CN103375693A - 照明装置、包括该照明装置的全向照明灯具和改型灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明装置(100)，包括多个光源(1)、灯壳(2)和散热装置(3)，其特征在于，所述散热装置包括基底(4)和多个从所述基底(4)的周向边缘延伸出的支撑臂(5)，所述支撑臂(5)的内表面(6)上分别安置有所述光源(1)，所述散热装置(3)通过所述多个支撑臂(5)部分地伸入所述灯壳(2)，并与所述灯壳(2)限定出容纳光源(1)的封闭空间(R)。此外本发明还涉及包括该照明装置的一种全向照明灯具和一种改型灯。

Description

照明装置、包括该照明装置的全向照明灯具和改型灯
技术领域
本发明涉及一种照明装置以及包括该照明装置的一种全向照明灯具和一种改型灯。
背景技术
随着照明技术的发展，全向照明装置已经逐渐成为一个新的研究领域。全向照明装置在通常意义上是指可以在大面积范围内进行照明、并且具有均匀光分布的照明装置，现有技术中的全向照明装置的光扩散角度(配光角)已经可以达到320度。特别是在美国市场上，很多照明装置为了满足“能量之星”的标准而必须被设计为节能型的照明装置。现阶段的研发目标是，使全向照明装置既能完全满足“能量之星”的标准，并且具有低材料清单(BOM)、制造成本低廉。
已知的全方向照明装置例如：具有复杂的散热结构，并且大量LED以全包围的形式布置在照明装置的表面上；或者具有复眼形式设置的LED阵列；或者具有远程荧光灯壳；或者具有导光结构；也或者具有安装在灯壳内的反光结构。上述类型的全方向照明装置虽然基本能达到预期的照明效果，但是制造成本或材料成本相当昂贵。对于全向照明装置来说，另一方面需要解决的问题是，如何能提高全向照明装置的亮度，并且以合理的方式利用散热装置对照明装置中的例如由光源产生的热量进行散热。
发明内容
因此本发明的一个目的在于，提出一种照明装置，该照明装置具有成本低廉、结构简单、便于安装的特点，并且可以实现良好的散热和照明效果。
根据本发明的照明装置，包括多个光源、灯壳和散热装置，其特征在于，该散热装置包括基底和多个从所述基底的周向边缘延伸出的支撑臂，这些支撑臂的内表面上分别安置有光源，散热装置通过多个支撑臂部分地伸入灯壳，并与灯壳限定出容纳光源的封闭空间。灯壳和这种散热装置安装在一起可以限定出用于混光的封闭空间，从而光可以直接从灯壳内部向外部射出，改善了光效。利用多个支撑臂，提供了不同方向的照明，增加了出射光的照射范围，还相对于现有技术中的“盆式”散热器减轻了重量，降低了成本，有利地支撑灯壳。此外，由于在工作状态时产生热量的光源安装在支撑臂上，因此可以直接以热接触的方式将热量传递给整个散热装置，由此实现散热。根据本发明的散热装置具有支撑和散热的双重作用。本文中的“内表面”是指支撑臂的至少部分地位于封闭空间中的一个侧面。
在一个优选的实施例中，内表面上仅仅承载光源的区域位于封闭空间内部，散热装置的其他部分、例如支撑臂的外表面仍位于封闭空间外部，以增强散热效果。
根据本发明的一个优选的设计方案，支撑臂具有位于封闭空间外部的外表面，外表面上设置有散热肋。散热肋可以和支撑臂一体制成，也或者附加地安装在外表面上，由此增大散热装置的散热面积，以便可以例如以辐射的方式进行散热。在另一个优选的设计方案中，也可以以其他的散热结构、例如散热孔来取代散热肋。本文中的“外表面”指的是相对“内表面”设置的位于封闭空间外部的一个侧面。
根据本发明的一个优选的设计方案，支撑臂为具有其中开设有容纳腔的中空结构，容纳腔中容纳用于控制光源的电子器件。优选地，电子器件例如可以是柔性电路板。这些柔性电路板彼此独立地分别容纳在容纳腔中，以控制光源。也可以优选地利用电导线将分别安装在支撑臂上的各个光源和例如安装在基底中的电路板电连接。利用中空结构的设计，巧妙地提供了电子器件的容纳空间，减少了因电子器件设置在支撑臂内表面上引起的电路复杂度。
根据本发明的一个优选的设计方案，支撑臂的个数为奇数。支撑臂例如可以优选的为三个、五个或更多。经过试验证明，在支撑臂为五个时，可以获得最好的散热和照明效果。在另一个优选的设计方案中，支撑臂也可以被成对设置，例如两对、三对或更多。
根据本发明的一个优选的设计方案，光源包括多个第一光源，第一光源分别安装在内表面的、远离基底的第一区域中，该第一区域为平面。在支撑臂远离基底的自由端部上，位于支撑臂内侧、即内表面中的第一区域用于安装第一光源。为了获得良好的照明效果，有利地将第一区域设计为平面，以便安装在其上的第一光源的光路指向照明装置的中心轴线。由于照明装置具有多个支撑臂，因此可以简单地将第一区域设计为平面，这样不仅可以确保良好的全向照明效果，同时简化了散热装置的制造工艺。
根据本发明的一个优选的设计方案，第一区域垂直于基底。在此情况下，位于各个第一区域中的第一光源的光路平行于基底在封闭空间中延伸。优选地，第一区域相对于基底倾斜。在此情况下，第一区域例如可以略微朝向基底倾斜直至与基底成5度角，由此可以获得趋近于全向的照明效果。通过调整第一区域相对于基底的位置关系，可以调整照明装置的光分布效果。
在一个优选的实施例中，安装在各个第一区域中的第一光源以点光源形式排布。在第一区域中可以根据亮度需要，安装一个或多个第一光源。“点光源”在此是相对于“线光源”而言，具体是指当设计多个光源的排布方式时，例如可以将它们集中或紧凑地布置成环状或矩形，而非线条形。
优选地，在各个第一区域中分别安装一个唯一的光源，由此可以节约能源，提高照明精准度。
根据本发明的一个优选的设计方案，多个支撑臂设计具有相同的弧形轮廓，该弧形轮廓与灯壳的轮廓相匹配。这样设计的支撑臂具有较高的通用性，特别适合于支撑通常设计为梨形或球形的灯壳。由此可以提高照明装置的美观性，并且可以简化装配过程。
根据本发明的一个优选的设计方案，光源包括至少一个第二光源，基底朝向灯壳的表面包括用于安置第二光源的第二区域。安装在第二区域中的第二光源的光路可以有利地在垂直于基底的方向上延伸，因此在和第一区域中的光源同时使用时，可以使出射光的光束角在垂直方向上大于180度。
根据本发明的一个优选的设计方案提出，散热装置的、位于封闭空间中的表面至少部分地设计为反光面。通过将散热装置的、在封闭空间中可以接收到光线的多个面设计为反光面，有利于提高安装有这种散热装置的照明装置的光效率以及全方位照明的效果。
根据本发明的一个优选的设计方案，灯壳开设有用于分别至少部分容纳支撑臂的第一开口和对应于第二区域的第二开口，并且第二开口和第一开口彼此贯通。通过在球形的灯壳上开设彼此贯通的第一开口和第二开口，可以将灯壳安装在散热装置上并且和散热装置形成完整封闭的照明装置。
根据本发明的另一个优选的设计方案，灯壳包括能组装在一起的上壳体和下壳体，其中上壳体的周向侧壁上开设有用于分别至少部分容纳支撑臂的多个第一开口，在下壳体的中央开设有一个第二开口。由此同样在将上壳体和下壳体组装为完整的灯壳时，可以和散热装置安装在一起，以形成完整封闭的照明装置。
第一开口夹持相应支撑臂。由于支撑臂的部分区域、特别是支撑臂上的第一区域可以通过第一开口伸入灯壳内部，因此灯壳借助于第一开口在水平方向上夹持支撑臂，同时支撑臂、特别是其位于内表面和外表面之间的水平端面也借助于第一开口在垂直方向上支撑灯壳。
根据本发明的一个优选的设计方案，照明装置还包括驱动器，该驱动器位于散热装置的背离灯壳的空腔中。由此可以以紧凑的方式将驱动器安装在散热装置中，由此减小了照明装置的体积。
此外本发明还涉及全向照明灯具，其特征在于，包括上述的照明装置。通过调整安装在照明装置各个区域中的光源数量，可以获得全向照明的效果。
此外本发明还涉及一种改型灯，这种改型灯是将LED芯片用作光源的根据本发明的照明装置。根据本发明的改型灯具有节能高效的优点。
附图说明
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：
图1是根据本发明的照明装置的第一实施例的立体分解图；
图2是图1中的第一实施例的剖面图；
图3是图1中的第一实施例的立体视图；
图4是根据本发明的照明装置的第二实施例的立体分解图。
具体实施方式
图1是根据本发明的照明装置100的第一实施例的立体分解图。照明装置100包括多个光源1、灯壳2和散热装置3。散热装置3优选地具有散热和支撑双重作用，以便支撑灯壳2并提高照明装置100的散热效果。散热装置3包括基底4和五个从基底4的周向边缘延伸出的支撑臂5。在将散热装置3和灯壳2组装成完整的照明装置100时，散热装置3的五个支撑臂5分别部分地伸入灯壳2中，并与灯壳2限定出容纳光源1的封闭空间R。灯壳2在本实施例中由上壳体2.1和下壳体2.2组装而成，其中在上壳体2.1的周向侧壁上开设有用于分别支撑在散热装置3上并容纳支撑臂5的五个第一开口11，在下壳体2.2的中央开设有一个在图1中未示出的第二开口12(参见图2)。
在本实施例中，五个支撑臂5均匀地分布在基底4的周向边缘上，并且其一端与周向边缘连接，另一端远离基底4延伸出，特别是根据灯壳2的轮廓曲线延伸，从而形成一种可以支持灯壳2的结构。光源1包括第一和第二光源光源1′，1″。多个第一光源1′分别安装在支撑臂5的内表面6上，在第一光源1′工作时产生热量可以经过支撑臂5直接以热接触的方式被传递到散热装置3的各个位置上。支撑臂5例如为两个、三个或四个、优选地为五个或六个或更多，这些成对或非成对设置的支撑臂5一方面可以确保均照明装置100实现均匀良好的照明效果，另一方面也可以基于足够大的散热面积达到所期望的散热要求。此外，为了进一步改进散热效果，优选地在支撑臂5暴露在封闭空间R以外的表面上、特别是和内表面6相对设置的外表面7上设置散热肋8。散热肋8可以和支撑臂5一体制成，也或者附加地安装在支撑臂5上。
在根据本发明的一个未示出的实施例中，也可以以例如散热孔等其他散热结构来代替散热肋，以实现对流散热。
支撑臂5的内表面6包括远离基底4的端部区域，该区域有利地设计为用于安装第一光源1′的第一区域9。如图2所示，在第一区域9中分别安装一个唯一的第一光源1′，由此可以利用五个周向方向上设置的光源实现全向照明。
在一个未示出的可替换实施例中，也可以在第一区域9中分别安装多个第一光源1′，这些第一光源1′集中或紧凑地布置成环状或矩形、而非线条形，以便实现一种类似于“点光源”的效果，由此可以提高照明装置100的光效率。
为了对第一光源1′供电并且对其工作状态进行控制，在该实施例中，将用于控制第一光源1′的电子器件设置在位于支撑臂5中的容纳腔中。电子器件例如是该实施例中的直接安装在容纳腔中的各个柔性电路板。
在其它未示出的可替换实施例中，电路板安装在基底4上，而电子器件是用于将第一光源1′和安装在基底4上的电路板电连接的导线。
在本发明的第一实施例中，各个支撑臂5构造相同，并且具有相应于灯壳2的外部轮廓的弧形轮廓。在该实施例中，基底4设计为截锥形，这种基底4可以提供面积尽可能大的曲面，以作为散热装置3的功能面。在基底4的顶面的中央形成有用于安置第二光源1″的第二区域10，以便实现在垂直方向上进行照明。
为了实现全向照明的效果并且为了与灯壳2的周向轮廓相匹配，有利地将第一区域9设计为平面，以便使安装在各个第一区域9上的第一光源1′分别沿径向方向朝向照明装置100的中心轴线照射。第一区域9可以垂直于第二区域10设置，也可以朝向其略微倾斜，以便实现在水平方向上以及周向方向上进行照明。
照明装置100还包括驱动器，该驱动器位于散热装置3的背离灯壳的空腔R′中。由此可以以紧凑的方式将驱动器安装在散热装置3中，由此减小了照明装置100的体积。
图2示出了图1中的第一实施例的剖面图。从图2中可以看出，开设在上壳体2.1周壁上的各个第一开口11容纳相应的支撑臂5，并且上壳体2.1和抵压在基底4上的下壳体2.2组装在一起。在此，仅仅第一区域9优选地位于封闭空间R内部，即第一区域9和上壳体2.1以及下壳体2.2的内壁限定出封闭空间R，而散热装置3的其他部分、例如支撑臂5的外表面7和位于内表面6和外表面7之间的侧面仍位于封闭空间R外部，由此可以增强散热效果。此外，可以将散热装置3的、位于封闭空间R内的区域、例如第一和第二区域9，10至少部分地设计为反光面。
图3示出了图1中的第一实施例的立体视图。在光源1是LED芯片时，照明装置100可以用作改型灯。此外，由于照明装置100能实现全向照明的效果，因此也可以被用作全向照明灯具。
图4示出了本发明的照明装置的第二实施例的立体分解图。区别于第一实施例，照明装置100的灯壳2在此设计为一个单独的部件，例如为梨形灯壳。开设在灯壳2上的多个第一开口11和一个第二开口12垂直贯通。由于支撑臂5具有相应于灯壳2的轮廓，因此内表面6可以完全位于封闭空间R中。在此可以优选地将所有内表面6和基底4的顶面设计为反射面，以提高光效率。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
参考标号
1     光源
1′   第一光源
1″   第二光源
2     灯壳
2.1   上壳体
2.2   下壳体
3     散热装置
4     基底
5     支撑臂
6     内表面
7     外表面
8     散热肋
9     第一区域
10    第二区域
11    第一开口
12    第二开口
100   照明装置
R     封闭空间
R′   空腔

Claims (20)

1.一种照明装置(100)，包括多个光源(1)、灯壳(2)和散热装置(3)，其特征在于，所述散热装置(3)包括基底(4)和多个从所述基底(4)的周向边缘延伸出的支撑臂(5)，所述支撑臂(5)的内表面(6)上分别安置有所述光源(1)，所述散热装置(3)通过所述多个支撑臂(5)部分地伸入所述灯壳(2)，并与所述灯壳(2)限定出容纳所述光源(1)的封闭空间(R)。
2.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其特征在于，所述支撑臂(5)具有位于所述封闭空间(R)外部的外表面(7)，所述外表面(7)上设置有散热肋(8)。
3.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其特征在于，所述支撑臂(5)为具有其中开设有容纳腔的中空结构，所述容纳腔中容纳用于控制所述光源(1)的电子器件。
4.根据权利要求3所述的照明装置(100)，其特征在于，所述电子器件是柔性电路板。
5.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其特征在于，所述支撑臂(5)的个数为奇数。
6.根据权利要求4所述的照明装置(100)，其特征在于，所述支撑臂(5)为五个。
7.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其特征在于，所述光源(1)包括多个第一光源(1′)，所述第一光源(1′)分别安装在所述内表面(6)的、远离所述基底(4)的第一区域(9)中，所述第一区域(9)为平面。
8.根据权利要求7所述的照明装置(100)，其特征在于，所述第一区域(9)垂直于所述基底(4)。
9.根据权利要求7所述的照明装置(100)，其特征在于，所述第一区域(9)相对所述基底(4)倾斜。
10.根据权利要求7所述的照明装置(100)，其特征在于，安装在各个所述第一区域(9)中的所述第一光源(1′)以点光源形式排布。
11.根据权利要求10所述的照明装置(100)，其特征在于，在各个所述第一区域(9)中分别安装一个唯一的第一光源(1′)。
12.根据权利要求1-7中任一项所述的照明装置(100)，其特征在于，所述多个支撑臂(5)设计具有相同的弧形轮廓，所述弧形轮廓与所述灯壳(2)的轮廓相匹配。
13.根据权利要求1-7中任一项所述的照明装置(100)，其特征在于，所述光源(1)包括至少一个第二光源(1″)，所述基底(4)朝向所述灯壳(2)的表面包括用于安置所述第二光源(1″)的第二区域(10)。
14.根据权利要求13所述的照明装置(100)，其特征在于，所述灯壳(2)开设有用于分别至少部分容纳所述支撑臂(5)的多个第一开口(11)和一个对应于所述第二区域(10)的第二开口(12)，并且第二开口(12)和所述多个第一开口(11)彼此贯通。
15.根据权利要求13所述的照明装置(100)，其特征在于，所述灯壳(2)包括能组装在一起的上壳体(2.1)和下壳体(2.2)，其中所述上壳体(2.1)的周壁上开设有用于分别至少部分容纳所述支撑臂(5)的多个第一开口(11)，在所述下壳体(2.2)的中央开设有一个第二开口(12)。
16.根据权利要求14或15所述的照明装置(100)，其特征在于，所述支撑臂(5)分别被各个所述第一开口(11)相应夹持。
17.根据权利要求1-7中任一项述的照明装置(100)，其特征在于，所述散热装置(3)的、位于所述封闭空间(R)中的表面至少部分地设计为反光面。
18.根据权利要求1-7中任一项所述的照明装置(100)，其特征在于，还包括驱动器，所述驱动器位于所述散热装置(3)的背离所述灯壳(2)的空腔(R′)中。
19.一种全向照明灯具，其特征在于，包括根据权利要求1-18中任一项所述的照明装置(100)。
20.一种改型灯，其特征在于，包括根据权利要求1-18中任一项所述的照明装置(100)，其中所述光源(1)设计为LED芯片。
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