用于固态照明设备的光学系统及照明设备技术方案

本实用新型专利技术公开一种用于固态照明设备的光学系统(302)及照明设备，所述光学系统(302)包括至少一个漫射器元件(307)，以及由所述至少一个漫射器元件(307)支撑并与所述发射器(303)间隔开的反射器(309)，所述反射器(309)限定环形唇缘(333)，所述环形唇缘(333)具有位于其中的孔口(335)以及与所述孔口(335)所限定的平面垂直的轴。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请案的交叉引用本申请要求2012年5月4日提交的临时专利申请序列号61/643,056的优先权和权益，所述申请的公开内容以引用的方式整体并入本说明书。本申请还要求2012年12月12日提交的非临时专利申请序列号13/706,798的优先权和权益，所述申请的公开内容以引用的方式整体并入本说明书。
本技术的多个方面总体涉及照明设备，并且更具体地，涉及一种用于固态照明设备的光学系统及照明设备。
技术介绍
出于装置性能和操作可靠性考虑，电子装置如基于固态发光源的照明设备通常要求在相对低的温度下操作。例如，典型的发光二级管(“LED”)装置的结温(junction temperature)应低于约150摄氏度(150℃)，或者更优选地，低于约100摄氏度(100℃)。在这些低操作温度下，辐射热传递相对较低，因此为维持性能，必须依赖传导和对流热传递来适当地散热。为了加强热传递，这类LED光源通常配备有热效散热器。散热器是为通过辐射和对流将热量从电子装置带走提供大的表面积的部件。在典型的LED灯中，散热器是具有大的表面积(例如通过沿散热器的外表面包括薄翼片或其他散热结构)的相对大的金属部件。具有大质量的散热器有效地将热量从LED装置传导至翼片，并且具有大表面积的翼片通过辐射和对流提供有效的散热。随着对LED灯 功率要求的提高，热传递要求变得更具挑战性。因此，持续需要设计用于有效地将热量从电子装置如高功率LED灯去除的系统。为了加强散热，已知的是采用合并风扇、热管或流体冷却剂的主动冷却系统来在LED灯的散热器上提供冷却流体流或气流。以此方式，通过对流热传递来去除热量。虽然这类主动冷却系统对不受空间限制的电子系统是可行的，但当试图整合这类系统与采用固态LED光源的常规家用泛光灯/灯泡时却出现了困难。也就是说，目前并不存在令人满意的将常规LED灯的辅助子系统(例如，管路、线束、致动机构等)整合在一起的主动冷却装置。还需要提高LED灯的光学效率。在这方面，为实现所需光强分布(诸如全方向光),一些现有LED灯使用封装光引擎和反射器的漫射半球。反射器与光引擎间隔开并且在一个或多个所需方向上重新引导一些发射光。虽然这类反射器提供所需的光的再分布，但反射器可能具有吸收光能的不利影响，这增加了热传递要求。可替代地，为实现所需的强度分布，一些现有的灯以全内反射(“TIR”)透镜围绕发射器。这类透镜的实例公开于Tian等人的美国专利公开US2010/0123397和Takase等人的美国专利公开US2011/0170299。然而，围绕发射器的这类透镜较厚并且模制成本较高。另外，它们经常具有高的光损失并且占据漫射半球中相当大的容积。此外，离开这类LED灯的漫射半球的光的总流明始终小于从裸LED光引擎发射的光的总流明。这种流明损失被认为归因于灯的子系统对光的吸收和/或漫射。最后，难以实现美观宜人的灯外形，无论灯是点亮的或断电的。在现有技术的灯中，反射器或透镜经常是通过漫射半球可见的。因此，需要一种均匀地分布光同时光学有效、经济且美观宜人的LED照明设备。
技术实现思路
如本说明书所描述，本申请的专利技术目的在于克服现有技术中的一个或多个上述或其他缺点。本技术的一方面涉及一种用于固态照明设备的光学系统。在一个实施例中，光学系统包括至少一个漫射器元件以及一个反射器，所述反射器由所述至少一个漫射器元件支撑并且与发射器间隔开。反射器限定环形唇缘，所述环形唇缘具有位于其中的孔口以及与孔口所限定的平面垂直的轴。所述反射器进一步包括：第一截头圆锥表面，所述第一截头圆锥表面与所述环形唇缘连接并且在第一方向上相对于所述轴以第一角度向外倾斜；第二截头圆锥表面，所述第二截头圆锥表面连接至所述第一截头圆锥表面并且在与所述第一方向相反的第二方向上以第二角度向外倾斜；以及第三表面，所述第三表面与所述第二截头圆锥表面连接并且以第三角度向外倾斜。本技术的另一方面涉及一种照明设备。在一个实施例中，照明设备包括光学元件、用于产生由光学元件透射的光的来源的发射器、和与发射器热连通的散热器。在一个实施例中，光学元件包括与发射器间隔开的反射器，所述反射器限定：环形唇缘，所述环形唇缘具有位于其中的孔口以及与孔口的平面垂直的轴；第一截头圆锥表面，所述第一截头圆锥表面与环形唇缘连接并且在第一方向上相对于轴以第一角度向外倾斜；第二截头圆锥表面，所述第二截头圆锥表面连接至第一截头圆锥表面并且在与第一方向相反的第二方向上以第二角度向外倾斜；以及第三表面，所述第三表面与第二截头圆锥表面连接并且以第三角度向外倾斜。本申请的有益效果在于：根据本技术的实施例的主动冷却灯可能特别适合于改装较高瓦数白炽灯泡，如在60W至100W功率范围内的白炽灯泡。根据本技术的一些方面，主动冷却灯更加节能，例如可提供至少600流明的流明输出，并且在一些实施例中至少1800流明，或在一些情况下甚至更高的流明输出。例如，根据本技术 的某些主动冷却灯可输出与标准100瓦钨丝白炽灯基本上相同的流明，但却是在几分之一的功率输入(例如，在以近似27W来驱动时)下进行。另外，本技术的实施例能够延长灯的使用寿命，例如可提供至少约25,000小时，并且优选地长达约50,000小时的预期L70寿命。结合附图考虑以下详细描述将清楚明白示例性实施例的这些和其他方面以及优点。然而，应理解，附图仅出于说明目的而设计并且不对本技术的范围进行限定，对本技术范围的限定应参考所附权利要求书。本技术的另外的方面和优点将在以下描述中进行阐述，并且部分地将从描述中变得清楚，或者可通过实践本技术习得。另外，本技术的方面和优点可借助于所附权利要求书中特别指出的手段和组合来实现和获得。附图说明在附图中：图1是根据本技术的教义的示例性电子操作装置的透视图；图2是大体沿图1的线2-2取得的截面图，包括根据本技术的一方面的示例性电子操作装置的相关内部细节；图3是大体沿图1的线3-3取得的截面图，描绘出包括多个气流喷嘴、一个散热器和一个合成喷流致动器的壳体的一个实施例；图4A是结合本技术的多个方面的散热器的一个实施例的分离透视图；图4B是结合本技术的多个方面具有合成喷流致动器的散热器的一个实施例的截面图；图4C是结合本技术的多个方面的散热器的一个实施例的截面图；图5是结合本技术的多个方面的合成喷流致动器的一个实施例的分离透视图；图6是结合本技术的多个方面的合成喷流致动器的一个实施例的剖开示意图，示出示例性空气运动循环的第一部分；图7是图6中所示实例的剖开示意图，示出示例性空气运动循环的第二部分；图8是图5中所示合成喷流致动器的实施例的俯视平面图；图9是大体沿图8的线9-9取得的图8的合成喷流致动器的截面图；图10是大体沿图8的线10-10取得的图8的合成喷流致动器的截面图；图11是图5中所示合成喷流致动器的实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于固态照明设备的光学系统，所述光学系统包括：至少一个漫射器元件；以及反射器，所述反射器由所述至少一个漫射器元件支撑并且与发射器间隔开；所述反射器限定环形唇缘，所述环形唇缘具有位于其中的孔口以及与所述孔口所限定的平面垂直的轴，所述反射器包括：第一截头圆锥表面，所述第一截头圆锥表面与所述环形唇缘连接并且在第一方向上相对于所述轴以第一角度向外倾斜；第二截头圆锥表面，所述第二截头圆锥表面连接至所述第一截头圆锥表面并且在与所述第一方向相反的第二方向上以第二角度向外倾斜；以及第三表面，所述第三表面与所述第二截头圆锥表面连接并且以第三角度向外倾斜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.04 US 61/643056;2012.12.06 US 13/7067981.一种用于固态照明设备的光学系统，所述光学系统包括：
至少一个漫射器元件；以及
反射器，所述反射器由所述至少一个漫射器元件支撑并且与发射器间隔开；
所述反射器限定环形唇缘，所述环形唇缘具有位于其中的孔口以及与所述孔口所限定的平面垂直的轴，所述反射器包括：
第一截头圆锥表面，所述第一截头圆锥表面与所述环形唇缘连接并且在第一方向上相对于所述轴以第一角度向外倾斜；
第二截头圆锥表面，所述第二截头圆锥表面连接至所述第一截头圆锥表面并且在与所述第一方向相反的第二方向上以第二角度向外倾斜；以及
第三表面，所述第三表面与所述第二截头圆锥表面连接并且以第三角度向外倾斜。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述第一角度在30度至50度之间的范围内。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的光学系统，其中所述第二角度在115度至125度之间的范围内。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的光学系统，其中所述第三角度在180度至185度之间的范围内。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的光学系统，其中所述反射器的所述孔口限定外边缘直径D1，其中反射器限定内边缘直径D2，并且其中所述外边缘直径与所述内边缘直径之间的直径比D1:D2在3:1至3.5:1之间。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的光学系统，所述光学系统包括用于为所述发射器供电的导线和设置在所述导线上以防止吸收光能的反射包覆物。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的光学系统，其中所述表面中的至少一个是漫射的。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的光学系统，其中所述表面中的至少一个是镜面反射的。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的光学系统，其中所述第一截头圆锥表面是漫射的并且所述第二截头圆锥表面是镜面反射的。
10.一种照明设备，所述照明设备包括：
光学元件；
发射器，所述发射器用于产生由所述光学元件透射的光；
散热器，所述散热器与所述发射器热连...

【专利技术属性】
技术研发人员：GH屈恩斯勒，JA马丁斯，J钦尼亚，D蔡，MJ迈尔，BL尤德，
申请(专利权)人：通用电气照明解决方案有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国;US