CN105102887A - 照明装置和照明器 - Google Patents

Abstract

公开了一种照明装置，包括：反射元件（10），其包括具有在-0.7至-1.3的范围中的二次曲面常数的反射圆锥中心段（12）；以及从所述反射圆锥中心段径向延伸的反射椭球表面（14、14’）的环状阵列，每个反射椭球表面建立第二焦点和在所述反射圆锥中心段内的第一焦点（16）。该照明装置还包括位于每个所述反射椭球表面的所述第二焦点处并且被布置为向着所述反射椭球表面发射光的固态照明元件（20、20’）；以及与所述反射圆锥中心段相对的出射窗（30）。还公开了一种包括这样的照明装置的照明器。

Description

照明装置和照明器

技术领域

本发明涉及照明装置，其包括反射椭球表面的阵列（每个反射椭球表面建立第一焦点和第二焦点），以及位于每个所述反射椭球表面的第二焦点处并且被布置为向着所述反射椭球表面发射光的固态照明元件。

本发明还涉及包括这样的照明装置的照明器。

背景技术

随着持续增长的人口，越来越难以满足世界的能量需求以及控制碳排放来遏制被认为为全球变暖现象负责的温室气体排放。这些关注已经触发了朝着更加高效的能量消耗的驱动力以试图减少能量消耗。

一个这样的关注领域是家用或商业环境中的照明应用。存在朝着以更加能量高效的替代物来替代众所周知能量低效的传统白炽灯泡的明确趋势。事实上，在许多辖区，白炽灯泡的生产和零售已经是违法的，因此强迫消费者在例如更换白炽灯泡时购买能源高效的替代品。

固态照明（SSL）装置提供了特别有前景的替代品，其可以以白炽灯泡的能量成本的小部分产生单位光输出。这样的SSL元件的示例是发光二极管。

基于SSL元件的照明装置的缺陷在于，个体的SSL元件具有远低于例如白炽灯泡、卤素钨灯泡或荧光灯泡的光输出，使得必需在单个灯泡中包括多个SSL元件以获得所要求的光输出水平。

然而，例如灯泡之类的装置的占据面积是在考虑有多少SSL元件可以集成到诸如GU 10或MR 16灯泡之类的单个装置中时的限制因素。此外，利用这样基于SSL元件的照明装置远无法直截了当地建立聚焦或准直的束角，因为SSL元件倾向于在广角上生成它们的输出，这会损害由基于SSL元件的照明装置产生的光的感知质量。

由US 8083379 B2已知根据开头段落所述的照明装置，其中多个LED布置在椭球镜的相应第二焦点处。椭球镜的第一焦点在另一凹面镜中重合，该另一凹面镜重新引导具有准直特性的光通过椭球镜的阵列中的中心孔。该装置的缺陷在于，孔必须形成在椭球镜中，这增加了该照明装置的复杂度和成本。另外，该装置的设计不利于增加该设计中LED的数量，使得该照明装置的发光强度不足以用于特定应用领域。

发明内容

本发明力图提供能够产生准直的光输出的更加成本高效的照明装置。

本发明还力图提供包括这样的照明装置的照明器。

根据本发明的一方面，提供了一种照明装置，其包括反射元件，反射元件包括具有在-0.7到-1.3的范围内的二次曲面常数的反射圆锥中心段；以及从所述反射圆锥中心段径向延伸的反射椭球表面的环状阵列，每个反射椭球表面建立第二焦点和在所述反射圆锥中心段内的第一焦点；位于每个所述反射椭球表面的第二焦点处并且被布置为向着所述反射椭球表面发射光的固态照明元件；以及与所述反射圆锥中心段相对的出射窗。

本发明人已经认识到通过提供其中椭球表面从包括这些椭球表面的第一焦点的反射圆锥中心段径向延伸的反射元件，出射窗可以设置为与反射元件相对，从而简化照明装置的制造并且减少其制造成本。另外，通过在从-0.7至-1.3的范围中选择反射圆锥中心段的二次曲面常数，可以生成准直的输出，其中准直度，即照明装置的束角，可以通过选择二次曲面常数来控制。应注意，二次曲面常数还已知为Schwarzschild常数。

反射圆锥中心段一般具有凸表面，并且在优选实施例中是具有-1的二次曲面常数的抛物面。已经发现，椭球反射表面的径向阵列与抛物面反射圆锥中心段的结合产生具有特别良好的准直，即特别小的束角的照明装置。

在实施例中，在所述第二焦点处的固态光元件被布置在环状载体上。这促进了固态照明元件与环状阵列的相应反射椭球表面的第一焦点的良好对准。

环状阵列可以是椭球体的阵列，其中每个体包括反射椭球表面以及与反射椭球表面相对的另外的反射椭球表面，所述另外的反射椭球表面建立第二焦点和在反射圆锥中心段内部的第一焦点；照明装置还包括位于每个另外的反射椭球表面的第二焦点处并且布置为朝向所述另外的反射椭球表面发射光的固态照明元件。这具有更高数量的固态照明元件可被集成到照明装置中，由此改进照明装置的光输出的强度的优点。

在反射椭球表面的第二焦点处的固态照明元件可被布置在至少一个第一载体上并且在另外反射椭球表面的第二焦点处的固态照明元件可被布置在至少一个第二载体上。通过使用不同载体（例如印刷电路板）用于面对反射椭球表面的固态照明元件和面对另外反射椭球表面的固态照明元件，载体可以被单独并且独立地制造，这减小了照明装置的制造复杂性。

在实施例中，该至少一个第一载体和至少一个第二载体通过散热器分离。因此改进了由固态照明元件生成的热量的耗散，这因此促进照明装置中的固态照明元件的较高密度，而不具有过热的风险，这进一步改进照明装置的光输出的强度。

椭球体可以相对于与反射圆锥中心段的对称轴垂直的平面成角度。

在实施例中，反射元件还包括相对于所述平面成角度的另外椭球体的环状阵列，椭球体以及另外椭球体位于所述平面的相对侧上，每个另外椭球体包括建立第二焦点和在所述反射圆锥中心段内部的第一焦点的第一反射椭球表面；以及与第一反射椭球表面相对的第二反射椭球表面，所述第二反射椭球表面建立第二焦点和在所述反射圆锥中心段内部的第一焦点；照明装置还包括：位于每个所述第一反射椭球表面的第二焦点处并且布置为朝向所述第一反射椭球表面发射光的固态照明元件；以及位于每个所述第二反射椭球表面的第二焦点处并且布置为朝向所述第二反射椭球表面发射光的固态照明元件。这实现了产生具有优异强度的光输出的照明装置。

优选地，第一焦点中的至少一些在所述反射圆锥中心段内部重合以便提高照明装置的光输出的均匀性。更优选地，第一焦点中的至少一些与反射圆锥中心段的焦点重合。

在实施例中，固态照明元件包括具有不同颜色点的固态照明元件。这可以用于精确地调谐照明装置的颜色点，因为通过反射元件实现了照明装置的各个固态照明元件的光输出的优异混合。

在实施例中，固态照明元件包括多个白光固态照明元件和多个红光固态照明元件。这促进具有高显色指数（CRI）并且不具有显著颜色分离（例如由照明装置产生的分离红斑）的照明装置。

照明装置有利地可以是聚光灯泡。

根据本发明的另一方面，提供了照明器，其包括根据本发明的实施例的照明装置。这样的照明器可以例如是照明装置的支架或者照明装置所集成于的设备。

附图说明

更加详细并且通过参照附图的非限制性示例描述本发明的实施例，其中：

图1示意性描绘根据本发明的实施例的照明装置；

图2示意性描绘根据本发明的实施例的照明装置的光学模型；

图3示意性描绘根据本发明的各个实施例的照明装置的光分布型式；

图4示意性描绘根据本发明的另一实施例的照明装置的光学模型；

图5示意性描绘根据本发明的实施例的照明装置的一方面；

图6示意性描绘根据本发明的另一实施例的照明装置的一方面；

图7示意性描绘根据本发明实施例的照明装置的另一方面；

图8示意性描绘根据本发明的实施例的照明装置的又一方面；

图9示意性描绘根据本发明的另外实施例的照明装置；

图10示意性描绘根据本发明的又一实施例的照明装置；

图11示意性描绘根据本发明的又一实施例的照明装置；

图12示意性描绘根据本发明的又一实施例的照明装置；

图13示意性描绘制造根据本发明的照明装置的方法的一方面；

图14示意性描绘根据制造根据本发明的照明装置的方法的实施例制造的照明装置的部分；以及

图15示意性描绘根据本发明的实施例的照明装置的光学模型。

具体实施方式

应理解，附图仅是示意性的并且未按比例绘制。还应理解，在整个附图中使用相同附图标记来指示相同或相似部分。

图1示意性描绘根据本发明的实施例的照明装置的横截面。照明装置包括反射元件10，反射元件10包括反射凸面圆锥中心段12，其具有在-0.7至-1.3的范围中的二次曲面常数。二次曲面常数（还已知为Schwarzschild常数）定义了圆锥中心段12的离心率。二次曲面常数可以由x,y平面中的以下公式表示：

y² – 2Rx + (K+1)x² =0

其中，R是在x=0时的曲率半径并且K是二次曲面常数。

反射元件10还包括从所述反射圆锥中心段12径向延伸的反射椭球表面的阵列。图1中示出均从反射圆锥中心段12向外径向延伸的第一反射椭球表面14和第二反射椭球表面14’。反射圆锥中心段12和相应的反射椭球表面14、14’可以以任何合适的反射材料，例如覆盖有反射涂层（诸如光学等级的银或铝）的聚合物材料（诸如聚碳酸酯），单独地实现。聚合物材料可以是复合聚合物材料。例如，复合聚合物材料可以包括高达20%重量比的玻璃纤维以提高材料的热特性，例如减小材料的热膨胀系数。具体地，聚合物材料可以是可选地包括高达20%重量比的玻璃纤维的聚碳酸酯。

反射椭球表面14、14’相对于反射圆锥中心段12布置，使得每个反射椭球表面14、14’建立在反射圆锥中心段12内部的第一焦点以及在反射圆锥中心段12外部的第二焦点。

在实施例中，各自反射椭球表面14、14’的第一焦点中的至少一些可以重合在反射圆锥中心段12内的点16中。在实施例中，点16是反射圆锥中心段12的焦点。优选地，各自反射椭球表面14、14’的全部第一焦点重合在反射圆锥中心段12的焦点16中。

可以安装在单个载体22或各自载体22、22’上的各自固态照明（SSL）元件20、20’被放置在反射椭球表面14、14’的各个第二焦点处并且布置为使得每个SSL元件20、20’面对与放置有固态照明元件20、20’的第二焦点相对应的反射椭球表面。在实施例中，SSL元件20、20’是发光二极管（LED）。

由于反射椭球表面14、14’的椭球本质以及SSL元件20、20’放置于这些反射椭球表面14、14’的各自第二焦点处，SSL元件20、20’的光输出被反射椭球表面14、14’重新引导至反射椭球表面14、14’的各自第一焦点，第一焦点位于反射圆锥中心段12内。这确保了SSL元件20、20’的基本上全部光输出被重新引导至反射圆锥中心段12的凸表面上。换言之，反射元件10形成共焦反射元件10，其中由反射椭球表面14、14’提供第一反射并且由反射圆锥中心段12提供第二反射。

由于反射圆锥中心段12的在-0.7至-1.3的范围中的二次曲面常数，由反射圆锥中心段12生成高度准直的光输出，因为反射圆锥中心段12将SSL元件20、20’的光输出重新引导通过照明装置的出射窗30，该出射窗30布置为与反射元件10的反射圆锥中心段12相对。这在图2和图3的帮助下更加详细地解释。

图2描绘本发明的照明装置的光学模型，其中反射元件10包括凸圆锥中心段12，从该凸圆锥中心段12，椭球反射表面14的阵列向外径向延伸，即朝向照明装置的周边，因此产生花形的反射元件10。SSL元件20被放置在各自椭球反射表面14的每个第二焦点处，其中各自椭球反射表面14的第一焦点位于凸圆锥中心段12内，如前所解释的那样。在图2中，通过非限制示例示出，各自第一焦点重合在焦点16中，焦点16可以是如前所解释的圆锥中心段12的焦点。

反射元件10的共焦布置确保了由SSL元件20和20’生成的光输出120以高度准直的方式离开照明装置，即基本上平行于图2中所示的z轴，该z轴是反射元件10的凸圆锥中心段12的对称轴。在实施例中，凸圆锥中心段12是抛物面，即具有-1的二次曲面常数，这产生特别高度准直的光输出120。

图3描绘了作为反射元件10的凸圆锥中心段12的二次曲面常数K的函数的根据本发明的实施例的照明装置的束轮廓。示出了具有反射元件的照明装置的四个束轮廓，该反射元件拥有分别具有K=-1.0、K=-1.07、K=-1.12和K=-1.20的二次曲面常数的凸圆锥中心段12。具有-1的二次曲面常数的凸圆锥中心段12是抛物面，而具有小于-1（例如K=-1.12）的二次曲面常数的凸圆锥中心段12是双曲面。图3清楚地描绘了由照明装置产生的束形状（例如束角）可通过凸圆锥中心段12的适当二次曲面常数的选择来控制。

图4描绘了本发明的照明装置的光学模型，其中反射元件10包括是双曲面，即具有小于-1（即更负）的二次曲面常数的凸圆锥中心段12。从图4可看出，通过调谐凸圆锥中心段12的二次曲面常数，可控制离开出射窗30的照明装置的光输出120的形状。特别地，可使用具有双曲面形状的凸圆锥中心段12来建立聚焦的光输出120，其中二次曲面常数中的变化可用于建立在相距照明装置的不同距离处的光输出120的焦点125。

在返回图1后，进一步注意，照明装置的准直光输出120的宽度，即由照明装置产生的光束的宽度可通过由各自椭球反射表面14、14’反射的入射光的圆锥中心段12的图1中标记为‘x’的横截面的宽度来控制。通过增大或减小该横截面的宽度，准直光输出120的宽度分别增大或减小。该属性因此可被利用以建立具有不同束宽的照明装置。

出射窗30可包括任何适当的透明材料，例如玻璃或透明聚合物材料。出射窗30可包括任何适当光学元件，例如束成形光学元件，如微透镜阵列。在实施例中，（多个）光学元件可以是沿着如图15中所示的Z轴可移动的透镜150或一组透镜，从而实现照明装置的缩放效果。换言之，可通过沿着Z轴移动光学元件来改变输出光束角。

在实施例中，反射圆锥中心段12可以是中空的。在该实施例中，可以将用于驱动SSL元件20、20’的驱动器电路40放置在反射圆锥中心段12内部以便制造非常紧凑的照明装置。这在照明装置是灯泡（例如聚光灯泡）的情况下是特别有利的。这样的聚光灯泡的非限制示例包括例如E27、MR11、MR16、GU10、AR111、Par30、Par38、BR30、BR40、R20、R50等的尺寸。

为了提高在凸圆锥中心段12的表面处的入射光的散射，凸圆锥中心段12可具有粗糙化表面。

在实施例中，各个SSL元件20、20’包括产生不同着色的光输出的SSL元件，例如红和白LED的混合，具有不同颜色点的白光LED的混合等。这对于增强照明装置的显色指数（CRI）和红色指数可以是令人满意的。已发现，共焦反射元件10确保在各个第二焦点处的SSL元件20、20’的光输出的优异混合，使得当穿过出射窗30离开照明装置时在这些第二焦点处生成的不同着色光是（接近）完美地混合的。

例如在照明装置包括红色LED和白色LED的组合的情况下，可在照明装置的光输出120中检测到非显著的颜色分离（例如分离的斑）。替代地，暖白色LED和冷白色LED的混合可用于实现相关色温（CCT）调光。

图5示意性描绘根据本发明的实施例的照明装置的一方面，其中在从圆锥中心段12向外径向延伸的椭球反射表面14的阵列的各自第二焦点处的不同SSL元件被放置在单个环状载体22（例如环状印刷电路板）上。该布置的特别优势是这样的环状布置是热分布和耗散的高度有效配置，使得可使用高密度的SSL元件20，而不使照明装置过热。

图6示意性描绘根据本发明的替代实施例的照明装置的一方面，其中在从圆锥中心段12向外径向延伸的椭球反射表面14的阵列的各自第二焦点处的不同SSL元件在矩形载体（例如矩形印刷电路板）的四个条22上。这是其中成本考虑是重要的有利实施例，因为可以以成本高效的方式制造这样的矩形载体。如可在图6中看到的，可以调节共焦反射元件10的总体形状以使其适应与这样的矩形载体组合。

图7示意性描绘根据本发明的实施例的照明装置的一方面。在该实施例中，照明装置包括具有引导元件220的支架200，反射元件10可被放置在该引导元件220中。引导元件220确保椭球表面14与（环状）载体22上的SSL元件20精确对准，如在图8中的该照明装置的横截面中示出的那样。在图8中，环状载体22包括突起122的型式，每个突起122承载SSL元件20，其中每个突起122被安置在相邻引导元件220之间的间隙中，由此确保SSL元件20在椭球表面14的第二焦点处的高度精确放置。换言之，突起122在椭球表面14上突起，使得SSL元件20与椭球表面的第二焦点重合。以该方式，可以以与完美对准的仅仅0.2mm偏差的精度来实现SSL元件20与第二焦点的对准。

图9示意性描绘根据本发明另一实施例的照明装置的横截面，该照明装置具有相比于图1的照明装置增加的光输出120。在图9中，共焦反射构件10可以包括从凸圆锥中心段12向外径向延伸的椭球体60、60’的阵列。如前所述，凸圆锥中心段12可以具有在-0.7至-1.3的范围中的二次曲面常数。每个反射椭球体60、60’包括如图1中所示的反射椭球表面14、14’以及与反射椭球表面14、14’相对的另外反射椭球表面64、64’。每个另外反射椭球表面64、64’被布置为建立在反射圆锥中心段12内部的第一焦点以及在反射圆锥中心段12外部的第二焦点。

另外反射椭球表面64、64’的各自第一焦点可以在反射圆锥中心段12内部重合。在实施例中，另外反射椭球表面64、64’彼此通过与反射圆锥中心段12相对的出射窗30分开。出射窗30可以是圆形出射窗。

另外固态照明元件21、21’位于每个另外反射椭球表面的第二焦点处并且被布置为朝向所述另外反射椭球表面64、64’发射光。换言之，另外固态照明元件21、21’的发光表面面对另外反射椭球表面64、64’。各自固态照明元件21、21’可以被安装在单个载体23上，例如如图5和图8中示出的环状PCB。如前所述，如前所解释的，另外固态照明元件21、21’可以包含不同颜色SSL元件的混合，例如红色和白色LED、不同色温白色LED等的混合。环状载体22可以通过散热器（未图示）与另外环状载体23分开，以进一步提高照明装置的热耗散。

SSL元件20、20’、21、和21的一个或多个驱动器电路可以位于任何适当位置中，例如在如之前解释的中空反射圆锥中心段12内，集成在载体22、23中或放置在反射椭球体60、60’中的一个或多个之下。该最后实施例在图9中示出，其通过非限制示例的方式示出被放置在反射椭球体60、60’之下的两个驱动器电路50、50’。应当理解的是，照明装置可包括任何适当数量的这样的驱动器电路50，例如一个或多个这样的电路。

在图9中，反射椭球体60、60’的位置由相对于照明装置的X-Y平面66的角度α进一步定义。为了避免疑惑，X-Y平面是垂直于反射圆锥中心段12的对称轴（即如图2中示出的Z轴）的平面。角度α定义为反射椭球表面14与另外反射椭球表面64之间（或反射椭球表面14’与另外反射椭球表面64’）的中心平面68与X-Y平面66之间的角度。

在实施例（未图示）中，α=0〫，在该情况下，中心平面68与X-Y平面66重合。替代地，α≠0〫，在该情况下，反射椭球体60、60’倾斜到X-Y平面66之外，使得反射椭球表面14、14’和另外反射椭球表面64、64’的各自第一焦点在反射圆锥中心段12的顶点的方向上沿着Z轴平移。这有效地减小了光输出120的束宽度，这例如可以减小空间颜色分离并且因此通过照明装置的反射元件10提高了颜色混合的感知。在实施例中，角度α可以被选择为在1-10°的范围中。虽然更大的角度是可行的，但已经发现照明装置的光输出在这些更大角度下由于环状载体22、23吸收所生成的光而减小。

图10示意性描绘根据本发明的另一实施例的照明装置的横截面。除了以下事实之外，如图10中示出的实施例与图9中示出的实施例和其详细描述相同：出射窗30还包括以微透镜阵列的形式的束成形元件70以进一步改进照明装置的光输出120的均匀性。

在图9和图10中，反射椭球表面14、14’和另外反射椭球表面64、64’在反射椭球体60、60’的最外点处相遇。然而，这仅通过非限制示例的方式。图11示意性描绘根据本发明的又一实施例的照明装置的横截面。除了以下之外，如图11中示出的照明装置与图9或10中示出的照明装置和它们的详细描述相同：另外反射椭球表面64、64’不径向延伸到与椭球表面14、14’相同的向外点；即反射椭球表面14、14’和另外反射椭球表面64、64’不在反射椭球体60、60’的最外点处相遇。相反，就另外反射椭球表面64、64’的最向外点比起反射椭球表面14、14’的最向外点更靠近z轴的意义上，另外反射椭球表面64、64’小于反射椭球表面14、14’。

本发明的照明装置的反射元件10的实施例不限于例如通过图6-8中的非限制示例的方式示出的反射椭球体60、60’的单个阵列。图12示意性描绘根据本发明的实施例的照明装置的横截面，其中反射元件10包括在X-Y平面66之上的反射椭球体60、60’的阵列和在X-Y平面66之下的椭球体90、90’的另外阵列。另外阵列的椭球体90、90’都包括建立在反射圆锥中心段12内的第一焦点和SSL元件101、101’所位于的第二焦点的第一反射椭球表面92、92’。另外阵列的椭球体90、90’附加地都包括建立在反射圆锥中心段12内的第一焦点和SSL元件102、102’所位于的第二焦点的与第一反射椭球表面相对的第二反射椭球表面94、94’。

如前所述，SSL元件101、101’被布置为分别向着第一反射椭球表面92、92’引导它们的光输出，即，使它们的发光表面面对第一反射椭球表面92、92’，而SSL元件101、101’被布置为分别向着第二反射椭球表面94、94’引导它们的光输出，即，使它们的发光表面面对第二反射椭球表面94、94’。固态照明元件101和101’可被安装在单个载体103（例如图5和图8中示出的环状PCB）上。固态照明元件102和102’可被安装在单独的环状载体104（例如图5和图8中示出的环状PCB）上。载体103和104可通过散热器（未示出）分离以改进载体的热耗散。

如前述，SSL元件101和101’和SSL元件102和102’可包括不同颜色SSL元件的混合，例如具有不同色温的白色LED、白色和红色LED等的混合。还可在图9的照明装置中包括另外光学元件，例如束成形元件，例如图7中示出的微透镜阵列70。将理解的是，在反射元件10的设计中反射椭球体的数量的增大允许照明装置中的SSL元件的数量的进一步增大，这进一步增大照明装置的光输出120的强度，使得可提供甚至更亮的照明装置。

为了避免疑惑，注意在图1中，本发明的照明装置的反射元件10具有生成在反射圆锥中心段12内的第一焦点的第一反射表面14和14’的环状阵列，该第一焦点优选相互重合，如之前所解释的那样。第一反射表面14和14’还生成第一组SSL元件20、20’所位于的第二焦点。

在图9-11中，本发明的照明装置的反射元件10具有第一反射体60、60’的第一环状阵列。第一反射体包括图1的反射元件10的第一反射表面14和14’并且还包括生成在反射圆锥中心段12内的第三焦点的第二反射表面64和64’，该第三焦点优选相互重合，如之前所解释的那样。第二反射表面64和64’还生成第二组SSL元件21、21’所位于的第四焦点。

在图12中，本发明的照明装置的反射元件10包括第一反射体60、60’的第一环状阵列并且还包括第二反射体90、90’的第二环状阵列。第二反射体90、90’包括生成在反射圆锥中心段12内的第五焦点的第三反射表面92和92’，该第五焦点优选相互重合，如之前所解释的那样。

第三反射表面92和92’还生成第三组SSL元件101、101’所位于的第六焦点。第二反射体90、90’还包括生成在反射圆锥中心段12内的第七焦点的第四反射表面94和94’，该第七焦点优选相互重合，如之前所解释的那样。第四反射表面94和94’还生成第四组SSL元件102、102’所位于的第八焦点。

反射圆锥中心段12内的第一、第三、第五和第七焦点优选彼此重合，或者至少彼此空间分开尽可能小的距离以优化照明装置的颜色混合特性。到可实用的范围内，反射圆锥中心段12内的第一、第三、第五和第七焦点优选与焦点16（例如反射圆锥中心段12的焦点）重合，或定位为尽可能靠近焦点16以优化照明装置的光输出120的准直。

在实施例中，如前所解释的，第一组SSL元件20、20’可以包括相同颜色或不同颜色的SSL元件。

在实施例中，如前所解释的，第二组SSL元件21、21’可以包括相同或不同颜色的SSL元件。另外，第二组SSL元件21、21’的颜色可以与第一组SSL元件20、20’的颜色相同或不同。

在实施例中，如前所解释的，第三组SSL元件101、101’可以包括相同或不同颜色的SSL元件。另外，第三组SSL元件101、101’的颜色可以与第二组SSL元件21、21’的颜色相同或不同，和/或可以与第一组SSL元件20、20’的颜色相同或不同。

在实施例中，如前所解释的，第四组SSL元件102、102’可以包括相同或不同颜色的SSL元件。另外，第四组SSL元件102、102’的颜色可以与第三组SSL元件101、101’的颜色相同或不同，和/或可以与第二组SSL元件21、21’的颜色相同或不同，和/或可以与第一组SSL元件20、20’的颜色相同或不同。

可以以任何适当方式制造反射元件10。在特别适合的实施例中，使用可以以如图13中示出的以下方式形成的模具制作反射元件10。该方法可以以提供原料的圆柱体板300开始，其中形成椭球表面的径向型式314，例如通过挖出原料。接着，将反射圆锥中心段312放置在得到的结构的中心中并且粘，例如粘附到得到的结构以产生模具320。模具320可在随后脱壳工艺中使用以形成反射元件10，例如通过形成可选地利用如之前解释的玻璃纤维加固并且随后涂覆有反射材料的聚碳酸酯壳以得到反射元件10。适当材料包括光学等级的铝（其得到具有大约87%的反射比的反射元件10）和光学等级的银（其得到具有大约93%的反射比的反射元件10）。

可以通过使用单独模具单独形成相对反射表面并且粘，例如粘附或胶合单独形成的相对反射表面来形成反射元件10的最终结构，来建立反射元件10的更复杂实施例。在图14中示出这样的单独部件的非限制示例，其示出包括中心反射元件12的反射元件10的第一部分10’和包括出射窗30的反射元件10的第二部分10''。相对部分10’和10''可被组合以形成根据本发明的实施例的反射元件10。

例如，第一部分10’可以被放置在如图7中示出的支架200中，在此之后将用于第一部分的环状载体和用于第二部分10''的环状载体放置在支架200中。可通过将第二部分10''粘附到得到的结构来完成照明装置。

根据本发明的实施例的照明装置可以是灯泡，更优选的是聚光灯泡。根据本发明的实施例的照明装置可以有利地被包括在诸如照明装置的支架的照明器中，例如天花板灯具，或者集成有照明装置的设备，例如抽油烟机等。

应注意，上述实施例说明而非限制本发明，并且在不偏离所附权利要求的范围的情况下，本领域技术人员将能够设计许多替代实施例。在权利要求中，放在括号之间的任何参考标记不应解释为限制权利要求。词语“包括”并不排除权利要求中所列出的元件或步骤以外的元件或步骤的存在。元件前的词语“一”或“一种”并不排除多个这样的元件的存在。本发明可以通过包括若干分立元件的硬件来实施。在列出若干构件的装置权利要求中，这些构件中的若干可以由同一项硬件来体现。在彼此不同的从属权利要求中记载某些措施的简单事实并不表明这些措施的组合不能用于带来益处。

Claims (15)

1. 一种照明装置，包括：

反射元件（10），其包括：

具有在-0.7至-1.3的范围中的二次曲面常数的反射圆锥中心段（12）；以及

从所述反射圆锥中心段径向延伸的反射椭球表面（14、14’）的环状阵列，每个反射椭球表面建立第二焦点和在所述反射圆锥中心段内的第一焦点（16）；

位于每个所述反射椭球表面的所述第二焦点处并且被布置为向着所述反射椭球表面发射光的固态照明元件（20、20’）；以及

与所述反射圆锥中心段相对的出射窗（30）。

2. 如权利要求1所述的照明装置，其中所述反射圆锥中心段（12）具有凸表面。

3. 如权利要求1或2所述的照明装置，其中所述反射圆锥中心段（12）是具有-1的二次曲面常数的抛物面。

4. 如权利要求1-3中的任一项所述的照明装置，其中在所述第二焦点处的所述固态光元件（20、20’）被布置在环状载体（22）上。

5. 如权利要求1-4中的任一项所述的照明装置，其中所述环状阵列是椭球体（60、60’）的阵列，每个体包括：

所述反射椭球表面（14、14’）；以及

与所述反射椭球表面相对的另外的反射椭球表面（64、64’），所述另外的反射椭球表面建立第二焦点和在所述反射圆锥中心段内部的第一焦点；

所述照明装置还包括位于每个所述另外的反射椭球表面的第二焦点处并且布置为朝向所述另外的反射椭球表面发射光的固态照明元件（21、21’）。

6. 如权利要求5所述的照明装置，其中在所述反射椭球表面（14、14’）的所述第二焦点处的所述固态照明元件（20、20’）被布置在至少一个第一载体（22、22’）上并且在所述另外的反射椭球表面（64、64’）的所述第二焦点处的所述固态照明元件（21、21’）被布置在至少一个第二载体（23、23’）上。

7. 如权利要求6所述的照明装置，其中所述至少一个第一载体（22、22’）和所述至少一个第二载体（23、23’）通过散热器分离。

8. 如权利要求5-7中的任一项所述的照明装置，其中所述椭球体（60、60’）相对于与所述反射圆锥中心段（12）的对称轴（62）垂直的平面（66）成角度。

9. 如权利要求8所述的照明装置，其中所述反射元件（10）还包括相对于所述平面（66）成角度的另外的椭球体（90、90’）的环状阵列，所述椭球体（60、60’）以及所述另外的椭球体位于所述平面的相对侧上，每个另外的椭球体包括：

建立第二焦点和在所述反射圆锥中心段内部的第一焦点的第一反射椭球表面（92、92’）；以及

与所述第一反射椭球表面相对的第二反射椭球表面（94、94’），所述第二反射椭球表面建立第二焦点和在所述反射圆锥中心段内部的第一焦点；

所述照明装置还包括：

位于每个所述第一反射椭球表面的所述第二焦点处并且布置为朝向所述第一反射椭球表面发射光的固态照明元件（101、101’）；以及

位于每个所述第二反射椭球表面的所述第二焦点处并且布置为朝向所述第二反射椭球表面发射光的固态照明元件（102、102’）。

10. 如权利要求1-9中的任一项所述的照明装置，其中所述第一焦点（16）中的至少一些在所述反射圆锥中心段（12）内部重合。

11. 如权利要求10所述的照明装置，其中所述第一焦点（16）中的至少一些与所述反射圆锥中心段（12）的焦点重合。

12. 如权利要求1-11中的任一项所述的照明装置，其中所述固态照明元件（20、20’、21、21’、101、101’、102、102’）包括具有不同颜色点的固态照明元件。

13. 如权利要求1-12中的任一项所述的照明装置，其中所述固态照明元件（20、20’、21、21’、101、101’、102、102’）包括多个白光固态照明元件和多个红光固态照明元件。

14. 如权利要求1-13中的任一项所述的照明装置，其中所述照明装置是聚光灯泡。

15. 一种照明器，包括如权利要求1-14中的任一项所述的照明装置。