CN213237004U - 一种照明装置及灯具 - Google Patents

Abstract

一种照明装置，包括反光杯以及与反光杯配合使用的发光装置，还包括固定发光装置的导热柱，所述固定在导热柱上的发光装置位于反光杯的焦点上并面向反光杯发光，发光装置与导热柱之间还包括固定台，所述发光装置发出的热通过固定台传导到导热柱，固定台的截面的外轮廓由靠近发光装置到远离发光装置的方向逐渐减小，发光装置发出的光被反光杯反射后汇聚；其区别在于本实用新型中的反光杯内壁是椭球的一部分，使得本实用新型中的反光杯有两个焦点，从一个焦点处发出的光在经过发光杯反射后汇聚到另一个焦点处，然后这些光再发散出射，这使得出射光的分布更加均匀；引入了热管和导热环，使得装置内部的导热速率进一步加强。

Description

一种照明装置及灯具

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体地说，涉及一种照明装置及灯具。

背景技术

在照明领域，人们一直在追求能够发出更高亮度光的照明装置，在历经钨丝灯、氙气灯后，人们将目光聚焦在LED光源、激光照明。但在追求高亮度光的同时，这些光源发光时产生的热量也不能忽略，因此关于发光光源的散热问题也一直是照明领域的难点。虽然人们为加快散热速度而给发光光源外接了散热器，但受到热量传导的速度限制，这种方法也并不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述传统技术的不足之处，本实用新型提供一种高效散热的照明装置。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种照明装置，包括反光杯以及与反光杯配合使用的发光装置，还包括固定发光装置的导热柱，所述固定在导热柱上的发光装置位于反光杯的焦点上并面向反光杯发光，发光装置与导热柱之间还包括固定台，所述发光装置发出的热通过固定台传导到导热柱，固定台的截面的外轮廓由靠近发光装置到远离发光装置的方向逐渐减小，发光装置发出的光被反光杯反射后汇聚。

作为上述技术方案的一种改进：所述导热柱包括热管。

作为上述技术方案的一种改进：所述热管截面为长条形，长条形短的一侧面向反光杯。

作为上述技术方案的一种改进：所述固定台在远离发光装置的一侧设置有凹槽，所述热管嵌入到该凹槽中，并且该热管与凹槽之间填充有导热介质。

作为上述技术方案的一种改进：所述热管与反光杯出射光光轴垂直的横截面沿光轴方向逐渐减小。

作为上述技术方案的一种改进：包括围绕在出光口上的导热环，导热环内径沿着出光的方向逐渐减小，热管嵌入到导热环内部。

作为上述技术方案的一种改进：所述发光装置为荧光片，还包括与荧光片配合设置的激光光源，激光光源发出的激光入射于荧光片，并激发荧光片产生受激光。

作为上述技术方案的一种改进：所述荧光片为反射式荧光片，所述激光光源设置在远离出光口的一侧，反光杯上设置有透光孔，激光光源发出的光穿过透光孔后激发反射式荧光片，被激发的反射式荧光片向反光杯内壁发出受激光。

作为上述技术方案的一种改进：所述发光装置为LED发光芯片，所述LED发光芯片的发光面设置有荧光片，还包括激光光源，所述反光杯上设置有透光孔，激光光源发出的光穿过透光孔后激发荧光片

作为上述技术方案的一种改进：一种灯具，包括任意一项所述的一种高亮度照明装置。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型中的照明装置所选用的反光杯与主流反光杯有所区别，其区别在于本实用新型中的反光杯内壁是椭球的一部分，使得本实用新型中的反光杯有两个焦点，从一个焦点处发出的光在经过发光杯反射后汇聚到另一个焦点处，然后这些光再发散出射，这使得出射光的分布更加均匀；在本实用新型中引入了热管和导热环，使得装置内部的导热速率进一步加强，避免了因热量堆积而造成的装置内部元件损坏的问题。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是照明装置的主视图。

图1a是导热管的主视图。

图1b是热管嵌入固定台的一种优先实施方式的侧视图。

图1c是热管嵌入固定台的另一种优先实施方式的侧视图。

图1d是热管嵌入固定台的另一种优先实施方式的侧视图。

图2是一种高亮度照明装置的主视图。

图2a是导热环的剖视图。

图3是另一种高亮度照明装置的主视图。

图3a是另一种导热管的主视图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种照明装置，包括反光杯101以及与反光杯101配合使用的发光装置105，还包括固定发光装置105的导热柱103，所述固定在导热柱103上的发光装置105位于反光杯101的焦点111上并面向反光杯101发光。在本专利中，发光装置105朝向反光杯101发光，为了使发出的光能够照射较大的范围，优选朗伯发光的光源作为发光装置105使用，例如LED光源。由于发光装置105只有在反光杯101的的焦点111处发光时，该发光装置105发出的光才能被反光杯101更好的收集利用，所以可以使用导热柱103来将发光装置105固定在反光杯101的焦点111处，使得发光装置105面向反光杯101发光；并且该导热柱103还可以将发光装置105工作时产生的热量传导到整个装置外部，避免热量堆积造成发光装置105发生损坏。其中，发光装置105与导热柱103之间还包括固定台104，所述发光装置105发出的热通过固定台104传导到导热柱103，固定台104的截面的外轮廓由靠近发光装置105到远离发光装置105的方向逐渐减小，发光装置105发出的光被反光杯101反射后汇聚。由于导热柱103设置在反光杯101的焦点111附近，靠近反光杯101的出光口，所以导热柱103势必会遮挡部分从反光杯101出射的光。为了避免导热柱103遮挡过多的光而造成暗区，导热柱103需要在朝向反光杯101的一侧越窄越好。但这样也就很难对发光装置105进行固定，因此，我们引入固定台104，固定台104固定在导热柱上103，发光装置105固定在固定台104上。而发光装置105工作时产生的热量先传导到固定台104上，再由固定台104传导到导热柱103上，最终由导热柱103将热量传导到装置外部。为了进一步减少发光装置105、固定台104和导热柱103三者对从反光杯101出射光的遮挡面积，发光装置105发出的光在被反光杯101接收后最好不要是平行出射，而是在某一点处汇聚然后在发散出射。优选的，所述反光杯101的内壁102是椭球的一段，发光装置105在椭球的一个焦点111处。由几何知识可知，在椭球中会有两个焦点，从其中一个焦点111发出的光，经椭球内面反射后，光线都会聚于另一个焦点112上。因此从发光装置105发出的光在经过反光杯101的内壁102反射后，会先汇聚到另一个焦点112处，然后在该焦点出射后开始发散，这样设计使得光在发散后会最大程度的减少暗区。而为了减少固定台104阻挡的光，所以固定台104配合光汇聚到另一个焦点112处的设计做出改进，使固定台104的截面的外轮廓由靠近发光装置到远离发光装置的方向逐渐减小，得到的固定台104形状可以是圆台、圆锥、棱台或棱锥等。这种方法使得固定台104阻挡的光最少，也使得出射光的亮度提高。

而为了进一步提高整个装置的散热能力，一种优选的实施方式是所述导热柱103包括热管。这里所说的热管其原理是通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，它利用毛细作用等流体原理，起到类似冰箱压缩机制冷的效果，并且具有很高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向酌可逆性、可远距离传热、恒温特性(可控热管)、热二极管与热开关性能等一系列优点。由于热管与导热管103位置重复，以下用热管103代替导热管103进行说明。而为了减少热管103阻挡从反光杯的出射光的面积，如图1a所示，优选的，所述热管103截面为长条形，长条形短的一侧面向反光杯。这样使得热管103短的一侧115朝向反光杯101设置，阻挡的光在最大程度上减少。为了进一步的加快散热速度，如图1b所示，所述固定台104在远离发光装置105的一侧设置有凹槽，所述热管103嵌入到该凹槽中，并且该热管103与凹槽之间填充有导热介质。为了使固定台104的导热速度加快，可以尽量增加热管103与固定台104的接触面积；同时为了使得个固定台104的加工工艺较为简单，便于量产化，因此在固定台远离发光装置105的一侧加工一个凹槽。将热管103嵌入到凹槽中，使得热管103的两个宽面与凹槽固定，缩短了热量的传导路程，加快了散热速度；而为了兼顾固定作用，热管103与凹槽之间可以填充导热介质。这里所说的导热介质优选导热系数高的胶质，例如导热银胶、导热硅胶等。将固定台与热管103固定也可以选用其它的方法，如图1c和图1d所示，可以在固定台上打一个通孔，使热管穿过固定台上的通孔；也可以是在固定台104的侧面设置一个凹槽，将热管固定在该凹槽中。

在本专利中，由于热管103的两个尾端都不会导热的特性，热管103的尾端会越过固定台104伸出一部分，目的是将固定台固定在热管103可以导热的部分，以避免不能导热而造成的热量堆积。

而为了减少导热管103自身的遮光面积，优选的，所述热管103与反光杯101出射光光轴垂直的横截面沿光轴方向逐渐减小。也就是说采取与固定台104相同的方式对热管103进行设计，使得热管103垂直于光轴的横截面沿光轴方向逐渐减小。同样与反光杯101的内壁102为椭球的一段相配合，配合光汇聚到另一个焦点112处的设计做出改进。使热光103的截面的外轮廓由靠近发光装置到远离发光装置的方向逐渐减小，这样阻挡的光会最大程度的减少。

综上所述，为了使装置的散热速率增加，我们引入热管来解决散热问题。而为了减少从反光杯101出射的光的暗区，反光杯101的内壁102采用椭球的一段，使得从反光杯101出射的光汇聚到另一个焦点112后再发散，从而减少出射光因被装置中其他元件遮挡而造成的暗区。为了减少发光装置105、固定台104和热管这三者遮挡的从反光杯101出射的光，使出射光的亮度更高，热管的短的一侧需要朝向反光杯101设置；固定台104的截面外轮廓由靠近发光装置105到远离发光装置105的方向逐渐减小。

实施例2：

在本实用新型中，为了追求更高的亮度，我们也可以选用激光光源激发荧光材料作为发光装置使用。如图2所示，一种高亮度照明装置，所述发光装置为荧光片209，还包括与荧光片209配合设置的激光光源208，激光光源208发出的激光入射于荧光片209，并激发荧光片209产生受激光。由于使用了激光作为能量源，激光激发荧光片后发出的受激发光天生就具有了激光的基因，即具有高亮度、高准直度的特点，符合我们对于高亮度光的追求。进一步的，所述荧光片209为反射式荧光片，所述激光光源208设置在远离出光口的一侧，反光杯201上设置有透光孔206，激光光源208发出的光穿过透光孔206后激发反射式荧光片209，被激发的反射式荧光片209向反光杯201内壁发出受激光。为了减少遮挡从反光杯201出射的光，我们优选反射式荧光片来使用，从而可以将激光光源208放置在远离从反光杯201出射光的光路的位置。在本实施例中，只要能保证激光光源208发出的激发光能够激发荧光片209发出受激发光，可以在反光杯201的任意位置设置通孔。但为了使从反光杯201出射的光能够达到最好的照明效果，优选的，在反光杯远离出光口的一侧设置通光孔206。激光虽然有高准直度的优点，但在传播过程中还是会有部分激光因发散而无法照射到荧光片209上，因此，一种优选的实施方式是在激光光源209与反光杯201之间的激发光光路上设置一个聚焦透镜207，以用来将部分发散的激光再次聚焦到荧光片上。

综上所述，激光光源208发出的光先经过聚焦透镜207的聚焦，然后激发荧光片209发出受激光，该受激光再被反光杯201反射后汇聚到该反光杯201所在椭球的另一个焦点212处，最后在该焦点212处发散出射。

荧光片209在转化从激光光源208发出的激发光时会产生大量的热，为了辅助热管散热，加快照明装置内部的散热速度，如图2a所示，一种优选的实施方式是照明装置还包括围绕在出光口上的导热环210，导热环210内径沿着出光的方向逐渐减小，热管嵌入到导热环210内部。由于反光杯201的内壁为椭球的一段，所以从反光杯201出射的光会先汇聚在发散，因此在光汇聚时，导热环210内径沿着出光方向而减少，这样并不会阻挡光出射。而热管嵌入到导热环210内部，这增加了热管与导热环210的接触面积，使得热交换速率增加，从而增加了整个装置的散热速度。该优选方式并不仅限于本实施例中，同样可以与本专利中的其它实施例相结合使用。

实施例3：

如图3所示，为了得到更高亮度的光，本实施例提供了另一种思路：所述发光装置为LED发光芯片305，所述LED发光芯片305的发光面设置有荧光片309，还包括激光光源308，所述反光杯301上设置有透光孔306，激光光源308发出的光穿过透光孔306后激发荧光片309。由于LED发光芯片305和激光光源308发出的光都可以激发荧光片309产生受激发光，而一个光源的发光能力是有限的，所以本实施例采用的方法是结合两个光源激发同一荧光片309。为了使激光光源308发出的光激发荧光片309后产生的受激发光有更高的利用率，优选的，LED发光芯片305需要具有反射的功能。LED发光芯片305发出的光激发荧光片309发出受激光然后有反光杯301反射后出射，这些出射光汇聚后发散形成的光斑较大，然而该光斑的中心光强较低，亮度也不够高。而激光光源308发出的激光激发荧光片309的亮度更高、准直度更好地受激光，这些受激光可以补足LED发光芯片305激发的受激光的中心光强，以得到更高亮度的光。

在本实施例中，由于荧光片309固定在LED发光芯片305上，所以荧光片309转化激发光时产生的热要经过LED发光芯片305传导；而LED发光芯片305固定在固定台304上，所以LED发光芯片305自身产生的热和荧光片309转化激发光时产生的热都需要LED发光芯片305传导到固定台304，再通过固定台304将热量传导到热管上。然而热管的导热能力也是有限的，即使有导热环的辅助，其导热能力依然受限，因此一种优选的实施方式是通过延长热管并增加热管的接触面积来加快散热速度。如图3a所示，热管延长呈U型，都嵌入到固定台304上的凹槽中，避免热量堆积使照明装置内部的元件损坏而发生光衰。该优选实施方式同样可以结合本专利中的其它实施例一起使用，其结合方式都属于本专利的保护范围。

以上对本实用新型的数个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种照明装置，包括反光杯以及与反光杯配合使用的发光装置，其特征在于：还包括固定发光装置的导热柱，所述固定在导热柱上的发光装置位于反光杯的焦点上并面向反光杯发光，发光装置与导热柱之间还包括固定台，所述发光装置发出的热通过固定台传导到导热柱，固定台的截面的外轮廓由靠近发光装置到远离发光装置的方向逐渐减小，发光装置发出的光被反光杯反射后汇聚。

2.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述导热柱包括热管。

3.根据权利要求2所述的一种照明装置，其特征在于：所述热管截面为长条形，长条形短的一侧面向反光杯。

4.根据权利要求3所述的一种照明装置，其特征在于：所述固定台在远离发光装置的一侧设置有凹槽，所述热管嵌入到该凹槽中，并且该热管与凹槽之间填充有导热介质。

5.根据权利要求2所述的一种照明装置，其特征在于：所述热管与反光杯出射光光轴垂直的横截面沿光轴方向逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：包括围绕在出光口上的导热环，导热环内径沿着出光的方向逐渐减小，热管嵌入到导热环内部。

7.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述发光装置为荧光片，还包括与荧光片配合设置的激光光源，激光光源发出的激光入射于荧光片，并激发荧光片产生受激光。

8.根据权利要求7所述的一种照明装置，其特征在于：所述荧光片为反射式荧光片，所述激光光源设置在远离出光口的一侧，反光杯上设置有透光孔，激光光源发出的光穿过透光孔后激发反射式荧光片，被激发的反射式荧光片向反光杯内壁发出受激光。

9.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述发光装置为LED发光芯片，所述LED发光芯片的发光面设置有荧光片，还包括激光光源，所述反光杯上设置有透光孔，激光光源发出的光穿过透光孔后激发荧光片。

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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