用于反射來(lái)自光源的光的光學(xué)設(shè)備和包含光學(xué)設(shè)備的燈具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及照明領(lǐng)域，尤其涉及一種用于反射來(lái)自光源的光的光學(xué)設(shè)備，并且涉及包括這樣的光學(xué)設(shè)備的燈具。
【背景技術(shù)】
[0002]洗墻燈相當(dāng)流行，用于照亮城市區(qū)域中的建筑物正面。它可以按照不同類型進(jìn)行分類。一種是泛光照明，其特別用于照亮在遠(yuǎn)處的建筑物；然而，均勻性并不令人滿意，尤其在靠近建筑物的區(qū)域周?chē)?；此外，在該靠近區(qū)域的正面上明顯地形成令人不快的圓錐形光效果。另一種是線性洗墻燈，其均勻性已改善很多，但效果仍然差強(qiáng)人意。此外，當(dāng)前的洗墻燈尺寸大，這不僅不美觀，而且需要更多的空間。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種緊湊光學(xué)設(shè)備，用于在反射來(lái)自光源的光的同時(shí)，生成均勾的光分布。
[0004]根據(jù)本實(shí)用新型，該光學(xué)設(shè)備包括在具有中心軸的堆疊排列中的較低反射器和較高反射器，較低反射器和較高反射器中的每一個(gè)被布置成反射來(lái)自光源的光，其中較低反射器具有用于將來(lái)自光源的光朝向較高反射器傳遞的中心區(qū)域，該堆疊排列的中心軸穿過(guò)該較低反射器的中心區(qū)域。
[0005]換言之，該光學(xué)設(shè)備包括兩個(gè)反射器:裝備在堆疊的較低端的較低反射器和裝備在該堆疊的較高端的較高反射器，其中較低反射器具備在其中心的區(qū)域。光源可以放置在該中心區(qū)域之下，其發(fā)射側(cè)面向該兩個(gè)反射器，從而使得從光源發(fā)射的光的一部分由較低反射器反射，同時(shí)另一部分經(jīng)由該中心區(qū)域穿過(guò)較低反射器，以由較高反射器反射。較低反射器的中心區(qū)域可以是孔。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)設(shè)備還包括安置在較低和較高反射器之間的中間反射器，其中該中間反射器具有用于將來(lái)自光源的光朝向較高反射器傳遞的中心區(qū)域，并且其中該堆疊排列的中心軸穿過(guò)較低和中間反射器的中心區(qū)域，較低反射器的中心區(qū)域大于中間反射器的中心區(qū)域。在該實(shí)施例中，至少一個(gè)另外的反射器裝備在較低和較高反射器之間。除了較高反射器之外，所有的反射器都具備中心區(qū)域(諸如孔)，并且中心區(qū)域的尺寸從較低反射器朝向較高反射器逐漸減小。光源可以放置在較低反射器的中心區(qū)域下方，其發(fā)射側(cè)面向堆疊排列的反射器，從而使得從光源發(fā)射的光的一部分由較低反射器反射，同時(shí)該光的剩余部分經(jīng)過(guò)該堆疊排列而朝向較高反射器，每一個(gè)更高的反射器反射其一部分。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，較低反射器被布置成將來(lái)自光源的光朝向第一目標(biāo)區(qū)域反射并且較高反射器被布置成將來(lái)自光源的光朝向第二目標(biāo)區(qū)域反射，第一目標(biāo)區(qū)域被安置為比第二目標(biāo)區(qū)域更靠近光源。第一和第二目標(biāo)區(qū)域可以被安置在垂直于堆疊排列的中心軸的平面中。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，較低和較高反射器中的每一個(gè)都包括多個(gè)子反射器，每個(gè)子反射器被布置成將光朝向該平面內(nèi)的位置反射，該位置距中心軸的距離與子反射器距中心軸的距離成反比。換言之，每個(gè)子反射器以這樣的方式被配置，使得子反射器的某個(gè)部分越靠近中心軸，反射光就將到達(dá)平面上更遠(yuǎn)的地方。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)子反射器是凹鏡。換言之，在平行于中心軸的平面中，每個(gè)子反射器的縱向橫截面包括向上的凸曲線的截面，以使每個(gè)子反射器基本上作為凹鏡工作，只不過(guò)在其不同部分上設(shè)計(jì)特定的曲率，從而使得光在不同部分上以不同的方向和光強(qiáng)度被反射。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，較低和較高反射器中的每一個(gè)在垂直于中心軸的方向上都具有周線為多邊形形狀的橫截面。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，較低和較高反射器為凹鏡，每一個(gè)都具有無(wú)縫反射性表面，并且，在垂直于中心軸的方向上，較低反射器具有環(huán)形橫截面，并且較高反射器具有圓形橫截面。
[0012]本實(shí)用新型的光學(xué)設(shè)備可以被合并于燈具中，其中該燈具還包括光源(其可以進(jìn)而包括印刷電路板上的LED)。該燈具也可以還包括用于包裹該光學(xué)設(shè)備的半透明(translucent)外殼。在該燈具中，光源可以被在其光發(fā)射側(cè)的圖案掩模所遮蓋，從而可以生成不同的圖案。
[0013]本實(shí)用新型可以應(yīng)用于各種場(chǎng)景中，其中光源(諸如基于LED的光源)提供對(duì)于目標(biāo)區(qū)域的間接照明，該光源被定向?yàn)槠浔巢砍蚰繕?biāo)區(qū)域。實(shí)際的應(yīng)用包括但不限于洗墻照明、天花板照明和廣場(chǎng)地面照明。
[0014]當(dāng)本實(shí)用新型用于洗墻應(yīng)用中用于照亮建筑物正面時(shí)，光源并不直接照亮該正面。相反，從光源發(fā)射的光在到達(dá)該正面之前被較低和較高反射器反射。多個(gè)反射器的該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相當(dāng)均勻的光分布。此外，不會(huì)形成現(xiàn)有洗墻燈所產(chǎn)生的靠近建筑物的典型的圓錐形區(qū)域，這使得光分布變得柔和并使其看起來(lái)更加自然。
[0015]為了確保來(lái)自建筑物正面的所有反射光能夠被站立于該建筑物前方的人均勻地感知到，堆疊排列的不同級(jí)別上的較低和較高反射器負(fù)責(zé)照亮目標(biāo)建筑物正面的不同區(qū)域，并且對(duì)于每一個(gè)反射器，反射器上的不同反射部分生成不同方向和量的光(或不同光強(qiáng)度)。原則上，較低反射器負(fù)責(zé)間接照亮目標(biāo)建筑物正面的區(qū)域，該區(qū)域比較高反射器所照亮的區(qū)域更靠近光源。
[0016]當(dāng)設(shè)計(jì)較低和較高反射器時(shí)需要考慮兩個(gè)重要的方面。第一方面是來(lái)自目標(biāo)區(qū)域(諸如建筑物正面)的反射光的垂直光分量。當(dāng)將站立于燈具和建筑物前方的人作為中心點(diǎn)時(shí)，來(lái)自目標(biāo)區(qū)域的反射光越遠(yuǎn)，該反射光的垂直光分量將越少，并且進(jìn)而能夠由人感知到的光的量就越低。因此，必須將相對(duì)較多的光分布進(jìn)入這樣的更遠(yuǎn)區(qū)域以便生成更多的垂直光分量。第二方面是光源的性質(zhì)。舉例來(lái)說(shuō)，LED光源可以在其發(fā)射區(qū)域的中心處產(chǎn)生相對(duì)較高的光強(qiáng)度。相應(yīng)地，反射器可以被設(shè)計(jì)成將LED光源的中心部分周?chē)哂懈吖鈴?qiáng)度的光重定向到更遠(yuǎn)的區(qū)域以確保目標(biāo)表面的所有區(qū)域都具有良好的均勻性。根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)設(shè)備為了前面提及的兩個(gè)重要方面而被優(yōu)化。此外，因?yàn)楣庠纯梢员谎b備成使其發(fā)射表面朝向反射器，所以也可以實(shí)現(xiàn)緊湊的尺寸。
【附圖說(shuō)明】
[0017]參考示出本實(shí)用新型的示例實(shí)施例的附圖，現(xiàn)在將詳細(xì)地描述本實(shí)用新型的這些和其他方面，其中:
[0018]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備的透視圖；
[0019]圖2是利用圖1的光學(xué)設(shè)備能夠獲得的光分布的示意圖；
[0020]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備的透視圖；
[0021]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備的透視圖；
[0022]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的燈具的透視圖；
[0023]圖6示出圖5的燈具如何能夠安裝于建筑物正面的前方；
[0024]圖7是在光源之上具有圖案掩模的燈具的實(shí)施例的透視圖；以及
[0025]圖8示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)效果。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在下面的描述中，參考用于建筑物正面的照明的洗墻燈來(lái)描述本實(shí)用新型。然而，應(yīng)當(dāng)注意，這絕不是限制本實(shí)用新型的范圍，本實(shí)用新型等同地可應(yīng)用于其他應(yīng)用，諸如內(nèi)部天花板的照明和廣場(chǎng)地面的照明，僅列舉幾例。
[0027]圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)設(shè)備的實(shí)施例。光學(xué)設(shè)備100包括兩個(gè)堆疊的反射器:較低反射器110和較高反射器120。較低反射器110在其中心處具備孔1110，從而使得LED光源200可以定位在孔1110的下方。LED光源200被定向?yàn)槠浒l(fā)射表面面向該兩個(gè)反射器的反射表面，即該兩個(gè)反射器的較低的表面。兩個(gè)反射器均包括多個(gè)子反射器。在本實(shí)施例中，當(dāng)從上方看時(shí)，較高反射器120看起來(lái)像六邊形，但是三維地，它包含六個(gè)子反射器1220，每個(gè)子反射器基本上為具有一定曲率的向上豎立的倒三角體。從光學(xué)的觀點(diǎn)，每個(gè)子反射器類似于凹反射器工作，因?yàn)槊總€(gè)子反射器的縱向橫截面包括向上的凸曲線的截面，其中該縱向橫截面被定義為穿過(guò)該光學(xué)設(shè)備的中心軸(或者如果只有一個(gè)LED源，則是LED光源的光軸)的平面中的橫截面。同樣地，較低反射器包含六個(gè)子反射器1120，只不過(guò)每個(gè)子反射器的向上的凸曲線的曲率從其中心部分到邊緣部分趨于更平滑，而較高單元的曲率更陡峭。
[0028]圖2是利用圖1的光學(xué)設(shè)備能夠獲得的光分布的示意圖。圖1的實(shí)施例設(shè)計(jì)為使得較高反射器120能夠?qū)⒎瓷涔馔渡涞骄喙庠聪鄬?duì)更遠(yuǎn)的目標(biāo)區(qū)域的區(qū)域(在圖2中這個(gè)區(qū)域被標(biāo)記為F)，而較低反射器110能夠?qū)⒎瓷涔馔渡涞较鄬?duì)更近的區(qū)域(標(biāo)記為N)。在該實(shí)施例中，目標(biāo)區(qū)域是建筑物正面。這種類型的光分布是能量高效的，因?yàn)槔脕?lái)自兩個(gè)反射器的光高效地照亮了目標(biāo)區(qū)域，最小化了重疊。換言之，被投射的光的不同部分用于照亮目標(biāo)區(qū)域的不同部分。此外，上述構(gòu)造能夠簡(jiǎn)化每個(gè)子反射器的具體結(jié)構(gòu)并使得光學(xué)設(shè)備的整個(gè)尺寸更加緊湊。作為進(jìn)一步的改動(dòng)或變型，交換兩個(gè)反射器的照亮區(qū)域是可能的，即，較高反射器可以將反射光重定向到更近的區(qū)域而較低反射器重定向到更遠(yuǎn)的區(qū)域?？纯磮D2中較高反射器120的光路徑，可以看到，來(lái)自較高反射器120的中心部分(在圖2中，“中心”或“邊緣”由距LED光源的光軸的徑向距離定義)