CN1625666A - 用于边界照明的装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种边界照明装置(10)，包括具有多个导电体(14A，14B)的电缆(14)。多个发光装置(LED)(12)沿电缆(14)设置，并电连接(12A，12B)至其上。半透明或透明材料制成的基本中空的经过模压的外壳(16)适于容纳LED(12)。外壳(16)还包括被设置以与LED(12)进行光协作的整体形成的柱面透镜(18)。本发明还提供了一种用于制造照明装置的方法，包括：将多个发光装置电连接到电缆，形成线性光源；模压半透明或透明外壳，以适于容纳线性光源；将线性光源插入经过模压的外壳，从而形成边界照明装置。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术。它特别适用于诸如楼梯和房间角落的边界区域的照明，将利用特定的参照加以描述。然而，本发明还可应用于适合使用线性照明装置的其它领域中，诸如户外建筑物边界照明和发光标志等。
背景技术
边界照明包括沿房间、台阶、楼梯等的边界放置的条块状的光学或发光材料。边界照明提高了安全性，增强了封闭空间的亮度。同时也比较美观。边界照明也常用于诸如安全照明、发光标志、和展示建筑物轮廓这样的户外应用。
边界照明装置(strip，也可称之为条块，为便于理解，在本文中将其译为装置)通常具有某些不同于一般的照明应用的特征。边界照明通常不作为主要照明使用，所以对发光强度的要求相对较低。但是，边界照明装置通常放置在可能对其造成物理损坏的地方。例如，沿楼梯台阶放置的边界照明装置会偶尔被踩到。户外边界照明装置暴露在自然环境中。因此，对于照明装置而言，物理坚固性是一个重要属性，对防水密封性的要求也很高。
另一个特征是边界照明装置通常很长。例如，沿大小为18英尺乘15英尺的房间的边界安装的边界照明装置的长度大约为66英尺，这还没有考虑由于门、墙壁突出或凹进等因素而导致的长度增加或减少。因此，制造成本成为一个重要的商业因素，存在着降低每单位长度的制造成本的需求。
目前，大多数边界照明由氖边界管系统实现。然而，氖管是非常脆弱的，且能耗高，难以安装。氖管通常需要高电压，因此需要专用电源，而高电压会带来安全隐患。另外，用于氖管的材料会造成环境污染。
使用线性排列的诸如发光二极管这样的离散发光装置(LED)的边界照明系统是已知的。在现有技术的边界照明系统中，LED以物理和电力方式装配到由透光壳体包围的印制电路板(PCB)。现有技术中基于LED的边界照明系统有一些缺点，包括装配较复杂、结构较脆弱、以及由于复杂和脆弱而引起的可靠性问题。现有技术中基于LED的边界照明也要求每单位长度有相当数量的LED，这样增加了制造和操作成本。
现有技术的边界照明采用固定到PCB支撑物上的氖管或LED元件，物理上为刚性的和不是柔性的。这些照明装置不能以柔性的方式围绕角部“弯曲”。
本发明提出了一种能克服上述和其它的局限的经过改进的边界照明装置。
发明内容
根据本发明的一个实施例，披露了一种边界照明装置。电缆包括多个导电体。多个发光装置(LED)沿电缆设置并电连接到其上。至少部分由透光材料制成的外壳具有适于容纳LED的中空区域。外壳具有整体形成的柱面透镜，用于与LED光协作。
根据本发明的另一实施例，披露了一种线性灯。由半透明或透明材料制成的基本中空的管体中设置有多个发光元件。在管体中至少设置有一条电线，用于向发光元件提供电能。
根据本发明的再一实施例，披露了一种照明装置。线缆包括多条平行导线和一个绝缘层。多个发光元件被固定到线缆，并被设置以从其上接收电能。光传送管的至少一部分围绕多个发光元件和至少一部分电线电缆。
根据本发明的又一实施例，披露了一种用于制造照明装置的方法。多个发光装置电连接到电缆，以形成线性光源。模压半透明或透明外壳。该外壳适于容纳线性光源。将线性光源插入经过模压的外壳。
本发明的一个优点在于提供了坚固而耐用的边界照明装置，该边界照明装置还能防水。
本发明的另一优点在于所提供的边界照明装置便于制造且成本低廉。
本发明的另一优点在于提供了物理上为柔性的边界照明装置。
本发明的再一优点在于使用内置于保护用管壳的光学元件传播光，从而尽可能减少了每单位长度所需要的发光元件的数量。
通过阅读和理解下述详细描述，本发明的多个额外的优点和好处对于本领域技术人员来说是显而易见的。
附图说明
本发明可采用多个部件和多个部件排列的形式，可采用多个步骤和多个步骤排列的形式。附图仅用于阐明优选实施例，而不应当被解释为对本发明的限制。
图1示出适当实践本发明的实施例的一段长度的边界照明装置的透视图。
图2示出图1的实施例的横截面图。
图3示出图1的实施例的经模压的透光外壳的横截面图。
图4示出图1的实施例的多个发光元件之一及其底座的横截面图。
图5示出适当实践本发明的实施例的另一边界照明装置的横截面图。
图6示出适当实践本发明的实施例的典型照明装置的制造过程的流程图。
具体实施方式
参照图1、图2、图3和图4，示出了一种典型的边界灯管或灯10。光源10包括多个沿电缆或线缆14设置的发光元件12。电缆14包括多条绝缘线，在图2中用两个对应于两条线的增厚区域14A、14B表示。示意性的发光元件12是发光二极管，诸如基于磷化物的发红色光的二极管、基于氮化物发蓝色光或蓝/绿色光的发光二极管、涂有磷光质的发白色或其它颜色光的UV发光二极管等。也可以在电缆14上混合使用各种类型的发光二极管，同样也可以使用其它诸如微型白炽灯这样的发光元件。
每个发光元件12优选包括一具有导线12A、12B的引线框，这些导线用于电连接到发光元件12。发光元件12(例如发光二极管)的形成和将其连接到引线框的导线12A、12B可以采用本领域技术人员所熟知的许多方式实施。电缆14通过导线12A、12B(图2)向发光元件12提供电力。导线12A、12B例如通过弯曲或焊接方式连接到线缆14A、14B。便于实现弯曲连接，与许多类型的焊接结合相比具有更强的稳定性。
管状照明装置10还包括至少部分透光的壳体、管体、或外壳16，其基本上是中空的并包围容纳发光元件12和至少一部分电缆14。外壳16使得发光元件12和电缆14被覆盖的部分免受外部的影响，可选具有防水性。然而，外壳16至少可透过发光元件12产生的光的至少一部分。
发光元件12通过支撑物、插座、或底座22支撑在外壳16内。在图1至图4的示意性实施例中，对应于每个发光元件12都有一单独的底座22。然而，也可以使用能够支撑多个发光元件的底座。示意性底座22有一个电缆14可通过的开口24。然而，底座22也可以以其它方式(诸如通过夹合或使用粘合剂)连接到电缆14。
正如图2和图3中所示出的，壳体、外壳、或管体16包括一整体形成的光学元件18，该光学元件在所阐明的实施例中是一柱面透镜18，用于与发光元件12进行光协作，利用一种或更多种选定操作模式分配所发出的光。在一种操作模式下，整体形成的光学元件18提供波引导，用于沿着管体分配光。在另一种操作模式下，光学元件18包括一个或更多个折射部分，这些折射部分按照增强沿垂直于管体16的方向分配光的方式折射发光元件发出的光。也可以采用单个的柱面透镜18提供波引导和垂直折射。
本领域技术人员将理解利用具有高折射率的材料形成外壳16有利于增强折射操作模式和波引导操作模式的有效性。而且，光学性能是可选的，不局限于外壳16的特定光学元件18。更确切地说，整个外壳16或除了光学元件18之外的显著部分可选地与发光元件12协作，从而实现了理想的光分配。考虑到带有可选外壳16的光学元件18的折射属性和/或波引导属性，可以加厚边界管体10，而不影响美观，并且可以减少每一单位长度的发光元件12的数量。
在图1至图4中所阐明的实施例中，发光元件12面向一个方向直线排列。然而，也可以采用发光元件排列成曲线形、螺旋形或其它形状的实施例。而且，外壳或管体16可以由刚性或柔性的透明或半透明材料制成。柔性外壳16使得柔性线性边界照明装置10可以在外壳16或电缆14所强加的转弯半径限制范围内沿角落和其它转弯布置。然而，刚性外壳16优选适用于沿着水平墙壁装配和其它应用。
参照图5，示出了适当实践本发明的另一实施例的条形灯100的横截面。光源100包括多个沿电缆114设置的发光元件112。电缆114包括多条绝缘线，在图5中由对应于两条线的两个变厚的区域114A、114B表示。示意性发光元件112是诸如基于磷化物的发红色光的二极管、基于氮化物的发蓝色光或蓝/绿色光的发光二极管、涂有磷光质的发白色光或其它颜色光的UV发光二极管等这样的发光二极管。也可以在电缆114上混合使用各种类型的发光二极管，同样也可以使用其它诸如微型白炽灯这样的发光元件。
每个发光元件112优选包括一具有导线112A、112B的引线框，这些导线用于电连接到发光元件112。发光元件112(例如发光二极管)的形成和将其连接到引线框的导线112A、112B可以采用本领域技术人员所熟知的许多方式进行。电缆114通过弯曲或焊接直接通过导线112A、112B向发光元件112提供电力。弯曲的连接与许多类型的焊接结合相比具有更强的稳定性。管状照明装置100还包括一个基本上为中空的并围绕容纳发光元件112和至少一部分电缆114的半透明或透明外壳116。外壳116保护发光元件112和电缆114被覆盖的部分免受外部的影响，可选地具有防水性。但是，外壳116基本上至少透过发光元件112产生的光。
在图5的实施例中，透明或半透明的壳体、外壳、或管体116包括一整体形成的光学元件118，该光学元件118在所阐明的实施例中是一柱面透镜118，用于与发光元件112进行光协作，利用一种或更多种选定的操作模式分配所发射的光。在一种操作模式下，整体形成的光学元件118提供波引导，用于沿着管体分配光。在另一操作模式下，光学元件118包括一个或更多个折射部分，这些折射部分按照增强沿着垂直于管体116的方向的光分配的方式折射发光元件所产生的光。也可以采用单个柱面透镜118提供波引导和垂直折射。
本领域技术人员应当理解，利用具有高折射率的材料形成外壳116有利于增强折射操作模式和波引导操作模式的有效性。而且，光学性能是可选的，不局限于外壳116中的特定光学元件118。更确切地说，整个外壳116或除了光学元件118之外的显著部分可选地与发光元件112协作，从而实现了理想的光分配。考虑到带有可选外壳116的光学元件118的折射属性和/或波引导属性，可以使边界管体100更厚，而不影响美观，并且可以减少每一单位长度的发光元件112的数量。
在图5中所阐明的实施例中，发光元件112面向一个方向直线排列。然而，也可以采用发光元件排列成曲线形、螺旋形或其它形状的实施例(未示出)。而且，外壳或管体116可以由刚性或柔性的透明或半透明材料制成。柔性外壳116使得柔性线性边界照明装置100可以在外壳116或电缆114所强加的转弯半径限制范围内沿角落和其它转弯布置。然而，刚性外壳116优选适用于沿着水平墙壁装配和其它应用。
参照图6，示出了一种用于制造诸如典型边界照明装置10、100的边界照明装置的示范性制造过程200。在发光装置(LED)包括一底座(例如图1、图2和图4中的底座22)的情况下，将LED连接到202底座。对于所有的LED重复204连接步骤202。连接202可以通过物理方式和电力方式实现，后者通过焊接、引线接合等完成。
底座通过弯曲、焊接等被连接208到电缆，对于所有的底座重复210进行连接步骤208。应当理解，连接步骤202、208的顺序并不重要，也就是说可以先将LED连接202到底座，然后将底座连接208到电缆，或者先将底座连接208到电缆，然后将LED连接202到底座。在大多数的制造情况下，优选先将LED连接202到底座。对于不使用底座制造图5的边界照明装置实施例，LED采用弯曲、焊接等方式直接连接到电缆，而不需要底座作为中介。LED到电缆的电连接202、204、208、210形成了线性光源214。
外壳(例如图1至图3的外壳16或图5的外壳116)可以通过任何适当的制造工艺形成。制造外壳的优选方法是挤压模塑法216。模压具有许多制造方面的优点，包括：提供了选择横截面形状时的高自由度；提供了形成包括柔性和刚性形成的材料在内的较大范围的材料的能力；以及提供了制造长度基本上无限连续的模压管体的能力。将线性光源214插入218经过模压216的外壳，从而形成边界照明装置220。
尽管已经参照优选实施例描述了本发明。显然，通过阅读和理解以上详细描述，能够对其进行修改和改变。本发明应当被解释为包含附加权利要求和其等价物所限定的范围内的所有修改和改变。
Claims (26)
1.一种边界照明装置，包括：
电缆，包括多个导电体；
多个发光装置(LED)，沿着所述电缆设置并电连接到其上；以及
外壳，至少部分由透光材料制成，所述外壳具有适于容纳所述LED的中空区域以及被设置以与所述LED进行光协作的整体形成的柱面透镜。
2.根据权利要求1所述的边界照明装置，其中，所述外壳包括：
具有高折射率的模压长度的透光材料。
3.根据权利要求1所述的边界照明装置，其中，所述外壳包括：
模压长度的波导材料。
4.根据权利要求1所述的边界照明装置，其中，所述多个LED面对相同方向设置。
5.根据权利要求4所述的边界照明装置，其中，所述柱面透镜与所述电缆平行设置，使得所述多个LED面对所述柱面透镜。
6.根据权利要求1所述的边界照明装置，其中，每个LED都与引线框关联，所述引线框用于将所述LED电连接到所述电缆。
7.根据权利要求1所述的边界照明装置，还包括：
多个LED插座，用于容纳所述LED，并实现所述LED到电缆的连接。
8.根据权利要求1所述的边界照明装置，还包括：
多个弯曲部，对应于所述多个LED，用于以电力方式和机械方式将所述LED连接到所述电缆。
9.根据权利要求1所述的边界照明装置，其中：
所述发光装置(LED)包括发光二极管。
10.根据权利要求9所述的边界照明装置，其中，所述发光二极管选自包括下列组件的组：
基于磷化物的发红光的二极管；
基于氮化物的发蓝光或蓝/绿光的发光二极管；以及
发白光或其它颜色光的涂有磷的UV发光二极管。
11.一种线性灯，包括：
由半透明或透明材料制成的基本上是中空的管体；
多个发光元件，设置在所述管体内；以及
至少一根电线，设置在所述管体内，用于提供电能给所述发光元件。
12.根据权利要求11所述的线性灯，其中，所述管体包括：
波导部分，用于沿着所述管体分配所述发光元件产生的光。
13.根据权利要求11所述的线性灯，其中，所述管体包括：
折射部分，用于在垂直于所述管体的平面内传播所述发光元件产生的光。
14.根据权利要求11所述的线性灯，还包括：
多个导体，用于以电力和机械方式将所述发光元件连接到至少一根电线。
15.根据权利要求11所述的线性灯，其中：
由半透明或透明材料制成的所述管体是柔性的，从而所述线性灯也是柔性的，可沿非直线的方向设置。
16.一种照明装置，包括：
线缆，包括多条平行导线和一个绝缘层；
多个发光元件，附着到所述线缆，并被设置以从那里接收电能；以及
至少部分透光的管体，围绕所述多个发光元件和至少一部分线缆。
17.根据权利要求16所述的照明装置，其中，所述管体还包括：
整体形成的光学元件，用于沿所述照明装置分配所述多个发光元件发出的光。
18.根据权利要求16所述的照明装置，其中，所述管体还包括：
与所述管体整体形成的透镜，用于与所述多个发光元件进行光通信。
19.根据权利要求16所述的照明装置，其中，所述发光元件包括发光二极管。
20.根据权利要求16所述的照明装置，还包括：
至少一个底座，用于把所述发光元件连接到所述线缆。
21.根据权利要求16所述的照明装置，其中，所述管体通过挤压模塑形成。
22.根据权利要求16所述的照明装置，其中，所述管体包括颜色着色。
23.一种用于制造照明装置的方法，所述方法包括以下步骤：
将多个发光装置电连接到电缆，以形成线性光源；
模压透明或半透明的外壳，以适于容纳所述线性光源；
以及
将所述线性光源插入所述经过模压的外壳。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述模压步骤包括：
与模压所述外壳一起整体模压柱面透镜。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述电连接步骤包括：
将底座连接到所述电缆，所述连接包括所述底座和所述电缆之间的电连接；以及
以物理和电力方式将所述发光装置中的一个连接到所述底座。
26.根据权利要求23所述的方法，其中所述电连接步骤包括：
将所述发光装置中的一个的电导线弯曲到所述电缆；以在两者之间建立电连接；以及
对所述多个发光装置中的每个重复进行所述弯曲步骤。
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