CN104968990A - 照明装置及其组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包括光引擎(10)和环绕在所述光引擎(10)周围使得形成包围所述光引擎(10)的管状外壳的柔性材料片(11)的管状照明装置(1)。本申请进一步公开了用于组装这样的管状照明装置(1)的设备和方法。
Description
技术领域
本发明涉及照明装置的领域,并且涉及改进的照明装置连同用于组装这样的照明装置的方法和设备。
背景技术
照明装置领域包括关于光源、构造、光学特性等等的各种各样的不同的照明装置。一种类型的照明装置是作为完善的标准光提供件的诸如荧光管之类的管状照明装置管。不断的开发提供了具有优于已知技术的优点的新类型的管状照明装置。一种近年来开发的管状照明装置是包括发光二极管(LED)的照明管。该技术具有非常高能效的主要优点,因为大量的所提供的能量被转化成光。因此,LED照明管相对于例如荧光管是环境友好的,并因此变成了越来越普遍的替代品。
LED照明管通常由包括排成一行安装在载体上的LED的光引擎和诸如热扩展器/反射器附件、诸如铝线之类的机械桥等可能的其他部件组成。LED照明管通过将光引擎与诸如驱动器之类的可能的另外的部件一起布置在例如玻璃的预制管状外壳中来进行组装。照明装置的组装通常通过多个(手动)步骤来实现,其中这些步骤中的一些是复杂的组装步骤,诸如将纤长且相对易损的光引擎和另外的部件插入到狭长的(玻璃)管中。
此外,鉴于需要处理的呈现例如由管状外壳包围的空气或真空或者包装在一起的管状照明装置之间的空气或真空的形式的大部分的非功能体积,管状照明装置的处理和运输相对成本低效。
因此,鉴于以上情况,仍然存在着对管状照明装置的改进的需要。
发明内容
本发明的目的是克服上述问题和缺点,并且提供改进的管状照明装置。本发明的目的还是提供用于组装管状照明装置的方法和用于组装管状照明装置的设备。
根据本发明的第一方面,上述和其他目的通过如下管状照明装置来实现,该管状照明装置包括:光引擎;以及环绕(wrap)在所述光引擎周围使得形成包围所述光引擎的管状外壳的柔性材料片。
关于光引擎意味着被布置成提供光的单个部件或者一组部件。关于管状外壳意味着外壳具有拉长的(oblong)形状并且在纵向方向上延伸。管状外壳优选地具有基本圆形的截面,诸如呈现圆形或椭圆形的形状。其他截面形状当然也是可行的。外壳可以通过折叠或者卷绕(roll)柔性材料片来环绕在光引擎周围。
由于照明装置的外壳环绕在光引擎周围,所以外壳不需要在照明装置的组装之前制作。因此,对预制外壳连同可能的将预制外壳运输至用于组装照明装置的另一地点的需要是多余的。相反,外壳可以稍后在组装过程中形成。此外,与例如通过挤压出带轮廓的塑料管来制造的常规外壳管相比,外壳可以以较低成本制造。
作为示例,光引擎可以在全球制造,并且运输到容易添加可能的另外的部件并且随后形成外壳的区域性或者本地组装位置。本发明提供准备在组装过程中形成外壳的时间和位置的选择,并因此可以优化生产过程。外壳的柔性材料片当然仍然需要运输,然而这可以在其预组装形式中以小得多的非功能体积(例如,以卷或者作为片的堆叠)运输。
根据第一方面从本发明获得的另一优点是,可以简化照明装置的复杂组装步骤。取代通过将纤长且相对易损的光引擎和另外的部件插入到狭长的(玻璃)管状外壳中来组装管状照明装置,外壳可以环绕在光引擎周围。下面将详细地公开用于这样的组装的设备。
通过采用柔性材料片作为外壳,与由诸如玻璃之类的刚性材料制成的常规外壳相比,照明装置更不易于破裂。
光引擎可以具有被布置成延伸穿过基本上整个管状外壳的拉长的形状。因此,模仿了诸如荧光管之类的常规照明管。
光引擎可以包括包含发光二极管(LED)的光片。光引擎可以包括一串LED。这样的LED串是市售的,并且可以以例如诸如扁平柔性线缆之类的LED串的卷的形式购买,或者作为诸如布置LED串所在的刚性印刷电路板(PCB)之类的刚性片购买。
光引擎可以包括以下部件中的一个或者组合:金属箔、漫射体箔、热形成结构和反射器。部件可以以不同的形状和位置布置以便满足期望的光学特性。
柔性材料片可以环绕或者卷绕多圈。因此可以实现更加稳定的外壳。多圈也允许具有分层结构的外壳壳体。可以形成柔细材料片使得外壳壳体的不同的圈并因此不同的层包括不同的材料。因此,可以实现不同的光学特征。例如,(多)分层结构可以提供创建虚拟光源的附加的菲涅尔反射,由此增加了观察到的来自照明装置外侧的(点)光源的数量,并由此减少了照明装置的斑点。
柔性材料片可以螺旋地环绕或者卷绕。这是有益的,在于可以在卷绕之后实现柔性材料片的改进的固定。假设垂直环绕或者卷绕,柔性材料片可以要求沿着柔性材料片的纵向边缘、即在管状外壳的纵向方向上的固定,而螺旋环绕或者卷绕可以要求只在管状外壳的端部处固定卷绕的柔性材料片,因为螺旋卷绕自身提供了机械固定。
在一个实施例中,光引擎被定位为在管状外壳内部螺旋地缠绕(winding)。在该实施例中,光引擎在管状外壳内部并且在管状外壳的纵向方向上成螺旋形。这提供了可以通过管状外壳内部的光引擎的螺旋圈的数量的适当选择而被优化的预定光分布。
以下填充材料中的一个或者组合可以被布置在柔性材料片的一圈或多圈之间的空间中:液体、凝胶、粘性材料。如果需要,通过合适的填充材料的选择,或者通过合适的填充材料的组合,可以实现诸如降低的菲涅尔反射、改进的阻燃性、散热功能、机械刚度和用电安全之类的优点。
外壳可以具有变化的壳体厚度。厚度的变化可以通过柔性材料片的非均匀形状实现。可行的非均匀形状的非限制性示例是柔性材料片的凹形、凸形、抛物线形、锥形和梯形形状。不同的非均匀形状可以提供外壳壳体的沿着照明装置的纵向轴的不同厚度轮廓,即厚度的变化。不同的厚度轮廓提供了不同的光学特性。
根据本发明的第二方面,上述和其他目的通过用于组装管状照明装置的设备实现,所述设备包括:用于提供光片以形成光引擎的一部分的第一卷轴;用于提供柔性材料片的第二卷轴;被布置成将所述柔性材料片环绕或者卷绕在所述光引擎周围使得形成包围所述光引擎的管状外壳的环绕装置。
光片可以是市售的LED卷。LED卷可以包括以预定方式布置的LED和反射器。
第一和第二卷轴可以被布置成使得柔性材料片的环绕垂直地、成一线地或者朝向第一卷轴的给送方向倾斜/偏斜地进行。
设备可以包括用于提供附加片以形成光引擎的一部分的一个或多个附加卷轴。光片和附加片一起形成光引擎。环绕装置被布置成将柔性材料片环绕或者卷绕在形成的光引擎周围。
第一卷轴和附加卷轴可以被布置成提供相同的给送方向。因此,从卷轴上的卷给送的材料片可以邻近地且面对彼此给送。因此可以协助通过给送的材料片形成光引擎。
如本领域技术人员所理解的,根据本发明的第二方面的设备可以以很多不同的配置来实现。
上面所公开的第一方面的特征也适用于该第二方面。
根据本发明的第三方面,上述和其他目的通过用于组装管状照明装置的方法来实现,所述方法包括:提供光引擎;提供柔性材料片;将所述柔性材料片环绕在所述光引擎周围,使得形成包围所述光引擎的管状外壳。
根据本发明的第二方面的设备被布置成执行根据该第三方面的方法。
上面所公开的第一和第二方面的特征也适用于该第三方面。
总之,提供了包括柔性材料片的管状外壳的改进的管状照明装置及其制造方法和设备。环绕的或者卷绕的管状外壳不仅通过在形成产品过程中提供灵活性节约了成本,因此使得能够消除非功能体积的运输,而且还消除了对诸如将易碎的光引擎插入到破裂敏感的玻璃管中之类的复杂组装步骤的需要。此外,可以使传统上手动进行的组装步骤自动化,由此鉴于时间和成本提供了提高的效率。另外,环绕的或者卷绕的外壳对于破裂更不敏感(当与常规玻璃管相比时),并因此还显著降低在产品处理和运输期间造成损坏的风险。
注意,发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能的组合。
附图说明
现在将参照示出了发明的实施例的附图更加详细地描述本发明的这个以及其他方面。
图1是根据本发明的实施例的管状照明装置的分解图。
图2a至图2c图示了根据本发明的实施例的用于组装管状照明装置的设备的组装区域。
图3a至图3d图示了根据本发明的实施例的柔性材料片的不同的实施例。
图4图示了根据本发明的实施例的包括布置在外壳的两圈之间的光引擎的管状照明装置的螺旋环绕的外壳。
图5a至图5c图示了根据本发明的实施例的管状照明装置的螺旋环绕的外壳。
图6a至图6c图示了根据本发明的实施例的管状照明装置的螺旋环绕的外壳。
图7a至图7c图示了根据本发明的实施例的管状照明装置的螺旋环绕的外壳。
图8图示了根据本发明的用于管状照明装置的螺旋环绕的外壳的柔性材料片的实施例。
图9图示了根据本发明的实施例的包括穿孔的柔性材料片的环绕。
图10图示了根据本发明的实施例的包括用于支撑布置在其中的光引擎的内芯的管状照明装置的截面。
图11图示了根据本发明的实施例的用于组装管状照明装置的方法。
如图中所图示的,层和区域的尺寸被夸大用于说明的目的并因此被提供为图示本发明的实施例的一般结构。同样的附图标记始终是指同样的元件。
具体实施方式
现在将参照示出了本发明的当前优选实施例的附图在下文中更加完整地描述本发明。然而该发明可以以很多不同的形式来实现并且不应当被解释为限于本文所陈述的实施例;相反,这些实施例被提供用于彻底性和完整性,并且将发明的范围完整地传达给本领域技术人员。
管状照明装置1的分解图由图1图示。照明装置1具有拉长的形状,并且沿着轴延伸。管状照明装置1包括光引擎10和由柔性材料片11形成的外壳。柔性材料片11环绕在光引擎10周围。管状照明装置1进一步包括用于提供光引擎与位于外壳外部的任何部件之间的连接的端盖12。一个或两个端盖12可以包括驱动器(未图示)。端盖12可以由透明或非透明材料制成。
光引擎10可以沿着照明装置1的整个延伸布置,或者备选地沿着照明装置1的延伸的一部分布置。管状照明装置1可以包括单个或多个光引擎。
柔性材料片11可以以很多不同方式来配置,包括但不限于透明的、漫射的、图案化的、印刷的、全息的、穿孔的、在两侧处执行的、双折射的、多层堆叠的和波长选择性堆叠的。
柔性材料片11可以包括多个不同片材料的区段。可以进行材料或多种材料的选择以便得到诸如阻燃性、用电安全功能和滤光之类的有利功能。
柔性材料片11可以包括以下材料中的一个或组合:金属箔、金属带、金属片和金属填充复合膜。这些材料可以提供热扩展和/或散热功能。合适的材料的非限制性示例是铝、银、金、铬、氧化铟锡(ITO)及其复合物。复合物可以包括用诸如AlN、AiC、BN、Al2O3或石墨填充的可选地可固化的基质材料。
柔性材料片11可以包括散热和热扩展区域的重复区段。如果柔性材料片11环绕多圈,则区域可以重叠。因此可以促进诸如中间的热分布之类的优点。此外,可以降低向环境空气的总散热热阻。
柔性材料片可以通过包括例如漫射出口窗、反射或半反射区段、光栅或透镜类功能和/或菲涅尔盒包络(Fresnel box envelope)被功能化为目标光学支持功能。柔性材料片11的区域可以备选地或附加地包括渐变折射率或梯度厚度的一个或多个区域、诸如远程荧光粉膜或干涉堆叠之类的波长特定的区段。区域或多个区域的尺寸可以从外壳中的柔性材料片11的环绕圈的一部分跨到一个完整的环绕圈或多个环绕圈。
提供期望的光学功能的区域可以分布在柔性材料片11的一部分之上,该部分被布置成形成外壳壳体的面向外壳的内部空间的内部部分和/或被布置成形成外壳壳体的面向周围环境的外部部分。该部分可以例如包括利用介观光学的远程荧光粉部分或布置在外壳壳体的外部部分处的漫射体。
环绕的外壳的纵向边缘可以借助于例如熔化、粘合剂、激光焊接、点焊、柔性材料片中箔的形式锁定、收缩环绕、螺旋环绕或带环绕来固定。固定技术可以被选择并适配使得允许通过将柔性材料片11展开来拆卸。
光引擎10可以被布置在管状外壳的内部空间中。诸如驱动器之类的另外的部件可以因此容易地与光引擎10有关地布置并且布置在内部空间中。备选地,诸如驱动器之类的另外的部件可以作为表面安装的装置部件被布置到例如光引擎10的箔或印刷电路板上。如上面所公开的,驱动器也可以被布置或备选地布置在管状照明装置1的端盖12中。备选地,光引擎10可以被布置在柔性材料片11的两圈之间。光引擎可以因此通过邻近圈层被固定,因此增加了稳定性。此外,与被布置在外壳的内部空间中的光引擎10相比,可以减轻对固定光引擎10的需要。
光引擎10可以包括与诸如透镜、光栅之类的初级光学装置或者波长转换材料的区域有关的至少一个LED。通过这些部件中的一个或组合可以得到有利的光学特性。波长转换材料,例如远程荧光粉,可以被布置为光引擎10上的一个或多个点或者在光引擎10上成一条线。透镜可以具有被布置成由光引擎10的反射器中的孔洞的轮廓支撑的形状。不同形状可以提供不同的光特性。例如,六边形基部形状的透镜可以提供光束的在管状外壳的纵向方向上的伸长。
因此,光引擎10可以包括可以以很多不同配置布置的各种各样的部件。部件可以在将柔性材料片11环绕在光引擎10周围之前添加,或者作为后续步骤添加。本发明因此提供了在设计用于管状照明装置的生产过程中的增加的自由度。
图2a至2b中图示了用于组装管状照明装置1的设备的不同组装区域。设备包括第一组装区域201、第二组装区域202和第三组装区域203。
在第一组装区域201中,布置了第一卷轴21a和第二卷轴22。在第一卷轴21a上,布置了光片卷23a。光片是在柔性材料的载体上将LED安装成一条线的LED串。载体可以例如是印刷电路板(PCB)或扁平柔性线缆(FFC)。
LED串的卷是市售的。这样的卷可以被切割成期望的长度并且提供光引擎而不需要连接诸如L2之类的多个LED部件,因此降低了处理和组装成本两者。L2是包括具有布置在PCB的一侧上的焊接LED的PCB的LED部件。L2通常提供有比管状照明装置的期望长度短得多的长度,因此需要连接几个L2以便实现被布置成沿着照明装置的基本上整个长度延伸的光引擎。因此,可以消除连接诸如L2之类的LED部件的通常复杂的步骤。
卷上的其他类型的光片当然也是可行的。
第一卷轴21a是卷轴组21的一部分。卷轴组21进一步包括附加的卷轴21b。在该实施例中,在附加的卷轴21b上,布置了附加的卷23b。附加的卷23b在该情况中包括将被包括在正在组装的照明装置1的光引擎中的反射器材料。
卷轴组21被布置成使得光片和附加的片在从它们相应的卷上展开时是面对彼此的,并且在由卷轴组21所提供的给送方向被给送。因此,在第一卷23a和附加卷23b的展开期间形成多层光引擎。
卷轴组21可以包括另外附加的卷轴,其包括将被包括在光引擎中的诸如金属箔、稳定用片、层压片等光引擎材料的附加卷。
第二卷轴22包括柔性材料片卷24。柔性材料片将环绕或者卷绕在光引擎周围,由此形成用于管状照明装置的外壳。
合适的片材料的非限制性示例是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(BoPET)、聚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和薄片玻璃,可选地具有高端外部修饰。
柔性材料片可以包括单个层或多个层的结构。多层结构可以包括不同的材料层,以便实现改进的阻燃性和/或改进的用电安全功能。不同的材料片可以例如作为交替的片施加以便实现这样的优点。此外,交替的片材料的堆叠或卷或者单个复合片可以在环绕以形成管状照明装置的外壳时提供波长特定功能,即滤波功能。堆叠可以例如被最优化用于光谱的给定部分(例如,蓝光)的传播,或者用于通过添加或增加虚拟光源的数量来减少斑点,由此增加例如经由菲涅尔反射从外壳的外部观察到的光源的数量。
备选地或者另外地,柔性材料片可以通过可选地以重复图案布置的不同材料的区域形成,也以便获得期望的光学特性。
包括多个层和/或多个不同材料区域的柔性材料片可以形成在布置于第一组装区域201之前的可能在相同设备中的预组装区域中。
环绕的柔性材料片的一圈或多圈之间的空间可以用诸如液体、凝胶或粘性材料之类的填充材料填充。填充材料可以被选择例如以降低菲涅尔反射、以改善阻燃性、以向环境提供散热、以提供机械刚度和/或以提供用电安全。填充材料可以在环绕过程期间填充,或者作为之前的或随后的步骤填充。
第二卷轴22被布置成使得柔性材料片面对从布置在第一卷轴组21的卷轴上的卷提供的片。来自光片卷23a的光片、来自柔性片卷24的柔性材料片和来自附加片卷23b的附加片朝向第二组装区域202给送。
切割装置(未示出)可以布置在第一组装区域201中或第二组装区域202中。切割装置被布置成将光片、附加片和柔性材料片的一部分从它们相应的卷上切掉。
固定装置(未示出)可以布置在第一组装区域201中或第二组装区域202中。固定装置被布置成将光片固定至附加片以便形成将被包括在照明装置中的光引擎。固定装置可以被布置成借助于固定技术的以下非限制性示例来进行固定:层压、热超声粘合、化学接合、物理接合或形式锁定。这些技术中的一些要求提供诸如层压片、粘合剂、收缩塑料等附加材料。
作为示例,光引擎可以通过将透明片材料与来自第一附加卷的铝热扩展箔和来自第二附加卷的漫射体箔一起层压形成。备选地,片可以通过热超声接合、诸如借助于粘合剂或UV光的胶合之类的化学和/或物理接合和/或诸如借助于收缩材料之类的形式锁定而彼此附接。可选地,用以形成光引擎的一部分的附加片可以是交错的以朝向彼此和/或朝向金属带(优选薄金属带)和/或朝向光片被形式锁定、完全锁定(sheer locked)或夹持。
作为又一示例,例如包括蓝光LED的光片可以朝向薄金属带或诸如片复合蜂巢结构之类的刚性散热板层压。因此可以实现要求较大热扩展性能、即提供高流明输出的管状光源。
返回至图2a至图2c中图示的实施例,第二组装区域202的一部分由图2b图示。当已经形成光引擎时,切割下来的柔性材料片11将环绕或者卷绕在光引擎周围。为了该目的,第二组装区域202包括环绕装置25。
环绕装置25包括三个辊25a、25b和25c。将切割下来的光引擎和切割下来的柔性材料片11插入在环绕装置中。通过辊25a、25b和25c的运动,柔性材料片将环绕或者卷绕在光引擎周围,使得形成包围光引擎的管状外壳。
柔性光材料片11的沿着管状外壳延伸的纵向边缘可以借助于例如熔化、粘合剂、激光焊接、点焊、柔性材料片中箔的形式锁定、收缩环绕、螺旋环绕或带环绕来固定。固定技术可以被选择并适配使得允许通过将柔性材料片11展开来拆卸,并且用于进行边缘固定的合适装置可以布置在第二组装区域202中。在柔性材料片11的螺旋环绕或者卷绕的情况中,可能仅需要管状外壳的开口端部处的固定并因此不需要柔性材料片11的纵向边缘处的固定。
包括光引擎的管状外壳被运输至图2c中图示的第三组装区域203。在这里,完成照明装置。诸如用于照明装置的驱动器之类的另外的部件可以在这里添加。为了提高照明管的均匀性,可以在光出射窗口处部署漫射体。作为另一示例,局部菲涅尔盒(半管)可以布置在照明装置中用于提高光均匀性。
端盖12可以布置在管状外壳的开放端部处,用于将外壳闭合,并且用于提供从照明装置外部到光引擎以及可能的另外的部件的电连接。端盖12可以通过卡口配合至柔性材料片11来布置。
备选地,端盖12可以在柔性材料片11的环绕之前布置。因此,柔性材料片11可以环绕在光引擎和端盖12两者周围。
驱动器或多个驱动器可以布置在一个端盖12中或两个端盖12中。驱动器的更加详细的描述结合图6提供。
端盖12可以布置成使得环绕的柔性材料片11基本上覆盖端盖12。由于端盖12所致的黑暗端部的外观因此可以借助于波导被最小化。
设备可以在上面公开的或附加的组装区域中包括另外的部件,用于:提供诸如作为附加片的漫射体膜的丝网印刷(screen-printing)或狭缝涂布(slit-coating)之类的功能,将热扩展膜/散热膜布置在附加片或柔性材料片中的一个或多个中,提供片以形成光引擎的具有诸如透镜(例如菲涅尔透镜)之类的压花光学装置和/或热形成结构的一部分,或者对一个或多个远程磷光体膜中的膜(优选薄膜)进行丝网印刷,接着远程磷光体膜可以朝向光引擎片层压。
在由图2a至图2c所图示的实施例中,设备的卷轴被布置成使得它们对其相应的卷提供相同的给送方向。在其他实施例中,可以向第二卷轴22提供另一给送方向,以便例如获得不同的环绕。环绕可以例如垂直于第一卷23a和/或附加卷23b的给送方向或者备选地朝向该给送方向倾斜或偏斜地进行。因此,环绕可以呈例如螺旋的形式。当设计外壳构造以便获得期望的光学特性时,选择环绕形状的可能性可以是有益的。
在由图2a至图2c所图示的实施例中,第一组装区域201、第二组装区域202和第三组装区域203被布置在单个设备中。在另一实施例中,这些以及可能的另外的组装区域可以与彼此全部或部分地分开。例如,呈LED串形式的光引擎可以在第一位置被组装并且被布置为卷,并且被输送至第二位置。在第二位置,LED串可以在如上所公开的设备中与进一步附加的功能化材料片或材料卷组合。备选地,LED卷可以内部制造,并且在后来的阶段与一组功能化材料箔、材料卷或材料片组合。
柔性材料片可以结合光引擎的组装或者可选地在后来的阶段中环绕在光引擎周围。照明装置可以在进一步后来的阶段中、在相同或另一位置完成,可能包括在外壳中添加另外的部件。因此,如已经变得清楚的,制造过程可以非常自由地设计。
图3a至图3c图示了可以如何形成柔性光材料片11的示例。照明装置外壳壳体的不同厚度轮廓可以通过待环绕在光引擎周围的光材料片11的不同形式来获得。
图3a中图示了均匀的柔性材料片11a。该均匀形状对应于由图2a至图2c图示的实施例的柔性材料片11。通过均匀的形状,当柔性材料片11进行环绕时,提供外壳的壳体的沿其轴线A的均匀厚度。
图3b中图示了非均匀的柔性材料片11b。柔性材料片11b沿其给送方向逐渐变窄,并且在另一实施例中逐渐变窄的柔性材料片11b在一点处终止,由此具有三角形形状(未示出)。在该实施例中的柔性材料片11b的逐渐变窄的形状促进了容易的机械固定,例如通过对柔性材料片11b的端部进行点焊。因此,当柔性材料片11b进行环绕时,提供了沿其轴线A’具有较厚的中央部分和较薄的外侧部分的外壳壳体。
图3c中图示了另一非均匀的柔性材料片11c。柔性材料片11c沿其给送方向形成槽。因此,当柔性材料片11c进行环绕时,提供了沿其轴线A”具有较薄的中央部分和较厚的外侧部分的外壳壳体。
图3d中图示了另一非均匀的柔性材料片11d。柔性材料片11d的形状被形成为字母V形,即,具有相等宽度的偏斜臂。因此,在柔性材料片11d的环绕或卷绕之后,提供了具有恒定厚度的外壳壳体。这提供了柔性材料片11d的具有较小固定区域的改进的固定,因为只有V形柔性材料片11d的端部需要被固定而不是整个纵向边缘。
柔性材料片11a、11b、11c和11d的不同形状的实施例的组合也是可以的。例如,在实施例中,柔性材料片的一个端部、例如片的环绕或卷绕开始所在的一个端部被形成槽并且柔性材料片的相反端部逐渐变窄(或反之亦然),这可以提供均匀厚度的卷绕的材料片。或者,换言之,为了获得均匀厚度,柔性材料片的在片的卷绕开始时所在的一个端部处的形状与柔性材料片的在片的卷绕终止时所在的其相反端部处的形状颠倒,以获得均匀厚度的卷绕的柔性材料片。
当设计外壳构造以便获得期望的光学特性时,选择不同厚度轮廓的可能性可以是有益的。
图4中图示了光引擎10在管状照明装置中的备选布置。取代环绕柔性材料片11使得光引擎10被提供在环绕的外壳的内部空间中,光引擎10被布置在柔性材料片11的两圈之间。因此,光引擎10被布置在柔性材料片11的两层之间。另外,柔性材料片被螺旋环绕。这是有利的,因为不是环绕或卷绕的柔性材料片11的整个纵向边缘都需要用单独的部件固定,而是只有在由环绕或卷绕的柔性材料片11形成的管状外壳的开放端部处可能需要固定。光引擎10被布置成使得由光引擎10中的光片提供的光朝向外壳的内部空间向内定向。在外壳的内部空间中,布置了反射器41。反射器41将由光引擎10提供的光反射通过外壳壳体并进一步向外。备选地,在壳体中未布置反射器41。
在备选实施例中,光引擎邻近外壳的外表面布置。因此,光引擎被布置在外壳的外部。光引擎可以与上面的实施例类似地布置,即使得光引擎提供朝向外壳的内部空间向内的光。光引擎可以被布置为螺旋或者以任何其他合适的配置布置。通过将光引擎布置在外壳外部,由光引擎产生的热以与光引擎布置在外壳中时的实施例相比更低的程度传输至外壳。因此,鉴于热状态,该实施例可以是优选的。
在又一实施例中,作为上面公开的实施例的组合,光引擎被部分地布置在柔性材料片的两圈之间,并且部分地布置在外壳外部并且邻近外壳的外部。
图5a至图5c、图6a至图6c和图7a至图7c图示了根据本发明的螺旋环绕的外壳的其他实施例,其中光引擎10在柔性材料片11的卷绕之前相对于柔性材料片11的定向被改变以创建管状外壳中的LED 101的预定分布,该分布也可以通过改变LED 101的节距而变化。在这些实施例中,光引擎10是柔性材料的,例如具有LED的扁平柔性线缆。
图5a图示了在将其卷绕成管状形状的外壳之前的柔性材料片11,其中光引擎10的定向平行于柔性材料片11的长边缘或纵向边缘111。通过将柔性材料片11螺旋地卷绕或环绕一圈,光引擎10将被以螺旋地缠绕定向定位在具有一个完整的螺旋圈的管状外壳内部,即,光引擎10被定位在管状外壳内部使得它在管状外壳的纵向方向上做出一个完整的360度的圈。光引擎10在管状外壳的纵向方向上成螺旋状,由此覆盖管状外壳的内圆周的360度,如图5b所示。图5c是螺旋卷绕或环绕的管状外壳的示意投影截面,图示了在该实施例中光引擎10的LED 101沿着管状外壳的内圆周在纵向方向上分布。注意,图4中示出的实施例示出了其中光引擎10在管状外壳的纵向方向上做出了三个完整的360度的螺旋圈被定位在管状外壳内部的螺旋卷绕的或环绕的外壳的实施例。
图6a图示了在将其卷绕成管状形状的外壳之前的柔性材料片11,其中光引擎10相对于柔性材料片11的长边缘或纵向方向边缘111的定向使得在将柔性材料片螺旋地卷绕一圈之后,光引擎10以螺旋地缠绕定向定位在管状外壳内部,使得光引擎做出半个完整螺旋圈,即180度,即,光引擎10在管状外壳的纵向方向上呈螺旋状,由此覆盖管状外壳的内圆周的180度,如图6b所示。因此,在该情况下,光引擎10的光源,例如LED 101,只分布在管状外壳的内圆周的一半上,例如管状外壳的上半部。图6c是螺旋卷绕或环绕的管状外壳的示意投影截面,图示了在该实施例中光引擎10的LED 101沿着管状外壳的半个内圆周在纵向方向上分布。
图7a图示了在将其卷绕成管状形状的外壳之前的柔性材料片11,其中光引擎10相对于柔性材料片11的长边缘或纵向方向边缘111的定向使得在将柔性材料片11螺旋地卷绕一圈之后,光引擎将平行于管状外壳的纵向方向并且在该纵向方向的方向上被定位在管状外壳中,如图7b所示。因此,在该情况下,光引擎10不在螺旋卷绕的管状外壳内部呈螺旋状,而是被定位为在管状外壳的纵向方向上延伸的一行LED 101。图7c是螺旋卷绕或环绕的管状外壳的示意投影截面,图示了在该实施例中光引擎10的LED 101被分布为在管状外壳的纵向方向上的行。
图8示出了在卷绕之前的柔性材料片11被成形为平行四边形的进一步的实施例,其中在将其卷绕成螺旋卷绕或环绕的外壳之前,柔性材料片11的短边缘112不垂直于柔性材料片11的长边缘或纵向方向边缘111,纵向方向边缘111平行于管状外壳的中心轴C延伸,但是其中短边缘112是偏斜的,其中柔性材料片11的短边缘112与长边缘111之间的角度小于或大于90度。柔性材料片11的短边缘112与长边缘111之间的角度优选地等于柔性材料片11的卷绕或环绕方向R与中心轴线C之间的角度。这可以是有利的,因为在柔性材料片11的螺旋环绕期间柔性材料片11的短边缘112的对齐导致柔性材料片11的预定的螺旋卷绕。此外,柔性材料片11的该特定形状导致在柔性材料片11的螺旋卷绕之后在管状外壳的开口端部处的直线边缘。其中柔性材料片11具有平行四边形的形状的该实施例也可以应用于其中例如以光引擎10相对于柔性材料片11的另一定向来施加螺旋环绕或卷绕的管状外壳的其他实施例。
优选地,在光引擎被布置(部分地)在外壳外部的实施例中,照明装置被布置用于低电压应用,以便确保对于例如处理照明装置的人员而言的用电安全性。柔性材料片11可以被穿孔,如图9所示。布置穿孔以协助环绕过程。柔性材料片11包括沿着每个边缘成直线布置的穿孔50,其中每个边缘沿着环绕期间的给送方向布置。在柔性材料片11的环绕期间,穿孔50接收布置在端盖12中的齿51。因此,柔性材料片11在环绕期间被稳定并被固定至端盖12,由此减轻了柔性材料片11在卷绕期间剪断的风险。备选地,齿51可以布置在其他部件中,诸如在驱动器或环绕装置25的一部分上。
在光引擎10被提供在环绕的外壳的内部空间中的实施例中,可以如图10所示提供内芯60。内芯60被布置成支撑光引擎10使得光引擎10未邻近柔性材料片11定位。内芯60可以具有三角形截面。内芯60可以沿着大致整个光引擎10延伸。内芯60为管状照明装置1提供稳定性。通过由内芯60提供的光引擎10的非邻近布置,由光引擎10提供的热不被直接传输至外壳,因此减轻了由于高温对外壳造成损坏的风险。
内芯60被形成为柔性材料片11的一部分。内芯60由与光引擎一起形成照明装置的三角形截面的两个刚性部分形成。光引擎10被布置成使得来自光引擎10的光片的光朝向内芯60提供。内芯60是透光材料的,可选地包括提供光学功能的材料片,诸如滤光、针对特定波长的传输的优化等。
可选地,并且如图11所示,驱动器65可以布置在外壳的内芯中。驱动器65被布置在光引擎10的背侧,即不提供光的一侧。通过将驱动器65布置在光引擎10的背侧处,驱动器65不阻挡由光引擎10提供的光的路径的任何部分。因此,照明装置10可以被布置成具有完整长度的照明,而没有由于驱动器65的布置所致的任何黑暗区域。例如,如果驱动器65布置在照明装置的端盖12处,则照明装置可能具有黑暗端部。
驱动器65可以提供诸如电压控制(低电压控制或高电压控制)或者借助于软磁滤波器(优选地靠近驱动器65的PCB布置或布置在PCB处)抑制市电电源中的谐波或失真等功能。例如,在环绕过程之前提供驱动器65的实施例中,在环绕期间,通过促进柔性材料片11的的构造的稳定,驱动器65还可以提供照明装置10的机械加强。
通过内芯60,驱动器65可以被支撑为使得它未邻近柔性材料片11布置。
备选地,内芯60可以是未形成外壳的一部分的分离的部件。在柔性材料片11的环绕之后,例如在照明装置的完成阶段,内芯60可以被布置在外壳中。备选地,内芯60可以与光引擎10一起提供,使得柔性材料片11与内芯60一起环绕在光引擎10周围。
在图8中图示了用于组装根据上面所公开的实施例中的任何实施例的管状照明装置1的方法。方法包括提供光引擎701,提供柔性材料片702,以及将柔性材料片环绕在光引擎周围703。方法可以由上面所公开的设备和这些设备的备选配置执行。
方法可以包括将诸如驱动器之类的另外的部件提供在外壳中的步骤。该步骤可以在环绕柔性材料片的步骤之后直接执行,或者与环绕柔性材料片的步骤间隔一段时间进行。
方法可以包括将柔性材料片的纵向边缘固定的另外的步骤。固定可以借助于例如熔化、粘合剂、激光焊接和点焊、柔性材料片中的箔的形式锁定、收缩环绕、螺旋环绕或带环绕来实现。这些连接可以被优化用于通过展开来拆卸。
如前文可能已经澄清的,设计用于管状照明装置的组装过程的可能性是实质的并且上面所公开的实施例仅是示例。本领域技术人员认识到的是,本发明决不限于上面所描述的优选实施例。反之,很多修改和变型都可以在所附权利要求书的范围内。例如,可以使用管状照明装置的除了圆形或椭圆形以外的不同的截面形状。作为另一示例,照明装置可以通过与这里所公开的设备不同配置的设备根据所公开的方法来组装。例如,被提供以形成光引擎的片可以以堆叠提供而不是卷。备选地或另外地,柔性材料片可以以堆叠提供以取代作为卷提供。
另外地,本领域技术人员在实践所要求保护的发明中从对附图、公开和所附权利要求书进行的研究可以理解并影响对所公开的实施例做出的变型。在权利要求中,词语“包括”不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载的某些措施的单纯事实不表明这些措施的组合不能有利地使用。
Claims (15)
1.一种管状照明装置,包括:
光引擎(10);以及
柔性材料片(11),环绕在所述光引擎(10)周围,使得形成包围所述光引擎(10)的管状外壳。
2.根据权利要求1所述的管状照明装置,其中所述光引擎(10)包括光片,所述光片包括发光二极管。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的管状照明装置,其中所述柔性材料片(11)螺旋地环绕。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的管状照明装置,其中所述光引擎(10)被定位为在所述管状外壳内部螺旋地缠绕。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的管状照明装置,其中所述柔性材料片(11)环绕多圈。
6.根据权利要求5所述的管状照明装置,其中以下填充材料中的一个或组合被布置在所述柔性材料片(11)的一圈或多圈之间的空间中:液体、凝胶、粘性材料。
7.根据权利要求5至6中的任一项所述的管状照明装置,其中所述光引擎(10)被布置在所述柔性材料片(11)的两圈之间。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的管状照明装置,其中所述光引擎(10)被布置在所述管状外壳的内部空间中。
9.根据权利要求8所述的管状照明装置,进一步包括内芯结构(60),所述内芯结构(60)被布置成支撑所述光引擎(10),使得所述光引擎(10)未邻近所述外壳的所述柔性材料片(11)布置。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的管状照明装置,其中所述外壳具有变化的壳体厚度。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的管状照明装置,其中所述光引擎(10)包括以下各项中的一个或组合:金属箔、漫射体箔、热形成结构和反射器。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的管状照明装置,其中所述柔性片材料(11)包括被布置成在环绕所述柔性材料片(11)期间接收对应的带齿轨道的穿孔轨道(50)。
13.一种用于组装管状照明装置(1)的设备,所述设备包括:
第一卷轴(21a),用于提供光片以形成光引擎(10)的一部分;
第二卷轴(22),用于提供柔性材料片(11);
环绕装置(25),被布置成将所述柔性材料片(11)环绕在所述光引擎(10)周围,使得形成包围所述光引擎(10)的管状外壳。
14.根据权利要求12所述的设备,进一步包括一个或多个附加卷轴(21b),用于提供附加片以形成所述光引擎(10)的一部分。
15.一种用于组装管状照明装置(1)的方法,所述方法包括:
提供(701)光引擎(10);
提供(702)柔性材料片(11);
将所述柔性材料片(11)环绕(703)在所述光引擎(10)周围,使得形成包围所述光引擎(10)的管状外壳。
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