CN213237060U - 一种照明装置及灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有色差低且散热性能效率高的照明装置及灯具，反光杯，所述反光杯包括一个曲面和曲面围成的出光口，所述曲面上设置有透光区；还包括位于曲面远离出光口一侧的激光光源，激光光源发出的激光穿过透光区到达曲面的另一侧；还包括荧光发光装置，穿过透光区到达曲面的另一侧的激光激发荧光发光装置发出荧光，荧光的发光方向朝向曲面，该荧光被曲面反射后由出光口出射形成出射光；与现有技术相比，激光光源发出的激光激发荧光发光装置产生荧光，该荧光没有经过透镜之类的物体折射，而是被反光杯反射后出射，这就使得荧光成像后色差大大降低；并且利用热管散热，也极大增加了散热效率，避免了荧光材料的损坏。

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

在科技日趋发展的今天，光源也随之更新换代，人们对与从光源出射的光的要求也越来越严格。钨丝灯、氙气灯以及LED灯，人们一直在追寻更高亮度的光，而激光光源进入到人们的视野中。

激光光源具有高亮度、波长宽度小、光学扩展量小等特点，在激光显示领域和激光照明领域具有广阔的应用场景。激光光源发出的激光激发荧光材料发出荧光，该荧光也同样具有激光的一系列优点，但荧光在传播过程中如果经过透镜之类的物体折射时会存在成像后存在色差过大等缺点；并且激光激发荧光材料时会产生大量的热，这些热会导致荧光材料的损坏。

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具有色差低且散热性能效率高的照明装置及灯具。

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，所述反光杯包括一个曲面和曲面围成的出光口，所述曲面上设置有透光区；还包括位于曲面远离出光口一侧的激光光源，所述激光光源发出的激光穿过透光区到达曲面的另一侧；还包括荧光发光装置，穿过透光区到达曲面的另一侧的激光激发荧光发光装置发出荧光，荧光的发光方向朝向曲面，该荧光被曲面反射后由出光口出射形成出射光。

作为上述技术方案的一种改进：所述透光区为透明材质，所述透光区的一面设置有透射激光反射荧光的反射膜，来自激光光源的激光经过透光区的折射后汇聚到荧光发光装置上。

作为上述技术方案的一种改进：所述透光区镀有反射膜的一面为球面，荧光发光装置发出的部分荧光照射到透光区，该光经透光区反射后回到荧光发光装置。

作为上述技术方案的一种改进：所述透光区为一个凹透镜。

作为上述技术方案的一种改进：所述透光区的几何中心位于沿所述出射光反向照射下荧光发光装置在凹面上投影的内部。

作为上述技术方案的一种改进：所述反光杯的曲面是椭球面，荧光发光装置受激发光的发光点在椭球面的一个焦点处；所述反光杯的曲面是抛物面，荧光发光装置受激发光的发光点在抛物面的焦点处。

作为上述技术方案的一种改进：还包括一个导热管，所述导热管将荧光发光装置固定在反光杯的焦点上。

作为上述技术方案的一种改进：所述导热管截面为长条形，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：还包括外壳，所述外壳上设置有凹槽；还包括导热固定块，所述导热固定块上设置有凹槽，所述导热固定块设置有凹槽的一侧与外壳固定，所述外壳的凹槽与导热固定块的凹槽相对设置，导热管从这两个凹槽中穿过，并且所述导热管与凹槽之间填充导热介质。

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，本实用新型中的有益效果：激光光源发出的激光激发荧光发光装置产生荧光，该荧光没有经过透镜之类的物体折射，而是被反光杯反射后出射，这就使得荧光成像后色差大大降低；并且利用热管散热，也极大增加了散热效率，避免了荧光材料的损坏。

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2是实施例2的照明装置结构图

图3是实施例2导照明装置俯视图

图4是导热管的结构图

图5是外壳的俯视图

图6是固定块的俯视图

具体实施方式

实施例1：

如图1所示照明装置的结构图，包括：反光杯101，曲面102，出光口111，透光区112，激光光源113，荧光发光装置114，聚焦透镜115。

在激光照明领域，激光激发荧光材料产生荧光，从而得到热门所需要的照明光束，但如果荧光多次穿过透镜一类的能使光束产生折射的装置，光束在成像时会因为色差而产生杂光。针对上述问题，本实用新型提供了一种新的思路：一种照明装置，包括反光杯101，所述反光杯101包括一个曲面102和曲面102围成的出光口111，所述曲面102上设置有透光区112；还包括位于曲面102远离出光口112一侧的激光光源113，所述激光光源113发出的激光穿过透光区112到达曲面102的另一侧；还包括荧光发光装置114，穿过透光区112到达曲面102的另一侧的激光激发荧光发光装置114发出荧光，荧光的发光方向朝向曲面102，该荧光被曲面102反射后由出光口111出射形成出射光。为了使荧光发光装置114发出的光能够被收集利用，我们可以将荧光发光装置114放置在反光杯101内部。而为了使得被收集到的光能够达到人们预期的出射效果，反光杯101的内壁一般由曲面102围绕而成。在本实用新型中，反光杯101曲面102的曲率可以根据客户需求进行定制；从反光杯101出射的光可以是平行光，也可以是发散光或会聚光，这是由反光杯101的曲率所决定的。在本实施例中为了得到从反光杯101平行出射的光，优选的，所述反光杯101的曲面102是抛物面，荧光发光装置受激发光的发光点在抛物面的焦点处。当反光杯101的曲面102为抛物面时，该曲面102将接收的光反射为平行光出射，其中为了使从荧光发光装置发出的光能够被反光杯101的曲面102最大程度上接收，荧光发光装置被激发光激发发出荧光时的发光点需要设置在该曲面102的焦点上。在反光杯101上设置一个透光区112，其目的是配合激光光源113使用，使得激光光源113发出的光穿过透光区112进入到反光杯101中，照射到荧光发光装置114上，激发荧光发光装置114发出荧光，该荧光向反光杯101内壁发射，经过反光杯101内壁的反射后穿过出光口111出射。优选的，该荧光发光装置114要设置在反光杯101的焦点处，以方便反光杯101收集荧光发光装置114发出的荧光。

激光光源113也可以设置在其他位置，例如设置在反光杯101出射光的光路上，又或者是出光口111远离反光杯101的一侧，只要使得激光光源113发出的光能够激发荧光发光装置114发出荧光即可。但是这样设置会遮挡很多从反光杯101出射的出射光，使得出射光形成的光斑中有较大的暗区。因此本实用新型中优选在曲面102远离出光口111一侧设置有激光光源113，这使得激光光源113在激发荧光发光装置114发出荧光的同时，不会阻挡从反光杯101出射的出射光。在本实用新型中，为了进一步优化出光效果，我们选用的荧光发光装置114为反射式荧光发光装置。

在本实用新型中，透光区112配合激光光源113使用，为了使激光光源113发出的激光能够穿过透光区112被利用，减少激光的在传导过程中的损失，所以一种优选的实施方式是所述透光区112为透明材质。进一步的，所述透光区112的一面设置有透射激光反射荧光的反射膜，来自激光光源113的激光经过透光区112的折射后汇聚到荧光发光装置114上。本实用新型中所选用的反射膜为透射激光反射荧光的反射膜。由于荧光发光装置114在反光杯101的内部，所以该荧光发光装置114会阻挡从反光杯101出射的光中，所以该反射膜的作用是将从荧光发光装置114发出的荧光进行再次利用，减少光损失，增强出射光的亮度；还可以减少从反光杯101出射的激光，降低安全隐患。从激光光源113发出的激光先穿过反光杯101上的透光区112，然后通过透光区112的折射汇聚到荧光发光装置114上，并激发荧光发光装置114发出荧光；荧光发光装置114在将激光转化为荧光时，会有部分激光未被转化，这些未被转化的激光随着荧光一同向反光杯101的内壁出射。而透光区112位于反光杯101的内壁上，所以透光区112会接收部分来自荧光发光装置114的光。因为透光区112的一面设置有透射激光反射荧光的反射膜，所以被透光区112接收的光中，荧光会被反射进行再次利用；未被转化的激光会穿过透光区112向激光光源113出射。这就使的从反光杯101出射的光中激光部分被减少，荧光部分增加。进一步的，所述透光区112镀有反射膜的一面为球面，荧光发光装置114发出的部分荧光照射到透光区112，该光经透光区112反射后回到荧光发光装置114。由于从球心发出的光在经过以该球心为圆心的球面反射后，该光依旧返回球心，所以透光区112镀有反射膜的一面优选为球面。该球面的圆心与曲面102围成的反光杯101的焦点在同一个位置，而激光激发荧光发光装置114时，荧光发光装置114上的发光点也优选与透光区112所在球面的圆心处于同一位置。其中，为了使得激光光源113发出的激光能够最大程度上汇聚到荧光发光装置114上，优选的，在激光光源113与荧光发光装置114之间设置有聚焦透镜115。该聚焦透镜115是一个凸透镜，激光在穿过该凸透镜时会发生汇聚，使得激光在到达荧光发光装置114时比较集中，减少激光发散程度。

综上所述，从荧光发光装置114发出的光分为两部分，其中大部分光能够被反光杯101的内壁接收，并被反光杯101反射出射；小部分光被透光区112接收，这小部分光中的荧光被反射膜反射回到荧光发光装置114进行再次利用，而这小部分光中的激光则是穿过透光区112出射。这使得出射光中的激光部分被减少，荧光部分增加，使得从反光杯101出射的光更加安全，亮度也更高，并且产生的荧光没有经过透镜之类的物体折射，而是被反光杯101反射后直接出射，这也极大地降低了出射光成像后的色差。

为了防止在改变反光杯101曲面102时要重新对透光区112进行设计，减少定型时重新筑模所需要的时间，优选的，所述透光区112为一个凹透镜。凹透镜可以大批量定制，且所需要成本较低，非常适合作为透光区112使用。为了防止激光在到达荧光发光装置114之前扩散程度太高，我们在激光光路上设置了聚焦透镜115，但该聚焦透镜115也可能使得激光提前汇聚，并在汇聚后会继续发散，因此该凹透镜还可以防止激光提前汇聚的情况出现。

在本实用新型中，透光区112的几何中心位于沿所述出射光反向照射下荧光发光装置114在凹面上投影的内部。为了进一步减少荧光发光装置114阻挡的光，并且使被荧光发光装置114阻挡的光能够尽可能的被再次利用，优选的透光区112的要覆盖沿从反光杯101出射光反向照射下荧光发光装置114在凹面上投影。也就是说透光区112的范围要等同于或略大于沿从反光杯101出射光反向照射下荧光发光装置114在凹面上投影的范围，这样被荧光发光装置114阻挡的出射光能够做到再次利用，而透光区112也不会在反射荧光发光装置114阻挡的光的同时额外反射其他直接出射的光，使得整个照明装置中的出射光合理利用。

实施例2：

如图2所示的照明装置结构图和图3所示的照明装置俯视图，本实施例包括：反光杯201，曲面202，导热管203，固定台204，导热固定块205，外壳206，透光区212，激光光源213，荧光发光装置214，第一焦点216a，第二焦点216b

反光杯201的曲面202是椭球面，荧光发光装置214受激发光的发光点在椭球面的一个焦点处。由几何学可知，椭球有两个焦点，从其中一个焦点发出的光，经椭球内面反射后，光线都会聚于另一个焦点上。在本实施例中有两种实施方式，第一种是荧光发光装置214放置在第一焦点216a时，从荧光发光装置214发出的光在经过反光杯201内壁反射后汇聚到第二焦点216b处，然后发散出射。第二种是荧光发光装置214放置在第二焦点216b时，从荧光发光装置214发出的光在经过反光杯201内壁反射后会汇聚到第一焦点216a处，然后发散出射。第一种实施方式中，被反光杯201反射出射的光会越过荧光发光装置214汇聚到第二焦点216b处；而第二种实施方式中，被反光杯201反射的光会在第一焦点216a处先发生汇聚，然后发散的光在出射。虽然这两种实施方式中的出射光都会被荧光发光装置214阻挡一部分，但第一种实施方式中出射光是越过荧光发光装置214后汇聚的，这使得出射光在出射后形成光斑的暗区较小，符合我们的需求，所以本实施例中优选第一种实施方式进行说明。

在第一种实施方式中，反光杯201上的透光区212同样优选为球面，该透光区212所在球面的圆心需要与荧光发光装置214所在的焦点重合，这保证了从荧光发光装置214发出的光能够被反光杯201充分接收并反射出射的同时，还能保证被荧光发光装置214遮挡的光会被再次利用，避免光能的浪费。

在本实施例中，为了保证荧光发光装置214的散热，一种优选的实施方式是还包括一个导热管203，导热管203将荧光发光装置214固定在反光杯201的焦点上。在这里所说的导热管203优选使用热管，其原理是是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程(即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热)，使热量快速传导。导热管203还兼具有固定的作用，可以将荧光发光装置214固定在反光杯201的焦点上，在使得反光杯201能够更好的接收来自荧光发光装置214的光的同时，省去了额外加装支撑架的需要，也就减少了荧光发光装置214对出射光的遮挡面积。而为了进一步减少对出射光的遮挡，如图4所示热管结构图，优选的，导热管203截面为长条形，长条形短的一侧面向反光杯201。导热管203的截面是长条形的，该长条形在二维空间上有相对的短边203b和长边203a。在相对的短边203b一侧相较于相对的长边203a一侧更窄，因此遮挡的光也更少，所以长条形短的一侧朝向反光杯201设置。

在本专利中，为了保护反光杯201不被损坏，在反光杯201的***还包括外壳206，外壳206俯视图如图5所示。而为了避免整个装置体积进一步变大，导热管203紧贴外壳206向反光杯201的透光区212方向延伸。进一步的，所述外壳206上设置有凹槽，导热管203嵌入到凹槽中，这既增加了导热管203的散热面积，也充分使用了空间，减少了整个装置的体积。再进一步的，还包括导热固定块205，所述导热固定块205上设置有凹槽，所述导热固定块205设置有凹槽的一侧与外壳206固定，所述外壳206的凹槽与导热固定块205的凹槽相对设置，导热管203从这两个凹槽中穿过，并且所述导热管203与凹槽之间填充导热介质。导热固定块205俯视图如图6所示。由于热管制作时本身存在误差等因素，热管在嵌入到外壳206上的凹槽中时，很难做到严丝合缝，这导致了工人在将导热管203嵌入到凹槽中进行固定时需要对导热管203进行按压操作，然后填充导热胶质对导热管203进行固定。这不仅使得装置生产时间增加，也造成了整个装置因固定不到位而使的导热管203外翘问题，因此我们引入了导热固定块205来将导热管203进行固定。所述导热固定块205设置有凹槽，并且导热固定块205设置有凹槽的这一侧朝向反光杯201设置，该凹槽与装置外壳206上的凹槽相对应，导热管203从这两条凹槽中穿过。由于导热固定块205固定在装置外壳206上，导热固定块205的凹槽与相对应的外壳206上的凹槽组成一个通道，这样使得工人在将导热管203嵌入凹槽中时只需要将凹槽穿过该通道就可以对导热管203进行定位，避免了工人需要对导热管203进行按压的问题，也避免了导热管203因固定不到位而产生的外翘问题。而且导热管203嵌入导热固定块205也增加了导热管203与导热固定块205的接触面积，也就是说导热管203的散热面积增大，加快了散热速率。

由于导热管203窄的一侧朝向反光杯201设置，这也导致了荧光发光装置214不方便固定在导热管203上，所以为了方便固定，还可以设置一个固定台204。将荧光发光装置214固定在固定台204上，然后将固定台204在固定在导热管203上。荧光发光装置214产生的热通过固定台204传导到导热管203上，最终由导热管203将热量传导到外部。在本实施例中由于光是先汇聚在发散的，所以为了减少该固定台204阻挡的光，固定台204的形状可以是圆台、圆锥、棱台或棱锥。

在本实施例中说明的导热管203、固定台204等散热固定装置同样适用于本专利中的其他实施例。

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，其特征在于：包括反光杯，所述反光杯包括一个曲面和曲面围成的出光口，所述曲面上设置有透光区；还包括位于曲面远离出光口一侧的激光光源，所述激光光源发出的激光穿过透光区到达曲面的另一侧；还包括荧光发光装置，穿过透光区到达曲面的另一侧的激光激发荧光发光装置发出荧光，荧光的发光方向朝向曲面，该荧光被曲面反射后由出光口出射形成出射光。

2.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述透光区为透明材质，所述透光区的一面设置有透射激光反射荧光的反射膜，来自激光光源的激光经过透光区的折射后汇聚到荧光发光装置上。

3.根据权利要求2所述的一种照明装置，其特征在于：所述透光区镀有反射膜的一面为球面，荧光发光装置发出的部分荧光照射到透光区，该光经透光区反射后回到荧光发光装置。

4.根据权利要求3所述的一种照明装置，其特征在于：所述透光区为一个凹透镜。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种照明装置，其特征在于：所述透光区的几何中心位于沿所述出射光反向照射下荧光发光装置在凹面上投影的内部。

6.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述反光杯的曲面是椭球面，荧光发光装置受激发光的发光点在椭球面的一个焦点处；所述反光杯的曲面是抛物面，荧光发光装置受激发光的发光点在抛物面的焦点处。

7.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：还包括一个导热管，所述导热管将荧光发光装置固定在反光杯的焦点上。

8.根据权利要求7所述的一种照明装置，其特征在于：所述导热管截面为长条形，长条形短的一侧面向反光杯。

9.根据权利要求7所述的一种照明装置，其特征在于：还包括外壳，所述外壳上设置有凹槽；还包括导热固定块，所述导热固定块上设置有凹槽，所述导热固定块设置有凹槽的一侧与外壳固定，所述外壳的凹槽与导热固定块的凹槽相对设置，导热管从这两个凹槽中穿过，并且所述导热管与凹槽之间填充导热介质。

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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