一种反射器、球场照明灯及球场照明装置的制作方法

本实用新型属于球场照明技术领域，更具体地说，是涉及一种反射器、球场照明灯及球场照明装置。

背景技术：

一般户内和户外的篮球场、足球场、体育场或空旷场地等都需要安装球场灯，以满足照明需要。目前应用于球场灯的光学系统主要包括透镜和反射器两类，其中采用透镜作为光学系统的球场灯的光强分布为轴对称型，虽然这种球场灯的发光角度可以做的很小，使得灯光可以照射到较远的区域，但是其光照区域不够宽，且灯杆下方的照明度偏低；而采用反射器作为光学系统的球场灯的光强在水平和竖直两个方向的分布不同，虽然可以增大灯光的光照区域，但是存在灯杆下方照明度偏低的问题。

以上不足，有待改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种反射器，以解决现有技术中应用于球场灯的光学系统无法同时满足光照区域和灯杆下方照明度的要求的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种反射器，包括用于放置光源的底面和用于反射所述光源产生的光线的反射侧面，所述反射侧面包括依次连接的第一反射面、第二反射面、第三反射面和第四反射面，所述第一反射面、所述第二反射面、所述第三反射面和所述第四反射面环设于所述底面同侧且均与所述底面相连；

所述第一反射面与所述第三反射面相对设置，且所述第一反射面与所述第三反射面呈非对称设置；

所述第二反射面与所述第四反射面相对设置，且所述第二反射面与所述第四反射面呈对称设置；

经由所述第一反射面反射的所述光源产生的光线与所述底面的垂线形成的角度小于经由所述第三反射面反射的所述光源产生的光线与所述底面垂线形成的角度。

进一步地，经由所述第一反射面反射的所述光源产生的光线与所述底面的垂线形成的角度为第一夹角，所述第一夹角的范围为0°～8°；

经由所述第三反射面反射的所述光源产生的光线与所述底面的垂线形成的角度为第三夹角，所述第三夹角的范围为10°～20°。

进一步地，所述第一夹角为4°，所述第三夹角为10°。

进一步地，经由所述第二反射面反射的所述光源产生的光线与所述底面的垂线形成的角度为第二夹角，所述第二夹角的范围为10°～20°；

经由所述第四反射面反射的所述光源产生的光线与所述底面的垂线形成的角度为第四夹角，所述第四夹角的范围为10°～20°。

进一步地，所述第二夹角为12°，所述第二夹角为12°。

进一步地，所述第一反射面是以第一曲线为母线进行移动形成的曲面，所述第二反射面是以第二曲线为母线进行移动形成的曲面，所述第三反射面是以第三曲线为母线进行移动形成的曲面，所述第四反射面是以第四曲线为母线进行移动形成的曲面。

进一步地，所述反射器还包括固定框，所述固定框的四边分别与所述第一反射面、第二反射面、第三反射面和第四反射面连接，所述固定框上开设有固定孔。

进一步地，所述固定孔的数量为四个，四个所述固定孔分别设于所述固定框的四个角上。

本实用新型的目的还在于提供一种球场照明灯，包括光源和上述的反射器，所述光源设于所述反射器的所述底面。

本实用新型的目的还在于提供一种球场照明装置，包括灯杆和上述的球场照明灯，所述灯杆的一端与所述球场照明灯连接，所述第一反射面靠近所述灯杆，所述第一反射面反射的光束投射于所述灯杆下方，所述第三反射面远离所述灯杆。

本实用新型提供的一种反射器的有益效果在于：由于反射器的第一反射面与第三反射面呈非对称设置，且经由第一反射面反射的光线与底面的垂线形成的角度小于经由第三反射面反射的光源产生的光线与底面的垂线形成的角度，从而使得第一反射面反射的光线可以提高灯杆下方的光强，同时第三反射面反射的光线可以照射到更远的区域，同时第二反射面反射的光线和第四反射面反射的光线使得照明灯具有较宽的照明区域，从而同时满足对照明区域和灯杆下方的光照强度的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的反射器的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的反射器的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的反射器的结构示意图三；

图4为本实用新型实施例提供的反射器的第一反射面和第三反射面反射光线示意图；

图5为本实用新型实施例提供的反射器的第二反射面和第四反射面反射光线示意图；

图6为本实用新型实施例提供的反射器的第一反射面反射光线的计算分析图；

图7为本实用新型实施例提供的反射器的第三反射面反射光线的计算分析图；

图8为本实用新型实施例提供的反射器的第二反射面反射光线的计算分析图；

图9为本实用新型实施例提供的反射器的第四反射面反射光线的计算分析图；

图10为本实用新型实施例提供的反射器的模拟光强分布示意图。

其中，图中各附图标记：

1-反射器； 2-光源； 11-底面；

121-第一反射面； 122-第二反射面； 123-第三反射面；

124-第四反射面； 1211-第一曲线； 1221-第二曲线；

1231-第三曲线； 1241-第四曲线；

13-固定框； 131-固定孔。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图3，一种反射器1，包括用于放置光源2的底面11和用于反射光源2产生的光线的反射侧面，反射侧面包括依次连接的第一反射面121、第二反射面122、第三反射面123和第四反射面124，第一反射面121、第二反射面122、第三反射面123和第四反射面124环设于底面11同侧且均与底面11相连；第一反射面121与第三反射面123相对设置，且第一反射面121与第三反射面123呈非对称设置；第二反射面122与第四反射面124相对设置，且第二反射面122与第四反射面124呈对称设置；经由第一反射面121反射的光源产生的光线与底面11的垂线形成的角度小于经由第三反射面123反射的光源产生的光线与底面11的垂线形成的角度。

本实施例提供的反射器1的工作原理如下：首先将光源2放置在底面11上并固定，然后将反射器1固定在灯杆上；当光源2接通电源后，光源2发光，光源2产生的光线经过反射侧面反射后从反射器1中出射，从而进行照明；由于反射器1的第二反射面122与第四反射面124呈对称设置，因此经过第二反射面122反射的光线的强度与经过第四反射面124反射的光线的强度相同，且可以保证具有较宽的照明区域；由于反射器1的第一反射面121与第三反射面123呈非对称设置，因此经过第一反射面121反射的光线的强度与经过第三反射面123反射的光线的强度不同。具体地，由于经由第一反射面121反射的光线与底面11的垂线形成的角度小于经由第三反射面123反射的光线与底面11的垂线形成的角度，因此在灯杆下方的区域，经过第一反射面121反射的光线的强度大于经过第三反射面123反射的光线的强度，这样使得第一反射面121反射的光线可以提高灯杆下方的光强，而第三反射面123反射的光线可以照射到距离灯杆更远的区域，从而提高了照明区域。

这样设置的有益效果在于：由于反射器1的第一反射面121与第三反射面123呈非对称设置，且经由第一反射面121反射的光线与底面11的垂线形成的角度小于经由第三反射面123反射的光源产生的光线与底面11的垂线形成的角度，从而使得第一反射面121反射的光线可以提高灯杆下方的光强，同时第三反射面123反射的光线可以照射到更远的区域，同时第二反射面122反射的光线和第四反射面124反射的光线使得照明灯具有较宽的照明区域，从而同时满足对照明区域和灯杆下方的光照强度的要求。

优选地，光源2为LED灯。

请参阅图4，进一步地，经由第一反射面121反射的光线与底面11的垂线形成的角度为第一夹角(请参阅图6中的Φ_i)，第一夹角的范围为0°～8°，从而可有效保证经第一反射面121反射的光线能够到达灯杆下方的区域，从而提高灯杆下方的光强；经由第三反射面123反射的光线与底面11的垂线形成的角度为第三夹角(请参阅图7中的Φ_i)，第三夹角的范围为10°～20°，从而使得经第三反射面123反射的光线能够到达离灯杆下方更远的区域，从而增加照明区域。优选地，第一夹角为4°，第三夹角为10°，可以得到照明区域与灯杆下方光照强度的最优分布。

请参阅图5，进一步地，经由第二反射面122反射的光线与底面11的垂线形成的角度为第二夹角(请参阅图8中的Φ_i)，第二夹角的范围为10°～20°；经由第四反射面124反射的光线与底面11的垂线形成的角度为第四夹角(请参阅图9中的Φ_i)，第四夹角的范围为10°～20°，从而可以保证光源2产生的光线经反射器1反射后所形成的照明区域能够满足使用需求。优选地，第二夹角为12°，第二夹角为12°，从而可以得到照明区域的最优分布。

请参阅图4和图5，进一步地，第一反射面121是以第一曲线1211为母线进行移动形成的曲面，以简化第一反射面121的结构设置；第三反射面123是以第三曲线1231为母线进行移动形成的曲面，以简化第三反射面123的结构设置；且第三曲线1231与第一曲线1211并不相同，从而可对应获得不同的第三反射面123和第一反射面121。第二反射面122是以第二曲线1221为母线进行移动形成的曲面，以简化第二反射面122的结构设置；第四反射面124是以第四曲线1241为母线进行移动形成的曲面，以简化第四反射面124的结构设置；且第二曲线122与第四曲线124相同，从而可对应获得相同的第二反射面122和第四反射面124。

请参阅图6，在本实施例中，考虑将光源2简化为S点，第一反射面121简化为第一曲线1211，同时以S点为原点，分别作出纵向方向的Z轴、水平方向的X轴，以形成XSZ坐标；其中，光源2发出的光线照射在第一曲线1211上的点为P(x_i,z_i)，则该光线为SP，而该入射光线SP经由第一曲线1211反射后为GP；接着，以第一曲线1211上的P点为原点，分别作出纵向方向的V轴、水平方向的H轴，以形成VPH坐标；再接着，作出点P的切线KP，并作出垂直于KP的法线NP。由此可得出：SP与X轴的夹角为θ_i，SP与NP的夹角为入射角α_i，NP与GP的夹角为出射角δ_i，KP与H轴的夹角为切角β_i，出射光线GP与V轴的夹角为Ф_i。根据反射定律、几何定律和近似算法，可得：

α_i＝δ_i (1)

z_i＝y_i·tanθ_i (4)

设各Ф_i取值于区间[0°,8°]，通过联立式(1)-(4)迭代可得到各点坐标，再将相邻的点相连就能得到第一曲线1211。

请参阅图7，考虑将光源2简化为S点，第三反射面123简化为第三曲线1231，同时以S点为原点，分别作纵向方向的Z轴、水平方向的X轴，以形成XSZ坐标；其中，光源2射在第三曲线1231上的点为P(x_i,z_i)，则该光线为SP，而该入射光线SP经由第三曲线1231反射后为GP；接着，以第三曲线1231上的P点为原点，分别作出纵向方向的V轴、水平方向的H轴，以形成VPH坐标；再接着，作出点P的切线KP，并作出垂直于KP的法线NP。由此可得出：SP与X轴的夹角为θ_i，SP与NP的夹角为入射角α_i，NP与GP的夹角为出射角δ_i，KP与H轴的夹角为切角β_i，出射光线GP与V轴的夹角为Ф_i。根据反射定律、几何定律和近似算法，可得：

α_i＝δ_i (5)

z_i＝y_i·tanθ_i (8)

设各Ф_i取值于区间[10°,20°]，通过联立式(5)-(8)迭代就能得到各点坐标，再将相邻的点相连就能得到第三曲线1231。

请参阅图8和图9，考虑将光源2简化为S点，第二反射面122简化为第二曲线1221，同时以S点为原点，分别作出纵向方向的Z轴、水平方向的Y轴，以形成YSZ坐标；其中，光源2射在第二曲线1221上的点为Q(x_i,y_i)，则该光线为SQ，而该入射光线SQ经由第二曲线1221反射后为GQ；接着，以第二曲线1221上的Q点为原点，分别作出纵向方向的V轴、水平方向的H轴，以形成VQH坐标；再接着，作出点Q的切线KQ，并作出垂直于KQ的法线NQ，。由此可得出：SQ与X轴的夹角为θ_i，SQ与NQ的夹角为入射角α_i，NQ与GQ的夹角为出射角δ_i，KQ与H轴的夹角为切角β_i，出射光线GQ与V轴的夹角为Ф_i。根据反射定律、几何定律和近似算法，可得：

α_i＝δ_i (9)

z_i＝x_i·tanθ_i (12)

设各Ф_i取值于区间[10°,20°]，通过联立式(9)-(12)迭代就能得到各点坐标，再将相邻的点相连就能得到第二曲线1221。同理，也可得到第四曲线1241。

请参阅图10，将上述方式获得的第一曲线1211、第二曲线1221、第三曲线1231和第四曲线1241导入3D建模软件，建立反射器1的模型；然后将反射器1的模型导入光学仿真软件，进行光线追迹，可得到光强分布曲线图。由光强分布曲线图可知，第一反射面121出光的最大光强的一半与光轴夹角为4°、第三反射面123出光的最大光强的一半与光轴夹角为10°、第二反射面122和第四反射面124出光的最大光强的一半与光轴夹角为12°，即第一反射面121与光轴夹角为4°、第三反射面123与光轴夹角为10°、第二反射面122和第四反射面124与光轴夹角为12°时可得到照明区域的最优分布；同时，在0°～15°的范围内，经第三反射面123反射的光线的强度小于经第二反射面122或第四反射面124反射的光线的强度，而在15°～60°的范围内，经第三反射面123反射的光线的强度大于经第二反射面122或第四反射面124反射的光线的强度。

请参阅图1至图3，进一步地，反射器1还包括固定框13，固定框13的四边分别与第一反射面121、第二反射面122、第三反射面123和第四反射面124连接，固定框13上开设有固定孔131。优选地，固定框13的四边一体成型，从而具有更好的强度；固定框13的四边围成的通孔与反射侧面的大小和形状相对应，从而保证光源2产生的光线经反射侧面反射后能全部出射；固定孔131的数量为四个，四个固定孔131分别设于固定框13的四个角上。当需要对反射器1进行固定时，可通过螺钉穿过固定框13的固定孔131，从而实现固定，而在固定框13的四个角上均设置固定孔131，有助于将反射器1固定得更牢固。

进一步地，本实施例的反射器1采用耐高温PC材质，表面进行真空电镀处理，从而可以抗高温，延长反射器1的使用寿命。

优选地，反射器1一体成型，即底面11、反射侧面和固定框13一体成型，从而可以提高反射器1的整体强度，防止反射器1被轻易损坏，提高反射器1的使用寿命。

本实施例的目的还在于提供一种球场照明灯，包括光源2和上述的反射器1，光源2设于反射器1的底面11。

本实施例的目的还在于提供一种球场照明装置，其特征在于：包括灯杆和上述球场照明灯，灯杆的一端与球场照明灯连接，第一反射面121靠近灯杆，第一反射面121反射的光束投射于灯杆下方，第三反射面123远离灯杆。

本实施例提供的一种球场照明装置的有益效果在于：由于反射器1的第一反射面121与第三反射面123呈非对称设置，且经由第一反射面121反射的光源产生的光线与底面11的垂线形成的角度小于经由第三反射面123反射的光源产生的光线与底面11的垂线形成的角度，从而使得第一反射面121反射的光线可以提高灯杆下方的光强，同时第三反射面123反射的光线可以照射到更远的区域，同时第二反射面122反射的光线和第四反射面124反射的光线使得照明灯具有较宽的照明区域，从而同时满足了对照明区域和灯杆下方的光照强度的要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。