本發(fā)明涉及一種用于均勻地照射彎曲的、不平坦的或多面體面的照明裝置，包括多個平坦的板上芯片led模塊，這些板上芯片led模塊至少成對地鄰近布置，其中每個板上芯片led模塊具有多個發(fā)光led。本發(fā)明還涉及一種照明單元和一種應(yīng)用。

背景技術(shù)：

需要對彎曲的、多面體的或者不平坦的面進行均勻照射的應(yīng)用領(lǐng)域是硬化和曝光以對用于對不平坦物體的內(nèi)側(cè)或外側(cè)涂層的漆、粘合劑、樹脂和其他光反應(yīng)材料進行干燥、固化或曝光。

對此的示例是通道修復(fù)，其中已知的是，管道或軟管的內(nèi)側(cè)配備有軟管形式的可光固化的涂層或物質(zhì)。為了使所謂的“軟管襯墊（schlauch-liner）”、即在外表面具有保護塑料膜的樹脂浸漬的玻璃纖維組織變硬，在通道修復(fù)時強迫燈穿過軟管或管道，以便借助于密集的照明分段地連續(xù)地使涂層材料干燥和硬化。相應(yīng)的燈系統(tǒng)對于彎曲理想地彎至90°。相應(yīng)地被涂層的管道和軟管的典型直徑在幾厘米直至幾米的范圍中。

在這種方式中，需要均勻的曝光來全面地達到對涂層材料的均勻干燥和硬化。照射的典型均勻性容差處于小于所定義的平均值的±15%的范圍中。對所照明的內(nèi)壁的輻照強度對于該應(yīng)用來說為幾μw/cm²直至100w/cm²。

為了達到高的光功率，相應(yīng)的已知燈系統(tǒng)配備有只比其被設(shè)計用于的管道內(nèi)徑小幾毫米的直徑。但是，燈也可以處于與待輻照的面相距直至幾米。

對于其它徑向?qū)ΨQ的凸的空心物體的內(nèi)部照射，已知類似的要求。這例如適用在照明技術(shù)的領(lǐng)域中，例如對于建筑光、對于長形物體或者具有特定截面幾何形狀的空腔的uv固化和曝光。相應(yīng)的幾何形狀例如是管道、圓錐體、球體、多面體等等。

對于光固化的通道修復(fù)的應(yīng)用示例來說迄今為止大多數(shù)情況下采用提供密集的光輸出的氣體放電燈。傳統(tǒng)使用的基于氣體放電的燈產(chǎn)生強烈的熱輻射或紅外輻射，所述熱輻射或紅外輻射在將燈過近地靠近要照明的對象時或在過于持久地輻照時加熱該對象和待硬化的涂層。對于uv固化過程來說，這意味著可能分解待交聯(lián)的聚合物。在通道修復(fù)中可能因此熱損害待固化的襯墊材料。

已知的燈尤其是對于較大的管道直徑是合適的，但是由于所述燈的結(jié)構(gòu)尺寸而較少用于例如在房屋管線領(lǐng)域中存在的較小的管道直徑，該較小的管道直徑具有相應(yīng)于160mm標(biāo)稱直徑或更小的典型管道直徑。對此沒有可拖拽通過具有45°角或90°角的拱的氣體放電燈系統(tǒng)可用。

對于小的結(jié)構(gòu)尺寸，傳統(tǒng)的uv燈技術(shù)受到燈的可達到的最小尺寸限制。在這方面的其它約束也由于用于燈的在機械上魯棒的固著裝置和保護裝置的必要性而存在，所述固著裝置和保護裝置一般由用物質(zhì)填充的玻璃外殼構(gòu)成，在該玻璃外殼中，在兩個相對的電極之間或者通過用微波無電極地進行激勵而發(fā)生氣體放電。在例如圍繞燈的金屬棒形式的相應(yīng)的機械上魯棒的固著裝置或保護裝置的情況下，要承擔(dān)對所發(fā)射輻射的遮蔽的后果。當(dāng)需要均勻的輻照時、例如在uv固化中，輻射的該不均勻性是不利的。

尤其是為了達到高輻照強度使用多個傳統(tǒng)的玻璃燒瓶燈，當(dāng)這些燈在例如管道的切線方向上并排布置時，由于這些燈的明顯的幾何伸長而使得達到均勻的照明變難。這由此導(dǎo)致，只有以對應(yīng)于發(fā)射中心的間距的幾何間距才能進行所發(fā)射的輻射場的良好溢出，從而由在燈的發(fā)射中心之間缺少發(fā)射造成的輻照強度的擾動導(dǎo)致切線方向上的強烈的不均勻性。在這種情況下，可能必須采用成本高的光學(xué)系統(tǒng)來使照明均勻化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明所基于的任務(wù)是，提供一種用于對彎曲的、不平坦的或者多面體面進行均勻照射的照明裝置，所述照明裝置可應(yīng)用于緊湊的空心物體或典型的內(nèi)徑或外徑在幾毫米直至幾米范圍中的物體并且使得在所照明的內(nèi)壁或外壁上的輻照強度在幾十μw/cm²直至100w/cm²的范圍中。該照明裝置尤其是將能用于通道修復(fù)。

該任務(wù)通過用于對彎曲的、不平坦的或者多面體面進行均勻照射的照明裝置來解決，該照明裝置包括多個平坦的板上芯片led模塊，這些板上芯片led模塊至少成對地鄰近布置，其中每個板上芯片led模塊具有多個發(fā)光led，該照明裝置通過如下方式擴展，即至少一對分別相鄰的板上芯片led模塊相對于其表面法線以大于0°的角布置。

本發(fā)明涉及l(fā)ed——也就是以板上芯片構(gòu)造技術(shù)、也簡稱“cob”加工的發(fā)光二極管——的使用。板上芯片led模塊在本發(fā)明的范圍中被理解為這樣的單元，所述單元包括平面的襯底和以cob技術(shù)施加在該襯底上的未安裝殼體的led芯片以及必要時包括相應(yīng)的導(dǎo)體線路。在此，將具有幾百μm直至幾毫米的典型棱邊長度的一個或多個未安裝殼體的led芯片施加在匹配的襯底上，這為全面地滿足所述的任務(wù)提出提供了良好的可能性。

cob技術(shù)是一種靈活的構(gòu)造技術(shù)，其允許采用非常不同的構(gòu)造和連接材料。在襯底技術(shù)的范圍中，可以使用用于構(gòu)造高效能的led燈的高導(dǎo)熱材料（例如金屬芯電路板、金屬襯底、陶瓷襯底和硅襯底），但是也可以使用成本有利的fr4電路板或者特定的專門應(yīng)用所需的襯底（例如玻璃或塑料）。因此，cob技術(shù)為成本和效能優(yōu)化提供了大的回旋余地。

與可用較小的技術(shù)成本來應(yīng)用的smt技術(shù)、也就是“表面安裝”技術(shù)相比——其中一般通過焊接到電路板上將一個或者典型地直至四個led芯片施加在每一個單個的殼體中，從制造技術(shù)的視角來看更復(fù)雜的板上芯片技術(shù)為該任務(wù)提出同樣提供了優(yōu)點。

未安裝殼體的led芯片的微小性以及芯片在襯底上的可能布置的較大靈活性實現(xiàn)了與待照明的彎曲的、多面體的、非平坦的面的幾何形狀的良好匹配并且尤其是在照射待輻照的面的高均勻性方面實現(xiàn)了照明裝置的突出的優(yōu)化可能性。led芯片在可能襯底上的布置能與所選擇的任務(wù)提出相匹配。對此，可以考慮led的已知輻射特性和效能以達到所期望的輻照強度和均勻性容差。

通過有針對性地對襯底幾何形狀和各個襯底的幾何布置以及l(fā)ed在各個襯底上的布置進行匹配，可以避免采用光學(xué)系統(tǒng)的必要性或者可以簡化光學(xué)系統(tǒng)。除此以外，led還因為其相對于振動的機械魯棒性、用于實現(xiàn)高壽命的可能性和通過適當(dāng)選擇led以及對于表面輻射器來說典型的和良好可用或可影響的朗伯特輻射特性所實現(xiàn)的發(fā)射波長的可協(xié)調(diào)性而已知。

由于led的微小性和能夠?qū)⑺鰈ed以板上芯片技術(shù)緊靠地或密集地并排放置的可能性，發(fā)光中心之間的間隙還如此小，使得由于相鄰led的光錐的良好重疊而在led上方的較小間距時、例如僅僅100μm的間距時就已經(jīng)實現(xiàn)了非常均勻的光輸出。此外，借助于led的光生成與非常少量的熱生成相聯(lián)系。同時，通過對led進行密集封裝的可能性可以實現(xiàn)直至幾十w/cm²的高輻照強度。led的機械魯棒性也是相對于易碎的和對于晃動敏感的氣體放電燈和白熾燈的優(yōu)點。

led的電運行方式可以根據(jù)應(yīng)用并且關(guān)于led的光學(xué)輸出功率、波長穩(wěn)定性、熱方面、led的構(gòu)造和壽命來進行優(yōu)化。為此可以例如連續(xù)地以脈寬調(diào)制或者以恒定的加載技術(shù)來運行l(wèi)ed，其中可以將可用的諸如運行電流、脈沖持續(xù)時間、脈沖模式、脈沖幅度的參數(shù)與應(yīng)用相匹配并且對這些參數(shù)進行優(yōu)化。

可以實現(xiàn)非常緊湊的高效能的照明裝置，該照明裝置具有幾毫米直至幾米范圍中的小直徑，從而可以強烈地照射小的和大的物體。在該應(yīng)用情況下，這意味著可以實現(xiàn)高效能的彎曲的燈來修復(fù)房屋管線領(lǐng)域中的具有從80mm至300mm的內(nèi)徑或標(biāo)稱直徑的管道。除此之外，在該領(lǐng)域中也可以將該技術(shù)用于較大管道直徑，因為該系統(tǒng)允許高效能并且?guī)缀纬叽缡强筛叨瓤s放的。

led可以在220nm至超過4500nm的光譜范圍中用有針對性的發(fā)射波長來實現(xiàn)。因此可以實現(xiàn)具有精確定義的發(fā)射波長的照明裝置。因此在分析或工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中，可以將波長有針對性地與過程相匹配并且對波長進行優(yōu)化。除此之外可以使用不同波長的led，以便作為所謂的“多波長燈”實現(xiàn)或仿制特定的發(fā)射光譜。

led以窄帶的方式利用幾十納米的典型帶寬進行發(fā)射。由此可以避免過程相關(guān)的或安全相關(guān)的敏感的光譜范圍，例如在波長高于400nm的應(yīng)用（例如430nm時的軟管襯墊應(yīng)用）時用于光固化的激勵電池（zellirritierend）的uv-a、uv-b和uv-c發(fā)射或者uv固化中的利用led的紅外輻射，所述光譜范圍可能損害例如由塑料構(gòu)成的對溫度敏感的對象。這是相對于以光譜寬帶的方式進行發(fā)射的中壓和高壓氣體放電燈的優(yōu)點。此外光譜窄帶的發(fā)射實現(xiàn)了波長到波長敏感性的過程窗的優(yōu)化。由此相對于寬帶光源提高了能量效率，其中在該寬帶光源中發(fā)射不期望的或者不貢獻于所期望過程的光譜范圍中的能量分量。

因為所使用的led在許多情況下不發(fā)射紅外輻射，所以裝置的溫度保持在小于60℃的范圍中，從而不存在對于人體組織的燒傷風(fēng)險。

led的其它優(yōu)點在于，led可以在苛刻的環(huán)境下運行，必要時在實現(xiàn)燈的匹配的殼體技術(shù)的情況下，例如在高壓、低壓氣氛下，在潮氣條件下，在水中，在積塵環(huán)境中，在振動的機器中或者在高的加速條件下運行。所述led可比傳統(tǒng)的燈更快地開關(guān)。在幾微秒中就已經(jīng)達到了其滿輸出功率。由此取消了在與開關(guān)過程相聯(lián)系的應(yīng)用中采用機械振動器的必要性。尤其是在uv光譜和在可見光光譜中的led是無汞的和環(huán)境友好的。所述led因此可以在關(guān)鍵的環(huán)境中例如在食品工業(yè)和飲用水供給中采用。led提供多于10000小時的壽命并且因此超越了大多數(shù)傳統(tǒng)的燈，使得能夠降低維護成本。

因為led一般組裝在平坦的面或襯底上，所以板上芯片led模塊根據(jù)本發(fā)明至少部分地彼此傾斜地布置或至少幾個分別相鄰的板上芯片led模塊關(guān)于其表面法線以大于0°的角布置。在此情況下，所調(diào)整的幾何形狀應(yīng)當(dāng)盡可能好地與待照明的面的幾何形狀一致。從制造技術(shù)來看，找到了關(guān)于板上芯片led模塊的數(shù)量和尺寸的折衷。待照明的表面在本發(fā)明范圍中還可以具有由彎曲和平坦的面構(gòu)成的組合或者如例如多面體面那樣不是連續(xù)平坦的。

在較大的平坦的部分面的情況下，可以優(yōu)選將板上芯片led模塊中的兩個或更多個彼此沒有傾斜地布置。

cob技術(shù)相對于smt技術(shù)所提供的優(yōu)點是，可以為襯底的每個面單元組裝更多的led，以便實現(xiàn)所要求的功率密度。此外，在smt技術(shù)中為了均勻的光分布要保持的間距由于幾毫米的殼體大小而較大，因為面led的所發(fā)射光的大約75％以120°開啟角度的光錐中發(fā)射。只有當(dāng)相鄰led的光錐充分重疊并且用led裝備的襯底面足夠伸展時，才達到對待照明面的均勻的輻照。在smt技術(shù)中所使用的安裝了殼體的led具有5－10mm的典型的棱邊長度時，相鄰led的最小間距同樣為例如5－10mm（芯片到芯片）。因此，對于led的輻射場的足夠重疊并且從而對于在不使用光學(xué)系統(tǒng)情況下的足夠高的均勻的光分布，需要led與輻照面之間的從少數(shù)幾厘米到幾厘米的足夠高的間距。而cob技術(shù)實現(xiàn)了幾十微米的最小芯片間距，從而相鄰led的光錐在相當(dāng)?shù)拈g距時就已經(jīng)良好重疊，使得在對象上不形成暗處。

本發(fā)明照明裝置的有利的擴展方案在于，板上芯片led模塊得出縱向伸長的照明裝置，該照明裝置至少分段地沿著其縱向伸長具有不規(guī)則的或者規(guī)則的多邊形的截面或者布置成規(guī)則的或不規(guī)則的多面形狀、尤其是布置成柏拉圖式（platonisch）或阿基米德式（archimedisch）的物體。cob技術(shù)中所提到的led的幾何形狀允許在避免技術(shù)上麻煩和成本高的復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)的情況下對徑向?qū)ΨQ的凸的空心物體進行均勻的照射和照明。所述幾何形狀也可以用平面襯底來特別簡單地制造并且允許非常均勻的光強分布。在此，具有多邊形截面的縱向伸長形狀特別適用于這樣的應(yīng)用，在所述應(yīng)用中，軟管或管道的內(nèi)側(cè)或者管道或軟管的外側(cè)配備有待硬化的涂層。非縱向伸長的多面體形狀對于非縱向伸長的空腔或物體來說是特別適合的。

該結(jié)構(gòu)原理也可以應(yīng)用于具有小的徑向?qū)ΨQ的物體和應(yīng)用于不完全徑向?qū)ΨQ的物體、例如半個物體。這同樣可以應(yīng)用于幾種情況中，在這些情況中，要照明或要照射的物體不是凸的，而是凹的或者主要是凸的或凹的并且具有從規(guī)則物體中突出的或凹陷的結(jié)構(gòu)，例如半管道、星形、方形管道中的矩形銑削等等的截面幾何形狀。

所述光源可以與要照明空心物體或物體的幾何形狀相匹配，并且在必要時幾乎完全填滿空心物體的內(nèi)部空間或由待照明物體來幾乎完全填滿。這種幾何匹配包括了選擇芯片大小和幾何形狀，關(guān)于芯片的位置來布置芯片和芯片彼此之間的取向。因此為了沒有陰影的運行過程、網(wǎng)格狀的或六角形的封裝結(jié)構(gòu)例如設(shè)置并排的行的錯位的芯片布置。另外的匹配參量是襯底的大小、幾何形狀和布置以及上面定位有襯底的物體的幾何形狀。

如果優(yōu)選照明裝置的形狀是靈活的，則照明裝置可與待照明表面的不同的或變化的形狀相匹配。

為了對空腔的內(nèi)壁或物體的外壁進行照明，優(yōu)選地規(guī)定，板上芯片led模塊的led被布置為指向外面或者指向照明裝置的空腔中。

在一個有利的擴展方案中，至少兩個板上芯片led模塊與共同的冷卻體連接，所述冷卻體尤其是可與冷卻循環(huán)連接或者與冷卻循環(huán)連接。因此將熱損耗功率從led芯片引走，所通過的方式是，板上芯片led模塊被綁定到冷卻體上。這借助于導(dǎo)熱膏或者通過粘接、焊接或者燒結(jié)來進行。所述冷卻體可以用作為燈體并且使用不同的冷卻機制。常見的機制是對流冷卻、空氣冷卻、水冷卻和蒸發(fā)冷卻。要使用的機制可以根據(jù)應(yīng)用來優(yōu)化，其中供給和冷卻介質(zhì)的費用方面、冷卻效率、冷卻容量、可用性以及要為該應(yīng)用準(zhǔn)備的位置需求都有影響。

因為led具有直至百分之幾十的效率并且在運行中不應(yīng)超過特定的極限溫度，所以在cob技術(shù)中達到的較高封裝密度要求冷卻體的較高的冷卻效能。因為冷卻體的冷卻效能通過較大的體積而得到促進，所以該冷卻體的盡可能大的截面是期望的。同樣出于該理由，到空心物體的待照明內(nèi)表面的間距應(yīng)當(dāng)是小的。在這種情形下，以cob技術(shù)組裝的密集封裝的led允許比例如以smt技術(shù)組裝的led更均勻地照射。

通過組裝在平面襯底上的led來達到均勻地照射例如徑向?qū)ΨQ的凸的物體的不平坦面通過如下方式變得困難，即盡管相鄰襯底上的led的輻射錐應(yīng)當(dāng)重疊，但是這些led位于彼此傾斜的襯底平面上。例如在八角形的情況下，該表面法線之間的傾斜角為45°，使得在兩個相鄰襯底之間的邊界處產(chǎn)生接界led的光錐的重疊，該重疊比襯底的相鄰led的發(fā)射錐的重疊要小。

為了將通過在邊界區(qū)域中的減小的重疊所帶來的強度擾動保持得小，有利地規(guī)定，具有l(wèi)ed的板上芯片led模塊的布局與位置有關(guān)地變化，尤其是向板上芯片led模塊的邊緣區(qū)域減小或增加。在該密度變化的情況下不需要光學(xué)系統(tǒng)來在兩個板上芯片led模塊之間的棱邊處產(chǎn)生輻射分布的均勻化。

在該情形下同樣有利的是，在板上芯片led模塊上，led被布置為直至緊挨著板上芯片led模塊的邊緣，也就是直至襯底的邊界。因此，led芯片之間的空隙在邊界兩側(cè)被最小化并且發(fā)射錐的重疊被最大化。

同樣有利地，cob技術(shù)允許板上芯片led模塊的各個led或led組能彼此分開地供給電流。因此，可以借助對不同led芯片的不同電流供給來使輻射分布均勻化，所通過的方式是，例如對在板上芯片led模塊邊緣處的led芯片用比在模塊中心的那些led芯片更高的電壓或更高的電流來操控。在串聯(lián)和/或并聯(lián)的情況下，所述組優(yōu)選由對應(yīng)于平方數(shù)（也就是4、9、16、25、36、49、64…）的數(shù)量的led構(gòu)成。

照明裝置的led可以單個地或者成組地互連為使得可以用低電壓來運行光源。該措施尤其是在潮濕環(huán)境中提供了高的觸碰安全性。

特別優(yōu)選的是，板上芯片led模塊的能彼此分開地用電流供給的led組布置在板上芯片led模塊的行、半面或象限中。

用于使輻射分布均勻化的該前述措施可以用cob技術(shù)良好地實現(xiàn)。

為了保護led，板上芯片led模塊的led優(yōu)選至少分段地被光學(xué)透明的或漫射的材料覆蓋或者澆注到光學(xué)透明的或漫射的材料中。led可以用硅樹脂、環(huán)氧樹脂或者聚氨酯材料澆注以受到相對于機械負荷、水、灰塵的保護以及用于電氣和熱隔離。除此之外，led可以由透明的或不透明的或漫射的玻璃來保護，例如高硼硅、浮法玻璃或者石英玻璃。在本發(fā)明范圍中，應(yīng)將漫射材料理解為乳狀透明的材料。兩種保護技術(shù)可以既應(yīng)用于各個led也應(yīng)用于led組。

優(yōu)選地，用于覆蓋材料的側(cè)面限制或者用于澆注材料的圍擋是光學(xué)透明的和/或在led的表面上方具有不超過相鄰led之間的間距的高度。該措施同樣解決了，將尤其是在界面處由圍擋造成的遮蔽保持得最小。因此在針對澆注應(yīng)用堤壩和填充技術(shù)時，使用透明的或不透明的或漫射的材料作為堤壩或邊框，以便有助于兩個襯底的邊緣led的輻射場的重疊。

在一個有利的擴展方案中規(guī)定，板上芯片led模塊具有至少一個成像的和/或不成像的初級光學(xué)的和/或次級光學(xué)的元件，尤其是至少一個來自反射器、透鏡和菲涅耳透鏡的組的光學(xué)元件。

此外，照明裝置優(yōu)選包括至少一個傳感器，尤其是檢測照明裝置的運行狀態(tài)的光傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、運動傳感器、電壓傳感器、電流傳感器和磁場傳感器的組中的至少一個傳感器。因此，可以將反饋照明裝置的運行狀態(tài)的傳感器放置在led襯底上或者照明裝置的其它位置處。通過反饋機制因此可以主動地影響與過程相關(guān)的參量，例如影響運行電流、對特定led或組的操控、冷卻循環(huán)、燈形狀、燈或所照明對象的運動、對象的溫度，以便優(yōu)化過程流程和結(jié)果。同樣可以補償容差或者退化過程。

本發(fā)明所基于的任務(wù)還通過一種照明單元來解決，該照明單元包括控制裝置、連線線路以及至少一個如前所述的本發(fā)明照明裝置，以及通過一種將前述照明裝置用于照射至少一個分段地凸的空心物體——尤其是用于對光活性漆、粘合劑和樹脂、尤其是軟管襯墊進行干燥、固化和/或曝光——的應(yīng)用來解決。

根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備和應(yīng)用例如在通道和管道修復(fù)的領(lǐng)域上提供了高輻射強度和輻射分布的高均勻性并且同時即使在小管道的90°彎曲下仍然提供良好的弧形可通過性的優(yōu)點。多個板上芯片led模塊可以柔性地相互耦合并且被拉拽通過管道，以便輸出所需劑量的輻射來使光活性的涂層硬化并且同時實現(xiàn)足夠的拖拽速度。

結(jié)合本發(fā)明照明裝置所提到的特征和優(yōu)點以同樣的方式也適用于根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用，并且反之亦然。

附圖說明

下面在不限制一般發(fā)明構(gòu)思的情況下根據(jù)實施例參照附圖描述本發(fā)明，其中關(guān)于所有在文字中沒有詳細闡述的本發(fā)明細節(jié)明確地參照附圖。

圖1示出板上芯片led模塊的示意性圖示，

圖2示出兩個彼此傾斜布置的板上芯片led模塊的示意性圖示，

圖3示出經(jīng)封裝的板上芯片led模塊的示意性圖示，

圖4示出另一經(jīng)封裝的板上芯片led模塊的示意性圖示，

圖5以示意性圖示示出物體和本發(fā)明照明裝置的不同的可能幾何形狀，

圖6以示意性圖示示出物體和本發(fā)明照明裝置的其它的不同的可能幾何形狀，

圖7以示意性圖示示出物體和本發(fā)明照明裝置的其它的不同的可能幾何形狀，

圖8示出本發(fā)明照明裝置的示意性截面圖，

圖9示出板上芯片led模塊中的led的不同的操控可能性，

圖10示出另一本發(fā)明照明裝置的示意性截面圖，

圖11示出本發(fā)明照明設(shè)備的示意性圖示，

圖12示出本發(fā)明照明裝置的輻射分布的均勻性的圖示。

具體實施方式

在下面的圖中，相同的或相同類型的元件或相應(yīng)的部分分別配備相同的附圖標(biāo)記，從而放棄相應(yīng)的重新的介紹。

在圖1中以截面圖示意性示出板上芯片led模塊1，其中在兩個并行布置的襯底2、2’上以規(guī)則的間距布置導(dǎo)體線路3、3’和led芯片4、4’。襯底2、2’例如可以是能以剛性的、半柔性的或者柔性的襯底技術(shù)構(gòu)造的金屬芯電路板、陶瓷襯底或者fr4襯底。出于清楚的原因，沒有為圖1的所有重復(fù)的元件配備附圖標(biāo)記，但是附圖標(biāo)記涉及所有相同類型的元件。

用線來表示led芯片4、4’的光錐5、5’。led近似地為朗伯特輻射器，其在120°的開啟角度內(nèi)輻射所輻射的總光功率的大約75%。發(fā)射錐5、5’在相鄰led芯片4、4’的邊界處的良好重疊在以芯片間距（也稱為“pitch（跨距）”）為數(shù)量級的間距處就已經(jīng)得出，從而沿著led芯片4、4’的行無法測量到明顯的強度調(diào)制。這因此引起了，該行上方的強度最小值和強度最大值通過相鄰led芯片4、4’以及其它周圍環(huán)境的led芯片的發(fā)射錐5、5’的良好重疊而被平均開（wegmitteln）。

如果裝備led芯片4、4’的面相對于測量間距是伸長的并且該間距充分地大于led芯片的跨距，則測量到具有與均勻的漫發(fā)光的面相似的特性的均勻的強度分布。

圖2以截面圖示出具有彼此傾斜的襯底12、12’的兩個板上芯片led模塊11、11’，所述板上芯片led模塊分別具有多個導(dǎo)體線路13、13’和帶有發(fā)射錐15、15’的led芯片14、14’。所述板上芯片led模塊在銜接處16彼此銜接。展示出，甚至在板上芯片led模塊11、11’彼此傾斜的情況下也可實現(xiàn)發(fā)射錐15、15’在銜接處16的良好重疊，因為在銜接處16的區(qū)域中具有較弱照射的區(qū)域17也僅僅非常局部地限制。在使用cob技術(shù)和在led芯片14、14’之間實現(xiàn)小的跨距以及裝備到直至襯底12、12’的邊緣的情況下，也可以在兩個襯底12、12’之間的銜接棱邊16上達到非常均勻的光分布。同樣可以將板上芯片led模塊11、11’的幾何形狀與要均勻照明或照射的面的幾何形狀相匹配。

圖3示意性地以截面圖示出板上芯片led模塊21，其中襯底22上的導(dǎo)體線路23上的led芯片24由用波浪填充示出的玻璃蓋25保護。這提供了免受對led芯片24的機械損害以及免受腐蝕、潮氣、污染和其它干擾因素或危及功能的因素的保護?？障?7可以包含空氣、保護氣體、例如水或油的液體、或者例如硅樹脂凝膠的凝膠，并且必要時也可以是對周圍環(huán)境嚴密地密封的。該圍擋在側(cè)面由邊緣26、26’限制，在所述邊緣26、26’上施加玻璃蓋25。玻璃蓋25以及邊緣26、26’由透明的或者至少乳狀透明的材料構(gòu)成。

在圖4中示意性地以截面圖示出具有襯底32、導(dǎo)體線路33和led芯片34的板上芯片led模塊31，其中l(wèi)ed芯片34通過具有透明澆注材料35的澆注體來保護。設(shè)置了堤壩形式的側(cè)面圍擋36、36’，所述圍擋包圍了在硬化之前為液態(tài)或凝膠狀的澆注材料35。用波浪圖案標(biāo)識的透明澆注材料35例如包括硅樹脂、丙烯酸酯、聚氨酯材料。邊框或圍擋36、36’同樣可以是透明的、非透明的、乳狀透明的或者還可以是不透明的。

在圖3以及在圖4中這樣選擇側(cè)面限制的高度，即在邊緣處不形成明顯的遮蔽。側(cè)壁26、26’或圍擋36、36’僅僅少量地超過led芯片24、34的表面。

在圖5a）至5c）中示意性地以截面圖示出物體和本發(fā)明照明裝置的不同的可能的對稱幾何形狀。在圖5a）中示出的本發(fā)明照明裝置40包括8個以規(guī)則八角多邊形的形式布置的板上芯片led模塊41，并且布置在具有圓形截面的空心物體42的內(nèi)部。該空心物體42的內(nèi)壁因此被均勻照射。

圖5b）示出具有板上芯片led模塊41’的同樣為八角形的本發(fā)明照明裝置40’，其布置在具有同樣為八角形幾何形狀的空心物體42’的內(nèi)部。有利地，這些八角形的棱邊被相對于彼此移動為使得照明裝置41’的可能略微發(fā)光較弱的角點被設(shè)置在空心物體42’的面中心的對面。通過這種方式，空心物體42’的距離較遠的角區(qū)域也被良好地照射到。

在圖5c）中示意性示出通過具有板上芯片led模塊41’’的多面體形的照明裝置40’’對具有高徑向?qū)ΨQ的非縱向伸長或者圓柱形的三維物體42’’進行均勻照射的示例。物體42’’是空心球體，照明裝置40’’是具有12個平坦的五角形面的向外照射的十二面體。

在圖6a）至6c中借助于物體47、47’、47’’，照明裝置45、45’、45’’以及板上芯片led模塊46、46’、46’’示出與圖5a）至5c）相補充的情況。在此，在圖6a）至6c）中，物體47、47’、47’’從外部被照射，并且照明裝置45、45’、45’’被構(gòu)造為空心物體，所述照明裝置的板上芯片led模塊46、46’、46’’向空腔中輻射到布置在那里的物體47、47’、47’’。

圖7a）至圖7c）以示意性截面圖示出非對稱幾何形狀的待照明或照射物體52、52’、52’’的三個示例。這些圖說明了，在物體具有小徑向?qū)ΨQ或者不具有凸的幾何形狀的情況下，應(yīng)用具有板上芯片led模塊的照明裝置的幾何形狀匹配的本發(fā)明方案來均勻地照明或照射物體。

因此在圖7a）中示出具有平整側(cè)面53的半圓形管道52，在該管道中布置具有板上芯片led模塊51的本發(fā)明照明裝置50，在這些板上芯片led模塊中，作為平整發(fā)光的面54與半管道52的平整側(cè)面53相對地布置。

在圖7b）中明顯的是，通過將照明裝置50’的幾何形狀或其板上芯片led模塊51’的布置與待輻射物體52’的形狀相匹配可以均勻地照射整個待輻射的面。在這種情況下涉及具有凹處56的管道，照明裝置50’中的凹處55被設(shè)置在該凹處56對面。

在圖7c）中，物體52’’的截面是橢圓形的。對于照明裝置50’’來說，選擇板上芯片led模塊51’’的六角形布置，該布置在該橢圓形的縱軸方向上延伸。

圖8以截面圖詳細示出本發(fā)明的照明裝置60。在具有半個六角形的截面形狀的冷卻體65上布置三個板上芯片led模塊61、61’、61’’，它們分別具有襯底62、導(dǎo)體線路63和led芯片64。該草圖示出了用于改變襯底63上的相鄰led芯片65的間距的可能性，該可能性在cob技術(shù)中給出。這種附加的自由度允許除了在圖5、6和7中所示的照明裝置的幾何形狀匹配之外對均勻性的進一步優(yōu)化。因此根據(jù)圖8可以通過局部提高芯片密度來抑制或完全避免銜接棱邊66、66’處的強度分布中銜接棱邊66、66’處的幾何形狀引起的最小值。從圖2可看到的發(fā)射錐在銜接處的重疊減小在該情況下通過相對于led芯片64在板上芯片led模塊61、61’、61’’中心處的較大跨距而更密地放置led芯片64來得到補償。

在圖9a）至9d）中示意性示出板上芯片led模塊71-71’’’上的led72的接線73-73’’’，利用所述接線實現(xiàn)均勻的光輸出。cob技術(shù)使得能夠在襯底上組裝的led72的接線方面進行靈活的選擇。襯底上的導(dǎo)體線路導(dǎo)向的布局確定了led72的接線73-73’’’，并且鑒于對照明裝置的相應(yīng)要求在相應(yīng)襯底技術(shù)的設(shè)計規(guī)則的范圍中進行選擇。

原則上可以對led72單個地接線并且因此單獨地操控。但是這在大量的led芯片72的情況下由于大量的導(dǎo)體線路和供給線路而一般是不適宜的。替代地，將led與串聯(lián)和并聯(lián)電路相組合地互連成陣列。較小的陣列在此在光學(xué)輸出功率的局部協(xié)調(diào)中提供較高的靈活性并且因此在對物體照明或照射中改善可達到的均勻性方面提供優(yōu)化可能性。

在圖9a）中示出這樣的情況，其中板上芯片led模塊71的所有l(wèi)ed72以串聯(lián)和并聯(lián)方式被施加通道“ch1”中的直流電壓。得出在板上芯片led模塊71的面上均勻的亮度。

在圖9b）中示出這樣的情況，其中板上芯片led模塊71’的led72劃分成四個象限74-74’’’。因此，照度可以在四個通道“ch1”至“ch4”中在每個象限74-74’’’中被不同地調(diào)整。

圖9c）示出一種情形，其中板上芯片led模塊71’’上的各個行的led72被用四個通道“ch1”至“ch4”單個地操控。因此，可以用較高的電流來運行在兩個相互傾斜的相鄰襯底的邊緣處的led支路或行，以便抵抗在該邊緣區(qū)域中的減小的強度。

在圖9d）中，板上芯片led模塊71’’’上的面被劃分成兩個半面75，75’，分別分開地運行這兩個半面。

圖10以截面圖示意性示出具有圓形殼體84的根據(jù)本發(fā)明的圓柱形的照明裝置80。該照明裝置80包括具有空腔83的八角形冷卻體82，例如水在該像平面中循環(huán)地流過該空腔。在該冷卻體82的側(cè)面上施加板上芯片led模塊81¹-81⁸。模塊的幾何布置和相鄰板上芯片led模塊81¹-81⁸的相鄰led芯片之間的可通過cob技術(shù)達到的小的間距使得led的發(fā)射錐能夠良好地重疊并且因此在距離輻射表面的間距較短時就能夠?qū)崿F(xiàn)在切線方向上良好的均勻的輻射。光源由圓柱形的保護玻璃84包圍。

照明裝置80的幾何形狀以及l(fā)ed在板上芯片led模塊81¹-81⁸上的布置與圓柱形的空心物體匹配，該空心物體的內(nèi)壁可以由在其附近的源均勻輻射。這樣的光源例如在通道修復(fù)中需要。

在圖11中示出根據(jù)本發(fā)明的示例性的照明設(shè)備90的模塊化構(gòu)造。該照明設(shè)備90包括四個根據(jù)本發(fā)明的圓柱形的照明裝置93-93’’’，所述照明裝置具有匹配的幾何形狀。它們例如可以如圖10中的照明裝置80那樣構(gòu)成。照明裝置93-93’’’包括示出為照明裝置93-93’’’處的黑色盒體的連接單元94-94’’’，在這些連接單元處供給線路92與照明裝置93-93’’’連接。

照明裝置93-93’’’包括具有一個或多個led的至少一個襯底，該至少一個襯底施加在可以是冷卻體的物體上。作為冷卻過程尤其是考慮利用氣體、液體冷卻或傳導(dǎo)冷卻的對流冷卻。冷卻體例如可以借助于對金屬等進行銑切、沖孔、切割、折疊、刻蝕、共熔接合來制造。照明裝置可以裝入到殼體中。

此外，可以在照明單元90中集成用于尤其是例如溫度、照明強度、電流強度、電壓的傳感器，所述傳感器將運行狀態(tài)報告給檢查和供給單元91并且能夠進行運行條件的匹配。連接單元94-94’’’實現(xiàn)了在照明裝置93-93’’’的數(shù)量方面的模塊化擴展以及用于維護目的的可更換性。照明裝置93-93’’’可以經(jīng)由剛性的或柔性的連接單元94-94’’’耦合，從而所述照明裝置剛性地彼此串聯(lián)或者柔性地借助于保護軟管、金屬彈簧等彼此串聯(lián)，使得光源能彎曲地在管道中被拖拽。柔性的或剛性的供給線路92連接照明裝置94-94’’’與檢查和供給單元91，該檢查和供給單元91可以包含電供給裝置和利用冷卻介質(zhì)的供給裝置，并且實現(xiàn)了有針對性的對有關(guān)運行參數(shù)的控制。

在圖12中示出在本發(fā)明照明裝置的效能和均勻性方面對輻射特性的測量的結(jié)果。所述照明裝置是縱向伸長的、在截面中為八角形的照明裝置，其具有在切線方向上規(guī)則分布的板上芯片led模塊。所述測量借助于具有14cm管道直徑的管道來實施，其中燈距離管道內(nèi)壁的間距大約為1.75cm。達到了直至＞1w/cm²的輻照強度。照明裝置93-93’’’上的led芯片的總數(shù)量超過300個。

圖12中的坐標(biāo)系是極坐標(biāo)系。從0°進行到360°的角描述了圍繞照明裝置進行測量的切線方向、徑向坐標(biāo)、任意單位的亮度。在周長上取平均的亮度101通過虛線示出，亮度的實際測量值100用實線連接。所述測量示出，在管道直徑為14cm的情況下照明裝置在切線方向上的均勻性可以改善超過±5%。

所有提到的特征、還有只從附圖中獲悉的特征以及與其它特征相組合公開的各個特征，單獨地以及以組合的方式被視作為對本發(fā)明重要的。根據(jù)本發(fā)明的實施方式可以通過各個特征或者多個特征的組合來滿足。

附圖標(biāo)記列表

1板上芯片led模塊

2、2’襯底

3、3’導(dǎo)體線路

4、4’led

5、5’光錐

6銜接處

11、11’板上芯片led模塊

12、12’襯底

13、13’導(dǎo)體線路

14、14’led

15、15’光錐

16銜接處

17較弱照射的區(qū)域

21板上芯片led模塊

22襯底

23導(dǎo)體線路

24led

25透明蓋

26、26’邊緣

27內(nèi)部空間

31板上芯片led模塊

32襯底

33導(dǎo)體線路

34led

35透明的澆注材料

36、36’圍擋

40、40’、40’’照明裝置

41、41’、41’’板上芯片led模塊

42、42’、42’’空心物體

45、45’、45’’照明裝置

46、46’、46’’板上芯片led模塊

47、47’、47’’被照明的物體

51、51’、51’’板上芯片led模塊

52、52’、52’’被照明的物體

53物體的平面?zhèn)?/p>

54發(fā)光表面的平面?zhèn)?/p>

55發(fā)明表面中的凹處

56物體中的凹處

60照明裝置

61-61’’板上芯片led模塊

62襯底

63導(dǎo)體線路

64led

65冷卻體

66、66’銜接棱邊

71-71’’’板上芯片led模塊

72led

73-73’’’電路的接線圖

74-74’’’象限

75、75’半表面

80照明裝置

81¹-81⁸板上芯片led模塊

82冷卻體

83空腔

84保護玻璃

85空間

90多部分照明單元

91檢查和供給單元

92連接線路

93-93’’’照明裝置

94-94’’’連接單元

100所測量的亮度

101平均亮度。