出光口233之间的直线夹角处，发光组件22设置在入光口232处，出光口233沿所述安装架21的切光口设置，且所述反光镜组件24设置在所述出光口233和切光口211之间。入光口232、出光口233之间的直线夹角小于180°。在实施例中，第一反射镜234的反射平面与遮光筒222轴线方向形成45°夹角的关系，第一反射镜234将扩散过来的光线折弯90度夹角反射到第二反射镜241上进行下一次反射。第二反射镜234设置在转动板之内，第二反射镜241固定板背面固定有轮系控制组件中的大直径 1/3圆周的从动轮，转动板下边缘设置的转动轴承，带动整个第二反光镜241固定板沿一定角度来回转动，轮系控制组件将马达提供的力矩通过内置的变速轮系传导到传动机构动轮上，传动轮和大从动轮进行齿合，进而将力矩转导到固定板上，带动二次反射镜改变反射角位置。实现模拟太阳转动。本申请的第一模拟机构2包含的各光学配件所组成的发光路径和导光原理。实现灯具高强度高截止线的投射光斑效果。

在一些实施例中，参见图7-8，第二模拟机构3包括第一光源组件31、第二光源组件32、以及面框组件33，通过第一光源组件31、第二光源组件光线混合形成天空场景。面框组件33包括固定架333、面框本体，多个固定架333水平周设在壳体1内侧且抵接或相邻设置在面框上方；面框本体沿出光面反向一端向外弯折形成连接部331，且连接部外侧抵接在固定架333内侧；面框本体另一端设置有与壳体1连接的安装部332。在本实施例中，通过第一光源组件31、第二光源组件32相互组合，可实现清晨的阳光、柔和明亮，中午的阳光、强烈刺眼，以及傍晚的阳光、红彤火热等多种场景模式；天空底色可分别根据时间早中晚时间变化而变化，从清晨的明亮淡蓝到到中午的纯净的湛蓝，再到傍晚的暗红色。配合模拟的太阳光照，实现室内太阳光照射的效果。除此之外用户可以通过个人喜好设置自己喜欢的风格，设置阴天，雨雪天的照明效果，也可设置为氛围单色照明等风格。

第二模拟机构3通过设置不同层次的LED光源进行混光的方式，模拟出天空底色在各场景中不同的情景模式。通过第一光源板提供饱和度和颜色可调的天空底色，经过混光板之间的混光腔充分混光后，将天空底色光从出光口233投射出灯具。同时通过控制第二光源板光源颜色和亮度效果加强天空底色的混合效果。配合特制的混光板高亮度低透光特性，通过调节第二光源板相对亮度，达到隐藏钝化灯具内部切光轮廓和内部纹理的杂散光效果。

在一些实施例中，第一光源组件31包括第一光源板312、第一导光板313、第一连接架311、第一压条314，第一连接架311固定在固定架333上，两第一压条314将两第一光源板312固定在第一连接架311两侧，第一导光板313搭接在第一连接架311上，且第一导光板313两侧分别抵接或相邻设置在第一光源板 312。第一光源板为RGB光源板，可以通过光源内置几种颜色芯片对各颜色占比进行混合，以模拟出天空底色的颜色，可实现天空底色颜色随早中晚变化。

在一些实施例中，第二光源组件32包括第二光源板321、第二导光板322，两第二光源板321相对设置在连接部331上且第二光源板321设置在第一光源组件31下端；第二导光板322搭接在连接部331上，且第二导光板322两侧分别抵接或相邻设置在第二光源板321；其中，第一光源板312、第二光源板321相互垂直设置。第二导光板可以是混光板第一光源板通过光源内置几种颜色芯片对各颜色占比进行混合，以模拟出天空底色的颜色。第一光源板、第二光源板投射光线分别通过第一导光板、第二导光板向外投射，第一导光板下表面高反射度，和第二导光板之间形成混光内腔体，第一导光板、第二导光板上向下发出的光经过混光腔体内多次反射，每次反射都有一部分光射出，后进行充分混光处理。最后通过第二导光板将混合后的底色光向外发出。第二光源板提供和底色颜色相近的不同亮度的光。通过第一光源组件31、第二光源组件32相互组合，可实现清晨的阳光、柔和明亮，中午的阳光、强烈刺眼，以及傍晚的阳光、红彤火热等多种场景模式；天空底色可分别根据时间早中晚时间变化而变化，从清晨的明亮淡蓝到中午的纯净的湛蓝，再到傍晚的暗红色，实现室内天空场景的效果。

在一些实施例中，参见9，图9为光线传导到第二反射镜后再次反射的示意图，从动轮带动转动板到A位置时，光线沿一定夹角投射到第一导光板之上，光线穿透过第一导光板，投射到第二导光板上的特殊涂层上，将投射光钝化后导出灯具出光口233，最后投影到被照物体之上，形成太阳光穿过窗户切光的效果，同时人眼能观察到灯具出光口233内混光板形成的太阳光穿过玻璃窗后的光晕效果。如图可将A位置设置为清晨太阳刚升起时的照射角度效果，同时配合面框组件33底色光层发出的光进行混光，影响亮度，色温的效果，模拟清晨初始照度的场景。其他时间点使用相同的混光原理，展现类似自然界各时间点阳光的效果。参见图10，图10是固定板转动到B位置时，光线呈现直下照射的效果，灯具场景可设置为太阳正午照射出来的光，此刻光照强度最高，模拟太阳光照的双色温光源色温设置为最高色温，同时配合RGB混光技术，通过增加第二光源板的亮度配合第一光源板模拟的高饱和度湛蓝色天空底色，达到正午十分天空高亮度，高饱和度的效果。参见图11，图11可设置为傍晚时分太阳夕阳西下时的光照场景，此时刻可以将模拟太阳光的双色温光源设置为最低色温的金黄光效果，同时将亮度由高调低，天空底色由高饱和度的蓝色调整到低饱和度的暗红色效果，模拟夕阳晚景的场景。

上述三个效果分别为灯具在各特殊时刻点的场景效果，而灯具的照明效果实际上是通过程序控制的根据时间变化而变化的渐进效果，通过设置时间周期，灯光系统各子系统通过预设的渐变效果相互配合，形成不同时刻的照明场景，同时程序控制灯具内置的制动机构，控制模拟太阳光投射角度变化，能够使人感受到太阳从早到晚，光照角度和颜色的变化，使人有身临其境的感受。

显然，本申请的上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种模拟自然光照的灯具，其特征在于，包括壳体、第一模拟机构、第二模拟机构，所述壳体一侧开口设置形成出光面；第一模拟机构、第二模拟机构依次沿所述出光面方向设置在所述壳体内部；

其中，所述第一模拟机构包括安装架、发光组件、光学仓组件、反光镜组件，所述安装架固定在所述壳体内侧，所述发光组件、所述光学仓组件、所述反光镜组件均固定在所述安装架上，所述发光组件、反光镜组件分设在所述光学仓组件两端；

所述第二模拟机构至少包括第一光源组件；

所述发光组件发出光源，依次通过光学仓组件、反光镜组件、第二光源组件，沿所述出光面向外投射。

2.根据权利要求1所述的一种模拟自然光照的灯具，其特征在于，所述发光组件包括光控板、LED灯、遮光筒、扩散透镜、散热器，

所述光控板固定在所述安装架上，所述LED灯固定在所述光控板上，所述遮光筒固定在所述光控板且套接在所述LED灯上，所述扩散透镜设置在所述遮光筒另一端，且所述扩散透镜与所述LED灯同轴设置；所述散热器固定在安装架上且与所述光控板连接设置。

3.根据权利要求1所述的一种模拟自然光照的灯具，其特征在于，所述反光镜组件包括第二反光镜、转动板、转动组件，所述转动组件固定在所述安装架上，所述反光镜固定在所述转动板上，所述转动板和所述转动组件转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种模拟自然光照的灯具，其特征在于，所述光学仓组件包括光学仓本体，所述光学仓本体设置有入光口、出光口，在所述光学仓本体内设置有第一反射镜，且所述第一反射镜设置在所述入光口、出光口之间的直线夹角处，所述发光组件设置在所述入光口处，所述出光口沿所述安装架的切光口设置，且所述反光镜组件设置在所述出光口和切光口之间。

5.根据权利要求4所述的一种模拟自然光照的灯具，其特征在于，所述入光口、出光口之间的直线夹角小于180°。

6.根据权利要求1所述的一种模拟自然光照的灯具，其特征在于，所述第二模拟机构还包括第二光源组件、以及面框组件，通过所述第一光源组件、所述光源组件光线混合形成天空场景。

7.根据权利要求6所述的一种模拟自然光照的灯具，其特征在于，所述面框组件包括固定架、面框本体，

多个所述固定架水平周设在所述壳体内侧且抵接或相邻设置在所述面框上方；

所述面框本体沿所述出光面反向一端向外弯折形成连接部，且所述连接部外侧抵接在所述固定架内侧；所述面框本体另一端设置有与所述壳体连接的安装部。

8.根据权利要求7所述的一种模拟自然光照的灯具，其特征在于，所述第一光源组件包括第一光源板、第一导光板、第一连接架、第一压条，所述第一连接架固定在所述固定架上，两所述第一压条将两所述第一光源板固定在所述第一连接架两侧，所述第一导光板搭接在所述第一连接架上，且所述第一导光板两侧分别抵接或相邻设置在所述第一光源板。

9.根据权利要求8所述的一种模拟自然光照的灯具，其特征在于，所述第二光源组件包括第二光源板、第二导光板，两所述第二光源板相对设置在所述连接部上且所述第二光源板设置在所述第一光源组件下端；所述第二导光板搭接在所述连接部上，且所述第二导光板两侧分别抵接或相邻设置在所述第二光源板；其中，所述第一光源板、第二光源板相互垂直设置。

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