CN106574752A - 具有远程波长转换元件的照明装置 - Google Patents

具有远程波长转换元件的照明装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种照明装置(1)，包括：至少一个光源(3)；适于转换由所述至少一个光源发射的光的波长的波长转换元件(8)；设置成远离所述至少一个光源支撑波长转换元件的至少一个支撑件；以及封套(2)，所述封套适于围封所述波长转换元件并且围封所述至少一个支撑件的至少一部分。所述至少一个支撑件被布置为能够相对于所述波长转换元件枢转。本发明的照明装置使得能够使用刚性波长转换元件和至少部分刚性的支撑件，因为这两个部件可以相对于彼此移动，以便于单元插入封套中。

Description

具有远程波长转换元件的照明装置
技术领域
本发明一般涉及包括远程波长转换元件的照明装置领域。
背景技术
传统的白炽照明装置当前正被更节能的基于固态的光源(例如基于发光二极管(LED)的光源)替代。基于固态的光源与白炽光源相比具有显著不同的光学特性。特别地，与白炽光源相比，基于固态的光源提供更加定向的光分布和更高(即更冷)的色温。因此，已经进行了努力以使得基于固态的照明装置在光分布和色温方面更好地类似于传统的白炽照明装置。
波长转换材料例如荧光体通常用于调节由光源发射的光的色温。波长转换材料可以直接位于光源上或位于与光源间隔开的单独元件中，该单独元件通常被称为远程波长转换元件。
US2012/0176804示出了包括发射紫外(UV)光的LED的照明装置，该紫外光通过荧光体转换为可见光(例如白光)。荧光体设置在光导处，该光导是设置在LED上方的平面面板，使得由LED发射的光的大部分撞击面板。光导和LED由封套覆盖。这种照明装置的缺点是，如果光导大于封套的底部开口，则该照明装置可能难以制造。这可能例如要求封套被制成两个元件，或者光导由柔性材料制成。
发明内容
实现克服或至少减轻上述缺点的照明装置将是有利的。特别地，理想的是能够实现更容易制造的照明装置。
为了更好地解决这些问题中的一个或多个，提供了具有在独立权利要求中限定的特征的照明装置和制造照明装置的方法。优选的实施例在从属权利要求中限定。
因此，根据一个方面，提供了一种照明装置。该照明装置包括至少一个光源、适于转换由所述至少一个光源发射的光的波长的波长转换元件、设置成远离所述至少一个光源支撑波长转换元件的至少一个支撑件、以及封套，封套适于围封所述波长转换元件并且围封所述至少一个支撑件的至少一部分。所述至少一个支撑件被布置为能够相对于波长转换元件枢转。
由于支撑件能够相对于波长转换元件枢转，所以在组装照明装置时，支撑件和波长转换元件可以相对于彼此移动。因此，支撑件和波长转换元件可以在插入封套中之前组装成一个单元。波长转换元件和支撑件然后可以相对于彼此枢转，以便设置在有利于将所述单元插入到封套中的状态。随后，所述单元可以枢转到封套内部的最终状态。本方面使得能够使用刚性波长转换元件和至少部分刚性的支撑件，因为这两个部件可以相对于彼此移动，以便于单元插入封套中。通过能够使用至少部分刚性的支撑件和刚性波长转换元件，提供了更坚固的照明装置。此外，本方面增加了设计封套内的波长转换元件的形状和方位的自由度，因为与完全刚性的布置相比，单元在插入时的柔性更大。例如，可以容易地通过封套的相对小的开口将单元插入封套内。
由入射在波长转换元件上的光源发射的光可以在颜色方面进行转换，并且可以由波长转换元件再发射。由于波长转换元件远离光源被支撑，即波长转换元件从光源(并且优选地从布置在照明装置的基座处的任何散热器)升高(或隔开)，所以来自照明装置的发光在横向和向后方向上增加，由此提供照明装置的更全方向的光分布。因此，根据本方面的照明装置可以更好地类似于传统的白炽照明装置。此外，能够实现照明装置的改进的冷却，因为光源可以靠近散热器布置，并且对光分布的影响减小。
根据一个实施例，照明装置还可以包括适于联接到灯插座的基座，其中封套可以具有适于联接到基座的开口。例如，基座可以被布置成将照明装置机械地和/或电气地联接到灯插座。基座可以例如包括任何类型的连接器，例如用于将照明装置连接到灯插座的螺纹连接器或双柱连接器。可选地，基座还可以包括用于驱动光源的驱动电子器件和/或用于散发来自光源的热量的散热器。此外，光源和/或支撑件可以可选地联接到基座。
根据一个实施例，波长转换元件可以具有细长形状，并且可以被布置为能够在沿着波长转换元件的纵向方向(即，细长波长转换元件纵向延伸的方向)延伸的平面内相对于所述至少一个支撑件枢转。此外，沿着纵向方向测量的波长转换元件的长度可以大于封套的开口的最大宽度，并且跨(例如垂直于)纵向方向测量的波长转换元件的最大宽度可以小于封套的开口的最大宽度。
本实施例的优点在于，其能够使得细长波长转换元件相对较长并且布置成在封套内部跨照明装置的光轴延伸以及使得基座相对较小，由此在向后方向上提供增加的光发射。当安装在封套内的最终位置时，支撑件可以布置成沿与波长转换元件的纵向方向横交的方向延伸。例如，支撑件可以安装到基座和/或封套。为了能够将由波长转换元件和支撑件形成的单元经由开口插入，支撑件可以枢转以便(基本上)沿着波长转换元件的纵向方向延伸。然后，该单元可以沿着其纵向方向移动通过封套的开口。由于波长转换元件的(横截面的)最大宽度小于封套的开口的最大宽度(例如直径)，所以单元可以穿过封套的开口。因此，波长转换元件的横截面的形状可以适于穿过封套的开口。本实施例允许使用由单件材料制成的封套，因为单元可以经由基座的开口插入封套中。因此，在封套中不存在可见的胶接接头或焊接接头。
例如，波长转换元件可以围绕与波长转换元件的纵向方向横交(例如基本上垂直)的轴线相对于所述至少一个支撑件枢转。
根据一个实施例，所述至少一个支撑件可以包括两个支撑件，每个支撑件均被布置为能够相对于波长转换元件枢转，这是有利的，因为波长转换元件的方位可以在插入封套之后通过调节两个支撑件的位置而被调节。例如，如果两个支撑件沿着它们各自的纵向方向在基本相反的方向上移动，则波长转换元件可以倾斜。
可替代地，照明装置可以包括单个支撑件或任何其他数量的支撑件。
根据一个实施例，这两个支撑件中的每一个均可以被布置为能够在平面内相对于波长转换元件枢转，并且这些平面可以沿着彼此延伸。例如，这两个支撑件中的每一个均可以围绕轴线相对于波长转换元件枢转，并且轴线可以沿着相同的方向延伸。因此，这两个支撑件的枢转平面可以是基本平行的。此外，这两个支撑件的枢转轴线可以是基本平行的。对于本实施例，由波长转换元件和支撑件形成的单元可以枢转以便沿着基本上相同的方向延伸，从而有助于将单元插入到封套中。
应当理解，所述一个或多个支撑件可以布置成在多于一个平面内枢转。
根据一个实施例，所述至少一个光源可以适于发射紫外(UV)光，由此，直接从光源发射而不穿过波长转换元件的光可能是不可见的，并且波长转换元件可以表现为照明装置中仅有的光源。此外，支撑件在UV光中几乎不可见，由此波长转换元件可能看起来在封套内浮动。例如，光源可以是UV(优选UV-A)LED。另外地或作为替代，光源可以适于发射深蓝色光(诸如具有大约400nm-420nm、优选大约410nm的波长的光)和/或白光。
根据一个实施例，所述至少一个光源可以适于发射至少在第一波长范围内的光，并且波长转换元件可以适于将由所述至少一个光源发射的光转换至不同于第一波长范围的至少第二波长范围。封套可以适于阻碍由所述至少一个光源发射的在第一波长范围内的光的至少一部分离开照明装置，从而使得光源从封套外部不易可见，并且波长转换元件可以表现为照明装置中仅有的发光部件。
例如，第一波长范围可以是UV波长范围(例如约300nm-400nm)，并且可选地还可以是用于深蓝色可见光的波长范围(例如约400nm-420nm)，并且第二波长范围可以是在可见光谱内的范围，例如约450nm-750nm，优选约550nm-750nm。当UV光被阻碍通过封套时，可以减少离开照明装置的UV和周围环境中的激发性白色物体的光的量。用于吸收和/或反射第二波长范围的材料可以例如集成在封套的材料中和/或作为涂层施加在封套上。
根据一个实施例，照明装置还可以包括适于发射第二波长范围内(例如在可见光谱内)的光的至少一个附加光源。因此，由附加光源发射的光不必穿过波长转换元件就可以直接可见。附加光源可以被布置为实现照明装置的期望的光分布图案。附加光源可以例如适于发射白色、黄色、琥珀色或红色的光。
根据一个实施例，波长转换元件可以适于将由所述至少一个光源发射的光转换为白色、黄色、琥珀色和红色中的至少一种颜色，从而类似于白炽光源的光。
根据一个实施例，波长转换元件可以包括透光体和设置在透光体处的波长转换材料。例如，波长转换材料可以以一定图案布置在透光体处。波长转换元件的未设置有波长转换材料的部分可以较不易可见，而设置有波长转换材料的部分可以发射光并且更可见。例如，波长转换材料可以以丝状方式布置，以便更好地类似于白炽照明装置。例如，波长转换材料可以包括荧光体。
根据一个实施例，封套可以由单件材料例如玻璃或塑料制成。由于由波长转换元件和支撑件形成的单元在插入封套中时可以枢转(或折叠)，所以减少了对组装成包围单元的两件封套的需要。相反，单元可以经由适于联接到基座的封套的开口插入。因此，可以减少或甚至消除封套中的焊接或胶接接头。
根据一个实施例，封套可以是清澈透明的，从而波长转换元件可以通过封套更清澈地可见。
根据一个实施例，波长转换元件和所述至少一个支撑件中的每一个可以是至少部分刚性的，从而使得照明装置更坚固，并且使得能够使用更便宜的材料，例如玻璃、刚性塑料和/或金属。支撑件和波长转换元件可以相对于彼此枢转(或折叠)，以使得即使波长转换元件和支撑件中的每一个的大部分是刚性的，也能够将单元插入到封套中。
例如，支撑件可以是(至少大部分)完全刚性的，并且支撑件与波长转换元件之间的枢转运动可以通过支撑件与波长转换元件之间的铰接连接来实现。可替代地，联接到波长转换元件的支撑件的一部分可以是柔性的，并且支撑件的另一部分(优选为大部分)可以是刚性的，以便允许通过弯曲柔性部分而使支撑件的刚性部分相对于波长转换元件枢转。
根据一个实施例，所述至少一个支撑件可以包括至少一个棒，所述至少一个棒优选地可以相对较细以使其较不易可见。棒可以由金属和/或刚性塑料制成。例如，支撑件可以包括金属丝，金属丝可以简单地弯曲成期望的形状。
根据另一方面，根据前述实施例中的任一个实施例所述的照明装置可以通过下述方法来制造，该方法包括：提供包括波长转换元件的单元，所述波长转换元件被布置为能够相对于所述至少一个支撑件枢转；使所述波长转换元件相对于所述至少一个支撑件枢转到使得所述单元能够插入所述封套中的状态；将所述单元插入所述封套中；以及将所述波长转换元件相对于所述至少一个支撑件枢转到所述封套内的最终状态。
注意，本发明的实施例涉及权利要求中所述的特征的所有可能的组合。此外，将理解的是，针对照明装置描述的各种实施例都能够与所述方法的实施例组合。
附图说明
现在将参考示出实施例的附图更详细地描述上述及其他方面。
图1是根据一个实施例的照明装置的局部剖切视图。
图2是垂直于照明装置的波长转换元件的纵向方向截取的横截面。
图3是沿着照明装置的波长转换元件的纵向方向截取的截面图。
图4示出了组装时的图1所示的照明装置。
图5示出了制造图1所示的照明装置的方法。
图6示出了根据另一实施例的照明装置。
所有附图都是示意性的，不一定按比例绘制，并且通常仅示出为了阐明实施例所必需的部分，其中其他部分可以被省略或仅仅被暗示。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面地描述本方面，在附图中示出了当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为受限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了透彻而完整，并且将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。
将参照图1描述根据一个实施例的照明装置1，其中图1示出照明装置1的透视的局部剖切视图，而图2和图3示出照明装置1的两个不同的截面。
照明装置1可以包括基座5和直接或间接联接到基座5的封套2(也可以称为罩)。例如，封套2的开口15可以联接到基座5。基座5可以适于将照明装置1机械地和电气地连接到灯插座，灯插座可以包括在灯配件中。在本示例中，基座5包括用于将照明装置1联接到螺纹型插座的螺纹连接件13。可以设想其他连接件，例如双引脚连接件。照明装置1还可以包括一个或多个光源3、4，例如基于固态的光源，光源3、4例如可以直接或间接地联接到基座5。照明装置1还可以包括用于驱动光源3、4的驱动电子器件12。例如，驱动电子器件12可以包括在基座2中(或联接到基座2)。可以提供散热器9以用于冷却光源3、4以及优选地还用于冷却驱动电子器件12。散热器9可以包括在基座5中(或联接到基座5)。在本示例中，散热器9联接到螺纹连接件13并且至少部分地被封套2覆盖。封套2优选地可以由单件材料例如玻璃或塑料制成。例如，封套2可以是透明的(即清澈的)，以使得封套2内的部件清澈可见。
照明装置1还可以包括远离例如光源3、4布置(例如布置在光源3、4上方)的波长转换元件8。波长转换元件8可以由封套2内部的一个或多个支撑件7支撑。波长转换元件8可以包括透光体、例如透明(即清澈)体，波长转换材料6可以布置在该透光体处。在本示例中，波长转换材料6以例如螺旋或双螺旋的图案布置在透光体上。图案化的波长转换材料6可以类似于传统的白炽照明装置的灯丝。波长转换材料6可以例如包括黄色和/或红色的荧光体。例如，可以将荧光体6的套筒例如通过胶水应用到透光体。可替代地，荧光体可以分散在透光体的材料中。透光体可以是中空的或实心的。例如，透光体可以由玻璃或刚性塑料制成。
在本示例中，光源3中的一个布置成朝向波长转换元件8发射紫外(UV)光，该波长转换元件8再发射可见波长范围内的光，例如白色、黄色或红色的光。例如，光源3可以适于发射峰值波长在360nm至380nm之间的UV-A光。此外，光学器件(未示出)可以被布置成将由光源3发射的光朝向波长转换元件8聚焦。封套2可以优选地被布置成吸收和/或反射UV光，以避免UV光离开照明装置1。例如，封套2可以涂覆有UV吸收涂层。由于UV光对于人眼不可见，所以光将表现为仅来自波长转换元件8。为了提高照明装置1的效率，UV反射涂层(例如二向色涂层)可以应用到封套2以将UV光朝向波长转换元件8反射回到封套2中。可选地，照明装置1可包括一个或多个附加光源4，附加光源4适于发射可见波长范围内的光(例如白色、黄色、琥珀色或红色的光)，以便提供照明装置1的附加的光强度。此外，可以布置反射器以将由光源3、4发射的光朝向波长转换元件8反射。
波长转换元件8可以具有细长形状。在本示例中，波长转换元件8形成为杆。波长转换元件8可以布置成跨照明装置1的光轴10在封套2内部延伸。沿着波长转换元件8的纵向方向测量的波长转换元件8的长度L可以大于封套2的开口15的最大宽度(例如直径)D，如图3所示。此外，跨(例如垂直于)波长转换元件8的纵向方向测量的波长转换元件8的最大宽度W可以小于封套2的开口15的最大宽度D。
每个支撑件7可以枢转地联接到波长转换元件8，以便绕轴线11枢转。例如，可以提供波长转换元件8和支撑件7之间的铰链连接。在本示例中，每个支撑件7由金属丝形成，金属丝的一部分16延伸穿过波长转换元件8的孔，如图2所示。金属丝的端部可以弯曲，以相对于波长转换元件8将支撑件保持在适当位置。此外，支撑件7可安装到基座2或者替代地安装到封套2(未示出)。支撑件7的枢转轴线11可优选地跨(例如垂直于)波长转换元件8的纵向方向延伸，使得支撑件7能够在基本上平行于波长转换元件8的纵向方向的平面内枢转。此外，枢转轴线11可以基本上在相同的方向上延伸，例如基本上彼此平行。当安装在封套2中的最终位置中时，每个支撑件7可以优选地主要在跨枢转轴线11(例如基本垂直)的方向上延伸，优选在波长转换元件8与基座5之间延伸。
将参照图4和图5描述制造根据一个实施例的参照图1至图3描述的照明装置1的方法。图4示出了在照明装置1的制造期间组装照明装置1。图5示意性地示出了制造照明装置1的方法。
可以首先通过将支撑件7枢转地安装到波长转换元件8来提供单元17，例如通过插入每个金属丝7并弯曲金属丝7的端部以在铰链的轴向方向上锁定支撑件7来实现。波长转换元件8然后可以相对于支撑件7枢转到使得单元17能够插入到封套2中的状态。例如，支撑件7可以枢转(或折叠)，从而基本上沿着波长转换元件8的纵向方向延伸，如图4所示。然后可以将单元17优选地通过开口15插入到封套2中。例如，单元17可以沿着其纵向方向穿过开口15插入，如图4所示。由波长转换元件8和所述至少一个支撑件7形成的单元17可以优选地适于使得当支撑件7相对于波长转换元件8折叠时(如图4所示)单元17的宽度小于开口15的宽度(或直径)，从而使得单元17能够穿过开口15。
当单元17至少部分地位于封套2内部时，波长转换元件8可以相对于支撑件7枢转54到封套2内的期望的最终状态(即，例如图1所示的状态)。波长转换元件8的方位可以通过使支撑件7在其各自的纵向方向上移动而根据需要倾斜。优选地，波长转换元件8可以倾斜成在与照明装置1的光轴横交的方向上延伸。
然后，基座5可以安装55到封套2的开口15。例如，基座5可以设置有一个或多个孔18，所述一个或多个支撑件7可以插入到孔18中，以将支撑件7附接至基座5。孔18可以例如布置在散热器9中。
将参照图6描述根据另一实施例的照明装置。图6示出了照明装置61，其可以类似地配置为根据参照图1至图3描述的示例的照明装置，不同之处在于支撑件67可以包括刚性部分66和柔性部分69，其中柔性部分69将刚性部分66连接到波长转换元件68。支撑件67被布置为能够相对于波长转换元件68枢转，因为柔性部分69能够弯曲。柔性部分69可以例如包括可弯曲的细金属丝。刚性部分66可以例如包括由例如塑料或玻璃制成的刚性管、棒或类似物。照明装置61可以根据参照图4至图5描述的制造方法来制造。
本领域技术人员认识到，本发明决不局限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。例如，可以设想除波长转换元件的细长形状之外的其他形状，例如球形、立方体形或任何其他方便的形状。
另外，本领域技术人员在实践要求保护的本发明时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，可以理解和实现所公开的实施例的变型。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陈述某些特征这一事实并不表示不能有利地使用这些特征的组合。权利要求中的任何附图标记都不应理解为限制保护范围。

Claims (15)

1.一种照明装置(1)，包括：
至少一个光源(3)；
波长转换元件(8)，适于转换由所述至少一个光源发射的光的波长；
至少一个支撑件(7)，设置成远离所述至少一个光源支撑所述波长转换元件；以及
封套(2)，适于围封所述波长转换元件并且围封所述至少一个支撑件的至少一部分，
其中所述至少一个支撑件被布置为能够相对于所述波长转换元件枢转。
2.根据权利要求1所述的照明装置，还包括适于联接到灯插座的基座(5)，其中所述封套具有适于联接到所述基座的开口(15)。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，所述波长转换元件具有细长形状，并且布置为能够在沿着所述波长转换元件的纵向方向延伸的平面内相对于所述至少一个支撑件枢转，
其中沿着所述纵向方向测量的所述波长转换元件的长度(L)大于所述封套的所述开口的最大宽度(D)，并且
其中跨所述纵向方向测量的所述波长转换元件的最大宽度(W)小于所述封套的所述开口的最大宽度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，所述至少一个支撑件包括两个支撑件，每个支撑件均被布置为能够相对于所述波长转换元件枢转。
5.根据权利要求4所述的照明装置，其中，每个支撑件均被布置为能够在平面内相对于所述波长转换元件枢转，并且其中所述平面沿着彼此延伸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，所述至少一个光源适于发射紫外光。
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，所述至少一个光源适于发射至少第一波长范围内的光，
其中所述波长转换元件适于将由所述至少一个光源发射的光转换至不同于所述第一波长范围的至少第二波长范围，并且
其中所述封套适于阻碍由所述至少一个光源发射的在所述第一波长范围内的光的至少一部分离开所述照明装置。
8.根据权利要求7所述的照明装置，还包括适于发射所述第二波长范围内的光的至少一个附加光源(4)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，所述波长转换元件适于将由所述至少一个光源发射的光转换为白色、黄色、琥珀色和红色中的至少一种颜色。
10.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，所述波长转换元件包括透光体和设置在所述透光体处的波长转换材料(6)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，所述封套由单件材料制成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，所述封套是清澈透明的。
13.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，所述波长转换元件和所述至少一个支撑件中的每一个是至少部分刚性的。
14.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，所述至少一个支撑件包括至少一个杆。
15.一种制造根据前述权利要求中任一项所述的照明装置的方法，所述方法包括：
提供(51)包括所述波长转换元件的单元(17)，所述波长转换元件被布置为能够相对于所述至少一个支撑件枢转；
使所述波长转换元件相对于所述至少一个支撑件枢转(52)到使得所述单元能够插入所述封套中的状态；
将所述单元插入(53)所述封套中；以及
将所述波长转换元件相对于所述至少一个支撑件枢转(54)到所述封套内的最终状态。
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