CN103348178A - 能够在线性和非线性形状之间转换的基于固态光源的模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种照明模块。所述照明模块包括具有第一侧和第二侧的柔性衬底、多个固态光源以及柔性壳体。所述柔性衬底的第一侧具有导电迹线。所述多个固态光源放置在所述柔性衬底的第一侧上。所述多个固态光源电连接到所述导电迹线。所述柔性壳体至少具有第一形状和第二形状，所述第一形状可以是线性的，所述第二形状可以是圆形的。所述柔性壳体包括处于奥氏体相的柔性超弹性材料。所述柔性壳体放置成邻近于所述柔性衬底以形成所述照明模块。

Description

能够在线性和非线性形状之间转换的基于固态光源的模块

相关申请的交叉引用

本申请要求在2011年2月10日提交的且具有相同名称的美国临时专利申请No. 61/441,488的优先权，其全部内容在此通过引用并入。

技术领域

本发明涉及照明，并且更具体地涉及包括固态光源的照明模块。

背景技术

包括固态光源的常规照明模块的形状通常类似于包括常规光源（例如白炽灯、卤素灯、荧光灯等）的照明模块。因此，例如，包括固态光源的聚光型模块的形状是滚圆的，通常具有底座，从而该模块能够附接到一表面。类似地，包括固态光模块的桌灯或台灯的形状是线性的，如基于白炽灯的桌灯或台灯的惯常情况。

发明内容

本发明的一个目的在于消除现有技术中的缺点。

本发明的另一个目的在于提供一种包括固态光源的照明模块，该照明模块能够容易地从线性形状变换到非线性形状，反之亦然。

在一个实施例中，提供了一种照明模块。所述照明模块包括：具有第一侧和第二侧的柔性衬底，其中，所述第一侧包括导电迹线；放置在所述柔性衬底的第一侧上的多个固态光源，所述多个固态光源电连接到所述导电迹线；和至少具有第一形状和第二形状的柔性壳体，所述柔性壳体包括处于奥氏体相的柔性超弹性材料，其中，所述柔性壳体放置成邻近于所述柔性衬底以形成所述照明模块。

在相关的实施例中，所述柔性超弹性材料可具有能够至少支撑所述柔性壳体的第一形状和第二形状的机械强度。在另一相关的实施例中，所述柔性超弹性材料可以是当存在机械负载时能够从所述第一形状可逆地变形到所述第二形状的柔性超弹性材料。在另一相关的实施例中，所述柔性超弹性材料可以是在去除所述机械负载之后能够返回到所述柔性壳体的第一形状的柔性超弹性材料。

在另一相关的实施例中，所述柔性壳体可以具有至少两个端部并且可以包括附接机构，所述附接机构在所述至少两个端部中的至少一个上，所述附接机构能够允许所述至少两个端部被附接。在另一相关的实施例中，所述附接机构可以是夹子。在另一相关的实施例中，所述附接机构可以是凸起，所述凸起附接到接收器，其中，所述凸起可以位于所述至少两个端部中的第一个上，并且所述接收器可以位于所述至少两个端部中的第二个上。

在另一相关的实施例中，所述第一形状可以是基本线性形状。在另一相关的实施例中，所述第二形状可以是基本圆形形状。

在另一相关的实施例中，所述柔性壳体可以被直接附接到所述柔性衬底以形成所述照明模块。在另一相关的实施例中，所述柔性衬底的第一侧可以是反射性的。在另一相关的实施例中，所述柔性衬底的第二侧可以是反射性的。

在另一相关的实施例中，所述照明模块还可以包括底座，所述底座安装到所述柔性壳体以支撑所述照明模块。

在另一相关的实施例中，所述机械负载可以是用于处于所述第二形状的照明模块的盖。在另一相关的实施例中，所述盖可以是光学系统，以对从处于所述第二形状的照明模块发射的光进行聚焦。在另一相关的实施例中，所述盖可以是用于处于所述第二形状的照明模块的反射端帽。

在另一相关的实施例中，所述柔性超弹性材料可以是合金。在另一相关的实施例中，所述合金可以是镍－钛合金。

在另一实施例中，提供了一种照明模块。所述照明模块包括：具有第一侧和第二侧的柔性电路板，其中，所述第一侧包括导电迹线；放置在所述柔性电路板的第一侧上的多个固态光源，所述柔性电路板的第一侧是反射性的，所述多个固态光源电连接到所述导电迹线；至少具有第一形状和第二形状的柔性壳体，所述柔性壳体具有能够至少支撑所述柔性壳体的第一形状的机械强度，所述柔性壳体能够在存在机械负载时可逆地变形以实现所述第二形状并且能够在去除所述机械负载之后重新获得所述柔性壳体的第一形状，其中，所述柔性壳体附接到所述柔性电路板以形成所述照明模块；附接机构，所述附接机构位于所述柔性壳体的至少一个端部上，所述附接机构能够允许所述至少一个端部被附接到所述柔性壳体的至少另一个端部；和底座，所述底座安装到所述柔性壳体以支撑所述照明模块。

附图说明

从附图所示的本文公开的具体实施例的以下描述将会明白本文公开的前述和其它目的、特征及优点，遍及附图的不同视图，相同的附图标记表示相同的部件。附图不必是按比例的，而是将重点放在示出本文所公开的原理。

图1是根据本文公开的实施例的照明模块处于其第一形状的透视图。

图2是根据本文公开的实施例的照明模块处于其第一形状的另一透视图。

图3是根据本文公开的实施例的照明模块处于其第二形状的前视图。

图4是根据本文公开的实施例的照明模块处于其第二形状的后视图。

图5是根据本文公开的实施例的照明模块处于其第二形状的分解图。

具体实施方式

本发明的实施例提供一种包括固态光源的照明模块，该照明模块能够容易地从线性形状变换到非线性形状，反之亦然。如本文所使用的，术语“固态光源”指的是一个或多个发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）、聚合物发光二极管（PLED）和/或其组合。

图1示出了照明模块100，其具有第一形状。如图1所示，第一形状是线性形状。在一些实施例中，照明模块100的第一形状可以是但不限于基本线性形状。当然，在不偏离本发明范围的情况下可以使用其它形状。照明模块100包括柔性衬底102，柔性衬底102具有第一侧103和第二侧104。柔性衬底102可以例如是但不限于柔性电路板和/或柔性印刷电路板（PCB），并且在一些实施例中，柔性衬底102例如是但不限于柔性电路板和/或柔性印刷电路板（PCB）。柔性衬底102能够支撑电子元件，例如但不限于电阻、微芯片、集成电路等等。柔性衬底102的第一侧103包括导电迹线105。导电迹线105允许电信号经过位于柔性衬底102的第一侧103上的电子元件。

多个固态光源106被放置在柔性衬底102的第一侧103上。多个固态光源106被电连接到柔性衬底102的第一侧上的导电迹线105。多个固态光源106构造成沿一个或多个特定方向/以特定图案引导从其发射的光。例如，在一些实施例中，多个固态光源106中的至少一些是侧向发射LED，其沿特定方向定向（例如当照明模块100处于其第二形状100b时，向内）以实现期望的输出以及其它期望优点（例如，源隐藏）。多个固态光源106可以发射任何颜色的光，并且在一些实施例中可以发射颜色混合的光以产生白光和/或基本白光。

在一些实施例中，柔性衬底102或者其某个部分可以自身是反射性的和/或可以涂覆有反射材料以帮助增大照明模块100的光输出。因此，在一些实施例中，柔性衬底102的第一侧103是反射性的，要么通过柔性衬底102的固有性质来实现，要么通过添加反射材料和/或涂层来实现。另外或者替代地，柔性衬底102的第二侧104是反射性的，要么通过柔性衬底102的固有性质来实现，要么通过添加反射材料和/或涂层来实现。

照明模块100还包括柔性壳体107。柔性壳体102与柔性衬底102组合起来允许照明模块100改变形状，例如但不限于从第一形状（参见图1和2）改变到第二形状（参见图3、4和5）。因此，柔性壳体107自身至少具有第一形状和第二形状。如本文所使用的，第一形状是线性的和/或基本线性的。如本文所使用的，第二形状是圆形的和/或基本圆形的。当然，在不偏离本发明范围的情况下，其它形状（例如基于多边形的形状）也是可能的。柔性壳体107被放置成邻近于柔性衬底102以形成照明模块100，如图1所示。在一些实施例中，例如在中所示。

为了实现其柔性，柔性壳体107由柔性的超弹性材料（即具有超弹性的材料）制成。这种材料包括但不限于镍钛诺合金（即镍－钛合金），并且因此在一些实施例中，柔性壳体107由合金制成，并且更特别地由镍－钛合金制成。超弹性（有时称为赝弹性）是由晶体的奥氏体相和马氏体相之间的相变导致的对于所施加应力的可逆弹性响应。超弹性来自于相变期间的畴界的可逆运动，而非仅仅晶格中的缺陷引入或键拉伸。赝弹性材料可在去除相对高的外加应变之后返回到奥氏体相中的其先前形状（也即，形状记忆）。因此，在一些实施例中，柔性壳体107处于奥氏体相，并且在一些实施例中，柔性壳体107具有施加在其上的机械负载。当被机械地施加负载时，超弹性合金通过产生应力诱导相而可逆地变形到非常高的应变，例如高达10％。当负载被去除时，新的相（马氏体相）变得不稳定并且材料重新获得其原始形状。因此，当存在机械负载101时，柔性壳体107的柔性超弹性材料能够从第一形状（即，线性形状）可逆地变形到第二形状（即，圆形形状）。在一些实施例中，在去除了机械负载101之后，柔性超弹性材料（因而柔性壳体107）返回到柔性壳体107的第一形状。此外，柔性超弹性材料具有能够至少支撑柔性壳体107的第一形状和第二形状的机械强度。

机械负载101可以是置于柔性壳体107上以导致其从第一形状变化到第二形状的任何负载。例如，在一些实施例中，机械负载101是用于处于第二形状100b的照明模块的盖115，如图4所示。盖115可以是（并且在一些实施例中是）光学系统116以对从处于第二形状100b的照明模块发射的光进行聚焦，如图3所示。替代地或另外，盖115可以是（并且在一些实施例中是）用于处于第二形状100b的照明模块的反射端帽117，如图5所示。当然，在一些实施例中，可以使用多个机械负载，使得处于第二形状100b的照明模块包括反射端帽117（如图5所示）和光学系统116（如图3所示）。盖115能够将照明模块保持在第二形状100b，使得当盖115附接到照明模块100时，其保持在第二形状100b（即，圆形/基本圆形）的形状，或者可以期望任何其它形状。当盖115被去除时，柔性壳体107（从而照明模块100）返回到第一形状100a。

在一些实施例中，盖115的形状和/或纹理可被设计成从由多个固态光源106产生的光来产生特定的光图案和/或光分布。在一些实施例中，盖106和柔性壳体107的内表面120的组合可以一起执行这种功能。因此，盖115可涂覆有反射材料（例如但不限于白漆），或者自身可由反射材料制成和/或部分地由反射材料制成，和/或至少部分地包括反射材料。在一些实施例中，当照明模块处于其线性形状及其非线性形状时，盖115可成形为被附接到或以其它方式连接到照明模块100、100a、100b。

如图2中最清楚地看到，柔性壳体107包括至少两个端部108、109。在一些实施例中，例如如图3所示，柔性壳体107包括附接机构110。当照明模块处于其第一线性形状100、100a时，附接机构110允许柔性壳体107的两个（或更多个）端部被连接或以其它方式连结以形成照明模块的非线性形状100b。因此，附接机构110可以是能够允许柔性壳体107的端部被附接到一起以及被脱开而使照明模块返回到其原始（即，线性的、基本线性的、多边形的，等等）形状的任何已知机构。附接机构110位于至少两个端部108、109中的至少一个上。当然，在一些实施例中，附接机构位于至少两个端部108、109中的二者和/或全部上。附接机构110能够允许至少两个端部108、109被附接。在一些实施例中，附接机构110是夹子111，例如如图4所示。夹子可位于柔性壳体107的一个端部或两个端部上。在一些实施例中，例如如图3所示，附接机构110是凸起112，凸起112附接到接收器113。凸起112位于至少两个端部108、109中的第一个108上，并且接收器113位于至少两个端部108、109中的第二个109上。凸起112配合到接收器113中并且将柔性壳体的第一端部108固定到第二端部109。当然，在不偏离本发明范围的情况下也可使用本领域已知的其它附接机构108。

在一些实施例中，如在图1-5中所见并且如图2所特别示出的，照明模块100a包括底座114，底座114安装到柔性壳体107。底座114为照明模块100a提供支撑并且允许照明模块100a自身站立在一个或多个表面上，或者以其它方式安装和/或附接到一个或多个表面。在一些实施例中，底座114可包括至少一个柱，其允许照明模块100、100a、100b沿任何数量的方向旋转。至少一个柱还可为照明模块100、100a、100b提供额外的结构性支撑。因此，在一些实施例中，底座114包括两个柱或者三个或更多个柱。在一些实施例中，例如在图2中所见，底座114由至少两部分形成，即底座支架114a和旋转立柱114b。底座支架114a和旋转立柱114b允许照明模块100、100a、100b旋转和/或转动到不同位置，使得从照明模块100、100a、100b发射的光在一个时刻被沿着特定方向引导并且在不同时刻被沿着不同方向引导，而不必将底座支架114a从其当前接触的一个表面和/或多个表面脱开或以其它方式移开。

在一些实施例中，柔性壳体107可另外充当热管理部件以帮助耗散由多个固态光源106产生的热量。在一些实施例中，柔性壳体107当处于非线性形状（例如如图3和4所示的滚圆/圆形形状）时可使其内表面120（即，具有多个固态光源106的柔性衬底102所位于的表面）涂覆有反射材料，例如但不限于白漆或者任何其它合适的反射材料。在一些实施例中，柔性壳体107的内表面120和外表面121均可以被如此涂覆，或者全部涂覆或者部分涂覆。柔性壳体107的内表面120的形状和/或纹理可被设计成产生特定的光束图案和/或光分布。

在一些实施例中，并且如图5中所见，可将多于一个的柔性衬底102放置在单个柔性壳体107上，每个柔性衬底102包括多个固态光源106。在这种实施例中，当照明模块例如处于其线性形状100、100a时，可根据使用者的期望来布置柔性衬底102a、……、102n。也就是说，使用者可能希望从处于其线性形状100、100a的照明模块的中心接收更多的光，从而使用者可以布置柔性衬底102a、……、102n以实现这样的结果。作为另一个示例，使用者可能希望处于其线性形状100、100a的照明模块的一侧上具有更多的光或者不同颜色的光，并且从而可以布置柔性衬底102a、……、102n以实现这样的结果。在照明模块处于其非线性形状100b的情况下，也可以实现相同的结果。例如，当照明模块用于阅读时，使用者可能希望照明模块100发射白光，但是当照明模块100用于其它目的（例如，作为装饰照明）时，使用者可能希望照明模块100发射特定的一种或多种颜色的光（例如，红色、蓝色等等）。在第一种情况下，使用者可将第一柔性衬底102a放置在非线性形状的模块100b中，第一柔性衬底102a包含仅发射白光的多个固态光源106a；在第二种情况下，使用者可去除第一柔性衬底102a并且代之以柔性衬底102b，柔性衬底102b包含发射特定的一种或多种颜色的光的多个固态光源106b。

在一些实施例中，不是包括如图1-5所示的底座114，模块可以包括一个或多个附接机构，该一个或多个附接机构允许模块中的一个或多个被放置在汽车照明装置中，例如但不限于前灯装置和/或尾灯装置。在这种实施例中，模块可以容易地在前灯装置和尾灯装置之间移动或者在不同型号的汽车之间移动。这可允许使用者购买到能够用于多种汽车型号的单个产品，从而降低成本和物流。在这种实施例中，诸如底座114和盖101的部件可被去除，以便适当地附接到汽车照明装置。

除非另有所指，所使用的词语“基本”可被理解为包括确切的关系、条件、布置、取向和/或其它特性以及如本领域普通技术人员所理解的其偏离，在这种偏离不实质地影响所公开的方法和系统的程度上。

遍及本公开的全部内容，用来修饰名词的冠词“一”和/或“一个”和/或“该”可被理解为是为了便利而使用的并且包括所修饰的名词的一个或者多于一个，除非特别地另有所指。术语“包括”、“包含”和“具有”意图是包容性的并且指的是可以存在所列出的元件之外的其它元件。

通过附图描述和/或以其它方式示出而与其它事物联系、关联和/或基于其它事物的元件、部件、模块和/或其部分可被理解为以直接和/或间接的方式如此与其它事物联系、关联和或基于其它事物。

虽然已经相对于其特定实施例描述了方法和系统，但它们不被如此限制。显然，考虑到上述教导，许多修改和变化可变得明显。本领域技术人员可作出本文描述和示出的部件的细节、材料和布置的其它改变。

Claims (19)

1.一种照明模块，包括：

具有第一侧和第二侧的柔性衬底，其中，所述第一侧包括导电迹线；

放置在所述柔性衬底的第一侧上的多个固态光源，所述多个固态光源电连接到所述导电迹线；和

至少具有第一形状和第二形状的柔性壳体，所述柔性壳体包括处于奥氏体相的柔性超弹性材料，其中，所述柔性壳体放置成邻近于所述柔性衬底以形成所述照明模块。

2.如权利要求1所述的照明模块，其中，所述柔性超弹性材料具有能够至少支撑所述柔性壳体的第一形状和第二形状的机械强度。

3.如权利要求1所述的照明模块，其中，所述柔性超弹性材料是当存在机械负载时能够从所述第一形状可逆地变形到所述第二形状的柔性超弹性材料。

4.如权利要求3所述的照明模块，其中，所述柔性超弹性材料是在去除所述机械负载之后能够返回到所述柔性壳体的第一形状的柔性超弹性材料。

5.如权利要求1所述的照明模块，其中，所述柔性壳体具有至少两个端部并且包括附接机构，所述附接机构在所述至少两个端部中的至少一个上，所述附接机构能够允许所述至少两个端部被附接。

6.如权利要求5所述的照明模块，其中，所述附接机构是夹子。

7.如权利要求5所述的照明模块，其中，所述附接机构是凸起，所述凸起附接到接收器，其中，所述凸起位于所述至少两个端部中的第一个上，并且所述接收器位于所述至少两个端部中的第二个上。

8.如权利要求1所述的照明模块，其中，所述第一形状是基本线性形状。

9.如权利要求8所述的照明模块，其中，所述第二形状是基本圆形形状。

10.如权利要求1所述的照明模块，其中，所述柔性壳体被直接附接到所述柔性衬底以形成所述照明模块。

11.如权利要求1所述的照明模块，其中，所述柔性衬底的第一侧是反射性的。

12.如权利要求11所述的照明模块，其中，所述柔性衬底的第二侧是反射性的。

13.如权利要求1所述的照明模块，还包括底座，所述底座安装到所述柔性壳体以支撑所述照明模块。

14.如权利要求3所述的照明模块，其中，所述机械负载是用于处于所述第二形状的照明模块的盖。

15.如权利要求3所述的照明模块，其中，所述盖是光学系统，以对从处于所述第二形状的照明模块发射的光进行聚焦。

16.如权利要求3所述的照明模块，其中，所述盖是用于处于所述第二形状的照明模块的反射端帽。

17.如权利要求1所述的照明模块，其中，所述柔性超弹性材料是合金。

18.如权利要求17所述的照明模块，其中，所述合金是镍－钛合金。

19.一种照明模块，包括：

具有第一侧和第二侧的柔性电路板，其中，所述第一侧包括导电迹线；

放置在所述柔性电路板的第一侧上的多个固态光源，所述柔性电路板的第一侧是反射性的，所述多个固态光源电连接到所述导电迹线；

至少具有第一形状和第二形状的柔性壳体，所述柔性壳体具有能够至少支撑所述柔性壳体的第一形状的机械强度，所述柔性壳体能够在存在机械负载时可逆地变形以实现所述第二形状并且能够在去除所述机械负载之后重新获得所述柔性壳体的第一形状，其中，所述柔性壳体附接到所述柔性电路板以形成所述照明模块；

附接机构，所述附接机构位于所述柔性壳体的至少一个端部上，所述附接机构能够允许所述至少一个端部被附接到所述柔性壳体的至少另一个端部；和

底座，所述底座安装到所述柔性壳体以支撑所述照明模块。

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