CN110582668B - 基于固态照明技术的细长的柔性照明装置 - Google Patents

Abstract

提出了一种照明装置(1)，其包括：具有多边形横向横截面的细长的柔性芯(2)；以及柔性电路带(3)，其具有安装在其上的多个固态照明元件(4)，柔性电路带(3)螺旋缠绕芯(2)。还提出了一种用于产生这样的照明装置(1)的方法。

Description

基于固态照明技术的细长的柔性照明装置

技术领域

本发明涉及一种柔性的、并且基于固态照明(SSL)技术的细长的照明装置。

背景技术

发光二极管(LED)带由具有表面安装LED的柔性平坦基板形成，该发光二极管(LED)带广泛被使用于许多应用中，例如，凹槽照明、墙壁清洗和其他装饰照明应用。然而，限制其适用性的一个因素是，它们通常只是容易在基板平面外呈柔性，基板的平面内刚度太高，不能允许大范围的平面内弯曲。已经作出各种尝试以提供容易在多个方向上呈柔性的照明装置，一个示例是US 2005/0162850A1中公开的照明装置。该照明装置具有柔性柱形管，在该柔性柱形管内，布置具有加强线的螺旋缠绕的LED带。

尽管已经作出努力以开发细长的柔性照明装置，但仍存在对进一步的技术开发的需要，该进一步的技术开发的目的在于改进或仅仅扩展现有技术，以满足消费者发展的期许。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的或备选的细长的柔性照明装置。

根据本发明的第一方面，提出了一种照明装置，其包括：具有多边形横向横截面的细长的柔性芯；以及具有安装在其上的多个SSL元件的柔性电路带，柔性电路带螺旋缠绕芯。

本发明基于如下认识：克服柔性电路带一般在带的平面内非柔性的问题的一种方式是使电路带形成螺旋，并围绕柔性芯布置该螺旋。采用该方式设计的上述照明装置可以容易地并且大范围地在多个方向上呈柔性。例如，照明装置可以适于在至少两个非平行方向上可弯曲。还可以以相对快速、简单和廉价的方式产生上述照明装置。

芯极大地便于电路带的螺旋缠绕，并且芯的横截面是多边形的事实便于SSL元件的准确定位，从而便于非全向光分布的提供。例如，容易使用这样的芯来提供等于SSL元件的光束角度的光分布。芯的横截面可以具有规则的或不规则的多边形的形状。横截面的示例包括但不限于三角形、矩形、五角形、六角形或七角形的横截面。所有SSL元件都可以布置在芯的单个纵向侧。通过那种方式，所有SSL元件都可以被定向为使得它们全部都具有相同的照明大方向。备选地，SSL元件可以布置在芯的多个纵向侧。通过那种方式，SSL元件可以被定向为使得照明装置能够在多个照明大方向上发光。

芯的弹性模量可以在从0.001GPa至1GPa、例如从0.1GPa至1GPa的范围内，和/或芯的屈服强度可以在从5MPa至50MPa、例如从25MPa至50MPa的范围内。例如，芯可以由塑料材料制成。芯的材料的示例包括PUR(泡沫)、PVC和硅酮。

照明装置可包括柔性透光壳体，在柔性透光壳体内布置芯和柔性电路带。例如，壳体可以是半透明的或透明的。壳体可以适于控制光分布。通过将这种壳体与多边形芯组合，可以在很高的程度上控制照明装置发出的光的方向。例如，壳体可以具有透镜形状。壳体的弹性模量可以在从0.001GPa至1GPa、例如从0.1GPa至1GPa的范围内，和/或壳体的屈服强度可以在从5MPa至50MPa、例如从25MPa至50MPa的范围内。壳体可以由例如PVC或硅酮制成。

照明装置可以包括第一组连接器，第一组连接器安装在柔性电路带上，并且适于将SSL元件电连接到电源。第一组连接器可用作对齐特征，以确保SSL元件正确对齐/定向。第一组连接器和SSL元件可以布置在芯的不同侧。照明装置可以包括接线，该接线将第一组连接器彼此电连接，并且沿着芯的布置有第一组连接器的一侧延伸。

照明装置可以包括第二组连接器，第二组连接器安装在柔性电路带上，并且适于将SSL元件电连接到电源。与第一组的连接器一样，第二组的连接器可以用作对齐特征。此外，第二组连接器可以提供冗余。第二组连接器可以布置在芯的与第一组连接器和SSL元件不同的一侧。照明装置可以包括接线，接线将第二组连接器彼此电连接，并且沿着芯的布置有第二组连接器的一侧延伸。

根据本发明的第二方面，提出了一种用于产生照明装置的方法，该方法包括：提供具有多边形横向横截面的细长的柔性芯；提供柔性电路带，其上安装有多个SSL元件；以及使柔性电路带螺旋缠绕芯。

本发明第二方面的效果和特征大体上与上文结合本发明第一方面描述的那些效果和特征类似。

使柔性电路带螺旋缠绕芯的步骤可以包括：将所有SSL元件布置在芯的单侧。换言之，使柔性电路带螺旋缠绕芯的步骤可以以这样的方式执行：SSL元件最终被定位在芯的单侧。备选地，使柔性电路带螺旋缠绕芯的步骤可以以这样的方式执行：SSL元件最终被定位在芯的两侧或更多侧。

方法可包括：对柔性电路带和芯进行包覆成型，以形成柔性透光壳体；或者将柔性电路带和芯插入预先形成的柔性透光壳体中。例如，可以通过共挤压来执行包覆成型。

注意，本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

现在将参照示出本发明实施例的附图更详细地描述本发明的这一方面和其他方面。

图1示出了根据本发明一个实施例的照明装置的透视图。

图2示出了沿图1中的X-X线的剖视图。

图3示出了用于产生图1和图2中的照明装置的方法的流程图。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明当前的优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并充分向技术人员传达本发明的范围。

图1和图2示出了照明装置1，该照明装置适合于在诸如例如凹槽照明、墙壁清洗、标牌和建筑照明的应用中使用。照明装置1是细长的。在图1中，照明装置1以直线配置被示出，并定义纵向方向L。照明装置1在纵向方向上的长度l取决于应用，但通常在从5m至10m的范围内。照明装置1的宽度w通常在从10mm至20mm的范围内，并且照明装置1的高度h通常在从10mm至15mm的范围内。

照明装置1具有细长的中心柔性芯2，此后简称为“芯”。芯2的主要延伸在纵向方向L上。芯2能够在垂直于纵向方向L的任何方向上屈曲。换言之，芯2在垂直于纵向方向L的任何方向上是可弯曲的。在这种情况下，芯2是由弹性模量低并且屈服强度高的塑料材料制成的。芯2具有棱柱的形状，更确切地说是矩形棱柱。芯2横向于纵向方向L的横截面大致是矩形的，并且芯2具有在纵向方向L上延伸的四个平坦外侧表面。侧表面被成对地相对布置。芯2是中空管，因此可称为芯管。在不同的示例中，芯2可以是实心的。

柔性电路带3(其备选地可称为柔性电路板)缠绕芯2。在下文中，柔性电路带3将被简称为“带”。带3在纵向方向上、在螺旋路径上跟随芯2的轮廓。这意味着带3具有螺旋形状，该螺旋形状的轴线与纵向方向L平行。带3包括用于电连接SSL元件4的电路(下文进一步讨论)。例如，带3可以由其上已印有导电图案的柔性塑料基板形成。进一步地，带3缠绕芯2，使得带3的连续部分之间存在纵向间隙或空间。间隙在纵向方向L上跟随螺旋路径。间隙的宽度d通常在从0.1mm至1mm的范围内。在照明装置1弯曲期间，间隙便于带3的移动。

多个SSL元件4安装在带3上，并与带3电连接。SSL元件4适于发光。每个SSL元件4包括一个或多个光源，诸如半导体LED、有机LED、聚合物LED或激光二极管。所有SSL元件4可配置为发出相同颜色的光，例如白光，或不同SSL元件4可配置为发出不同颜色的光。在图示的示例中，SSL元件4被布置成在纵向方向L上的行。应当注意的是，即使所图示的SSL元件4彼此对齐，在不同的示例中，它们也可以被布置成例如之字形图案。所有SSL元件4都沿着芯2的同一侧(图1中的顶侧)布置。进一步地，SSL元件4被定向为使得：当照明装置1处于图1所图示的直线配置时，所有SSL元件4具有相同的照明大方向。在这种情况下，照明大方向与纵向方向L垂直。

应当注意的是，所有SSL元件4不一定都被定向为在相同的大方向上发光。在不同的示例(未示出)中，不同的SSL元件4可以被定向为在不同方向上发光。例如，代替所有SSL元件4都被定位在芯2的顶侧，备选地或附加地，可以有SSL元件被定位在芯2的底侧和/或侧向侧。通过这种方式，照明装置1可以适于在两个或更多个方向上发光。

第一组连接器5安装在带3上，并且电连接到SSL元件4。在图示的示例中，第一组连接器5布置成在纵向方向L上的行。第一组中的连接器5彼此对齐。第一组连接器5沿芯2的与SSL元件4不同的一侧(图1中的侧向侧)被布置。第一组连接器5可为例如SMT压接触头，如Harwin S1721-06R。第一组中的连接器5通常在纵向方向L上等距布置。第一组中的连接器5之间的纵向距离可以在例如从10mm至20mm的范围内。第一组连接器5通过第一接线6彼此电连接，以向SSL元件4提供电功率。在这种情况下，第一接线6是主母线接线，其适于承载经由LED驱动器(未示出)来自电源(诸如市电电源)的电流。

第二组连接器5’安装在带3上，并且电连接到SSL元件4。在图示的示例中，第二组连接器5’被布置成在纵向方向L上的行。第二组中的连接器5’彼此对齐。第二组连接器5’沿芯2的与SSL元件4和第一组连接器5不同的一侧(图1中的侧向侧)被布置。在图示的示例中，第一组连接器5和第二组连接器5’布置在芯2的相对侧。第二组中的连接器5’通常与第一组中的连接器5具有相同的类型。例如，第二组中的连接器5’可以是SMT压接触头，如HarwinS1721-06R。第二组连接器中的连接器5’通常在纵向方向L上等距布置。第二组中的连接器5’之间的纵向距离可以在例如从10mm至20mm的范围内。第二组连接器5’通过第二接线6’彼此电连接，以向SSL元件4提供电功率。在这种情况下，第二接线6’是主母线接线，其适于承载经由LED驱动器(未示出)来自电源(诸如市电电源)的电流。

应当注意的是，在定位连接器5、5’时需要考虑多个因素。一个这样的因素是沿照明装置1的长度l的“电压降”。人们通常将连接器5、5’定位为消除或至少减少电压降效应，从而确保LED以大致相等的强度照射。进一步地，LED通常被分组到与主母线平行的串中，然后连接器5、5’通常被置于LED串与主母线接线连接的点处。更进一步地，将连接器5、5’放在哪里最好可能取决于带3上的焊盘的节距、以及螺旋的直径和节距。如果节距和直径不准确，则误差会随着螺旋的长度而累积和增大，这很可能导致连接器5、5’和LED的未对齐。

照明装置1进一步包括外壳体7。壳体7具有中空管状形状。壳体7的形状可备选地称为中空和柱形的。因此，壳体7具有内部空间，并且芯2、具有SSL元件4的带3、连接器5、5’和接线6、6’布置在壳体7的内部空间中。这些部件因此布置在壳体7内。壳体7是透光和柔性的。在图示的示例中，壳体7能够在垂直于纵向方向L的任何方向上屈曲。换言之，壳体7在垂直于纵向方向L的任何方向上是可弯曲的。在这种情况下，壳体7由弹性模量低并且屈服强度高的塑料材料制成。

照明装置1通常包括图1和图2中未示出的附加部件，诸如用于LED的一个或多个驱动器、和用于将照明装置1连接至市电电源和/或连接至其他照明装置的端盖。例如，端盖可以形成用于驱动器的壳体。通过将照明装置1连接到电源从而经由驱动器、接线6、6’、连接器5、5’和带3向SSL元件4供应功率，来使照明装置1投入操作。SSL元件4发出被透射穿过壳体7的光。

照明装置1可以通过图3所示意性地图示的方法来产生，即通过：首先在步骤S1和S2中，提供芯2和具有SSL元件4的带3，然后在步骤S3中，使带3螺旋缠绕芯2。所图示的照明装置1的SSL元件4被定位在芯2的同一侧，并且这可以通过以适当的方式使带3螺旋缠绕芯2来实现。壳体7可以通过对带3和芯2进行包覆成型而形成。备选地，壳体7可以单独预先形成，此后将带3和芯2插入壳体7中。

本领域技术人员认识到本发明绝不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，可以省略第一组连接器5和第二组连接器5’中的一者。

此外，通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，在实践所要求保护的发明中，技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变化。在权利要求中，“包括”一词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。仅仅在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的这一事实，并不表明这些措施的组合不能有利地被使用。

Claims (9)

1.一种照明装置(1)，包括：

具有多边形横向横截面的细长的柔性芯(2)；以及

柔性电路带(3)，具有安装在其上的多个固态照明元件(4)，所述柔性电路带(3)螺旋缠绕所述芯(2)，

所述照明装置(1)进一步包括安装在所述柔性电路带(3)上的第一组连接器(5)，所述第一组连接器(5)和所述固态照明元件(4)被布置在所述芯(2)的不同侧，所述第一组连接器(5)适于将所述固态照明元件(4)电连接到电源。

2.根据权利要求1所述的照明装置(1)，其中所述照明装置(1)在至少两个非平行方向上是可弯曲的。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其中所述芯(2)具有在从0.001GPa至1GPa的范围内的弹性模量，备选地在从0.1GPa至1GPa的范围内的弹性模量。

4.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其中所述芯(2)具有在从5MPa至50MPa的范围内的屈服强度，备选地在从25MPa至50MPa的范围内的屈服强度。

5.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其中所述芯(2)由塑料材料制成。

6.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，进一步包括柔性透光壳体(7)，所述芯(2)和所述柔性电路带(3)被布置在所述壳体(7)内。

7.根据权利要求5所述的照明装置(1)，进一步包括接线(6)，所述接线(6)将所述第一组连接器(5)彼此电连接，所述接线(6)沿着所述芯(2)的布置有所述第一组连接器(5)的一侧延伸。

8.根据权利要求5所述的照明装置(1)，进一步包括安装在所述柔性电路带(3)上的第二组连接器(5’)，所述第二组连接器(5’)适于将所述固态照明元件(4)电连接到电源，并且被布置在所述芯(2)的与所述第一组连接器(5)和所述固态照明元件(4)不同的一侧。

9.根据权利要求8所述的照明装置(1)，进一步包括接线(6’)，所述接线(6’)将所述第二组连接器(5’)彼此电连接，所述接线(6’)沿着所述芯(2)的布置有所述第二组连接器(5’)的一侧延伸。

Images