CN102449372A - 照明器件以及照明器件的装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种照明器件(100)和一种该照明器件的装配方法(4000)。该照明器件(100)包括：被配置为生成光的光源，被配置为支撑该光源的载体(120)以及封闭该光源和该载体的外壳(130)。该外壳包括至少两个包封部分，其中当两个包封部分接合在一起时形成该外壳。另外，该载体被配置为与该包封部分中的至少一个包封部分热接触以向该照明器件之外排散热量。该方法包括将该光源与载体热接触地安装(4100)并且用外壳封闭(4200)该光源和载体的步骤。本发明的优点在于其提供了便于照明器件的装配的便捷设计。此外，本发明的优点在于其提供了具有改善的热传递的照明器件。

Description

照明器件以及照明器件的装配方法
技术领域
本发明涉及照明器件以及照明器件的装配方法。
背景技术
发光二极管(LED)灯是本领域已知的。LED灯是使用LED作为光源的灯。在该灯中，多个二极管可用于增加灯的输出功率或者用于随着单个LED在窄带波长中发光而提供白光。由于LED灯的颜色和输出功率是可以调整的，所以LED灯可用于一般照明或者甚至更特定的照明。
整体而言，灯或照明器件包括被配置为生成光并且安装在电路板上或者至少连接到电路板的光源。光源被配置在通常具有灯泡形的封装壳中。除了提供最大光输出和/或特定颜色的光之外，照明器件的设计需要考虑由一个或多个光源和/或连接到一个或多个光源的电子器件生成的热量的排散。
例如，美国专利申请US2010/0008086公开了一种基于白色LED的发光器件，包括一组固态发光二极管、用于激活该发光二极管的电子器件以及封装壳。为了向外传导或者传递从该白光LED器件之中生成的热量，该封装壳包括气孔和散热组件。
发明内容
整体而言，现有技术的系统的缺点可能在于该系统要求大量包括用于热量排散的具体细节(例如封装壳、一个或多个光源、电路板、气孔和散热组件)的组件，从而致使系统的装配相当复杂。
因此，本发明的一个目的在于减轻上述缺点，并且提供一种具有用于便于其装配的便捷设计的照明器件。
通过如独立权利要求所述的照明器件和照明器件的装配方法来实现本发明的这些以及其他目的。通过从属权利要求来定义本发明的其他有利的实施方式。
根据本发明的第一方面，提供了一种本发明所定义的照明器件。该照明器件包括：被配置为生成光的光源，被配置为支撑该光源的载体以及用于封闭该光源和该载体的外壳。该光源与该载体热接触并且该外壳包括至少两个包封部分，其中当该两个包封部分接合在一起时形成该外壳。该载体被配置为与至少一个包封部分热接触以向该照明器件之外排散热量。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于本发明所定义的包括被配置为生成光的光源的照明器件的装配方法。该方法包括将该光源安装为与载体热接触并且通过接合至少两个包封部分来封闭该光源的步骤，从而形成用于封闭该光源的外壳。该载体被配置为与该包封部分中的至少一个包封部分热接触以向该照明器件之外排散热量。
本发明利用了照明器件的外壳或灯泡可以包括至少两个包封部分的见解，其中当该包封部分接合在一起时形成该外壳(或者该照明器件的封装壳)。本发明的优点在于其提供了一种便于照明器件(例如灯或聚光灯)的装配的便捷设计。使用两个包封部分，当两个包封部分分离时可以将该光源和该载体便捷地安装在一起并且随后通过接合该两个包封部分将该光源和该载体封闭在外壳中。要认识到，可以使用多于两个包封部分并且本发明不限于包括仅由两个包封部分做成的外壳的照明器件。
本发明还利用了照明器件的外壳(或灯泡)可作为散热体并且供向该照明器件之外排散(例如由光源或连接到光源的任意电子器件生成的)热量的见解。为此目的，该光源被配置为与载体热接触，该载体本身与该外壳的该包封部分中的至少一个包封部分热接触。用本发明，照明器件的整个外表面即外壳作为散热体。因此，本发明的优点在于提供了一种向照明器件的外部环境的有效的热传递。
根据一个实施方式，该载体和该外壳可以由陶瓷材料做成，其优点在于陶瓷材料是一种具有良好热传导性的材料，从而允许相对有效的热传递。例如，该陶瓷材料可以是多晶氧化铝(PCA)，PCA的优点在于其是一种半透明陶瓷材料。
根据一个实施方式，该外壳可以具有灯泡形状(或灯泡)。具体而言，该包封部分可以是灯泡的两半。
根据一个实施方式，包封部分以及该载体的至少一部分(或该载体的第一部分或第一载体)可以形成单个集成部分，其优点在于降低了组件的数量，从而更进一步有助于该照明器件的装配。本发明的实施方式的优点还在于该包封部分和该载体的部分(例如灯泡的一半或该载体的一半)可以从单一模具被制造成单一部件。还可以从单一模具优选地同一模具制造对应的一个或多个包封部分以及该载体部分以用于形成该外壳和该载体。
根据另一个实施方式，可以将该载体配置在两个包封部分之间的接合部处。在本发明的实施方式中，该载体和该包封部分是分离的部分。
根据一个实施方式，该包封部分可以有利地被配置为将一个包封部分与另一个包封部分配合，从而便于该照明器件的装配。
根据一个实施方式，该载体可以沿着从该照明器件的底部延伸到该照明器件的顶端的轴线配置。可选择地，该载体可以沿着横穿从该照明器件的底部延伸到该照明器件的顶端的轴线的方向配置。在这些实施方式中，该载体将由该外壳所定义的空间分割成至少两个隔间。然后可以有利地使用多个光源并且将该多个光源分布在该载体的每一侧以使得提供均匀的照明。
根据一个实施方式，该外壳可以包括透射区域，该透射区域被配置为透射由该光源所生成的光的至少一部分(特别是当该光源在可见波长频谱范围即380-780nm内发射时)。该透射区域可以是半透明的(光传输和散射)或者是透明的(基本上不受阻碍的传输)。该区域有利地是半透明的，从而防止用户看到该外壳之中的一个或多个光源以及可选择的电子器件。如上所述，该外壳可以是由PCA做成的，从而提供半透明的外壳。因此，该照明器件的外壳或封装壳的优点在于其集成了大量功能，例如光学功能、热力学功能和机械功能。
根据一个实施方式，该载体可以包括反射区域，该反射区域被配置为反射由一个或多个光源所生成的光的至少一部分。可选择地或另外，该载体可以包括透射区域，该透射区域被配置为透射由该光源所生成的光的至少一部分。
根据一个实施方式，该光源可以是至少一个发光二极管(LED)或至少一个LED封装。该光源可以包括例如RGB LED(红绿蓝发光二极管)或者被配置为提供白色光(例如RGB组合或蓝色和黄色的组合或蓝色、蓝色和红色的组合等等)的多个二极管。可选择地，该照明器件可以被配置为提供彩色光。
该光源还可以包括多个光源(例如多个LED)，该(多个)光源取决于驱动条件能够以不同的预定波长提供光。因此，在具体的实施方式中，该照明器件还可以包括(与该照明器件附接的或在该照明器件外部的)控制器，该控制器被配置为响应于传感器信号或者用户输入器件信号来控制该照明器件的光的颜色。
在下文中，可以参考作为光源的优选实施方式的LED来进一步描述本发明。因此，在下文中，术语“LED”也可以整体指代光源(或者多个光源)，除非上下文中另外指示或者在上下文中明确表示而优选指代LED。另外，术语“LED”特别涉及固态照明(固态LED)。
根据一个实施方式，该光源可以在可见光范围内发光，但是在另一个实施方式中还可以可选择地或另外在UV范围内发光。如上所述，该光源可以包括LED。在其他实施方式中，该光源是被配置为生成蓝色光的LED。可以使用该蓝色发光源本身或者可以将该蓝色发光源与(例如配置在该外壳处或者在至少一个该包封部分处的)发光材料结合，从而提供白色光，或者可以将该蓝色发光源与在其他波长上生成光的一个或多个其他LED组合。还可以应用该实施方式的组合。
根据一个实施方式，可以将该载体和该载体的一部分用胶粘到该外壳的包封部分。该胶水有利地具有良好的热特性以使得可以将热量从该载体排散到该包封部分。
可选择地，可以将该载体插入到两个包封部分之间的接合部处。在本实例中，将该载体有利地冲压在两个包封部分之间，使得在该载体与该包封部分之间提供良好的热接触以便热量排散。
根据一个实施方式，将该外壳(或照明器件)的底部插入到作为保持器的插座中。该插座还可以被配置为向该光源提供电力。
在本申请中，在实施方式中术语“至少”还可以指示“全部”或“完全”。
注意到，本发明涉及权利要求中所描述的特征的全部可能组合。
附图说明
现在将参考附图来更详细地描述本发明的这些以及其他方面，附图显示了本发明的各种示例性实施方式。
图1是根据本发明的示例性实施方式的照明器件的分解图；
图2是根据本发明的另一个示例性实施方式的照明器件的示意图；
图3是根据本发明的另一个示例性实施方式的照明器件的示意图；
图4a-图4c以示意性的方式示出了用于根据本发明的示例性实施方式的照明器件的装配方法的工序流程图。
具体实施方式
参考图1来描述本发明的第一实施方式。
图1显示了根据本发明的一个实施方式的照明器件100的分解图。该照明器件包括被配置为生成光的光源110。在本实例中，光源110对应于多个LED封装111、112、113和114。虽然图1显示了多个LED封装形成光源110，但是也可以使用单个光源。
照明器件100还包括被配置为支撑光源110或LED封装111-114的两个载体部分121和122(或第一载体121和第二载体122)。在下文中，当想要把两个载体部分121和122接合在一起时，两个载体部分121和122还可以被称为单个载体并且将被统称为载体120。
照明器件100还包括两个包封部分131和132，当两个包封部分131和132接合在一起时形成外壳或者封装壳，在下文中被整体标记为单个外壳130。外壳130封闭光源111-114以及载体121和122。光源111-114(或光源110)被配置为与载体121和122热接触。载体120被配置为分别与包封部分131和132热接触。
使用该设计，当该照明器件加电时，可以由一个或多个光源111-114生成热量并且可以经由载体121和122和包封部分131和132向照明器件100之外排散该热量。
在本实施方式中，第一载体121和第二载体122将照明器件100分割成两个隔间。可以有利地将照明器件的一个或多个光源111-114分布在第一载体121和第二载体122的每一侧以便改善从照明器件100发射的光的均匀性。
外壳130可以特别地被配置为接收来自一个或多个光源111-114的全部光。另外，外壳130可以特别地被配置为允许一个或多个光源111-114的光逃逸。
当使用多个光源并且该光源在不同波长上发光时，因此还可以将外壳130指示为混合室。当使用被配置为远离光源处(例如被配置为在外壳或者该外壳的一部分处)的发光材料时，混合也是相关的，其中从该光源吸收部分光以提供发光材料光照。
外壳130可以有利地包括透射区域，该透射区域被配置为透射由光源111-114生成的光的至少一部分。
根据一个实施方式，载体120也可以包括透射区域，其优点在于在朝向载体的方向上的来自外壳的隔间的光可以传送通过该载体并且随后经由外壳130传输到照明器件之外。具体而言，外壳130可以由具有透光特性的材料做成，使得能够实现光通过该外壳的有效传输。
可选择地或另外，载体120可以包括反射区域，该反射区域被配置为反射由一个或多个光源生成的光的至少一部分，其优点在于可以从载体反射在外壳的隔间中发射的并朝向载体的光并且将其经由该外壳的同一隔间传输到照明器件之外。要明白，载体可以被设计为具有为透射或反射区域的大量不同区域，使得能够例如实现希望的光分布。
在图1所示的实施方式中，外壳130是灯泡形的并且包封部分131和132是灯泡的两半，从而提供具有标准的灯泡形的照明器件。
根据一个实施方式，外壳和载体两者包括陶瓷材料，其优点在于陶瓷材料改善了来自照明器件的热量的传递。
术语“陶瓷”是本领域已知的，并且可以特别涉及由加热和后续冷却操作方式制备的无机的、非金属的固体。陶瓷材料可以具有晶体或部分晶体结构或者可以是多晶型的，即玻璃。最普通的陶瓷是水晶。术语陶瓷特别涉及被烧结在一起并且形成一个物件(与粉末相反)的材料。本文所使用的陶瓷优选地是多晶陶瓷。
陶瓷材料可以基于例如从由Al2O3、AlN、SiO2、Y3Al5O12(YAG)、Y3Al5O12类似物、Y2O3及TiO2和ZrO2组成的组中所选择的一个或多个材料。术语Y3Al5O12类似物涉及与YAG具有基本上相同的晶格结构的石榴石系统，但是其中至少用其他离子(例如分别用Sc、La、Lu和G中的一个或多个)来至少部分替换Y和/或Al和/或O，特别是Y和/或Al。
根据一个实施方式，陶瓷材料可以是Al2O3，Al2O3是一种半透明材料。当在大约1300-1700℃的范围(例如在大约1300-1500℃比如1300-1450℃的范围内)内烧结Al2O3时，还可以将Al2O3做得高度反光。该材料在本领域中还被称为“棕色”PCA(多晶氧化铝)。
术语“基于”指示用于制备陶瓷材料的起始材料基本上由本文所指示的一个或多个材料(例如Al2O3或Y3Al5O12(YAG))组成。但是这并不排除出现少量(残留)黏结材料或掺杂剂，例如对于Al2O3的Ti或者在一个实施方式中对于YAG的Ce。
陶瓷材料可以具有相对良好的热传导性。优选地，热传导性至少为大约5W/mK，例如至少约15W/mK，甚至更优选地至少约100W/mK。YAG具有大约6W/mK范围内的热传导性，多晶氧化铝(PCA)具有大约20W/mK范围内的热传导性并且AlN(氮化铝)具有约150W/mK范围或更大范围内的热传导性。
再次参考图1，照明器件100还可以包括插座180，插座180用于保持包封部分131和132并且用于经由连接板183向LED封装111-114提供电力。
根据一个实施方式，参考例如图1和图4a，包封部分131和载体的部分121形成单个集成部分。该实施方式的优点在于其进一步减低用于装配照明器件的组件的数量，从而更加有助于其装配。
参考图2，描述了本发明的另一个实施方式。
图2是包括光源210、载体220和两个包封部分231和232的照明器件200的示意图，其中光源210可以是LED，光源210被配置为生成光，载体220被配置为支撑光源210，当两个包封部分231和232接合在一起时形成外壳或封装壳230。载体220被配置为与光源210热接触，并且载体220被配置在两个包封部分231和232之间的接合部250处。接合部250提供载体220与包封部分231和232之间的机械接口和热接口。如参考图1所述的实施方式，通过经由载体220的热传递并且通过外壳200，向该照明器件200之外排散由光源210生成的热量。
参考以上参考图1和图2所述的任意一个实施方式，照明器件100和200的外壳130和230的包封部分分别被配置为彼此配合。
参考图3，描述了本发明的另一个实施方式。
图3是包括两个被配置为生成光的光源311和312(例如两个LED)的照明器件300的示意性顶视图。两个LED 311和312被安装在两个载体321和322(或载体的两个部分)上，载体321和322被配置为分别支撑LED 311和312。在本实施方式中，单个LED封装被安装在载体上或与载体附接。可选择地，可以将多个LED封装安装在第一载体上。
如图3中所示的，当两个包封部分接合在一起时，附接到外壳的第一包封部分331的第一载体321可以在由外壳的第二包封部分332所定义的体积中延伸。类似地，当两个包封部分接合在一起时，附接到外壳的第二包封部分332的第二载体322可以在由外壳的第一包封部分331所定义的体积中延伸。换句话说，第一载体321和第二载体322可以不被精确地配置在彼此面前而是改为略微错开。
在本实施方式中，如图参考图1和图2所示的实施方式，载体321和322沿着从该照明器件的底部延伸到该照明器件的顶端的轴线170(见图1)配置。
可选择地，该载体可以沿着横穿从该照明器件的底部延伸到该照明器件的顶端的轴线170的方向配置。
在任意一个情况中，该载体在照明器件的外壳之中定义隔间。
参考图4a-图4c，描述了照明器件的装配方法的工序流程4000。
图4a-图4c示意性地示出了包括第一半灯泡131和第二半灯泡132的照明器件的装配，其中第一半灯泡131具有第一载体121，第一光源111安装在第一载体121上，第二半灯泡132具有第二载体122，第二光源112安装在第二载体122上。
图4a显示了包括第一载体121的第一包封部分或半灯泡131。第一半灯泡131和第一载体121可以是单个集成部分，例如由单个模具做成。可选择地，第一载体121和第一半灯泡131可以是两个分离的部分，并且可以将第一载体121胶粘到第一半灯泡131内部。该胶有利地具有良好的导热特性以使得可以将热量从第一载体121有效地传递到第一半灯泡131。
在第一步骤4100中，将光源111与第一载体131热接触地安装。光源111可以例如通过扣钩的方式与该载体附接。
然后可以对第二光源112热接触地安装的第二载体132应用类似的步骤。
在第二步骤4200中，通过如图4b中所示，接合两个包封部分131和132，封闭第一光源111、第一载体121、第二光源112和第二载体122。
结果是形成如图4c所示的外壳130。外壳130可以随后被插入到插座180上以保持两个包封部分131和132。插座180还可以被配置为向照明器件提供电力使得可以将电力传输到光源111和112。
就这点而言，光源有利地可以是高压(HV)LED，高压LED的优点在于由于不需要任何驱动器所以能够进一步降低形成照明器件所必须的组件的数量。
甚至更有利的是，可以使用相移HV LED并且将其分布在载体130(或载体131和132)上以防止任何频闪效应。
本发明可用于任意类型的灯例如聚光灯或标准灯。本发明可以用于家庭、酒店、户外、办公室、工业和零售业中所使用的照明器件。
虽然参考具体示例性实施方式来描述本发明，但是对于本领域的技术人员而言许多变形、修改等等将是显而易见的。所述实施方式因此不是意图限制如所附权利要求书所定义的本发明的范围。
例如，虽然上述实施方式涉及具有标准灯泡形的照明器件，但是可以想到任意其他合适的形状。此外，虽然上述实施方式包括第一和第二载体，但是应该明白照明器件可以包括与至少一个包封部分热接触的仅一个载体。此外，照明器件还可以包括多于两个载体或载体部分。
此外，虽然参考用于形成外壳或封装壳(或灯泡)的两个包封部分来描述本发明，但是本发明不限于该实施方式并且可以使用多于两个包封部分来形成照明器件的外壳。
要明白，将根据希望的应用来选择LED或光源的数量以及他们各自的波长。

Claims (15)

1.一种照明器件(100)，包括：
被配置为生成光的光源(110)，
被配置为支撑所述光源的载体(120)，所述光源与所述载体热接触，以及
封闭所述光源和所述载体的外壳(130)，
其中，所述外壳包括至少两个包封部分(131，132)，其中当两个包封部分(131，132)接合在一起时形成所述外壳，并且
其中，所述载体被配置为与所述包封部分中的至少一个包封部分热接触以向所述照明器件之外排散热量。
2.如权利要求1所述的照明器件，其中，所述外壳和所述载体两者包括陶瓷材料。
3.如权利要求1或2所述的照明器件，其中，所述外壳是灯泡形的。
4.如前述任一权利要求所述的照明器件，其中，所述包封部分是灯泡的两半。
5.如前述任一权利要求所述的照明器件，其中，所述包封部分(131，132)和所述载体(121，122)的至少一部分形成单个集成部分。
6.如权利要求1-4中的任意一个所述的照明器件，其中，所述载体被配置在两个包封部分之间的接合部(250)处。
7.如前述任一权利要求所述的照明器件，其中，所述包封部分被配置为彼此配合。
8.如前述任一权利要求所述的照明器件，其中，所述载体沿着从所述照明器件的底部延伸到所述照明器件的顶端的轴线(170)或者沿着横穿从所述照明器件的底部延伸到所述照明器件的顶端的轴线(170)的方向配置。
9.如前述任一权利要求所述的照明器件，其中，所述外壳包括透射区域，所述透射区域被配置为透射由所述光源所生成的所述光的至少一部分。
10.如前述任一权利要求所述的照明器件，其中，所述载体包括：
透射区域，所述透射区域被配置为透射由所述光源所生成的所述光的至少一部分，和/或反射区域，所述反射区域被配置为反射由所述光源所生成的所述光的至少一部分。
11.如前述任一权利要求所述的照明器件，其中，所述光源包括至少一个发光二极管(LED)或至少一个LED封装。
12.一种用于包括被配置为生成光的光源(110)的照明器件(100)的装配方法(4000)，所述方法包括以下步骤：
将所述光源与载体热接触地安装(4100)，并且
通过接合至少两个包封部分来封闭(4200)所述光源，从而形成用于封闭所述光源的外壳，所述载体被配置为与所述包封部分中的至少一个包封部分热接触以向所述照明器件之外排散热量。
13.如权利要求12所述的方法，其中，包封部分和所述载体的至少一部分是单个集成部分。
14.如权利要求12所述的方法，还包括将所述载体胶粘到包封部分的步骤或者将所述载体插入到两个包封部分之间的接合部处的步骤。
15.如权利要求12-14中的任意一个所述的方法，其中，所述外壳和所述载体两者包括陶瓷材料。
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