照明裝置和照明器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明裝置，其包括反射橢球表面的陣列(每個反射橢球表面建立第一焦點(diǎn)和第二焦點(diǎn))，以及位于每個所述反射橢球表面的第二焦點(diǎn)處并且被布置為向著所述反射橢球表面發(fā)射光的固態(tài)照明元件。
[0002]本發(fā)明還涉及包括這樣的照明裝置的照明器。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著持續(xù)增長的人口，越來越難以滿足世界的能量需求以及控制碳排放來遏制被認(rèn)為為全球變暖現(xiàn)象負(fù)責(zé)的溫室氣體排放。這些關(guān)注已經(jīng)觸發(fā)了朝著更加高效的能量消耗的驅(qū)動力以試圖減少能量消耗。
[0004]一個這樣的關(guān)注領(lǐng)域是家用或商業(yè)環(huán)境中的照明應(yīng)用。存在朝著以更加能量高效的替代物來替代眾所周知能量低效的傳統(tǒng)白熾燈泡的明確趨勢。事實(shí)上，在許多轄區(qū)，白熾燈泡的生產(chǎn)和零售已經(jīng)是違法的，因此強(qiáng)迫消費(fèi)者在例如更換白熾燈泡時購買能源高效的替代品。
[0005]固態(tài)照明(SSL)裝置提供了特別有前景的替代品，其可以以白熾燈泡的能量成本的小部分產(chǎn)生單位光輸出。這樣的SSL元件的示例是發(fā)光二極管。
[0006]基于SSL元件的照明裝置的缺陷在于，個體的SSL元件具有遠(yuǎn)低于例如白熾燈泡、鹵素鎢燈泡或熒光燈泡的光輸出，使得必需在單個燈泡中包括多個SSL元件以獲得所要求的光輸出水平。
[0007]然而，例如燈泡之類的裝置的占據(jù)面積是在考慮有多少SSL元件可以集成到諸如GU 10或MR 16燈泡之類的單個裝置中時的限制因素。此外，利用這樣基于SSL元件的照明裝置遠(yuǎn)無法直截了當(dāng)?shù)亟⒕劢够驕?zhǔn)直的束角，因?yàn)镾SL元件傾向于在廣角上生成它們的輸出，這會損害由基于SSL元件的照明裝置產(chǎn)生的光的感知質(zhì)量。
[0008]由US 8083379 B2已知根據(jù)開頭段落所述的照明裝置，其中多個LED布置在橢球鏡的相應(yīng)第二焦點(diǎn)處。橢球鏡的第一焦點(diǎn)在另一凹面鏡中重合，該另一凹面鏡重新引導(dǎo)具有準(zhǔn)直特性的光通過橢球鏡的陣列中的中心孔。該裝置的缺陷在于，孔必須形成在橢球鏡中，這增加了該照明裝置的復(fù)雜度和成本。另外，該裝置的設(shè)計(jì)不利于增加該設(shè)計(jì)中LED的數(shù)量，使得該照明裝置的發(fā)光強(qiáng)度不足以用于特定應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明力圖提供能夠產(chǎn)生準(zhǔn)直的光輸出的更加成本高效的照明裝置。
[0010]本發(fā)明還力圖提供包括這樣的照明裝置的照明器。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種照明裝置，其包括反射元件，反射元件包括具有在-0.7到-1.3的范圍內(nèi)的二次曲面常數(shù)的反射圓錐中心段；以及從所述反射圓錐中心段徑向延伸的反射橢球表面的環(huán)狀陣列，每個反射橢球表面建立第二焦點(diǎn)和在所述反射圓錐中心段內(nèi)的第一焦點(diǎn)；位于每個所述反射橢球表面的第二焦點(diǎn)處并且被布置為向著所述反射橢球表面發(fā)射光的固態(tài)照明元件；以及與所述反射圓錐中心段相對的出射窗。
[0012]本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到通過提供其中橢球表面從包括這些橢球表面的第一焦點(diǎn)的反射圓錐中心段徑向延伸的反射元件，出射窗可以設(shè)置為與反射元件相對，從而簡化照明裝置的制造并且減少其制造成本。另外，通過在從-0.7至-1.3的范圍中選擇反射圓錐中心段的二次曲面常數(shù)，可以生成準(zhǔn)直的輸出，其中準(zhǔn)直度，即照明裝置的束角，可以通過選擇二次曲面常數(shù)來控制。應(yīng)注意，二次曲面常數(shù)還已知為Schwarzschild常數(shù)。
[0013]反射圓錐中心段一般具有凸表面，并且在優(yōu)選實(shí)施例中是具有-1的二次曲面常數(shù)的拋物面。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，橢球反射表面的徑向陣列與拋物面反射圓錐中心段的結(jié)合產(chǎn)生具有特別良好的準(zhǔn)直，即特別小的束角的照明裝置。
[0014]在實(shí)施例中，在所述第二焦點(diǎn)處的固態(tài)光元件被布置在環(huán)狀載體上。這促進(jìn)了固態(tài)照明元件與環(huán)狀陣列的相應(yīng)反射橢球表面的第一焦點(diǎn)的良好對準(zhǔn)。
[0015]環(huán)狀陣列可以是橢球體的陣列，其中每個體包括反射橢球表面以及與反射橢球表面相對的另外的反射橢球表面，所述另外的反射橢球表面建立第二焦點(diǎn)和在反射圓錐中心段內(nèi)部的第一焦點(diǎn)；照明裝置還包括位于每個另外的反射橢球表面的第二焦點(diǎn)處并且布置為朝向所述另外的反射橢球表面發(fā)射光的固態(tài)照明元件。這具有更高數(shù)量的固態(tài)照明元件可被集成到照明裝置中，由此改進(jìn)照明裝置的光輸出的強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。
[0016]在反射橢球表面的第二焦點(diǎn)處的固態(tài)照明元件可被布置在至少一個第一載體上并且在另外反射橢球表面的第二焦點(diǎn)處的固態(tài)照明元件可被布置在至少一個第二載體上。通過使用不同載體(例如印刷電路板)用于面對反射橢球表面的固態(tài)照明元件和面對另外反射橢球表面的固態(tài)照明元件，載體可以被單獨(dú)并且獨(dú)立地制造，這減小了照明裝置的制造復(fù)雜性。
[0017]在實(shí)施例中，該至少一個第一載體和至少一個第二載體通過散熱器分離。因此改進(jìn)了由固態(tài)照明元件生成的熱量的耗散，這因此促進(jìn)照明裝置中的固態(tài)照明元件的較高密度，而不具有過熱的風(fēng)險(xiǎn)，這進(jìn)一步改進(jìn)照明裝置的光輸出的強(qiáng)度。
[0018]橢球體可以相對于與反射圓錐中心段的對稱軸垂直的平面成角度。
[0019]在實(shí)施例中，反射元件還包括相對于所述平面成角度的另外橢球體的環(huán)狀陣列，橢球體以及另外橢球體位于所述平面的相對側(cè)上，每個另外橢球體包括建立第二焦點(diǎn)和在所述反射圓錐中心段內(nèi)部的第一焦點(diǎn)的第一反射橢球表面；以及與第一反射橢球表面相對的第二反射橢球表面，所述第二反射橢球表面建立第二焦點(diǎn)和在所述反射圓錐中心段內(nèi)部的第一焦點(diǎn)；照明裝置還包括:位于每個所述第一反射橢球表面的第二焦點(diǎn)處并且布置為朝向所述第一反射橢球表面發(fā)射光的固態(tài)照明元件；以及位于每個所述第二反射橢球表面的第二焦點(diǎn)處并且布置為朝向所述第二反射橢球表面發(fā)射光的固態(tài)照明元件。這實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)生具有優(yōu)異強(qiáng)度的光輸出的照明裝置。
[0020]優(yōu)選地，第一焦點(diǎn)中的至少一些在所述反射圓錐中心段內(nèi)部重合以便提高照明裝置的光輸出的均勻性。更優(yōu)選地，第一焦點(diǎn)中的至少一些與反射圓錐中心段的焦點(diǎn)重合。
[0021]在實(shí)施例中，固態(tài)照明元件包括具有不同顏色點(diǎn)的固態(tài)照明元件。這可以用于精確地調(diào)諧照明裝置的顏色點(diǎn)，因?yàn)橥ㄟ^反射元件實(shí)現(xiàn)了照明裝置的各個固態(tài)照明元件的光輸出的優(yōu)異混合。
[0022]在實(shí)施例中，固態(tài)照明元件包括多個白光固態(tài)照明元件和多個紅光固態(tài)照明元件。這促進(jìn)具有高顯色指數(shù)(CRI)并且不具有顯著顏色分離(例如由照明裝置產(chǎn)生的分離紅斑)的照明裝置。
[0023]照明裝置有利地可以是聚光燈泡。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了照明器，其包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照明裝置。這樣的照明器可以例如是照明裝置的支架或者照明裝置所集成于的設(shè)備。
【附圖說明】
[0025]更加詳細(xì)并且通過參照附圖的非限制性示例描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:
圖1示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照明裝置；
圖2示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照明裝置的光學(xué)模型；
圖3示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的各個實(shí)施例的照明裝置的光分布型式；
圖4示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的照明裝置的光學(xué)模型；
圖5示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照明裝置的一方面；
圖6示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的照明裝置的一方面；
圖7示意性描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照明裝置的另一方面；
圖8示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照明裝置的又一方面；
圖9示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的照明裝置；
圖10示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的照明裝置；
圖11示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的照明裝置；
圖12示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的照明裝置；
圖13示意性描繪制造根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的方法的一方面；
圖14示意性描繪根據(jù)制造根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的方法的實(shí)施例制造的照明裝置的部分；以及
圖15示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照明裝置的光學(xué)模型。
【具體實(shí)施方式】
[0026]應(yīng)理解，附圖僅是示意性的并且未按比例繪制。還應(yīng)理解，在整個附圖中使用相同附圖標(biāo)記來指示相同或相似部分。
[0027]圖1示意性描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照明裝置的橫截面。照明裝置包括反射元件10，反射元件