无眩目聚焦发光及照明装置的制作方法

本发明申请涉及发光及照明装置，可广泛应用为内部照明用灯、路面照明用灯、车辆夜间行驶照明用灯或其它特殊照明用灯。

背景技术：

现有照明灯，主要包括两种结构形式，一种是全开放式结构，如灯球，光线全方位无死角投射、照明，但其光污染是严重的；另一种是半开放半封闭式结构，利用反光碗形成平行投射光束，增强聚光效果，使光污染有所减轻，但碗口开放、碗底部收缩结构，导致许多光线不经聚光就直接向外投射，这些直接逸出的或由反光壁向其它方向反射的杂光分布范围广，形成杂散光，当不需要这部分光线时则成为相当的光污染。半封闭式结构的照明装置存在照明区域弥散、无法控制光照区域的技术问题，虽照亮美化了环境，但存在散射光污染问题；另外，光源及反光面直接暴露呈现，人在光张波及区域，都会产生很强的眩目感。

以路灯照明灯为例，在照亮路面的同时，其杂散光导致的光污染让人深夜无法安眠；再如车辆照明灯，尤其是远光灯、近光灯，不规范的远光灯使用，投射出极其刺眼的强光，让人睁不开眼睛，因此导致的交通事故比例极高，规范使用汽车照明灯、保证行驶安全，是大家的共识。因此，在很多对光污染和防眩目要求很高的应用领域中现有的照明装置就难以胜任。

技术实现要素：

本发明申请的发明目的在于提供一种去除杂散光及其光污染、消除眩目，且应用范围广的无眩目聚焦发光及照明装置。本发明提供的无眩目聚焦发光及照明装置技术方案，其主要技术内容是：一种无眩目聚焦发光及照明装置，包括光源和聚光瓶，光源置于聚光瓶内的对称轴线上，所述的聚光瓶：聚光瓶内表面各点具有将光源源光线反射且聚焦在对称轴线上、且偏离于光源的反射面，所述的聚焦点为本聚光瓶的瓶口处的通光孔。

在上述的整体技术方案中，对称轴线各轴位应对于聚光瓶内表面设有反光面环，每环的反光面具有将光源源光线反射至通光孔聚焦点的反光角。

本发明专利申请提供的无眩目聚焦发光及照明装置技术方案，聚光瓶内表面能够将光源发出的所有光线汇聚于瓶口的通光孔，聚焦投射出来，其光照集中、亮度高，无杂光逸出、消除了杂散光产生的光污染，照明区域可控、照明距离设计确定。例如，以本发光及照明装置为核心构成的台灯，光线只照射到书本上，不会影响房间内其它睡觉的人；以本发光及照明装置为核心构成的道路或居民区照明灯，无杂散光，不影响周边居民的生活、休息；以本发光及照明装置为核心构成的汽车照明灯，照明光束集中、无杂散光，照射距离远，尤其是照明光线完全避开对方司机的视线，避免对司机产生刺目眩晕感，大大提高夜晚会车时行驶的安全性；由本发光及照明装置设计的手术无影灯，它只集中照射手术位置，无散射杂光，能够让医生看得更清楚，更重要的是减轻了医生的视疲劳，提高了手术准确性和效率。

附图说明

图1和图2分别是现有照明灯和本发明申请相比于现有照明灯防眩目原理图。

图3是光源源光线的反射聚焦原理图。

图4、图5、图6分别是本发明申请的三大类聚光瓶外形结构图。

图7、图8、图9分别是对应于图4、图5、图6所示聚光瓶投射出光线不同夹角影响照明区域、照明距离的示意图。

图10是本发明申请的剖面结构图。

图11是聚光瓶内表面及光线反射原理图。

图12是根据图11拟合得到的聚光瓶内表面结构图。

图13是本发明申请的另一实施原理结构图。

具体实施方式

本发明申请公开的无眩目聚焦发光及照明装置，其组成包括聚光瓶2和聚光瓶2内的光源1。如图10、图11、图13所示，设置于聚光瓶2对称轴线的光源1散发出的源光线投射至聚光瓶2内表面，依据反射原理，确定聚光瓶2内表面各点反射角，使每一点的反射光线全部、准确聚焦于对称轴线一点，该聚焦点偏离于光源位置，该聚焦点设计作为聚光瓶2的瓶口20的通光孔21。通光孔21投射出的光束，其光束锥尖夹角为通光孔21投射出的光束夹角a，光束夹角a的确定主要根据实际照射距离和照射区域范围为设计参数来推算，其中的照射距离h为沿光束中心线、由通光孔至被照射对象的距离，照射区域为光束投射至被照射对象的光圈直径d。根据产品的不同应用领域，来具体确定照射距离h和照射区域d，计算得到光束夹角a。

图11所示的是确定聚光瓶2反光内表面的原理图。其中的光源实际可采用led灯、激光照明灯等为单侧散射光的光源部件。根据照明灯实际设计大小确定聚光瓶长度，将推算获得的光束夹角a的瓶内对角进行n等分，同理将光源1源光线180°散射角同样进行n等分，光束夹角a的对顶角各等分线与光源散射角各等分线一一对应连接的相交点，为内表面反射点，根据光反射原理确定各反射点的反射面，把这些反射面连接拟合成聚光瓶内表面。我们可知，n值越大，各道反射面拟合得越平滑，其加工精度也越高，聚光效果也越好。对于聚光要求不很高的照明产品，则无需追求过大n值，n值选取适当，对称轴线各轴位应对于聚光瓶内表面会形成较为明显的多道反光面环22、23，各道反光面环具有对应的将光源源光线反射聚焦至通光孔的反光角度。聚光瓶2整体外形依照内表面形状，通常其瓶身凸圆，并向瓶口20平滑收缩呈轴对称的水滴形。

光源1为常用的led灯、激光照明灯等，作为单侧面发光的光源，该光源置于聚光瓶2底部中心，如图3、图4、图5和图10所示；若该光源为点光源，则该光源设置于对称轴线上，且接近于瓶底一点设置，如图13所示。

根据具体应用领域和使用要求来具体设计聚光瓶尺寸，主要技术控制指标是照射距离、照射区域大小和聚光瓶瓶体长度，一般而言，照射距离与光束夹角a大小成反比关系。照射距离短、通光孔21投射出的光束夹角a大，聚光瓶2的瓶身较为粗胖，如作为近距离照明装置的台灯、室内照明灯应用，如图4和图7所示；照射距离远、通光孔21投射光束夹角a小，聚光瓶2瓶身细长，可作为远距离照明装置的汽车会车灯、探照灯应用，如图6和图9所示；而图5和图8所示的是介于上述两种之间的中间过渡产品类型。

若单一聚光发光及照明装置的光强无法满足实际照明需要，为增加照明效果，可以将多个聚光发光及照明装置组合为一束，构成高光强的防眩目照明装置。

图2所示的是本发明申请技术方案防眩目原理图。本发明申请的防眩目效果主要表面在两个方面：一是聚光瓶结构，将光源和反光内表面封闭在瓶内，只能通过瓶口20的通光孔21看到光源，光束夹角之外看不到光线，即本技术方案有效的控制光照范围，位于照明区域之外不会受到一丝杂光的干扰；二是由外部只能看到瓶口20的通光孔21大小的光线，远远小于现有反光碗开口大小，因而不会产生眩目感。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种无杂散光、无光污染、防眩目的无眩目聚焦发光及照明装置。本无眩目聚焦发光及照明装置的聚光瓶内表面各点具有将光源源光线反射且聚焦在对称轴线上、且偏离于光源的反射面，所述的聚焦点为本聚光瓶的瓶口处的通光孔。本技术方案可广泛应用为台灯、无光污染的道路或居民区照明灯，防眩目的汽车照明灯等，以汽车照明灯为例，其防眩目效果大大提高了夜晚会车时行驶的安全性。

技术研发人员：陈敬萍
受保护的技术使用者：陈敬萍
技术研发日：2016.04.26
技术公布日：2017.11.03