CN104620049A - 具有集成透镜散热器的照明设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种照明设备100，包括至少一个用于产生光线的基于LED的光源102，和光学和热耦合至该基于LED的光源的出光部件101。该出光部件包括热量传导结构150，其被配置为将基于LED的光源所产生的热量分布于该出光部件的预定子区域。该热量传导结构可以嵌入或热连接至该出光部件并且包括对准的热量传导路径151。向出光部件中引入在该出光部件中散布热量并且可以被配置为将热量从散热器传导至该出光部件或者从该出光部件传导至散热器的热量传导结构，使得该出光部件成为该照明设备的热传输外表面的整体部分。

Description

具有集成透镜散热器的照明设备
技术领域
本发明涉及照明设备的热管理领域，并且尤其涉及被配置为利用照明设备的出光部件作为热扩散器而提供热管理的基于发光二极管(LED)的照明设备。
背景技术
基于LED的照明设备或LED灯具在市场上已经很常见，并且由于例如与传统白炽灯泡相比长的寿命预期、有所减小的尺寸以及在能量和流明输出效率方面的高能量效率而在世界各地表现出逐渐替代白炽灯和紧凑型荧光灯的趋势。在交通灯中利用基于LED的灯具，城市能够明显降低每个信号每年的能量相关成本，这是因为LED灯具大约仅使用传统上所使用的照明的十分之一的电力。
LED灯具的热管理是关键所在，因为LED灯具的性能经常由于热约束而在光输出方面受到限制。热管理可以涉及到管理由LED灯具自身以及外部热源所产生的热量，或者可以涉及周围温度对LED灯具的影响。通常，热性能决定了从LED灯具所生成的最大光输出，并且进一步主要由LED灯具的发热外表面的大小所决定。作为示例，考虑典型的改型LED灯具，其包括与散热器—即，通常为灯具基座—热接触部署的至少一个基于LED的光源。该基于LED的光源被配置为通过出光部件而生成离开LED灯具的光线，上述出光部件即例如灯泡封壳之类的光学透射部件。该出光部件通常由透明或半透明材料所制成，诸如玻璃、硅树脂、聚碳酸酯PC，这些材料全部都具有低的导热性。因此，从散热器向灯泡封壳中进行的热量散布并非是有效的，并且LED所产生的绝大部分热量因此经由散热器离开照明设备。
本领域已知通过提供从散热器到出光部件的热量散布而增加LED灯具的发热外表面。WO2010/097721A1公开了一种LED灯具，其包括被配置为发射光线的基于LED的光源，以及光学和热耦合至该基于LED的光源的光学透射窗口。示出了用于对该光学透射窗口进行配置而以与以上所描述的典型的现有技术LED灯具相比有所改进的方式将该基于LED的光源所产生的热量辐射到周边的不同解决方案。例如，该文献公开了利用具有预定导热性的涂层、复合材料、至少部分集成的热管以及包括具有不同导热性的两种材料的部件的组合之一进行配置的光学透射窗口。
发明内容
鉴于以上内容，本发明的目标是至少提供一种有利的且可替换的解决方案以通过利用出光部件分布基于LED的光源所生成的热量而对基于LED的照明设备进行热控制。
该目标通过如权利要求1所限定的根据本发明的照明设备而实现。因此，依据本发明的一个方面，提供了一种照明设备，包括用于产生光线的至少一个基于LED的光源，和光学和热耦合至该基于LED的光源的出光部件。该出光部件包括热量传导结构，其被配置为将至少一个基于LED的光源所产生的热量分布于该出光部件的至少一个预定子区域。该热量传导结构可以嵌入该出光部件或者与之物理接触或与之靠近，并且包括一组对准的热量传导路径。在该照明设备的优选实施例中，该热量传导结构包括导热连线或纤薄的带图案热量传导层，这两者均提供了适于部署在该出光部件处或嵌入其中而并对于通过该出光部件的光线透射并没有大幅影响的简单而有效的热量传导结构。
本发明的概念基于在出光部件引入热量传导结构，其传导热量并且有效地在该出光部件散布热量，并且降低出光窗口以及整体照明设备中的热梯度。该出光部件成为了该照明设备的热传输外表面的整体部分，这提高了对照明设备进行热控制的概率。通过采用出光部件作为额外的散热器面积，该照明设备与其中LED散热器通常占据设备的主要部分的传统LED照明设备相比能够采取更为自由的外形因子。
根据本发明的概念，热量传导结构有利地被部署为可以嵌入出光窗口之中的对准的热量传导路径/轨线。根据该照明设备的一个实施例，该热量传导结构包括一组导热连线，或者是带图案的热量传导薄膜。该图案的连线或分支可以以预定方式进行对准以促成预定方向的热量传导或者出光部件内的预定分布。相对于任意其它热量传导结构，使用对准的热量传导结构的优势在于，其与出光部件中所获得的热量传导性的最优各向异性相关联。例如在连线(或带图案分支)并不透明的情况下需要如此。作为示例，LED灯具的典型出光部件具有5-20cm的直径，或者距散热器具有从散热器到出光部件的中心的大约2.5-10cm的距离。因此，如果从散热器到出光部件的热量散布很低，则会在出光部件中出现大的热梯度。当使用不透明的连线(分支)材料时，即使该连线被提供以高度反射的涂层，不透明的连线结构也会使得出光部件的光学属性出现退化，就像在本发明的一些实施例中那样。出于该原因而需要具有最小材料使用的最大热量传导，并且这通过在单独的热量传导路径中部署热量传导材料而获得。
根据该照明设备的实施例，该带图案的热量传导薄膜的图案的导热连线或分支的至少主要部分被配置为基本上关于该出光部件的中心成径向方向而传输热量。为了使得关于窗口中心的径向方向的热量流动最大化，通过关于出光部件的中心成径向方向地对准连线而部署的最大热各向异性是最为有利的解决方案。
根据该照明设备的实施例，相邻连线或分支之间的间隔在5-15mm的范围内进行选择，这对于在出光部件中获得温度分布的最优均匀性是有利的。然而，如果需要照明设备的最小光学扰动，可以在连线或分支之间使用更宽的间隔。
根据该照明设备的实施例，该热量传导结构可以进一步分别包括在相邻连线或分支之间的互连连线或分支，由此提供网状的热量传导结构。该互连连线可以被增加以提供热量传导结构的刚性，这在制造期间会是有利的或者为最终的出光部件提供支撑。另外，如果该互连连线是导热的，则出光部件内的热散布有所增加。
根据该照明设备的实施例，其进一步包括被配置为将该出光部件与至少一个基于LED的光源进行热耦合的耦合部件。该耦合部件可以为至少一个热管、蒸汽室或者至少一个导热连线。
根据本发明概念的第一方面的照明设备的热控制能够进一步应用以防止远程磷光体圆顶过热，并且提供了小型远程磷光体圆顶有所提高的机械刚度。在蓝光泵浦LED的顶端应用远程磷光体圆顶是一种利用相对高的光学效率产生白色光线的公知方法。由于与Stokes位移相关的能量损耗以及蓝色光线(该蓝色光线由蓝光泵浦LED所产生)在磷光体圆顶的磷光体材料中降频转换为黄色光线过程期间的整体效率损耗，远程磷光体圆顶发热。温度升高通常导致流明性能下降以及过热的远程磷光体圆顶。通过在远程磷光体圆顶—即照明设备的出光部件—中应用本发明的概念的热量传导结构，热量在出光部件内进行分布并且可以进一步被传输至照明设备的整体灯具散热器，这明显降低了远程磷光体圆顶的内部温度。
根据该照明设备的实施例，该基于LED的光源是远程磷光体光源，其包括基于LED的主光源以及被部署在出光部件处的降频转换磷光体材料。
根据该照明设备的实施例，其进一步包括热耦合至该出光部件和/或基于LED的光源的散热器。
根据本发明概念的第一方面，除上述内容之外，在出光部件内散布基于LED的光源所产生的热量对于气候较为寒冷的国家的室外照明应用或者寒冷环境中的室内应用是有利的，上述寒冷环境诸如大型步入式冷库、冷柜、溜冰场、棚式建筑以及内部在冬季会变得很冷的外室等。由于从LED输出的光并不像例如从卤素灯所输出的那么热，所以在出光部件—即LED灯具的透镜—上会出现结冰并且遮挡从照明设备所输出的光线。许多气候较为寒冷的国家在外部应用中对于LED照明并不太感兴趣，因为传统的白炽灯并没有这样的问题。通过采用作为散热器进行操作的出光部件，而不是像传统上那样经由部署在LED载体衬底后面的散热器分布热量，LED所产生的热量能够被用来对出光窗口进行热管理，并且例如防止在透镜上结冰。
根据该照明设备的实施例，其进一步包括与控制器件通信而部署的温度传感器和/或计时器，该控制器件用于利用与基于LED的光源的驱动功率相关联的控制信号而对出光部件进行热控制。该控制信号可以提供以下之一，以人眼无法感知但是足以加热出光部件的频率的基于LED的光源的脉冲切换，或者基于LED的光源的被选择以从该基于LED的光源提供人眼无法感知但是足以加热出光部件的光输出水平的驱动功率。另外，本文在详细描述中公开了一种根据本发明的用于对照明设备进行热控制的系统。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在包括温度传感器和/或计时器时根据本发明概念对照明设备进行热控制的方法，包括：
从该温度传感器接收温度读数，和/或
从该计时器接收计时器信号，并且
基于该温度读数和/或计时器信号：
提供与该基于LED的光源的驱动功率相关联的控制信号。
该控制信号可以提供以下之一，以人眼无法感知但是足以加热出光部件的频率的基于LED的光源的脉冲切换，或者基于LED的光源的被选择以从该基于LED的光源提供人眼无法感知但是足以加热出光部件的光输出水平的驱动功率。
术语基于LED的光源包括涵盖了电致发光的光生成系统的任意光源，因此包括响应于电流发射光线的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光带等。另外，基于LED的光源可以包括LED裸片、LED芯片和/或LED封装。
其它的目标、特征和优势将由于以下详细公开、所附从属权利要求以及附图而得以显现。
附图说明
本发明的以上以及另外的目标、特征和优势将通过以下参考附图对本发明的优选实施例所进行的说明性而非限制性的详细描述而被更好地理解，其中相同的附图标记将被用于相似的要素，其中：
图1a)示出了根据本发明概念的照明设备的实施例的截面图，图1b)示出了根据图1a)所示的照明设备的出光部件的部分截取的开口侧视图，图1c)和d)图示了根据本发明概念的照明设备的实施例，
图2a)-d)示出了用于例示根据本发明概念的实施例的ANSYSCFX建模环境中所执行的热仿真，
图3a)是根据本发明概念的照明设备的实施例的部分截取的开口侧视图图示，并且图3b)示出了根据图3a)所示的照明设备的出光部件的截取开口侧视图，
图4a)-d)是图示现有技术的照明设备以及根据本发明概念的照明设备实施例的截面侧视图，和
图5是根据本发明概念的用于对照明设备进行热控制的系统实施例的示意性图示。
具体实施方式
现在参考图1a)对根据本发明概念的照明设备的实施例进行描述。所示出的照明设备在这里是改型的基于LED的灯具100，其包括部署在热连接至散热器的衬底103上的基于LED的光源102，该散热器在这里为灯具基座105的形式。LED灯具100进一步被提供以部署在该衬底上和/或该灯具基座中的驱动电路(未示出)。灯泡封壳101构成基于LED的灯具100的出光部件。根据实施例，如以下将描述的，该LED灯具可以进一步包括控制电路以控制光线输出和/或提供LED灯具的热管理。
根据本发明概念，诸如参考图1a)所描述的改型LED灯具100的照明设备的出光部件被提供以热量传导结构，其被配置为将该基于LED的光源所产生的热量至少分布于该出光部件的子区域。该热量传导结构被嵌入出光部件之中。可替换地，该热量传导结构可以被部署为与该出光部件物理接触或者与之紧靠。在图1b)中，更为详细地图示了LED灯具100的灯泡封壳101。灯泡封壳101包括热量传导结构150嵌入其中的例如硅树脂的光线透射材料层153。这里的热量传导结构150包括纤细的导热连线151，其被定向为从灯泡封壳101的下端进行延伸，其在被安装时被部署在散热器—即灯具基座105，并且处于灯泡封壳101朝向灯泡封壳101顶部中心的侧壁之中。在该示例性实施例中，该连线相对于灯泡封壳101的顶部中心成类似星形的配置，而使得相邻连线相对于彼此并非完全平行，而是被排列为关于灯泡封壳的顶部中心成径向方向传输热量。根据封壳的形状，该连线可以以不同方式进行排列。导热连线151热连接至进行支撑的热量传导支撑环152，后者由铝或者任意其它可应用的导热材料(可选)所制成。支撑环152进一步机械且热接合至散热器—灯具基座105。
可选地，如图1b)所示，一组导热连线151通过支撑连线154进行互连以在类似网状的配置中形成刚性。支撑连线154可以以导热材料或者其它一些可应用材料来提供。优选地，热量传导结构的导热连线被选择为具有矩形横截面。能够应用例如圆形、正方形等的其它横截面形状。导热连线优选地由铝、铜之一所制成，但是也可以使用其它可应用的热量传导材料。当采用具有矩形横截面的导热连线时，该连线可选地被部署为具有更为纤薄的一侧对着来自光源的直射光线，由此减少了该导热连线对光线的阻挡。优选地，该连线的厚度在0.5-2.0mm之间进行选择。优选地，导热连线被部署为具有5-15mm的间隔。
图1c)和d)以LED灯盘(LEDisk)的形式图示了根据本发明概念的LED灯具的实施例，其包括外壳172，其中部署有基于LED的光源并且热耦合至例如外壳(未示出)的散热器。LED灯盘170进一步包括出光部件171，其在图1d)中通过顶部透视图更为详细地被示出。出光部件171包括光学透射材料173，一组导热连线171在其中被径向地部署为在出光部件173内散布热量。导热连线以圆周方式接合至热量传导支撑环172，并且支撑连线174(可选地)部署在导热连线171之间。
如以上参考图1所描述的，具有连线出光部件150的LED灯具能够通过提供例如由铝所制成的支撑环接合一组例如由铝所制成的导热连线而制成，上述导热连线可选地被提供以支撑连线从而实现网状结构。可选地，该导热连线和支撑环随后被涂覆以高发射白色材料(未示出)。另外，如塑料或硅树脂的光透射材料层随后被模塑在导热连线周围以完全覆盖该导热连线。随后，支撑环(或出光部件)被夹持固定、螺丝安装或粘合到LED灯具的散热器上。可选地，作为替代或者除了将出光部件接合至散热器之外，该出光部件经由如以下参考图4b)-4d)所描述的耦合部件而热耦合至光源。
根据本发明的连线出光部件的实施例，该出光部件内与导热连线成直角的特征热量散布长度有效地为4-7mm。由于这处于导热连线的两侧，所以每条连线的有效或特征加热区的宽度通常为8-14mm。出光部件的厚度通常被选择为大于1mm以完全覆盖导热连线。另外，导热连线进入出光部件的有效长度受到限制，并且由连线的横截面以及连线间隔所限定。作为示例，针对直径为1mm的铝质连线以及10mm的连线间隔，该有效长度为35-55mm(取决于出光部件的热传输效能)。该有效长度可用于对例如典型的改型LED灯具的整个圆顶或灯泡封壳进行加热。如果整个圆顶或灯泡封壳被加热为与散热器(在存在时)相同的温度，则以从热扩散器到周边的热阻Rth_spr-amb所表达的热性能在相当程度上有所减小。在示例实施例中，当在周边空闲的灯泡环境中将导热连线引入出光部件中时，Rth_spr-amb从9.5K/W降低至5.5K/W。针对更多示例，参见以下的表1。
在图2中，图示了使用ANSYS CFX建模的LED灯具的热仿真。注意到，每个灯泡温度图形具有不同标度并且每个灯泡上的温度分区的垂直分布基本上对应于灯泡温度图形的垂直分布。针对具有常规硅树脂灯泡封壳的LED灯具以及根据本发明实施例的具有连线硅树脂灯泡封壳的LED灯具执行热仿真。具有不同组的对准的1mm导热连线(Al,Cu)的连线硅树脂灯泡封壳均被仿真，上述导热连线被配置为关于灯泡封壳的顶部中心以径向方向传输热量并且完全沉浸在其相应的硅树脂灯泡封壳中。另外，常规以及连线的灯泡封壳全部经由支撑环连接至LED灯具散热器而被仿真。
图2a)图示了没有导热连线的常规灯泡封壳的温度分布。在硅树脂灯泡的上边缘由于来自散热器的不良热量分布而出现了高的热梯度。灯泡上边缘处的最高温度为124.5℃。在图2b)和2c)中，12条铝质连线和12条铜质连线被分别布置在硅树脂灯泡之中。这增加了灯泡封壳中的热量扩散并且分别将灯泡上的最高温度降低为119.3℃和117.9℃。
图2d)中图示了包括24条铝质连线的灯泡封壳中的仿真温度分布，其中能够注意到，与例如常规灯泡相比，该灯泡封壳中的热量分布在硅树脂灯泡区域相当程度地有所平滑，并且该灯泡上的最高温度下降至112.9℃。
表1以处于外界温度Tamb＝25℃的负载为14.8W的LED灯具，针对没有连线的常规灯泡封壳，以及具有12条铝质连线、12条铜质导线和24条铝质连线的连线灯泡封壳图示了灯泡封壳中的10mm套(sleeve)中的热阻Rth。连线的直径被设置为1mm。该表格中给出了热扩散器到外界的热阻的仿真数值Rth_spre-amb以及没有连线的常规灯泡封壳与分别具有12条铝质连线、12条铜质连线和24条铝质连线的连线灯泡封壳之间的热阻差ΔRth。
表1
Rth(K/W) 无连线 12Al 12Cu 24Al
Rth_spre-amb 8.3 7.3 6.9 6.7
ΔRth - 1.0 1.4 1.6
根据该照明设备的实施例，出光部件中的热量传导结构被提供为带图案的热量传导薄膜，其嵌入在该出光部件(未示出)的光透射材料之中。优选地，该热量传导薄膜的图案被布置为分支，该分支被配置为关于出光部件的中心以基本上径向方向传输热量。相邻分支之间的间隔优选地在5-15mm的范围内进行选择。如在具有连线的情形中，相邻分支之间的互连分支能够优选地以图案来提供，而使得该热量传导结构成为网状。
根据本发明的实施例，该热量传导结构被部署为蜂巢结构(未示出)。优选地，该蜂巢结构被选择为非常开放而在每个蜂巢单元的尺度上提供导热性的高度各向异性。该各向异性对于将热量分布提供在出光部件区域上是有利的。
根据本发明的实施例，为了优化LED灯具的光学表现，该热量传导结构的外表面被提供以具有高反射系数的光学反射和/或漫射表面(未示出)。
根据现在将参考图3进行描述的根据本发明的照明设备的实施例，该照明设备的基于LED的光源包括基于LED的主光源以及光转换材料，诸如远程磷光体LED，其包括降频转换磷光体层。该降频转换材料通常部署在照明设备的灯泡封壳内，即处于出光部件内，远离主发光二极管LED。该出光部件如之前所描述的被提供以热量传导结构。被提供以降频转换材料的出光部件通常被称作远程磷光体灯泡。
继续参考图3a)，在该远程磷光体灯泡—这里为照明设备300—中，基于LED的光源包括部署在衬底303上的基于蓝光泵浦LED的光源302，其在这里为高效蓝光泵浦LED，以及部署在远程磷光体灯泡310的内表面上的远程降频转换材料—磷光体层301。可替换地，磷光体在出光部件的例如塑料材料的光学透射材料313中进行分布。照明设备300进一步包括灯具基座305和散热器304，后者热耦合至基于蓝光泵浦LED的光源302以及远程磷光体灯泡310的下边缘。远程磷光体灯泡310包括嵌入的热量传导结构311，其在图3b)中更为详细地示出。在该示例性示例中，热量传导结构311包括1mm厚的铜线312，其被定向为以关于远程磷光体灯泡310的中心基本上成径向方向而传输热量。相邻连线之间的间隔或间隙优选地在5-15mm的范围内进行选择。该热量传导结构优选地可以被部署以相邻连线之间的互连连线或分支(未示出)，由此提供了网状的热量传导结构。热量传导结构311经由支撑环热耦合至照明设备300的散热器304。
向出光部件中引入如以上参考图1和2所描述的照明设备的实施例中那样从散热器向出光部件中传导热量，或者如以上参考图3所描述的照明设备的实施例中那样从出光部件向散热器传导热量的热量传导结构将出光部件转变为照明设备的热量传输外表面的整体部分。照明设备的冷却因此变得更为有效，从而基于LED的光源的最大光输出有所提高。根据该照明设备的实施例，为了增加出光部件中的热量传输，透射材料优选地为导热玻璃(例如，铝或锂离子玻璃)或导热塑料。
现在参考图4，根据本发明的实施例，对照明设备进行热控制是指提供出光部件的受控温度，以例如防止室外安装的照明设备上的出光部件在较为寒冷的气候或冬季中结冰。图4a)图示了典型的现有技术的LED照明设备490，其包括部署在衬底493上的基于LED的光源402，该衬底493连接至部署于其后侧的传统散热器(未示出)，以及被部署为出光部件的玻璃透镜491。基于LED的光源402热连接至散热器493，而使得LED 402在被激活时所产生的热量经由衬底493至散热器而离开LED照明设备490，参见图4a)中的热量流动图示A→B。由于该热量流动的方向基本上为远离透镜491，所以在寒冷天气，如图中所图示的，可能在透镜491的外表面上形成冰层90。
参见图4b)，在根据本发明的LED照明设备的实施例中，基于LED的光源402被部署在作为热量传输部件的衬底403上。如以上各个实施例中所描述的其中嵌入热量传导结构的出光部件401被部署在衬底403的顶端。基于LED的光源402和出光部件401中的热量传导结构经由衬底403和热耦合部件进行热耦合，从而基于LED的光源402在工作时所产生的热量被传输到出光部件401。这里，热耦合部件包括部署在基于LED的光源402(和/或衬底403)和出光部件401之间的多条导热连线404，参见图4B中从点A→B的热量流动图示。热耦合部件—这里为连线404—到基于LED的光源402/衬底403的实际接合将取决于基于LED的光源的配置。该连线例如利用导热胶或通过焊接而被机械和热连接至出光部件边缘外侧或内侧。用于导热连线的适当材料是铜和铝，虽然也能够应用其它导热材料。
在优选实施例中，在每个导热连线404的末端部分404b，(该末端部分404b被部署在出光窗口401，并且在该末端部分热量应当被消散)，连线404基本上未隔热，而在更为接近基于LED的光源402(热源)的相反末端部分404a，为了避免对衬底403进行加热，导热连线404至少部分被提供以隔热层(未示出)。该隔热层可以是聚合物涂层，例如参见美国专利号5,232,737“Method of coating a metal wire with atemperature and stress resistant polymeric coating”。导热连线404在一个实施例中通过导热胶而接合至出光部件401的边沿。
现在参考图4c)和4d)，在LED照明设备410、420的一个实施例中，热管405、406被用作耦合元件以将基于LED的光源402或者它们部署于其上的衬底403与出光部件401进行耦合。在图4c)中，基于LED的光源402被部署在衬底403上，并且衬底403和出光部件401在这里利用热管405进行热耦合。在图4d)中，扁平热管406被部署在衬底上以将出光部件和光源402进行热耦合。根据一个实施例，耦合部件被部署为蒸汽室(未示出)。
根据本发明的照明设备能够在例如交通灯之类的室外应用中得以应用。如之前所提到的，当室外应用(或者寒冷的室内环境中的应用)中的照明设备并未被长时间激活时或者当环境非常寒冷的情况下，可能在出光部件上形成冰。现在参考图5，其示意性图示了用于对包括根据本发明的照明设备的实施例500的交通灯50的发光进行热控制的系统600。系统600进一步包括至少一个包含在控制单元603内或者与之通信而部署的温度传感器601和/或计时器602，该控制单元603被配置为对相应照明设备500的出光部件501进行热控制。控制单元603可以处于交通灯50的驱动单元604的外部或者与之集成。该控制单元包括被配置为对该照明设备进行热控制的可应用控制组件(硬线和/或软件组件)。该控制单元、温度传感器和计时器全部可以被置于交通灯50的外壳51之内。相应的温度传感器可以被部署在每个照明设备500(或者至少一个照明设备)的出光窗口501处以提供其所测量的温度，或者温度传感器能够简单地被配置为测量外界温度。控制单元603被配置为基于所测量的温度或基于计时器602或者所测量温度和计时器602的组合而向个体照明设备500提供控制信号，而使得它们如之前针对根据本发明概念的照明设备的实施例所描述的通过向出光部件的热量传导结构中传输受控数量的热量而被加热。然而，出光部件的热控制优选地在并不产生可见光的情况下提供。当交通灯为红色时，仅开启底部照明设备。随后需要对黄色和绿色交通灯进行热控制。在一个实施例中，通过以低的不可感知的功率水平驱动照明设备以产生热量而提供热控制，而并不产生任何可见光。在该系统的可替换实施例中，个体照明设备500以无法被人眼所感知的频率进行脉冲驱动以在出光部件501中产生热量而防止结冰。
虽然上文中给出交通灯作为示例性实施例，但是应当认识到的是，本发明概念能够在其它照明应用中得以应用。
以上主要参考几个实施例对本发明进行了描述。然而，如本领域技术人员所轻易意识到的，以上所描述的实施例以外的其它实施例在如所附权利要求所限定的本发明的范围内同样是可能的。

Claims (15)

1.一种照明设备(100)，包括用于产生光线的至少一个基于LED的光源(102)，以及光学和热耦合至所述基于LED的光源的出光部件(101)，其中所述出光部件包括热量传导结构(150)，其被配置为将所述至少一个基于LED的光源所产生的热量分布于所述出光部件的至少一个预定子区域，其中所述热量传导结构包括一组对准的热量传导路径(151)。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述热量传导结构被嵌入所述出光部件中。
3.根据权利要求1或2所述的照明设备，其中所述热量传导结构是一组导热连线之一，或者是包括连线或分支的带图案热量传导薄膜。
4.根据权利要求2或3所述的照明设备，其中所述带图案热量传导薄膜中所述图案的所述导热连线或分支的至少一部分被配置为关于所述出光部件的中心在基本上径向方向上传输热量。
5.根据之前任一项权利要求所述的照明设备，其中相邻连线或分支之间的间隔在5-15mm的范围内进行选择。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的照明设备，进一步包括分别在相邻连线或分支之间的互连连线或分支，由此提供网状的热量传导结构。
7.根据之前任一项权利要求所述的照明设备(400,410,420)，进一步包括被配置为将所述出光部件(401)与所述至少一个基于LED的光源(402)进行热耦合的耦合部件(404,405,406)。
8.根据权利要求7所述的照明设备，其中所述耦合部件为至少一个热管、蒸汽室或者至少一个导热连线。
9.根据之前任一项权利要求所述的照明设备(300)，其中所述基于LED的光源是远程磷光体光源，其包括基于LED的主光源(302)以及被部署在所述出光部件处(310)的降频转换磷光体材料(301)。
10.根据之前任一项权利要求所述的照明设备，进一步包括热耦合至所述出光部件和/或所述基于LED的光源的散热器(105,304)。
11.根据之前任一项权利要求所述的照明设备(500)，进一步包括与控制器件(603)通信而部署的温度传感器(601)和/或计时器(602)，所述控制器件(603)用于利用与所述基于LED的光源的驱动功率相关联的控制信号而对所述出光部件(501)进行热控制。
12.根据权利要求11所述的照明设备，其中所述控制信号提供以下之一：以人眼无法感知但是足以加热所述出光部件的频率进行的基于LED的光源的脉冲切换，或者基于LED的光源的被选择以从所述基于LED的光源提供人眼无法感知但是足以加热所述出光部件的光输出水平的驱动功率。
13.一种用于根据权利要求11或12所述的照明设备的方法，包括：
-从所述温度接收温度读数，和/或
-从所述计时器接收计时器信号，并且
基于所述温度读数和/或所述计时器信号：
-提供与所述基于LED的光源的驱动功率相关联的所述控制信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述控制信号可以提供以下之一：以人眼无法感知但是足以加热所述出光部件的频率进行的基于LED的光源的脉冲切换，或者基于LED的光源的被选择以从所述基于LED的光源提供人眼无法感知但是足以加热所述出光部件的光输出水平的驱动功率。
15.一种用于对照明设备进行热控制的系统(600)，包括至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的照明设备(500)，温度传感器(601)和/或计时器(602)，以及控制器件(603)，其中所述温度传感器和/或所述计时器被配置为与控制器件(603)进行通信以便利用与所述基于LED的光源的驱动功率相关联的控制信号对所述出光部件(501)进行热控制。
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