CN103994343A - 全向照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全向照明装置（100），包括泡壳（1）和布置在所述泡壳（1）中的发光单元（2），其特征在于，所述全向照明装置（100）还包括反射结构（3），所述反射结构（3）布置在所述泡壳（1）的面向所述发光单元（2）的内侧上，其中，来自所述发光单元（2）的至少一部分光线直接通过所述泡壳（1）的未被所述反射结构（3）覆盖的区域至少照射到第一部分球区域中，其余的光线通过所述反射结构（3）反射后至少照射到与所述第一部分球区域相反的第二部分球区域中，以形成全向照明。

Description

全向照明装置

技术领域

本发明涉及一种全向照明装置。

背景技术

在当今的照明装置中，LED光源得到了广泛的应用。然而由于LED光源及其配套使用的透镜的特定构造，单个LED光源无法实现360度的全向照明。当然，为了在应用LED光源的照明装置中实现全向照明，也可以将多组LED光源和透镜组合在一起，实现全向照明。然而在这种照明装置中，由于需要使用多个LED光源，其要求较高的驱动电压，其成本、使用寿命和安全系数都很难控制。

此外，为了能够与用于传统的白炽灯的灯座进行匹配，LED照明装置（LED改型灯）通常具有与传统的白炽灯相同的轮廓，也就是说，LED改型灯同样具有类似于白炽灯的泡壳。为了实现全向照明，通常需要在泡壳中设置复杂的、独立的反射结构，或者设置复杂的支架结构来承载多个LED光源，以在各个方向上进行照明。这种类型的LED改型灯结构复杂，成本高昂。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种全向照明装置，该全向照明装置能够提供均匀的光强分布，具有相对较高的光学效率，并且其结构简单，成本低廉。

本发明的目的通过一种全向照明装置由此实现，即该全向照明装置包括泡壳和布置在泡壳中的发光单元，其中，全向照明装置还包括反射结构，该反射结构布置在泡壳的面向发光单元的内侧上，其中，来自发光单元的至少一部分光线直接通过泡壳的未被所述反射结构覆盖的区域至少照射到第一部分球区域中，其余的光线通过反射结构反射后至少照射到与第一部分球区域相反的第二部分球区域中，以形成全向照明。在本发明的设计方案中，泡壳本身的一部分被设计成具有反射功能，来自光源的光线可以通过这种反射结构向预定的区域进行照明。换句话说，通过唯一的一个光源即可向各个方向进行照明。通过对泡壳本身的改造即可实现上述目的，而无需使用复杂的、独立的反射结构或者使用多个光源以及用于布置这些光源的支承结构。在此，需要指出的是，所谓的全向照明应该理解为在至少320度的三维空间范围内的照明，为了便于理解，该区域可以被理解为一个球区域，前述的第一部分球区域和第二部分球区域共同构成该球区域。

根据本发明提出，反射结构包括基体和涂覆在基体上的反射层，其中基体和泡壳一体制成，由此，通过一个工艺步骤即可形成具有反射结构的泡壳，这极大地降低了生产复杂度，由此降低了生产成本。

优选的是，基体和泡壳由相同的透明材料制成。泡壳本身必须尽可能地允许来自光源的光线照射到周围环境中，为此需要使用适当的透明材料来制成泡壳，而基体虽然也通过透明材料制成，但是通过在基体上涂覆反射层来形成反射面并不复杂。

根据本发明进一步提出，泡壳包括第一泡壳部分和第二泡壳部分，其中第一泡壳部分通过第二泡壳部分支承在全向照明装置的安装结构上。根据本发明的全向照明装置的泡壳以及形成在泡壳上的反射结构是通过一个工艺步骤，例如注塑工艺来形成，而泡壳在整体上类似于球形，为了脱模方便，需要将泡壳制成两个部分。

优选的是，基体与第一泡壳部分一体制成。第一泡壳部分处于发光单元的对面，由此来自发光单元的光线能够良好地由反射结构的反射面来反射。

根据本发明提出，反射结构包括至少三个反射单元，其中反射单元在泡壳上相对于发光单元的光轴旋转对称地布置。这种对称的布置方式使得反射单元在围绕光轴的周向上的反射更加均匀。

优选的是，反射单元分别包括至少两个反射面，同一反射单元的两个反射面在一侧彼此连接，以形成突出于泡壳的内侧的凸起轮廓。这两个反射面分别负责向不同的方向反射光线，这进一步提高了根据本发明的全向照明装置的光强分布的均匀性。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，凸起轮廓彼此至少部分地连接，使得泡壳上形成未被反射单元覆盖的封闭的中央区域。在该设计方案中，凸起轮廓利用其各自的端部彼此连接，从而使得各个端部围绕出一个封闭的中央区域，从而使得来自发光单元的光线能够从该中央区域中照射到周围环境中。

有利的是，封闭的中央区域如此地形成，使得光轴穿过封闭的中央区域的对称中心。这也就是说，该封闭的中央区域刚好处于泡壳的最顶部，也就是光轴穿过的区域中，通过该封闭的中央区域的光线刚好可以覆盖发光单元正对面的周围环境。

根据本发明的另一个优选的设计方案，凸起轮廓以预定的间距彼此间隔地布置，使得泡壳上形成未被反射单元覆盖的开放的中央区域。这也就是说，在本设计方案中，凸起轮廓彼此之间并未连接，其保持着预定的间距，由此在这些凸起轮廓之间形成了开放的中央区域，该开放的中央区域同样允许来自发光单元的光线直接照射到周围环境中去。

优选的是，开放的中央区域如此地形成，使得光轴穿过开放的中央区域的对称中心。该开放的中央区域与封闭的中央区域一样都是处于泡壳的最顶部，也就是光轴穿过的区域中，通过该开放的中央区域的光线刚好可以覆盖发光单元正对面的周围环境。

根据本发明提出，所述全向照明装置还包括支承结构和布置在支承结构的第一侧的供电部分，其中，泡壳支撑在支承结构的与第一侧相对的第二侧上。根据本发明的全向照明装置用于取代传统的白炽灯，因此根据本发明的照明装置需要具有与传统的白炽灯类似的外形轮廓，支承结构形成了泡壳和发光单元的载体，而供电部分则能够可靠地连接在用于传统的白炽灯的灯座中。

优选的是，支承结构设计为散热器，散热器本身既能够作为支承结构使用，又能够作为全向照明装置的发热部件的散热结构使用，这显著地降低了根据本发明的全向照明装置的成本。

进一步优选的是，供电部分包括：灯头；连接至灯头的驱动器壳体；以及布置在驱动器壳体中的驱动器，并且发光单元设计成LED发光单元。

应该理解的是，如果没有其它特别注明，这里描述的不同的示例性实施例的特征可以彼此结合。

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是根据本发明的全向照明装置的分解示意图；

图2是图1中示出的全向照明装置的第一实施例的泡壳的俯视图；

图3是图1中示出的全向照明装置的第二实施例的泡壳的俯视图；

图4是根据本发明的全向照明装置的光路图；

图5是根据本发明的全向照明装置的光强分布图。

具体实施方式

在下面详细描述中，参考形成本说明书的一部分的附图，其中，以例证的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。关于图，诸如“顶”、“底”、“上”、“下”等方向性术语参考所描述的附图的方向使用。由于本发明实施例的组件可以在许多不同方向上放置，所以方向术语仅用于说明，而没有任何限制的意思。应该理解的是，可以使用其它实施例，并且在不背离本发明的范围的前提下可以进行结构或逻辑改变。所以，下面详细描述不应被理解为限制性的意思，并且本发明由所附的权利要求限定。

图1示出了根据本发明的全向照明装置100的分解示意图，从图中可见，根据本发明的全向照明装置100包括：泡壳1和布置在泡壳1中的发光单元2，支承结构4和布置在支承结构4的第一侧的供电部分5，其中，泡壳1支撑在支承结构4的与第一侧相对的第二侧上。

此外，从图中可见，全向照明装置100包括还反射结构3，该反射结构3布置在泡壳1的面向发光单元2的内侧上。根据本发明提出，反射结构3包括基体31和涂覆在基体31上的反射层，其中基体31和泡壳1一体制成。由此，通过一个工艺步骤即可形成具有反射结构的泡壳，这极大地降低了生产复杂度，由此降低了生产成本。然而，在实际的生产过程中，基体31和泡壳1由相同的透明材料制成，并通常采用注塑工艺来进行制造，而泡壳1本身具有类似于球形的轮廓，以获得与传统的白炽灯类似的轮廓。因此为了方便脱模，而将泡壳1设计成两部分。从图1中可见，泡壳1包括第一泡壳部分11和第二泡壳部分12，其中第一泡壳部分11通过第二泡壳部分12支承在全向照明装置100的安装结构上，也就是作为散热器的支承结构4上。此外，基体31与第一泡壳部分11一体制成。第一泡壳部分11处于发光单元2的对面，由此来自发光单元2的光线能够良好地由反射结构3来反射。由此使得反射结构3布置在泡壳1的面向发光单元2的内侧上，其中，来自发光单元2的至少一部分光线直接通过泡壳1的未被反射结构3覆盖的区域至少照射到第一部分球区域中，其余的光线通过反射结构3反射后至少照射到与第一部分球区域相反的第二部分球区域中，以形成全向照明。

在本发明的设计方案中，全向照明装置100设计为用于取代传统的白炽灯的LED改型灯。为此，全向照明装置100的供电部分5设计成与传统的白炽灯的外形轮廓类似，并且发光单元2设计成LED发光单元，该LED发光单元可能包括一个或者一组LED芯片。此外，从图中可见，该供电部分5包括灯头51；连接至灯头51的驱动器壳体52；以及布置在驱动器壳体52中的驱动器（未示出）。

图2示出了图1中示出的根据本发明的全向照明装置100的第一实施例的泡壳1的俯视图。图3示出了图1中示出的根据本发明的全向照明装置100的第二实施例的泡壳1的俯视图。这两个附图的观察方向都是从第一泡壳部分11的底部朝向灯头51的方向观看。从图中可见，根据上述两个实施例的泡壳都具有反射结构3，该反射结构3包括至少三个反射单元32，其中在第一实施例中，反射结构3具有四个反射单元32，而在第二实施例中，反射结构3具有五个反射单元32。然而，在此需要强调的是，反射单元32的数量并不仅仅局限于上述数量，设计人员可以根据所要获得的光强分布来调整反射单元32的数量。此外，在图2和图3中示出的反射单元32的共同点在于，反射单元32在泡壳1上，进一步说是在第一泡壳部分11上相对于发光单元2的光轴旋转对称地布置，并且，反射单元32分别包括至少两个反射面321（在本实施例中分别包括两个反射面），同一反射单元32的两个反射面321在一侧彼此连接，以形成突出于泡壳1的内侧的凸起轮廓。这些反射面321分别负责向不同的方向反射光线，这进一步提高了根据本发明的全向照明装置的光强分布的均匀性。

图2和图3中示出的两个泡壳1的区别在于凸起轮廓的布置方式和凸起轮廓本身的形状。在图2示出的第一实施例中，凸起轮廓彼此至少部分地连接，使得泡壳1上形成未被反射单元覆盖的封闭的中央区域。在该设计方案中，凸起轮廓利用其各自的端部彼此连接，从而使得各个端部围绕出一个封闭的中央区域111，从而使得来自发光单元2的光线能够从该中央区域中照射到周围环境中，其中，封闭的中央区域111如此地形成，使得光轴穿过封闭的中央区域111的对称中心。从图2可见，这些凸起轮廓排布连接成星型布局。

在图3示出的第二实施例中，凸起轮廓以预定的间距彼此间隔地布置，使得泡壳1上形成未被反射单元32覆盖的开放的中央区域112。该开放的中央区域112如此地形成，使得光轴穿过开放的中央区域112的对称中心。第一实施例与第二实施例的区别在于，第二实施例中的凸起轮廓互相并不连接，而是分散地布置在第一泡壳部分11上。此外，第二实施例中的各个凸起轮廓的构型也与第一实施例中不同，第二实施例中的凸起轮廓更加类似于叶片状。

然而，在此需要强调的是，凸起轮廓的构型并不仅仅限于上述的两种轮廓，设计人员在本发明的构思下完全可以根据不同的照明需要来设计出不同的凸起轮廓。

图4示出了根据本发明的全向照明装置100的光路图，从图中可见，来自发光单元2的一部分光线直接通过泡壳1的未被反射结构3遮挡的部分出射，而另外的一部分光线则通过反射结构3反射之后从泡壳1的未被反射结构3遮挡的部分出射。从图5的根据本发明的全向照明装置100的光强分布图中可见，通过全向照明装置100出射的光线覆盖了至少320度范围的空间区域，并且在各个方向上光强分布基本上没有特别显著的差异。

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      泡壳

11     第一泡壳部分

111    封闭的中央区域

112    开放的中央区域

12     第二泡壳部分

2      发光单元

3      反射结构

31     基体

32     反射单元

321    反射面

4      支承结构

5      供电部分

51     灯头

52     驱动器壳体

100    全向照明装置

Claims (15)

1.一种全向照明装置（100），包括泡壳（1）和布置在所述泡壳（1）中的发光单元（2），其特征在于，所述全向照明装置（100）还包括反射结构（3），所述反射结构（3）布置在所述泡壳（1）的面向所述发光单元（2）的内侧上，其中，来自所述发光单元（2）的至少一部分光线直接通过所述泡壳（1）的未被所述反射结构（3）覆盖的区域至少照射到第一部分球区域中，其余的光线通过所述反射结构（3）反射后至少照射到与所述第一部分球区域相反的第二部分球区域中，以形成全向照明。

2.根据权利要求1所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述反射结构（3）包括基体（31）和涂覆在所述基体（31）上的反射层，其中所述基体（31）和所述泡壳（1）一体制成。

3.根据权利要求2所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述基体（31）和所述泡壳（1）由相同的透明材料制成。

4.根据权利要求2或3所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述泡壳（1）包括第一泡壳部分（11）和第二泡壳部分（12），其中所述第一泡壳部分（11）通过所述第二泡壳部分（12）支承在所述全向照明装置（100）的安装结构上。

5.根据权利要求4所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述基体（31）与所述第一泡壳部分（11）一体制成。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述反射结构（3）包括至少三个反射单元（32），其中所述反射单元（32）在所述泡壳（1）上相对于所述发光单元（2）的光轴旋转对称地布置。

7.根据权利要求6所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述反射单元（32）分别包括至少两个反射面（321），同一所述反射单元（32）的两个反射面（321）在一侧彼此连接，以形成突出于所述泡壳（1）的内侧的凸起轮廓。

8.根据权利要求7所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述凸起轮廓彼此至少部分地连接，使得所述泡壳（1）上形成未被所述反射单元（32）覆盖的封闭的中央区域（111）。

9.根据权利要求8所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述封闭的中央区域（111）如此地形成，使得所述光轴穿过所述封闭的中央区域（111）的对称中心。

10.根据权利要求7所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述凸起轮廓以预定的间距彼此间隔地布置，使得所述泡壳（1）上形成未被所述反射单元（32）覆盖的开放的中央区域（112）。

11.根据权利要求10所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述开放的中央区域（112）如此地形成，使得所述光轴穿过所述开放的中央区域（112）的对称中心。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述全向照明装置（100）还包括支承结构（4）和布置在所述支承结构（4）的第一侧的供电部分（5），其中，所述泡壳（1）支撑在所述支承结构（4）的与所述第一侧相对的第二侧上。

13.根据权利要求12所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述支承结构（4）设计为散热器。

14.根据权利要求12所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述供电部分（5）包括：灯头（51）；连接至所述灯头（51）的驱动器壳体（52）；以及布置在所述驱动器壳体（52）中的驱动器。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的全向照明装置（100），其特征在于，所述发光单元（2）设计成LED发光单元。