一種緊湊型多層反射式照明系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學照明領域，特別涉及一種緊湊型多層反射式照明系統。
【背景技術】
[0002]傳統的反射式照明系統采用一個反射器，為了收集盡量多的光能量，其反射器的尺寸應當盡量大，同時也增加了制造成本，其未被反射的光線會射向天空，造成光污染，特別是對附近的居民公寓造成光入侵，大大影響了人居安全的健康環境。也有多層的反射式系統，雖然能收集更大角度的光線，但是多層反射器是相同尺寸結構的環形反射器，這種結構并沒有將光線合理地導向地面不同區域，當然，它們也產生不了特殊的光斑效果。

【發明內容】

[0003]本發明的目的就是克服現有技術的不足，提供了一種緊湊型多層反射式照明系統，更大角度收集光線，通過每層的反射設計，有效地將光線導向照明區域，同時還可以照射出具有光影藝術效果的光斑，可應用于許多照明場合。
[0004]本發明一種緊湊型多層反射式照明系統，自下而上依次包括光源、第1層反射器、中間層反射器、頂層反射器；所述中間層反射器為1個或多個，所述第1層反射器、中間層反射器均為中空的環形結構，所述頂層反射器為圓形結構；
相鄰2層反射器的位置關系滿足:ατ< ;其中下層反射器圓環內邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角，β ±為上層反射器外邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角；所述光源發射的光線經上層反射器反射后，反射光線落在下層反射器之外；
所述光源發出的光線，其最外圍的光線經第1層反射器反射后，投射到離光源最近的區域；中心的光線經頂層反射器反射后，投射到離光源最遠的區域；中間的光線經中間層反射器反射后，投射到中間的區域。
[0005]進一步的，所述第1層反射器、中間層反射器、頂層反射器的下表面為球面或自由曲面的鏡面反射面。
[0006]進一步的，所述中間層反射器為1個，所述第1層反射器、中間層反射器的下表面均為圓對稱的環形曲面鏡面反射面，所述頂層反射器的下表面為扇形結構的圓形陣列分布的曲面鏡面反射面。
[0007]進一步的，所述扇形結構的圓形陣列分布的曲面，由多片扇形的自由曲面組成。
[0008]進一步的，所述多片扇形的自由曲面的數目為3-100片。
[0009]本發明的有益效果為:利用多層結構反射器以最大角度收集光能量透射到目標區域，同時保證反射器徑向尺寸小型化，便于集成到燈桿和壁燈之中；每層反射器分別對應于不同出射角的光線，每層的反射器均可以進行獨立的光學設計，從而在相應區域實現不同的光斑效果。
【附圖說明】
[0010]圖1所示為本發明實施例一種緊湊型多層反射式照明系統及光路原理圖。
[0011 ] 圖2所示為中間層反射器內、外邊緣透射光線與豎直方向夾角示意圖。
[0012]圖3所示為本發明實施例各層反射器示意圖。
[0013]圖4所示為本發明實施例各層反射器光斑及綜合光斑示意圖。
[0014]圖中:1-第1層反射器、2-中間層反射器、3-頂層反射器、4-第i層反射器圓環內邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角α ρ5-第i層反射器外邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角β 1、6_第1層反射器投射光斑、7-中間層反射器投射光斑、8-頂層反射器投射光斑、9-整體投射光斑。
【具體實施方式】
[0015]下文將結合具體附圖詳細描述本發明具體實施例。應當注意的是，下述實施例中描述的技術特征或者技術特征的組合不應當被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的技術效果。在下述實施例的附圖中，各附圖所出現的相同標號代表相同的特征或者部件，可應用于不同實施例中。
[0016]如圖1所示，一種緊湊型多層反射式照明系統，自下而上依次包括光源、第1層反射器1、中間層反射器2、頂層反射器3 ;所述中間層反射器2為1個或多個，所述第1層反射器1、中間層反射器2均為中空的環形結構，所述頂層反射器3為圓形結構；
如圖2所示，相鄰2層反射器的位置關系滿足:ατ< ;其中下層反射器圓環內邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角，為上層反射器外邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角；所述光源發射的光線經上層反射器反射后，反射光線落在下層反射器之外；
所述光源發出的光線，其最外圍的光線經第1層反射器1反射后，投射到離光源最近的區域；中心的光線經頂層反射器3反射后，投射到離光源最遠的區域；中間的光線經中間層反射器2反射后，投射到中間的區域；各層反射器反射光路如圖1所示。
[0017]所述第1層反射器1、中間層反射器2、頂層反射器3的下表面可以采用球面或自由曲面的鏡面反射面。
[0018]如圖3所示，在本實施例中，中間層反射器2的數量為1個，第1層反射器1、中間層反射器2的下表面均為圓對稱的環形曲面鏡面反射面，頂層反射器的下表面為扇形結構的圓形陣列分布的曲面鏡面反射面，由多片扇形的自由曲面組成，所述多片扇形的自由曲面的數目可以為3-100片，在本實施例中選為8片。
[0019]本實施例三層反射器的中心透光部分的內徑可以各不相同，其關系為:第1層反射器1內邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角a i應小于或等于中間層反射器2外邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角β2，中間層反射器2內邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角α 2應小于或等于頂層反射器3外邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角β3，從而保證光源發出的中心區光線都能經過相應的反射器投射到相應區域；各反射器的中心透光部分的外徑，除上述要求外，還需要滿足:第1層反射器1的外邊緣不能夠遮擋中間層反射器2反射的最內側光線，中間層反射器2的外徑邊緣不能遮擋頂層反射器3反射的最內側光線，該要求可通過設計反射面的反射角度和/或調節第1層反射器1、中間層反射器2、頂層反射器3之間的垂直距離實現。
[0020]本實施例中第1層反射器1、中間層反射器2、頂層反射器3投射的光斑效果及綜合投射的光斑效果如圖4所示(圖中黑色部分為光斑投射區域)；如果需要改變光斑的形狀以達到不同的藝術效果，可以對相應反射器的反射面型進行相應設計。
[0021]本實施例可以擴展成多層緊湊型反射器照明系統，而不僅僅為3層，可用于垂直的燈桿上，實現地面光影效果的藝術表達；也可以用于壁燈上，達到獨特的視覺效果。
[0022]本發明的有益效果為:利用多層結構反射器以最大角度收集光能量透射到目標區域，同時保證反射器徑向尺寸小型化，便于集成到燈桿和壁燈之中；每層反射器分別對應于不同出射角的光線，每層的反射器均可以進行獨立的光學設計，從而在相應區域實現不同的光斑效果。
[0023]本文雖然已經給出了本發明的一個實施例，但是本領域的技術人員應當理解，在不脫離本發明精神的情況下，可以對本文的實施例進行改變。上述實施例只是示例性的，不應以本文的實施例作為本發明權利范圍的限定。
【主權項】
1.一種緊湊型多層反射式照明系統，其特征在于，自下而上依次包括光源、第1層反射器、中間層反射器、頂層反射器；所述中間層反射器為1個或多個，所述第1層反射器、中間層反射器均為中空的環形結構，所述頂層反射器為圓形結構； 相鄰2層反射器的位置關系滿足:ατ< ;其中下層反射器圓環內邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角，β ±為上層反射器外邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角；所述光源發射的光線經上層反射器反射后，反射光線落在下層反射器之外； 所述光源發出的光線，其最外圍的光線經第1層反射器反射后，投射到離光源最近的區域；中心的光線經頂層反射器反射后，投射到離光源最遠的區域；中間的光線經中間層反射器反射后，投射到中間的區域。2.如權利要求1所述的緊湊型多層反射式照明系統，其特征在于，所述第1層反射器、中間層反射器、頂層反射器的下表面為球面或自由曲面的鏡面反射面。3.如權利要求1所述的緊湊型多層反射式照明系統，其特征在于，所述中間層反射器為1個，所述第1層反射器、中間層反射器的下表面均為圓對稱的環形曲面鏡面反射面，所述頂層反射器的下表面為扇形結構的圓形陣列分布的曲面鏡面反射面。4.如權利要求3所述的緊湊型多層反射式照明系統，其特征在于，所述扇形結構的圓形陣列分布的曲面，由多片扇形的自由曲面組成。5.如權利要求4所述的緊湊型多層反射式照明系統，其特征在于，所述多片扇形的自由曲面的數目為3-100片。
【專利摘要】本發明涉及光學照明領域，公開了一種緊湊型多層反射式照明系統，包括光源、第1層反射器、中間層反射器、頂層反射器；第1層反射器、中間層反射器均為中空的環形結構，頂層反射器為圓形結構；相鄰2層反射器的位置關系滿足：α下≤β上；α下為下層反射器圓環內邊緣透射光線與豎直方向的夾角，β上為上層反射器外邊緣和光源連線的方向與豎直方向的夾角；光線經上層反射器反射后，反射光線落在下層反射器之外；本發明利用多層結構反射器以最大角度收集光能量透射到目標區域，同時保證反射器徑向尺寸小型化，便于集成到燈桿和壁燈之中；每層反射器分別對應不同出射角的光線，每層反射器均可進行獨立的光學設計，在相應區域實現不同的光斑效果。
【IPC分類】F21S8/00, F21V7/00
【公開號】CN105351811
【申請號】CN201510792081
【發明人】戴朝卿, 陳瑞品
【申請人】浙江農林大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月17日