CN109477615A - 固态照明灯 - Google Patents

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Abstract

公开了一种固态照明灯(10)。固态照明灯(10)包括玻璃管(14)、至少部分布置在玻璃管(14)之内的内部构件、以及布置在玻璃管(14)上的光学装置(50)，光学装置(50)完全覆盖玻璃管(14)的内表面并且适于至少部分遮盖内部构件。

Description

固态照明灯
技术领域
本发明涉及基于SSL(固态照明)技术的灯。
背景技术
视觉美学影响消费者对包括灯的各种产品的购买决策。基于SSL技术的灯通常具有难以以美学上令人愉悦的方式集成到灯的整体设计中的组件。例如，CN 103982872 A中公开的灯具有明显的插入部分，该插入部分插入玻璃灯泡中并且降低了灯的视觉吸引力。
在折衷性能和成本的情况下满足消费者的视觉设计偏好与很多技术挑战相关联。需要旨在解决这些挑战的进一步努力。特别地，需要找到使得视觉上不吸引人的灯组件不那么显眼的方式。
在WO2015/177038中，公开了一种具有内包围件和外包围件的固态照明设备。固态光源位于内包围件中。内包围件与外包围件之间的空间形成腔体，该腔体用作用于将由固态光源生成的热量从内包围件传送到外包围件的热管，热量从外包围件传输到周围环境。
WO2016/012467公开了一种固态照明设备，其具有被配置为耗散来自光源的热能的透光热管。热管包括被配置为芯的柔性导管。
US2013/107523公开了一种使用激光二极管的光源设备。该设备被提供有外包围件(球形)和内管状结构，其具有用于将激光转换成可见光的荧光材料，由此实现了具有发光内管的光源设备。
发明内容
有利地提供一种SSL灯，该SSL灯表示技术性能、成本与美学之间的有吸引力的权衡。为了更好地解决这个问题，并且根据第一方面，提出了一种SSL灯，其包括玻璃管、至少部分地布置在玻璃管之内的内部构件、以及布置在玻璃管上并且适于至少部分地遮盖内部构件的光学装置。
光学装置适于例如通过使内部构件看起来更薄、更长或更平坦来改变内部构件的可见性。光学装置可以适于使内部构件对观察者几乎不可见。因此，内部构件将不扰乱或至少在较小程度上扰乱SSL灯的视觉美感，从而改善了SSL灯的视觉外观。此外，光学装置使内部结构从视觉设计角度来看不那么重要的这一事实意味着SSL灯的制造商的更多选择自由。例如，考虑内部构件是散热器的示例情况。然后可以给予散热器优化技术性能或生产成本的形状，即使该形状在视觉上不具吸引力，和/或可以由从技术或经济角度来看表示最佳选择的材料来制作散热器，尽管从视觉设计角度来看该材料是不良选择。
光学装置可以适于重定向撞击光学装置的光，以便改变内部构件的可见性。可以利用通过重定向光而操作的光学装置，来实现有效的“遮盖效果”。应当注意，撞击光学装置的大部分光是来自周围环境的光(而不是直接来自SSL灯的光)。
光学装置可以布置在内部构件与玻璃管之间。可以通过以这种方式布置光学装置来实现强力的“遮盖效果”。
光学装置可以完全覆盖玻璃管的内表面。玻璃管的内表面面向内部构件。在某些情况下，光学装置可以不覆盖整个内表面，例如，在内部构件小于玻璃管的情况下。
光学装置可以是光学箔。“光学箔”是指薄箔、膜、片等，其适于以某种方式影响入射在其上的光，例如通过设置有影响光如何在箔和/或表面元件内行进的内部结构(诸如微棱镜等)、影响光在箔的表面处如何被反射和/或折射的内部结构。光学箔可以提供强力的“遮盖效果”。此外，光学箔的薄度便于其集成到现有类型的SSL灯中。制造过程不会变得更复杂，并且其他组件不需要修改，或者至少只是稍微修改。此外，光学箔可以便宜地制造，因此它通常占SSL灯的总成本的很小一部分。
光学装置可以是棱柱形箔。棱柱形箔通常通过全内反射来操作，并且能够以使得它们看起来使光弯曲的方式来捕获、引导和释放光。棱柱形箔特别适合于某些应用。
光学装置可以是亮度增强箔。亮度增强箔能够通过反射和折射来重定向光，并且它们特别适合于某些应用。例如，这种箔可以用于使内部构件对于从特定方向观察SSL灯的观察者而言几乎不可见。
光学装置可以是塑料光学箔。塑料光学箔通常提供高水平的技术性能，同时制造相对便宜。
光学装置可以是玻璃管上的表面结构。表面结构可以布置或形成在玻璃管的内表面上，即在玻璃管的面向内部构件的表面上，和/或在玻璃管的外表面上。表面结构可以适于例如反射和/或折射入射光。表面结构可以是例如棱柱表面结构。表面结构可以例如包括小面(facet)和/或微棱镜。
内部构件可以包括柱形散热器和适于发射光的SSL单元，其中SSL单元与散热器热接触。散热器是通常希望尽可能不显眼的组件的一个示例，并且因此光学装置在内部构件包括散热器的情况下特别有利。光学装置可以被布置为仅覆盖散热器而不覆盖SSL单元，使得SSL单元发射的光不撞击光学装置。然而，在一些实施例中，光学装置可以被布置和适配，以便例如反射和/或漫射由SSL单元发射的光。在这种情况下，光学装置可以完全或部分地覆盖SSL单元。
内部构件还可以包括至少部分地布置在柱形散热器之内并且电连接到SSL单元的驱动器。将为SSL单元供电的驱动器布置在散热器之内帮助使SSL灯紧凑。
柱形散热器可以具有布置在玻璃管之内的第一部分和延伸到玻璃管之外的第二部分。SSL灯的端帽可以附接到柱形散热器的第二部分。可以通过将散热器压入端帽中来将散热器附接到端帽，这从制造的角度来看是简单的，并且还意味着向SSL灯提供将玻璃灯泡连接到端帽的接口部件不是必要的。现有技术的SSL灯通常具有这样的接口部件，并且这使它们看起来与传统的白炽灯完全不同。因此，本发明的SSL灯可以特别适合于消费者更喜欢类似于传统白炽灯的灯的应用。
端帽可以是能够连接到爱迪生螺旋插座的。这种端帽可以使SSL灯特别适合于改装应用。
SSL灯还可以包括玻璃灯泡，玻璃管布置在玻璃灯泡之内并且与玻璃灯泡连结。这种SSL灯可以在标准GLS(通用照明服务)生产线上生产，这从制造角度来看是有利的，因为这种生产线在速度和效率方面是高度优化的。
当沿着SSL灯的纵向轴线在远离端帽的方向上看时，玻璃管可以延伸超出柱形散热器的第一部分的顶部。当沿着SSL灯的纵向轴线测量时，玻璃管可以比柱形散热器的第一部分长。利用这种玻璃管，例如向SSL灯提供玻璃灯泡不是必要的，并且这种SSL灯可以特别紧凑和鲁棒。它们也易于使用简单的机器和工具来制造。
注意，本发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能组合。
附图说明
现在将参考示出本发明的(一个或多个)实施例的附图来更详细地描述本发明的这些和其他方面。
图1是根据本发明的一个实施例的SSL灯的部分横截面透视图。
图2是图1的SSL灯的部分横截面侧视图。
图3是图1的SSL灯的分解透视图。
图4是根据本发明的另一实施例的SSL灯的部分横截面侧视图。
如图所示，层和区域的尺寸可以为了说明的目的而夸大，并且因此被提供以说明本发明的实施例的一般结构。相同的附图标记始终表示相同的元件。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图来更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以很多不同的形式实施，并且不应当被解释为限于本文中阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底和完整，并且向技术人员充分传达本发明的范围。
图1至图3图示了根据本发明的一个实施例的SSL灯10。图1至图3中的SSL灯10是LED(发光二极管)蜡烛灯。SSL灯10可以是改装灯。
如图3从上到下所示，SSL灯10包括具有玻璃管14的玻璃灯泡12、光学部件16、SSL单元18、散热器20、驱动器绝缘体22、驱动器24和端帽26。SSL单元18和散热器20可以一起称为SSL灯10的内部构件。
玻璃灯泡12呈蜡烛形(“B形”)。玻璃灯泡12可以是透亮的或磨砂的。玻璃灯泡12可以通过在模具中吹制玻璃来制成。玻璃灯泡12的壁薄且(基本上)均匀。玻璃灯泡12的壁厚可以例如在0.35mm至1.00mm的范围内。玻璃灯泡12具有相对于端帽26的远侧顶部(或尖端)28a和近侧基部28b。这意味着基部28b比顶部28a更靠近端帽26。
玻璃管14可以是标准尺寸的挤压玻璃管。玻璃管14具有相对于端帽26的开口远侧端部30a和近侧端部30b。如上文类似，这意味着端部30b比端部30a更靠近端帽26。玻璃管14是透亮的、透明的或至少部分透明的。
玻璃管14的近侧端部30b与玻璃灯泡12的近侧基部28b连结。玻璃管14和玻璃灯泡12可以例如在近侧端部31b/近侧基部28b处熔化在一起，如同在白炽灯泡中，但没有任何泵管或茎线(stem wire)。因此，玻璃管14是独立的，即，除了在上述近侧端部30b处之外，玻璃管14独立地立在玻璃灯泡12之内而不附接到玻璃灯泡12。
散热器20是柱形的。散热器20可以例如由高导热片状金属(诸如铝)深拉。备选地，例如，散热器20可以是冷锻的。散热器20包括第一部分32a和第二部分32b。第一部分32a的顶部是封闭的，从而形成顶表面34。第二部分32b可以具有比第一部分32a大的外径。散热器20的第一部分32a可以基本上与玻璃管14的内部相匹配，并且布置在玻璃管14之内。散热器20的第一部分32a的顶表面34可以与玻璃管14的远侧端部30a齐平，如图2所示。为此，玻璃管14和散热器20的第一部分32a可以具有相同或基本上相同的长度。另一方面，散热器20的第二部分32b延伸到玻璃管14和玻璃灯泡12之外(或下方)，也如图2所示。
SSL单元18通常适于发光。SSL单元18安装在散热器20的第一部分32a的顶部上，即安装在顶表面34上。SSL单元18可以通过使用导热(非电绝缘)糊剂而安装到散热器20，以用于最佳的热性能。SSL单元18可以包括用作光源的一个或多个SSL元件36。SSL元件36可以例如是LED。SSL单元18还可以包括印刷电路板38，诸如MCPCB(金属芯印刷电路板)，一个或多个SSL元件36安装在印刷电路板38上。在所示实施例中，SSL单元18水平布置，即，PCB 38横向于SSL灯10的纵向轴线40。由SSL灯10生成的光分布可以相对于纵向轴线40对称。
光学部件16设置在SSL单元18之上。所示实施例中的光学部件16是TIR(全内反射)光学元件。TIR光学元件可以成形为类似具有钝尖端的锥形。TIR光学元件可以注塑成型。TIR光学元件用于将由SSL元件36发射的光朝向侧面并且还向下朝向端帽26分布，这对于蜡烛灯是有益的。例如，TIR光学元件可以由漫射器或环形反射器代替。
在备选实施例(未示出)中，SSL单元18可以竖直布置，以创建更全向的分布并且不需要光学元件来使光向下，尽管漫射器可以有益于减少眩光或晃动。
驱动器24通常适于调节到SSL单元18的电源。驱动器24还可以包含调光、连接等所必要的电子元件。驱动器24至少部分设置在散热器20之内。驱动器绝缘体22可以设置在散热器20与驱动器24之间。驱动器绝缘体22可以成形为具有封闭的顶部的柱形。驱动器绝缘体22可以例如是散热器20上的内部介电涂层、或单独的电绝缘体。驱动器绝缘体22可以热成型。驱动器24电连接到SSL单元18。为此，可以分别在散热器20和驱动器绝缘体22的顶部设置孔42a、42b，驱动器24与SSL单元18之间的电导体可以经过这些孔42a、42b。
端帽26通常适于将SSL灯10机械地和电气地连接到外部插座(未示出)。端帽26可以具有夹套(mantel)44和外螺纹46。端帽可以是E14型的。端帽26可以例如是铝制端帽。端帽26附接到散热器20的第二部分32b的周向外表面48。柱形散热器20可以具有与端帽26的直接热连接。这使得热量能够通过传导来热沉通过端帽26，而不仅仅是通过灯泡12/玻璃管14的外表面处的对流来散热。这也是一种在散热器20与端帽26之间形成强稳定连接而没有任何(一个或多个)中间部件的成本有效方式。散热器20的第二部分32b可以例如被压入端帽26的夹套44中。因此，端帽26可以按压适配于散热器20。端帽26可以围绕连结的玻璃灯泡12和玻璃管14的近侧端部，即在28b/30b处。以这种方式，端帽26与玻璃灯泡12之间的过渡可以是平滑的。
以光学箔50形式的光学装置布置在玻璃管14上，更确切地说在柱形散热器20与玻璃管14之间。换言之，光学箔50被夹在玻璃管14与柱形散热器20之间。光学箔50与玻璃管14的内表面接触并且与柱形散热器20的外表面接触。光学箔50是柱形的。光学箔50可以例如通过弯曲从大的片材切割的矩形光学箔并且然后将边缘附接在一起而形成。玻璃管14、光学箔50和柱形散热器20围绕纵向轴线40同心地布置。光学箔50从第一部分32a与第二部分32b之间的接口延伸到第一部分32a的顶部，即，延伸到顶表面34的水平。因此，光学箔50基本上覆盖玻璃管14的整个内表面。光学箔50例如可以由PC、PMMA、PET、COP、COC、PS、PEI或硅酮制成。光学箔50的厚度通常在从约0.1mm至约0.5mm的范围内。备选地，光学箔50可以称为光学膜。光学箔50可以例如是棱柱形箔或亮度增强箔。可商业获得很多不同类型的这种光学箔。例如，3M以商品名Vikuiti销售亮度增强箔。
在使用中，SSL灯10适配在外部插座中，并且经由端帽26和驱动器24从外部插座向SSL单元18供应功率，使得光被发射。在SSL灯10接通时生成的热量可以部分地通过传导耗散到端帽26(最多5％)，部分地通过辐射(小于40％)耗散，并且其余由环境空气通过对流来耗散。此外，在使用中，当由观察者52从SSL灯10之外观看时，散热器20被光学箔50遮盖。光学箔50以使得散热器20针对外部观察者52的可见性减少的方式重定向入射光。例如，亮度增强箔可以适于重定向垂直地撞击箔的光，使得光在与其来自的方向大致相同的方向上返回。因此，亮度增强膜可以用作一种反射器，其以使得观察者52不能从垂直视角看到或至少几乎不能从垂直视角看到散热器20的方式来重定向光。
图4公开了类似于上面结合图1至图3描述的SSL灯10但是没有玻璃灯泡12的另一SSL灯10'。SSL灯10'包括：玻璃管14'；具有布置在玻璃管14'之内的第一部分32a'和延伸到玻璃管14'之外的第二部分32b'的柱形散热器20'；安装在柱形散热器20'的第一部分32a'的顶部上的SSL单元18'；至少部分设置在柱形散热器之内并且电连接到SSL单元18'的驱动器24'；以及附接到柱形散热器20'的第二部分32b'的端帽26'。当沿着SSL灯10'的纵向轴线40'测量时，柱形散热器20'的第一部分32a'比玻璃管14'短。玻璃管14'在远离端帽26'朝向柱形散热器20'并且沿着纵向轴线40'的方向上延伸超出柱形散热器20'的第一部分32a'的顶部。因此，在柱形散热器20'的顶部与玻璃管14'的远侧端部30a'之间存在纵向间隙。散热器20'通常比玻璃管14'短小于15mm。玻璃管14'的远侧端部30a'是封闭的。
以光学箔50'形式的光学装置布置在柱形散热器20'与玻璃管14'之间，类似于图1至图3中的光学箔50那样被布置。玻璃管14'的封闭远侧端部30a'的内侧被光学箔50'覆盖，使得由SSL单元18'发射的光撞击光学箔50'。光学箔50'可以适于影响由SSL单元18'发射的光，类似于上面结合图1至图3描述的光学部件16如何影响光。例如，光学箔50'可以适于漫射由SSL单元18'发射的光。在SSL单元18'包括不同颜色的LED的那些应用中，光学箔50'可以适于混合具有不同颜色的光。
在备选实施例(未示出)中，可能的是光学箔50'未一直延伸到玻璃管14'的远侧端部30a'。因此，光学箔50'通常将覆盖柱形散热器20'的整个第一部分32a'。
本领域技术人员认识到，本发明决不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内可以进行很多修改和变化。例如，玻璃灯泡可以具有与图1至图3所示的形状不同的形状，诸如P45灯泡的形状。
另外，通过研究附图、说明书和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现对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记载某些措施的仅有事实并不表示这些措施的组合不能用于获益。

Claims (14)

1.一种固态照明灯(10，10')，包括：
玻璃管(14，14')，
内部构件，至少部分地布置在所述玻璃管(14，14')之内，以及
光学装置(50，50')，布置在所述玻璃管(14，14')上，所述光学装置完全覆盖所述玻璃管(14，14')的内表面并且适于至少部分地遮盖所述内部构件。
2.根据权利要求1所述的固态照明灯(10，10')，其中所述光学装置(50，50')适于重定向撞击所述光学装置(50，50')的光，以便改变所述内部构件的可见性。
3.根据权利要求1或2所述的固态照明灯(10，10')，其中所述光学装置(50，50')布置在所述内部构件与所述玻璃管(14，14')之间。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的固态照明灯(10，10')，其中所述光学装置(50，50')是光学箔。
5.根据权利要求4所述的固态照明灯(10，10')，其中所述光学装置(50，50')是棱柱形箔。
6.根据权利要求4或5所述的固态照明灯(10，10')，其中所述光学装置(50，50')是亮度增强箔。
7.根据权利要求4、5或6中的任一项所述的固态照明灯(10，10')，其中所述光学装置(50，50')是塑料光学箔。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的固态照明灯，其中所述光学装置是所述玻璃管上的表面结构。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的固态照明灯(10，10')，其中所述内部构件包括：
柱形散热器(20，20')，以及
适于发光的固态照明单元(18，18')，其中所述固态单元(18，18')与所述散热器(20，20')热接触。
10.根据权利要求9所述的固态照明灯(10，10')，其中所述内部构件还包括驱动器(24，24')，所述驱动器(24，24')至少部分地布置在所述柱形散热器(20，20')之内并且电连接到所述固态照明单元(18，18')。
11.根据权利要求9或10所述的固态照明灯(10，10')，其中所述柱形散热器(20，20')具有布置在所述玻璃管(14，14')之内的第一部分(32a，32a')和延伸到所述玻璃管(14，14')之外的第二部分(32b，32b')，并且其中所述固态照明灯(10，10')的端帽(26，26')附接到所述柱形散热器(20，20')的所述第二部分(32b，32b')。
12.根据权利要求11所述的固态照明灯(10，10')，其中所述端帽(26，26')能够连接到爱迪生螺旋插座。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的固态照明灯(10)，其中所述固态灯(10)还包括玻璃灯泡(12)，所述玻璃管(14)布置在所述玻璃灯泡(12)之内并且与所述玻璃灯泡(12)连结。
14.根据权利要求11所述的固态照明灯(10')，其中当沿着所述固态照明灯(10')的纵向轴线(40')在远离所述端帽(26')的方向上看时，所述玻璃管(14')延伸超出所述柱形散热器(20')的第一部分(32a')的顶部。
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