[发明专利]间接照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及间接照明系统，尤其涉及结合自由形式反射器的系 统。

背景技术

间接照明系统被人们熟悉已经有些年头并基本上包括主光源，该 主光源的光被引向反射器，反射器接着把光引向目标，由此提供一种 间接照明系统，光源借此被隐藏而不会直接看到。这些系统为什么被 使用，有许多理由，包含：为美学和安全理由而降低眩光；改进照明 系统的外观；避免光源的直接看到，该光源太强以致不能安全地观看； 以及把光源和它的电源定位在远离必须被照射的区域。

当前可用的间接照明系统遇到下面的问题：照度级太低，几乎没 有精确的光束控制，和系统的效率不是高设计优先的。

正是这些问题引起本发明。

发明内容

按照本发明的一个方面，是提供一种适合把光引向目标的间接照 明系统，该系统包括：

主光学装置，被安排成把均匀强度光的展开光束发射到副光学装 置上，该副光学装置向目标反射该光束，该主光学装置包括光源和阶 梯式小面反射器，每一小面的形状和位置都经过计算，以提供均匀强 度的展开光束，该副光学装置包括分形设计的自由形式(free form) 反射器。

附图说明

本发明的实施例现在仅以举例方式参考附图描述，附图中：

图1是常用的间接照明系统的示意性图例；

图2是按照本发明实施例的间接照明系统的透视图；

图3是示意分形小区阵列的图2的间接照明系统的副反射器平面 视图；

图4是更详细地示出分形小区阵列的透视图，；

图5是分形小区阵列的模块的透视图；

图6是示意互锁的分形模块的透视图，；

图7是形成间接照明系统一部分的自由形式反射器的截面图；和

图8是自由形式反射器的另一种形式的透视图。

具体实施方式

在图1所示常用的间接照明系统中，光源A，通常是适合产生窄 光束的高强度灯，被藏在锥形或抛物面反射器B内。光的比较窄的光 束由周边C示出，并且这组成间接照明系统的主光学装置。应当理解， 该主光学系统也可以包含透镜、保护屏和其他装置。副光学装置D包 括大的反射表面E，该大的反射表面E被离光源某一距离放置，以横 切主光束C并再引导该光进入被引向适当目标的副光束F。如图1所 示，一些主光G未射到反射器而被损失。应当理解，副反射器E是按 镜反射的适当度被加工成的，并形成适合该特定应用的形状。还应当 理解，这些部件应当被支承在外壳和按需要的其他结构设备中。

在本发明的优选实施例中，自由形式反射器在间接照明系统中被 用于主光学装置和副光学装置两者。如图2所示，间接照明系统80 包括矩形外壳82，该外壳藏有光源85形式的主光学装置、(抛物面) 反射器86、格栅84、和矩形屏81。该外壳支承竖直的支柱83，该竖 直支柱又支承分形反射器形式的副光学装置87，该分形反射器把光引 向没有画出的目标。

自由形式反射器技术

自由形式反射器被用于小型汽车照明、视频投影器和激光扫描系 统。这些反射器有时亦称“无障碍(all clear)”反射器，并使用NURBS (非均匀有理B样条)表面设计，以反射器形状和人工智能的数学模 型作为优化设计算法。这一点与一般根据经典锥形截面(抛物形、椭 圆形、双曲形等等)的几何学的常用反射器不同。

这一几何领域的先驱发展了评估参数表面的算法。NURBS是样 条的一般化，常常被看作均匀非有理B样条。分形几何被用于生产反 射器的阵列，这些反射器使用NURBS导出的复杂表面几何作为它的 基础。

分形一般是“能够被分解成各部分的粗糙或碎片形几何形状，每 一部分(至少大致地)是该整体的被缩小尺寸的复本”，一种被称为自 相似性的性质。分形几何的物体，一般有如下特性：

●它有任意小尺度的精细结构，在本申请中，最小尺度由 优选的制造工艺设定。

●它太不规则，以致不能容易地按传统的欧几里得几何语 言描述。

●它是自相似的，在本申请中，该方面是特别清楚的，因 为反射器阵列的每一“小区”都产生与整个阵列相同的光分布。

●它有大于它的拓扑维数的豪斯道夫维数(虽然这一要求 不被空间填充曲线诸如希尔伯特曲线满足)。