CN102606979A - 发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光装置(1)，其特征在于：包括灯壳(2)、设置在所述灯壳(2)中的至少一对成对设置的光源(3，3’)以及设置在成对设置的所述光源(3，3’)之间的至少一个光学装置(4)，所述至少一个光学装置(4)相应于所述至少一对成对设置的光源(3，3’)设计以调整例如反射来自光源(3，3’)的入射到其上的光束使得所述光束经过所述灯壳(2)在全向方向上射出。根据本发明的发光装置不仅可以实现光的360°全方位分布，而且可以实现光的均匀分布。另外这种发光装置还具有高亮度、低成本、低驱动电压、高光学效率、长寿命、高安全系数的特点。

Description

发光装置

技术领域

本发明涉及一种发光装置，尤其涉及一种全向发光装置。 

背景技术

现有技术中公开了很多全向灯或者说全方位灯。已知的技术中，一些全向灯具必须由LED灯经过简单的空间组合而构成。以这种方式构成的全方位灯具有大量LED灯，并且为此需要较高的驱动电压，因此很难在成本、使用寿命以及安全因数方面对其进行控制。现有的另一种全方位灯具包括一个光源以及用于该光源的用于实现360°光学分布的复杂透镜，由于这种复杂的结构不能自由地对光源进行更换，并且在一定程度上限制了灯具的亮度和结构，进而甚至不能实现真正的360°光学分布。 

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种新型的发光装置，通过应用这种发光装置能够实现光的真正的360°光学分布-全向或者说全方位分布，并且该发光装置具有结构简单的优点。该发光装置的通用性较好，能够实现针对不同类型的光源的不同的发光装置，并且具有光效率高以及光分布均匀的优点。 

本发明的目的由一种发光装置实现，其中该发光装置包括灯壳、设置在灯壳中的至少一对成对设置的光源以及设置在成对设置 的光源之间的至少一个光学装置，至少一个光学装置相应于至少一对成对设置的光源设计以调整来自光源的入射到其上的光束的方向使得光束经过所述灯壳在全向方向上射出。 

本发明摒弃了透镜而利用设置在灯壳中的至少一对光源和至少一个光学装置，本发明创造性地引入了至少一对成对设置的光源，成对设置的光源的光束彼此照射并实现光线补偿效果，增加了通过灯壳的光出射角度范围，使得仅仅留有具有小角度范围的空白区。这样的具有小角度范围的空白区的光强度分布通过分别提供与至少一对光源相应设置的至少一个反射器来补偿，从而实现了真正意义上的全向分布。在此，光学装置应理解为可以改变光路-光束方向的器件，例如包括但不仅仅限于具有反射功能的反射体或类似物。 

优选地，光学装置是反射器，所述反射器反射来自光源的入射到其上的光束以调整所述光束的方向。反射器基于光学反射原理将至少一对光源的部分光束通过灯壳反射射出。 

根据本发明的一个设计方案，成对设置的光源设置为彼此面对。这种布置方式能够实现光源之间充分的相互的补偿效果，既确保了从灯壳中出射的光的大的角度范围，又保证了从灯壳中射出的光束的均匀性。优选地，光源的对数为一对，而光学装置例如反射器的个数为一个，从而通过最少量的光学部件的设置就可以实现真正的全方位出射。当然，如果需要进一步增加光的亮度，也可以考虑设置多对光源以及设置分别与多对光源所匹配的多个光学装置例如反射器。 

根据本发明的另一个设计方案，成对设置的光源相对于光学装置例如反射器对称设计。以光学装置例如反射器为对称中心的这种对称布局有利于实现一个光学装置至少对应于一对光源的布置方 式，通过一个光学装置既考虑到一对光源中的各个光源的光束的反射，又确保了最终从灯壳中射出的光束均匀性。更优选地，与一对光源对应设置的一个光学装置位于该对光源之间的中间位置，从而最佳地实现了从灯壳中射出的光束的均匀性。 

根据本发明的一个优选的设计方案，光学装置例如反射器对光源的入射到其上的光束进行一次反射并将反射光束通过灯壳射出。通过在根据本发明的发光装置中所进行的仅仅一次反射，不仅不会降低光源的光效率，而且还能实现从灯壳向外全方位射出的光分布。 

有利地，光学装置例如反射器至少取决于光源的类型、光源的位置、光源的出光角度进行设计。不同的光源的类型、不同的光源的位置以及光源的出光角度都会对于光学装置例如反射器的轮廓、形状、构造产生影响。在设置成对设置的光源时，由于光源的类型、位置以及出光角度的不同，会导致在360°角度范围上的光束照射不到的区域的角度范围即空白区有所不同，因此，基于空白区的不同，相应调整光学装置的轮廓、形状、构造从而将光束反射至空白区。 

有利的是，光学装置例如反射器的轮廓设计为可至少将光投射至由光源的存在例如LED光源的基底引起的在光分布上的空白区。通过针对性的补偿可以确保从灯壳向外全方位射出的光分布。进而结合光学装置例如反射器和光源之间的对称布置，并不需要附加另外的透镜就可以实现理想的全向的均匀的光分布。 

根据本发明一个优选的设计方案提出，光学装置例如反射器包括至少两个区域：第一区域，用于分别将所述各个光源的入射到其上的光束均匀地反射出所述灯壳；第二区域，用于将所述各个光源的光束的入射到其上的光束投射至由各个光源的存在例如LED光源 的基底引起的在光分布上的空白区。从而既实现了全向的光分布，又实现了均匀的光分布。 

根据本发明特别优选的设计方案提出，光学装置例如反射器的第一区域包括分别朝向成对设置的光源的之一突出的成对设置的类椭球曲面轮廓，该光学装置的第二区域位于成对设置的类椭球曲面轮廓之间并且设计为在垂直于光轴方向上超出类椭球曲面轮廓延伸的凹曲面状。类椭球曲面轮廓是一种具体的实施方式，其它的轮廓或由其它的函数限定的曲面也可以，只要其能实现将所述各个光源的入射到其上的光束以预定的角度间隔均匀地反射出所述灯壳即可。凹曲面轮廓也是一种具体的实施方式，其具体的轮廓表达曲面可如上所述，只要其能以考虑根据光源的类型、光源的位置、光源的出光角度进行设计，以补偿由各个光源的存在引起的在光分布上的空白区。其它的轮廓或由其它的函数限定的曲面也可以。 

有利的是，灯壳为球形灯壳，成对设置的光源位于灯壳的直径方向上并且光学装置例如反射器位于灯壳的球心位置。这种灯壳的形状便于生产制造，并且同样在便于制造的灯壳形状下还能够实现360°角度范围上的全方位照射，并且能够进一步实现全方位照射。同时，球形灯壳可以考虑设计为两部分，便于在光源发生故障时进行便捷地更换。 

此外，灯壳由两个在纵向上分开的半灯壳以及连接在所述两个半灯壳之间的环形的热沉构成，半灯壳与热沉共同限定出容纳所述发光组件和所述反射体的容纳空间，所述成对设置的光源均设置在所述热沉的内壁上。通过热沉，可以有利地冷却发光装置，避免过热造成的损坏进而延长其使用寿命。 

根据本发明的发光装置不仅可以实现光的360°全方位分布，而且可以实现光的均匀分布。另外这种发光装置还具有高亮度、低 成本、低驱动电压、高光学效率、长寿命高安全系数的特点。同时，还能够实现不同的透镜和不同的光源的组合，来产生相应的全向发光装置，并且能够改善发光亮度。 

附图说明

以下示例性地参照附图详细地说明本发明。相同或作用相同的部件具有相同的参考标号。图中示出： 

图1是根据本发明的发光装置1的正视图； 

图2是根据本发明的发光装置1的光路示意图； 

图3是未安装光学装置4的发光装置1的光分布图； 

图4是根据本发明安装了光学装置4后的发光装置1的光分布图； 

图5是根据本发明的发光装置1的一个具体实施例。 

具体实施方式

图1示出了根据本发明的发光装置1的正视图，其包括灯壳2、一对光源3和3′以及安装在光学装置支架7上的光学装置例如反射器4。设置在成对设置的光源3，3’之间的至少一个反射器4相应于成对设置的光源3，3’设计以调整例如反射来自光源3，3’的部分光束方向，实现所有光束的通过灯壳2的全向方向上射出。在该实施例中，光源3和3′为一对以反射器光4为中心、彼此面对地安装在设计为球形的灯壳2的直径方向上的光源，并且反射器4位于灯壳2的球心位置。在此，反射器4由第一区域以及第二区域构成。在第一区域中具有类椭球曲面轮廓5和5′，其中类椭球曲 面轮廓5和5′分别朝向成对设置的光源3和3′突出地成对设置；在第二区域中具有凹曲面6，并且凹曲面6在该类椭球曲面轮廓5和5′之间垂直于光轴方向上超出类椭球曲面轮廓5和5′延伸。在根据本发明的优选的实施例中，可以在类椭球曲面轮廓5和5′之间设计圆柱体，该圆柱体的两个端面分别设计为凹曲面6。本实施例为优选实施例，在其它具体实施例中，例如光源3和3也可以是相对于反射器4非对称设计并且灯壳2也可以是非球形设计。第一区域和第二区域也可以是其它的曲面轮廓。光源的数量也可以是多对。反射器的数量也可以根据需要调整为多个。 

图2示出了根据本发明的发光装置1的光路分布示意图。在该图中，光源3和3′分别朝向反射器4的两个类椭球曲面轮廓5和5′射出光束。光束大致分为三部分，第一部分光束例如较大角度的光束直接射向灯壳2，并不经过反射器4进行反射，通过灯壳2出射，例如出射光束8，其中在下部经过透明的反射器支架7进而通过灯壳2出射；第二部分光束例如较小角度的光束在反射器4的第一区域上、即类椭球曲面轮廓5和5′上进行一次反射，通过灯壳2以预定角度均匀出射，例如出射光束9；第三部分光束，介于第一部分光束和第二部分光束之间并具有中间角度，入射到所对应的凹曲面6上，进而将第三部分光束经过反射以后从灯壳2以相对于水平线的小角度(例如0°-20°之间，与图3中的空白区相对应)出射，例如出射光束10。由图2中可以清楚的看出，由于应用了反射器4，使得反射后的光束能够投射至光分布图上的空白区。从图2中也可以看出，发光装置1的上半部、下半部的光路均匀对称，由此可以获得相对理想的光分布图。 

图3示出了未安装反射器4的发光装置1的光分布图。由于不存在反射器4，所以光源3和3′射出的光束并未经过任何反射而直接通过灯壳2射出，这样必然在光分布图上产生两个对称的空白 区。图中明显地示出了两个空白区域(在-10°至10°区域附近以及在-170°至170°区域附近)。图4示出了根据本发明的具有反射器4的发光装置1的光分布图。相对于图3显而易见的是，图4中的光分布图中空白区域被补偿，并且光束在360°的范围中更加均匀地分布，并且光效率也会显著提高。 

图5示出了根据本发明的发光装置1的一个具体实施例。根据本发明在发光装置1的灯壳2中安装了两个相对的光源3和3′和位于中心的反射器4。灯壳2由两个在纵向上分开的半灯壳以及连接在所述两个半灯壳之间的环形的热沉11构成，所述半灯壳与热沉11共同限定出容纳所述光源3，3’和反射器4的容纳空间，成对设置的光源3，3’均设置在所述热沉11的内壁上，分别设置在两个相对的内壁上。图中参考标号11示出了分别和两个光源热接触的热沉，在该实施例中热沉以金属带的形式安装在两个半灯壳上，其中光源分别相对地安装在该热沉11内壁上，形成热接触，以便实现冷却效果。根据本发明的发光装置1能够理想地实现真正的360°光分布。符合“Energy Star(美国标准)”。 

标号列表 

1发光装置 

2灯壳 

3，3′光源 

4光学装置 

5，5′类椭球曲面轮廓 

6凹曲面 

7光学装置支架 

8，9，10出射光束 

11热沉。 

Claims (12)

1.一种发光装置(1)，其特征在于：包括灯壳(2)、设置在所述灯壳(2)中的至少一对成对设置的光源(3，3’)以及设置在成对设置的所述光源(3，3’)之间的至少一个光学装置(4)，所述至少一个光学装置(4)相应于所述至少一对成对设置的光源(3，3’)设计以调整来自光源(3，3’)的入射到其上的光束的方向以使得所述光束经过所述灯壳(2)在全向方向上射出。

2.根据权利要求1所述的发光装置(1)，其特征在于，所述光学装置(4)是反射器，所述反射器反射来自光源(3，3’)的入射到其上的光束以调整所述光束的方向。

3.根据权利要求2所述的发光装置(1)，其特征在于，所述成对设置的光源(3，3’)设置为彼此面对。

4.根据权利要求3所述的发光装置(1)，其特征在于：所述成对设置的光源(3，3’)相对于所述反射器(4)对称设计。

5.根据权利要求4所述的发光装置(1)，其特征在于：与一对光源对应设置的一个反射器(4)位于该对光源之间的中间位置。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于：所述反射器(4)对所述光源(3，3’)的入射到其上的光束进行一次反射以使得反射光束经过灯壳(2)射出。

7.根据权利要求2-5中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于：所述反射器(4)至少取决于光源(3，3’)的类型、光源(3，3’)的位置、光源(3，3’)的出光角度进行设计。

8.根据权利要求2-5中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于：所述反射器(4)设计为可至少将光投射至由光源(3，3’)的存在引起的在光分布上的空白区。

9.根据权利要求8所述的发光装置(1)，其特征在于：所述反射器(4)包括至少两个区域：第一区域(5，5’)，用于分别将所述各个光源的入射到其上的光束以预定的角度间隔均匀地反射至所述灯壳(2)进行均匀出射；第二区域(6)，用于将所述各个光源(3，3’)的入射到其上的光束投射至由各个光源(3，3’)的存在引起的在光分布上的空白区。

10.根据权利要求9所述的发光装置(1)，其特征在于：所述反射器(4)的第一区域(5，5’)包括分别朝向成对设置的所述光源(3，3’)之一突出的成对设置的类椭球曲面轮廓，所述反射器的第二区域(6)位于所述成对设置的类椭球曲面轮廓之间并且设计为在垂直于光轴方向上分别超出类椭球曲面轮廓延伸的凹曲面状。

11.根据权利要求9所述的发光装置(1)，其特征在于：所述灯壳(2)包括球形灯壳部分，所述成对设置的光源(3，3’)位于所述球形灯壳部分的直径方向上并且所述反射器(4)位于所述球形灯壳部分的球心位置。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于，所述灯壳(2)由两个在纵向上分开的半灯壳以及连接在所述两个半灯壳之间的环形的热沉(11)构成，所述半灯壳与所述热沉(11)共同限定出容纳所述光源(3，3’)和所述反射器(4)的容纳空间，所述成对设置的光源(3，3’)均设置在所述热沉(11)的内壁上。

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