用于反射來自光源的光的光學設備和包含光學設備的燈具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及照明領域，尤其涉及一種用于反射來自光源的光的光學設備，并且涉及包括這樣的光學設備的燈具。
【背景技術】
[0002]洗墻燈相當流行，用于照亮城市區域中的建筑物正面。它可以按照不同類型進行分類。一種是泛光照明，其特別用于照亮在遠處的建筑物；然而，均勻性并不令人滿意，尤其在靠近建筑物的區域周圍；此外，在該靠近區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，但效果仍然差強人意。此外，當前的洗墻燈尺寸大，這不僅不美觀，而且需要更多的空間。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種緊湊光學設備，用于在反射來自光源的光的同時，生成均勾的光分布。
[0004]根據本實用新型，該光學設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被布置成反射來自光源的光，其中較低反射器具有用于將來自光源的光朝向較高反射器傳遞的中心區域，該堆疊排列的中心軸穿過該較低反射器的中心區域。
[0005]換言之，該光學設備包括兩個反射器: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域。光源可以放置在該中心區域之下，其發射側面向該兩個反射器，從而使得從光源發射的光的一部分由較低反射器反射，同時另一部分經由該中心區域穿過較低反射器，以由較高反射器反射。較低反射器的中心區域可以是孔。
[0006]在一個實施例中，光學設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自光源的光朝向較高反射器傳遞的中心區域，并且其中該堆疊排列的中心軸穿過較低和中間反射器的中心區域，較低反射器的中心區域大于中間反射器的中心區域。在該實施例中，至少一個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域(諸如孔)，并且中心區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域下方，其發射側面向堆疊排列的反射器，從而使得從光源發射的光的一部分由較低反射器反射，同時該光的剩余部分經過該堆疊排列而朝向較高反射器，每一個更高的反射器反射其一部分。
[0007]在一個實施例中，較低反射器被布置成將來自光源的光朝向第一目標區域反射并且較高反射器被布置成將來自光源的光朝向第二目標區域反射，第一目標區域被安置為比第二目標區域更靠近光源。第一和第二目標區域可以被安置在垂直于堆疊排列的中心軸的平面中。
[0008]在一個實施例中，較低和較高反射器中的每一個都包括多個子反射器，每個子反射器被布置成將光朝向該平面內的位置反射，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，每個子反射器以這樣的方式被配置，使得子反射器的某個部分越靠近中心軸，反射光就將到達平面上更遠的地方。
[0009]在一個實施例中，每個子反射器是凹鏡。換言之，在平行于中心軸的平面中，每個子反射器的縱向橫截面包括向上的凸曲線的截面，以使每個子反射器基本上作為凹鏡工作，只不過在其不同部分上設計特定的曲率，從而使得光在不同部分上以不同的方向和光強度被反射。
[0010]在一個實施例中，較低和較高反射器中的每一個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]在一個實施例中，較低和較高反射器為凹鏡，每一個都具有無縫反射性表面，并且，在垂直于中心軸的方向上，較低反射器具有環形橫截面，并且較高反射器具有圓形橫截面。
[0012]本實用新型的光學設備可以被合并于燈具中，其中該燈具還包括光源(其可以進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設備的半透明(translucent)外殼。在該燈具中，光源可以被在其光發射側的圖案掩模所遮蓋，從而可以生成不同的圖案。
[0013]本實用新型可以應用于各種場景中，其中光源(諸如基于LED的光源)提供對于目標區域的間接照明，該光源被定向為其背部朝向目標區域。實際的應用包括但不限于洗墻照明、天花板照明和廣場地面照明。
[0014]當本實用新型用于洗墻應用中用于照亮建筑物正面時，光源并不直接照亮該正面。相反，從光源發射的光在到達該正面之前被較低和較高反射器反射。多個反射器的該結構產生相當均勻的光分布。此外，不會形成現有洗墻燈所產生的靠近建筑物的典型的圓錐形區域，這使得光分布變得柔和并使其看起來更加自然。
[0015]為了確保來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，堆疊排列的不同級別上的較低和較高反射器負責照亮目標建筑物正面的不同區域，并且對于每一個反射器，反射器上的不同反射部分生成不同方向和量的光(或不同光強度)。原則上，較低反射器負責間接照亮目標建筑物正面的區域，該區域比較高反射器所照亮的區域更靠近光源。
[0016]當設計較低和較高反射器時需要考慮兩個重要的方面。第一方面是來自目標區域(諸如建筑物正面)的反射光的垂直光分量。當將站立于燈具和建筑物前方的人作為中心點時，來自目標區域的反射光越遠，該反射光的垂直光分量將越少，并且進而能夠由人感知到的光的量就越低。因此，必須將相對較多的光分布進入這樣的更遠區域以便生成更多的垂直光分量。第二方面是光源的性質。舉例來說，LED光源可以在其發射區域的中心處產生相對較高的光強度。相應地，反射器可以被設計成將LED光源的中心部分周圍具有更高光強度的光重定向到更遠的區域以確保目標表面的所有區域都具有良好的均勻性。根據本實用新型的光學設備為了前面提及的兩個重要方面而被優化。此外，因為光源可以被裝備成使其發射表面朝向反射器，所以也可以實現緊湊的尺寸。
【附圖說明】
[0017]參考示出本實用新型的示例實施例的附圖，現在將詳細地描述本實用新型的這些和其他方面，其中:
[0018]圖1是根據本實用新型的實施例的光學設備的透視圖；
[0019]圖2是利用圖1的光學設備能夠獲得的光分布的示意圖；
[0020]圖3是根據本實用新型的實施例的光學設備的透視圖；
[0021]圖4是根據本實用新型的實施例的光學設備的透視圖；
[0022]圖5是根據本實用新型的實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施例的透視圖；以及
[0025]圖8示出根據本實用新型的實施例的光學設備相對于現有技術的技術效果。
【具體實施方式】
[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描述本實用新型。然而，應當注意，這絕不是限制本實用新型的范圍，本實用新型等同地可應用于其他應用，諸如內部天花板的照明和廣場地面的照明，僅列舉幾例。
[0027]圖1示出根據本實用新型的光學設備的實施例。光學設備100包括兩個堆疊的反射器: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被定向為其發射表面面向該兩個反射器的反射表面，即該兩個反射器的較低的表面。兩個反射器均包括多個子反射器。在本實施例中，當從上方看時，較高反射器120看起來像六邊形，但是三維地，它包含六個子反射器1220，每個子反射器基本上為具有一定曲率的向上豎立的倒三角體。從光學的觀點，每個子反射器類似于凹反射器工作，因為每個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該光學設備的中心軸(或者如果只有一個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子反射器1120，只不過每個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的光學設備能夠獲得的光分布的示意圖。圖1的實施例設計為使得較高反射器120能夠將反射光投射到距光源相對更遠的目標區域的區域(在圖2中這個區域被標記為F)，而較低反射器110能夠將反射光投射到相對更近的區域(標記為N)。在該實施例中，目標區域是建筑物正面。這種類型的光分布是能量高效的，因為利用來自兩個反射器的光高效地照亮了目標區域，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區域的不同部分。此外，上述構造能夠簡化每個子反射器的具體結構并使得光學設備的整個尺寸更加緊湊。作為進一步的改動或變型，交換兩個反射器的照亮區域是可能的，即，較高反射器可以將反射光重定向到更近的區域而較低反射器重定向到更遠的區域。看看圖2中較高反射器120的光路徑，可以看到，來自較高反射器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)