CN102644863A - 照明模块和照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种照明模块和照明设备,所述照明模块包括:光发射器;设置在光发射器下的覆层金属基底;使光发射器绝缘于覆层金属基底的绝缘结构;设置在光发射器上的光学结构;以及设置在光学结构上并且耦接至覆层金属基底的壳。

Description

照明模块和照明设备

技术领域[0001 ] 实施方案可涉及照明模块和照明设备。

背景技术

[0002] 发光二极管(LED)是一种将电能转换为光能的能量器件。与电灯泡相比,LED具有更高的转换效率、更低的功耗以及更长的寿命。随着这些优点被广泛地认知,如今越来越多的注意力被投向了使用LED的照明装置。

[0003] 使用LED的照明装置一般可以分为直接照明装置和间接照明装置。直接照明装置在不改变光路的情况下发射从LED发射的光。间接照明装置通过用反射手段等改变光路来发射从LED发射的光。与直接照明装置相比,间接照明装置在一定程度上减弱了从LED发出的强光并且保护用户的眼睛。

发明内容

[0004] —个实施方案是一种照明模块。所述照明模块包括:光发射器;设置在光发射器下方的覆层金属基底;使光发射器绝缘于覆层金属基底的绝缘结构;设置在光发射器上的光学结构;以及设置在光学结构上并且耦接至覆层金属基底的壳。

[0005] 另一实施方案是一种包括照明模块的照明设备。该照明设备包括:散热器,其包括容置凹部和设置在其一部分上的多个间隔物;电源,其设置在容置凹部中并且向照明模块供电;以及防水盖,其耦接至散热器的顶面的至少一部分并且防止水被引入到散热器的容置凹部内。照明模块设置在散热器下并且向下发出光。

附图说明

[0006] 可参考以下附图对设置和实施方案进行详细描述,在附图中,相似的附图标记指代相似的元件,其中:

[0007] 图I是根据实施方案的照明模块的俯视立体图;

[0008] 图2是图I中示出的照明模块的仰视立体图;

[0009] 图3是图I中示出的照明模块的横截面图;

[0010] 图4是图I中示出的照明模块的分解立体图;

[0011] 图5示出图4中示出的照明模块的光学结构的另一实施方案;

[0012] 图6是图5中示出的光学结构的横截面图;

[0013] 图7是图4中示出的照明模块沿线A-A’截取的横截面图;

[0014] 图8是包括图I中示出的照明模块的照明设备的分解立体图;以及

[0015] 图9是用于描述图8中示出的防水盖与散热器之间的耦接关系的视图。

具体实施方式

[0016] 为了方便和清楚的描述起见,可以放大、省略或示意性地示出每层的厚度或尺寸。每个组件的尺寸可能不一定表示其真实尺寸。

[0017] 应当理解:当称元件在另一个元件之“上”或“下”时,该元件可以直接在另一元件之上/下,或者,也可以存在一个或更多个中间元件。当称元件在“上”或“下”时,基于该元件可以包括“在元件之下”以及“在元件之上”。

[0018] 可以参考附图对实施方案进行详细描述。

[0019] 图I是根据一个实施方案的照明模块的俯视立体图。图2是图I中示出的照明模块的仰视立体图。图3是图I中示出的照明模块的横截面图。图4是图I中示出的照明模块的分解立体图。

[0020] 参考图I至图4,根据该实施方案的照明模块可以包括壳100、填充(packing)结构200、光学结构300、光发射器400以及绝缘结构500。在此,照明模块可以进一步包括覆 层金属基底600。

[0021] 壳100可以通过使用耦接手段如耦接螺钉等耦接并且固定至覆层金属基底600,并且可以形成根据实施方案的照明模块的本体。特别地,当耦接螺钉穿过壳100的通孔“H1”并且插入并固定到覆层金属基底600的锁定凹部“H2”时,壳100与覆层金属基底600可以彼此耦接。

[0022] 壳100可以借助于耦接螺钉耦接到覆层金属基底600或与覆层金属基底600分离。因而,当照明模块损坏时,可以容易地通过插入或取出耦接螺钉来维护或修理照明模块。

[0023] 壳100可以具有圆环状本体。壳100容置并且保护填充结构200、光学结构300、光发射器400以及绝缘结构500。

[0024] 壳100包括开口 “G”以允许穿过光学结构300的光发射到外部。因此,光学结构300通过开口 “G”向外暴露。

[0025] 为了福射来自光发射器400的热,推荐壳100由导热材料制成。例如,壳100可以由金属材料制成。特别地,金属材料可以包括Al、Ni、Cu、Au和Sn中的至少一种。在此,壳100的外表面可以包括用于福射来自光发射器400的热的多个散热翅片110。散热翅片110增加了壳100的表面积,所以可以有效地辐射热。

[0026] 填充结构200设置在壳100与光学结构300之间,防止水和杂质进入光发射器400。填充结构200可以由不允许水穿透的弹性材料制成。例如,可以使用防水橡胶或防水硅材料作为填充结构200的材料。

[0027] 填充结构200可以具有圆环形状,以使得填充结构200可以设置在光学结构300的外框330上。在此,填充结构200可以具有多种形状,其取决于光学结构300的形状。当填充结构200设置在光学结构300上时,壳100挤压填充结构200。因此,填充结构200填充壳100与光学结构300之间的空间,由此阻止水和杂质通过壳100的开口 “G”穿透光发射器400。相应地,可以改善根据实施方案的光源模块的可靠性。

[0028] 光学结构300设置在光发射器400上,并且在光学上控制从光发射器400发出的光。光学结构300包括透镜310和外框330。

[0029] 光学结构300可以通过使用透光材料来注塑成型。透光材料可以用塑性材料如玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等实现。

[0030] 图4示出了光学结构300具有带有多个穹顶状透镜310的形状。但是,对于光学结构300的形状没有限制。下文将描述另一具体实施方案。

[0031] 多个透镜310可以设置在光学结构300的顶面上。透镜310可以具有穹顶形状。

[0032] 透镜310控制从光发射器400入射的光。这里,对光的控制是指从光发射器400入射的光的扩散或收集。当光发射器400的发光器件430是发光二极管时,透镜310能够扩散来自发光器件430的光。此外,透镜310还能够收集而不是扩散来自光发射器的400的光。

[0033] 透镜310可以对应于光发射器400的发光器件430。也就是说,透镜310的数量可以与发光器件430的数量相同。例如,如图4所示,当八个发光器件430设置在基底 410上时,八个透镜310设置为与八个发光器件430——对应。

[0034] 透镜310可以包括荧光材料(未示出)。荧光材料可以包括黄色荧光材料、绿色荧光材料或红色荧光材料中的至少一种。特别地,当光发射器400的发光器件430是蓝色发光二极管时,透镜310可以包括黄色荧光材料、绿色荧光材料以及红色荧光材料中的至少一种。因此,由于透镜310中包含的荧光材料,可以提高从发光器件430发出的光的显色指数(CRI)。

[0035] 填充结构200设置在外框330上。为此,外框330可以具有平坦形状,以允许填充结构200整个位于外框330上。但是,外框330可以向内或向外倾斜,但不限于此。当填充结构200包括预定的凹部时,外框330可以包括凸出部(未示出),该凸出部配合到预定的凹部中并且与其耦接。这样,外框330具有多种实施方案,以使得填充结构200容易地安装在外框330上。

[0036] 外框330与壳100 —起挤压填充结构200并防止在外框330与填充结构200之间引入水或杂质。因此,保护光发射器400免受水或杂质。

[0037] 外框330可以使光发射器400的发光器件430和透镜310以规则的间隔彼此隔开。外框330可以在透镜310与发光设备430之间形成空间。当光发射器400的发光器件430是发光二极管时,从发光二极管430发出的光具有约120°角的光分布角。这是因为,为了使用光获得期望的光分布,光发射器400与透镜310之间需要有规则的间隔。

[0038] 下面将参考图5至图6来描述光学结构300的另一实施方案。

[0039] 图5示出图4中示出的照明模块的光学结构300的另一实施方案。图6是图5中不出的光学结构300的横截面图。

[0040] 与图4中示出的光学结构300类似,图5至图6中示出的光学结构300包括透镜310和外框330。但是,图5至图6中示出的光学结构300包括一个透镜310而不是多个透镜 310。

[0041] 相应地,由于图5至图6中示出的光学结构300包括图4中示出的光学结构300的透镜310和外框330,所以图5至图6中示出的光学结构300包括图4中示出的上述光学结构300的透镜310和外框330的功能和作用。

[0042] 在此,图5至图6中示出的光学结构300的光入射表面350可以具有预定的不平坦结构(uneven)。如图6中所示,该不规则形状可以包括棱镜形状或半球形状。以此方式,通过光学结构300的光入射表面350的不平坦结构,可以提高光提取效率并且可以获得期望的光分布。

[0043] 光发射器400设置在覆层金属基底600上以及光学结构300下方。光发射器400可以包括基底410和设置在基底410上的多个发光器件430。

[0044] 如附图中所示,基底410可以具有圆盘形状。但是,基底410的形状不限于此。

[0045] 基底410可以通过在绝缘体上印刷电路来形成,并且可以是铝基底、陶瓷基底、金属芯PCB、普通PCB或柔性PCB中的任何一种。

[0046] 多个发光器件430布置在基底410的一侧上。基底410的这一侧可以具有能够有效地反射光的颜色,例如白色。

[0047] 多个发光器件430设置在基底410上。在此,多个发光器件430可以以阵列的形式设置在基底410上。多个发光器件430的形状和数量可以根据需要进行多种变化。

[0048] 发光器件430可以是发光二极管(LED)。可以选择性地使用红色LED、蓝色LED、绿色LED或白色LED中的至少一种作为发光器件430,或以变化的方式进行使用。

[0049] 基底410可以包括DC变换器或保护器件。DC变换器将AC变换为DC并且提供DC。保护器件保护照明设备免受ESD (静电释放)、电涌现象等。

[0050] 可以在基底410的底面上设置散热板(未示出)。散热板(未示出)可以将从光发射器400产生的热有效地传递给覆层金属基底600。散热板(未示出)可以由具有导热性的材料形成。例如,散热板可以是导热硅垫或导热带。

[0051] 绝缘结构500环绕光发射器400的外周表面。为此,绝缘结构500具有与圆形光发射器400 —致的环形形状。虽然附图示出了绝缘结构500具有环形形状,但是,对于绝缘结构500的形状没有限制。

[0052] 期望地,绝缘结构500由绝缘材料制成。例如,绝缘结构500可由橡胶材料或聚硅氧烷材料制成。绝缘结构500能够电保护光发射器400。换言之,绝缘结构500使光发射器400的侧面与覆层金属基底600及金属壳100电绝缘。因此,可以增加根据实施方案的照明模块的耐受电压,并且可以改善可靠性。绝缘结构500还能够防止水和杂质被引入光发射器400中。

[0053] 覆层金属基底600设置在光发射器400下方并且可以耦接至壳100。因此,覆层金属基底600能够通过自身辐射来自光发射器400的热或者将自光发射器400的热传递给壳100。在此,推荐的是,覆层金属基底600应配置为与光发射器400的底面直接或间接接触。当覆层金属基底600与光发射器400的基底410的底面间接接触时,其意味着散热板(未示出)设置在基底410的底面上。

[0054] 覆层金属基底600是通过将多个不同的金属层结合在一起而形成的金属层合体。在此,覆层金属基底600可以用具有电绝缘特性和散热特性的散热层来代替,或者用由聚合物材料或非金属材料制成的支撑层来替代。将参考图7对覆层金属基底600进行详细描述。

[0055] 图7是图4中示出的覆层金属基底600的沿直线A_A’截取的横截面图。

[0056] 参考图7,覆层金属基底600可以包括第一金属层610和第二金属层630。第一金属层610不同于第二金属层630。相应地,覆层金属基底600能够同时表现出第一金属层和第二金属层的独特优点。 [0057] 图7不出了覆层金属基底600的两个金属层结合在一起。但是,不限于此。可以将覆层金属基底600的三个或更多个金属层结合在一起。覆层金属基底600可以通过向第一金属层610和第二金属层630施加热和压力来形成。[0058] 在此,第二金属层630的导热性可以大于第一金属层610的导热性。例如,第一金属层610可以由铝制成,而第二金属层630可以由铜制成。通常,虽然铜的热导率比铝大,但是铜的散热速率比铝小。因此从光发射器400辐射的热应当快速地远离光发射器400。只有在这种情况下,才可以获得更长的光发射器400寿命。

[0059] 例如,当第一金属层610由铝制成而第二金属层630由铜制成时,第二金属层630直接连接至壳100和光发射器400。在这种情况下,根据实施方案的照明模块工作,光发射器400产生热。然后,从光发射器400产生的初始热升高第一金属层610和第二金属层630的温度,并且大部分初始热通过第一金属层610向外辐射。但是,随着过去一定的时间,光发射器400辐射出更多的热,第一金属层610与壳100之间的温差变得更大,使得被连续辐射的大部分热可以被传递至壳100。

[0060] 结果,根据实施方案的照明模块能够将从光发射器400发出的热快速地辐射到外面,而且使光发射器400的寿命更长。

[0061] 根据实施方案的照明模块使用覆层金属基底600,因此减小了根据实施方案的照明模块的厚度和重量。

[0062] 图8是包括有图I中示出的照明模块的照明设备的分解立体图。

[0063] 参考图8,根据实施方案的照明设备可以包括下框1100、照明模块1200、电源1300、可编程逻辑控制器(PLC)模块1400、散热器1500、防水盖1600、主罩1700、紧固件1800以及连接器1900。

[0064] 照明模块1200设置在下框1100中。下框1100用来支承根据实施方案的照明设备的底表面。下框1100可以具有例如平坦的矩形形状。

[0065] 照明模块1200设置在下框1100附近。

[0066] 照明模块1200包括发光器件或发光器件封装件并且发光。因为照明模块1200对应于图I至图7中示出的照明模块,所以对照明模块1200的具体描述由前面的描述替代。

[0067] 可以设置一个照明模块1200或者两个或更多个照明模块1200。多个照明模块1200可以以阵列的形式设置。在附图中,照明模块1200向下发出光。

[0068] 电源1300给照明模块1200供电并且设置在照明模块1200附近。如下所述,散热器1500包括多个弯曲部分,并且可以在其下部包括容置凹部。电源1300可以设置在照明模块1200附近并且可以设置在容置凹部中。照明模块1200也可以设置在下框1100的顶面上并且可以设置在容置凹部中。

[0069] PLC模块1400设置在照明模块1200附近并且控制照明模块1200的操作。PLC模块1400根据输入的程序或算法控制照明模块1200的操作。例如,PLC模块1400控制照明模块1200的开/关定时、周期、照明度等。

[0070] 可以在散热器1500顶表面的至少一部分上基本上互相平行地布置间隔物。间隔物可以形成为增加散热器1500的表面积并且提高散热特性。虽然在附图中示出了间隔物沿散热器1500的纵向形成,但间隔物也可以沿着与纵向不同的方向形成(例如,垂直于纵向的方向或是不同于垂直方向的方向)。

[0071] 用于容置电源1300和PLC模块1400的容置凹部可以形成在散热器1500的下部中。

[0072] 防水盖1600耦接至散热器1500的顶表面的至少一部分。防水盖1600防止水被引入到容纳在形成于散热器1500下部的容置凹部中的电源1300、PLC模块1400等当中。为此,防水盖1600可以沿着在散热器1500底表面中形成的容置凹部的边缘来形成。如上所述,间隔物可以形成在散热器1500的顶表面中。防水盖1600可以例如耦接在间隔物之间。

[0073] 图9是用于描述防水盖1600与散热器1500的间隔物之间的耦接关系的视图。

[0074] 参考图9,防水盖1600可以具有凹部“H”,在与散热器1500的间隔物耦接时,至少有一个间隔物容置在凹部“H”中。此外,耦接到间隔物的耦接凹部1610可以沿着凹部“H”的纵向形成在凹部“H”的内壁中。耦接凸出部1510可以形成在至少一个间隔物上,以相应地耦接至耦接凹部1610。当防水盖1600的耦接凹部1610相应地耦接至形成在散热器1500的间隔物上的耦接凸出部1510时,可以防止将水从边缘引至散热器1500的内部区域。如附图中所示,可以形成两个防水盖1600。然后,可以将容置凹部形成在散热器1500与两个防水盖1600耦接的点之间的区域的下部中。由此,可以防止水被引入到容置在容置凹部中的电源1300和PLC模块1400中。

[0075] 主罩1700形成为覆盖散热器1500的顶表面。主罩1700中可以形成有多个用于散热的开口。在附图中,主罩1700可以形成为具有覆盖除散热器1500的两个侧面和下部以外的散热器1500部分的形状。散热器1500的两个侧面可以由紧固件1800和连接器1900覆盖。

[0076] 紧固件1800覆盖不能被主罩1700覆盖的散热器1500的侧面部分。紧固件1800帮助组件相互耦接(例如,散热器1500与主罩1700的耦接、散热器1500与下框1100的耦接等)。紧固件1800可以包括内部紧固件1810和外部紧固件1820。内部紧固件1810与散热器1500直接接触并且耦接至散热器1500。内部紧固件1810可以具有对应于散热器1500侧横截面的形状。外部紧固件1820覆盖整个内部紧固件1810。外部紧固件1820的边缘与主罩1700接触。也就是说,主罩1700和外部紧固件1820 —起用作根据实施方案的照明设备的外罩。

[0077] 连接器1900耦接至散热器1500两个侧面中的一个。连接器1900可以包括上罩1910和本体支承件1920。上罩1910覆盖本体支承件1920。上罩1910的边缘与主罩1700的两个开口侧的边缘接触。本体支承件1920用来支承用于支承根据实施方案的照明设备的部件(未示出),例如,从电杆、柱等延伸并且弯曲的部件。为此,对于本体支承件1920和上罩1910的耦接本体,可以在该耦接本体的一部分中形成与散热器1500相对的开口。照明模块的支承器件可以插入并且固定至该开口。

[0078] 本详细说明中对于“一个实施方案”、“实施方案”、“示例实施方案”等的任意引用表示结合实施方案描述的具体特征、结构或者特性包括在本发明的至少一个实施方案中。本详细说明中的各个位置处出现这样的短语并非都涉及相同的实施方案。此外,在结合任意实施方案描述具体的特征、结构或者特性时,认为结合实施方案的其他特征、结构或者特性来实现这样的特征、结构或者特性在本领域技术人员的预见范围内。

[0079] 虽然已经参照大量示意性实施方案描述了实施方案,但是应当理解,本领域技术人员可以在本公开内容的原理的精神和范围内设计出大量其他的修改和实施方案。更具体地,可以在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内对主题组合设置的组件和/或设置 进行各种变化和修改。除了组件和/或设置方面的变化和修改,替选用途对于本领域技术人员来说也是明显的。

Claims (17)

1. 一种照明模块,包括: 光发射器; 设置在所述光发射器下方的覆层金属基底; 使所述光发射器绝缘于所述覆层金属基底的绝缘结构; 设置在所述光发射器上的光学结构;和 壳,所述壳设置在所述光学结构上并且耦接至所述覆层金属基底。
2.根据权利要求I所述的照明模块,其中所述覆层金属基底包括: 第一金属层;和 设置在所述第一金属层上的第二金属层, 其中所述第二金属层的导热率大于所述第一金属层的导热率。
3.根据权利要求I或2所述的照明模块,其中所述光发射器包括:基底;和设置在所述基底上的多个发光器件,并且其中所述绝缘结构环绕所述基底的外周表面并且使所述基底的所述外周表面绝缘于所述覆层金属基底。
4.根据权利要求3所述的照明模块,还包括设置在所述光学结构与所述壳之间的填充结构。
5.根据权利要求4所述的照明模块,其中所述光学结构包括: 与所述多个发光器件一一对应的透镜;和 环绕所述透镜的外框,所述外框包括设置在其上的所述填充结构,并且设置在所述基底上并使所述透镜与所述发光器件彼此隔开。
6.根据权利要求5所述的照明模块,其中所述透镜包含荧光材料。
7.根据权利要求4所述的照明模块,其中所述光学结构的光入射表面具有不平坦结构。
8.根据权利要求7所述的照明模块,其中所述不平坦结构具有棱镜形状或半球形状。
9.根据权利要求4所述的照明模块,其中所述填充结构由弹性材料制成并且被挤压在所述壳和所述光学结构之间。
10.根据权利要求I或2所述的照明模块,还包括设置在所述光发射器与所述覆层金属基底之间的散热板。
11. 一种包括根据权利要求I或2所述的照明模块的照明设备,所述照明设备包括: 散热器,所述散热器包括容置凹部和设置在所述散热器的一部分上的多个间隔物; 电源,所述电源设置在所述容置凹部中并且向所述照明模块供电;和 防水盖,所述防水盖耦接至所述散热器顶表面的至少一部分,并且防止水被引入所述散热器的所述容置凹部中, 其中所述照明模块设置在所述散热器下方并且向下发光。
12.根据权利要求11所述的照明设备,还包括设置在所述散热器的所述容置凹部中并且控制所述照明模块的操作的可编程逻辑控制器(PLC)模块。
13.根据权利要求11所述的照明设备,还包括设置在所述散热器的所述顶表面上的主罩。
14.根据权利要求11所述的照明设备,还包括: 紧固件,所述紧固件耦接至所述散热器的两个侧面中的一个;和连接器,所述连接器耦接至所述散热器的两个侧面中的另一个。
15.根据权利要求14所述的照明设备,其中所述连接器包括: 本体支承件,所述本体支承件容置支承所述照明模块的部件;和 上罩,所述上罩设置在所述本体支承件上。
16.根据权利要求11所述的照明设备,其中所述防水盖耦接在对应于所述容置凹部的位置的两个边缘附近。
17.根据权利要求16所述的照明设备,其中所述防水盖的下部包括耦接至所述间隔物的凹部,其中所述凹部的内壁包括耦接凹部,并且其中所述间隔物包括相应地耦接至所述耦接凹部的耦接凸出部。
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