一种改变光强空间分布的装置及采用该装置的照明设备制造方法及图纸

一种改变光强空间分布的装置，包括一底壁以及沿所述底壁边缘围置的两对相对的侧壁；所述两对侧壁分别具有相对的第一内凹弧面和第二内凹弧面。应用本实用新型专利技术的装置可改变光强在空间上的分布。本实用新型专利技术还提供一种采用该装置的照明设备。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术设计光学
，具体设计一种改变光强空间分布的装置以及采用 该装置的照明设备。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode, LED)为半导体发光器件。其不但发光强度 高，而且还具有体积小，寿命长，显色指数高等特点，是一种新型的绿色环保照明光源。目前商用大功率LED光通量已经达到lOOlm/w，实验室可达到1651m/w，并且总光 通量以每18-24个月翻一翻的摩尔定律发展，具有成为第四代光源的巨大潜力。LED光源发出的光近似朗伯型，即光强在半空间呈余弦分布，直接用于照明时，路 面上形成一个中间亮边缘暗的不均勻的圆斑，中心处很亮，径向衰减很快。而根据道路照明 特点，路灯照明的最佳配光方式为类似矩形分布光场分布，因此有必要对LED发出的光做 进一步的光束整形，以达到道路照明的需求和提高光能的利用率。
技术实现思路
本技术提供一种改变光强空间分布的装置，以解决上述LED光源无法直接满 足道路照明的问题。本技术提供的一种改变光强空间分布的装置，包括一底壁以及沿所述底壁边 缘围置的两对相对的侧壁；所述两对侧壁分别具有相对的第一内凹弧面和第二内凹弧面。优选的，所述第一内凹弧面由以下方式形成以两底端对置的第一复合抛物线段 为扫描轨迹，以第二复合抛物线段为扫描截面扫描而成；所述第二内凹弧面由以下方式形成以一直线段为扫描轨迹，以所述第二复合抛 物线段为扫描截面扫描而成；其中，任一复合抛物线段为抛物线上截取的部分线段。优选的，任一复合抛物线段由如下方式形成以抛物线y2 = 4fx的轴在其平面内旋转θ i角度的轴为基准轴，经过所述基准轴 上的两定点且与该基准轴垂直的直线与抛物线相交，且相交于该基准轴旋转方向对应的抛 物线上两点；所述抛物线上两点之间的线段为复合抛物线段；所述角度θ i称为复合抛物线的轴旋转角；所述的两定点为抛物线的焦点在所述基准轴上的投影点以及沿所述基准轴在抛 物线开口方向距该投影点距离为L = f cos θ ysin2 θ i的点；其中f为该抛物线的焦距。可选的，所述第一复合抛物线段的轴旋转角和第二复合抛物线段的轴旋转角不 同。可选的，所述第一复合抛物线段的轴旋转角为60度，第二复合抛物线段的轴旋转 角为30度。可选的，所述底壁呈平板状，在所述底壁中央设有开孔。可选的，在所述装置的底壁和侧壁内侧设置有反光层。可选的，所述反光层为金属层。本技术还提供一种照明设备，使用上述任一所述的改变光强空间分布的装 置；在所述装置中设置照明光源。可选的，所述照明光源为朗伯型发光体。与现有技术相比，本技术的改变光强空间分布的装置包括一底壁以及沿所述 底壁边缘围置的两对相对的侧壁；所述两对侧壁分别具有相对的第一内凹弧面和第二内凹 弧面；应用本技术的装置可改变光强在空间上的分布。在本技术的优选技术方案中，所述装置的第一内凹弧面由以下方式形成以 两底端对置的第一复合抛物线段为扫描轨迹，以第二复合抛物线段为扫描截面扫描而成； 所述第二内凹弧面由以下方式形成以一直线段为扫描轨迹，以所述第二复合抛物线段为 扫描截面扫描而成；在应用于LED作为光源的路灯时，本装置能够将朗伯型光强分布改变 为近似矩形分布，可满足对道路照明的要求。此外，相对于用LED光源加透镜的整形方式，应用该装置的照明设备具有光能利 用率较高、制造成本低等优势。附图说明图1为本技术的改变光强空间分布的装置的实施例的示意图；图2为图1沿EE方向的剖面示意图；图3为图1沿DD方向的剖面示意图；图4为本技术中一种复合抛物线段的示意图；图5为本实施例的装置的底壁3内侧面形状示意图。具体实施方式在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本实用新 型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新 型内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施的限制。以下结合附图具体说明本技术的改变光强空间分布的装置。图1为本技术的改变光强空间分布的装置的实施例的示意图。本实施例的改变光强空间分布的装置为设置有开口的腔体结构。包括有底壁和侧 壁；底壁和侧壁的内侧面(即朝向腔体内部的侧面)构成所述改变光强分布装置的反射面， 用于将光源发出的光反射后经由该腔体结构的开口出射。反射后出射的光与直接经由该腔 体结构开口出射的光相叠加后的光强空间分布状态即为该改变光强空间分布的装置改变 的光源的光强空间分布状态。下面结合图1详细进行说明。请参考图1，本技术的实施例的改变光强空间分 布的装置包括底壁3、侧壁1-1、侧壁1-2、侧壁2-1和侧壁2-2。所述侧壁1_1、侧壁1_2、侧 壁2-1和侧壁2-2沿所述底壁3的边缘围置，从而形成一侧具有开口的空腔。其中，所述侧 壁1-1和侧壁1-2相对设置，侧壁2-1和侧壁2-2相对设置。4所述侧壁1-1和侧壁1-2内侧为凹弧面，称为第一内凹弧面，两侧壁1-1和1-2的 第一内凹弧面相对。图3为图1沿DD方向的剖面示意图，如图3所示的第一内凹弧面相对 设置的情形。所述侧壁2-1和2-2内侧也为凹弧面，称为第二内凹弧面，两侧壁2-1和2_2的第 二内凹弧面相对。图2为图1沿EE方向的剖面示意图，如图2所示的第二内凹弧面相对设 置的情形。底壁3、侧壁1-1、侧壁1-2、侧壁2-1和侧壁2-2可以直接由反光材料构成，其内侧 面直接可以作为反射面。此外，所述底壁3、侧壁1-1、侧壁1-2、侧壁2-1和侧壁2-2还可以有其它材料构 成，在底壁和侧壁的内侧面设置反光层。所述反光层的可以是金属层或者其它介质层、金属 层包括例如铝层、银层或者其它合金层，其可以通过电镀的方式形成；介质层包括半导体材 料层例如，氧化硅，其可以通过沉积的方式形成。当然，所述底壁或者侧壁的反光材料或者设置于底壁或侧壁内侧的反光层的材料 需要根据改变光强空间分布的光源的波长而决定，一般需要选择具有较大反射率、较少吸 收的材料作为反光材料或反光层。任何能够起到反光作用的材料或者反光层或者其它方案 均可以应用于此，本领域技术人员可以根据本技术的教导做出相应的选择、替换和改变。其中，所述的改变光强空间分布的装置的开口形状、底壁和侧壁的内侧面形状即 所述第一内凹弧面和第二内凹弧面的形状会影响该装置对光强空间分布的影响。因而，需 要根据光源的类型、出射后光强的空间分布状态设计该装置的开口形状以及相应的内凹弧 面的形状。本实施例中，以照明光源为朗伯光源(例如LED光源)，需要改变后的光强空间分 布为矩形光束为例说明本实施例的改变光强空间分布的装置的底壁和侧壁内侧面。图5为本实施例的装置的底壁3内侧面形状示意图。请参考图5，本实施例的底壁3呈平板状，其内侧面为平面，其边缘由直线段4-1和4-2以及四个复合抛物线段5-1、5-2、5-3和5_4围置而成。其中，所述直线段长度相同，且4-1和4-2相对设置，四个复合抛物线段5-1、5_2、5-3和5-4形状相同，称为第一复合抛物线段。所述第一复合抛物线段5-1和5-2底端对置 且位相呈180度设置，第一复合抛物线段5-3和5-4底端对置且位相呈180度设置。位相 呈180设置的两组复合抛物线段相对设置，四复合抛物线段顶端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改变光强空间分布的装置，其特征在于：包括一底壁以及沿所述底壁边缘围置的两对相对的侧壁；所述两对侧壁分别具有相对的第一内凹弧面和第二内凹弧面。

【技术特征摘要】
一种改变光强空间分布的装置，其特征在于包括一底壁以及沿所述底壁边缘围置的两对相对的侧壁；所述两对侧壁分别具有相对的第一内凹弧面和第二内凹弧面。2.根据权利要求1所述的改变光强空间分布的装置，其特征在于所述第一内凹弧面 由以下方式形成以两底端对置的第一复合抛物线段为扫描轨迹，以第二复合抛物线段为 扫描截面扫描而成；所述第二内凹弧面由以下方式形成以一直线段为扫描轨迹，以所述第二复合抛物线 段为扫描截面扫描而成；其中，任一复合抛物线段为抛物线上截取的部分线段。3.根据权利要求2所述的改变光强空间分布的装置，其特征在于任一复合抛物线段 由如下方式形成以抛物线I2 = 4fx的轴在其平面内旋转θ i角度的轴为基准轴，经过所述基准轴上的 两定点且与该基准轴垂直的直线与抛物线相交，且相交于该基准轴旋转方向对应的抛物线 上两点；所述抛物线上两点之间的线段为复合抛物线段；所述角度θ i称为复合抛物线的轴旋转角；所述的两定点为抛物线的焦点在所述基准轴上的投影点以及沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：范长江，任志君，金洪震，应朝福，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]