用于光报警器的光学装置及其反光座的制作方法

本发明涉及一种用于消防系统的光报警器，尤其涉及用于光报警器的光学装置。

背景技术：
光报警器广泛应用于火灾报警系统。光报警器通常连接于一个中央控制器，当出现火情时，中央控制器能够触发光报警器，使得光报警器发出警报光，以提示人员出现火情。通常情况下，光报警器安装于天花板或墙壁。图1显示了一种现有光报警器中光学装置的结构示意图。如图1所示，光学装置包括一个反光座60和一个能够罩盖反光座60的透明盖62。反光座60具有一个安装端面602，光学装置能够通过安装端面602上设置的机构安装于光报警器，且光报警器能够安装于室内外的天花板或墙壁。以安装端面602为基准面，光报警器具有一个X方向、一个垂直于X方向的Y方向、以及一个垂直于基准面的Z方向，且X方向和Y方向处于基准面中。无论安装于墙面或天花板，光学装置出射的光强分布需要满足相关的国家标准，例如，美国UL1971(UnderwriterLaboratories，简称UL)标准的要求。具体而言，例如按照UL标准的其中一项要求，当光报警器安装于天花板64时，如图2所示，光报警器的出射光需要在图2中X方向和Z方向所确定平面上满足一个如3图所示预定的光强分布曲线。由图3可见，X-Z平面上的光强分布应满足在与Z方向夹角-90°～+90°的范围内均能达到一定光强。同时，对于天花板安装而言，光报警器的出射光也需要在图2中Y方向和Z方向所确定平面上满足一个预定的光强分布，即光强在与Z方向的夹角为-90°～90°的范围内也满足图3所示的分布曲线。UL标准还规定了光报警器安装于墙壁时的光强分布要求。如图4所示，当光报警器安装于墙壁66时，光报警器的出射光需要在Y方向和Z方向所确定平面上满足一个预定的光强分布曲线，即光强在与Z方向的夹角为-90°～90°的范围内满足图3的曲线。同时，光报警器的出射光还需要在X方向和Z方向所确定平面上也满足一个预定的分布曲线，即光强在与Z方向的夹角为0°～90°的范围内满足图5的曲线。发明人已知的光报警器只能选择安装于墙面或天花板，由此造成光报警器产品系列繁多，通用性不好。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于光报警器的光学装置中的反光座，使得安装于天花板和墙面的光报警器能够满足UL1971标准的要求。本发明的另一个目的是提供使用该反光座的光报警器。本发明提供了一种用于光报警器的光学装置中的反光座，包括一个基体和一个导光槽。基体具有一个能够固定在安装面上的安装侧，和一个适于安装一个管状的发光元件的光源侧。导光槽设置于光源侧，管状的发光元件设置于导光槽内，且导光槽沿发光元件的纵向延伸，在沿所述发光元件的纵向所述导光槽的两端分别开设有一个第一开口，且导光槽中部的两个相对槽壁上分别开设有一个第二开口，导光槽的内壁设置成能够反射发光元件发出的光线，以加强出射光线在一个十字光区上的光分布，十字光区在光源侧上的投影包括沿发光元件的纵向延伸的第一光区和位于第二开口处与发光元件的纵向垂直的第二光区。在用于光报警器的光学装置中的反光座的再一种示意性的实施方式中，导光槽由一个反光组件围合而成，该反光组件包括一个第一反光部、一个第二反光部、一个第三反光部、和一个第四反光部。第一反光部和第二反光部设置于光源侧。第一反光部和第二反光部设置于发光元件的同一侧，且沿发光元件的纵向间隔设置，第一反光部和第二反光部沿发光元件纵向上的间隙形成一个第二开口。第三反光部和第四反光部设置于光源侧。第三反光部和第四反光部设置于发光元件的另一侧，且沿发光元件的纵向间隔设置，第三反光部和第四反光部沿发光元件纵向上的间隙形成另一个第二开口。第一反光部和第三反光部沿垂直于发光元件纵向的方向上的间隙形成一个第一开口，且第二反光部和第四反光部沿垂直于发光元件纵向的方向上的间隙形成另一个第一开口。在用于光报警器的光学装置中的反光座的又一种示意性的实施方式中，第一、第二、第三和第四反光部中每个反光部包括一个主反光面和复数个辅助反光面。主反光面由圆锥曲面构成，且沿发光元件纵向主反光面设置于反光部靠近发光元件几何中心一侧。每一个辅助反光面由一个圆锥曲面构成，沿发光元件纵向，第一辅助反光面设置于反光部远离发光元件几何中心一侧，且主反光面和复数个辅助反光面沿发光元件纵向排布。在用于光报警器的光学装置中的反光座的又一种示意性的实施方式中，沿导光槽的深度方向，第一、第二、第三和第四反光部中对角设置的一对反光部中的每一个反光部的主反光面包括一个顶部反光面，和一个连接于顶部反光面的一个底部反光面。发光元件发出的光线由顶部反光面反射后光线的传播方向与导光槽的深度方向平行，发光元件发出的光线由底部反光面反射后光线的传播方向与发光元件的纵向平行。在用于光报警器的光学装置中的反光座的又一种示意性的实施方式中，发光元件发出的光线由第一、第二、第三和第四反光部的辅助反光面反射到第一光区。发光元件发出的光线由第一、第二、第三和第四反光部的主反光面反射到第二光区。在用于光报警器的光学装置中的反光座的又一种示意性的实施方式中，第一反光部包括一个由圆锥曲面构成的第一主反光面和复数个第一辅助反光面。沿发光元件纵向第一主反光面设置于第一反光部靠近发光元件几何中心一侧。每一个第一辅助反光面由一个圆锥曲面构成，沿发光元件纵向第一辅助反光面设置于第一反光部远离发光元件几何中心一侧，且第一主反光面和第一辅助反光面沿发光元件纵向排布。第二反光部包括一个由圆锥曲面构成的第二主反光面和复数个第二辅助反光面。沿发光元件纵向第二主反光面设置于第二反光部靠近发光元件几何中心一侧。每一个第二辅助反光面由一个圆锥曲面构成，沿发光元件纵向第二辅助反光面设置于第二反光部远离发光元件几何中心一侧，且第二主反光面和第二辅助反光面沿发光元件纵向排布。第三反光部包括一个由圆锥曲面构成的第三主反光面和复数个第三辅助反光面。沿发光元件纵向第三主反光面设置于第三反光部靠近发光元件几何中心一侧。每一个第三辅助反光面由一个圆锥曲面构成，沿发光元件纵向第三辅助反光面设置于第三反光部远离发光元件几何中心一侧，且第三主反光面和第三辅助反光面沿发光元件纵向排布。第四反光部包括一个由圆锥曲面构成的第四主反光面和复数个第四辅助反光面。沿发光元件纵向第四主反光面设置于第四反光部靠近发光元件几何中心一侧。每一个第四辅助反光面由一个圆锥曲面构成，沿发光元件纵向第四辅助反光面设置于第四反光部远离发光元件几何中心一侧，且第四主反光面和第四辅助反光面沿发光元件纵向排布。在用于光报警器的光学装置中的反光座的又一种示意性的实施方式中，发光元件发出的光线由第一主反光面、第二主反光面、第三主反光面、和第四主反光面反射到第二光区。在用于光报警器的光学装置中的反光座的又一种示意性的实施方式中，沿导光槽的深度方向，第二主反光面包括一个第一顶部反光面，和一个连接于第一顶部反光面的第一底部反光面。发光元件发出的光线由第一顶部反光面反射后光线的传播方向与导光槽的深度方向平行，发光元件发出的光线由第一底部反光面反射后光线的传播方向与导光槽的深度方向垂直。在用于光报警器的光学装置中的反光座的又一种示意性的实施方式中，沿导光槽的深度方向，第三主反光面包括一个第二顶部反光面，和一个连接于第二顶部反光面的第二底部反光面。发光元件发出的光线由第二顶部反光面反射后光线的传播方向与发光元件纵向垂直，发光元件发出的光线由第二底部反光面反射后光线的传播方向与发光元件纵向平行。在用于光报警器的光学装置中的反光座的又一种示意性的实施方式中，发光元件发出的光线由第一辅助反光面、第二辅助反光面、第三辅助反光面、和第四辅助反光面反射到第一光区。在用于光报警器的光学装置中的反光座的又一种示意性的实施方式中，相对于发光元件的几何中心，第一反光部中心对称于第四反光部，且第二反光部中心对称于第三反光部。在用于光报警器的光学装置中的反光座的又一种示意性的实施方式中，两个第二开口，以及发光元件的几何中心处于同一直线。本发明还提供了一种光报警器的光学装置，包括一个上述反光座、一个管状的发光元件、和一个透明盖。发光元件设置于反光座的光源侧，且发光元件的纵向平行于导光槽的延伸方向。透明盖罩设于光源侧。附图说明以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。图1显示了一种现有光报警器中光学装置的示意图。图2显示了安装于天花板的光报警器。图3显示了UL标准所规定的光强分布的一个曲线示例。图4显示了安装于墙壁的光报警器。图5显示了UL标准所规定的光强分布的另一个曲线示例。图6用于说明光报警器中光学装置一种示意性实施方式的结构示意图。图7显示了图6中光报警器中光学装置组装后的结构示意图。图8和图9用于说明用于光报警器的光学装置中的反光座。图10显示了第一反光部和第二反光部的结构示意图。图11显示了第三反光部和第四反光部的结构示意图。图12和图13用于说明用于光报警器的光学装置中的反光座将光线反射到的区域。标号说明10基体12安装侧14光源侧20反光组件22第一反光部24第二反光部26第三反光部28第四反光部30发光元件40导光槽42第一开口44第二开口50透明盖。具体实施方式为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的位置关系，而非限定它们的绝对位置。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。在本文中，“平行”、“垂直”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。在本文中，经反光面反射后，大部分光线朝向本文中限定的位置和区域投射，但本领域技术人员可以理解的部分杂散光线可以偏离本文中限定的位置和区域。图6用于说明光报警器中光学装置一种示意性实施方式的结构示意图。图7显示了图6中光报警器中光学装置组装后的结构示意图。参见图6和图7，光报警器包括一个反光座100、一个发光元件30、和一个透明盖50。透明盖50能够罩设于反光座100。透明盖50能够保护发光元件30。透明盖50可以使用各种已知形式的棱镜或透镜来扩大光报警器的照射范围。发光元件30优选为疝气灯管。图8和图9用于说明用于光报警器的光学装置中的反光座，且图9是图8的IX向视图。参见图8和图9，反光座100包括一个基体10和一个凹形的导光槽40。基体10具有一个安装侧12和一个光源侧14。光报警器通过基体10的安装侧12能够安装于光学报警器。安装侧12可以采用任何一种已知的结构实现其在光线报警器的固定，在此不再赘述。光源侧14用于固定安装管状的发光元件30，光源侧14可以使用任何一种已知的结构实现发光元件在基体10上的安装或固定，在此不再赘述。为了清楚地说明反光座，基体10定义一个假想的基准面18，且基准面18为一个平面，它位于安装侧12且平行于发光元件30所在平面。基准面18具有一个X方向和一个Y方向，且基体10还具有一个Z方向。其中，X方向与管状的发光元件30的纵向平行，Y方向垂直于X方向。Z方向垂直于基准面18。导光槽40设置于光源侧14。导光槽40的槽底设置有用于支撑和固定发光元件30的结构，例如在X方向间隔开设置的两个光源支撑架(未示出)。导光槽40沿发光元件30的纵向延伸，即沿X方向延伸，且导光槽40的延伸方向平行于基准面12。沿X方向，导光槽40的两端分别开设有一个第一开口42，导光槽40中部两侧的槽壁上分别设有一个第二开口44，且在Z方向上，第二开口44的位置低于发光元件30的中心轴。在用于光报警器的光学装置中的反光座一种示意性实施方式中，导光槽40由一个反光组件20围合而成。反光组件20包括一个第一反光部22、一个第二反光部24、一个第三反光部26、和一个第四反光部28。第一反光部22、第二反光部24、第三反光部26、和第四反光部28均设置于光源侧40，且沿Z方向伸出。沿X方向，第一反光部22和第二反光部24设置在发光元件30的一侧，第三反光部26和第四反光部28设置在发光元件30的另一侧。以发光元件30的几何中心为对称中心，第一反光部22中心对称于第四反光部28，且第二反光部24中心对称于第三反光部26。图10显示了第一反光部和第二反光部的结构示意图。参见图10和图9，第一反光部22包括一个第一主反光面222和多个第一辅助反光面224。第一主反光面222由圆锥曲面构成，沿X方向第一主反光面222设置于第一反光部22靠近发光元件30几何中心一侧。每一个第一辅助反光面224由一个圆锥曲面构成。沿X方向该多个第一辅助反光面224设置于第一反光部22远离发光元件30几何中心一侧，且第一主反光面222和多个第一辅助反光面224沿X方向排布。第二反光部24包括一个第二主反光面242和多个第二辅助反光面244。第二主反光面242由圆锥曲面构成，沿X方向第二主反光面242设置于第二反光部24靠近发光元件30几何中心一侧。每一个第二辅助反光面244由一个圆锥曲面构成。沿X方向，该多个第二辅助反光面244设置于第二反光部24远离发光元件30几何中心一侧，且第二主反光面242和第二辅助反光面244沿X方向排布。图11显示了第三反光部和第四反光部的结构示意图。参见图11和图9，第三反光部26包括一个第三主反光面262和多个第三辅助反光面264。第三主反光面262由圆锥曲面构成，沿X方向第三主反光面262设置于第三反光部26靠近发光元件30几何中心一侧。每一个第三辅助反光面264由一个圆锥曲面构成。沿X方向，这些第三辅助反光面264设置于第三反光部26远离发光元件30几何中心一侧，且第三主反光面222和第三辅助反光面264沿X方向排布。第四反光部28包括一个第四主反光面282和多个第四辅助反光面284。第四主反光面282由圆锥曲面构成，沿X方向第四主反光面282设置于第四反光部28靠近发光元件30几何中心一侧。每一个第四辅助反光面284由一个圆锥曲面构成。沿X方向，这些第四辅助反光面284设置于第四反光部28远离发光元件30几何中心一侧，且第四主反光面282和第四辅助反光面284沿X方向排布。第一反光部22、第二反光部24、第三反光部26、第四反光部28、和导光槽40的槽底构成了导光槽40的内壁。通过调节各个反光面的朝向和曲率，可以调节发光元件30发出的光线反射后的出射方向。参见图8和图9，两个第一开口42分别由第一反光部22和第三反光部26，以及第二反光部24和第四反光部28在Y方向上的间距形成。两个第二开口44分别由第一反光部22和第二反光部24，以及第三反光部26和第四反光部28在X方向上的间距形成。另外，两个第二开口44，以及发光元件30的几何中心处于同一直线，即沿Y方向，两个第二开口44对齐于发光元件30的几何中心。图12和图13用于说明用于光报警器的光学装置中的反光座将光线反射到的区域。如图12所示，同时参见图9，设置于导光槽40中的发光元件30发出的光线，在导光槽内壁的反射作用下，能够通过第一开口42、第二开口44、以及导光槽40朝向Z方向形成的开口出射。这些出射的光线在距离光源侧14一预定距离处的一个半球面上的分布在理想情况下如图12所示，该半球面可称作一个照射半球50。如图12所示，导光槽40的作用是加强在该半球面上的一个十字区的光强分布。该十字区的光分布在基准面上的投影如图13所示。图13是沿图12中XIII方向的视图。如图13所示，同时参见图12，十字光区包括一个沿X方向延伸的第一光区52、和一个沿Y方向延伸的第二光区54。第一光区52中，光线与Z方向的夹角范围为-90°至90°；第二光区54中，光线与Z方向的夹角范围为-90°至90°。由此，无论将光报警器安装至墙面或天花板时，由光报警器出射的光线都能够形成一个十字光区，即能够满足UL1971标准的要求。参见图10、图11、图12、和图13，第一主反光面222、第二主反光面242、第三主反光面262、和第四主反光面282能够将发光元件30发出的光线反射至第二光区54。其中，第一主反光面222和第四主反光面282为光滑的圆锥曲面。第二主反光面242包括一个第一顶部反光面241和第一底部反光面243。沿导光槽40的深度方向，即沿Z方向，第一顶部反光面241设置于导光槽40的顶部，且第一底部反光面243设置于导光槽40的底部。第一顶部反光面241和第一底部反光面243分别为光滑的圆锥曲面，它们的连接处为一条凸棱。发光元件30发出的光线由第一顶部反光面241发射后，光线的传播方向准直于Z方向，即光线的传播方向近似平行于Z方向或者光线的传播方向与Z方向的夹角小于45°。发光元件30发出的光线由第一底部反光面243反射后，光线的传播方向准直于Y方向，即光线的传播方向近似平行于Y方向或者光线的传播方向与Y方向的夹角小于45°。第三主反光面262包括一个第二顶部反光面261和第二底部反光面263。沿导光槽40的深度方向，即沿Z方向，第二顶部反光面261设置于导光槽40的顶部，且第二底部反光面263设置于导光槽40的底部。第二顶部反光面261和第二底部反光面263分别为光滑的圆锥曲面，它们的连接处为一条凸棱。发光元件30发出的光线由第二顶部反光面261发射后，光线的传播方向准直于Z方向，即光线的传播方向近似平行于Z方向或者光线的传播方向与Z方向的夹角小于45°。发光元件30发出的光线由第二底部反光面263反射后，光线的传播方向准直于Y方向，即光线的传播方向近似平行于Y方向或者光线的传播方向与Y方向的夹角小于45°。由发光元件30发出且照射至第一辅助反光面224、第二辅助反光面244、第三辅助反光面264、和第四辅助反光面284的部分光线能够直接反射到第一光区，即一次反射。另外，各个第一辅助反光面224之间、各个第二辅助反光面244之间、各个第三辅助反光面264之间、和各个第四辅助反光面284之间，以及第一辅助反光面224、第二辅助反光面244、第三辅助反光面264、和第四辅助反光面284之间还能够形成二次反射，进而将光线反射到第一光区，以增加十字光区的光强。应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。