TWI548833B - 電燈 - Google Patents

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TWI548833B
TWI548833B TW099115148A TW99115148A TWI548833B TW I548833 B TWI548833 B TW I548833B TW 099115148 A TW099115148 A TW 099115148A TW 99115148 A TW99115148 A TW 99115148A TW I548833 B TWI548833 B TW I548833B
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Description

電燈
本發明係關於一種電燈，其包括：- 一插座，其用於將該電燈沿一插入方向安裝在一燈座內；- 一燈泡，其安裝在該插座上，該燈泡內配置有至少一半導體光源；- 冷卻構件，其用於在操作期間冷卻該電燈，該冷卻構件包括由至少一間隔隔開之至少兩個面向冷卻鰭片。
從WO 2008154172中可知此一電燈。在該已知電燈中，一半導體光源(即：複數個LED)係安裝在冷卻鰭片之一者上。光源與冷卻鰭片兩者均係配置於一燈泡內，該燈泡具有一燈外殼，該燈外殼具有根據一共同白熾一般光源之燈泡的一形狀。已知電燈之缺點為當冷卻鰭片係配置於一完全封閉燈外殼內時不能有效冷卻LED。在已藉由燈泡內側之發熱LED而使燈泡之填充物變熱後，自燈泡內側至外部之熱傳輸必須通過燈外殼而進行，該外殼總體上非一良好導熱體。在已知電燈中，為提高自LED至周圍環境之熱流動，電燈在外殼內側具有一導熱體，導致該電燈具有一較複雜構造。在已知電燈中，用一液體或一凝膠填充外殼以抵消外殼對熱傳導之不利影響，但此導致電燈具有較重之額外缺點。此外，因為仍必須通過外殼之較差導熱壁而傳輸熱，所以已知電燈在燈泡內側仍具有一較高溫度，導致 電燈具有一較低效率，因為LED在較高溫度下操作時效率較低。
本發明之一目的為抵消已知電燈之若干缺點之至少一者。為此，如[發明所屬之技術領域]所述之電燈具有以下額外特徵：該間隔係敞開，該間隔將燈泡分成至少兩個可辨識燈泡部件；一燈軸沿插入方向延伸穿過插座之一中心端部、穿過該間隔並穿過最遠離插座之燈泡之一(虛擬)中心極端，電燈包括用於重新分佈源於光源之光以便在電燈之操作期間獲得一期望光分佈的一光重新分佈的光可透射壁。
術語「敞開間隔」在此處意謂間隔係向環境敞開以使環境空氣能夠與由於操作期間由(若干)光源產生之熱而存在於間隔內之對流/自由流動空氣進行交換。延伸穿過敞開間隔之燈軸之特徵導致敞開間隔具有一較大尺寸且因此在燈泡之一較大部分上延伸。因此，提高冷卻鰭片之冷卻容量。術語「可辨識燈泡隔室」在此處意謂將燈泡分成若干燈泡部件，該等燈泡部件可為相互隔開之封閉隔室，或為向外部敞開之相互隔開隔室，或為經由導管而互連之相互隔開隔室。由於間隔而影響電燈之光分佈(光束特性)。用於重新分佈具有一原光分佈且源於光源之光以便在電燈之操作期間獲得一期望光分佈的光重新分佈的光可透射壁可校正該影響。該光重新分佈的光可透射壁可因各自可辨識 隔室而不同，因此導致電燈在實現一期望光分佈時較靈活。該重新分佈的光可透射壁能夠將原光分佈修改成各種其他光分佈，例如一雙窄光束或一實質上均勻的幾乎全向光分佈。該雙窄光束光分佈例示具有(例如)沿兩個相對方向(例如相對於彼此為160°至200°)發出之兩個較窄的圓形光束的一聚光燈之光分佈，各光束均具有頂角約為30°之一光束寬度。一均勻全向光分佈意謂在遠場(即：在與電燈之一較大距離處，例如至少50公分)，經量測之光強度較均勻。例如，在圍繞燈泡之約300°之一空間角內，最大經量測光強度與最小經量測光強度最多相差35%，因此與由一標準GLS產生之光分佈幾乎相同。可設想其他光分佈，例如兩個反向細長光束或根據一共同泛光燈之一光分佈，即：約160°或180°之一空間角內之一均勻光分佈。面向彼此之冷卻鰭片包含可定位在相對於彼此而稍有移位或有角度之位置中的冷卻鰭片。
可經由提供給光分佈壁或存在於光分佈壁中之各種構件而獲得該等期望光分佈。因此，在一實施例中，該壁較佳包括選自由以下部件組成之群的至少一特徵：- 一(遠端)磷光體；- 一反射構件；- 一漫射構件；- 一形狀，其本質上偏離於一球體之一部分。
該(遠端)磷光體提供具有為一漫射器與改變光(如由光源所發)之光譜之一構件兩者之優點的電燈。該磷光體(例如) 係一吸收UV及/或藍光且隨後發綠光、黃光、橙光或紅光之多晶粉末或玻璃材料。該反射構件(例如)係(例如)可設置於一圖案中之一塗層。該塗層之合意圖案包括：一條狀物，其沿燈軸延伸橫跨燈泡外表面；或一圓形，其定位在與光源相對之燈泡外表面上。(例如)就沿垂直於燈軸之彼此背向之兩個LED而言，具有此一圖案之光分佈壁導致電燈具有一幾乎全向光分佈。一類似效果應用於該漫射構件，不過光不被反射而是被該漫射構件散射且通過該漫射構件而透射。該漫射構件(例如)可為壁上之一漫射粉末塗層或一漫射箔，或該壁可由乳白玻璃製成。
就具有本質上偏離於一球體之一部分之一形狀的光分佈構件而言，由於折射而重新分佈光。該光可透射壁可為燈泡之部件，及/或為配置於燈泡內側之一內燈泡之部件，及/或被包括作為光源之一部分。將依據該壁上之光之入射角而不同地折射於不同位置處且以不同角度入射在該可透射壁上之來自光源之光。因此，可藉由壁之設計及/或形狀而控制光分佈。
該壁係形成於一整體化部件中並非先決條件；其或者可為包括至少兩個非整體/本質上單獨壁部件、因此提供具有更自由設計之電燈且因此實現待應用於電燈之有利技術特徵的一壁。例如，在一實施例中，電燈之特徵為各PCB與一各自燈泡部件一起形成一各自可辨識燈泡隔室。因此使一燈泡部件能夠與一各自光源相關聯，導致電燈在實現一期望光分佈時更靈活。在其中根據本發明之電燈之確實 特徵為各燈泡隔室內配置有至少一各自半導體光源的一實施例中，使各燈泡部件能夠產生其各自光分佈。例如，因此可使電燈在具有一看似像朗伯光分佈之一側上產生光，導致一半球的幾乎均勻光分佈，而在相對側(即：相對半球)上，由電燈產生類似於一聚光燈之一光分佈。
在一實施例中，電燈之特徵為光源係安裝在與一各自冷卻鰭片整體化之一各自PCB上。因此，獲得半導體光源之有效率及有效冷卻。較佳地，各光源及各個PCB均係配置於一各自燈泡內，導致電燈具有相互獨立控制光源之優點。更較佳地，配置燈泡部件以便相對於延伸於PCB之間之一平面P而相互鏡面對稱。例如，電燈之一實施例之特徵為各可辨識燈泡部件係經定形為如同具有兩個相等半徑及一個偏離半徑的一半扁長橢圓之一表面，間隔延伸穿過該橢圓之兩個相等半徑，使得燈部件相對間隔而鏡射。扁長橢圓之兩個半邊件導致電燈在操作期間具有一實質上均勻的幾乎全向光分佈。在一替代實施例中，電燈之特徵為各可辨識燈泡部件係經定形為如同具有兩個相等半徑及一個偏離半徑的一半扁平橢圓之一表面，間隔延伸穿過該橢圓之兩個相等半徑。此導致電燈具有雙光束光特性，該等光束成約180°之一角度而遠離彼此指向。
電燈之一實施例之特徵為間隔具有3毫米至20毫米範圍內之一寬度。若間隔具有小於3毫米之一寬度，則降低冷卻鰭片之冷卻效率，因為在該間隔寬度較小時，妨礙歸因於熱對流而通過該間隔之自然空氣流動。冷卻鰭片之冷卻 效率降低可導致LED變得較熱，因此降低電燈之效率。若該間隔之寬度變為超過20毫米，則寬度對光分佈之一干擾效應變得明顯，因此降低電燈之品質。經由橋接間隔且不有效封閉間隔(即：不明顯減少歸因於對流之空氣流動)之至少一橋接器而互連兩個可辨識燈泡隔室不明顯影響冷卻鰭片之冷卻效率。該等橋接器使電燈更堅固且因此能夠更好地承受機械負載，例如在處置電燈時(例如在製造或安裝期間)發生之機械負載。
根據本發明之電燈之一實施例之特徵為燈泡本質上具有一球形形狀。接著，電燈具有密切類似於一普通GLS之形狀的一形狀，且便於在設計用於GLS燈之現有照明器/燈具中以本發明之電燈更換該GLS燈。
現將藉由圖式而進一步闡述本發明。
為參考定向，將具有x軸、y軸、z軸之座標符號增加至圖式。
圖1A展示一電燈1，其包括用於將該電燈沿一插入方向3安裝在一燈座內之一插座2。一燈泡4係安裝在該插座上，該燈泡4內配置有至少一半導體光源5；就圖1A而言，兩對LED係配置於該燈泡內。在圖式中，該燈泡係由聚碳酸酯製成，但或者可由玻璃或任何其他光可透射固體材料(例如PMMA)製成。提供用於在操作期間冷卻該電燈之冷卻構件6，該冷卻構件包括由8毫米之一間隔9隔開之至少兩個面向冷卻鰭片7、8。該間隔係與該電燈之外部環境開放連 通。該光源係安裝在同時充當冷卻鰭片之一PCB上。一燈軸10沿該插入方向延伸穿過該插座之一中心端部11、穿過該間隔並穿過最遠離該插座之該燈泡之一(虛擬)中心極端12。該電燈包括用於重新分佈源於該光源(即該燈泡4之兩個燈泡半邊件18、19之各者內之一LED)之光以便在該電燈之操作期間獲得一期望光分佈的一光重新分佈的光可透射壁13(包括兩個半邊件14、15)。
圖1B展示沿圍繞圖1A之電燈之燈軸10(即沿z方向)之環形方向之相對發光強度之一圖表。相對發光強度展示一大寬展，在90°與270°時(即：沿垂直於圖式之平面之一方向x)具有強度最小值且在0°與180°時(即：沿圖式之平面內之方向y)具有最大值。
圖1C展示相同發光強度分佈，但此處以xy平面內之遠場發光強度之一極座標圖表示。
圖2A至圖2D展示用於根據本發明之電燈之一第二實施例的類似於圖1A至圖1C之若干圖式。在圖2A及圖2B中，電燈1之光可透射壁13具有一橢圓形狀，即：由具有分別沿x方向與沿z方向之兩個相等半徑xr與zr及沿y方向之一個偏離半徑yr的一扁長橢圓之兩個半邊件14、15組成，yr係xr與zr之1.5倍大。寬度為18毫米之間隔9延伸穿過該橢圓之該兩個相等半徑xr與zr。如圖2C及圖2D中所示，由圖2A之電燈獲得之發光強度分佈受可透射的光重新分佈壁之形狀影響很大。歸因於該壁之形狀，環形及遠場發光強度分佈展示小於10%的僅一非常有限之強度寬展。
圖3A至圖3C係類似於圖1A至圖1C而用於根據本發明之電燈1之一第三實施例。在圖3A中，一漫射性反射層16係設置於電燈之可透射的光重新分佈壁之兩個半邊件14、15之各者上而呈圍繞y軸方向之一圓形圖案。整個燈泡本質上係一圓形球體，即：與圖1A之電燈之燈泡相同之燈泡形狀。圖3B及圖3C中展示該反射層圖案16對環形及遠場發光強度分佈之影響，即：與由圖1A之電燈獲得之發光強度分佈比較，發光強度展現一較小寬展，即約20%；圖4A至圖4C展示用於根據本發明之電燈1之一第四實施例的類似於圖1A至圖1C之若干圖式。在圖4A中，一白色角狀反射器17係設置於燈泡4之兩個半邊件18、19之各者內。該角狀反射器具有圍繞y軸方向之一虛擬圓環開口，光源5係配置於y軸上。整個燈泡本質上係一圓形球體，即：與圖1A之電燈之燈泡相同之燈泡形狀。圖4B及圖4C中展示該反射性角狀反射器17對環形及遠場發光強度分佈之影響，即：與由圖1A之電燈獲得之發光強度分佈比較，發光強度展現一較小寬展，即約20%。
圖5A至圖5C展示用於根據本發明之電燈之一第五實施例的類似於圖1A至圖1C之若干圖式。在圖5A中，一扁長橢圓內燈泡半邊件20、21係提供於燈泡4之兩個燈泡半邊件18、19之各者內。一扁長橢圓之此兩個內燈泡半邊件20、21具有分別沿x方向與沿z方向之兩個相等半徑xr與zr及沿y方向之一個偏離半徑yr，yr係xr與zr之1.5倍大。光源5(為該等內燈泡半邊件之各者內之一LED)係配置於y軸 上。間隔9延伸穿過該橢圓之兩個相等半徑xr與zr。整個燈泡本質上係一圓形球體，即：與圖1A之電燈之燈泡相同之燈泡形狀。在此電燈中，由於提供藉由橋接間隔9而互連兩個燈泡半邊件18、19的橋接器22而加固燈泡4。圖5B及圖5C中展示兩個內橢圓燈泡半邊件20、21對環形及遠場發光強度分佈之影響，即：與由圖1A之電燈獲得之發光強度分佈比較，發光強度展現一較小寬展，即約15%。
圖6展示根據本發明之電燈1之一第六實施例。在圖6中，一光學開放窗口23係設置於電燈1之可透射的光重新分佈壁4之兩個半邊件14、15之各者上而呈圍繞y軸方向之一圓形圖案。用一漫射性反射層塗覆壁之剩餘部分。整個燈泡本質上係對應於一一般GLS燈泡之形狀且具有與圖1A之電燈之燈泡相同之燈泡形狀的一圓形球體。該光學開放窗口23導致電燈具有沿圍繞z軸之環形方向且作為遠場發光強度分佈的一雙光束光分佈圖案。
圖7中所示之實施例具有垂直於燈軸10而延伸之一間隔9。兩個可辨識燈泡部件18、19各形成燈泡4之一半邊泡，且經由橋接器22(圖中僅展示兩個橋接器)內之三個導管而互連。該等橋接器係均勻分佈在該間隔內。一扁長橢圓內燈泡20係設置於一燈泡部件18內，重新分佈源於該內燈泡20內之四個LED 5之光，該等LED係設置於PCB 7上。在另一燈泡部件19內，存在安裝在PCB 8上之四個LED 5，連同一角狀反射器17。該等PCB 7與8同時充當冷卻鰭片。該角狀反射器17具有垂直於軸10之一最大橫截面，其具有與 垂直於插座2之軸的一橫截面近似相同之尺寸。因此，該角狀反射器不僅有效保護插座2免受源於該等LED 5之光輻射以抵消電燈之操作期間之光損失，且將該光重新分佈成一期望光束。
1‧‧‧電燈
2‧‧‧插座
3‧‧‧插入方向
4‧‧‧燈泡
5‧‧‧光源(LED)
6‧‧‧冷卻構件
7‧‧‧冷卻鰭片
8‧‧‧冷卻鰭片
9‧‧‧間隔
10‧‧‧燈軸
11‧‧‧中心端部
12‧‧‧(虛擬)中心極端
13‧‧‧光重新分佈的光可透射壁
14‧‧‧可辨識壁部件
15‧‧‧可辨識壁部件
16‧‧‧漫射性反射層
17‧‧‧角狀反射器
18‧‧‧燈泡半邊件
19‧‧‧燈泡半邊件
20‧‧‧內燈泡半邊件
21‧‧‧內燈泡半邊件
22‧‧‧橋接器
23‧‧‧光學開放窗口
圖1A展示根據本發明之電燈之一第一實施例；圖1B展示沿圍繞圖1A之電燈之燈軸之環形方向之相對發光強度之一圖表；圖1C展示沿圖1A之電燈之燈軸之方向與沿垂直於圖1A之電燈之燈軸之方向兩者的遠場發光強度之一極座標圖；圖2A至圖2D展示用於根據本發明之電燈之一第二實施例的類似於圖1A至圖1C之若干圖式；圖3A至圖3C展示用於根據本發明之電燈之一第三實施例的類似於圖1A至圖1C之若干圖式；圖4A至圖4C展示用於根據本發明之電燈之一第四實施例的類似於圖1A至圖1C之若干圖式；圖5A至圖5C展示用於根據本發明之電燈之一第五實施例的類似於圖1A至圖1C之若干圖式；及圖6展示根據本發明之電燈之一第六實施例；圖7展示根據本發明之電燈之一第七實施例。
4‧‧‧燈泡
5‧‧‧光源(LED)
9‧‧‧間隔
18‧‧‧燈泡半邊件
19‧‧‧燈泡半邊件
20‧‧‧內燈泡半邊件
21‧‧‧內燈泡半邊件
22‧‧‧橋接器

Claims (15)

  1. 一種電燈，其包括：一插座；一燈泡，其安裝在該插座上，該燈泡內配置有至少一半導體光源，其中該燈泡係沿一插入方向安裝在一燈座內之該插座上；冷卻構件，其用於在操作期間冷卻該電燈，該冷卻構件包括由至少一間隔隔開之至少兩個面向冷卻鰭片；該間隔係敞開，該間隔將該燈泡分成至少兩個可辨識(discernable)燈泡部件；一燈軸，其沿該插入方向延伸穿過該插座之一中心端部、穿過該間隔並穿過最遠離該插座之該燈泡之一(虛擬)中心極端，該電燈包括用於重新分佈源於該光源之光以便在該電燈之操作期間獲得一期望光分佈的一光重新分佈的光可透射(transmittable)壁。
  2. 如請求項1之電燈，其特徵為該壁包括選自由以下部件組成之群的至少一特徵：一(遠端)磷光體；一反射構件；一漫射構件；一形狀，其本質上偏離於一球體之一部分。
  3. 如請求項1或2之電燈，其特徵為該壁包括至少兩個非整體/本質上單獨之壁部件。
  4. 如請求項1或2之電燈，其特徵為該光可透射壁係該燈泡之部件。
  5. 如請求項1或2之電燈，其特徵為該光可透射壁係配置於該燈泡內側之一內燈泡之部件。
  6. 如請求項1或2之電燈，其特徵為該光可透射壁係該光源之部件。
  7. 如請求項1或2之電燈，其特徵為該光源係安裝在與一各自冷卻鰭片整體化之一各自PCB上。
  8. 如請求項7之電燈，其特徵為各PCB與一各自燈泡部件一起形成一各自可辨識燈泡隔室。
  9. 如請求項8之電燈，其特徵為各燈泡隔室內配置有至少一各自半導體光源。
  10. 如請求項8之電燈，其特徵為該兩個可辨識燈泡隔室係經由橋接該間隔之至少一橋接器而互連。
  11. 如請求項1或2之電燈，其特徵為該間隔具有3毫米至20毫米範圍內之一寬度。
  12. 如請求項1或2之電燈，其特徵為該燈泡本質上具有一球形形狀。
  13. 如請求項7之電燈，其特徵為配置該等燈泡部件以便相對於延伸於該等PCB之間之一平面P而相互鏡面對稱。
  14. 如請求項1或2之電燈，其特徵為各可辨識燈泡部件均係定形為具有兩個相等半徑及一個偏離半徑的一半扁長橢圓之一表面，該間隔延伸穿過該橢圓之該兩個相等半徑。
  15. 如請求項1或2之電燈，其特徵為各可辨識燈泡部件均係定形為具有兩個相等半徑及一個偏離半徑的一半扁平橢圓之一表面，該間隔延伸穿過該橢圓之該兩個相等半徑。
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