一种二次反射匀光系统、灯具及控光方法与流程

1.本发明涉及led灯具对照明光线优化处理的技术领域，尤其涉及一种二次反射匀光系统、灯具及控光方法。


背景技术：

2.在led灯具中，由于大部分的led光源是单向发光，而且发光角度在120度左右，这样使得led光源发出的强光向同一方向照射，使得局部光线过强，产生眩光现象。
3.为了降低led光源的眩光，在照明领域长采用以下方案：(1)增加带磨砂面的亚克力罩，这样隐藏光源，可以消除眩光，但会造成光损失；(2)在反光罩上喷砂，眩光现象也可缓解，但眩光降低情况与喷砂层厚和漫反射情况相关；(3)led光源发出的光线不直接出射，通过侧发光或二次反射实现。其中，二次反射出光的方式，可以极大地降低眩光。但部分市面上的产品，由于反射结构设置的问题，导致部分二次反射面上的光分布不均匀，从而降低了照明质量。
4.现有技术公开了一种反射涂装灯，包括安装部分、灯管以及反光板；反光板为对称的弧形结构，反光板的尺寸与灯管长度延伸方向上的尺寸匹配；灯管通过安装部分的灯座对称地固定设置在反光板的弧形结构两端；所述灯管为led灯管；led灯管的长度延伸方向与反光板的弧形结构长度延伸方向平行。如上所述，该反射涂装灯的出射光线，大部分还是经过单次反射后出射，在一定程度上降低了眩光，但光分布均匀性仍未满足照明需求。
5.因此，有必要对现有的二次反射系统的转进行优化，提出一种出光面照度分布均匀的光学系统以及相应的灯具。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本技术提供了一种二次反射匀光系统，通过将光源件设置在反光罩体的末端处，并采用遮光件配合进行遮光和一次反射，以及反光罩体二次反射，这样可使一部分光线经过遮光件的一次反射和反光罩体的二次反射后出射，另一部分光线经过反光罩体的一次反射后形成光强接近于圆形的散射光出射，从而获得提升照明匀光度和降低眩光的效果。本技术还提供了一种灯具，以及相应的控光方法。
7.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
8.一种二次反射匀光系统，包括反光罩体、遮光件和光源件，
9.所述反光罩体具有弧形结构，所述反光罩体在所述末端处设置有基座；两侧的所述末端之间形成所述反光罩体的开口；
10.所述遮光件和所述光源件设置于所述基座上，且所述遮光件比所述光源件更靠近所述开口；
11.所述遮光件在朝向所述光源件的一侧上设置有第一反射面，
12.所述反光罩体在朝向所述光源件的一侧上设置有第二反射面。
13.在二次反射匀光系统中，光源件发出的光线一部分经过遮光件设置的第一反射面
反射至反光罩体的第二反射面，剩余的部分则被遮光件进行遮挡。
14.作为一个优选的实施例，所述光源件发出的光线：
15.所述光源件发出的光线，第一部分经过所述遮光件的第一反射面反射后，进入所述反光罩体的第二反射面，并经过所述第二反射面反射后，从所述开口出射；
16.第二部分经过所述反光罩体的第二反射面反射后，从所述开口出射。
17.作为一个优选的实施例，在所述二次反射匀光系统的截面上，所述反光罩体具有对称的弧形结构，所述光源件对称设置在所述反光罩体两端的基座上。
18.作为一个优选的实施例，在所述二次反射匀光系统的截面上，所述反光罩体的截面为椭圆的部分，以椭圆的中心点为原点，水平经过原点的轴线为x轴，垂直经过原点的轴线为y轴，建立坐标系；所述椭圆具有以下方程：
[0019][0020]
其中，a为长半轴的长度，b为短半轴的长度。
[0021]
作为一个优选的实施例，长半轴的长度a与短半轴的长度b的比值为k，
[0022][0023]
其中，k取值范围为1＜k＜2。
[0024]
作为一个优选的实施例，
[0025]
当k大于1.5并小于2时，所述第二反射面的表面均匀度在65-75％之间；
[0026]
当k大于1并小于1.5时，所述第二反射面的表面均匀度在75-85％之间；
[0027]
当k越接近于1时，所述第二反射面的表面均匀度越大。
[0028]
作为一个优选的实施例，所述光源件位于所述原点的下方，所述光源件粘接固定于所述基座上；在所述二次反射匀光系统的截面上，经过所述光源件发光面中心点的法线l，与所述反光罩体在远离所述光源件的一侧相交于e点，经过e点的切线t与所述法线l相互垂直；
[0029]
位于所述反光罩体两端基座上的所述光源件的对称轴为y轴。
[0030]
作为一个优选的实施例，在所述二次反射匀光系统的截面上，所述反光罩体一侧基座上的光源件发光面最上端的一个发光点为m，所述反光罩体另外一侧的末端的端点为n，以m、n为端点，形成线段mn；所述遮光件的外侧端点p位于线段mn上。
[0031]
作为一个优选的实施例，在所述第一反射面上粘接有漫反射率高的反光纸或反射膜，或者喷涂有漫反射率高的反光漆；
[0032]
在所述第二反射面上粘接有漫反射率高的反光纸或反射膜，或者喷涂有漫反射率高的反光漆。
[0033]
本发明还提供了一种灯具，包括上述的二次反射匀光系统。
[0034]
本发明还提供了一种控光方法，采用以上的灯具，所述控光方法包括：
[0035]
光源件发出的光线，第一部分经过遮光件的第一反射面反射后，进入反光罩体的第二反射面，并经过所述第二反射面反射后，从开口出射；
[0036]
光源件发出的光线，第二部分经过反光罩体的第二反射面反射后，从开口出射。
[0037]
基于上述的技术方案，本发明取得的技术效果为：
[0038]
1、本发明提供的二次反射匀光系统，通过将光源件和遮光件一起设置在反光罩体的末端，而且遮光件更靠近反光罩体的开口，使光源件发出的部分光线需要先经过遮光件处理，该部分的光线被遮光件的第一反射面反射至反光罩体的第二反射面，在第二反射面进行二次发射后从开口出射；另一部分光线经过反光罩体的一次反射后形成光强接近于圆形的散射光出射，可提升出光面的照度分布均匀性，降低眩光。
[0039]
2、本发明提供的灯具和控光方法，采用二次反射匀光系统，避免光线直射造成的眩光问题，使出射的光线均匀柔和，满足照明场所的光照强度要求；控光方法使目标照明范围光分布均匀，提升照明质量。
附图说明
[0040]
图1为实施例1的二次反射匀光系统的结构示意图。
[0041]
图2为实施例1的二次反射匀光系统的截面图。
[0042]
图3为实施例1的光源件发出的第二部分光线的光路示意图。
[0043]
图4为实施例1的二次反射匀光系统截面的局部放大图。
[0044]
图5为实施例2的二次反射匀光系统的截面图。
[0045]
图6为实施例3的二次反射匀光系统的截面图。
[0046]
图7为实施例5的控光方法的流程图。
具体实施方式
[0047]
为了便于理解本发明，下面将结合附图和具体的实施例对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0048]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0049]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0050]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
[0051]
实施例1
[0052]
图1为本实施例的二次反射匀光系统的结构示意图，图2为本实施例的二次反射匀光系统的截面图，结合参考图1和图2，一种二次反射匀光系统100，用于降低眩光和提升照明均匀度。二次反射匀光系统100包括反光罩体1、遮光件2和光源件3，遮光件2和光源件3均
设置在反光罩体1上。其中，反光罩体1具有弧形结构，反光罩体1在末端11处设置有基座4，基座4可以为柔性的塑胶板或者刚性的金属板。在一些实施例中，当基座4为柔性塑胶板时，可沿着反光罩体1的弧形结构贴合在末端11；在一些实施例中，当基座4为刚性的金属板，比如铝基板时，可粘接和焊接在反光罩体1的末端11，在基座4与末端11之间填充有胶粘剂或者焊条。在本实施例中，基座4设置为刚性的铝基板，该基座4通过胶水，比如具有导热性能的环氧胶水粘接在反光罩体1的末端11上。
[0053]
在反光罩体1两端的末端11之间，形成了反光罩体1的的开口12。开口12为二次反射匀光系统100的出光口，即光源件3发出的光线需要经由开口12出射，从而照射到目标照明范围中。如图1所示，遮光件2和光源件3均设置在基座4上，而且遮光件2比光源件3更靠近开口12。可以理解的是，遮光件2设置于光源件3的下端。基座4为刚性的导热铝基板，在光源件3产生热量时，可通过铝基板和导热胶水层传递到反光罩的外侧壁，从而散发热量。
[0054]
光源件3为包括光源基板和贴设在光源基板上的多个led灯珠的led模组，该led模组为smd贴片式的led光源模组。在一些实施例中，光源件3也可以是cob(板上芯片)封装组件。
[0055]
在本实施例的二次反射匀光系统100中，遮光件2在朝向光源件3的一侧上设置有第一反射面21，反光罩体1在朝向光源件3的一侧上设置有第二反射面13。
[0056]
从光源件3发出的光线，分为两部分按以下路径出射：
[0057]
其中，光源件3发出的第一部分光线经过遮光件2的第一反射面21反射后，进入反光罩体1的第二反射面13，并经过第二反射面13反射后，从开口12出射。
[0058]
图3为实施例的光源件发出的第二部分光线的光路示意图，如图3所示，光源件3发出的第二部分光线直接经过反光罩体1的第二反射面13反射后，从开口12出射。
[0059]
需要说明的是，在第二反射面13对光线的处理为漫反射，入射到第二反射面13的光线的反射部分将以散热光出射，散射光的光强分布接近于圆形，该圆形相切于第二反射面。
[0060]
继续参考图2，在本实施例的二次反射匀光系统的截面上，反光罩体1具有对称的弧形结构，光源件3对称设置在反光罩体1两端的基座4上。
[0061]
进一步地，在本实施例的二次反射匀光系统的截面上，反光罩体1的弧形截面为椭圆的部分。如图2所示，以椭圆的中心点为原点o，水平经过原点的轴线为x轴，垂直经过原点的轴线为y轴，建立坐标系。
[0062]
反光罩体1弧形截面所在的椭圆具有以下方程：
[0063][0064]
其中，a为长半轴的长度，b为短半轴的长度。
[0065]
长半轴的长度a与短半轴的长度b的比值为k，
[0066][0067]
其中，k取值范围为1＜k＜2。
[0068]
在一些实施例中，当k大于1.5并小于2时，第二反射面13的表面均匀度在65-75％之间；
[0069]
在一些实施例中，当k大于1并小于1.5时，第二反射面13的表面均匀度在75-85％之间；
[0070]
在一些实施例中，当k越接近于1时，第二反射面13的表面均匀度越大。
[0071]
在本实施例中，第二反射面13由上述的椭圆弧线沿着轴线拉伸而成。具体来说，在第二反射面13上设置有漫反射材料层，第二反射面13可粘接有漫反射率高的反光纸或反射膜，或者喷涂有漫反射率高的反光漆。这样，入射到第二反射面13处的光线，其二次反射光或一次反射光将是散射光。
[0072]
由于光线在第二反射面上经过一次或二次反射后才从开口出射，为避免出光效率低，在第二反射面的漫反射漆层，或者漫反射反光纸需要达到97％以上的反射率效率。
[0073]
同理，在遮光件2的第一反射面21上也可设置为漫反射材料层，第一反射面21可粘接有漫反射率高的反光纸或反射膜，或者喷涂有漫反射率高的反光漆。
[0074]
在本实施例的遮光件2和反光罩体1中，通过在第一反射面21和第二反射面13喷涂漫反射率高的反光漆，来达到反射率高的漫反射效果。其中，第一反射面21和第二反射面13形成了纳米高漫反射反光涂层的反射率均在97％以上，使得led光线几乎可以全部反射出来，光损降到最低；而且，纳米高漫反射反光涂层反射的光线不是单向的朝一个方向反射，而是向四周散射开，漫反射率高达97％，这样使得led单向射出的光线，变成了均匀的向周围散射，从而降低眩光现象。
[0075]
图4为本实施例的二次反射匀光系统截面的局部放大图，结合参考图2和图4，二次反射匀光系统的截面上，以椭圆的中心点为原点o，水平经过原点的轴线为x轴，垂直经过原点的轴线为y轴。本实施例的光源件3位于原点o的下方，而且光源件3是粘接固定在基座4上。
[0076]
(1)经过光源件3发光面中心点的法线l，与反光罩体1在远离光源件3的一侧相交于e点，经过e点的切线t与法线l相互垂直；而且位于反光罩体1两端基座4上的光源件3的对称轴为y轴。
[0077]
(2)在二次反射匀光系统的截面上，反光罩体1一侧基座上的光源件3发光面最上端的一个发光点为m，反光罩体1另外一侧的末端的端点为n，以m、n为端点，形成线段mn；遮光件2的外侧端点p位于线段mn上。
[0078]
在满足以上(1)和(2)的条件基础上，可保证光源件3发出的光线均被遮光件2所遮挡，即从光源件3发出的光线需要经过第二反射面一次反射，或者第一反射面一次反射和第二反射面二次反射后，才可从开口出射，从而达到匀光和降低眩光的目的。
[0079]
需要说明的是，遮光件2的第一反射面与经过光源件3发光面中心点的法线l平行，第一反射面与光源件3的距离在结构尺寸允许且满足安规的情况下，尽可能与光源件3接近，以提高整灯效率。
[0080]
本实施例提供的二次反射匀光系统，通过将光源件和遮光件一起设置在反光罩体的末端，而且遮光件更靠近反光罩体的开口，使光源件发出的部分光线需要先经过遮光件处理，其中一部分的光线被遮光件的第一反射面反射至反光罩体的第二反射面，在第二反射面进行二次发射后从开口出射；另一部分光线经过反光罩体的一次反射后形成光强接近于圆形的散射光出射，可提升出光面的照度分布均匀性，降低眩光。
[0081]
实施例2
[0082]
图5为本实施例的二次反射匀光系统的截面图，在图2的基础上参考图5，在本实施例的二次反射匀光系统中，反光罩体1弧形截面所在的椭圆具有以下方程：
[0083][0084]
即a＝110mm，b＝70mm，c＝40.25mm；
[0085]
h＝25.22mm，h为光源件发光面中心点与原点的距离。
[0086]
遮光件2的长度z＝18.44mm，反光罩体1的开口12的长度d＝180mm。
[0087]
则k＝1.57，反光罩体1的第二反射面的表面亮度均匀度为72％；
[0088]
在本实施例的二次反射匀光系统中，光线通过一次/二次反射，将光源件的点发光转化为面发光；其中，第二反射面的最高亮度可为光源件亮度的0.9％，亮度的降低，提升了照明的舒适度，同时降低了眩光，使ugr值降低到10以下。
[0089]
实施例3
[0090]
图6为本实施例的二次反射匀光系统的截面图，在图2的基础上参考图6，在本实施例的二次反射匀光系统中，反光罩体1弧形截面所在的椭圆具有以下方程：
[0091][0092]
即a＝132mm，b＝120mm，c＝45mm；
[0093]
h＝35.45mm，h为光源件发光面中心点与原点的距离。
[0094]
遮光件2的长度z＝37.78mm，反光罩体1的开口12的长度d＝241.96mm。
[0095]
则k＝1.1，反光罩体1的第二反射面的表面亮度均匀度为83％；
[0096]
在本实施例的二次发射匀光系统中，光线通过一次/二次反射，将光源件的点发光转化为面发光；其中，第二反射面的最高亮度可为光源件亮度的0.8％，亮度的降低，提升了照明的舒适度，同时降低了眩光，使ugr值降低到10以下。
[0097]
实施例4
[0098]
本实施例提供了一种灯具，该灯具采用实施例1、实施例2或实施例3的二次反射匀光系统，可避免光线直射造成的眩光问题，使出射的光线均匀柔和，满足照明场所的光照强度要求。
[0099]
实施例5
[0100]
图7为本实施例的控光方法的流程图，如图7所示，本实施例提供了一种控光方法，采用实施例4的灯具，而灯具又包括二次反射匀光系统。该控光方法包括：
[0101]
101.光源件发出光线；
[0102]
102-1.光源件发出的光线，第一部分经过遮光件的第一反射面反射后，进入反光罩体的第二反射面；
[0103]
102-2.进入反光罩体的光线经过第二反射面反射后，从开口出射；
[0104]
103.光源件发出的光线，第二部分经过反光罩体的第二反射面反射后，从开口出射。
[0105]
本实施例提供的控光方法，可使出射的光线均匀柔和，并使目标照明范围光分布均匀，提升照明质量。
[0106]
以上内容仅仅为本发明的结构所作的举例和说明，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种二次反射匀光系统，其特征在于，包括反光罩体、遮光件和光源件，所述反光罩体具有弧形结构，所述反光罩体在所述末端处设置有基座；两侧的所述末端之间形成所述反光罩体的开口；所述遮光件和所述光源件设置于所述基座上，且所述遮光件比所述光源件更靠近所述开口；所述遮光件在朝向所述光源件的一侧上设置有第一反射面，所述反光罩体在朝向所述光源件的一侧上设置有第二反射面。2.根据权利要求1所述的二次反射匀光系统，其特征在于，在所述二次反射匀光系统的截面上，所述反光罩体具有对称的弧形结构，所述光源件对称设置在所述反光罩体两端的基座上。3.根据权利要求2所述的二次反射匀光系统，其特征在于，在所述二次反射匀光系统的截面上，所述反光罩体的截面为椭圆的部分，以椭圆的中心点为原点，水平经过原点的轴线为x轴，垂直经过原点的轴线为y轴，建立坐标系；所述椭圆具有以下方程：其中，a为长半轴的长度，b为短半轴的长度。4.根据权利要求3所述的二次反射匀光系统，其特征在于，长半轴的长度a与短半轴的长度b的比值为k，其中，k取值范围为1＜k＜2。5.根据权利要求4所述的二次反射匀光系统，其特征在于，当k大于1.5并小于2时，所述第二反射面的表面均匀度在65-75％之间；当k大于1并小于1.5时，所述第二反射面的表面均匀度在75-85％之间；当k越接近于1时，所述第二反射面的表面均匀度越大。6.根据权利要求3所述的二次反射匀光系统，其特征在于，所述光源件位于所述原点的下方，所述光源件粘接固定于所述基座上；在所述二次反射匀光系统的截面上，经过所述光源件发光面中心点的法线l，与所述反光罩体在远离所述光源件的一侧相交于e点，经过e点的切线t与所述法线l相互垂直；位于所述反光罩体两端基座上的所述光源件的对称轴为y轴。7.根据权利要求3所述的二次反射匀光系统，其特征在于，在所述二次反射匀光系统的截面上，所述反光罩体一侧基座上的光源件发光面最上端的一个发光点为m，所述反光罩体另外一侧的末端的端点为n，以m、n为端点，形成线段mn；所述遮光件的外侧端点p位于线段mn上。8.根据权利要求1所述的二次反射匀光系统，其特征在于，在所述第一反射面上粘接有漫反射率高的反光纸或反射膜，或者喷涂有漫反射率高的反光漆；在所述第二反射面上粘接有漫反射率高的反光纸或反射膜，或者喷涂有漫反射率高的反光漆。9.一种灯具，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的二次反射匀光系统。
10.一种控光方法，其特征在于，采用权利要求9的灯具，所述控光方法包括：光源件发出的光线，第一部分经过遮光件的第一反射面反射后，进入反光罩体的第二反射面，并经过所述第二反射面反射后，从开口出射；光源件发出的光线，第二部分经过反光罩体的第二反射面反射后，从开口出射。

技术总结
本发明公开了一种二次反射匀光系统，包括反光罩体、遮光件和光源件，反光罩体在末端处设置有基座；两侧的末端之间形成反光罩体的开口；遮光件和光源件设置于基座上，遮光件比光源件更靠近开口；遮光件在朝向光源件的一侧上设有第一反射面，反光罩体在朝向光源件的一侧上设有第二反射面。二次反射匀光系统将光源件设在反光罩体的末端，采用遮光件配合进行遮光和一次反射，以及反光罩体二次反射，使一部分光线经过遮光件的一次反射和反光罩体的二次反射后出射，另一部分光线经过反光罩体的一次反射后形成光强接近于圆形的散射光出射，从而获得提升照明匀光度和降低眩光的效果。本发明还提供了包括该二次反射匀光系统的灯具，以及相应的控光方法。相应的控光方法。相应的控光方法。


技术研发人员：吴海生 郭清华 徐学武 杨志敏
受保护的技术使用者：惠州雷士光电科技有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/10/6