CN114576577A - 一种照明装置及一种灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种照明装置及一种灯具，包括发光的光源和出光光束，所述出光光束沿其光轴以发光半角α出射，其特征在于：还包括出射出光光束的光出射部，所述光出射部包括第二反射面，所述光源发出的光包括第一角度光和第二角度光，第二角度光朝向第二反射面出射，并且被第二反射面反射后汇聚形成出光光束；使出光光束不被光源遮挡，第二反射面围绕第一反射面设置，为了避免浪费光源发出的光，第一反射面用于将不能被第二反射面反射的重新反射回光源，并且经过光源的散射和反射后到达第二反射面。

Description

一种照明装置及一种灯具
技术领域
本发明涉及照明技术领域，具体地说，涉及一种照明装置及灯具。
背景技术
照明装置中根据使用的需求例如获得一定发光角度的光或增强发光的强度的时候通常会配合反光杯使用，配合反光杯与光源的配合使用容易出现光源遮挡反光杯的发光光路的情况。一旦发光光源遮挡发光杯的发光光路，则会造成出射光的光斑存在暗区，并且造成光能的浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，本发明提供一种具避免光源遮挡出光光路的照明装置和利用该照明装置的灯具。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种照明装置，包括发光的光源和出光光束，所述出光光束沿其光轴以发光半角α出射，其特征在于：还包括出射出光光束的光出射部，所述光出射部包括第二反射面，所述光源发出的光包括第一角度光和第二角度光，第二角度光朝向第二反射面出射，并且被第二反射面反射后汇聚形成出光光束；还包括至少一部分光回收部，所述光回收部包括第一反射面，所述第一角度光向第一反射面出射，并且被第一反射面反射后回到光源，光源对第一角度光具有散射反射的作用；光源发出的光的发光方向与出光光束的发光方向相反。
作为上述技术方案的一种改进：所述第二反射面为球面，第二反射面的球心O到光源的发光点A与出光光束汇聚的焦点B的连线上的垂足C位于该连线的中点上，所述垂足C位于球心O和第二反射面之间。
作为上述技术方案的一种改进：所述光源的发光点A与出光光束汇聚的焦点B的距离为L，所述第二反射面对应的球面半径为R，所述第二反射面的球心O到垂足C点的距离为y，
Figure BDA0002786257460000011
作为上述技术方案的一种改进：所述发光的光源为荧光发光装置，还包括发出激光的激光光源，所述激光激发荧光发光装置后荧光发光装置发出荧光。
作为上述技术方案的一种改进：所述荧光发光装置为反射式荧光片，激光光源位于光回收部远离反射式荧光片的一侧，所述光回收部设置有通光孔，激光穿过通光孔后激发反射式荧光片。
作为上述技术方案的一种改进：所述通光孔内设置有第一透镜，第一透镜靠近反射式荧光片的一面是第三反射面，所述第三反射面为球面；一部分第一角度光被第三反射面反射后汇聚，并且返回到反射式荧光片，所述第三反射面镀有透射激光反射荧光的镀膜层。
作为上述技术方案的一种改进：所述第一反射面围绕第二反射面设置，所述第一反射面与第二反射面拼接成一个凹面。
作为上述技术方案的一种改进：还包括固定光源的固定散热板，所述固定散热板固定设置在光回收部上。
作为上述技术方案的一种改进：所述第二反射面为椭球面，该椭球面对应的一个焦点为光源的发光点，另一个焦点为出光光束汇聚的焦点。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明中为了使出光光束不被光源遮挡，第二反射面围绕第一反射面设置，为了避免浪费光源发出的光，第一反射面用于将不能被第二反射面反射的重新反射回光源，并且经过光源的散射和反射后到达第二反射面。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是一种照明装置的剖视图。
图2是一种照明装置的剖视图。
图3是一种照明装置的剖视图。
图4是一种照明装置的剖视图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种照明装置，包括发光的光源101和出光光束121，该照明装置的出光光束123沿其光轴131以发光半角α出射，还包括出射出光光束121的光出射部102，所述光出射部102包括第二反射面103，所述光源101发出的光包括第一角度光121和第二角度光122，第二角度光122朝向第二反射面103出射，被第二反射面103反射的第二角度光122汇聚形成所述的出光光束123；还包括至少一部分光回收部104，所述光回收部104包括第一反射面105，所述第一角度光121向第一反射面105出射，被第一反射面105反射的第一角度光121反射回光源101，光源101对第一角度光121具有散射反射的作用；光源发出的光的发光方向与出光光束的发光方向相反。
根据照明装置使用需求需要一个发光半角为α的出光光束123，为了满足使用需求，将光源对着一个能够出射发光半角为α的第二反射面103发光，被第二反射面103反射的光形成出光光束123。根据光源发出的光能否被第二反射面103反射分为了第一角度光121和第二角度光122，不能被第二反射面103反射的光为第一角度光121，能够被第二反射面103反射的为第二角度光122。由于第一角度光121不能够被第二反射面103反射，所以此时第一角度光121不是出光光束123的组成部分。光源101发出的光不能完全转化为出光光束123，则光源101的利用率较低。为了提高光源101所发出光的利用率，第一角度光121的发光范围内设置第一反射面105，第一反射面105将第一角度光121反射回光源101，光源101包括一个发光面，发光面散射反射第一角度光121，因此被第一反射面105反射回发光面的第一角度光121被发光面散射反射后，其中一部分第一角度光121转变成了第二角度光122，提高了光源101所发出光的利用率。
为了充分提高光源101所发出光的利用率，一种优选的实施方式是，所述第一反射面105与第二反射面103拼接成一个凹面。将第一反射面105与第二反射面103拼接成一个凹面后，避免了第一角度光121与第二角度光122由第一反射面105与第二反射面103之间出射，不能充分利用光源101发出的光，造成光源101所发出的光的利用率较低。
又因为出光光束123是第二角度光122被第二反射面103反射后形成的，为了保证出光光束123的光斑的完整性，保证光源101发出的光能够充满第二反射面103，一种优选的实施方式是，第一反射面105围绕第二反射面103设置。第二反射面103被第一反射面105围绕，此时有足够的第二角度光122被第二反射面103反射，出光光束123形成的光斑中不会存在暗区。
出光光束123的发光半角α同样需要在一个合理的范围内的时候才能够避免光源101的遮挡和便于出光光束123的收光。所述10°≤α≤60°。当出光光束123的发光半角α在该角度范围内的时候不会被光源101遮挡，其次更利于使用透镜进行收光。
由于根据出光光束123的出射位置、发光角等要求，在该发光装置中，第二反射面103对应的球心O,光源101的发光点A和出光光束123汇聚的焦点B之间存在一个位置关系。所述第二反射面为球面，所述第二反射面103的球心O到光源的发光点A与出光光束汇聚的焦点B的连线上的垂足C位于该连线的中点D上，所述垂足C位于球心O和第二反射面之间。根据该位置关系可知，当光源101的发光点A与出光光束123汇聚的焦点B在第二反射面103与第二反射面103对应的球心O之间的时候，光源101的发光点A经过第二反射面103反射后形成的汇聚焦点B更理想。满足第二反射面103的球心O到光源的发光点A与出光光束汇聚的焦点B的连线上的垂足C位于该连线的中点D上的垂足C有两个，本技术方案选择垂足C位于球心O和第二反射面之间的一个。
为了能够将该距离关系应用的实际生产中，申请人经过多次试验后得到了第二反射面103对应的球心O与光源的发光点A与出光光束汇聚的焦点B的连线L之间的一个距离关系。
所述光源的发光点A与出光光束汇聚的焦点B的距离为L，所述第二反射面对应的球面半径为R，所述第二反射面的球心O到光源的发光点A与出光光束汇聚的焦点B的距离为y，
Figure BDA0002786257460000041
当y与R和L满足上述公式的时候，光源101的发光点A经过第二反射面103反射后形成的汇聚焦点B更理想。
发光的光源101为整个装置提供了光，并且光源101具有散射反射自身所发出的光的能力。一种优选的实施方式是光源101为LED发光芯片。LED发光芯片价格低便于获得，安装使用方便。
由于光源101需要朝向第一反射面105和第二反射面103发光，所以光源101需要固定。一种优选的实施方式是，还包括固定光源101的固定散热板106，所述固定散热板106固定设置在光回收部104上。由于光源101为LED发光芯片，LED发光芯片通过粘接等方式固定在固定散热板106上即可，此时LED发光芯片的安装精度更高。其次固定散热板106还可以用于对光源101进行散热，避免温度过高导致光源101损坏或寿命缩短。
实施例2
如图2所示，LED发光芯片做光源，成本低，便于获得，使用安装方便，但是LED发光芯片受到自身功率的影响，在大功率照明中通过增加LED发光芯片的数量来提高照明用的功率，由于LED发光芯片需要占用一定的面积，LED发光芯片越多发光点的面积会越大，影响我们出光光束的发光角度和发光光斑，因此LED发光芯片在大功率照明中存在诸多问题。为了解决大功率照明的问题一种优选的实施方式是，所述发光的光源为荧光发光装置，还包括发出激光的激光光源210，所述激光224激发荧光发光装置后荧光发光装置发出荧光。所述荧光发光装置为反射式荧光片201，激光光源210位于光回收部204远离反射式荧光片201的一侧，所述光回收部204设置有通光孔207，激光224穿过通光孔207后激发反射式荧光片201。反射式荧光片201发出的受激光为全角发光的，并且可以散射反射自身发出的光，因此本技术方案利用反射式荧光片201替代LED发光芯片，应用于大功率、远距离照明中。反射式荧光片201发出的受激光根据要求分为第一角度光221和第二角度光222。由于荧光发光装置为反射式荧光片201，并且反射式荧光片201朝向第一反射面205和第二反射面203发光，需要激光224激发反射式荧光片201并且不遮挡反射式荧光片201发出的第一角度光221和第二角度光222。因此，激光光源210位于光回收部204远离反射式荧光片201的一侧，并且在光回收部204设置有通光孔207，激光224穿过通光孔207后激发反射式荧光片201。由于激光224具有准直性，穿过透光孔207的激光224的光束尺寸较小，通光孔207尺寸很小，对第一角度光221的影响可以忽略。
第二反射面203发射的第二角度光222形成一个发光半角为α的出光光束223，所以第二反射面203的面型决定了出光光束223的发光角。根据需求一种优选的实施方式是，第二反射面203为椭球面，该椭球面对应的一个焦点为光源的发光点，另一个焦点为出光光束汇聚的焦点。根据椭球的几何特性可知，由椭球一个焦点的任意一条直线，被椭球的球面反射后会回到椭球的另一个焦点。第二反射面203为椭球面的时候仍然可以适用。
实施例3
虽然通光孔307尺寸很小对第一角度光321的影响可以忽略，但是仍然会有部分第一角度321由通光孔307出射。为了减少第一角度光321由通光孔307出射公开了以下技术方案。
如图3所示，所述通光孔307内设置有第一透镜308，第一透镜308靠近反射式荧光片301的一面是第三反射面311，所述第三反射面311为球面；一部分第一角度光321被第三反射面311反射后汇聚，并且返回到反射式荧光片301，所述第三反射面301镀有透射激光324反射荧光的镀膜层。在通光孔307内设置一个第一透镜308，第一透镜308靠近反射式荧光片301的一面为球面，球面对荧光进行光回收，将反射式荧光片301发出的第一角度光321照射到第一透镜308球面上的那部分第一角度光321反射回反射式荧光片301，若要想实现该目标需要在能够透射激光224反射荧光，因此在第一透镜308上镀了透射激光324反射荧光的镀膜层。由于第三反射面311与第一反射面305均是对反射式荧光片301发出的荧光进行光回收，所以第一反射面305与第三反射面311对应的球心需要重合，第一反射面305与第三反射面311对应的球面半径可以不同。一种优选的方式是，第三反射面311的球面半径与第一反射面305的球面半径相同。第一反射面305与第三反射面311对应的球面半径相同，此时第一反射面305与第三反射面311拼接成一体，荧光回收的效果更好。可以采用粘接的方式将第一透镜308固定在通光孔307内或通光孔307对应的缺口处。
由于采用反射式荧光片301，提高了整个装置的发光的功率，相应的散热要求更高，为了解决整个装置的散热问题，一种优选的实施方式是，固定散热板306固定在光回收部304并且将光回收部304的开口密封，固定散热板306上海开设了一个出光口313，出光光束323由出光口313出射。
实施例4
荧光发光装置包括反射式荧光发光片和透射式荧光片，上述实施方式采用的是反射式荧光片，由于反射式荧光片的发光特点和本技术方案的特点，利用反射式荧光片需要配合通光孔等，增加了技术难度和加工成本。
如图4所示，为了解决上述问题一种优选的实施方式是，发光的光源为透射式荧光片401用于激发透射式荧光片401的激光光源410，所述激光光源401设置在透射式荧光片401远离光回收部404的一侧，激光光源410发出的激光424激发透射式荧光片401后透射式荧光片401向第一反射面405、第二反射面403发出荧光。该实施方式中荧光发光装置选用透射式荧光片401，根据本实施方式中透射式荧光片401的作用相当于实施例1中的光源。激光光源410固定设置在固定散热板406上，固定散热板406固定设置在光回收部204上，本技术方案无需在光回收部404上开设通光孔，减少了加工难度，不会影响光回收，避免了荧光的浪费，提高了光的利用率。
以上对本发明的数个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种照明装置，包括发光的光源和出光光束，所述出光光束沿其光轴以发光半角α出射，其特征在于：还包括出射出光光束的光出射部，所述光出射部包括第二反射面，所述光源发出的光包括第一角度光和第二角度光，第二角度光朝向第二反射面出射，并且被第二反射面反射后汇聚形成出光光束；还包括至少一部分光回收部，所述光回收部包括第一反射面，所述第一角度光向第一反射面出射，并且被第一反射面反射后回到光源，光源对第一角度光具有散射反射的作用；光源发出的光的发光方向与出光光束的发光方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述第二反射面为球面，第二反射面的球心O到光源的发光点A与出光光束汇聚的焦点B的连线上的垂足C位于该连线的中点上，所述垂足C位于球心O和第二反射面之间。
3.根据权利要求2所述的一种照明装置，其特征在于：所述光源的发光点A与出光光束汇聚的焦点B的距离为L，所述第二反射面对应的球面半径为R，所述第二反射面的球心O到垂足C点的距离为y，
Figure FDA0002786257450000011
4.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述发光的光源为荧光发光装置，还包括发出激光的激光光源，所述激光激发荧光发光装置后荧光发光装置发出荧光。
5.根据权利要求4所述的一种照明装置，其特征在于：所述荧光发光装置为反射式荧光片，激光光源位于光回收部远离反射式荧光片的一侧，所述光回收部设置有通光孔，激光穿过通光孔后激发反射式荧光片。
6.根据权利要求5所述的一种照明装置，其特征在于：所述通光孔内设置有第一透镜，第一透镜靠近反射式荧光片的一面是第三反射面，所述第三反射面为球面；一部分第一角度光被第三反射面反射后汇聚，并且返回到反射式荧光片，所述第三反射面镀有透射激光反射荧光的镀膜层。
7.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述第一反射面围绕第二反射面设置，所述第一反射面与第二反射面拼接成一个凹面。
8.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：还包括固定光源的固定散热板，所述固定散热板固定设置在光回收部上。
9.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述第二反射面为椭球面，该椭球面对应的一个焦点为光源的发光点，另一个焦点为出光光束汇聚的焦点。
10.一种灯具，其特征在于：包括权利要求1-9中任意一项所述的一种照明装置。
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