CN103994397A - 一种灯具及其反射器 - Google Patents

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周明杰
乃业利
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Shenzhen Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
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Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
Oceans King Dongguan Lighting Technology Co Ltd
Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种灯具及其反射器。灯具包括LED点光源及反射器。反射器的反光面为旋转面，其旋转轴为光轴；反光面包括第一反光面、第二反光面、第三反光面及第四反光面；反射器的直径沿出光方向逐渐增加；光源发出的光线经四段反光面的反射光线均与光轴相交且夹角分别为10~20度、20~25度、25~30度及30~45度；四段反光面沿出光方向依次衔接且四者的母线均为直线，且分别将光源的光线反射至指定角度，从而将光源光线分配到特定的空间位置上，形成所需特定的光形、满足特定的照度要求，实现中光束角、均匀照度的高需求，提高了光能利用率，在相同照度要求下比其他光源能耗更低，更环保。同时反射器结构简单，容易实现。

Description

一种灯具及其反射器
技术领域
本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种灯具及其反射器。
背景技术
目前随着LED芯片和封装工艺的成熟，LED亮度要求足以满足各个照明领域的需求，LED固态照明已经成为趋势。它节能，环保，安全，具有显色指数高，寿命长的等性能特点；同时其也具有体积小，光效高，能耗小等显著特点。LED光源以其明显的优势被广泛地应用到科研实验、生产、生活的各个领域，如道路、隧道、景观、室内家居、商业广告、工业制造等照明灯具的应用。
与白炽灯、金属卤素灯等发光是360度全方向的传统光源不同的是，LED由其芯片封装的结构决定了发光的多样性，如朗伯型、侧射型、蝙蝠型和聚光型几种。因此在具体应用领域中，为符合该领域的行业或国家标准，需要进行二次光学设计，尤其是大功率LED光源，从而使得LED的光照范围、光强分布、照度等符合该行业照明的需求。在进行LED应用的二次光学设计中，由于发光角度的原因LED的大部分光线是不经反射体而直接照射出去的，这造成LED的光能损失很大。如何有效利用这部分光能是LED光源应用所要解决的问题。
在实际应用中，如显微镜局部照明、展览品照明、实验室特殊照明、产品外观检验照明等领域，需要使用满足中光束角、照度均匀等高照度要求的灯具，现有技术中灯具无法满足该需求，或者采用了复杂的结构来实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种中光束角、照度均匀、提高光能利用率、且结构简单的灯具及其反射器。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明的实施例提供了一种反射器，其具有用于反射光源发出的光线的反光面，所述反光面为旋转面，其旋转轴为光轴；所述反光面包括第一反光面、第二反光面、第三反光面及第四反光面；所述反射器的直径沿出光方向逐渐增加；
所述光源发出的光线经所述第一反光面反射的反射光线与光轴相交且夹角为10~20度，所述光源发出的光线经所述第二反光面反射的反射光线与光轴相交且夹角为20~25度，所述光源发出的光线经所述第三反光面反射的反射光线与光轴相交且夹角为25~30度，所述光源发出的光线经所述第四反光面反射的反射光线与光轴相交且夹角为30~45度；
所述第一反光面、第二反光面、第三反光面及第四反光面沿出光方向依次衔接且四者的母线均为直线。
其中，所述反光面上设有真空镀铝膜。
其中，所述反射器的入光端设有用于固定所述光源的固定板。
其中，所述固定板与所述反射器一体成型。
其中，所述反射器由PC材料射出成型。
另一方面，本发明的实施例提供了一种灯具，所述灯具包括光源，所述灯具还包括前述的反射器，所述光源为LED点光源且固定于所述反射器的入光端。
其中，所述LED点光源采用朗伯型发光体。
本发明实施例具有如下优点或有益效果；反射器的四段反光面分别将光源的光线反射至指定角度，从而将光源光线分配到特定的空间位置上，形成所需特定的光形、满足特定的照度要求，从而获得理想的配光效果，实现中光束角、均匀照度的高需求，提高了光能利用率，在相同照度要求下比其他光源能耗更低，更环保。同时反射器结构简单，容易实现，同时解决了LED光源自身发光特点所造成的配光困难。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明优选实施例提供的灯具的示意图；
图2是图1中的灯具的轴向剖面图；
图3是本发明优选实施例提供的反射器的结构设计原理图；
图4是本发明优选实施例提供的灯具的光强分布曲线图；
图5是本发明优选实施例提供的灯具的照度分布直观图；
图6是本发明优选实施例提供的灯具的照度分布曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1至图2，为本发明优选实施例提供的一种灯具，所述灯具包括光源2及反射器1，所述光源2为点光源且固定于所述反射器1的入光端。作为优选，所述光源2为LED点光源，进一步，LED点光源采用朗伯型发光体。
反射器1具有用于反射光源2发出的光线的反光面，所述反光面为旋转面，其旋转轴为光轴；所述反射器的直径沿出光方向逐渐增加。
所述反光面包括第一反光面11、第二反光面12、第三反光面13及第四反光面14。所述光源2发出的光线经所述第一反光面11反射的反射光线与光轴相交且夹角为10~20度，所述光源2发出的光线经所述第二反光面12反射的反射光线与光轴相交且夹角为20~25度，所述光源2发出的光线经所述第三反光面13反射的反射光线与光轴相交且夹角为25~30度，所述光源2发出的光线经所述第四反光面14反射的反射光线与光轴相交且夹角为30~45度。
所述第一反光面11、第二反光面12、第三反光面13及第四反光面14沿出光方向依次衔接且四者的母线均为直线。
设所述光源2发出的光线经所述反光面反射的反射光线与光轴相交且夹角为α。根据反射面反射光线的α的大小及反射定律，可求得反射面整体的具体结构，具体如下。
如图3所示，以光轴为X轴、反射器1的径向为Y轴、光源2位置为原点建立坐标系，每段反光面的母线10均为位于该坐标系的直线，设每段反光面的母线10的点在坐标系中的坐标为（x，y），由三角函数可知，y=xtanθ。在靠近光源2的端点A的坐标为（xi，yi），其远离光源2的端点B的坐标为（xi+1，yi+1）。设每节反光面的母线10与光轴的夹角为β，光源2直接发出的光线与光轴的夹角为θ，根据反射定律可知，θ=α+2β。光源2发射至母线两端点A、B的光线与光轴的夹角分别为θi、θi+1。每段母线两端点A、B之间的关系为yi+1-yi=（xi+1-xi）tanβ，yi=xitanθi，yi+1=xi+1tanθi+1，θi+1=αi+1+2β，θi=αi+2β，两端点间的α值为α范围的两个端点值。据此，由端点B的坐标（xi+1，yi+1）可以确定端点A的坐标（xi，yi）。
在本实施例中，首先确定第四反光面母线远离光源2的端点坐标，由上述原理即可计算出其靠近光源2的端点坐标。第四反光面母线靠近光源2的端点坐标即为第三反光面母线远离光源2的端点坐标，依次类推，可确定整个反光面的形状。不同第四反光面母线远离光源2的端点坐标可以确定出不同反光面的形状。第四反光面母线远离光源2的端点所在圆周即为反射器出光端，其与光源2之间的相对位置可确定整个反射器的大小，因此具体实施过程中可根据反射器1的安装空间计算确定出整个反射器1的大小形状，而不会影响到反射器的配光效果。
为了便于光源2与反射器1的固定连接，反射器1的入光端设有用于固定光源2的固定板14，光源2固定于固定板14。作为优选，固定板14与反射器1一体成型，以保证反射器的整体结构强度，同时便于加工制作。
反光面上设有真空镀铝膜，以达到80%以上的反射率。
作为优选，反射器1由PC材料射出成型，以便于加工生产。
反射器1的四段反光面分别将光源2的光线反射至指定角度，从而将光源光线分配到特定的空间位置上，形成所需特定的光形、满足特定的照度要求，从而获得理想的配光效果，实现中光束角、均匀照度的高需求，提高了光能利用率，在相同照度要求下比其他光源能耗更低，更环保。本发明的反射器1结构简单，容易实现，同时解决了LED光源自身发光特点所造成的配光困难。
在本具体实施例中，光源采用一个OSRAM-LUW-W5AM的LED，其功率为3W、光效为50lm/w，安装在反射器上。模拟灯具挂在0.4m高度，工作台面上半径0.15m的范围内其平均照度为：781lux，灯具的光强分布曲线图如图4所示，灯具相应的照度分布图如图5、图6所示，可见该灯具实现了中光束角、均匀照度的高需求。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种反射器，其具有用于反射光源发出的光线的反光面，其特征在于，
所述反光面为旋转面，其旋转轴为光轴；所述反光面包括第一反光面、第二反光面、第三反光面及第四反光面；所述反射器的直径沿出光方向逐渐增加；
所述光源发出的光线经所述第一反光面反射的反射光线与光轴相交且夹角为10~20度，所述光源发出的光线经所述第二反光面反射的反射光线与光轴相交且夹角为20~25度，所述光源发出的光线经所述第三反光面反射的反射光线与光轴相交且夹角为25~30度，所述光源发出的光线经所述第四反光面反射的反射光线与光轴相交且夹角为30~45度；
所述第一反光面、第二反光面、第三反光面及第四反光面沿出光方向依次衔接且四者的母线均为直线。
2.根据权利要求1所述的反射器，其特征在于，所述反光面上设有真空镀铝膜。
3.根据权利要求1所述的反射器，其特征在于，所述反射器的入光端设有用于固定所述光源的固定板。
4.根据权利要求3所述的反射器，其特征在于，所述固定板与所述反射器一体成型。
5.根据权利要求1-4任一项所述的反射器，其特征在于，所述反射器由PC材料射出成型。
6.一种灯具，所述灯具包括光源，其特征在于，所述灯具还包括权利要求1至5任一项所述反射器，所述光源为LED点光源且固定于所述反射器的入光端。
7.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，所述LED点光源采用朗伯型发光体。
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