CN1985125A - 光源模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括一光源(4)的光源模块(2)，所述光源模块(2)包括用于冷却光源基座(6)的冷却装置(8)，所述光源模块(2)还包括一双色向反射器(10)，其中，至少一个散热器(12)环绕该双色向反射器。本发明的目的是降低灯基座(6)的温度来延长灯的寿命。该目的可通过一光源模块(2)来实现，该光源模块包括至少一第一散热器(12)，该第一散热器(12)包括多个相互之间形成有气隙(16)的盘(14)，这些盘(14)包括至少一个用于所述双色向反射器(10)的开口，这些盘(14)设置成沿径向环绕所述双色向反射器(10)，所述盘(14)之间的气隙(16)的方向大部分与所述光源模块(2)的中心轴线(18)垂直。因此，可以实现，沿反射器(10)方向辐射的大部分红外光在散热器(12)的盘(14)中被吸收，因为盘(14)的方向垂直于所述光源模块(2)的主轴线(18)，所以盘(14)将热量沿径向传导到盘(14)的外表面。

Description

光源模块
技术领域
本发明涉及一种包括光源的光源模块，该光源与光源基座连接，该光源模块包括用于冷却光源基座的冷却装置，该光源模块还包括一双色向(dechroic)反射器，其中至少一个散热器环绕该双色向反射器。
背景技术
降低带有灯的光源基座的夹封部位的温度很重要，所述灯具有灯丝。该灯丝与穿过灯壳和灯基座的导电装置连接。逐渐升高的温度会导致电导体的氧化和腐蚀，这会造成灯的寿命缩短。因此，所述夹封部位处的温度一般须降低到450-500℃以下。
美国专利5,626,416说明了一种灯模块设备，该设备包括一反射器，在该反射器处设有一产生气流的风扇。该气流环绕灯基座后分成两股流入内部反射器与灯之间的空间，另一部分气流在内外反射器之间流动。由灯所产生的红外光穿过内部反射器射向外部反射器，在外部反射器处一部分红外光被吸收并且一部分被反射。
一部分在外部反射器处被吸收的红外光再次以较低的频率辐射，并且部分向灯基座辐射，因此，灯基座可能被加热到很高温度而造成灯的寿命缩短。
美国专利5,515,245说明了一种包含有一光源的光源壳体，其中，通过散热片和一支承在光路中的热滤光器去除热量，并且一部分光向所述散热片反射。
散热片环绕该反射器，但红外光穿过该反射器并在散热片中被吸收。至少一些散热片将所吸收的热量导向灯基座，造成灯基座的温度升高。这样导致灯的寿命缩短。
美国专利申请2002/0129262A1说明了一种投光器，该投光器包括：一椭圆形反射器；第一球形回复反射器(retro-reflector)，该第一回复反射器在其中形成有第一孔，该第一孔具有第一直径和第一中心点；位于所述椭圆形反射器与所述第一回复反射器之间的第二球形回复反射器，该第二回复反射器在其中形成有第二孔，该第二孔具有第二直径和第二中心点，第二直径小于第一直径，第一中心点与第二中心点位于共同的轴线上；以及一光源，该光源位于该椭圆形反射器的焦点上并且位于所述共同的轴线上，所述椭圆形反射器反射该光源发出的光，该反射光穿过第一和第二孔，第一回复反射器和第二回复反射器定位成向该光源回射由光源发出的光。此外还设有一包括投射光束的光源的投光器；一光学元件可在第一位置与第二位置以及多个中间位置之间移动，在第一位置上，光束照射不到该光学元件，在第二位置上，几乎所有光束照射到该光学元件上，在所述多个中间位置上，一部分光束照射到该光学元件上，其中，该光学元件由多个径向分割的子元件构成。
该专利申请公开了一种散热片，该散热片机械连接到反射器并环绕该反射器。反射器与散热片之间不存在气隙。因此在反射器与散热片之间不可能存在气流。只有有限的空气对流冷却发生在散热片之间。
发明内容
本发明的目的是降低灯基座的温度来延长灯的寿命。另一个目的是在有限区域中隔绝所产生的热量，并将热量从所述区域传导到灯模块的外部。这可以通过一光源模块来实现，该光源模块包括至少一第一散热器，该第一散热器包括多个盘，这些盘之间形成有气隙，这些盘包括至少一个用于双色向反射器的开口，这些盘设置成沿径向环绕所述双色向反射器，盘之间的气隙的方向大部分垂直于光源模块的轴线，其中，该光源模块可包括位于双色向反射器与盘形散热器之间的另一气隙，双色向反射器与盘形散热器之间的所述气隙与盘之间的气隙连通。
因此，可以实现，沿双色向反射器的方向上辐射的大部分红外光在散热器的盘上被吸收，由于盘的方向与灯模块的主轴线垂直，所以盘将热量沿径向传导到盘的外表面。因此，可以实现，吸收红外光的盘表面上的温度保持在这样的温度上，使得在该温度下，只有有限的红外光沿朝向灯和灯基座方向回射。通过有效去除双色向反射器周围的热量，使得灯基座处的加热效果非常有限，灯基座温度可降低到灯供应商限定的最高温度以下的温度水平。只有通过把温度降低到规定温度以下，供应商才可保证灯的寿命。通过将温度降低到远低于规定最高温度值的水平，灯的寿命可延长到远长于灯的说明书所限定的时间。此外，允许循环空气在双色向反射器与盘形散热器之间流动。由于盘内表面上的温度较高，因此仅仅通过对流就能产生气流。此外在盘之间温度升高可产生一气流，从而使得灯周围的温度降低，在盘形散热器中温度也得到降低。
用于光源基座的冷却装置可包括第二散热器，该散热器由空气对流冷却。从而实现灯基座温度的进一步降低。即使环绕双色向反射器的散热器的能力足够，也会有热量经灯电接线端子传入灯基座，从而导致温度升高，并且尤其在使用大功率的灯时更需要冷却。
用于灯基座的冷却装置可包括用于在光源基座周围产生强迫气流的装置。因此，可以实现，不管灯的方向如何，灯座周围的强迫气流都能保证冷却效果。
该光源基座可放置在一壳体中，该壳体包括一用于强迫气流的进口和一通向双色向反射器与盘形散热器之间的气隙的出口。因此，可能出现，壳体中的气压由于通过进口处的气流不变而比光源模块周围的气压高，这样，始终确保气流从灯壳体流向双色向反射器与盘形散热器之间的开口。这样保证，即使在光源模块指向下方，其中正常热对流方向是从散热器到灯基座的情况下，也能确保光源模块在灯基座处的温度降低。通过使用强迫空气冷却法来防止热量从散热器传递到灯基座。
该光源模块在光路中具有至少一个热滤光器，该热滤光器向散热器反射红外光。因此，可以实现，由该光源模块所产生的光束中的红外光含量减少，这样，设置在光源中的其它部件的一部分不被红外辐射加热。该红外辐射相反向盘形散热器反射，盘形散热器终止在所述热滤光器紧下方以确保所有反射的红外光向盘形散热器反射。所述热滤光器由在一位于灯的正上方的中心点结合的两部分构成，这两部分设置成具有一角度，确保反射的红外光沿朝向盘形散热器的上部的方向反射。由于将热滤光器设置成具有一朝向光束主方向的角度，所以使红外光偏离灯和灯基座。因此，灯的温度不会因为红外辐射而升高，特别是，灯基座的温度易于保持在低的温度水平。
盘形散热器的前后表面可与光源的其它光源部件隔离。因此，可以实现，从光源模块的导热减小，并且防止连接到光源模块的部件的温度升高。
在形成散热器的盘之间的气隙包括一用于收集红外辐射的陷光器(light trap)。通过使用陷光器，所有在盘状元件之间的方向上辐射的光照射在陷光器上，这种陷光器被加热，其中陷光器部件导热地连接到盘状元件。可选地，陷光器可由盘状元件上的一个或多个突起构成。
环绕光源基座的壳体可包括至少一个用于调整光源位置的马达。因此，可将用于调节灯位置的马达设置在灯基座壳体中，这是因为灯基座温度不会造成马达烧坏。通常用位于壳体背部的工具来以机械方式调整灯。如果通过一马达来进行调整——马达为设置在灯基座壳体内的步进马达，则通过一外部信号就可以调整灯的位置。
光源基座可通过连接到内部或外部控制装置的步进马达在X、Y和Z三个方向上进行调整。因此，灯的位置可通过步进马达在所有位置上进行调整。通过使用用于步进马达的外部控制装置，即可例如在舞台上根据例如舞台上所示的实际位置在所有方向上调整灯的位置。可通过摄相装置指示该位置，从而可以自动地进行调整。
本专利申请还涉及一种用于冷却光源模块的方法，该光源模块包括一光源和一光源基座，该光源周围设有用于反射可见光和使红外光通过并射向一导热散热器的反射装置，该散热器用于将从光源吸收的热量传导到外界，其中，散热器通过盘形散热器将大部分热量沿径向传导到所述光源模块的外部，其中这些盘的方向大部分垂直于所述光源模块的中心轴线，所述光源模块包括位于双色向反射器与盘形散热器之间的另一气隙，其中位于双色向反射器与盘形散热器之间的所述气隙对于流向盘之间的气隙的气流而言是开放的。
因此，灯得到非常有效的冷却，其中红外光的影响减小，散热器的对流冷却成为可能。仅仅通过对流就可以冷却灯，或者降低冷却装置的功耗。
附图说明
下面结合附图说明本发明，附图中：
图1示出光源模块的第一可选实施例的剖视图；
图2示出本发明的第二可选实施例的剖视图；
图3示出本发明的根据本发明的第三实施例的第三个剖视图；
图4示出包括用于移动灯的马达的本发明光源模块的第四个剖视图。
具体实施方式
图1示出一光源模块2，该光源模块包括一连接到光源基座6的光源4，光源4与光源基座6之间设置有一反射器7。用于冷却光源基座6的冷却装置8可为用于产生强迫气流的装置24，或者，也可使用某种无源装置(passive means)。灯基座6连接有一底座9。一双色向反射器10部分环绕光源4，反射器10外侧设有一散热器12。该散热器12由多个盘14构成，盘14之间存在气隙16。盘14和气隙16的方向都垂直于光源模块2的中心轴线18。盘14与双色向反射器10之间设有一气隙20。
光源模块2工作时，光源4产生光，这些光中不仅含有可见光而且含有大量红外光。双色向反射器10反射大部分可见光并使大部分红外光通过。由于在盘中大部分红外光被吸收，通过反射器10的红外光加热盘14，因此这些红外光被散热器12吸收。另一反射器7向光源4或散热器12回射可见光以及红外光。这样，防止光源基座6被光源4所产生的辐射加热。散热器12的盘14被所吸收的红外光加热，这些盘又加热其间的空气，从而空气开始在盘14之间的气隙16中对流。该气流还开始在双色向反射器10与盘14之间的气隙20中进行空气循环。由于气隙16中气流的对流会在光源4周围产生低压，因此反射器7周围可能会有一气流，从而空气被迫绕反射器7流向光源4。这确保总有流向并环绕光源基座6的气流，因此光源基座保持在较低温度，从而减小电接线端子(electrical terminal)50，52的氧化。如果电接线端子50，52出现高温，沿着穿过玻璃灯泡的电接线端子50，52就会发生氧化，并且开始腐蚀并减小连接件的横截面。该腐蚀会形成一通向玻璃灯泡内的灯丝54的小开口。氧气一旦进入灯泡内部，光源就会被损坏。另一种可能的破坏就是腐蚀使得电接线端子的横截面减小而电阻增加，从而烧坏电接线端子，并且光源也被损坏。
图2示出，与图1相同的部件采用相同的标号表示，不同的是，冷却装置8由第二散热器22构成，该散热器包括盘60，这些盘之间形成有气隙62。
图2所示的本发明的功能与图1所示的大致相同，差别只在于散热器22的使用。因为电接线端子50，52导热，所以光源基座6在所有情况下都会被一定程度地加热。此外，这些电接线端子可能有电阻，电接线端子与灯座9的连接方式会造成小电阻，该电阻会导致加热。热量会从光源基座6向盘60辐射，盘60之间的气隙62中会产生气流。这会导致在光源基座6周围形成一气流，这样光源基座被冷却到光源基座的规定最高温度以下的温度，从而延长光源4的寿命。
图3示出本发明第三实施例202，它与图1和图2的不同之处在于一壳体26环绕光源基座6。用于产生强迫气流的装置24与壳体26连接，该装置24可为一小鼓风装置，该鼓风装置通过壳体26上的一进口28将空气吹向光源基座6。这也导致光源壳体26中的气压升高。与图1和2的另一个不同之处在于双色向反射器10前方设有一反射式热滤光器32。该热滤光器32由两部分组成，该两部分形成有一朝向光源模块的中心轴线18的角度，第一散热器12的端部有第三散热器70。第三散热器70由盘72构成，这些盘之间形成有气隙74。
反射式热滤光器32反射光源4所产生的和由双色向反射器10反射的光束中含有的大部分红外光。红外光从反射式热滤光器32向散热器70和散热器12反射。这样，从光源模块发出的光束中存有含量非常有限的红外光，红外光产生的大部分热量被从光源4和光源基座6导走。反射式热滤光器可包括三个以上互成角度的形成许多反射面的滤光器。因此，反射的红外光被导向大部分盘形散热器。甚至可以使用锥形镜子以用于反射红外光。这可使得反射的红外光均匀分布在盘形散热器上。
通过在壳体26内形成高压，可在反射器7周围和气隙20中产生气流，通过使用用于产生强迫气流的装置24，可在所有方向上使用光源模块而不造成光源基座6内的温度大幅度升高。
图4示出与图1-3所述相同的部件，这里不再赘述。
图4示出一与主轴82连接的马达80。该主轴与固定在卡具90上的螺丝84配合，灯座固定在该卡具上。马达连接到壳体26上，壳体上还连接有一与连接在卡具90上的滑动装置88配合的调节装置86。从而实现，灯的位置可以被控制。来自计算机的电子控制信号可控制马达的转动。灯周围的冷却装置将壳体26内的温度降低到马达可以工作的温度。
图5示出本发明的另一实施例，该实施例包括与图4所示相同的部件，这里不再赘述。
图5示出一挡住来自灯的可见光104的陷光器40，使得散热器12工作时保持较黑暗。图5还示出表示可见光104和红外光106的箭头。红外光106从反射器22向反射器10回射，红外光106穿过反射器10并在盘14处被吸收。此外，图5示出表示气流108的箭头。该图示出位于反射器10两侧的、以及从反射器10的背部流入盘14之间的开口15的气流108。
因此，实现灯4和灯座9的高效冷却，这样使得灯的寿命延长。

Claims (10)

1、一种包括一光源(4)的光源模块(2)，所述光源通过一光源基座(6)连接，所述光源模块(2)包括用于冷却所述光源基座(6)的冷却装置(8)，所述光源模块(2)还包括一双色向反射器(10)，其中至少一个散热器(12)环绕所述双色向反射器(10)，其特征在于，所述光源模块(2)包括至少一第一散热器(12)，该第一散热器(12)包括多个盘(14)，该多个盘(14)相互之间形成有气隙(16)，这些盘(14)包括至少一个用于所述双色向反射器(10)的开口，这些盘(14)设置成在径向上环绕所述双色向反射器(10)，所述盘(14)之间的所述气隙(16)的方向大部分垂直于所述光源模块(2)的中心轴线(18)，所述光源模块包括位于所述双色向反射器(10)与盘形散热器(12)之间的另一气隙(20)，其中所述双色向反射器(10)与盘形散热器(12)之间的所述气隙(20)与盘(14)之间的所述气隙(16)连通。
2、根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，用于所述光源基座的冷却装置包括第二散热器(22)，该散热器(22)通过空气对流来冷却。
3、根据权利要求1或2所述的光源模块，其特征在于，用于所述光源基座的冷却装置(8)包括用于在所述光源基座(6)周围产生强迫气流的装置(24)。
4、根据权利要求3所述的光源模块，其特征在于，所述光源基座(6)设置在一壳体(26)中，该壳体(26)包括一用于强迫气流的进口(28)和一通向所述双色向反射器(10)与所述盘形散热器(12)之间的气隙(20)的出口(30)。
5、根据权利要求1-4中任一项所述的光源模块，其特征在于，所述光源模块(2)在光路中包括至少一个热滤光器(32)，该热滤光器(32)向所述散热器(12)反射红外光。
6、根据权利要求1-5中任一项所述的光源模块，其特征在于，所述盘形散热器(12)的前表面(34)和后表面(36)通过隔离装置(38)与其它光源部件隔离。
7、根据权利要求1-6中任一项所述的光源模块，其特征在于，位于形成所述散热器的盘之间的所述气隙包括一用于收集红外辐射的陷光器(40)。
8、根据权利要求1-7中任一项所述的光源模块，其特征在于，环绕所述光源基座(6)的壳体(26)包括至少一个用于调整光源(4)的位置的马达(42)。
9、根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，所述光源基座(6)通过与内部或外部控制装置连接的步进马达(44，46，48)能够在X、Y和Z三个方向上进行调整。
10、用于冷却光源模块的方法，所述光源模块包括一光源和一光源基座，所述光源周围设有用于反射可见光和使红外光通过并射向一导热散热器的反射装置，所述散热器用于将从光源吸收的热量传导到外界，其特征在于，所述散热器通过盘形散热器将大部分热量沿径向传导到所述光源模块外部，其中所述盘的方向大部分垂直于所述光源模块的中心轴线，所述光源模块包括位于双色向反射器与盘形散热器之间的另一气隙，其中位于双色向反射器与盘形散热器之间的所述气隙对流向盘之间的气隙的气流而言是开放的。
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