CN114174715A

CN114174715A - Led灯丝装置

Info

Publication number: CN114174715A
Application number: CN202080053795.6A
Authority: CN
Inventors: T·范博梅尔; R·A·M·希克梅特
Original assignee: Signify Holding BV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2020-07-16
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2040-07-16
Also published as: ES2935836T3; EP4004432B1; US20220268404A1; EP4004432A1; US11739885B2; WO2021018606A1; CN114174715B; PL4004432T3; JP2022535616A; JP7249088B2

Abstract

提供了发光二极管LED灯丝装置(100)。LED灯丝装置包括LED灯丝(120)，LED灯丝(120)包括布置在细长基板(70)上的多个发光二极管(140)LED的阵列。LED灯丝包括至少两个LED的第一子集(S1)和至少两个LED的第二子集(S2)，其中LED的第一子集(S1)不同于LED的第二子集(S2)。第一子集(S1)的LED被串联耦合，并且第二子集(S2)的LED被并联耦合，使得在LED灯丝装置的操作期间，第一子集(S1)的个体LED的光通量不同于第二子集(S2)的个体LED的光通量。

Description

LED灯丝装置

技术领域

本发明总体上涉及包括一个或多个发光二极管的照明装置。更具体地，本发明涉及发光二极管(LED)灯丝装置。

背景技术

用于照明目的的发光二极管(LED)的使用持续受到关注。与白炽灯、荧光灯、氖管灯等相比，LED提供了众多优点，诸如更长的操作寿命、降低的功耗以及与光能与热能之间的比率有关的提高的效率。

目前对设置有LED的照明设备和/或装置(诸如灯)有很大的兴趣，并且白炽灯正迅速被基于LED的照明解决方案所替代。然而，青睐并期望具有改型照明设备(例如，灯)，其具有白炽灯泡的样子。为此目的，可以基于布置在这样的灯泡中的LED灯丝，而利用用于生产白炽灯的基础设施。特别地，由于LED灯丝灯非常具有装饰性，所以它们深受青睐。

然而，希望提供现有LED灯丝灯的备选物，以便甚至进一步改进从其发射的光的装饰性方面。更具体地，非常期望在操作期间实现LED灯丝灯的复古外观。

因此，本发明的一个目的是提供现有技术的现有LED灯丝灯的备选物，以便获得更具装饰性的照明。

发明内容

因此，为了改进操作期间的光分布，克服当前LED灯丝灯的缺陷中的至少一些缺陷是令人感兴趣的。

通过提供具有独立权利要求中的特征的LED灯丝装置来实现这个和其它目的。在从属权利要求中限定了优选实施例。

LED灯丝提供LED灯丝光，并且包括以线性阵列布置的多个发光二极管(LED)。优选地，LED灯丝具有长度L和宽度W，其中L>5W。LED灯丝可以被布置为笔直配置或非笔直配置，诸如例如弯曲配置、2D/3D螺旋或涡旋。优选地，LED被布置在像比如基板的细长载体上，载体可以是刚性的(例如由聚合物、玻璃、石英、金属或蓝宝石制成)或柔性的(例如，由聚合物或金属制成，例如膜或箔)。

在载体包括第一主表面和相对的第二主表面的情况下，LED被布置在这些表面中的至少一个表面上。载体可以是反射的或光透射的，诸如半透明的和优选透明的。

LED灯丝可以包括至少部分地覆盖多个LED的至少一部分的封装物。封装物还可以至少部分地覆盖第一主表面或第二主表面中的至少一个主表面。封装物可以是聚合物材料，该聚合物材料可以是柔性的，诸如例如硅酮。进一步地，LED可以被布置用于发射例如不同颜色或光谱的LED光。封装物可以包括发光材料，发光材料被配置为将LED光至少部分地转换为转换光。发光材料可以是磷光体(诸如无机磷光体)和/或量子点或棒。

LED灯丝可以包括多个子灯丝。

因此，根据本发明，提供了发光二极管LED灯丝装置，该发光二极管LED灯丝装置包括至少一个LED灯丝，该至少一个LED灯丝包括被布置在细长基板上的多个发光二极管LED的阵列，其中至少一个LED灯丝包括至少两个LED的至少第一子集S₁以及至少两个LED的至少第二子集S₂，其中LED的第一子集S₁不同于LED的第二子集S₂，并且其中第一子集S₁的LED被串联耦合并且第二子集S₂的LED被并联耦合，使得在LED灯丝装置的操作期间，至少第一子集S₁的个体LED的光通量Φ₁不同于第二子集S₂的个体LED的光通量Φ₂。

在本申请的上下文内，应当理解，LED的子集可以包括多于一个组。并联耦合的LED的含义应当被解释为一个组内的所有LED并联。比如，在图2中，子集S₂具有细分为两个组的8个LED，并且每个组具有并联的4个LED。

因此，本发明基于提供LED灯丝装置的构思，该LED灯丝装置能够提供在LED灯丝装置的操作期间线性布置在基板上的个体(相同)LED的不同光通量。通过提供串联耦合的LED的一个或多个第一子集以及并联耦合的LED的一个或多个第二子集来实现该效果。本发明的优点由此在于，通过其创新概念，LED灯丝装置可以通过在操作期间LED的光通量的不一致而获得美学上吸引人的效果。

本发明的另一优点在于，LED灯丝装置实现了非常期望和合格的复古外观。此外，LED沿基板的光通量差异可以提供烛光的相似物，这甚至进一步贡献于LED灯丝装置的装饰性方面。

将理解，本发明的LED灯丝装置还包括相对较少的组件。相对较少数量的组件是有利的，因为LED灯丝装置制造起来相对便宜。而且，尤其是与包括相对较多数量的组件(这阻碍了容易的拆卸和/或再循环操作)的设备或装置相比，LED灯丝装置的相对较少数量的组件暗示着更容易再循环。

根据本发明的LED灯丝装置包括至少一个LED灯丝。该至少一个LED灯丝转而包括被布置在细长基板上的LED的阵列。术语“阵列”在这里意指被布置在LED灯丝上的LED的线性装置、行或链等。

LED灯丝包括至少两个LED的至少第一子集S₁和至少两个LED的至少第二子集S₂，其中LED的至少一个第一子集S₁中的至少一个不同于LED的至少一个第二子集S₂中的至少一个。换言之，属于LED的第一子集的LED中的至少一些LED不同于属于LED的第二子集的LED中的至少一些LED。

第一子集S₁的LED被串联耦合，并且第二子集S₂的LED被并联耦合。通过LED灯丝装置的LED的这种耦合，在LED灯丝装置的操作期间，第一子集S₁的个体LED的光通量不同于第二子集S₂的个体LED的光通量。

根据本发明的一个实施例，LED灯丝装置还可以包括至少两个LED的至少第三子集S₃，其中LED的第三子集S₃不同于LED的第一子集S₁和LED的第二子集S₂，其中第三子集S₃的LED被并联耦合。本实施例的优点在于，第三子集S₃的LED可以提供与LED的第一子集S₁和第二子集S₂的个体LED的光通量不同的光通量。因此，通过在LED灯丝装置的操作期间LED的光通量的不一致，该实施例甚至可以进一步贡献于LED灯丝装置的美学上吸引人的效果。

根据本发明的一个实施例，LED灯丝装置可以包括用于向多个LED供应电流的单个电路。本实施例的优点在于，提供单个电路实现了相对简单又高效的装置，以便在操作期间实现LED灯丝装置的期望的吸引人的效果。

根据本发明的一个实施例，LED灯丝装置可以包括用于向多个LED供应电流的多个电路。本实施例的优点在于，在LED灯丝装置中提供多个电路可以方便地向不同LED集合提供不同的电流，以便在LED灯丝装置的操作期间提供LED的光通量的不一致。

根据本发明的一个实施例，LED可以被等距地布置在基板上。换言之，LED可以以对称方式布置在基板上，其中每个LED被布置在距相邻布置的LED相同的距离处。

根据本发明的一个实施例，LED灯丝装置还可以包括封装物，封装物包括光透射材料，其中封装物至少部分地包围多个LED，其中封装物包括发光材料，并且被配置为至少部分地转换由多个LED发射的光。

根据本发明的一个实施例，封装物还可以包括发光材料，并且可以被配置为至少部分地转换由多个LED发射的光。

根据本发明的一个实施例，封装物还可以包括光散射颗粒，光散射颗粒被布置为散射由多个LED发射的光。

根据本发明的一个实施例，多个LED可以具有相同的颜色或色温。术语“色温”在这里意指理想黑体辐射器的温度，该理想黑体辐射器辐射与LED的颜色相当颜色的光。换言之，多个LED可以具有相同的色点。优选地，多个LED可以是白色LED。

根据本发明的一个实施例，提供了照明设备，该照明设备包括根据前述实施例中任一实施例的LED灯丝装置。照明设备还包括：至少一个电连接部，其被连接到LED灯丝装置，用于向多个LED进行电流供应；以及控制单元，其被耦合到至少一个电连接部，其中控制单元被配置为控制向多个LED的电流供应。本实施例的优点在于，控制单元可以控制和/或改变向LED的电流供应，使得由于经由控制单元的LED的光通量的受控/变化的不一致，可以获得LED灯丝装置的甚至更吸引人的效果。

根据本发明的一个实施例，控制单元可以包括随机电流发生器，随机电流发生器被配置为向多个LED供应随机变化的电流。术语“随机电流发生器”在这里基本上意指被配置为生成和供应振幅随时间随机变化的电流的任何发生器、单元等。本实施例的优点在于，随机电流发生器的随机生成的电流甚至可以进一步贡献于通过从LED发射的光而获得烛光的相似物。因此，这种效果甚至可以进一步贡献于LED灯丝装置的装饰性方面。

根据本发明的一个实施例，照明设备可以包括至少一个LED灯丝装置，其中控制单元被配置为独立地控制向多个电路中的每个电路的电流供应。本实施例的优点在于，控制单元可以独立地控制和/或改变向LED的电流供应，以便经由控制单元改变LED的光通量。

根据本发明的一个实施例，控制单元还被配置为向多个电路中的至少第一电路供应至少第一电流I₁，并且向多个电路中的至少第二电路供应至少第二电流I₂，其中I₁≠I₂。例如，并且根据本发明的一个实施例，0.5I₂<I₁<0.9I₂。本实施例的优点在于，可以向不同的电路提供不同的电流，这甚至可以进一步贡献于LED灯丝装置在操作期间的装饰性方面。

根据本发明的一个实施例，提供了照明装置。照明装置包括根据前述实施例中任一实施例的照明设备。照明设备还包括盖，盖包括至少部分光透射的材料，其中盖至少部分地包围LED灯丝装置。术语“盖”在这里意指包括至少部分光透射材料(例如半透明和/或透明材料)的包围元件，诸如帽、盖、壳等。本实施例的优点在于，根据本发明的照明设备可以方便地布置在基本上任何照明装置(诸如LED灯丝灯、灯具、照明系统等)中。照明装置还可以包括驱动器，用于向LED灯丝装置的多个LED供应功率(电流)。附加地，照明装置的照明设备还可以包括控制器，用于独立控制LED灯丝装置的两个或更多个LED子集，诸如LED的第一集合、LED的第二集合等。

当研究以下详细公开内容、附图和所附权利要求时，本发明的另外的目的、特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员将认识到，本发明的不同特征可以被组合来创建不同于以下描述的那些实施例的实施例。

附图说明

现在将参考示出本发明的实施例的附图来更详细地描述本发明的该方面和其它方面。

图1示意性地示出了根据现有技术的LED灯丝灯，其包括LED灯丝，

图2和图3示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的LED灯丝装置，

图4示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的LED灯丝装置沿其长度的强度，

图5示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的LED灯丝装置，

图6示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的包括LED灯丝装置的照明设备，

图7示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的LED灯丝装置沿其长度的强度，以及

图8示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的包括LED灯丝装置的照明设备。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术的LED灯丝灯10，LED灯丝灯10包括具有多个LED灯丝120的LED灯丝装置100。这种种类的LED灯丝灯10深受青睐，因为它们非常具有装饰性，并且与白炽灯相比提供了众多优点，诸如更长的操作寿命、降低的功耗以及与光能与热能之间的比率有关的提高的效率。

根据本发明的LED灯丝装置100包括多个LED灯丝120。例如，LED灯丝装置可以优选地包括2－10个LED灯丝120，更优选地3－8个LED灯丝120，并且甚至更优选地4－6个LED灯丝120。虽然在图2中示出了单个LED灯丝120，但是所述LED灯丝120可以优选地具有在从1cm到20cm、更优选地2cm到12cm、并且最优选地3cm到10cm的范围内的长度L。

LED灯丝120包括沿轴线A延伸的LED 140的阵列或“链”，其被布置在LED灯丝装置100的细长基板70上。例如，LED 140的阵列或“链”可以包括多个相邻布置的LED 140。例如，多个LED 140优选包括多于20个LED，更优选多于25个LED，并且甚至更优选多于30个LED。多个LED 140可以是提供颜色的直接发射LED。LED140优选为蓝色LED。LED 140也可以是UVLED。可以使用LED 140的组合，例如UV LED和蓝光LED的组合。LED 140可以包括激光二极管。在操作期间从LED灯丝120发射的光优选是白光。该白光优选地在距黑体轨迹(BBL)15SDCM内。白光的色温优选在2000K至6000K的范围内，更优选在从2100K至5000K的范围内，最优选在从2200K至4000K的范围内，诸如例如2300K或2700K。白光优选具有至少75、更优选至少80、最优选至少85、诸如例如90或92的CRI。LED灯丝装置100的基板70可以是柔性的，例如箔。备选地，基板70可以是刚性的，并且例如由玻璃、石英、蓝宝石和/或聚合物制成。

如图2所例示的，LED灯丝120包括三个LED 140的第一子集S₁和八个LED 140的第二子集S₂。应当注意，子集的数量是任意的。类似地，相应子集的LED 140的数量是任意的。LED灯丝装置100包括用于向多个LED 140供应电流的单个电路200。

第一子集S₁的LED 140被串联耦合，并且第二子集S₂的LED 140被并联耦合。第一子集S₁和第二子集S₂的LED 140是相同的，即它们具有相同的物理、光学和电性质。因此，第一子集S₁的LED 140可以由电源提供给LED灯丝120的电流I＝I_tot的相同绝对值供电。相比之下，第二子集S₂的LED 140可以由电源提供的电流I＝I_tot/4供电，这是因为第二子集S₂的LED140各自以四个LED并联耦合。结果，在LED灯丝装置100的操作期间，第一子集S₁的个体LED140的光通量不同于第二子集S₂的个体LED 140的光通量。更具体地，第一子集S₁的个体LED140的光通量高于第二子集S₂的个体LED 140的光通量。

图3在侧视透视图中示意性地示出了根据本发明的一个实施例的图2的LED灯丝装置100。因此，为了更好地理解，还参考图2的组件附图标记和相关联的描述。LED灯丝装置100包括沿轴线A伸长的LED灯丝120。在垂直于轴线A的方向B上看，LED灯丝装置100包括用于电和/或物理支撑多个LED 140的基板70。根据该示例，第一子集S₁的LED 140被串联耦合，并且第二子集S₂的LED 140被并联耦合。第一子集S₁和第二子集S₂的LED 140相同，即它们具有相同的物理、光学和电性质。因此，在LED灯丝装置100的操作期间，第一子集S₁的个体LED 140的光通量Φ₁不同于第二子集S₂的个体LED 140的光通量Φ₂。更具体地，第一子集S₁的个体LED 140的光通量Φ₁高于第二子集S₂的个体LED 140的光通量Φ₂，即Φ₁>Φ₂。

在图3中，LED灯丝装置100还包括封装物145，封装物145包括光透射材料，其中封装物145至少部分地包围多个LED 140。例如，并且如图3所指示的，细长封装物145完全包围多个LED 140，并且因此也包围基板70的至少一部分。封装物145可以包括被配置为在外部能量激发下发射光的发光材料。例如，发光材料可以包括荧光材料。发光材料可以包括无机磷光体和有机磷光体和/或量子点/棒。UV/蓝色LED光可以被发光材料部分或完全吸收，并且被转换为另一颜色的光，例如绿色、黄色、橙色和/或红色的光。封装物145还可以包括硅酮。封装物145的厚度可以优选地沿着LED灯丝100的长度恒定。此外，封装物145的发光材料的浓度和/或类型可以优选地沿着LED灯丝100恒定。

将理解，图3中的基板70的第二表面(即，基板70的下侧)可以以如上所述的类似方式包括如先前描述的相同或类似的组件和装置。

图4示意性地示出了沿着LED灯丝装置100的长度L，根据图2或图3的LED灯丝装置100的强度I_v。由于LED 140的第一子集S₁和LED 140的第二子集S₂的装置以及第一子集S₁和第二子集S₂的LED 140的分别串联和并联耦合，LED灯丝装置100的强度I_v沿着LED灯丝装置100的长度L变化。

图5示出了根据本发明的一个示例性实施例的LED灯丝装置100。由于图5的LED灯丝装置100可以具有与图2的LED灯丝装置100共同的特征，所以为了更好地理解，参考图2的组件附图标记和相关联的描述。LED灯丝120包括三个LED 140的第一子集S₁、四个LED 140的第二子集S₂和两个LED 140的第三子集S₃。第一子集S₁的LED 140被串联耦合，并且第二子集S₂和第三子集S₃的LED 140被并联耦合。因此，第一子集S₁的LED 140可以由电源提供给LED灯丝120的电流I_tot＝I₁₁的相同绝对值供电。相比之下，第二子集S₂的LED 140可以由电源提供的电流I₁₂＝I₁₁/4供电，这是因为第二子集S₂的LED 140以四个LED 140并联耦合。此外，第三子集S₃的LED 140可以由电源提供的电流I₁₃＝I₁₁/2供电，这是因为第三子集S₃的LED 140以两个LED 140并联耦合。结果，在LED灯丝装置100的操作期间，第一子集S₁、第二子集S₂和第三子集S₃的个体LED 140的光通量彼此不同。更具体地，第一子集S₁的个体LED140的光通量Φ₁高于第三子集S₃的个体LED 140的光通量Φ₃，第三子集S₃的个体LED 140的光通量Φ₃转而高于第二子集S₂的个体LED 140的光通量Φ₂，即，Φ₁>Φ₃>Φ₂。

图6示出了根据本发明的一个示例性实施例的照明设备800。照明设备800包括例如根据图2或图5的LED灯丝装置100。照明设备800还包括与LED灯丝装置120连接的电连接部830(例如，帽)，用于向多个LED 140供应电流。照明设备800还包括与电连接部耦合的控制单元850，其中控制单元850被配置为控制向多个LED 140的电流供应。例如，控制单元850可以被配置为控制和/或改变向多个LED 140的电流供应，使得获得强度和/或光通量的平缓波动。与图5的LED灯丝装置100的单个电路200形成对比，在图6中，照明设备800包括用于向多个LED 140供应电流的两个电路200a、200b。更具体地，LED 140的第一子集S₁和第二子集S₂被连接到第一电路200a，并且LED 140的第三子集S₃被连接到第二电路200b。第一电路200a和第二电路200b彼此电隔离。然而，应当注意，图6的LED灯丝装置100可以备选地包括任意数量的电路。在LED灯丝装置120的两个或更多个电路被提供的情况下，如由第一电路200a和第二电路200b所例示的，控制单元850可以被配置为独立地控制向多个电路中的每个电路的电流供应。例如，控制单元850可以向多个电路中的一个或多个第一电路供应一个或多个电流I_i，并且向多个电路中的至少一个或多个第二电路供应一个或多个电流I_j，其中I_i≠I_j。例如，在图6所示的两个电路的情况下，控制单元850可以向第一电路200a供应第一电流I₁，并且向第二电路200b供应第二电流I₂。例如，控制单元850可以由此控制和/或改变第一电流I₁和第二电流I₂，使得0.5I₂<I₁<0.9I₂被满足。在LED灯丝装置的又一示例性实施例中，照明设备800的控制单元850还可以包括随机电流发生器，随机电流发生器被配置为向LED灯丝装置100的多个LED 140随机地供应电流。这在图7中通过沿LED灯丝装置100的长度L的LED灯丝装置100的强度I_v示意性地示出。

图8示意性地示出了照明装置300。根据本发明的任何先前示例性实施例，照明装置300可以包括LED灯丝装置100或者照明设备，该照明设备转而包括LED灯丝装置100。照明装置300还包括光透射材料的盖310，该材料优选是半透明的，并且更优选是透明的。盖310被例示为灯泡形。照明装置300还包括与LED灯丝装置100连接的电连接部830，用于向LED灯丝装置100的多个LED 140供应电流。照明装置300还包括控制单元850，控制单元850被配置为控制向LED灯丝装置100的多个LED的电流供应。

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，许多修改和变化是可能的。例如，LED灯丝装置100、LED灯丝120、LED 140等中的一个或多个可以具有与所描绘/描述的形状、大小和/或尺寸不同的形状、大小和/或尺寸。

Claims

1.一种发光二极管LED灯丝装置(100)，包括：

至少一个LED灯丝(120)，包括被布置在细长基板(70)上的多个发光二极管(140)LED的阵列，

其中所述至少一个LED灯丝包括至少两个LED的至少第一子集S₁以及至少两个LED的至少第二子集S₂，其中LED的所述第一子集S₁不同于LED的所述第二子集S₂，并且

其中所述第一子集S₁的LED被串联耦合并且所述第二子集S₂的LED被并联耦合，使得在所述LED灯丝装置的操作期间，所述第一子集S₁的个体LED的光通量Φ₁不同于所述第二子集S₂的个体LED的光通量Φ₂。

2.根据权利要求1所述的LED灯丝装置，还包括至少两个LED的至少第三子集S₃，其中LED的所述第三子集S₃不同于LED的所述第一子集S₁和LED的所述第二子集S₂，

其中所述第三子集S₃的LED被并联耦合。

3.根据权利要求1或2所述的LED灯丝装置，包括用于向所述多个LED供应电流的单个电路(200)。

4.根据权利要求1或2所述的LED灯丝装置，包括用于向所述多个LED供应电流的多个电路(200a、200b)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯丝装置，其中所述LED被等距地布置在所述基板上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯丝装置，还包括封装物(250)，所述封装物包括光透射材料，其中所述封装物至少部分地包围所述多个LED。

7.根据权利要求6所述的LED灯丝装置，其中所述封装物还包括发光材料，并且被配置为至少部分地转换由所述多个LED发射的光。

8.根据权利要求6或7所述的LED灯丝装置，其中所述封装物(250)还包括光散射颗粒，所述光散射颗粒被布置为散射由所述多个LED发射的光。

9.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯丝装置，其中所述多个LED具有相同的颜色或色温。

10.一种照明设备(800)，包括：

根据前述权利要求中任一项所述的LED灯丝装置，

至少一个电连接部(830)，被连接至所述LED灯丝装置，用于向所述多个LED进行电流供应，以及

控制单元(850)，被耦合到所述至少一个电连接部，其中所述控制单元被配置为控制向所述多个LED的所述电流供应。

11.根据权利要求10所述的照明设备，其中所述控制单元包括随机电流发生器，所述随机电流发生器被配置为向所述多个LED供应随机变化的电流。

12.根据权利要求10或11所述的照明设备，包括：

至少一个根据权利要求4所述的LED灯丝装置，

其中所述控制单元被配置为独立地控制向所述多个电路中的每个电路的所述电流供应。

13.根据权利要求12所述的照明设备，其中所述控制单元还被配置为向所述多个电路中的至少第一电路(200a)供应至少第一电流I₁，并且向所述多个电路中的至少第二电路(200b)供应至少第二电流I₂，

其中I₁≠I₂。

14.根据权利要求13所述的照明设备，其中0.5I₂<I₁<0.9I₂。

15.一种照明装置(300)，包括：

根据权利要求1至9中任一项所述的LED灯丝装置或者根据权利要求10至14中任一项所述的照明设备，

盖(310)，包括至少部分光透射的材料，其中所述盖至少部分地包围所述LED灯丝装置。