一種高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明方法及燈泡的制作方法
【專利摘要】一種高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明方法及燈泡，所述其方法指采用雙端高光效HID燈作照明光源，采用高硼硅玻璃材質(zhì)三向橢圓曲面反射鏡進(jìn)行配光設(shè)計(jì)，HID燈管安裝于反射鏡三向橢圓曲面的焦點(diǎn)軸上，反射鏡和透鏡采用封閉式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制成本發(fā)明燈泡的方法。所述其燈泡由HID燈管1，三向橢圓曲面反射鏡2和透鏡3組成，反射鏡2采用三向橢圓曲面配光設(shè)計(jì)，具有一條焦點(diǎn)軸F3F4，和一個(gè)最大反射角〆，反射面用真空鍍膜處理；HID燈管1通過金屬支架安裝在反射鏡2的焦點(diǎn)軸F3F4上，透鏡3也采用高硼硅玻璃材質(zhì)，外緣與反射鏡采用真空技術(shù)封接或膠接技術(shù)粘接，制成本發(fā)明封閉式配光照明燈泡。
【專利說明】—種高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明方法及燈泡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明方法及燈泡，屬于電器照明領(lǐng)域內(nèi)的一種新的配光照明，采用高光效HID作光源，特種高硼硅玻璃三向橢圓曲面反射鏡配光，封閉式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行照明，用于實(shí)現(xiàn)一定范圍和照度要求的城市路燈照明以及廣場、體育場、機(jī)場、碼頭等場所照明，以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大棚種植補(bǔ)光照明。
【背景技術(shù)】
[0002]我國城市路燈照明、廣場照明等場所照明，要求每盞燈達(dá)到一定照度，照射一定范圍，因此須在光源選擇的基礎(chǔ)上進(jìn)行配光設(shè)計(jì)，目前基本上采用HID照明，其技術(shù)方案一般是采用單端HID，用金屬反射鏡反光，配以電感式鎮(zhèn)流器實(shí)施照明，也有極少量配以電子鎮(zhèn)流器實(shí)施照明，其特點(diǎn)是反射率低，配光性能差，從而造成能源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種以高光效HID(高壓氣體放電燈)作照明光源，采用高硼硅玻璃三向橢圓曲面反射鏡配光設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)反射率高，配光性能好的配光照明方法及其照明燈泡，并配以數(shù)字式可調(diào)光HID電子鎮(zhèn)流器實(shí)施照明，以取代目前配光照明中反射率低，配光性能欠佳，能源浪費(fèi)的照明方法及燈泡。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明方法及燈泡，其特征是:
所述其照明方法，系指采用雙端高光效HID作照明光源，采用高硼硅玻璃材質(zhì)的三向橢圓曲面反射鏡配光設(shè)計(jì)，HID燈管安裝于反射鏡三向橢圓曲面的焦點(diǎn)軸上，反射鏡與透鏡采用封閉式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用真空技術(shù)或膠接技術(shù)制成本發(fā)明配光照明燈泡。
[0005]所述其配光照明燈泡，是實(shí)施本發(fā)明所述配光照明方法所設(shè)計(jì)制成的燈泡，由雙端高光效HID燈管I，三向橢圓曲面反射鏡2，透鏡3組成，三向橢圓曲面反射鏡2采用三向橢圓曲面配光設(shè)計(jì)，具有一個(gè)配光用的三向橢圓曲面，有一條安裝HID燈管的焦點(diǎn)軸F3F4,還有一個(gè)按照照明需求設(shè)計(jì)的最大反射角^，反射鏡2采用高硼硅玻璃材質(zhì)制成，反射面為真空鍍膜結(jié)構(gòu)，表面達(dá)鏡面標(biāo)準(zhǔn)，HID燈管I采用雙端真空封閉型高光效燈管，燈管功率為 75W、或 100W、或 150W、或 400W、或 600W、或 750W、或 1000W、或 1250W、或 1500W、或 2000W,兩端通過金屬支架安裝并固定在反射鏡2的焦點(diǎn)軸F3F4上，并使燈管I軸線與反射鏡2的焦點(diǎn)軸F3F4重合，透鏡3也采用高硼硅玻璃材質(zhì)，其透光率大于85%，外緣與反射鏡2 —樣設(shè)計(jì)為橢圓形，在與反射鏡2扣合后用真空技術(shù)或膠接技術(shù)制成本發(fā)明封閉式高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明燈泡。
[0006]本發(fā)明所述封閉式配光照明燈泡，指反射鏡2與透鏡3或采用火封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在高溫半熔溶狀態(tài)下封接為一個(gè)整體，并用真空技術(shù)制成封閉式雙真空型結(jié)構(gòu)燈泡；或是反射鏡2與透鏡3采用膠接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在膠粘固化后制成封閉式單真空型結(jié)構(gòu)燈泡。
[0007]所述采用的照明光源HID燈管1，包含高壓鈉燈、陶瓷金鹵燈、金屬鹵化物燈以及氣氣燈光源。
[0008]所述三向橢圓曲面反射鏡2，其反射面由三向橢圓曲面組成。所述三向橢圓曲面是指反射鏡反射曲面在Xoy、Xoz, Yoz三坐標(biāo)面上的投影皆為橢圓，而且是最大的橢圓；在平行于三坐標(biāo)面的任一截面圖形也皆為橢圓，并符合橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程x2/a2+y2/b2=l，且焦點(diǎn)c尺寸符合a2_b2=c2的數(shù)學(xué)關(guān)系。三向橢圓曲面既不是橢球面也不是單向或兩向橢圓面，而是以空間三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)橢圓方程作為初始方程同時(shí)有規(guī)律變換而形成的曲面，同時(shí)三向橢圓曲面有一條由無限個(gè)截面橢圓焦點(diǎn)焦距為C3所形成的焦點(diǎn)軸F3F4,用以安裝HID燈管，使HID燈管軸線與其焦點(diǎn)軸重合，從而獲得光反射的良好效果。
[0009]三向橢圓曲面反射鏡曲面與第二焦點(diǎn)間形成最大反射角 >，反射光通過第二焦點(diǎn)反射出去，實(shí)現(xiàn)一定照度要求的定范圍照明。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:采用三向橢圓曲面反射鏡配光設(shè)計(jì)，并進(jìn)行真空鍍膜處理，配光科學(xué)合理，反射率比市場上燈具高20~30%，可進(jìn)行定范圍照明，充分利用光能，節(jié)約能源；燈泡采用封閉式結(jié)構(gòu)，防塵、防潮、提高反射鏡壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明配光照明燈結(jié)構(gòu)圖
圖2是本發(fā)明三向橢圓曲面反射鏡俯視圖 圖3是本發(fā)明三向橢圓曲面反射鏡主視圖 圖4是本發(fā)明三向橢圓曲面反射鏡側(cè)視圖
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明方法及燈泡，由雙端高光效HID燈管1，三向橢圓曲面反射鏡2，透鏡3組成。三向橢圓曲面反射鏡2采用三向橢圓曲面配光設(shè)計(jì)，具有一條安裝HID燈管的焦點(diǎn)軸F3F4,其長度為Lmm，其曲面最大反射角為 >，采用高硼硅玻璃材質(zhì)制成，反射面經(jīng)真空鍍膜處理達(dá)鏡面標(biāo)準(zhǔn)，HID燈管I采用雙端高光效真空封閉型燈管，長度為1_，小于焦點(diǎn)軸長度1^!1111，兩端通過金屬支架安裝在反射鏡2的焦點(diǎn)軸上，燈管軸線與焦點(diǎn)軸重合，透鏡3也采用高硼硅玻璃材質(zhì)制造，透光率大于85%，外緣與反射鏡2扣合后用真空技術(shù)或膠接技術(shù)制成本發(fā)明封閉式配光照明燈泡。
[0013]本發(fā)明反射鏡2的三向橢圓曲面具有三個(gè)初始橢圓方程和一個(gè)焦點(diǎn)軸長度為Lmm的限定橢圓方程形成，其三個(gè)初始橢圓方程為。
[0014](I)反射鏡2 口部最大尺寸在Xoy平面上投影，也就是水平投影方程，即圖2的橢圓方程:χ2/ν+//ν=ι (方程I)。
[0015](2)反射鏡2在Xoz面上的正投影剖視圖，即圖3所示的正投影橢圓的最大極限橢圓方程:x2/a22+z2/b22=l (方程 2)。
[0016](3)反射鏡2在yoz面上的側(cè)投影剖視圖，即圖4所示的側(cè)投影橢圓的最大極限橢圓方程:y2/b32+ z2/a32=l (方程 3)。
[0017]其一個(gè)焦點(diǎn)軸長度的限定橢圓方程為:y2/b42+ z2/a42=l (方程4)。
[0018]反射鏡2三向橢圓曲面及焦點(diǎn)軸F3F4 =L的形成遵循下述規(guī)律。
[0019](I)在三坐標(biāo)面上的三個(gè)橢圓方程:χ2/ν+//ν=1、x2/a22+z2/b22=U y2/b32+ z2/a32=l是橢圓長軸、短軸皆最大的形成三向橢圓曲面的初始方程。
[0020](2 )在計(jì)算機(jī)三維制圖中，在坐標(biāo)面上的初始橢圓方程XVa1WyVb12=1、和x2/七^作/^的橢圓’分別自坐標(biāo)面開始’沿平行于坐標(biāo)面方向平移’其~氺士七依次逐漸減小，Cl、C2也順次遞減，直至為O ;初始方程y2/b32+ z2/a32=l的橢圓也沿平行于坐標(biāo)面的方向平移，其長軸a3、短軸b3也自坐標(biāo)面始，與a1、bp a2、b2 一樣，順次逐漸減小，直移動(dòng)到F3或F4的限定橢圓方程的長半軸a4、短半軸b4為止，a3減小到a4，b3減小到b4，但焦距始終不變，直至C4,形成所有焦距皆為C=C3=C4的焦點(diǎn)軸F3F4=L ；限定方程為焦點(diǎn)軸L_長處兩端對稱于yoz坐標(biāo)面的兩個(gè)截面橢圓方程，即方程3橢圓焦點(diǎn)C=C3始終保持不變，長軸和短軸尺寸依次遞減，到焦點(diǎn)軸F3F4=Lmm長度兩端的限定方程,其長半軸為a=a4mm,短半軸b=b4mm,焦點(diǎn)焦距=C3=C4。
[0021]圖2是反射鏡2的俯視角，也是反射鏡水平投影面上橢圓的最大尺寸圖。橢圓方程為:χ2/ν+Y2/ν=1,橢圓長半軸尺寸B=B1IIim,短半軸尺寸bAmm,焦點(diǎn)尺寸C=C1Iim^在主視圖3上自下而上用水平橫切面對反射鏡曲面進(jìn)行剖切，截面皆為橢圓，而且長軸尺寸和短軸尺寸依次減小，直到切到橢圓短軸頂點(diǎn)為止。
[0022]圖3是反射鏡2的主視圖，也是反射鏡的正投影剖視圖，在尺寸為Lmm范圍內(nèi)，反射面橢圓曲面在XOZ平面內(nèi)的方程為x2/a22+z2/b22=l ，橢圓長半軸尺寸為a2mm，短半軸尺寸未b2mm，焦點(diǎn)尺寸為C=C2，是反射鏡曲面在主視圖上投影的最大尺寸。在俯視圖2上用通過橢圓長軸的縱向剖面，自長軸開始在短軸方向上依次對反射鏡面進(jìn)行剖切，截面也皆為橢圓，而且長軸、短軸尺寸順次減少，直到橢圓短軸頂點(diǎn)為止。
[0023]圖4是反射鏡2的側(cè)視剖面圖，也是橢圓曲面?zhèn)纫曂队暗淖畲蟪叽鐖D。橢圓方程 y2/b32+ z2/a32=l,橢圓長半軸尺寸a=a3mm,短半軸尺寸b=b3mm,焦點(diǎn)尺寸C=C3mm。在側(cè)
視圖4上自橢圓長軸開始，用平行于yoz的平面自橢圓長軸開始，順次在短半軸方向上進(jìn)行剖切，其截面也皆為橢圓，且長軸和短軸尺寸依次逐步減少，直到剖切到尺寸F3F4 =Lmm處的兩端限定橢圓方程y2/b42+ z2/a42=l為止，所有截面方程長軸和短軸尺寸依次減小，但是，焦點(diǎn)尺寸C=C3=C4始終保持不變,也就是說,在焦點(diǎn)軸長度為Lmm范圍內(nèi)，反射鏡面的所有橢圓截面的焦點(diǎn)都為C3或C4,并在圖3的反射鏡主視圖內(nèi)形成了一條Lmm長的焦點(diǎn)軸F3F4, HID燈管長度t mm，小于焦點(diǎn)軸長度L，并安裝于焦點(diǎn)軸F3F4上；反射鏡曲面有一個(gè)最大反射角7，裝在反射鏡2焦點(diǎn)軸F3F4上的HID燈管I發(fā)出的光經(jīng)反射鏡反射后，再通過另一焦點(diǎn)按最大反射角 > 反射出去。如果燈具安裝高度為hm，最大反射角為 >，則反射燈光覆蓋范圍為2htg ^ /2。比如:燈具安裝高度為8m，要求照射覆蓋范圍為50m，M tg ^ /2=50/2X8=3.125, ^ / 2=72。15' , ^ =144° 30'，即最大反射角設(shè)計(jì)不小于144。30'。
【權(quán)利要求】
1.一種高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明方法及燈泡，其特征在于:所述其配光照明方法，指采用雙端高光效HID燈管作照明光源，采用高硼硅玻璃材質(zhì)的三向橢圓曲面反射鏡進(jìn)行配光設(shè)計(jì)，HID燈管安裝并固定于反射鏡的三向橢圓曲面的焦點(diǎn)軸上，反射鏡與透鏡采用封閉式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制成本發(fā)明燈泡的方法；所述其配光照明燈泡，指按本發(fā)明方法設(shè)計(jì)制成的燈泡，由雙端高光效HID燈管(I )，三向橢圓曲面反射鏡(2 )，透鏡(3 )組成，三向橢圓曲面反射鏡(2)采用三向橢圓曲面配光設(shè)計(jì)，具有一個(gè)配光的三向橢圓曲面，一條安裝HID燈管的焦點(diǎn)軸F3F4，還有一個(gè)按照照明要求設(shè)計(jì)的最大反射角^，反射鏡(2)采用高硼硅玻璃材質(zhì)制成，反射面為真空鍍膜結(jié)構(gòu)，表面達(dá)鏡面標(biāo)準(zhǔn)，HID燈管(I)采用雙端真空封閉型高光效燈管，燈管功率為75W、或100W、或150W、或400W、或600W、或750W、或1000W、或1250W、或1500W、或2000W，燈管兩端通過金屬支架安裝固定在反射鏡(2)的焦點(diǎn)軸F3F4上，并使燈管(I)軸線與焦點(diǎn)軸F3F4重合，透鏡(3)也采用高硼硅玻璃材質(zhì)，透光率大于85%，外緣與反射鏡(2)—樣設(shè)計(jì)為橢圓形，與反射鏡(2)采用封閉式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制成本發(fā)明封閉式配光照明燈泡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明方法及燈泡，其特征在于:所述反射鏡(2)與透鏡(3)采用封閉式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，指反射鏡(2)與透鏡(3)采用真空結(jié)構(gòu)，邊緣扣合處采用火封，即在高溫半熔溶狀態(tài)下封接為一個(gè)整體，并用真空技術(shù)制成封閉式雙真空結(jié)構(gòu)型燈泡；或是反射鏡(2)與透鏡(3)扣合處采用膠粘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在膠粘固化后制成封閉式單真空結(jié)構(gòu)型燈泡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明方法及燈泡，其特征在于:所述照明光源HID燈管(1)，包含高壓鈉燈、陶瓷金鹵燈、金屬鹵化物燈和氙氣燈光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的一種高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明方法及燈泡，其特征在于:所述三向橢圓曲面反射鏡(2)，其反射面主要由三向橢圓曲面組成，三向橢圓曲面在直角坐標(biāo)系中，在xoy、xoz、yoz三坐標(biāo)面上的投影皆為橢圓，而且是最大的橢圓；三向橢圓曲面在直角坐標(biāo)系中，在平行于xoy、xoz> yoz坐標(biāo)面的任一截面圖形也皆為橢圓；同時(shí)三向橢圓曲面有一條圖4投影所示的由無限個(gè)截面橢圓焦點(diǎn)為F3或F4，焦距C=C3=C4在圖形所形成的焦點(diǎn)軸F3F4，以及有一個(gè)反射曲面通過橢圓第二焦點(diǎn)光反射形成的最大反射角>。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高反射率三向橢圓曲面反射鏡配光照明方法及燈泡，其特征在于:所述三向橢圓曲面反射鏡(2)的三向橢圓曲面及焦點(diǎn)軸的形成遵循下述規(guī)律: (1)在三坐標(biāo)面上的三個(gè)橢圓方程:χ2/ν+//ν=ι、χ2/ν+ζ2/ν=ι、//ν+z2/a32=i是橢圓長軸、短軸皆最大的形成三向橢圓曲面的初始方程； (2)在計(jì)算機(jī)三維制圖中，在坐標(biāo)面上的初始橢圓方程XVa1Wy2ZV=IdPx2/a22+z2/b22=l的橢圓，分別自坐標(biāo)面開始，沿平行于坐標(biāo)面方向平移，其Bpbpa2A2依次逐漸減小，Cl、C2也順次遞減，直至為O ;初始方程y2/b32+ z2/a32=l的橢圓也沿平行于坐標(biāo)面的方向平移，其長軸a3、短軸b3也自坐標(biāo)面始，與Bpbpa2A2 —樣，順次逐漸減小，直移動(dòng)到F3或匕的限定橢圓方程的長半軸a4、短半軸b4為止，a3減小到a4，b3減小到b4，但焦距始終不變，直至C4,形成所有焦距皆為C=C3=C4的焦點(diǎn)軸F3F4=L ； (3)方程y2/b42+z2/a42=l是焦點(diǎn)軸長度F3F4=L的限定橢圓方程，從y2/b32+ z2/a32=l的橢圓平移到y(tǒng)2/b42+ z2/a42=l橢圓，焦點(diǎn)及焦距C3不變，直到C4形成的焦點(diǎn)軸F3F4=L為三向橢圓曲面焦點(diǎn) 軸。
【文檔編號】F21V31/00GK103994341SQ201310052052
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月18日
【發(fā)明者】李能, 艾道全, 劉松岳 申請人:孝感市捷能特種光源照明器具有限公司