CN103492789A - 具有上部热耗散结构的led照明设备 - Google Patents

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Abstract

描述了具有用于电接触和机械安装的基座元件12的照明设备或LED灯10；以及具有至少一个LED元件70的LED装置20。LED装置20沿纵向轴线L与基座元件12隔开。为了提供具有匹配的光学和热学设计（即其中实现有效的热耗散和有利的光强度分布这两者）的照明设备和照明装置，具有由导热材料制成的至少一个热耗散元件62的上部热耗散结构60被布置成靠近LED装置20。上部热耗散元件60被成形为包括至少第一端部64a和沿横向轴线T与第一端部64a隔开的第二端部64b。横向轴线T基本上垂直于纵向轴线L。LED装置20被布置在第一和第二端部64a、64b之间。

Description

具有上部热耗散结构的LED照明设备
技术领域
本发明涉及照明设备且涉及包括照明设备和反射器的照明装置。
背景技术
在电气照明领域，LED(发光二极管)元件由于其高效率和长寿命的有利特性而被越来越多地使用。另外，LED已经用于机动车照明，包括机动车信号灯和机动车前照明。
在LED照明单元的设计中的重要方面包括机械、电气、光学和热学设计。就机械设计而言，LED照明单元应具有必要的稳定性并满足尺寸要求。根据电气设计方面，LED照明单元应与给定的电源相容并可连接到该电源。光学设计要求由LED元件产生足够的光通量和具体照明任务所需要的光通量的空间分布。最后，热学设计需要由LED元件的操作产生的热量被耗散以维持稳定的热操作条件。
US 2011-0050101描述了包括耦接到基座模块的可替换照明模块的照明***。照明模块包括诸如LED的固态照明元件和热接触的散热器，该散热器可具有多个散热片。散热器可包括多个具有此类散热片的层叠的挤压件以形成逐步渐缩的散热器，其中每个散热片具有相应的半径。在一个优选的实施例中，照明模块具有用于从照明插座接收电能的基座连接器和驱动电路，该驱动电路用于从基座连接器接收电能并将电能提供至印刷电路板上的固态照明元件。
发明内容
本发明的目的是提供具有匹配的光学和热学设计（即实现有效的热耗散和有利的光强分布这两者）的照明设备和照明装置。
该目的根据本发明通过权利要求1的照明设备和权利要求16的照明装置实现。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。
本发明的中心思想是提供具有特别选择的形状和布置的热耗散结构，以最小化对从LED元件发出的光的阻挡，特别是避免阻挡发射到所需发射方向的光以及将对光的阻挡限制在所选部分，该所选部分本来将被发射到通常不使用或较少需要的发射方向。
根据本发明的照明设备包括用于电接触和机械安装的基座元件。优选地，这样的基座元件允许照明设备在诸如用于螺钉连接、卡口联接、***式连接等的对应插座中的可替换安装。这尤其适用于LED改装照明设备，即具有旨在替换诸如白炽灯的现有技术灯的LED元件的照明设备。这种情况下，LED改装照明设备应在基座处提供对应于要替换的灯的机械和电气接口。
照明设备进一步包括具有至少一个LED元件的LED装置。LED装置与基座元件沿纵向轴线隔开，该纵向轴线优选地为所述设备的中心纵向轴线。在下文描述中，根据本发明的照明设备将描述为如附图所示的具有竖直取向的纵向轴线，其中基座元件被定位在下方且LED装置在顶部。正如本领域技术人员将能理解的那样，这种取向将只是用于引述的方便且不应被解释为限制保护范围。
LED装置可包括仅单个LED元件，即任何类型的发光二极管。正如优选实施例将要讨论的那样，包括多于一个的LED元件的LED装置可能是优选的，特别是如果不同LED元件被布置成将光发射到不同的空间方向以获得所需的光发射分布时。
为了耗散由LED元件和集成在照明设备中的诸如驱动电路的其它电子器件（如果存在）在工作中产生的热量，在LED装置附近提供了热耗散结构。
该结构将被称为“上部”热耗散结构以将它和另一个“下部”热耗散结构区别开，其中“下部”热耗散结构可选择性地提供并且在下文的详细描述中解释。
上部热耗散结构包括由导热材料制成的一个或多个热耗散元件，优选地为诸如散热片的平面热耗散元件，由例如像铜或铝的金属材料或者具有足够热传导和热辐射特性的塑性材料制成。
根据本发明，由通常是不透明的且因此会阻挡发射光的材料制成的上部热耗散结构具有特殊的形状，以最小化光的损失。其被成形为包括至少第一端部和与第一端部隔开的第二端部。该结构取向成以使所述第一和第二端部沿至少基本上垂直（即90°±25°，优选地90°±10°）于纵向轴线的横向轴线隔开。上部热耗散结构相对于LED装置布置以使LED装置被置于其第一和第二端部之间。因此，就其沿纵向轴线的布置而言，上部热耗散结构被定位在和LED装置相同的高度且优选地甚至延伸到LED装置上方。
上部热耗散结构的这种定位因此允许热耗散元件的放置与LED装置非常靠近并且因此与LED装置具有强热接触。此外，在第一和第二端部之间的LED装置的定位导致一种部分封闭的配置，其中热耗散元件可额外地为LED装置提供机械保护。然而，LED装置并不是在所有侧面完全封闭，以使光可以自由地发射到非阻挡的光方向，诸如像垂直于横向轴线。
优选地，上部热耗散结构具有细长形状，即在垂直于纵向轴线的横截面所看到的，上部热耗散结构的宽度小于其在第一和第二端部之间延伸的长度的形状。特别优选地，总体宽度显著小于长度，即外部尺寸使得长度是宽度的至少两倍大，在一些实施例中甚至是5倍或甚至10倍以上。上部热耗散结构的这种相对窄的形状导致对从LED元件向侧部（即垂直于横向轴线）发出的光的最小阻挡。沿横向轴线的细长形状的结构布置进一步将LED装置的横截面中的遮挡减少到仅有两个错开180°的被遮挡的角度间隔，而光可以在剩下的角度自由发射。因此，对于特定角度区域不贡献于或者仅在小程度上贡献于所要完成的照明任务的众多照明应用中，可以接受有限数量的遮挡，以换取卓越的热耗散和可能的额外机械保护特性。
根据优选的实施例，上部热耗散结构在第一和第二端部包括弓形形状的边缘。
根据另一个优选的实施例，上部热耗散结构具有呈横截面形式的从横向轴线延伸的延伸部，其被选择得足够小以使对从LED装置发出的光的遮挡角度为60°或更小，优选地为45°或更小，并且在一些实施例中甚至为15°或更小。上述角应从LED装置的中心点起测量，优选地与照明设备的中心纵向轴线重合。
上部热耗散结构的上述布置和形状在LED装置不是仅包括单个LED元件而是包括多个LED元件时尤其优选，其中所述布置和形状涉及一定数量的特别是沿着横向轴线（即在第一和第二端部处）的遮挡。如果提供至少在平行于横向轴线的方向相互隔开的至少两个LED元件，则由横向轴线方向的遮挡造成的光的损失可以被接受。特别是在被布置成不是平行而是彼此成一定角度的多个发光元件发出的光的空间强度分布将不均匀，并且甚至在靠近横向轴线的方向包括最小值的情况下，上部热耗散结构端部处的遮挡仅可导致总光通量的非常有限部分的损失。应当注意的是，在具有多个成间隔关系的LED元件的LED装置的优选情况中，很多时候实际的遮挡将甚至小于上文限定的遮挡角度（其严格限定了仅对中心点光源而言的遮挡）。然而，该遮挡角度还是可以充当光阻挡多少的量度。
LED装置在不同的实施例中可包括不同数目和不同相对布置的LED元件。特别地，优选使至少两个LED元件被布置成向与横向轴线基本上相反的方向发射光。因此，正如沿着纵向轴线所看到的那样，优选使用如下的LED元件的布置：至少两个LED被布置成使其主要发射方向处于与横向轴线至少基本上相反的方向。在带有初级光学器件的LED元件的情况中，主要发射方向可被限定为空间强度分布的最大值。在不带初级光学器件（特别是朗伯发射体）的LED元件的优选情况中，主要发射方向将大体垂直于平面LED元件。
正如与下文详述的实施例联系而变得清楚明白的那样，上部热耗散结构可包括相互隔开的至少两个热耗散元件，或替代性地可包括在其第一和第二端部之间延伸的一个元件。
在提供了两个隔开的热耗散元件的实施例中，LED装置优选地定位在两个热耗散元件之间。从LED装置发出的光在两个热耗散元件处可被遮挡一定数量，但否则可以自由发射。热耗散元件可以是单个平面散热片，或替代性地包括多个（例如两个）被布置成彼此成一定角度的平面散热片。
在包括在第一和第二端部之间延伸的单独平面元件的替代实施例中，LED装置可在该平面元件的一侧或两侧包括一个LED元件或多个LED元件。
通常，优选的是任何热耗散元件的表面（其被定位成使来自LED元件的光可入射到其上）具有漫散射特性以便避免不必要的反射产生虚光源。为了获得高光通量，可优选使用具有漫散射特性的白表面。替代性地，为了避免任何虚光源，也可使用黑的漫射表面。然而，可以使用反射来获益。
根据优选的实施例，上部热耗散结构具有至少一个反射表面，该反射表面被布置成使至少一部分从LED装置发出的光在这个表面被反射。这个反射表面应仔细选择以实现光学效果。在优选的示例中，它是平面表面，其可以是在第一和第二端部之间延伸的热耗散元件的一个表面。因此，热耗散结构也可用作光学目的，比如用于成形发射光束。具有良好的热发射和良好的反射特性的结构可以通过选择合适的材料及/或通过提供诸如反射涂层的表面涂层来获得。特别优选的是上部热耗散结构由诸如铜或铝的金属材料制成，并具有抛光表面以获得镜面反射特性。由于抛光的金属表面可具有减少了的热发射系数，进一步优选的是为这些抛光表面提供透明涂层以改善热发射系数并因此获得良好的热耗散特性。
根据本发明的另一个实施例，上部热耗散结构可包括至少一个对从LED装置发出的光部分反射且部分透射的元件。这个部分反射且部分透射的元件优选地被布置成使从LED装置发出的光入射在其上，且该光在表面被部分反射并部分穿透该元件。该元件的反射特性可例如通过表面涂层或通过诸如抛光的表面处理来获得。部分透射特性可例如通过在表面内提供具有多个小孔的结构以允许入射光的一部分穿透孔来实现。反射和透射特性的比例可根据照明任务选择，例如在20%：80%和80%：20%之间。特别优选的值是50%±10%左右。
根据本发明的优选实施例，驱动电路可被布置在基座元件内。该驱动电路电连接到LED元件并被设置用于提供电能，即特别是适用于LED元件工作的电路和/或电压。优选地，基座元件具有至少一个，优选具有至少两个电触点，且驱动电路电连接到这些触点以接收电能。在具有多个照明功能（诸如像分离的光源）的LED照明设备的情况中，可能还有另外的电触点。
根据优选的实施例，照明设备可额外地包括下部热耗散结构。
下部热耗散结构可包括由导热材料制成的多个平面热耗散元件或散热片。尽管这些构件可以被布置成例如平行于照明设备的纵向轴线，它们优选地被布置成至少基本上垂直（例如90°±10°）于纵向轴线。在水平工作中，平面热耗散元件允许沿表面的空气对流以便有效冷却。优选地，下部热耗散结构就其呈横截面形式（即垂直于纵向轴线）的延伸部而言具有特殊形状。在至少基本上圆形的横截面形状的优选情况中，这个延伸部通过直径测量。该延伸部在纵向轴线的长度上不是恒定的，而是变化的，以使延伸部在第一纵向位置处比第二纵向位置处小，其中第一纵向位置比第二纵向位置更靠近LED装置。因此，在布置得靠近且优选地直接邻近LED装置的第一纵向位置中，呈横截面形式的延伸部相对小以最小化对从LED装置发出的光的阻挡。在位于更远离LED装置且对于光的阻挡来说较不重要的第二纵向位置处，延伸部较大以便能够实现相对大的表面面积和有效的热耗散。
因此，具有优选的下部热耗散结构的照明设备结合了有利的光学特性和有效的热耗散。进一步优选地，可被提供为圆形盘的平面热耗散元件被布置成彼此隔开，优选地以平行取向安装到公共安装杆上。它们可被布置成阶梯式布置，即其延伸部沿着纵向轴线减小，即使得具有最小延伸部的平面热耗散元件被布置成紧挨LED装置，而最大的平面热耗散元件被布置成紧挨基座元件，并且处于之间的任何热耗散元件具有呈横截面形式的逐渐增加的延伸部。
在根据本发明的照明装置中，如上所述的照明设备结合反射器使用。
反射器包括具有内部凹形反射器表面的中空反射器主体。反射器主体中提供有安装开口，该开口处安装有如上所述的照明设备，使得其LED装置被布置在反射器主体内并照亮内部反射器表面，该内部反射器表面具有诸如抛物形、椭圆形或特别设计的复杂形状的形状，以便从LED装置发出的光中形成发射光束。
附图说明
本发明的上述及其它特征、目的及优点将从以下优选实施例的描述显而易见，其中：
图1示出根据本发明的第一个实施例的照明设备的透视图；
图2、3示出图1的照明设备的俯视图和侧视图；
图4以剖视图的形式示出了沿图3中的线A-A所截取的图1-3的照明设备；
图5示出根据本发明的第二个实施例的照明设备的透视图；
图6、7示出图5的照明设备的俯视图和侧视图；
图8以剖视图的形式示出了沿图7中的线B-B所截取的图5-7的照明设备；
图9示出根据本发明的第三个实施例的照明设备的透视图；
图10、11示出图9的照明设备的俯视图和侧视图；
图12以剖视图的形式示出了沿图11中的线C-C所截取的图9-11的照明设备；
图13以剖视图的形式示出了沿图12中的线C-C所截取的图9-12的照明设备；
图13a、13b示出了根据图9-13的实施例中光学效应的符号表示；
图14示出现有技术的灯；
图15示出包括灯和反射器的照明***；
图16示出照明设备的各实施例在水平平面中的强度分布图；
图17示出照明设备的各实施例在竖直平面中的强度分布图；
图18示出根据本发明的第四个实施例的照明设备的透视图；
图19示出图18的照明设备的俯视图；
图20以剖视图示出图18、19的照明设备。
具体实施方式
图1-4示出LED照明设备10或LED灯，其旨在替换如图14中所示的用作机动车信号灯的现有技术的白炽灯。如同现有技术的灯，LED灯10包括具有金属圆柱体16的基座12，该金属圆柱体16包括锁定突起18以用于形成包括定位基准的卡口联接器。该金属圆柱体16和另一个端部触点14也形成用于给灯供给电能的电触点14、16。附图中示出的LED灯10处于直立位置，即纵向轴线L竖直取向。技术人员将识别到，这种取向只是为了参考而将被引述，而灯10可以在其它取向下工作，并且在图15所示的照明单元50中甚至将优选的以水平取向工作。
在现有技术的照明单元中，如图15所示的灯被安装到反射器52以突出到内部反射器空间中，从而使发出光的卷绕的灯丝8位于反射器内的指定位置。这种定位对于实现从照明单元50发出的光束的所需光分布是必要的，且通过灯丝8相对于基准凸缘16的指定位置来实现。
在旨在替换图14的现有技术灯的LED灯10中，LED装置20被安装在沿纵向轴线L离基座12一定距离处。LED装置20在示出的示例中包括被布置成至少在沿横向轴线T的横向中相互隔开的两个分离的LED元件70。
在设计用于替换现有技术灯的具有LED装置20的LED灯10的过程中，目的是按照需要尽可能接近地实现现有光分布（在由机动车规范给定的范围内）。另一方面，发射光的LED装置20在其外部尺寸上应与现有技术灯的卷绕的灯丝8接近，且被布置在与基座12相同的相对位置处。
现有技术灯是包括钨丝8的白炽灯。为了替换图14的现有技术灯，图1-4的LED灯在LED装置20中包括两个LED元件70。LED元件70中的每一个包括矩形的平面载体板和安装于其上的LED芯片。在不带初级光学器件的LED元件70的优选情况中，光发射接近于朗伯发射体，即具有居中地垂直于载体板的中心主要光发射方向。
LED元件70平行于横向轴线T安装，即如图1所示，载体板的表面限定的平面平行于轴线T。
将LED元件70相对于横向轴线T布置成围成一旋转角度。此外，LED组件70被布置成偏移配置，即在平行于横向轴线T的方向上被线性移位。在所示示例中，LED元件70被布置成彼此紧邻，即它们之间的偏移量约等于LED元件70的长度。因此，LED元件70被布置成相互靠近以形成紧凑的发光结构。各LED元件所布置成的旋转角度导致限定在LED元件的主要光方向之间的发光角度。此外，在所示示例中，LED元件70被提供为镜像配置，以使得在沿纵向轴线L的视角看它们的主要发光方向面向与横向轴线T相反的方向。
在用于替换图14中所示的现有技术灯的LED灯10的设计中，横向轴线T被定位成平行于现有技术灯的卷绕的灯丝8的位置。相对于基座12，LED装置20位于与现有技术灯中的灯丝相同的位置。
在***合适的插座（未示出）中的灯10的工作中，电能经由电连接器14，16被供给。处于集成在基座12的腔体中的印刷电路板42上的电驱动电路40（图4）提供直流（DC）驱动电流。LED装置20的LED元件由延伸穿过安装杆22的中空中心的电线41连接到驱动电路40，并且因此可以工作来发光。
在工作期间，由于驱动电路40和LED装置20中的电损耗，在LED灯10中产生热量。为了耗散该热量，提供了上部热耗散结构60和下部热耗散结构24这两者。
下部热耗散结构24包括平行且彼此间隔地布置在灯10的纵向轴线L的方向上的盘26。在示出的优选示例中，提供了三个盘26。盘26被安装在安装杆22上。和安装杆22一样，盘26由诸如像铜或铝的高导热性金属材料构成。因此，由基座12中的驱动电路和LED装置产生的热量经由安装杆22和下部热耗散结构24的盘26耗散。
如图4所阐述的，盘26的直径以及它们离LED装置20的间距被选成使限定在水平平面P和发光方向11之间的发光角度α不受阻挡。因此，从LED装置20发出的光在平面P以下在由角度α限定的间隔内不被下部热耗散结构24阻挡。角度α在所示示例中约为60°，其可根据所需LED灯的规格来选择，例如在20°-70°的范围内。
在图1-4所示的优选示例中，盘26可具有圆形横截面。因此，在所有径向方向上，延伸（即外边缘离中心纵轴线L的距离）将是相等的。在另外的如图18、19所示的实施例中，盘26可具有不同于圆形的横截面。
盘26中的第一最小者被布置成靠近LED装置20且因此具有良好的热接触。由于其小直径，该盘使发光方向的相对大的角度α不受阻挡。其它的盘26被布置在更远离LED装置20的不同纵向位置处。由于其直径较大，这些盘提供了用于良好热耗散的相对大的表面面积。由于它们的纵向位置处于离LED装置20更大的距离处，这样较大的直径没有导致较小的角度α，并因此没有导致较大量的光阻挡。
紧挨着LED装置20，LED灯10进一步包括上部热耗散结构60。
上部热耗散结构60在第一个实施例中包括两个隔开的热耗散元件62。热耗散元件62中的每一个包括布置成大约60°角度的两个平面散热片。在外端处，每个散热片具有弓形边缘64a、64b。这些边缘64a、64b因此形成上部热耗散结构60的外端部，这些外端部被布置成沿着垂直于纵向轴线L的横向轴线T相互隔开。
上部热耗散结构60被布置成紧邻LED装置20，以使LED装置20在两个热耗散元件62之间。因此，热耗散元件62被布置成与LED装置非常靠近且与其良好热接触，并且因此被很好地设置以提供有效的热耗散。
就纵向位置（即沿着纵向轴线L的位置）而言，上部热耗散结构60的热耗散元件62因此被布置成至少和LED装置20本身一样高，且如图1-4所示，优选地甚至超出（即沿着纵向轴线L延伸成高于）LED装置20。通过这种布置，除了耗散来自LED元件的热量之外，上部热耗散结构60也部分地屏蔽在操纵LED灯10时对LED装置20的直接触摸，并且因此提供机械保护。
上部热耗散结构60的形状被选择以使对从灯10发出的光的阻挡最小化，且特别地是最小化对照明***50中使用的那部分光的阻挡。
通过将上部热耗散结构60布置在与LED装置20相同的纵向位置处，将导致一定数量的遮挡。对于图1-4的实施例来说，该遮挡由图2中带阴影线的遮挡区域68表示。正如本领域技术人员将理解的那样，所示遮挡角度是从与纵向轴线L重合的LED装置20的中心点起示出的，该角度在图1-4的实施例中具有大约50°的值。由于各个LED元件70沿着横向轴线T是稍微偏离于这个中心位置的，实际的遮挡将稍微有所不同。此外，遮挡角度（阴影线区域68）可作为上部热耗散结构的热耗散元件62产生的遮挡的量的量度。
正如沿着纵向轴线L在图2的视图中特别可见的那样，光耗散元件62的形状相对窄以实现有限的遮挡角度。在该视图中，上部热耗散结构60的总体形状是细长形状，即平行于横向轴线T在边缘64a、64b之间延伸的长度大于其宽度（即其向横向轴线T的两侧的延伸）。在所示的示例中，长度（即边缘64a、64b之间的距离）大约是宽度的2.5倍，从而导致所讨论的约50°的遮挡角度。
为了替换现有技术灯，LED灯10被设计成从LED装置20提供光发射，该光发射在上部和下部热耗散结构24、60处被遮挡之后与来自现有白炽灯的光发射足够接近，以满足机动车法规的相关要求。除了发光结构（即LED装置20）的尺寸之外，决定性的要求是空间光分布，即从LED装置20发出的光的强度在不同发光方向是如何分布的。在此，设计中需要特别注意的是将在如图15所示的照明***50中被用以形成所得光束的光发射方向或光束部分与那些基本不贡献于所得光束的光发射方向或光束部分区别开。图15示意性地示出灯10发出的主要被反射器52使用以形成所得光束模式的那部分光。因此对于所示具体照明任务而言显而易见的是，从灯10发射到例如基准平面P以下大于α的角度的那部分光将基本上对所得光束无贡献，因而这些光部分的遮挡可以被容忍。
从灯10发出的光的空间分布可在图1-4所示的水平取向的（即垂直于灯10的纵向轴线L）基准平面P中观察，或者替代性地在如图3中线A-A所示的垂直平面内观察。
图17示出由灯10发出的在竖直平面A-A中处于角度0°-360°的光的强度分布，而图16示出在水平基准平面P中处于角度0°-360°的对应强度分布。在两种情况中作为基准以虚线示出的是现有技术灯的强度分布（其中以坎德拉测量的值被归一化，以使现有技术灯的最大强度被示为100%的值）。在图16和17中，根据图1-4的实施例的灯10发出的光的强度分布被示为虚线。在水平平面P中，图1-4的LED灯110的强度分布在角度90°和270°处（即垂直于横向轴线T和LED元件70）显示有两个最大值58。由热耗散元件62进行的遮挡仅发生在约0°和180°的角度，即光强度已经是最小值的方向。因此，水平平面P中的强度分布近似于现有技术白炽灯（图14）的强度分布，其中钨丝8在其纵向方向发射相对小强度的光。
在平行于纵向轴线L的竖直平面（图17）中，根据第一个实施例的灯10的光发射被示为具有中心最小值62的虚线，其中光在下部热耗散结构24处被遮挡。在角度200°和330°之间不需要光发射，使得这种遮挡不是问题。
附加的凹陷60非常明显，在该处，来自一个LED芯片140的光分别在另一个处被遮挡。尽管如此，现有技术灯的强度分布（虚线）被充分地逼近。
图5-8示出根据第二个实施例的LED照明设备或LED灯110。将被理解，根据第二个实施例的LED灯110大部分对应于根据第一个实施例的LED灯10。所以，下文的描述将集中在各实施例之间的不同。实施例之间类似的部件将用相同的参考符号表示。
如从图5-8可见的那样，根据第二个实施例的LED灯110在上部热耗散结构160的形状上与第一个实施例不同。如第一个实施例中所示，在LED装置20的两侧提供了两个具有弓形边缘64a、64b的分离的热耗散元件162。然而，上部热耗散结构160具有甚至更窄的形状，并且因此（如特别地从图6可见）实现了小于15°的显著更小的遮挡角度，从而使在水平基准平面P中发出的光的遮挡部分68显著更小（图6中的阴影线部分68）。
热耗散元件162的每一个都是平面元件，其被成形为大约半个盘，且被布置成平行于横向轴线T，从而使两个LED元件70被布置在它们之间。它们纵向延伸到LED装置20上部，从而也实现一定的机械保护。
所得光分布在图17（竖直平面）和图16（水平基准平面P）中以实线示出。正如在此可见的，由于布置在0°和180°的角度下的更薄的上部热耗散元件162，水平平面（图16）中的阻挡显著小于第一个实施例的情况。在竖直平面中（图17），分布约等于第一个实施例。
图9-13示出根据第三个实施例的LED照明设备或LED灯210。同样，将解释第三个实施例与第一个、第二个实施例之间的不同，其中相同参考符号表示类似部件。
根据第三个实施例的LED灯210在上部热耗散结构260的形状上与此前的实施例不同，该结构不包括两个分离的热耗散元件而仅包括沿横向轴线T延伸的单个平面热耗散元件262。弓形边缘64a、64b形成热耗散元件262的纵向端部。
如此前的实施例，LED装置20包括两个被布置成相互间隔一定距离的单独的LED元件70。LED元件70被布置成垂直于横向轴线T偏移，以使它们被布置在热耗散元件262的两侧上。
如从图9-13可见的，第三个实施例中的LED元件70没有沿延伸穿过弓形边缘64a、64b的横向轴线T隔开。另外，如果沿着纵向轴线L（图10）来看，具有其平面载体板的各个LED元件70被布置成面向平行于横向轴线T的相反方向。
在根据第三个实施例的LED灯210中，热耗散元件262除了具有其热耗散功能外还具有遮挡以外的光学功能。平面热耗散元件262的两个表面266是高度抛光的铝表面以获得镜面反射性，以便充当从LED元件70发出的光的反射表面。然而，高度抛光的铝具有很低的热发射率系数。例如，虽然未抛光的铝散热片的热发射系数可以高达0.8，但镜面抛光的铝可能具有低至0.05的发射系数。为了能够利用铝的镜面反射特性，因此优选的是将表面266涂上透明涂层的薄层以实现0.6左右或者甚至更高的热发射系数。该透明涂层可以是透明漆，例如Rust-Oleum High Temperature Top Coating 2500。
图13a示意性地示出通过来自单个LED元件的光在热耗散元件262的镜面反射侧表面266处反射而实现的光学效应。从一侧来看，表面266处的反射将使LED装置20看起来具有两个LED元件70，其中表面266处反射的光将看起来是在表面266处成镜像的第二个虚拟LED元件。由于优选实施例中LED元件70将在两侧上提供，在所有角度下LED装置20将看起来是从两个分离的LED元件发光，尽管这两个实际的LED元件70被热耗散元件262分离。
图13b示出另一个实施例的光学效应，其中热耗散元件262包括具有小孔的结构以使其充当50%的反射镜。入射到表面266上的光的50%被反射且另外的50%被透射通过小孔。在这个替代性的实施例中，两个LED元件70将向所有光发射方向发光。
尽管在附图和以上叙述中已详细阐明并描述了本发明，这样的阐明和描述应被视为说明性的或示范性的且非限制性的；本发明并不局限于所公开的实施例。
例如，可使用不同配置的LED装置20，例如仅具有一个LED元件70或具有多于两个的LED元件70。如果像上文讨论的实施例中使用两个LED元件，则其布置可以与所示实施例不同。例如，尽管在第一个和第二个实施例中LED元件70垂直于横向轴线T稍微偏移，它们仍可替代性地被布置成沿着横向轴线T严格地共线，或甚至可以进一步偏移。
作为上述实施例的进一步变型，图18-20示出LED灯310的另外的第四个实施例，该LED灯对应于根据第一个实施例的LED灯10，但是其下部热耗散结构24的盘26中的一个具有不同的形状。相比于第一个实施例，位于最靠近LED装置20的盘26不是圆形的而是具有倒圆的矩形形状。然而在如图19、20所示的光发射方向11中，盘26仍显示为最高的矩形盘26具有比（在相同方向11上测量）较低的圆盘26更小的延伸。因此，以和第一个实施例相同的方式，在平行于光发射方向11和纵向轴线L的平面中的发光角度α保持不受阻挡，因而光可以自由地被发射。
在第四个实施例中，如图20可见，位于最靠近基座12的第三个盘26同样具有较小的延伸。
通过研究附图、本公开和所附权利要求，本领域的技术人员可以在实施要求保护的本发明的过程中理解和实现对所公开的实施例的其它变型。在权利要求中，用语“包括”不排除其它元件，并且不定冠词“一个”或“一种”不排除复数。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施或在以上详细描述中相互不同的实施例中公开某些措施的简单事实不表示不能使用这些措施的组合以获得益处。权利要求书中的任何附图标记不应被理解为限制其范围。

Claims (16)

1.一种照明设备，其包括：
- 基座元件(12)，其用于电接触和机械安装，
- LED装置(20)，其包括至少一个LED元件(70)，所述LED装置被布置成沿纵向轴线(L)与所述基座元件(12)隔开，
- 上部热耗散结构(60)，其被布置成靠近所述LED装置(20)，所述上部热耗散结构(60)包括由导热材料制成的至少一个热耗散元件(62)，所述上部热耗散结构(60)被成形为包括至少第一端部(64a)和沿着至少基本垂直于所述纵向轴线(L)的横向轴线(T)与所述第一端部隔开的第二端部(64b)，
- 其中所述LED装置(20)被布置在所述第一和第二端部(64a，64b)之间。
2.根据权利要求1的照明设备，其中所述上部热耗散结构(60)具有小于其长度的宽度的细长形状，所述长度在所述第一和第二端部之间延伸，使得对从所述LED装置(20)发出的光的阻挡最小化。
3.根据以上权利要求中的任一项的照明设备，其中所述上部热耗散结构(60)具有垂直于所述纵向轴线从所述横向轴线延伸的呈横截面形式的延伸部，该延伸部足够小使得在每一个所述端部形成从所述LED装置的中心起的60°或更小的遮挡角度，且来自所述LED装置(20)的光可以自由地发射到所述遮挡角度的外部。
4.根据以上权利要求中的任一项的照明设备，其中所述LED装置(20)包括至少两个LED元件(70)，所述LED元件至少在平行于所述横向轴线(T)的方向相互隔开。
5.根据以上权利要求中的任一项的照明设备，其中：
- 所述LED装置(20)包括至少两个LED元件(70)，
- 所述LED元件(70)被布置成向与所述横向轴线(T)基本上相反的方向发射光。
6.根据以上权利要求中的任一项的照明设备，其中所述上部热耗散结构(60)在所述纵向轴线(L)方向延伸超出所述LED装置(20)。
7.根据以上权利要求中的任一项的照明设备，其中：
- 所述上部热耗散结构(60)包括至少两个相互隔开的热耗散元件(62，162)，
- 并且其中所述LED装置(20)在所述两个热耗散元件(62，162)之间提供。
8.根据权利要求7的照明设备，其中所述热耗散元件是平面散热片(162)，或者所述热耗散元件的每一个包括被布置成相互成一定角度的至少两个平面散热片。
9.根据以上权利要求1-6中的任一个的照明设备，其中所述上部热耗散结构(60)包括在所述第一和第二端部之间延伸的平面元件(262)。
10.根据以上权利要求中的任一个的照明设备，其中所述上部热耗散结构(60)具有至少一个反射表面(266)，该反射表面(266)被布置以使至少一部分从所述LED装置(20)发出的光在所述反射表面(266)处被反射。
11.根据权利要求10的照明设备，其中所述反射表面(266)被提供为具有透明涂层的抛光铝表面以改善热发射系数。
12.根据以上权利要求中的任一个的照明设备，其中所述上部热耗散结构(60)包括至少一个部分反射且部分透射的元件(262)，以使至少一部分从所述LED装置(20)发出的光在所述元件(262)处被部分反射且部分穿透所述元件(262)。
13.根据以上权利要求中的任一个的照明设备，其中所述上部热耗散结构包括在所述第一和第二端部的弓形形状的边缘(64a，64b)。
14.根据以上权利要求中的任一个的照明设备，其中所述基座元件(12)包括至少一个电触点(14)，并且其中驱动电路(40)被布置在所述基座元件(12)内，所述驱动电路(40)电连接到所述LED元件(70)以给所述LED元件(70)提供电能。
15.根据以上权利要求中的任一个的照明设备，进一步包括：
- 下部热耗散结构(24)，其被布置在所述基座元件(12)和所述LED装置(20)之间，所述下部热耗散结构(24)包括由导热材料制成的多个平面热耗散元件(26)，所述平面热耗散元件(26)被布置成至少基本上垂直于所述纵向轴线(L)，
- 其中下部热耗散结构(24)被成形为在沿着所述纵向轴线(L)的第一纵向位置处具有垂直于所述纵向轴线(L)的呈横截面形式的第一延伸部以及在第二纵向位置处呈横截面形式的第二延伸部，
- 并且其中所述第一纵向位置相比所述第二纵向位置被布置成更靠近所述LED装置(20)，并且其中所述第一延伸部小于所述第二延伸部以便最小化对从所述LED装置(20)发出的光的阻挡。
16.一种照明装置，其包括：
- 根据以上权利要求中的任一个的照明设备(10，110，210)，
- 以及具有内部反射器表面和安装开口的中空反射器主体(52)，其中所述照明设备(10，110，210)被安装在所述安装开口中，以使所述LED装置(20)被布置于所述反射器主体(52)内并且从所述LED装置(20)发出的光被所述内部反射器表面反射。
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