CN113490813A - Led照明设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明设备(100)，包括蒸汽腔室单元(200)、散热器(300)和多个光源(10)，其中：蒸汽腔室单元(200)包括至少由具有平均板距离(d1)的第一板(211)和第二板(212)限定的蒸汽腔室(210)，其中蒸汽腔室(210)包括限定腔室长度(L1)的第一腔室端(221)和第二腔室端(222)，其中蒸汽腔室单元(200)包括(i)由第一板(211)的至少一部分限定的第一外部面(231)，其中第一外部面(231)是凸出的；以及(ii)由第二板(212)的至少一部分限定的第二外部面(232)；散热器(300)被热耦合到蒸汽腔室单元(200)；以及光源(10)被配置为生成光源光。

Description

LED照明设备

技术领域

本发明涉及一种照明设备，尤其涉及一种(HID型)LED照明设备。本发明还涉及包括这种照明设备的模块。还进一步地，本发明还涉及包括这种照明设备(或这种模块)的灯具，诸如街道照明灯具。

背景技术

本领域已知具有用于支撑并冷却LED模块的散热装置的LED灯。比如，US2009/0021944描述了一种LED灯，该LED灯包括灯泡；LED模块，其包括容纳在灯泡中的多个LED；散热装置，其支撑并冷却LED模块，该散热设备包括散热器，该散热器具有中空底座以及安装在底座上的多个鳍片；第一中空导热体，其由散热器支撑；以及传热设备，其具有容器，该容器限定真空空间，该真空空间在其内容纳相变工作流体，该传热设备以这样的方式保持在散热器和第一导热体中，使得传热设备的外周表面通过底座和第一导热体所紧密包围；其中LED分布在第一导热体上。

US 2011/069500 A1公开了一种用于灯泡型发光二极管(LED)灯的散热模块。用于灯泡型LED灯的散热模块包括：(i)散热组件，其包括柱体，该柱体上设有中心孔，中心孔向内逐渐变细以形成两个对应斜面；以及(ii)导热元件，其呈片状，容置于中心孔内，并且具有吸热段及从吸热段延伸并且与斜面接触的两个放热段。

发明内容

对于街道照明，通常使用基于HID的灯。基于HID的灯(或“HID灯”)为高强度放电灯。比如，对于街道照明，可以应用高压钠蒸汽灯。在实施例中，这种灯可以包括多晶半透明氧化铝放电管，一般而言，该多晶半透明氧化铝放电管被包围在卵形或管状外玻璃封壳中。HID灯的避光外壳内部可以涂有氧化铝粉末。一般而言，放电管可以包含汞和钠的汞齐以及诸如氖和/或氙的惰性气体。本领域中已知HID灯。

基于HID的灯可以由基于LED的灯或其他基于固态光源的灯替代。LED可能需要镇流器和冷却元件，这可能使带有一个或多个LED的照明设备相对较重。由于在街道照明应用中，带有照明设备的模块可能会受到振动(基于交通的空气流动、风等)，所以照明设备可能会从插座中振动出来，这当然并不期望。所期望的功率越大，照明设备就越重，振动相关的不良人工制品的风险就越大。

因此，本发明的一个方面是提供一种备选照明设备(或包括这种照明设备的模块，或包括这种照明设备或模块的(街道)灯)，其优选地还至少部分避免了上文所描述的缺点中的一个或多个缺点。本发明的目的可以是克服或改善现有技术的缺点中的至少一个缺点或提供一种有用备选方案。

在第一方面中，本发明提供了一种照明设备(“设备”)，其包括蒸汽腔室单元(可选地，散热器)和一个或多个光源，尤其是多个光源，其中(A)蒸汽腔室单元包括至少由具有平均板距离(d1)的第一板和第二板限定的蒸汽腔室(“腔室”)，其中在特定实施例中，蒸汽腔室包括限定腔室长度(L1)的第一腔室端和第二腔室端，其中蒸汽腔室单元包括(i)由第一板的至少一部分限定的第一外部面，其中在另一特定实施例中，第一外部面是凸出的；以及(ii)由第二板的至少一部分限定的第二外部面；并且(B)一个或多个光源(尤其是多个光源)被配置为生成光源光，并且其中一个或多个光源(尤其是多个光源)与第一外部面相关联。进一步地，(C)可选散热器可以热耦合到蒸汽腔室单元。

当使用蒸汽腔室时，照明设备可以相对较轻，但热量可以从一个或多个光源输送离开到(可选的)散热器。使用蒸汽腔室还允许使用一个或多个光源的中空支撑。因此，通过(成形的)蒸汽腔室可以提供中空支撑。这也允许对一个或多个光源的相对轻质的支撑，但热量可以从一个或多个光源输送离开到(可选的)散热器。进一步地，这还允许将光源定位在(轻质)支撑上的不同位置，用于产生所期望的束形状和/或产生基本全向的光源。因此，以这种方式可以提供(改型)HID型LED照明设备。

如上文所指示的，本发明在实施例中提供了一种照明设备，其包括蒸汽腔室单元和一个或多个光源(尤其是多个光源)。该照明设备可以被配置改装以用于HID灯，从而可以用于替代例如街道照明应用中的现有HID灯。比如，照明设备可以包括连接器，该连接器被配置为功能耦合到插座，诸如爱迪生螺纹(Edison screw)、卡口安装座等。

术语“光源”可以是指半导体发光设备，诸如发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)、边缘发射激光器等。术语“光源”还可以是指有机发光二极管，诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在一个特定实施例中，光源包括固态光源(诸如LED或激光二极管)。在一个实施例中，光源包括LED(发光二极管)。术语LED还可以是指多个LED。进一步地，在实施例中，术语“光源”还可以是指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”尤其是指形式为半导体芯片的LED芯片，该芯片既不被包围也不连接而是直接安装到诸如PCB之类的衬底上。因此，可以在同一衬底上配置多个半导体光源。在实施例中，COB是被配置成一起作为单个照明模块的多LED芯片。术语“光源”还可以涉及多个(基本相同(或不同))光源，诸如2至2000个固态光源。在实施例中，光源可以包括诸如LED之类的单个固态光源下游或多个固态光源(即，由多个LED共享)下游的一个或多个微光学元件(微透镜阵列)。在实施例中，光源可以包括具有片上光学器件的LED。在实施例中，光源包括经像素化的单个LED(具有或没有光学器件)(在实施例中提供片上束操控)。

在实施例中，短语“不同光源”或“多个不同光源”以及类似短语可以是指从至少两个不同分仓中选择的多个固态光源。同样，短语“相同光源”或“多个相同光源”以及类似短语在实施例中可以是指从同一分仓中选择的多个固态光源。

因此，在实施例中，多个光源包括固态光源。

在实施例中，一个或多个光源包括LED条带。一个或多个这种LED条带可以直接附接到第一外部表面。

因此，蒸汽腔室单元可以被配置为一个或多个光源的支撑。

一个或多个光源(尤其多个光源)被配置为生成光源光。尤其是，一个或多个光源被配置为生成可见光。在特定实施例中，一个或多个光源被配置为生成白光，但其他类型的可见光也是可能的。术语“可见”、“可见光”或“可见发射”和类似术语是指具有范围为约380nm至780nm的一个或多个波长的光。本领域技术人员已知本文中的术语“白光”。该白光尤其涉及相关色温(CCT)介于约2000K与20000K之间(尤其介于2700K与20000K之间)的光，用于尤其是约2700K和6500K的范围内的一般照明，以及用于尤其是在约7000K和20000K的范围内并且尤其是在距BBL(黑体轨迹)约15SDCM(标准颜色匹配偏差)以内，尤其是距BBL约10SDCM以内，更尤其是距BBL约5SDCM以内的背光目的。对于街道照明，CCT可以例如选自大约2000K至6000K(诸如3000K至4500K)的范围。

在备选实施例中，照明设备可以被配置为生成有色辐射，例如，用于园艺、农业或养鱼等。

在备选实施例中，照明设备可以被配置为生成基本UV辐射，例如，用于消毒目的。在备选实施例中，照明设备可以被配置为生成基本IR辐射，例如，用于加热或园艺等。

照明设备被配置为生成照明设备光，该照明设备光基本可以由一个或多个光源的光源光组成。照明设备光的强度和/或方向性和/或形状是可控的。后两种选项可能在存在其中两个或多个光源具有非平行配置的光轴的多个光源时尤其如此。这可能例如通过将光源布置在成形的蒸汽腔室单元上的不同位置来实现。

进一步地，尤其当应用多于一个光源时，照明设备光的色点、色温、显色指数等中的一个或多个可能是可控。因此，照明设备还可以包括控制系统或可以功能耦合到控制系统。在实施例中，控制系统可以是从属控制系统，其被配置为控制多个照明设备的子集(诸如用于控制单个街道或一对街道中的多个街道照明灯具的控制系统)，同时(中央)主控制系统可以被配置为控制这种从属系统。或者，在其他实施例中，可能存在单个(远程)控制系统。其他实施例也是可能的。

术语“控制”和类似术语至少尤其是指确定元件的行为或监督元件的运行。因此，本文中的“控制”和类似术语可以例如是指对元件施加行为(确定元件的行为或监督元件的运行)等，诸如例如测量、显示、致动、打开、移位、改变温度等。除此之外，术语“控制”和类似术语还可以包括监测。因此，术语“控制”和类似术语可以包括对元件强加行为以及对元件强加行为和监测该元件。对元件的控制可以通过控制系统来完成，该控制系统还可以指示为“控制器”。因此，控制系统和元件可以至少暂时或永久功能耦合。该元件可以包括控制系统。在实施例中，控制系统和元件可以不物理耦合。控制可以经由有线控制和/或无线控制来完成。术语“控制系统”还可以是指多个不同的控制系统，这些不同的控制系统尤其是在功能上耦合，并且其中的一个控制系统可以是主控制系统，而一个或多个其他控制系统可以是从属控制系统。控制系统可以包括或可以功能耦合到用户接口。

系统、或装置或设备可以在“模式”或“操作模式(operation mode)”或“操作的模式(mode of operation)”下执行动作。同样，在方法中，可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”下执行动作或阶段或步骤。术语“模式”也可以指示为“控制模式”。这不排除该系统、或装置、或设备还可以适于提供另一控制模式或多种其他控制模式。同样，这并不排除在执行模式之前和/或在执行模式之后可以执行一个或多个其他模式。

然而，在实施例中，控制系统是可用的，其适于至少提供控制模式。如果其他模式可用，则这样的模式的选取可以尤其经由用户接口来执行，尽管其他选项(如执行依据传感器信号或(时间)方案的模式)也是可能的。在实施例中，操作模式还可以是指只能以单个操作模式(即，“开启”，而没有其他可调谐性)操作的系统、装置或设备。

因此，在实施例中，控制系统可以依据用户接口的输入信号、(传感器的)传感器信号和定时器中的一个或多个进行控制。术语“定时器”可以是指时钟和/或预先确定的时间方案。

如上文所指示的，照明设备包括蒸汽腔室单元。蒸汽腔室单元包括蒸汽腔室和可选地其他元件。蒸汽腔室在本领域中是已知的并且可以基于与热管(其在本领域中也是已知的)基本相同的原理。这两种系统都被称为“两相设备”。该两种两相设备都可以包括应用于封壳(管状或平面形状)的一个或多个内壁的芯结构(烧结粉末、网筛和/或凹槽)。诸如(用于铜设备的)水或(例如，用于铝设备的)丙酮之类的液体添加到设备中，并且对设备进行真空密封。芯可以将液体分布在整个设备中。然而，当热量施加到两相设备的一个区域时，液体变成蒸汽并且移动到低压区域，在该低压区域中，该蒸汽冷却并恢复为液体形式，然后借助于毛细作用移回热源。公共芯结构是烧结芯类型，因为它在功率处理能力和抵抗重力能力方面提供了高度的多功能性。网筛芯可以允许热管或蒸汽腔室相对于烧结芯更薄。此外，可以应用带凹槽的芯。凹槽可以充当有助于蒸发和冷凝的内部鳍片结构。热管与蒸汽腔室之间的区别可能在于热管可以具有基本棒状的形状，而蒸汽腔室一般而言可以包括两个基本平坦的板，它们处在相对较短距离(诸如高达5mm)处，其中间具有可选间隔物。进一步地，对于蒸汽腔室，可以相对自由地选取热斑，而对于热管，存在热侧和冷侧。

在本发明中，蒸汽腔室可以为基本平坦。然而，在其他实施例中，尤其是蒸汽腔室具有凸出形状，其中一个或多个光源与其凸出表面相关联。这还允许产生可以在许多或基本所有方向上提供光的照明设备。因此，在实施例中，蒸汽腔室单元可以具有凸出形状。

因此，在特定实施例中，蒸汽腔室至少由具有平均板距离(d1)的第一板和第二板限定。在板的边缘处，板可以焊接在一起以提供闭合腔室。板还可以与一个或多个边缘一起限定蒸汽腔室。在实施例中，在第一板的主要部分和第二板的主要部分上，板可以被配置为平行。比如，在第一板的区域的至少50％(诸如至少80％，如至少90％)以及在第二板的区域的至少50％(诸如至少80％，如至少90％)上，板可以被配置为平行。因此，在第一板的主要部分和第二板的主要部分上，板之间的距离可以基本不变。平均板距离(d1)被定义为第一板与第二板之间的平均距离。

在特定实施例中，平均板距离(d1)选自50μm至5mm的范围。在实施例中，平均板距离可以最大为1mm。平均板距离甚至可以等于或小于0.4mm，例如，在100μm至400μm的范围内，如200μm至400μm，诸如至少250μm。

在实施例中，第一板和第二板各自具有独立选自50μm至5000μm(诸如100μm至2000μm，尤其如300μm至2000μm)范围的第二厚度(d2)。短语“独立选择”和类似短语可以是指其中对于相关元件，选取参数的相同值的实施例，即，在这些实施例中，两个板可以具有相同厚度，但还可以是指其中对于相关元件，选取参数的不同值的实施例，即，在这些实施例中，两个板都可以具有选自所示范围的厚度，但是它们可以具有不同厚度。进一步地，在实施例中，一个或多个第二厚度还可以在第一板和/或第二板上发生变化。

蒸汽腔室包括限定腔室长度(L1)的第一腔室端和第二腔室端。一般而言，腔室的长度和宽度显著大于平均板距离。进一步地，一般而言，蒸汽腔室具有基本为矩形的横截面。由于蒸汽腔室可以具有凸出形状，所以蒸汽腔室在平面上的投影在实施例中可以具有基本矩形的形状。蒸汽腔室或蒸汽腔室单元可以具有细长轴线。细长轴线可以是可以沿着其限定蒸汽腔室的长度的轴线。细长轴线可以在蒸汽腔室可以被投影到其上的平面内。比如，假设蒸汽腔室具有柱体形状，柱体的细长轴线可以是柱体轴线和柱体在平面上的投影，其中柱体轴线被配置，可以提供(基本矩形)横截面形状。因此，在实施例中，由于凸出蒸汽腔室可以被视为已经被弯成凸出的平坦蒸汽腔室，所以蒸汽腔室的宽度可以是周长(2*D)。

进一步地，一般而言，腔室高度(或距离)还可以远小于蒸汽腔室的长度和/或宽度。因此，在特定实施例中，腔室长度(L1)和平均板距离(d1)具有选自L1/d1≥10的范围的比例，诸如≥20，如选自10至10,000的范围。可替代地或附加地，在特定实施例中，腔室宽度(W1)和平均板距离(d1)具有选自W1/d1≥10的范围的比例，诸如≥20，如选自10至10,000的范围。

在实施例中，腔室长度L1可以例如选自1cm至50cm的范围，诸如2cm至40cm，如选自2cm至20cm的范围，诸如4cm至15cm的范围，例如，5cm至12cm。同样，这可以适用于腔室宽度(或周长)，尽管在实施例中，腔室宽度可以小于腔室长度。

蒸汽腔室单元包括(i)由第一板的至少一部分限定的第一外部面。因此，可以是平坦的或可以是弯曲的板可以提供第一外部面。另一板(即，第二板)可以提供第二外部表面。因此，蒸汽腔室单元还可以包括由第二板的至少一部分限定的第二外部面。参考柱体的实施例，第一板和第二板都可以为柱体形，其中前者的内径大于后者的外径，使得在柱体形板之间限定空间。在柱体的边缘处，板可以焊接在一起，或以其他方式闭合。

如上文所指示的，在实施例中，第一外部面可以是平面的。然而，尤其是，在(其他)实施例中，第一外部面可以是凸出的。鉴于上文，第二外部面因此也可以是凸出的。本文中，由于一个或多个光源可以被配置为与第一外部面相关联，所以适用术语“凸出”。对于这些一个或多个光源，第一外部面是凸出的。在实施例中，从细长轴线看，第一外部面和第二外部面可以被认为是凹入的。

因此，在特定实施例中，第一外部面是凸出的，并且一个或多个光源(尤其是多个光源)与第一外部面相关联。术语“关联”尤其表示光源物理耦合到第一外部面。如在实施例中一样，第一板(和第二板)可以包括金属，光源可以与柔性PCB或刚性PCB或柔性-刚性PCB相关联，该柔性PCB或刚性PCB或柔性-刚性PCB与第一外部面相关联。在实施例中，LED(以及可选的传感器)可以布置在柔性PCB上。在实施例中，柔性PCB可以包括聚酰亚胺或金属，例如，铜。如果柔性PCB包括金属(载体)，例如铜(载体)，则金属(载体)可以被焊接到蒸汽腔室。以这种方式，热管理得到改进。诸如驱动器和/或控制器之类的其他电子器件可以布置在蒸汽腔室内部。诸如驱动器和/或控制器之类的其他电子器件可以布置在柔性PCB上，该柔性PCB可以包括聚酰亚胺或金属(载体)，例如铜(载体)。如果柔性PCB包括金属，例如铜(载体)，则金属(载体)可以被焊接到蒸汽腔室的内侧。以这种方式，热管理得到改进。在实施例中，基于铜的PCB是可弯曲且保形的，并且可以直接焊接到蒸汽腔室散热器壳体。柔性PCB还可以包括具有导电轨迹的聚酰亚胺层以及铜层，其中LED布置在具有导电轨迹的聚酰亚胺层上，而铜层焊接到蒸汽腔室。在实施例中，LED条带可以与第一外部面相关联。关联可以经由物理手段(如夹紧、螺纹等)或其他手段(如，胶、粘合剂、熔接等)等。本领域技术人员已知这种情况。

在实施例中，光源与柔性PCB相关联，该柔性PCB与第一外部面相关联。

在实施例中，柔性PCB包括金属载体，其中金属载体焊接到第一外部面。

尤其是，一个或多个光源和第一板热耦合。因此，它们可能处于物理接触，或它们之间可能存在导热材料，或一个或多个光源与第一板之间的距离等于或小于100μm，诸如等于或小于50μm，如等于或小于20μm。例如，柔性印刷电路板可以具有从15μm至100μm的范围中选择的厚度。

在特定实施例中，照明设备还可以包括散热器。术语“散热器(heat sink)”(或“热沉(heatsink)”)可以尤其定义为被动式热交换器，该被动式热交换器被配置为将电子设备或机械设备所生成的热量传递到流体介质，诸如空气或液体冷却剂，在该流体介质中，热量耗散远离设备，从而允许调节设备的温度。尤其地，散热器可以包括从支撑件延伸的散热器鳍片。在实施例中，散热器和散热器鳍片(由散热器包括)为单体，尤其是金属单体。

因此，散热器和散热器鳍片(由散热器组成)可以包括导热材料，诸如具有至少1W/(m·K)的导热率，甚至更尤其是至少5W/(m·K)，诸如至少10W/(m·K)，如至少100W/(m·K)，诸如甚至至少1000W/(m·K)。在特定实施例中，导热材料包括金属，诸如铜或铝、石墨或陶瓷材料。因此，在实施例中，导热材料包括以下各项中的一项或多项：金属、石墨和陶瓷材料。石墨片可具有各向异性的热导率。在一个或多个板的平面中，该石墨片可以具有100W/Km至1000W/Km范围内的热导率，并且在垂直于石墨片材料的方向上，其可以处于2W/Km至10W/Km的范围内。本文中，当我们提及石墨类型的材料时，我们是指平面内热导率。在其他实施例中，导热材料可以包括导热聚合物(还参见上文)。

可替代地或附加地，散热器(还)可以包括蒸汽腔室(还参见下文)。

在实施例中，散热器可以基本由散热器鳍片组成。

散热器鳍片是本领域已知的。在实施例中，这些散热器可以具有选自50μm至5mm(诸如100μm至4mm，如0.2mm至2mm)的范围的厚度。例如，在实施例中，散热器鳍片可以具有等于或小于0.3mm的厚度。

散热器鳍片的其他尺寸(除了厚度)可以大得多，诸如尤其是长度或高度，其可以是至少10倍大，诸如在实施例中至少20倍大，诸如选自5mm至100mm的范围。散热器鳍片可以被配置为垂直于细长轴线，尽管不排除散热器鳍片被配置为平行于细长轴线。比如，当被配置在(内部)空腔中时，散热器鳍片中的一个或多个散热器鳍片鳍片可以被配置为基本平行于细长轴线。然而，在多个散热器鳍片内，还可以存在两个或更多个具有不同配置的散热器鳍片的子集。一般而言，散热器鳍片具有板状形状。

应当指出，在特定实施例中，一个或多个散热器鳍片还可以包括蒸汽腔室。换言之，一个或多个其他蒸汽腔室可以被配置为散热器鳍片。这种鳍片可以具有更大的厚度，诸如至少约300μm，如至少约400μm，或更大，如约1mm。

在实施例中，散热器鳍片可以是基本平板。然而，散热器鳍片原则上可以具有基本上任何形状，包括有机形状(如果适用)在内。

因此，在实施例中，第一板和第二板可以各自独立选自铜、铝、(不锈)钢、石墨和陶瓷材料。可替代地或附加地，第一板和/或第二板可以包括除铜、铝或不锈钢之外的金属。可替代地或附加地，第一板和/或第二板可以包括3D打印材料。在实施例中，第一板和/或第二板可以包括(3D打印的)复合材料。可替代地或另外地，第一板和/或第二板可以包括玻璃或聚合物材料。在实施例中，第一板和/或第二板可以包括前述材料中的两种或更多种。更特别地，第一板和第二板包括选自由铝、铜和(不锈)钢组成的组中的材料。在实施例中，术语“材料”还可以是指多种不同的材料。

同样，散热器鳍片可以包括散热器鳍片材料(或基本由其组成)，该散热器鳍片材料选自上文关于第一板和第二板提及的材料(和/或上文关于散热器和散热器鳍片明确提及的材料)。

可选散热器尤其热耦合到蒸汽腔室单元。这可以暗示它们可能处于物理接触，或它们之间可以存在导热材料，或蒸汽腔室单元与散热器之间的距离等于或小于100μm，诸如等于或小于50μm，如等于或小于20μm。

(可选的)散热器可以包括空腔(“散热器空腔”)，其中蒸汽腔室单元可以被部分地承托。尤其是，当空腔和蒸汽腔室单元部分由散热器空腔部分地承托时，它们被配置为过渡配合或过盈配合。因此，散热器可以被配置为承托蒸汽腔室单元的一部分，从而提供与蒸汽腔室单元的热耦合。尤其是，第一外部面的一部分与散热器热接触，尤其是物理接触。当然，尤其地，被承托在散热器空腔中的第一外部面的部分上没有光源可供使用。在实施例中，第二外部面的至少一部分还可以与散热器热接触，尤其是物理接触。

如上文所指示的，第一外部面(并且尤其因此还有第二外部面)可以是非平面的。本文中，术语“非平面”可以是指弯曲的和/或以分段分割的，该分段在一定角度(诸如尤其是等于或大于60°并且尤其是小于180°)下配置的。因此，在上文中，适用术语“凸出”，其可以是指弯曲的凸出形状或由分段提供的凸出形状。比如，第一外部面可以具有柱体(事实上为单个分段)、卵圆(两个分段)、三角形(三个分段)、六边形柱体(六个分段)等形状。其他多边形形状也是可能的。

第一外部面的实施例中的凸出方面可以尤其是指以下事实：第一外部面可以以围绕细长轴线或平行于细长轴线的另一轴线的方式而凸出。因此，平行于细长轴线，第一外部面可以是基本平面的。换句话说，第一外部面无论是否由多于一个分段构成，都可以被配置为基本平行于细长轴线。

因此，在实施例中，第一外部面的横截面形状选自三角形、方形、五边形、六边形、七边形、八边形、具有多于8个面的多边形、卵圆形和圆形。因此，这同样适用于第二外部面的(整体)形状。同样，这可以适用于腔室的(整体)形状。进一步地，第二外部面可以限定由蒸汽腔室周向包围的空腔。

当使用这种蒸汽腔室时，照明设备的重量可能相对轻质，但是热量可以从一个或多个光源输送离开到(可选的)散热器。使用蒸汽腔室还允许使用一个或多个光源的中空支撑件。因此，(成形的)蒸汽腔室可以提供中空支撑件。这也允许对一个或多个光源的相对轻质的支撑，但热量可以从一个或多个光源输送离开到(可选的)散热器。因此，该架构的重量相对轻质，但热量可以以有效方式从一个或多个光源输送离开到散热器。进一步地，这还可以允许将光源定位在(轻质)支撑件上的不同位置，用于产生期望束形状和/或产生基本全向光源。因此，这样可以提供(改型)HID型LED照明设备。进一步地，这还可以允许保护可以被布置在所述(成形的)蒸汽腔室中的一个或多个部件。

在特定实施例中，蒸汽腔室单元的横截面形状为柱体形。在这样的实施例中，第一板和第二板可以被配置为柱体(也如上文所描述的)。

在上述实施例中的许多实施例中，术语“凸出”或蒸汽腔室的第一外部面的凸出方面尤其关于闭合横截面形状(诸如(六边形)柱体、或三角形、方形等)进行解释。然而，这样的实施例也是可能的，其中例如柱体并非完全圆形的，但柱体的一部分(平行于细长轴线)丢失了。比如，没有边中的一个边的三角形横截面或没有边中的一个边的方形横截面或没有六个边中的1至3个边的六边形横截面等。因此，在实施例中，第一外部面具有不闭合的横截面形状(如半圆形或类似于马蹄形)，并且其中第二外部面限定由蒸汽腔室沿周向部分包围的空腔。

在特定实施例中，光源可以仅在蒸汽腔室单元的一部分上可用。这允许蒸汽腔室单元的该部分接收热能，热能然后经由蒸汽腔室输送到另一(更远离光源的)部分，其中没有光源可供使用。在该另一部分处，腔室中的蒸汽可以冷却，并且可以耗散热能。尤其是，该另一部分可能与散热器热接触，诸如物理接触。如上文所指示的，散热器可以包括散热器鳍片。因此，散热器鳍片可以与位于其另一部分的蒸汽腔室单元处于热接触，诸如物理接触。

因此，在特定实施例中，所有光源可以被配置为距离第二端的第二距离(L2)处，该第二距离独立地选自至少0.2*L1(诸如至少0.3*L1，如至少0.4*L1)的范围。本文中，尽管相应距离可能相互不同，但是短语“独立选择”是指所有光源具有选自上文所提及的范围的距离的实施例。

如上文所指示的，一个或多个光源尤其与凸出的第一外部面相关联——直接或经由印刷电路板。

在特定实施例中，照明设备包括至少两个固态光源，诸如至少四个光源，如至少八个光源。当对第一外部面进行分割时，诸如在第一外部面具有多边形横截面的情况下，每个分段可以包括与其附接的一个或多个固态光源。比如，在其他实施例中，并非所有分段都可以包括与其附接的一个或多个固态光源，尤其是多个固态光源。比如，分段中的高达50％的分段可以包括与其附接的一个或多个固态光源。如上文所指示的，在其他实施例中，一个或多个分段可以包括与其附接但仅在其表面的一部分上的一个或多个固态光源，尤其是多个固态光源，使得所有光源具有与第二端相距至少0.2*L1的距离。

在实施例中，一个或多个光源(尤其是多个光源)具有垂直于相互轴线的光学轴线。在特定实施例中，一个或多个光源(尤其是多个光源)具有垂直于细长轴线的光学轴线。在又其他具体实施例中，两个或更多个光源具有相互角度不等于0°的光学轴线。比如，多个光源可以提供光学轴线，其中两个最极端的光学轴线具有选自90°至180°范围的相互角度。在又其他实施例中，多个光源可以提供在360°上(围绕轴线，尤其是细长轴线)分布(尤其是均匀分布)的光学轴线。比如，在第一外部面的六边形横截面的情况下，六个分段中的每个分段可以包括与其附接的一个或多个固态光源，尤其是多个固态光源。然而，在其他实施例中，在第一外部面的六边形横截面的情况下，六个分段中只有三个(相邻)分段可以包括与其附接的一个或多个固态光源，尤其是多个固态光源。

比如，散热器可以配置在蒸汽腔室(单元)的第二端处。因此，在实施例中，散热器被配置为相对于靠近第一腔室端而言更靠近第二腔室端。

如上文所指示的，散热器可以包括多个散热器鳍片。在实施例中，散热器可以基本由多个散热器鳍片组成。

在特定实施例中，散热器鳍片中的一个或多个散热器鳍片配置在如上文所定义的空腔中。散热器鳍片可以具有不同的尺寸，以适应空腔。

可替代地或附加地，散热器鳍片中的一个或多个散热器鳍片配置在第二端处。比如，在实施例中，散热器鳍片可以在由与第二端相距的最大0.4*L1(如最大0.3*L1，诸如最大0.2*L1)限定的第一外部表面的区域处可用。

在其他具体实施例中，蒸汽腔室单元和散热器鳍片为单体。

可替代地或附加地，照明设备还可以包括冷却元件，该冷却元件被配置为(主动)冷却蒸汽腔室单元。冷却元件可以例如选自由通风机、synjet冷却器、压电冷却器、Peltier元件等组成的组。Synjet冷却(诸如来自Aavid Thermacore-Boyd Corporation)尤其可以基于：振荡隔膜产生高速湍动气流脉冲；高速气流在其尾波夹带或拉动空气，从而增加总气流，在实施例中增加多达5倍；湍动气流改善了从散热器鳍片传出的热量传递，同时所夹带的空气将热空气吹出系统，从而更有效地冷却。因此，在特定实施例中，冷却元件可以被配置为沿着第二外部面生成气流(诸如空气流)。因此，在特定实施例中，冷却元件可以被配置为向空腔或通过空腔提供气流。尤其是，当空腔是中空的并且被第二外部面包围时，气流可以用于进一步冷却。如上文所指示的，在实施例中，一个或多个散热器鳍片可以配置在空腔内。

一个或多个光源可以功能耦合到电子器件，诸如例如，镇流器等。可替代地或附加地，空腔还可以用于至少部分承托电子器件。因此，在实施例中，照明设备还可以包括电子器件，其中电子器件的至少一部分配置在空腔中(如上文所定义的)。电子器件还可以基本完全配置在空腔内。比如，用于一个或多个(固态)光源的驱动器可以至少部分配置在空腔中。

在实施例中，术语“蒸汽腔室”可以是指多个蒸汽腔室。在实施例中，它们都可以符合与蒸汽腔室相关的本文中所指示的特征中的一个或多个(尤其是所有的)特征。

在特定实施例中，散热器可以包括单独的第二蒸汽腔室(“另一蒸汽腔室”)。这种单独的第二蒸汽腔室可以不与蒸汽腔室气体连通。可替代地，第二蒸汽腔室与蒸汽腔室气体连通。在特定实施例中，单体提供蒸汽腔室和第二蒸汽腔室，其中在变型中，蒸汽腔室处于气体连通，或在其他变型中，它们不处于气体连通。

因此，在一个方面中，本发明提供一种包括蒸汽腔室的散热器。

在特定实施例中，散热器鳍片可以包括单独的第三蒸汽腔室。这种单独的第三蒸汽腔室不会与蒸汽腔室气体连通。可替代地，第三蒸汽腔室与蒸汽腔室气体连通。在特定实施例中，单体提供蒸汽腔室和第三蒸汽腔室，其中在变型中，蒸汽腔室处于气体连通，或在其他变型中，它们不处于气体连通。在又其他实施例中，第三蒸汽腔室可以与可选的第二蒸汽腔室气体连通。

因此，在一个方面中，本发明提供了一种包括蒸汽腔室的散热器鳍片。

在特定实施例中，电子器件中的至少一部分被配置在电子部件中，该电子部件被功能地耦合到蒸汽腔室单元。在又其他具体实施例中，这种电子部件包括单独的第四蒸汽腔室。这种单独的第四蒸汽腔室可以不与蒸汽腔室气体连通。可替代地，第四蒸汽腔室与蒸汽腔室气体连通。在特定实施例中，单体提供蒸汽腔室和第四蒸汽腔室两者，其中在变型中，蒸汽腔室处于气体连通，或在其他变型中，它们不处于气体连通。在又其他实施例中，第四蒸汽腔室可以与可选的第二蒸汽腔室气体连通。

照明设备可以是例如办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家居照明系统、重点照明系统、聚光照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自发光显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警告标志系统、医疗照明应用系统、指示标志系统、装饰照明系统、便携式系统、汽车应用、(室外)道路照明系统、城市照明系统、温室照明系统、园艺照明等的一部分或可以应用于其中。

尤其是，照明设备可以是(室外)道路照明系统的一部分或可以应用在其中。术语“街道照明”至少是指(室外)道路照明。然而，(其他)应用也是可能的，诸如例如，高速公路照明、行人步行照明、洗墙应用、停车场照明、室外停车照明、加油站照明。又其他应用可能包括汽车照明或零售照明。本发明可以在某些方面中应用于灯泡、聚光灯、点光源、高流明产品、照明模块、消费者灯、专业灯、体育场照明、高棚照明或低棚照明、大功率电子器件、石油工业照明、天然气工业照明、恶劣环境类型的应用等。

在又一方面中，本发明还提供一种包括反射器和如本文中所定义的照明设备的模块，其中反射器被配置为重定向光源光的至少一部分。在又其他具体实施例中，反射器部分周向包围照明设备。此外，本文中，术语“周向”不一定意味着圆形或环形，而是还可以是指(部分)包围照明设备的分段形状。用于例如街道照明灯具的反射器在本领域中是已知的。

在又其他方面中，本发明还提供了一种灯具，诸如街道照明灯具，其包括如本文中所定义的模块。在又其他具体实施例中，街道照明灯具包括杆。在其他实施例中，照明器可以包括例如用于泛光灯应用的安装系统。泛光灯可以定义为宽束且高强度的人造光。泛光灯可以用于点亮例如户外运动场、舞台照明等。

因此，在一个方面中，代替散热器、热管和热灌封材料，可以应用蒸汽腔室。尤其地，本文中建议将带有鳍片的蒸汽腔室作为单体式部件。蒸汽腔室可以是自由形式的，例如，柱体形。带有散热器鳍片的蒸汽腔室(作为单体式部件)可以有效替代散热器或热管和热耦合散热器的组合。

在实施例中，蒸汽腔室的壁可以是薄的，例如，小于1mm(另见上文)。在实施例中，驱动器可以集成或嵌入在蒸汽腔室单元中。可替代地或附加地，蒸汽腔室的内侧(本文中也表示为空腔)可以包括散热器结构，因为散热器鳍片可以被配置在该空腔中(还参见上文)。

尤其地，本发明可以解决现有技术的照明设备可能相对较重的问题和/或在没有热灌封材料的帮助的情况下无法冷却驱动器的问题。

附图说明

现在，参考附图仅通过示例对本发明的实施例进行描述，其中对应附图标记指示对应部件，并且其中

图1a至图1d示意性地描绘了照明设备的一些实施例和变型；

图2a至图2b示意性地描绘了一些其他实施例和变型；以及

图3示意性地描绘了一些其他方面。

示意图并未按比例绘制。

具体实施方式

图1a至图1b示意性地描绘了包括蒸汽腔室单元200和一个或多个光源10的照明设备100的实施例。本文中，示意性地描绘了多个光源10。多个光源10包括固态光源。

进一步地，照明设备100可以可选地包括散热器300(其还在图1a中描绘)。本文中，示意性地描绘了蒸汽腔室单元的端中的一个端处(或接近该端)的散热器300。

蒸汽腔室单元200包括蒸汽腔室210。该蒸汽腔室210尤其由至少第一板211和第二板212限定。这些板211，212具有平均板距离d1。在实施例中，平均板距离d1可以选自50μm至5mm的范围。第一板211和第二板212可以各自具有独立选自50μm至5000μm(诸如300μm至2000μm)的范围的第二厚度d2。第一板211和第二板212包括从由铝、铜和(不锈)钢组成的组中选择的材料。蒸汽腔室210可以包括芯材料(未描绘)。

蒸汽腔室210包括限定腔室长度L1的第一腔室端221和第二腔室端222。腔室长度L1和平均板距离d1可以例如具有选自L1/d1≥10的范围的比例。应当指出，在该示意性描绘的实施例中，可选的散热器300被配置为相对于第一端更靠近第二端，并且光源被配置为相对于第二端更靠近第一端。然而，其他变型也是可能的。

进一步地，蒸汽腔室单元200包括由第一板211的至少一部分限定的第一外部面231。蒸汽腔室单元200还包括由第二板212的至少一部分限定的第二外部面232。本文中，在该示意性描绘的实施例中，第一外部面231是凸出的。

如示意性描绘的，散热器300热耦合到蒸汽腔室单元200。

光源10被配置为生成光源光11。光源10与第一外部面231相关联。照明设备100被配置为生成照明设备光101，该照明设备光101可以基本由(一个或多个光源10的)光源光11组成。比如，光源可以在PCB上提供或者可以以LED条带(未描绘的PCB或条带)的形式提供；尽管其他选项也是可能的。

第一外部面231的横截面形状可以选自三角形、方形、五边形、六边形(参见图1c)、七边形、八边形、卵圆形和圆形(参见图1b)。本文中，横截面形状是例如圆形(参见图1b)。横截面形状尤其是垂直于细长轴线A的横截面。进一步地，第二外部面232本文中限定了由蒸汽腔室210周向包围的空腔240。该空腔240可以可选地以几种方式使用，还参见下文。

因此，图1a至图1b示意性描绘的实施例是具有柱体形横截面形状的蒸汽腔室单元200。然而，其他形状也是可能的(参见图1c)。

在图1a中，示意性地描绘了其中所有光源10配置在与第二端222相距的第二距离L2处的实施例，该第二距离L2独立选自至少0.2*L1的范围。

在图1a中，还示意性地描绘了这样的实施例，其中散热器300被配置为相对于第一腔室端221更靠近第二腔室端222。

进一步地，(可选的)散热器300可以包括多个散热器鳍片310。

在图1a中，空腔240似乎是闭合的(基本上由于闭合的第二外部表面232)。然而，情况并非一定如此，参见例如图1d和图2a。

图1c示意性地描绘了其中第一外部面的横截面形状不是圆形而是六边形的实施例。进一步地，尽管不限于该特定六边形实施例，但是图1c示意性地描绘了其中散热器鳍片310中的一个或多个散热器鳍片310被配置在空腔240中的实施例。

在上述实施例中，变型可以是其中蒸汽腔室单元200和散热器鳍片310为单体。

图1d示意性地描绘了照明设备100的实施例，其中第一外部面231具有未闭合的横截面形状。第二外部面232限定由蒸汽腔室210部分周向包围的空腔240。图1d示意性地描绘了没有六个边中的1个边至3个边的例如(具有第一外部面231、或第二外部面232、或蒸汽腔室210的)六边形横截面。

图2a示意性地描绘了照明设备100的实施例，其还包括冷却元件400。冷却元件400尤其是被配置为冷却蒸汽腔室单元200。示意性地，描绘了其中冷却元件400(诸如风扇)被配置为沿着第二外部面232生成气流的实施例。此外，本文中，通过示例，描述了其中可选地蒸汽腔室单元200和散热器鳍片310为单体的变型。应当指出，由于可以组合实施例，所以当然在第一外部面231处还可以使用散热器鳍片310(还参见下文)。

附图标记500是指电子器件，例如，驱动一个或多个光源10。进一步地，通过示例，描绘了爱迪生型螺纹。

与其他图中一样，图2b在单个图中示意性地描绘了若干个实施例和变型。这并不一定暗示在单个实施例中描述的所有元件都必须可供使用。元件还可以与本文中示意性描绘或本文中所描述的其他实施例组合。

图2b示意性地描绘了还包括电子器件500的实施例，其中电子器件500的至少一部分被配置在空腔240中。进一步地，通过示例，另一蒸汽腔室610可供使用。附图标记610a示出了这种另一蒸汽腔室，该蒸汽腔室可以用于引导离开电子器件500和/或光源10的热能。

图2b还示意性地描绘了包括空腔的散热器300的实施例，其中蒸汽腔室单元200被部分地配置。进一步地，通过示例，散热器鳍片310中的一个或多个散热器鳍片310可以可替代地或附加地包括又一蒸汽腔室610。该备选或附加的又一蒸汽腔室610使用附图标记610b指示。

散热器300可以包括块状体，该块状体可以可替代地或附加地包括又一蒸汽腔室610(不包括在散热器鳍片310中)，如附图标记610c所指示的。

本文中，另外的蒸汽腔室610不与蒸汽腔室210连通。然而，在备选实施例中，另外的蒸汽腔室610还可以与蒸汽腔室210气体连通。

图3示意性地描绘了包括反射器1100和照明设备100的模块1000的实施例。反射器1100部分周向地包围照明设备100。尤其是，反射器1100被配置为重定向光源光11的至少一部分。图3还示意性地描绘了包括模块1000的街道照明灯具2000。本文中，通过示例，街道照明灯具2000包括杆。

使用蒸汽腔室执行了模拟。以这种方式，通过实验表明，随着更多的热量消散，光源可以在较低温度下操作。这可以延长光源的寿命。进一步地，相对于没有这种蒸汽腔室的变型，由于减少了重量的一个或多个蒸汽腔室，照明设备的重量可以更低。

术语“多个”是指两个或更多个。

本领域技术人员应当理解本文中的术语“大体上”或“基本上”以及类似术语。术语“大体上”或“基本上”还可以包括具有“全部”、“完全”、“所有”等的实施例。因此，在实施例中，还可以移除形容词大体上或基本上。在适用的情况下，术语“大体上”或术语“基本上”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，尤其是99％或更高，甚至更尤其是99.5％或更高，包括100％在内。

术语“包括”还包括其中术语“包括”意指“由……组成”的实施例。

术语“和/或”尤其涉及在“和/或”前后提及的项中的一项或多项。比如，短语“项1和/或项2”和类似短语可以是指项1和项2中的一项或多项。在一个实施例中，术语“包括”不但是指“由……组成”，而且在另一实施例中，还可以是指“至少包含所定义的物质和可选的一个或多个其他物质”。

更进一步地，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于区分相似元件，并不一定用于描述次序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当情况下可互换，并且本文中所描述的本发明的实施例能够以不同于本文中所描述或图示的其他顺序进行操作。

设备、装置或系统在本文中可以尤其地在操作期间进行描述。本领域技术人员应当明白，本发明不限于操作方法，或操作中的设备、装置或系统。

应当指出，上文所提及的实施例是对本发明的说明而非限制，本领域技术人员在没有背离所附权利要求范围的情况下，能够设计出许多备选实施例。

在权利要求中，置于括号之间的任何参考标记都不应被解释为限制权利要求。

使用动词“包括”及其变型不排除权利要求中陈述的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”等要被解释为包含性意义，而非排他性或穷尽性含义；也就是说，“包括但不限于”的含义。

元件前面的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

本发明可以借助于包括若干个不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在设备权利要求或装置权利要求或系统权利要求中，列举了若干个手段，这些手段中的若干个手段可以由同一个硬件项来体现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅仅事实并不表示不能有利使用这些措施的组合。

本发明还提供了一种控制系统，该控制系统可以控制设备、装置或系统，或可以执行本文中所描述的方法或过程。还进一步地，本发明还提供了一种计算机程序产品，当在功能耦合到设备、装置或系统或由该设备、装置或系统所包括的计算机上运行时，该计算机程序产品控制这种设备、装置或系统的一个或多个可控元件。

本发明还适用于包括在说明书中描述和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个表征特征的设备、装置或系统。本发明还涉及一种方法或过程，该方法或过程包括在说明书中描述和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个表征特征。

可以组合本专利中讨论的各个方面以便提供附加优势。进一步地，本领域技术人员应当理解，可以组合实施例，还可以组合两个以上的实施例。更进一步地，特征中的一些特征可以构成一个或多个分案申请的基础。

Claims (15)

1.一种照明设备(100)，包括蒸汽腔室单元(200)、散热器(300)和多个光源(10)，其中：

-所述蒸汽腔室单元(200)包括至少由第一板(211)和第二板(212)限定的蒸汽腔室(210)，所述第一板(211)和所述第二板(212)具有平均板距离(d1)，其中所述蒸汽腔室(210)包括限定腔室长度(L1)的第一腔室端(221)和第二腔室端(222)，其中所述蒸汽腔室单元(200)包括(i)由所述第一板(211)的至少一部分限定的第一外部面(231)，其中所述第一外部面(231)是凸出的；以及(ii)由所述第二板(212)的至少一部分限定的第二外部面(232)；

-所述散热器(300)热耦合到所述蒸汽腔室单元(200)；以及

-所述光源(10)被配置为生成光源光(11)，并且其中所述光源(10)与所述第一外部面(231)相关联，其中所述第一外部面(231)的横截面形状选自三角形、方形、五边形、六边形、七边形、八边形、具有超过8个面的多边形、卵圆形和圆形，并且其中所述第二外部面(232)限定由所述蒸汽腔室(210)周向包围的空腔(240)。

2.根据权利要求1所述的照明设备(100)，其中所述蒸汽腔室单元(200)的横截面形状为柱形。

3.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(100)，其中被限定为所述第一板(211)与第二板(212)之间的平均距离的所述平均板距离(d1)选自50μm至5mm的范围，其中所述第一板(211)和第二板(212)包括选自由铝、铜和钢组成的组中的材料，其中所述第一板(211)和第二板(212)各自具有独立选自50μm至5000μm的范围的第二厚度(d2)，其中所述腔室长度(L1)和所述平均板距离(d1)具有选自L1/d1≥10的范围的比例，并且其中所述多个光源(10)包括固态光源。

4.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(100)，其中所有光源(10)被配置在与所述第二端(222)相距的第二距离(L2)处，所述第二距离(L2)独立选自至少0.2*L1的范围。

5.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(100)，其中所述散热器(300)被配置为更靠近所述第二腔室端(222)，而不是更靠近所述第一腔室端(221)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(100)，其中所述散热器(300)包括多个散热器鳍片(310)。

7.根据权利要求6所述的照明设备(100)，其中所述散热器鳍片(310)中的一个或多个散热器鳍片被配置在根据前述权利要求2至4中任一项所述的空腔(240)中。

8.根据前述权利要求6至7中任一项所述的照明设备(100)，其中所述蒸汽腔室单元(200)和所述散热器鳍片(310)为单体。

9.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(100)，还包括冷却元件(400)，所述冷却元件(400)被配置为冷却所述蒸汽腔室单元(200)。

10.根据权利要求9所述的照明设备(100)，其中所述冷却元件(400)被配置为沿着所述第二外部面(232)生成气流。

11.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(100)，还包括电子器件(500)，其中所述电子器件(500)的至少一部分被配置在根据前述权利要求中任一项所述的空腔(240)中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(100)，其中所述光源与柔性PCB相关联，所述柔性PCB与所述第一外部面相关联。

13.根据权利要求12所述的照明设备(100)，其中所述柔性PCB包括金属载体，其中所述金属载体被焊接到所述第一外部面。

14.一种模块(1000)，包括反射器(1100)和根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(100)，其中反射器(1100)部分周向地包围所述照明设备(100)，并且其中所述反射器(1100)被配置为重定向所述光源光(11)的至少一部分。

15.一种街道照明灯具(2000)，包括根据权利要求14所述的模块(1000)，其中所述街道照明灯具(2000)包括杆。

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