照明裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括布置在由半透明罩圍住的光室內(nèi)的LED光源的照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]白熾光源使用由電流加熱的燈絲線產(chǎn)生光，電流被驅(qū)動穿過燈絲線直到它發(fā)光。燈絲通常安置在被填充有惰性氣體或被排空以保護(hù)加熱的燈絲免受氧化和可能有害的其它過程的影響的玻璃或石英燈泡內(nèi)。在鹵素照明裝置中，進(jìn)一步通過使用用于將金屬蒸汽重新沉積到燈絲上的化學(xué)過程來防止燈絲揮發(fā)，由此，它的壽命相當(dāng)大地延長了。因此，鹵素照明裝置通常用于照明應(yīng)用。
[0003]發(fā)光二極管(LED)是今天可得到的目前最有效的光源之一。包括LED光源的照明裝置比白熾光源消耗更少的能量。LED還具有比常規(guī)光源更長的壽命，且需要被更不頻繁地更換，有在不使用用于容易更換的插座的情況下可將光源集成在照明裝置中的優(yōu)點。
[0004]然而由于很多原因，提供模擬白熾光源例如鹵素照明裝置的光發(fā)射分布和外觀的LED照明裝置是成問題的。
[0005]US-2012/0262050公開了具有包括棱鏡的殼體的LED燈，棱鏡布置成使得LED燈的視覺效果被改進(jìn)。
[0006]然而，存在對進(jìn)一步改進(jìn)模擬白熾光源例如清澈鹵素囊燈的視覺外觀和光發(fā)射的LED照明裝置的性能和外觀的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是解決或至少減少上面討論的問題。
[0008]特別是，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了照明裝置，其包括:光室；圍住光室的半透明罩，半透明罩具有內(nèi)表面和外表面；以及布置在光室內(nèi)以照亮半透明罩的內(nèi)表面的一個或多個LED光源。
[0009]半透明罩包括具有第一折射率的材料，且光室包括具有第二折射率的材料。半透明罩還包括在內(nèi)表面上的棱鏡式光學(xué)結(jié)構(gòu)，棱鏡式光學(xué)結(jié)構(gòu)具有等于或小于2 X [90 —arcsin(n2/nl)]的頂角。
[0010]存在于半透明罩的內(nèi)表面上的棱鏡式光學(xué)結(jié)構(gòu)布置成全向地反射和/或折射來自LED光源的光。它此外布置成阻礙從照明裝置的外部直接觀看LED光源。
[0011]優(yōu)點是，提供了具有改進(jìn)的視覺外觀和與傳統(tǒng)基于鹵素的照明裝置比較具有改進(jìn)的性能(例如更大的光輸出和更長的壽命)的LED照明裝置。通過使用具有反射和/或折射來自LED光源的光的光學(xué)結(jié)構(gòu)的半透明罩來再分布來自LED的光，使得來自LED照明裝置的光分布被改進(jìn)。因此，提供更好地模擬白熾光源(例如鹵素照明裝置)的照明裝置。由于很少的部件，此外簡化了 LED照明裝置的制造。
[0012]措辭“半透明”應(yīng)被理解為允許光的通過。半透明罩因此可包括清澈的、換言之對光透明的一部分和/或透射和擴(kuò)散光的一部分，以使得在光學(xué)罩內(nèi)的物體不能從半透明罩的外部被清楚地看到。
[0013]因此，半透明應(yīng)被理解為“允許光的通過”，且半透明材料可以是清澈的(透明的)或透射并擴(kuò)散光，使得在另一邊的物體不能被清楚地看到。
[0014]透明應(yīng)被理解為“能夠被看穿”。
[0015]棱鏡式光學(xué)結(jié)構(gòu)允許穿過LED照明裝置的半透明罩發(fā)射的光的有效再分布，使得模擬來自鹵素照明裝置的發(fā)射的光分布被得到。LED照明裝置允許當(dāng)從半透明罩的外部觀看LED照明裝置時，LED的相對大的光發(fā)射區(qū)域是作為不連續(xù)的區(qū)域而可見的。換句話說，LED照明裝置更好地模擬白熾照明裝置的視覺外觀。
[0016]光學(xué)結(jié)構(gòu)布置在半透明罩的內(nèi)表面上，使得它被半透明罩保護(hù)，半透明罩減小磨損和/或污染物影響LED照明裝置的性能的概率。從而得到具有增加的耐久性的LED照明裝置。
[0017]LED光源布置在由半透明罩圍住的光室內(nèi)，且在半透明罩的內(nèi)表面上的光學(xué)結(jié)構(gòu)布置成使得借助于在棱鏡式光學(xué)結(jié)構(gòu)處的全內(nèi)反射來阻礙從LED照明裝置的外部直接觀看LED光源。這減少了例如可引起觀看LED照明裝置的人的不舒適或傷殘的眩光之類的問題。這進(jìn)一步減小了關(guān)于LED的發(fā)光區(qū)域與白熾光源的傳統(tǒng)燈絲比較相對大的問題。
[0018]全內(nèi)反射(TIR)是當(dāng)光線相對于邊界表面的法線在大于臨界角的角度下到達(dá)在第一和第二介質(zhì)之間的邊界時出現(xiàn)的光學(xué)效應(yīng)。為了使TIR出現(xiàn)，需要第一介質(zhì)的折射率大于第二材料的折射率，即為了使光線在邊界處被完全反射，使得沒有光越過邊界傳播且所有光實質(zhì)上在邊界處被反射。
[0019]半透明罩可以是圓柱形的。這允許半透明罩的容易制造。半透明罩的圓柱形形狀還提供穿過半透明罩發(fā)射的光的有效再分布，使得模擬來自齒素照明裝置的發(fā)射的光分布被得到，即光可在圓柱體的徑向方向上更均勻地發(fā)射。圓柱形形狀還可提供在垂直于圓柱體的徑向方向的方向上的減小的光強。這提供類似于白熾光源(例如鹵素照明裝置)的發(fā)射型式的光分布。
[0020]LED光源可包括布置在半透明罩內(nèi)的至少兩個LED。這是有利的，因為LED照明裝置的光輸出功率提高了。
[0021]兩個LED可背靠背布置在雙面PCB上，其中PCB與導(dǎo)熱材料熱接觸。這個布置允許LED照明裝置的高效制造。進(jìn)一步得到光發(fā)射的提高的熱管理和均勻性。
[0022]替代地或此外，光學(xué)結(jié)構(gòu)可布置在半透明罩的外表面上。
[0023]優(yōu)點是，提供了具有改進(jìn)的視覺外觀和與傳統(tǒng)基于鹵素的照明裝置比較具有改進(jìn)的性能(例如更大的光輸出和更長的壽命)的LED照明裝置。
[0024]通過使用反射和/或折射來自LED光源的光的半透明罩來重新分布來自LED的光，使得來自LED照明裝置的光發(fā)射被改進(jìn)。
[0025]布置在半透明罩的外表面上的光學(xué)結(jié)構(gòu)可包括交替的透明和散射部分。這樣的布置允許來自LED照明裝置內(nèi)的光的有效再分布，使得它的光發(fā)射模擬燈絲型白熾照明裝置的光發(fā)射。這個布置進(jìn)一步減小了例如可引起觀看LED照明裝置的人的不舒適或傷殘的眩光之類的問題。
[0026]注意，本發(fā)明涉及在權(quán)利要求中記載的特征的所有可能的組合。
【附圖說明】
[0027]現(xiàn)在將參考示出本發(fā)明的實施例的附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的這個和其它方面。
[0028]如在附圖中所示的，層和區(qū)的尺寸為了說明性目的而被放大并因此被提供來說明本發(fā)明的實施例的一般結(jié)構(gòu)。相似的參考數(shù)字始終指相似的元件。
[0029 ]圖1和2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的LED照明裝置的示意圖。
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的LED照明裝置的示意圖。
[0031]圖4是現(xiàn)有技術(shù)LED照明裝置的示意圖。
[0032]圖5a是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的LED照明裝置的示意性橫截面視圖。
[0033]圖5b是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的LED照明裝置的示意性成角度的視圖。
【具體實施方式】
[0034]現(xiàn)在將在下文中參考附圖更充分描述本發(fā)明，附圖中示出本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選的實施例。然而本發(fā)明可體現(xiàn)在很多不同的形式中且不應(yīng)被解釋為限于本文闡述的實施例；更確切地，這些實施例為了徹底性和完整性而被提供，并將本發(fā)明的范圍充分傳達(dá)給技術(shù)人員。
[0035]本發(fā)明的基本思想是提供模擬白熾光源(例如鹵素照明裝置)的LED照明裝置。這通過提供包括一個或多個LED光源、具有內(nèi)和外表面的半透明罩的LED照明裝置來實現(xiàn)。(多個)LED光源進(jìn)一步布置成照亮半透明罩的內(nèi)表面，其中半透明罩包括布置成全向地反射和/或折射來自LED光源的光的光學(xué)結(jié)構(gòu)。通過使用反射和/或折射來自LED光源的光的半透明罩來再分布來自LED的光，使得來自LED照明裝置的光發(fā)射被改進(jìn)。由于更少的部件，此外簡化了 LED照明裝置的制造。
[0036]圖1和2圖示根據(jù)本發(fā)明的LED照明裝置100的實施例。在圖1中，為了清楚起見，沒有示出半透明罩。LED照明裝置100包括背靠背放置在雙面印刷電路板(PCB)104上的兩個LED的布置允許LED照明裝置100的高效制造。LED 102在這里位于PCB上，使得光在兩個相反的方向上被發(fā)射并顯示朗伯發(fā)射型式。因此，具有較大的角分布的光發(fā)射被實現(xiàn)。
[0037]PCB 104進(jìn)一步與導(dǎo)熱材料106熱接觸，使得得到改進(jìn)的熱管理。根據(jù)這個實施例，導(dǎo)熱材料形成LED照明裝置100的底座。導(dǎo)熱材料106為了簡單起見被示為圓盤。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)理解，導(dǎo)熱材料106可具有任何形狀，例如圓柱形，只要它適合于減小PCB 104的溫度。LED照明裝置的組裝因此被簡化，因為半透明罩202可直接布置在PCB 104上?？衫缤ㄟ^注射成型來形成半透明罩202，其優(yōu)選地包括便于在LED照明裝置100的底座上的容易固定的邊緣。LED照明裝置100的內(nèi)部可因此被密封，使得它被保護(hù)。LED照明裝置可進(jìn)一步被容易固定在例如照明裝置管上，配線可集成在該照明裝置管中。因此提供了在機(jī)械上穩(wěn)定的LED照明裝置。
[0038]然而應(yīng)注意，LED照明裝置也可包括一個LED。根據(jù)另一實施例，LED照明裝置包括多于兩個LED。
[0039]在本發(fā)明的另一實施例中，LED照明裝置可包括在LED照明裝置內(nèi)的LED的三角形的(每個120度)、矩形的(每個90度)或多個放置，使得來自LED照明裝置的發(fā)射的旋轉(zhuǎn)對稱性被改進(jìn)。在這樣的布置中，來自LED照明裝置的光發(fā)射可以在角分布中更均勻和/或提供更大的總光強。
[0040] PCB在另一實施例中可以是單面PCB。
[0041 ]圖2圖示有半透明罩202存在的實施例。因此，LED照明裝置100包括兩個LED光源102、具有內(nèi)表面208和外表面206的半透明罩202，其中LED光源102布置成照亮半透明罩202的內(nèi)表面208。半透明罩202包括棱鏡式的光學(xué)結(jié)構(gòu)204。光學(xué)結(jié)構(gòu)204布置成反射和/或折射來自LED光源102的光。光因而被再分布，使得來自LED照明裝置100的光發(fā)射被改進(jìn)。從而得到全向LED照明裝置。
[0042]光學(xué)結(jié)構(gòu)204布置在半透明罩202的內(nèi)表面208上，并沿著半透明罩202的長軸延伸。優(yōu)點是，耦合到光學(xué)結(jié)