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CN101963326B - 反射罩及照明装置 - Google Patents

反射罩及照明装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种反射罩，其包括由多个侧板，该多个侧板围合成一个具有第一开口与第二开口的截顶棱锥状结构。该第一开口及第二开口分别由该多个侧板的端部围合而成，该多个侧板的内侧面为反射面，该第一开口的面积大于该第二开口的面积。该第一开口为多边形，该多边形包括两个相互平行的平行边，该两个平行边的相邻端点之间分别具有首尾相连的多个斜边，且该多个斜边均位于由该两个平行边的四个顶点所确定的四边形的外侧，以平行该两个平行边的任意直线与该多边形的多个斜边相交所截得的线段均小于该两平行边之间的距离，该第二开口处用于设置发光二极管光源。本发明还涉及一种利用上述反射罩的照明装置。

Description

反射罩及照明装置
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其是一种反射罩及发光二极管照明装置。
背景技术
对于采用发光二极管作为发光元件的照明装置，为使其输出光具有特定的光场形状以满足实际应用中的对照明场形之需求，通常需要设置一反射罩来对发光二极管输出光的场形进行调整；另外，照明装置需要一光罩覆盖反射罩的开口处，以保护发光二极管不被外物损坏。然而，由于一般球形或方形反射罩产生的场形有限，无法满足现在多元的光场形需求，例如路灯需要长方形场形。因此，有必要提供一种发光二极管照明装置，以适应多变多元的光场形需求。
发明内容
下面将以实施例说明一种发光二极管照明装置，其可具较佳的照明光场形状。
一种反射罩，其包括由多个侧板，该多个侧板围合成一个具有第一开口与第二开口的截顶棱锥状结构。该第一开口及第二开口分别由该多个侧板的端部围合而成，该多个侧板的内侧面为反射面，该第一开口的面积大于该第二开口的面积。该第一开口为多边形，该多边形包括两个相互平行的平行边，该两个平行边的相邻端点之间分别具有首尾相连的多个斜边，且该多个斜边均位于由该两个平行边的四个顶点所确定的四边形的外侧，以平行该两个平行边的任意直线与该多边形的多个斜边相交所截得的线段均小于该两平行边之间的距离，该第二开口处用于设置发光二极管光源。
一种照明装置，其包括一如上所述的反射罩、至少一发光二极管光源及一光罩。该至少一发光二极管光源设置于该第二开口处，该光罩设置在该第一开口处以覆盖该反射罩。该光罩上设置有光学微结构，该至少一发光二极管光源发出的光线最终经由该光罩出射，且该光学微结构用于对光线进行发散。
相对于现有技术，所述反射罩的开口具有多边形形状，以平行该两个平行边的任意直线与该多边形的多个斜边相交所截得的线段均小于该两平行边之间的距离，故应用于照明装置时可形成长条形光场；另外，除两平行边之外的其它边均位于该两个平行边的四个顶点所确定的四边形的外侧，则其用于照明装置时，可使照明装置发出的光更多地被反射，反射效率更高，形成的光场更大。
所述照明装置利用上述反射罩，可得到光场更大的长条形光场，更有利于将其应用于如路灯等需要长条形光场的场合。
附图说明
图1是本发明第一实施例的照明装置的立体示意图。
图2是图1所示照明装置的立体分解示意图。
图3是图1所示照明装置的截面示意图。
图4是图1所示照明装置产生的光场形状模拟图。
图5是图1所示照明装置的配光曲线图。
图6是图1所示照明装置的反射罩的第二种实施方式示意图。
图7是图1所示照明装置的反射罩的第三种实施方式示意图。
图8是图1所示照明装置的光罩的第二种实施方式示意图。
图9是图1所示照明装置的光罩的第三种实施方式示意图。
图10是图1所示照明装置的光罩的第四种实施方式示意图。
图11是本发明第二实施例的照明装置的俯视图。
图12是图11所示照明装置的光场模拟图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1至图3，本发明第一实施例的照明装置100，其包括一个反射罩120、两个发光二极管光源140及一个光罩160。
所述反射罩120包括六个侧板122，该六个侧板围合成一截头六角锥形，其一端为一开口126，另一端设置有一底板124。该六个侧板122的内侧面为反射面122，底板124的朝向反射罩120内部的表面为承载面130，该承载面130的面积较小于开口126的面积，发光二极管光源140发出的光线经由该开口126出射至外界。
该承载面130与该开口126的形状为两个相似六边形，此处以开口126的六边形为例进行说明。该六边形以其中两个顶点的连线为对称轴O1左右对称，该六边形具有两个与该对称轴O1平行的两边，与该对称轴O1平行的两边的距离D1，该六边形的位于该对称轴O1内的两个顶点的连线的长度D2，且D1＞D2，因此可认为该六边形为长条形，该长条形的长度方向与对称轴O1相垂直；另外，与对称轴O1平行的两边定义一四边形，位于该对称轴O1内的两个顶点均位于该四边形外，因此六边形的另外四边形成凸出于该四边形的结构。该六个反射面128分别自该开口126向承载面130方向倾斜，用于反射发光二极管光源140的光线至外界，本实施例中，该反射面128为平面。
该两个发光二极管光源140分别设置于承载面130，且分别邻近于承载面130的与上述对称轴O1平行的两个相对的边设置，该发光二极管光源140发出的光线被该反射面128反射至反射罩120的开口126处。每个发光二极管光源140包括一个或多个发光二极管(Light EmittingDiode，LED)。
该光罩160包括一透明基板162及贴附于透明基板162的一表面的光学微结构164，优选地，该透明基板162与光学微结构164的材料相同且一体成型，该光学微结构164用于将光线扩散。该光罩160设置于该反射罩120的开口126，光罩160的边缘与反射罩120在开口126处的端部连接固定，本实施例为粘接固定。该光学微结构164包括两组同心圆环棱镜组166及168，两个同心圆环棱镜组166及168相同，此处仅以同心圆环棱镜组166为例进行说明。该同心圆环棱镜组166包括多个同心的圆环状棱镜1662，其中心轴为O2，该圆环状棱镜1662的沿其圆环径向的截面为三角形，该三角形的底边位于透明基板162的表面，该底边的长度为毫米量级，优选为该底边的长度范围为1mm~1cm。与此底边相对应的两个底角分别为α和β，其中底角α靠近该中心轴O2，底角β远离该中心轴O2，其中α＜β，如此可使更多的光扩散。相邻圆环状棱镜1662的间距沿远离中心轴O2的方向逐渐增大，以使自该照明装置100出射的光线更加均匀，相邻圆环状棱镜1662的间距的范围为1mm~1cm。该同心圆环棱镜组166及168的中心轴为O3。优选地，该中心轴O2及O3分别与两个发光二极管光源140相对，该圆心O2及O3与其对应的发光二极管光源140的中心连线分别垂直于该透明基板162的表面。
该透明基板162的与该光学微结构164相对的另一表面具有两个弧形凹陷部170及172，该凹陷部170和172分别正对于该两个发光二极管光源140，该两个凹陷部170及172的形状可以为部分球面、部分圆柱面或非球面等。该凹陷部170及172的作用为将进入透明基板162的光线进行扩散。
如图4所示，因为反射罩120的开口126形状为六边形，且六边形为长条形，故形成长条形光场，使该照明装置100可应用于路灯，将反射罩120的长度方向与道路的沿伸方向平行，可使更多的光用于照明路面。另外，由于六边形可看作是在四边形的其中相对两边进一步具有外凸结构的形状(如上所述)，因此，可使照明装置100发出的光更多地被反射，反射效率更高，形成的光场更大。进一步地，因为光罩160的扩散作用，形成的光场内的光线更加均匀。如图5所示，为照明装置100发出的光线所形成的配光曲线图，该配光曲线形成一半高全宽的形状。
如图6所示，连接开口226及承载面224的反射面的形状还可以为部分圆柱面222，该部分圆柱面222为凹进的圆柱面。如图7所示，连接开口326及承载面324的反射面还可以为两个具有非球面系数(aspherical coefficient)的非球面组成的光滑的自由曲面322。
请参阅图8及图9，为另两种实施方式的光罩的同心的圆环状棱镜266及366。如图8所示，该圆环状棱镜266沿其圆环径向的截面与图3所示的圆环状棱镜1662的截面相类似，不同之处在于，靠近圆环状棱镜的圆心的一边被一外凸的圆弧线2662所取代。如图9所示，该圆环状棱镜366沿其圆环径向的截面与图3所示的圆环状棱镜1662的截面相类似，不同之处在于，靠近圆环状棱镜366的圆心的一边被多条首尾相接的线段组成的折线3662所取代，且该多条首尾相接的线段组成的折线3662形成一外凸的形状，使圆环状棱镜366的截面形状成为一边数大于三的多边形。利用模具制作该圆环状棱镜266和366时，由于外凸的圆弧2662和外凸的折线3662，可使端部较钝，使得脱模更加容易，还可以避免尖端的意外损伤。
上述的光学微结构164的圆环棱镜组166及168也可以为非同心结构，如图10所示，提供另一实施方式的圆环棱镜组268，该圆环棱镜组268包括多个半径不同的圆环，且该多个圆环按其半径大小依次环绕设置，即任两个圆环，半径小的圆环设置于半径大的圆环内。该多个圆环的圆心在同一条直线L上，且该多个圆环的圆心连线垂直于该对称轴O1。
请参阅图11，本发明第二实施例的照明装置400，其包括一个反射罩(图未示)、一个发光二极管光源(图未示)及一个光罩460。该反射罩420的结构与第一实施例的反射罩120相类似，不同之处在于，该反射罩420具有不同于反射罩120的结构、开口形状及承载面形状，详述如下。该反射罩的开口426具有七边形的形状，该七边形具有平行的相对两边430和432，该平行边430和432的四个端点定义一平行四边形，该七边形的其中三边首尾相连并位于该平行四边形的一侧，此三边形成一向该平行四边形的外侧凸出的结构；该七边形的另外两边首尾相连并位于该平行四边形的相对的另一侧，此两边形成一向该平行四边形的外侧凸出的结构。以任意平行于两边430和432的直线穿过该七边形，被该七边形所截得的线段长度D3均小于两边430和432之间的距离D4。本实施例的光罩460与第一实施例的光罩160的区别在于，光罩460具有与开口426相同的形状，光罩460包括透明基板462及贴附于透明基板462表面的光学微结构464，该光学微结构464的与第一实施例的同心圆环棱镜组166相同。
如图12所示，该照明装置400所形成的光场在Y轴方向具有长条形结构，由于七边形可看作是在四边形的其中相对两边进一步具有外凸结构的形状(如上所述)，因此，可使照明装置400发出的光更多地被反射，反射效率更高，形成的光场更大。进一步地，因为光罩460的扩散作用，形成的光场内的光线更加均匀。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围的内。

Claims (13)

1.一种反射罩，其包括由多个侧板，该多个侧板围合成一个具有第一开口与第二开口的截顶棱锥状结构，该第一开口及第二开口分别由该多个侧板的端部围合而成，该多个侧板的内侧面为反射面，该第一开口的面积大于该第二开口的面积，该第一开口为多边形，该多边形包括两个相互平行的平行边，该两个平行边的相邻端点之间分别具有首尾相连的多个斜边，且该多个斜边均位于由该两个平行边的四个顶点所确定的四边形的外侧，以平行于该两个平行边的任意直线与该多边形相交所截得的线段均小于该两平行边之间的距离，该第二开口处用于设置发光二极管光源。
2.如权利要求1所述的反射罩，其特征在于，该多个侧板的内表面为平面、凹进的部分圆柱面或两个非球面连接而成的圆滑自由曲面。
3.如权利要求1所述的反射罩，其特征在于，进一步包括一个用于承载发光二极管光源的底板，该底板设置在该第二开口处。
4.一种照明装置，其包括一如权利要求1所述的反射罩、至少一发光二极管光源及一光罩，该至少一发光二极管光源设置于该第二开口处，该光罩设置在该第一开口处以覆盖该反射罩，该光罩上设置有光学微结构，该至少一发光二极管光源发出的光线最终经由该光罩出射，且该光学微结构用于对光线进行发散。
5.如权利要求4所述的照明装置，其特征在于，该多个侧板的内表面为平面、凹进的部分圆柱面或两个非球面连接而成的圆滑自由曲面。
6.如权利要求4所述的照明装置，其特征在于，进一步包括一个用于承载发光二极管光源的底板，该底板设置在该第二开口处。
7.如权利要求4所述的照明装置，其特征在于，该光罩包括一透明基板，该光学微结构形成于该透明基板表面，该透明基板邻近于该至少一发光二极管光源设置。
8.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，该光学微结构包括多个同心的圆环状棱镜。
9.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，该圆环状棱镜沿其圆心的径向截面的轮廓为三角形，该截面三角形的一底边位于该透明基板的表面，该底边对应两个底角，该两个底角中靠近该多个同心的圆环状棱镜的圆心的底角小于另一底角。
10.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，该圆环状棱镜沿其圆心的径向截面的轮廓为两条线段及一圆弧线首尾相联的形状，该圆弧线为外凸的圆弧线，该两条线段的其中之一位于该透明基板的表面，该圆弧线靠近该多个同心的圆环状棱镜的圆心。
11.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，该圆环状棱镜沿其圆心的径向截面的轮廓为一边数大于三的第二多边形，该第二多边形包括一第一边及第二边，该第一边位于该透明基板的表面，该第二边与该第一边的远离该多个同心的圆环状棱镜的圆心的端点相连，该第二多边形的其它边首尾相连且两端分别与第一边和第二边的另一端点相连，该其它边所形成的折线形状凸出于由该第一边和第二边的端点所确定的三角形。
12.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，该同心的圆环状棱镜的间距沿径向自圆心向外逐渐增大。
13.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，该光学微结构包括多个半径不同的圆环状棱镜，该多个圆环状棱镜中任两个圆环状棱镜中，半径小的圆环状棱镜设置于半径大的圆环状棱镜内，该多个圆环状棱镜的圆心在同一条直线上。
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