照明設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總的涉及照明設(shè)備，更具體地，涉及一種固態(tài)照明設(shè)備，該固態(tài)照明設(shè)備包括多個光源、外殼以及設(shè)置在所述外殼處的散熱器元件。
【背景技術(shù)】
[0002]照明設(shè)備例如基于燈泡的發(fā)光二極管(LED)或LED燈是公知的。對于高強度、高流明輸出的LED燈概念一般受限于其熱屬性和對驅(qū)動器電子器件可用的空間。US2012/0139403A1公開了一種包括LED和導熱件的固態(tài)照明設(shè)備，其中LED與光導光學地耦合，光導圍成內(nèi)部容積。導熱件集成在光導內(nèi)，用于提供從LED的熱傳導，并且導熱件同延地靠近光導的區(qū)域或者布置在光導的內(nèi)部容積內(nèi)。
[0003]上述系統(tǒng)通常在實現(xiàn)熱有效的照明設(shè)備時是有效的。然而，需要一種具有高效的熱屬性的復雜性較低、成本較低的照明設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是至少提供一種改進的照明設(shè)備。將有利的是，在系統(tǒng)層面以低成本實現(xiàn)適于改型的LED燈的照明設(shè)備，其中該LED燈具有低熱阻Rth。還將理想的是實現(xiàn)對于驅(qū)動器電子器件具有較高的可用容積的照明設(shè)備以及提供具有全向光分布的可能性的良好的光學性能。這些目的通過在所附獨立權(quán)利要求中限定的根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備而實現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求以及下文的描述和附圖中闡釋了優(yōu)選實施方式。
[0005]因此，根據(jù)本發(fā)明的概念，提供了一種照明設(shè)備，其包括:光源；包括外表面和內(nèi)表面的外殼(envelope)，該外表面設(shè)置成用于分配來自多個光源的光，該內(nèi)表面構(gòu)造成圍繞內(nèi)部容積。該內(nèi)表面至少部分地被片狀金屬元件、即布置在該內(nèi)表面處的散熱器元件覆蓋。該片狀金屬元件與所述內(nèi)表面分開預定距離，從而提供內(nèi)表面與片狀金屬元件之間的間隙，這對于防止片狀金屬元件與外殼之間的光耦合是有利的。這提供了使用外殼的內(nèi)表面來提供較大的冷卻區(qū)域的低成本照明設(shè)備。外殼的內(nèi)部容積然后可以被用于對照明設(shè)備的驅(qū)動器電子器件進行定位。由于來自照明設(shè)備的光輸出在外殼的外表面處產(chǎn)生，所以有利地，在產(chǎn)生的光中不存在來自驅(qū)動器電子器件或來自散熱器元件的陰影。片狀金屬通常較為廉價并且是柔性的，并且進一步與便利的定形和成型技術(shù)相關(guān)聯(lián)，這是有利的。
[0006]根據(jù)照明設(shè)備的實施方式，片狀金屬元件的一部分布置成與所述內(nèi)表面直接接觸或者例如通過某種熱耦合劑與所述內(nèi)表面熱連接。另外，片狀金屬元件的至少一部分與所述內(nèi)表面分開預定距離。優(yōu)選地，該預定距離在10 μπι至200 μm之間選擇，并且一般選擇為大約100 μπι，以確保照明設(shè)備的良好的熱屬性。在示例性實施方式中，在片狀金屬元件與所述內(nèi)表面之間設(shè)置有間隔元件以提供所述預定距離。
[0007]根據(jù)照明設(shè)備的實施方式，所述多個光源中的每個光源都熱耦合至片狀金屬元件以增加從光源到片狀金屬元件的熱傳遞。對于具有熱墊的LED，焊接或施用高級膠水可適用于將LED熱耦合至片狀金屬元件。對于安裝在柔性片狀金屬元件(彈性箔)上的LED，適當設(shè)計的彈性箔和粘結(jié)劑層(例如Equinox品牌的LED帶)適用于提供LED與片狀金屬元件之間的良好的熱耦合。
[0008]根據(jù)照明設(shè)備的實施方式，外殼的外表面設(shè)置有光提取元件以增強光輸出和/或控制強度分布或從外殼的外表面的光射線提取。
[0009]根據(jù)照明設(shè)備的實施方式，所述多個光源分布在外殼的預先選擇的區(qū)域上，例如分布在外殼的內(nèi)表面處或者可替代地分布在外殼的外表面上。光源簇可以布置在選定的表面區(qū)域處。因此，來自外殼的光分布可以例如遍布相應的表面均勻地擴散，即，光源均勻地分布在整個外殼上，或者光分布集中在外殼的特定區(qū)域。提供遍布外殼的表面并因此遍布片狀金屬元件的表面分布的LED簇或LED對于借助于片狀金屬元件提供改進的熱擴散是有利的。結(jié)果，片狀金屬元件的材料可以選擇得較薄或者熱傳導較低，這提供了使用類似薄鋼板的材料的可能性。
[0010]根據(jù)照明設(shè)備的實施方式，外殼包括光導，該光導與所述多個光源光耦合，用于接收和分配來自光源的光。光借助于內(nèi)反射通過光導分配。在本實施方式中，為了實現(xiàn)光導中的良好的內(nèi)反射，如前所述，片狀金屬元件優(yōu)選地與光導分開預定距離。在照明設(shè)備的實施方式中，光導設(shè)置在其近端的端面處設(shè)置有光輸入邊緣，并且所述多個光源設(shè)置在所述光輸入邊緣處。光導可以設(shè)置為中空的固體光導，或者是柔性的。當設(shè)置為柔性的時，光導優(yōu)選地使用外殼的外部保護性透明封裝層作為支撐結(jié)構(gòu)來設(shè)置。
[0011]根據(jù)照明設(shè)備的實施方式，所述多個光源的驅(qū)動器電子器件設(shè)置在內(nèi)部容積內(nèi)。因此，相比于已知的改型的LED燈方案，用于驅(qū)動器電子器件的容積顯著地更大。另外，利用本發(fā)明的布置，驅(qū)動器電子器件所需的容積不與用于光源設(shè)備的光輸出耦合和光源冷卻的表面相干涉。當照明設(shè)備用來提供改型的燈時，其通常包括聯(lián)接于外殼的基座，該基座可以是愛迪生螺旋燈座或任何其他適用的基座。
[0012]本發(fā)明的這些和其他方面、特征和優(yōu)點將從后文描述的實施方式中參照這些實施方式顯而易見。
【附圖說明】
[0013]現(xiàn)在將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明，在附圖中:
[0014]圖1a是根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的實施方式的示意性局部切開的側(cè)視截面圖，而圖1b和圖1c是根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的兩個實施方式的散熱器的示意性側(cè)視立體圖；
[0015]圖2a是根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的實施方式的示意性分解側(cè)視立體圖，并且圖2b至圖2d示出了根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的實施方式的外殼的壁的近視截面圖；
[0016]圖3a是根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的實施方式的示意性側(cè)視立體圖，圖3b是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明設(shè)備的外殼的一部分的示意圖，其中該實施方式與圖3a中部分地示出的照明設(shè)備的實施方式相同，并且圖3c示出了圖3a的照明設(shè)備的外殼的示意性截面圖；
[0017]圖4是示出了 LED區(qū)域與環(huán)境的熱阻曲線圖；以及
[0018]圖5和圖6示出了對于根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的實施方式，在照明設(shè)備上的溫度分布的熱模擬。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在將在下文中參照附圖更完整地描述本發(fā)明。下面的實施方式通過示例的方式來提供，以使本公開將變得透徹而完整，并且向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員完整地傳達本發(fā)明的范圍。相似的標號在全文中指代相似的元件。
[0020]圖1a是照明設(shè)備10的實施方式的示意性部分切開的側(cè)視截面圖；這里，照明設(shè)備10是改型的燈泡，其包括:外殼15，外殼15包圍成和/或圍繞內(nèi)部容積16。外殼15與基座18接合。這里，基座18實施為用于傳統(tǒng)的燈泡插座的Edison基座?；?8構(gòu)造成將電源連接至驅(qū)動電路17，其中驅(qū)動電路17布置成驅(qū)動照明設(shè)備10的光源19。外殼15包括透明的封裝層11(例如由玻璃制成)和光導12;這里，光導12是固體中空筒形體，其具有沿其長度的名義上恒定的半徑。光導布置在透明封裝層11的內(nèi)側(cè)上，并且覆蓋其大部分。散熱器一一這里是由銅制成的200 μπι厚的片狀金屬元件13—一緊密地靠在光導12的內(nèi)表面上，以實現(xiàn)良好的熱接觸。在圖1b中示出了片狀金屬元件13的立體圖。片狀金屬元件13大致成形為筒，該筒在其橫向端18處封閉，并且設(shè)置有多個舌部14。該示例性的片狀金屬元件13是有利的，因為其提供了成形體的簡單的實現(xiàn)方式。由于所述多個舌部14的彈簧功能，其提供了一種簡單的方式來處理外殼內(nèi)的尺寸公差等，并且提供了片狀金屬元件到外殼中的簡易安裝。
[0021]片狀金屬元件23是照明設(shè)備的替代性實施方式并且在圖1c示出，其大致成形為筒；該筒在其橫向側(cè)18封閉，并且設(shè)置有側(cè)壁24，側(cè)壁24不具有如對于圖1b的片狀金屬元件13所圖示的多個舌部14。
[0022]再次參照圖la，在本實施方式中，光源19包括多個光源，這些光源在光導12的近端布置在光導12的光輸入邊緣12c處?？蛇x地，固態(tài)光源19被定位在限定于光導中的相應的開口中，例如布置在其近端處的槽。。所述多個光源19優(yōu)選地是LED。所述多個光源布置成使得來自光源19的光進入光導12的近端處的光輸入邊緣12c并且通過全內(nèi)反射在光導中行進。光源19優(yōu)選地布置成環(huán)，如在圖2a中圖示的照明設(shè)備20中所示，或者根據(jù)光耦合光源的光導的光輸入邊緣的形狀布置成另一種合適的圖案。
[0023]依照根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備的實施方式，光導的外表面(相當于圖1a中的表面12a)設(shè)置有光提取元件(未示出)，這些光提取元件用來增強和控制強度分布，即使從光導輸出的光的強度變化。光提取元件優(yōu)選地布置在光導的外表面的限定區(qū)域中。光提取元件構(gòu)造成以預定的光射線角分布和/或強度曲線從光導提取光。光射線角分布指的是強度隨從光發(fā)射器(例如光導)發(fā)射的光的射線角(一般為立體角)的變化。在一些實施方式中，在給定的限定區(qū)域處的光提取元件通過布置在外表面上/外表面中的凸部或凹部或者通過凸部與凹部的組合來提供。
[0024]現(xiàn)在參照圖2a，照明設(shè)備20包括外殼35，外殼35圍住內(nèi)部容積，其中光源19的驅(qū)動器電子器件布置在該內(nèi)部容積中。圖2b是近視截面圖，更詳細地示出了外殼25。外殼35包括光導21，其中光源19光耦合至光導21。片狀金屬元件23布置在光導21的內(nèi)側(cè)并且相對于光導21以100 μ m的預定距離d 24布置。
[0025]在圖2c所示的替代性實施方式中，外殼35具有與關(guān)