[发明专利]鳞片式反射灯具及其设计方法

权利要求书

1.一种鳞片式反射灯具，包括光源(1)，其特征在于，所述鳞片式反射灯具还包括鳞片式反射杯(2)，所述光源(1)设置在鳞片式反射杯的光学中点(21)正前方。

2.根据权利要求1所述的鳞片式反射灯具，其特征在于，所述光源(1)为LED或灯丝或朗伯型面光源。

3.根据权利要求1所述的鳞片式反射灯具，其特征在于，所述鳞片式反射杯(2)包括多个镜面单元(22)，所述镜面单元(22)相互紧密拼接，形成自由曲面。

4.根据权利要求4所述的鳞片式反射灯具，其特征在于，所述鳞片式反射杯的镜面单元(22)为直角三角形或矩形的平面反射镜。

5.根据权利要求1-4任一所述的鳞片式反射灯具，其特征在于，所述鳞片式反射杯的镜面单元(22)通过以下方法拼接：

首先以光源(1)位置、鳞片式反射杯的光学中点(21)位置、预期光斑的形状与位置为初始条件，根据几何光学成像原理，确定经过鳞片式反射杯的光学中点(21)的水平子午线和竖直子午线上的镜面单元节点的位置，镜面单元节点为镜面单元的顶点；

依据水平子午线和竖直子午线上的镜面单元节点的位置，利用几何光学的迭代原理，将鳞片式反射杯上的其余位置的镜面单元节点的位置迭代出来；

依据所有的镜面单元节点的位置确定镜面单元的位置，再进行镜面单元拼接。

6.一种鳞片式反射灯具的设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1)设定以下的初始条件：光源(1)坐标位置、照明区域(3)边界点坐标、鳞片式反射杯的光学中点(21)位置、鳞片式反射杯(2)的边缘位置；其中鳞片式反射杯的光学中点(21)为迭代初始点，且该点与光源(1)位置的连线垂直于照射区域(3)所在平面；

S2)在鳞片式反射杯的光学中点(21)上作水平子午线和竖直子午线，水平子午线和竖直子午线相互垂直，且分别平行于照射区域(3)所在平面；依据S1步骤中的初始条件，利用几何光学的迭代方法，迭代出沿水平子午线和竖直子午线方向分布的镜面单元节点，该镜面单元节点为镜面单元的顶点，一直迭代至鳞片式反射杯(2)的边缘位置；

S3)依据S2中迭代出来的沿水平子午线和竖直子午线方向分布的镜面单元节点，利用几何光学的迭代方法，迭代出鳞片式反射杯(2)的其他位置的镜面单元节点，一直迭代至鳞片式反射杯(2)的边缘位置；

S4)依据步骤S2和S3迭代出来的镜面单元节点设定三角形镜面单元。

7.根据权利要求6所述的鳞片式反射灯具的设计方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

S5)依据步骤S4的三角形镜面单元，每两个相邻的三角形镜面单元拟合成一个矩形的镜面单元。

8.根据权利要求6或7所述的鳞片式反射灯具的设计方法，其特征在于，所述步骤S2还具体包括以下步骤：

S201)从照明区域(3)的其中一个边缘位置，以鳞片式反射杯的光学中点(21)位置为迭代初始点，向鳞片式反射杯的光学中点(21)位置引直线，并延长该直线至一点，使得延长的部分与光源到鳞片式反射杯的光学中点(21)位置的距离相等；

S202)连接延长点与光源(1)位置点，并作该连线的中垂线，由于几何对称关系，该中垂线经过鳞片式反射杯的光学中点(21)位置；

S203)连接延长点与边缘位置的相对另一边缘位置，并与S202步骤中的中垂线相交，相交的点即为镜面单元节点；

S204)以步骤S203产生的镜面单元节点为新的迭代初始点，进行步骤S201至S203的迭代，直到迭代遇到鳞片式反射杯(2)的预定边缘。

9.根据权利要求6或7所述的鳞片式反射灯具的设计方法，其特征在于，所述步骤S3还具体包括以下步骤：

S301)取水平子午线为x轴，竖直子午线为y轴，鳞片式反射杯与光源连线为z轴，取水平子午线和竖直子午线上，紧邻鳞片式反射杯光学中点(21)的各一个镜片光学节点作为迭代初始点，进行步骤S2中的迭代，得到两个迭代结果点；两个迭代结果点的x坐标与y坐标相同，z坐标不同，取拟合迭代点的z坐标为两个迭代结果点z坐标的算术平均值，取拟合迭代点的x坐标与y坐标为两个迭代结果点的x坐标与y坐标，得到拟合迭代点的初始位置；

S302)计算光源在经过初始迭代点和拟合迭代点组成的三角形反射面后，在照明区域(3)所在平面上的投影；

S303)计算S302步骤中的实际投影与预期光斑各顶点的对应偏移量，并取其中的最大值；

S304)利用二分法，调节拟合迭代点的z坐标，使得步骤S303中的最大偏移量最小；

S305)以步骤S304产生的镜面单元节点为新的迭代初始点，进行步骤S301至S304的迭代，直到迭代遇到鳞片式反射杯(2)的预定边缘。