CN110617458A - 灯具组件 - Google Patents

灯具组件 Download PDF

Info

Publication number
CN110617458A
CN110617458A CN201910856882.4A CN201910856882A CN110617458A CN 110617458 A CN110617458 A CN 110617458A CN 201910856882 A CN201910856882 A CN 201910856882A CN 110617458 A CN110617458 A CN 110617458A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
light
emitting elements
housing
light guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910856882.4A
Other languages
English (en)
Inventor
英戈·施派尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Quarkstar LLC
Original Assignee
Quarkstar LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Quarkstar LLC filed Critical Quarkstar LLC
Publication of CN110617458A publication Critical patent/CN110617458A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0091—Reflectors for light sources using total internal reflection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0008—Reflectors for light sources providing for indirect lighting
    • F21V7/0016—Reflectors for light sources providing for indirect lighting on lighting devices that also provide for direct lighting, e.g. by means of independent light sources, by splitting of the light beam, by switching between both lighting modes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/61—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V15/00—Protecting lighting devices from damage
    • F21V15/01—Housings, e.g. material or assembling of housing parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/87—Organic material, e.g. filled polymer composites; Thermo-conductive additives or coatings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0008—Reflectors for light sources providing for indirect lighting
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0031—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0045—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0085—Means for removing heat created by the light source from the package
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G02B6/0088—Positioning aspects of the light guide or other optical sheets in the package
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G02B6/0091—Positioning aspects of the light source relative to the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0093—Means for protecting the light guide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)

Abstract

本申请涉及灯具组件。一种灯具组件包括：基底，其沿着第一方向延伸，所述基底包含具有第一热膨胀系数的第一材料；多个发光元件(LEE)，其紧固到所述基底并且沿着所述第一方向布置；光导，其由具有第二热膨胀系数的材料组成，所述第二热膨胀系数在工作温度范围内不同；多个光学元件，其沿着所述第一方向布置，每个光学元件被定位来接收从所述LEE中对应的一个或多个发射的光并且将所述光引导至所述光导的边缘；外壳；以及热耦合层，其布置在所述基底与所述外壳之间。所述基底和所述热耦合层被构造成使得所述多个LEE中的每一个虽然被紧固到所述基底，但是在所述工作温度范围内保持与其对应的光学元件配准。

Description

灯具组件
本申请是申请日为2015年5月28日、申请号为201580039974.3、的中国发明专利申请“灯具组件”的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请根据美国法典第35篇第119条(e)(1)款要求2014年5月28日提交的美国临时申请号62/003,766、2014年11月18日提交的美国临时申请号62/081,506、以及2014年12月4日提交的美国临时申请号62/087,570的优先权益，以上所有申请均以引用的方式并入本文。
技术领域
本技术涉及灯具组件，并且更具体地涉及具有坚固热机械设计的灯具组件。
背景技术
光源用于多种应用中，诸如用于提供一般照明并且为电子显示器(例如，LCD)提供光。在历史上，白炽光源已广泛用于一般照明目的。白炽光源通过将灯丝加热至高温直到它发光来产生光。热灯丝受到填充惰性气体或抽真空的玻璃外罩的保护而免于在空气中发生氧化。白炽光源在许多应用中正逐渐被其他类型的电光取代，所述其他类型的电光诸如荧光灯、紧凑型荧光灯(CFL)、冷阴极荧光灯(CCFL)、高强度放电灯以及固态光源，诸如发光二极管(LED)。
发明内容
固态发光元件(LEE)诸如发光二极管在其工作期间可经受大量加热。因此，结合此类元件的灯具组件的特征通常为促进由LEE产生的热量分散的部件。具体地，固态灯具的特征常常为散热器，来自LEE的热量耗散并分散到所述散热器。尽管如此，对灯具组件中的部件进行加热可能会出现灯具耐用性问题。例如，当组件是由具有不同热膨胀系数(CTE)的部件组成时，由于例如不同部件的差异热膨胀、吸湿膨胀或其他膨胀，对所述组件进行加热可能会损坏所述组件。在特征为与对应光学元件配准的LEE的灯具组件中，所述光学元件与支撑LEE的基底之间的差异热膨胀可能会引起LEE与其对应的光学元件之间的错位，例如，这会影响光学性能。这些问题可在特征为在一个或两个方向上延伸的组件的实施方案中变得严重，所述组件例如像特征为在一个方向上延伸一英尺或更长的LEE阵列的组件。因此，公开了特征为用于减轻此类影响的设计的实施方案。例如，具有在一个方向上延伸的LEE阵列的实施方案包括设计来适应基底与光学耦合元件布置之间的差异膨胀或收缩的一个或多个特征件。这些区域(也被称为接缝)提供一个缓冲区，以适应基底沿着灯具组件长度的膨胀，从而减轻可相对于基底材料膨胀不同量的组件的部件上的毁灭性张力。
本发明的各个方面总结如下。
总的来说，在第一方面，本发明涉及一种灯具组件，其包括：基底，其沿着第一方向延伸，所述基底包含具有第一热膨胀系数的第一材料；多个发光元件，其紧固到所述基底，所述发光元件沿着所述第一方向布置；光导，其由具有第二热膨胀系数的材料组成，所述第二热膨胀系数在工作温度范围内不同于所述第一热膨胀系数；多个光学元件，其沿着所述第一方向布置，每个光学元件被定位来接收从所述发光元件中对应的一个或多个发射的光并且将所述光引导至所述光导的边缘；外壳；以及热耦合层，其布置在所述基底与所述外壳之间。所述基底和所述热耦合层被构造成使得所述多个发光元件中的每一个虽然均紧固到基底，但在所述工作温度范围内保持与其对应的光学元件配准。
灯具组件的实施方案可包括以下特征和/或其他方面的特征中的一个或多个。例如，外壳可包括散热器。
热耦合层可包括热耦合材料的间隔开的部分。热耦合材料的间隔开的部分中的中断部分在第一方向上可位于与发光元件相同的位置。热耦合层的间隔开的部分可邻近至少两个或更多个发光元件在第一方向上连续地延伸。热耦合材料的间隔开的部分中的中断部分在第一方向可从发光元件的位置偏移。
在一些实施方案中，热耦合材料的间隔开的部分和基底位于LEE之间的部分比基底邻近LEE定位的部分更具刚性。
热耦合层可包括在第一方向上邻近多个发光元件连续地延伸的柔性材料层。热耦合层可使基底粘附到外壳。在一些实施方案中，热耦合层包括硅酮泡沫。在某些实施方案中，热耦合层包括热胶和/或热胶带。
热耦合层可适应在光导和光学元件与散热器之间在工作温度范围内的差异热膨胀。
在一些实施方案中，灯具组件包括多个配准特征件，每个配准特征件使对应的一个或多个光学元件沿着第一方向在一个位置处附连到基底。每个配准特征件可在对应位置处延伸到对应的光学元件中并且延伸到基底。每个配准特征件可包括凸部和被成形来接收所述凸部的凹部。基底可包括每个配准特征件的凸部，并且光学元件包括凹部。在一些实施方案中，配准特征件在第一方向上周期性地定位。至少两个发光元件可位于相邻的配准特征件之间。
基底可包括各自位于一对相邻的发光元件之间的一个或多个接缝。基底可包括基底材料层，并且每个接缝包括所述基底材料层中的中断部分。在一些实施方案中，基底包括基底材料层，并且每个接缝包括基底材料的一部分，所述部分所具有的在至少一个维度上的厚度不同于邻近每个发光元件的基底材料在所述维度上的厚度。
基底可包括导电材料层，所述导电材料层在接缝处是不连续的。柔性导电材料的部分可在对应接缝的相反侧上电耦合所述导电材料层。接缝的柔性可足以适应基底在工作温度范围内的热膨胀。
在实施方案中，发光元件为发光二极管，诸如白色发光二极管。
基底可包括金属芯印刷电路板、玻璃环氧树脂压片印刷电路板、陶瓷印刷电路板或柔性电路板。
外壳可包括具有高导热性的材料，诸如由金属(例如，铝)形成的高导热性材料。
灯具组件可在第一方向上延伸约6英寸或更长(例如，在第一方向上约12英寸或更长、约24英寸或更长、约48英寸或更长)。
基底可包括印刷电路板。
基底可包括在LEE与传热材料的间隔开的部分之间的柔性部分。
光学元件可以是复合抛物面反射器。
每个光学元件可包括被成形来容纳对应的一个或多个发光元件的凹陷。在一些实现方式中，在所述凹陷中在所述光学元件与所述对应的一个或多个发光元件之间存在气隙。。在其他实现方式中，一个或多个发光元件可通过凹陷中的光学耦合介质来光耦合到对应的光学元件。在一些其他实现方式中，灯具组件还可包括含有波长转换材料的层，所述层设置在所述光学元件的在所述凹陷中的表面上。例如，波长转换材料包括磷光剂。
总的来说，在另一个方面，本发明包括一种灯具组件，其包括：基底，其沿着第一方向延伸，所述基底包含具有第一热膨胀系数的第一材料；多个发光元件，其紧固到所述基底，所述发光元件沿着第一方向布置；光导，其包含具有第二热膨胀系数的材料，所述第二热膨胀系数在工作温度范围内不同于所述第一热膨胀系数；多个光学元件，其沿着所述第一方向布置，每个光学元件被定位来接收从所述发光元件中对应的一个发射的光并且将所述光引导至光导的边缘；外壳；以及热耦合层，其布置在所述基底与所述外壳之间。所述热耦合层可包括热耦合材料的间隔开的部分，并且所述热耦合材料的间隔开的部分中的中断部分在第一方向上位于与发光元件相同的位置。
实施方案可包括结合本发明的其他方面描述的特征件中的一个或多个。
总的来说，在另一个方面，本发明涉及一种灯具组件，其包括：沿着第一方向延伸的基底，所述基底包括基底材料的间隔开的部分；紧固到所述基底的多个发光元件，所述发光元件沿着所述第一方向布置，其中所述基底材料的间隔开的部分中的中断部分在所述第一方向上位于相邻发光元件之间；光导；沿着所述第一方向布置的多个光学元件，每个光学元件被定位来接收从所述发光元件中对应的一个发射的光并且将所述光引导至光导的边缘；外壳；以及热耦合层，其布置在所述基底与所述外壳之间。
实施方案可包括结合本发明的其他方面描述的特征件中的一个或多个。
总的来说，在另一个方面，本发明涉及一种灯具组件，其包括：基底，其沿着第一方向延伸，所述基底包含具有第一热膨胀系数的第一材料；多个发光元件，其紧固到所述基底，所述发光元件沿着所述第一方向布置；光导，其包含具有第二热膨胀系数的材料，所述第二热膨胀系数在工作温度范围内不同于所述第一热膨胀系数的；多个光学元件，其沿着所述第一方向布置，每个光学元件被定位来接收从发光元件中对应的一个或多个发射的光并且将所述光引导至所述光导的边缘；外壳；以及热耦合层，其布置在所述基底与所述壳体之间。热耦合层包括在第一方向上邻近多个发光元件连续地延伸的柔性材料层。
灯具组件的实施方案可包括结合本发明的其他方面描述的特征件中的一个或多个。
除了其他优点，灯具组件的实施方案可包括具有坚固的热机械特性的灯具组件。换言之，灯具组件可经受显著温度范围内的多个循环并且在不损坏组件的情况下继续可靠地工作。例如，灯具组件可经受从低于冰点(例如，-10℃或更低，这可在装运或室外应用期间经历)至80℃或更高(例如，在工作期间)的温度范围，并且维持LEE与对应光学耦合元件的对准，而不管光学耦合元件与组件的其他部件之间的差异热膨胀。
本文所述的技术的一个或多个实现方式的细节在附图和以下描述中阐述。所公开的技术的其他特征、方面和优点将通过说明书、绘图和权利要求书变得显而易见。
附图说明
图1A-图1C示出示例性灯具组件的方面。
图1D是用于图1A-图1C所示的灯具组件中的光学耦合元件的实例。
图1E是与图1D所示的光学耦合元件相似的光学耦合元件阵列的实例。
图2A是灯具组件的实施方案的部件的透视图。
图2B是图2A所示的灯具组件的部件的透视图，其中外壳被移除。
图2C是图2A所示的灯具组件的部件的剖视图。
图2D是图2B所示的灯具组件的部件的另一个剖视图。
图2E是图2D所示的灯具组件的部件的透视图，其中传热层被移除。
图3是灯具组件的另一个实施方案的部件的剖视图。
图4A是灯具组件的又一个实施方案的部件的剖视图。
图4B是具有柔性部分的基底的剖视图。
图4C是具有柔性部分的另一个基底的顶视图。
图5A是另一个示例性灯具组件的透视图。
图5B是图5A的灯具组件的侧视图。
图5C是图5A的灯具组件的一部分的前视图。
图6A是另一个示例性灯具组件的一部分的透视图。
图6B是图6A的灯具组件的一部分的侧视图。
图7是灯具组件的另一个实施方案的部件的剖视图。
不同图中的相似元件以相同参考数字标识。
具体实施方式
参照图1A，灯具组件100包括发光元件(LEE)101(诸如发光二极管)、光导110和附连到光导110的光学提取器120。发光元件101设置在基底150上，所述基底150附连到外壳140。灯具组件100还包括光学耦合元件130，所述光学耦合元件130也附接到基底150。
在工作期间，发光元件101发射光，所述光通过光学耦合元件130耦合到光导110的接收边缘中。光导110通过全内反射(TIR)在z方向上引导光到达光学提取器120，所述光学提取器120耦合在光导的相反边缘处。这里，光导110的接收边缘与其相反边缘之间的距离D可以例如是1、2、5、10、20、50或100cm。光线111和112是所引导的光的说明性路径。这些射线从光学耦合元件130引导通过光导110到达光学提取器120。光学提取器120包括反射表面122，所述反射表面122接收来自光导的光并且将其通过光学提取器的透明弯曲表面124反射出灯具组件。如图1A所描绘，射线111和112分别作为光线111’和112’离开灯具组件。
在一些实施方案中，光学提取器120可被配置来使光不对称地分布在光导的任一侧上，以使得光沿着普遍的方向沿着相对于z轴线形成不同角度的射线111'和112'输出。示例性实施方案在美国专利号8,506,112(参见例如其中图13A-图13E和图28公开的实施方案)中进行描述。
此外，一些灯具组件可被配置来同样在正向方向上(在z方向上)发射一些光。而且，一些灯具组件可被配置来仅在正向方向上发射光。应注意，本文所述的热机械设计可应用到包括不同光学提取器的一系列灯具组件，所述光学提取器可对称地或不对称地在光导的一侧或两侧上发光，和/或仅在反向方向上、仅在正向方向上、或在反向和正向两个方向上发光。
灯具组件100沿着图1A所示的笛卡儿坐标***的y方向延伸。总的来说，灯具组件在y方向上的长度(图1A中指示为L)可根据需要改变。在一些实施方案中，对于较小的灯具，所述组件延伸相对小的距离，诸如约6英寸或更小(例如，约4英寸或更小、约3英寸或更小、约2英寸或更小)。然而，在许多实施方案中，所述组件延伸约12英寸或更大(例如，约2英尺、约3英尺、约4英尺、约5英尺、约6英尺或更大)。光导110的与伸长的维度L正交的厚度T(例如，沿着x轴)被选择为所引导的光从接收边缘到光导的相反边缘所行进的距离D的分数。例如，对于T＝0.05D、0.1D或0.2D，来自多个点状LEE 101的光沿着伸长的维度L分布，边缘耦合到光导110的接收边缘中，所述光可有效地混合并且在其传播到相反边缘时沿着y轴变得均匀(准连续)。
灯具组件100的其他打开和闭合形状是可能的。图1B示出灯具组件100'的实例，所述灯具组件100'的光导110具有形成厚度T的圆柱体壳的一部分的两个相反侧表面113a、113b。在其他情况下，圆柱体壳可以是圆形，可以闭合，或者可具有其他形状。例如，示例性灯具组件可具有T＝0.05D、0.1D或0.2D。小T/D比率可引起所引导的光发生多次反射，并且来自多个点状LEE 101的光沿着长度L的椭圆路径分布，边缘耦合到光导110的接收边缘中，所述光可有效地混合并且在它传播到相反边缘时沿着此椭圆路径变得均匀(准连续)。应注意，灯具组件100'的外壳140的形状与圆柱壳状光导110的形状一致。
在以上结合图1A-图1B所述的示例性实现方式中，灯具组件100/100'被配置来沿着射线111'和112'给定的普遍方向输出光。在其他实现方式中，灯具组件可被修改来例如沿着射线112'给定的普遍方向从光学提取器120的单一侧输出光。图1C示出被配置来在光导110的单一侧上输出光并且称为单侧灯具组件的此类灯具组件100*。单侧灯具组件100*像图1A所示的灯具组件100一样沿着y轴伸长。同样像灯具组件100一样，单侧灯具组件100*包括基底150和沿y轴设置在所述基底的表面上的LEE 101。如上所述，基底150附连到外壳140。单侧灯具组件100*还包括光学耦合元件130和光导110。光学耦合元件130被布置并配置来将LEE 101发射的光重新引导到光导110的接收边缘中，并且所述光导被配置来引导光学耦合元件130所重新引导的光从所述光导的第一边缘到达所述光导的相反边缘。另外，单侧灯具组件100*包括单侧提取器(表示为120*)，以接收由光导110引导的光。单侧提取器120*包括重新引导表面122*，其用来重新引导从光导110接收的光，像参考图1A对灯具组件100所描述地一样；以及输出表面124，其用来沿着射线112'给定的普遍方向输出由改向表面122*重新引导的光。
图1D显示灯具组件100/100'/100*的光学耦合元件130可包括邻近输入面/孔的凹陷132，一个或多个LEE 101可定位在所述输入面/孔132中。例如，在一些实施方案中，单个发光二极管(例如，单一白色发光二极管)定位在凹陷132中。可选地或另外地，在某些实施方案中，两个或更多个发光二极管可定位在凹陷132中。例如，白色、红色、黄色、绿色或蓝色发光元件可定位在凹陷132中。
LEE(例如，LED)与光学耦合元件之间的光学耦合可通过空气/气体或浸没介质来实现。在一些实施方案中，具有平坦上表面的LED可定位在凹陷132内，以使得发射穿过平坦上表面的光通过气隙穿过凹陷壁进入光学耦合元件130。在一些实施方案中，圆顶磷光剂涂覆的LED管芯置于凹陷132中并且类似地发生光提取。在一些实施方案中，在LED与光学耦合元件130之间的低折射率气隙由具有更高折射率(例如，通常为1.35-1.55，但更高的值是可能的)的固体、胶体或液体光学耦合材料替换。可能的材料包括硅酮(例如，硅酮凝胶)、环氧树脂、光学粘合剂膜或润滑脂。由于相对于空气更高的折射率，据信更多光将从LED中提取出来，否则所述光将通过使用气隙的全内反射而局限于LED。光学耦合材料与光学耦合元件130之间的界面处的菲涅耳损耗也使用适当指数匹配的材料减少或者可能消除。据信，约10％-25％的效率增强可使用光学耦合材料以这种方式实现，这取决于光学耦合材料、LED和光学耦合元件130。在其他实现方式中，凹陷可从光学耦合元件130省略，并且LEE可邻近输入面/孔设置。
图1E显示总的来说灯具组件100/100'/100*包括沿着基底150设置的多个光学耦合元件130。
再次参考图1D，光学耦合元件130是被成形来使来自对应的LEE的光有效地耦合到光导110的边缘中的光学元件。例如，光学耦合元件130可以是具有被截断来针对光导设定元件大小的边缘的复合抛物面聚光器。更一般地说，光学耦合元件可包括其他几何聚光器，诸如复合椭圆聚光器(CEC)或复合双曲线聚光器(CHC)。在一些实施方案中，光学耦合元件例如可包括一个或多个透镜或其他光学元件。光学耦合元件可以是由透明材料(诸如塑料)形成的实心元件，所述实心元件通过TIR引导来自LEE的光。或者，光学耦合元件可包括作为曲面镜起作用的表面，包括反射表面，诸如金属表面(例如，铝或银)。此类元件可以是实心的或空心的。
总的来说，光学耦合元件130可以是一起紧固在组件中的分开的元件，或者若干光学耦合元件可整体形成。例如，两个或更多个光学耦合元件可由单一的、整片材料形成。在一些实施方案中，光学耦合元件从由多个(例如，四、五、六、七、八、或更多个)整体光学耦合元件所组成的单元形成。
总的来说，LEE 101为当例如通过在其两端应用电势差或者使电流穿过其传递来激活时发射处于电磁波谱的区域或区域组合(包括可见区域、红外区域和/或紫外区域)中的光的装置。LEE可具有单色的、准单色的、多色的或宽带光谱发射特性。LEE的实例包括半导体、有机或聚合物/聚合的发光二极管(LED)、光泵磷光剂涂覆的LED、光泵纳米晶体LED或任何其他类似的LED。此外，术语发光元件用来定义发射辐射的具体装置，例如LED管芯，并且可同样用来定义发射辐射的具体装置与其中设置有一个或多个特定装置的外壳或封装件一起的组合。发光元件的实例还包括激光器，并且更确切地说是半导体激光器，诸如VCSEL(垂直腔表面发射激光器)和边缘发射激光器。其他实例可包括超发光二极管和其他超发光装置。
灯具组件100的LEE 101数目通常尤其取决于长度L，其中更多LEE用于更长的灯具组件。在一些实现方式中，LEE 101数目可包括10与1,000个之间的LEE(例如，约50个LEE、约100个LEE、约200个LEE、约500个LEE)。通常，LEE的密度(例如，每单位长度的LEE数目)还取决于LEE的额定功率和灯具组件所期望的亮度。例如，相对高密度的LEE可用于其中期望高亮度或者其中使用低功率LEE的应用。在一些实现方式中，灯具组件100沿着其长度具有每厘米0.1个或更多LEE的LEE密度(例如，每厘米0.2个或更多个、每厘米0.5个或更多个、每厘米1个或更多个、每厘米2个或更多个)。在一些实现方式中，LEE可沿着灯具组件的长度L均匀地间隔开。灯具组件大体上可包括一种或多种类型的LEE，例如一个或多个LEE子集，其中每个子集可具有不同的颜色或色温。
总的来说，LEE 101可以各种方式耦合到其对应的光学耦合元件130。在一些实施方案中，特别是在光学耦合元件130由实心透明材料形成的情况下，可使用具有合适的粘合、内聚和化学特性的介质(诸如，固体、液体或胶体)将发光元件101光耦合到其光学耦合元件，所述介质的折射率类似于形成光学元件的材料的折射率。此类介质的实例包括硅酮(例如，单一部分或双部分化合物，例如，可热固化或可UV固化的)或环氧树脂。在某些实施方案中，在不使用介质的情况下，间隙可存在于发光元件的表面与光学耦合元件之间。
基底150提供基层，用于将电功率递送到发光元件的发光元件101和电导体可安装在所述基层上。LEE 101例如通过焊剂和/或粘合剂紧固到基底150。总的来说，LEE紧固到基底，以使得当所述基底随着热变化而膨胀或收缩时LEE与所述基底一起移动。
通常，基底150至少部分由刚性材料形成。在一些实施方案中，基底150包括印刷电路板(PCB)。例如，基底150可包括使用由层压到不导电基底上的铜片蚀刻的导电轨道、垫和其他特征件机械支撑并且电连接电子部件的一个或多个板。PCB可以是单侧的(例如，一个铜层)、双侧的(例如，两个铜层)或多层的。不同层上的导体可使用金属化孔或穿过孔来连接。在一些实施方案中，PCB可包含嵌入在基底中的部件，电容器、电阻器或有源装置。PCB的实例包括金属芯印刷电路板(MCPCB)、玻璃环氧树脂压片(例如，FR-4)PCB、陶瓷PCB、柔性电路板以及具有柔性互连的刚性线路板。
可选地或另外地，在某些实施方案中，基底150包括柔性电子设备(也被称为柔性电路)，所述柔性电子设备包括安装在柔性塑料基底(诸如聚酰亚胺、PEEK或透明导电性聚酯薄膜)上的电子装置。
光学耦合元件130也可紧固到基底150。例如，在一些实施方案中，使用例如粘合剂(诸如环氧树脂粘合剂)将光学耦合元件粘结到基底。
返回参考图1A，通常，光导110由实心透明材料(例如，在可见波长下透明的有机或无机介电材料)形成，所述实心材料具有促进光的TIR的光滑相对表面。在许多实现方式中，相对表面为平行的(即，两个表面均平行于图1A中提供以供参考的笛卡儿坐标***的y-z平面延伸)。
光导110在所述光导的边缘处光耦合到光学耦合元件130，以使得所述耦合元件可使来自发光元件的光边缘耦合到光导110中。在一些实施方案中，光学粘合剂可用来将光学耦合元件130粘结到光导110的边缘。
外壳140通常用来提供刚性基座，以用于将灯具组件100的其他部件紧固在一起。例如，光导110和基底150均紧固到外壳140。外壳140还可包括连接器和其他安装部件。例如，外壳140可包括用于连接到一个或多个缆线以使灯具组件从天花板吊起的附件或者用于将灯具组件连接到框架的附件。
除提供机械支撑之外，外壳140还可充当用于灯具组件的散热器。例如，外壳140可充当被动源热交换器，其通过使热量耗散到周围介质中来使灯具组件冷却。因此，在一些实施方案中，外壳140包含具有高导热性以便促进热耗散的材料。此类材料包括(例如)某些金属，包括(但不限于)铝和铝合金(例如，合金1050A、6061或6063)以及铜。在一些实施方案中，可使用包含金属和/或塑料的复合材料。实例为铜-钨假合金、AlSiC(铝基质中的碳化硅)、Dymalloy(铜-银合金基质中的金刚石)、以及E-材料(铍基质中的氧化铍)。一些复合材料可以被烧结。此类外壳140可由单件高导热性材料形成，例如，由单件机器加工或挤压金属/金属合金形成或由单件浇铸基质形成。
发光元件101在工作时可生成大量热量。所述热量传送到发光元件附近的结构(包括基底150和光学耦合元件130)，从而引起那些部件的热膨胀。根据形成这些部件的材料，这些部件的相对膨胀可在所述部件经历的至少一部分温度范围内不同。因此，如以下更详细地描述的，在某些实施方案中，灯具组件以所述组件的各个部件的热膨胀不会造成对灯具组件的损坏的方式进行构造。例如，组件可被构造成使得可适应各个部件的差异热膨胀，而不会使发光元件相对于其对应的光学耦合元件未对准。此类实现方式对在一个(或多个)维度上大量延伸的灯具组件可以是特别有益的，其中在延伸方向上的热膨胀可以是显著的。此外，除了适应不同部件之间的差异热膨胀之外，灯具组件的构造可足够坚固以承受机械冲击，例如像与装运和安装照明器材相关联的标准降落试验或撞击。
参考图2A-图2E，灯具组件200包括光导210、外壳240、光学耦合元件230、基底250、以及热耦合层252。光导210和光学耦合元件230的细节与以上讨论的那些部件相同并且这里不再重复。热机械设计与特定提取器技术无关，所述特定提取器技术因此未在图2A-图2E中进一步示出。
总的来说，基底250为发光元件和用于将所述发光元件连接到电源的电触头提供支撑。在一些实施方案中，基底250是印刷电路板。
基底250通过热耦合层252来热耦合到外壳240，这有利于热量通过基底250传送至外壳240。因此，在实施方案中，热耦合层252由具有相对高导热性的材料形成。在某些实施方案中，热耦合层252由冲击吸收材料(例如，泡沫)形成，从而提高灯具组件对振动或机械冲击的抵抗性。
在一些实施方案中，热耦合层252由热垫(诸如由导热硅酮形成的热垫)形成。在一些实施方案中，可使用导热性粘合剂转移带，诸如可商购自3M公司(Maplewood,MN)的那些。
示例性外壳240具有U形轮廓并且包括孔242，所述孔242的位置和大小被设定成容纳柔性电连接器256(例如，线环)。虽然所描绘的灯具组件200具有七个孔242，但总的来说，孔的数目可改变。组件应具有足够的孔，以容纳在灯具组件中的每个柔性电连接器。如果灯具组件足够短，那么孔242可被省略。此外，其他灯具组件的外壳可具有L形截面轮廓(未示出)或其他截面轮廓。
光导210通过紧固件248(例如，螺纹紧固件，诸如螺钉或螺栓)紧固到外壳240。紧固件248通过孔248'接合光导210。一些孔248'被成形来提供紧密配合，其他孔被成形来提供用于对应紧固件248的滑动配合。孔可成型为狭缝，所述狭缝沿着y方向取向以便允许光导210在热膨胀/收缩期间沿着其长度的一部分相对于外壳240滑动。灯具组件200中的光导210和外壳240可与一个或多个紧密配合的孔/紧固件组合准确地配准。与使紧密配合的孔/紧固件组合邻近光导210的端部定位相比，将其定位在沿着光导210的长度中途会在热膨胀期间在紧密配合的任一侧上提供绝对长度变化的一半。具有一个光导的灯具组件可使用一个紧密配合的孔/紧固件组合，其中其余孔/紧固件组合被配置来允许在y方向上滑动。
具体参考图2C，螺栓248通过螺母249紧固在外壳240的相对侧上。在此实例中，仅螺栓248与头部相对的端部具有配置来接合螺母249的螺纹。螺栓248位于螺纹与头部之间的部分具有光滑表面。还包括垫圈258、259和269(例如，金属或塑料垫圈)以便使紧固件248的负荷分布在光导210和外壳240的表面上。如本文所述，将光导210连同其他部件安装到外壳240会对热耦合层252施加压力，但允许灯具组件的部件在装置热循环期间(例如，在激活后升温并且在停用后冷却至室温)发生膨胀和收缩而各部件之间未发生可另外引起灯具性能减小的显著相对位移。部件在热循环期间所跨的温度范围称为灯具组件的工作温度范围。
在一些实施方案中，螺栓可被配置来在不使用螺母的情况下直接旋入外壳240的下部部分中。
总的来说，工作温度范围在约室温与相应部件的最大温度之间变化。通常，达到最高温度的部件是LEE。虽然工作温度范围可根据组件的细节而改变，但是在一些实施方案中，灯具组件可具有约20℃至约70℃的工作温度范围，其中某些组件(诸如LED本身)达到超过70℃(例如，100℃或更高)的温度。
具体参照图2D和图2E，所述图2D示出灯具组件200在侧面剖视图中的一部分，所述图2E示出灯具组件200在透视图中的部分，其中热耦合层252被移除。在此实例中，光学耦合元件230按六个整体形成的光学耦合元件的单元来设置。所述单元通过间隙231与每个相邻的单元分开。
类似地，基底250由通过间隙254各自分开的多个部分组成。间隙231和254定位在y方向上的同一位置处，也对应于外壳240和柔性电连接器256中的孔242。热耦合层252在间隙254上方延伸。柔性电连接器将导体电连接在基底250的相邻部分上。
总的来说，这些特征件(即，间隙231和254以及柔性电连接器256)在组件中提供接缝，所述接缝适应基底250的部分和光耦合元件230的单元的热膨胀，而不会向相邻部分和单元施加大量应力。因此，间隙231和254应足够大以适应灯具组件所经历的热膨胀的量。在一些实施方案中，间隙231和254在y方向上的大小范围为约0.1mm至约5mm的(例如，约1mm、约2mm、约3mm、约4mm)。间隙231在y方向上的大小可与间隙254的大小相同或不同。通常，每个间隙231在y方向上可具有相同的长度，或者间隙231的长度可根据间隙而改变。类似地，每个间隙254在y方向上可具有相同的长度，或者间隙254的长度可根据间隙而改变。
此外，光学耦合元件230的单元中的每一个通过两个销260附接到基底250的对应部分。这些销从光学耦合元件延伸到基底250中被成形来接收所述销的对应孔260'和260”中。孔260”被成形来为对应销提供紧密配合，并且孔260'被成形来为其相应销提供滑动配合，所述滑动配合允许在y方向上沿着基底的一部分长度滑动以便适应差异热膨胀/收缩。灯具组件200中的光学耦合元件230的每个单元和对应基底250可与一个或多个紧密配合的孔/销组合来准确地配准。与使紧密配合的孔/销组合邻近光学耦合元件230的单元端部定位相比，将其定位在沿着所述单元的长度中途会在热膨胀期间在紧密配合的任一侧上提供绝对长度变化的一半。
通常，销由刚性材料(例如，刚性金属)形成，并且足够深地延伸到光学耦合元件中，以使得尽管存在灯具组件的热膨胀，光学耦合元件230的单元在y方向上保持与销配准。在一些实施方案中，销的长度是约2cm或更短(例如，1mm至2cm，诸如约1cm)。
在一些实施方案中，可使用粘合剂或其他间隙填充物将销进一步紧固到光学耦合元件。
虽然前述实施方案包括用于将光学耦合元件230附接到基底250的销260，但是也可使用其他配准特征件。例如，可使用螺纹紧固件或者由光学耦合器直接提供并在x方向上延伸的特征件。此外，虽然销260被描绘为仅延伸到基底250中，但是在其他实施方案中，销可延伸到组件200的其他部件中，诸如延伸到热耦合层252或外壳240中。另外，虽然销260从基底250延伸到光学耦合元件中的孔中，但是在其他实施方案中，配准特征件的凹部/凸部可反过来。销还可以是配置来与基底和一个或多个光学耦合元件两者中的对应开口接合的分开的部件。总的来说，每个单元光学耦合元件单元的配准特征件数目也可改变(例如，每个单元可包括一个配准特征件或者可包括多于两个配准特征件，诸如三个、四个或五个特征件)。在一些实施方案中，光学耦合元件230中的每一个具有对应的配准特征件。
在一些实施方案中，热耦合层252在y方向上可包括中断部分。例如，参考图3，灯具组件包括传热层352，所述传热层352包括在y方向上与柔性电导体256相同的位置处的中断部分355。通常，中断部分的长度可与基底250中的间隙254相同或不同。
虽然前述实施方案全部都涉及一种具有中断部分(即，图2D、图2E和图3中的间隙254)的基底250，但是其他实现方式也是可能的。例如，参考图4A，在一些实施方案中，灯具组件包括在所述组件的接缝处具有柔性部分455的基底450。这里，柔性部分455可被折叠或起皱以便适应基底450的刚性部分的膨胀或收缩。通常，基底450的柔性部分455可由与基底的刚性部分相同的材料形成。柔性部分可具有相同的截面或者在一个或多个维度上是较薄的，以使得它们比刚性部分更具柔性。例如，参考图4B，在一些实施方案中，基底450包括柔性部分455，所述柔性部分455的特征另一种另外的刚性材料(例如，MCPCB或环氧树脂-玻璃压片PCB)中的交指型通道452(例如，通过布线形成)。通道减小基底材料的局部厚度，并且产生比基底材料的其他区域具有更大柔性的部分。
通常，部分455是足够柔性的，以使得在热循环中，它们能够总体上变形以吸收基底的收缩或膨胀，而基底的刚性部分不会经历折曲。总的来说，柔性部分在y方向上在发光元件201之间间隔开，以使得发光元件安装在基底的刚性部分上。
或者，柔性部分和刚性部分可由不同的材料形成。例如，参考图4C，在一些实施方案中，发光元件201安装在离散的刚性载体基底460(例如，陶瓷PCB、MCPCB或环氧树脂-玻璃压片PCB)上，所述刚性载体基底460通过柔性部分462(例如，柔性电路板)连接到其他刚性载体基底(未示出)。还示出了配准特征件465(例如，销)。
在一些实施方案中，柔性电导体可附连到基底的柔性部分，以使得单独的柔性导体256是没有必要的。
图5A-图5C示出另一个示例性灯具组件500。图5A是灯具组件500的透视图，并且图5B是侧面剖视图。图5C是灯具组件500的一部分的俯视图。示例性灯具组件500具有长度L的伸长的大致线性延伸。灯具组件包括多个部件，包括例如外壳540、热耦合层552、具有LEE的两个基底550、光学耦合元件530、光导510、光学提取器520、各种紧固件和销。尽管利用特定示例性提取器520进行说明，但灯具组件500可包括提取器的其他配置。
根据实施方案并且为了保护LEE，光学耦合器530可被成形来包括突出部，所述突出部被成形来抵接基底，同时在光学耦合器530与LEE之间保持一定距离。类似地，具有配置来容纳LEE的开口的距离层(这里未示出，但在图6A-图6B的示例性实施方案中有示出)可置于光学耦合器530与基底550之间。此距离层的开口可被配置来提供某些光学特性以便帮助将来自LEE的光耦合到耦合器中。此外，基底550可包括LEE可完全地或部分地凹入其中的袋。
灯具组件500类似于灯具组件200进行配置。通过比较，存在许多不同。例如，外壳540具有配置来容纳基底550的在x方向上更宽的L形截面轮廓。这还允许容易接近组装的配置中的基底550。两个基底550可以如所述的不同方式电互连或者单独地直接连接到合适的电源和/或控制器。
在此实例中，光学耦合元件530以六个耦合器的单元进行分组。灯具组件500总体包括八个此类单元。每个单元与基底550相联接。此外，热耦合层552、基底550和光学子***被配置来允许灯具组件500具有较大长度L，同时利用有效的光电机械互连。出于此目的，两个基底550(各自长约L/2)通过销/孔组合544与外壳540相联接，所述销/孔组合544被配置来允许沿着灯具组件500的一部分长度滑动以便适应差异热膨胀/收缩和配准。滑动销/孔组合544延伸穿过热耦合层552，所述热耦合层552夹在外壳540与基底550之间。
光学耦合器530的单元中的每一个均可粘附到光导510或与所述光导510整体形成，均被配置来接收多达两个销，所述两个销被配置来与基底550中的对应配对孔接合，反之亦然。接合被配置来在基底550与光学耦合器530的单元之间形成紧密互连560或滑动互连561。在此实例中，每基底550采用三个此类互连，即大约位于每个基底的长度一半(在y方向)处的紧密配合互连560和邻近每个基底550的相对(在y方向)端部的两个滑动互连561。此外，光导510中的孔被提供来以紧密组合548或滑动组合(在y方向)549与对应紧固件接合。对应的孔可具有圆形形状或伸长形状(在y方向)。紧固件可与如本文所述的外壳540紧密地连接。与各种所述销和孔组合相结合，紧固件/孔组合548/549相对于外壳540进行布置，以便在光学耦合器与基底550的LEE之间提供足够的光机械联接并且在基底550、热耦合层552与外壳540之间提供适当的热机械联接。在所述部件在相应方向上维持此类压力和摩擦水平得以，从而允许足够的差异热膨胀或其他膨胀并且确保贯穿工作温度范围的适当工作条件。通过比较，示例性灯具组件500中的各种紧密联接和滑动联接的特定布置可在不具有滑动联接而仅具有紧密联接的灯具组件长度高达约四倍的y方向上维持相同的差异热膨胀条件。
图6A-图6B示出另一个示例性灯具组件600。图6A是灯具组件600的一部分的透视图，并且图6B是侧面剖视图。示例性灯具组件600具有长度L的伸长的大致线性延伸。灯具组件包括多个部件，包括外壳(未示出)、热耦合层(未示出)、具有LEE的多个基底(未示出)、距离层670、光学耦合元件630以及光导610。灯具组件600还可包括例如光学提取器(未示出)以及各种紧固件和销。尽管没有利用具体的示例性提取器进行说明，但灯具组件600可包括提取器的不同配置。
距离层670设置在耦合器630与基底(未示出)之间。距离层670具有用于接收安装在基底上的LEE的通孔673，所述通孔673的大小被设定来提供足够的空间以用于通孔673例如由于差异热膨胀或吸湿膨胀而相对于LEE侧向移动。在此实例中，通孔673被布置成与光学耦合器630中的袋635对齐，所述袋635被成形来帮助将来自LEE的光耦合到光导610中。
距离层670被配置来在光学耦合器630与LEE之间保持一定距离。通孔673可被配置来提供高反射性以便帮助将来自LEE的光耦合到光学耦合器630中。
每个距离层670具有两个突出销675，其用于与基底(未示出)中的对应开口配准，所述对应开口可被配置来提供紧密配合。此外，每个距离层具有接收开口677(在此实例中为另一个通孔)，其用于接收从对应配准元件637的顶部突出的销635。配准元件637可与光导附连或与光导整体成形，并且被配置来使光学耦合元件630与基底配准。在此实例中，配准元件637通过四个光学耦合元件630间隔开，并且八个光学耦合元件630的单元按照每单个距离层670进行分组。灯具组件600可包括例如八个或另一数目的此类单元。
在此实例中，配准元件637与光导中的孔649对准，所述孔649用来使光导与外壳联接。孔可被配置来提供与外壳(未示出)的紧密配合或滑动配合(如图6A和图6B所示)。
每个距离层670可沿着一个或多个基底延伸。距离层中销和孔的布置被配置来以本文所述的滑动方式适应差异热膨胀和/或吸湿膨胀，同时维持适当的光机械配准。
参考图7，在一些实施方案中，灯具组件的特征为不连续的热耦合层745，所述热耦合层745将基底750(例如，由卡普顿形成)紧固到外壳740。图7还示出耦合元件230和发光元件201。在此实现方式中，配准特征件760(例如，销)使每个光学耦合器230与基底750配准。在一些实现方式中，仅一些光学耦合器可与基底配准。
热耦合层745由热耦合材料的离散部分形成，所述离散部分通过空间748分开。在y方向上，空间748邻近发光元件201和其中光学耦合器230紧固到基底750的位置对齐。热耦合材料的部分邻近光学耦合器230之间的间隙来定位，其中热耦合材料的边缘从配准特征件760偏移距离d。在一些实施方案中，基底750位于配准特征件760与热耦合材料的边缘之间的部分可以是柔性区段，诸如以上结合图4B或图4C所讨论的柔性部分。
在一些实现方式中，图7所示的灯具组件可由安装在分开的基底上的光学耦合器230的模块组成。例如，如图7所示，示出由空间751分开的两个分开的模块。柔性电导体756可用来将导体电连接在两个基底上。每个模块的光学耦合器230数目可以是不同的。
虽然前述实例的特征为由六个元件组成的整体光学耦合元件的单元，每个单元由空间以及基底和热耦合层中的对应接缝分开，但总的来说，接缝可插在由少于或多于六个光学耦合元件组成的单元之间。总的来说，接缝的数目及其间隔将取决于灯具组件可能在其使用期期间经历的温度范围(例如，从-20℃至80℃)内将经历的热膨胀的量。通常，在灯具中应存在足够的接缝来适应膨胀而不损坏灯具。例如，应存在足够的接缝来适应膨胀，同时发光元件不会失去与其对应的光学耦合元件的配准。此外，可减轻灯具组件的损坏，诸如其他部件彼此分开或者部件发生破裂或弯曲。
虽然前述实施方案全部特征均为在单一方向上延伸的灯具组件，但是总的来说，本文公开的原理可应用到具有其他形状因子的灯具。例如，所述原理可应用到笔直灯具、弯曲灯具或者具有以多边形结构布置的多个光导的灯具，诸如在美国专利号8,506,112(参见例如其中的图14A-图14C和图15A-图15D公开的实施方案)中所述的那些灯具，所述专利的完整内容以引用的方式并入本文。
此外，灯具组件可包括除了前述实施方案中所述的那些部件之外的部件。例如，灯具组件可包括用于重新引导在光导的输出端处离开光学元件的光的额外反射器。这里，灯具组件的外壳可被配置来例如在其内表面上支撑灯具组件的基底和光导，并且在其外表面上支撑一个或多个此类额外的反射器。示例性实施方案在美国专利号8,506,112(参见例如在其中的图6、图8、图11A-图11B、图12A-图12B以及图13E公开的实施方案)中进行描述。
更一般地说，本文公开的原理可应用到其中发光元件与其他部件之间的配准对于灯具组件的正常运行而言必要的灯具组件。例如，在某些实施方案中，此类灯具可包括光学耦合元件，但没有光导。示例性实施方案在美国专利号8,506,112(参见例如其中的图21A-图21B、图25、图28以及图29A-图29C公开的实施方案)中进行描述。
已经公开了许多实施方案。其他实施方案是在以下权利要求中。

Claims (9)

1.一种灯具组件，其包括：
基底，其沿着第一方向延伸并且在所述第一方向上具有第一热膨胀系数；
多个发光元件，其紧固到所述基底紧固到所述基底，所述发光元件沿着所述第一方向布置；
光导，其在所述第一方向上具有第二热膨胀系数，所述第二热膨胀系数在工作温度范围内不同于所述第一热膨胀系数；
多个光学元件，其沿着所述第一方向布置，每个光学元件被定位来接收从所述发光元件中对应的一个或多个发射的光并且将所述光引导至所述光导的边缘；
外壳；以及
热耦合层，其布置在所述基底与所述外壳之间，
其中所述基底和所述热耦合层被构造成使得所述多个发光元件中的每一个虽然被紧固到所述基底，但是在所述工作温度范围内保持与其对应的光学元件配准。
2.如权利要求1所述的灯具组件，其还包括多个紧固特征件，每个紧固特征件沿着所述第一方向在对应位置处将所述光导附连到所述外壳。
3.如权利要求2所述的灯具组件，其中所述紧固特征件中的一个或多个被配置来提供允许沿着所述第一方向的一部分滑动的滑动联接。
4.如权利要求3所述的灯具组件，其中所述紧固特征件中的一个被配置来沿着所述第一方向在所述对应位置处提供无机械游隙的紧密联接。
5.如权利要求4所述的灯具组件，其中所述紧固特征件中提供紧密联接的一个紧固特征件布置在提供滑动联接的两个紧固特征件之间。
6.如权利要求5所述的灯具组件，其中所述基底包括多个分开的部分，并且所述灯具组件还包括多个配准特征件，所述多个配准特征件被配置来沿着所述第一方向在对应位置处使所述光学元件与所述基底的对应分开的部分配准，所述基底的每个分开的部分具有被布置在相邻紧固特征件之间并且被配置来提供与所述相应光学元件的紧密联接的所述配准特征件中的一个。
7.一种灯具组件，其包括：
基底，其沿着第一方向延伸，所述基底包含具有第一热膨胀系数的第一材料；
多个发光元件，其紧固到所述基底，所述发光元件沿着所述第一方向布置；
光导，其包含具有第二热膨胀系数的材料，所述第二热膨胀系数在工作温度范围内不同于所述第一热膨胀系数；
多个光学元件，其沿着所述第一方向布置，每个光学元件被定位来接收从所述发光元件中对应的一个发射的光并且将所述光引导至所述光导的边缘；
外壳；以及
热耦合层，其布置在所述基底与所述外壳之间，
其中所述热耦合层包括热耦合材料的间隔开的部分，并且所述热耦合材料的所述间隔开的部分中的中断部分在所述第一方向上位于与所述发光元件相同的位置处。
8.一种灯具组件，其包括：
基底，其沿着第一方向延伸，所述基底包括基底材料的间隔开的部分；
多个发光元件，其紧固到所述基底，所述发光元件沿着所述第一方向布置，其中所述基底材料的所述间隔开的部分中的中断部分在所述第一方向上位于相邻发光元件之间；
光导；
多个光学元件，其沿着所述第一方向布置，每个光学元件被定位来接收从所述发光元件中对应的一个发射的光并且将所述光引导至所述光导的边缘；
外壳；以及
热耦合层，其布置在所述基底与所述外壳之间。
9.一种灯具组件，其包括：
基底，其沿着第一方向延伸，所述基底包含具有第一热膨胀系数的第一材料；
多个发光元件，其紧固到所述基底，所述发光元件沿着所述第一方向布置；
光导，其包含具有第二热膨胀系数的材料，所述第二热膨胀系数在工作温度范围内不同于所述第一热膨胀系数的；
多个光学元件，其沿着所述第一方向布置，每个光学元件被定位来接收从所述发光元件中对应的一个或多个发射的光并且将所述光引导至所述光导的边缘；
外壳；以及
热耦合层，其布置在所述基底与所述外壳之间，
其中所述热耦合层包括邻近多个发光元件在所述第一方向上连续地延伸的柔性材料层。
CN201910856882.4A 2014-05-28 2015-05-28 灯具组件 Pending CN110617458A (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462003766P 2014-05-28 2014-05-28
US62/003,766 2014-05-28
US201462081506P 2014-11-18 2014-11-18
US62/081,506 2014-11-18
US201462087570P 2014-12-04 2014-12-04
US62/087,570 2014-12-04
CN201580039974.3A CN106537031B (zh) 2014-05-28 2015-05-28 灯具组件

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580039974.3A Division CN106537031B (zh) 2014-05-28 2015-05-28 灯具组件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110617458A true CN110617458A (zh) 2019-12-27

Family

ID=53442964

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910856882.4A Pending CN110617458A (zh) 2014-05-28 2015-05-28 灯具组件
CN201580039974.3A Active CN106537031B (zh) 2014-05-28 2015-05-28 灯具组件

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580039974.3A Active CN106537031B (zh) 2014-05-28 2015-05-28 灯具组件

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10514149B2 (zh)
EP (3) EP3149399B1 (zh)
CN (2) CN110617458A (zh)
WO (2) WO2015184074A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201511631D0 (en) 2015-07-02 2015-08-19 Syngenta Participations Ag Improvements in or relating to organic compounds
CN111893615B (zh) 2015-08-20 2022-04-29 苹果公司 具有嵌入式电子部件的织物
WO2017031153A1 (en) 2015-08-20 2017-02-23 Oletquin Management Llc Fabric-based items with electrical component arrays
CA170044S (en) * 2016-03-02 2017-03-23 Dyson Technology Ltd Lighting fixture
CA170038S (en) * 2016-03-02 2017-03-23 Dyson Technology Ltd Lighting fixture
CA170043S (en) * 2016-03-02 2017-03-23 Dyson Technology Ltd Lighting fixture
KR102627073B1 (ko) * 2016-11-30 2024-01-19 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛, 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법
KR20180065661A (ko) 2016-12-08 2018-06-18 엘지이노텍 주식회사 조명장치 및 이를 포함하는 차량용 램프
US10364949B1 (en) * 2018-05-31 2019-07-30 Yi-Wen Tang Elongate light
JP7314257B2 (ja) * 2018-09-19 2023-07-25 アカーシュ・システムズ・インコーポレイテッド 衛星通信のためのシステム及び方法
KR102315451B1 (ko) * 2019-01-25 2021-10-20 케이에이치필룩스 주식회사 접속장치 및 이를 구비하는 플렉서블 조명시스템

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070053179A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-08 Pang Slew I Low profile light source utilizing a flexible circuit carrier
CN201228871Y (zh) * 2008-07-17 2009-04-29 虞锋 一种发光二极管警示灯模组
CN101536179A (zh) * 2006-10-31 2009-09-16 Tir科技公司 照明设备封装
US8267566B2 (en) * 2008-09-29 2012-09-18 Fujifilm Corporation Planar lighting device
CN103443528A (zh) * 2011-01-25 2013-12-11 皇家飞利浦电子股份有限公司 基于led的模块组件
CN103649634A (zh) * 2011-06-28 2014-03-19 株式会社小糸制作所 发光模块
US20140126235A1 (en) * 2011-08-08 2014-05-08 Quarkstar Llc Lightguide Luminaire Module for Direct and Indirect Illumination

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6988819B2 (en) * 2003-09-05 2006-01-24 Guide Corporation Lamp housing containing an integrated LED support structure
US7538340B2 (en) * 2006-12-01 2009-05-26 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Low side emitting light source and method of making the same
CN101608768A (zh) * 2008-06-18 2009-12-23 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管灯具
JP5146356B2 (ja) * 2009-02-24 2013-02-20 豊田合成株式会社 発光装置及びその製造方法
US8537554B1 (en) * 2009-05-15 2013-09-17 Energy Related Devices, Inc. Structured relief dielectric heat sink for planar photovoltaic cells and semiconductor devices
KR20110120707A (ko) * 2010-04-29 2011-11-04 삼성전자주식회사 표시 장치
US8573823B2 (en) * 2011-08-08 2013-11-05 Quarkstar Llc Solid-state luminaire
KR20130023925A (ko) * 2011-08-30 2013-03-08 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리
CN103162268A (zh) 2011-12-14 2013-06-19 欧司朗股份有限公司 散热装置和具有该散热装置的照明装置
US8475031B1 (en) * 2012-01-03 2013-07-02 Kocam International Co., Ltd. LED backlight module structure for increasing process yield
CN102734713B (zh) * 2012-07-13 2014-04-16 深圳市华星光电技术有限公司 Led背光模组
WO2014124285A2 (en) * 2013-02-08 2014-08-14 Quarkstar Llc Illumination device providing direct and indirect illumination

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070053179A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-08 Pang Slew I Low profile light source utilizing a flexible circuit carrier
CN101536179A (zh) * 2006-10-31 2009-09-16 Tir科技公司 照明设备封装
CN201228871Y (zh) * 2008-07-17 2009-04-29 虞锋 一种发光二极管警示灯模组
US8267566B2 (en) * 2008-09-29 2012-09-18 Fujifilm Corporation Planar lighting device
CN103443528A (zh) * 2011-01-25 2013-12-11 皇家飞利浦电子股份有限公司 基于led的模块组件
CN103649634A (zh) * 2011-06-28 2014-03-19 株式会社小糸制作所 发光模块
US20140126235A1 (en) * 2011-08-08 2014-05-08 Quarkstar Llc Lightguide Luminaire Module for Direct and Indirect Illumination

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015184078A3 (en) 2016-05-12
EP3152484B1 (en) 2022-04-06
EP3149399A2 (en) 2017-04-05
EP3152484A1 (en) 2017-04-12
EP3527881A1 (en) 2019-08-21
CN106537031B (zh) 2019-10-18
EP3149399B1 (en) 2018-11-07
US20170198900A1 (en) 2017-07-13
US10386039B2 (en) 2019-08-20
WO2015184078A2 (en) 2015-12-03
US10514149B2 (en) 2019-12-24
US20170198881A1 (en) 2017-07-13
WO2015184074A1 (en) 2015-12-03
CN106537031A (zh) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3149399B1 (en) Luminaire assembly
US8525396B2 (en) Illumination source with direct die placement
US8829774B1 (en) Illumination source with direct die placement
US8618742B2 (en) Illumination source and manufacturing methods
TWI460878B (zh) 固態發光單元及其形成方法
US8643257B2 (en) Illumination source with reduced inner core size
US8803452B2 (en) High intensity light source
US20110204780A1 (en) Modular LED Lamp and Manufacturing Methods
TWI476347B (zh) 照明裝置（三）
US20140091697A1 (en) Illumination source with direct die placement
JP4911624B2 (ja) 面状照明装置
US8287171B2 (en) Light emitting diode device and display device
US9951910B2 (en) LED lamp with base having a biased electrical interconnect
US9453617B2 (en) LED light device with improved thermal and optical characteristics
WO2012048281A1 (en) High intensity light source
JP5511290B2 (ja) 発光装置
US10458603B2 (en) Tubular lighting assembly with elastic elongated substrate and method of manufacturing a tubular lighting assembly with elastic elongated substrate
JP4812828B2 (ja) Ｌｅｄ照明装置
JP5740144B2 (ja) 発光モジュールおよび発光装置
CN209744084U (zh) Led光源模组及照明装置
CN220753473U (zh) 一种便于散热的led面板
US10036544B1 (en) Illumination source with reduced weight
CN112066276A (zh) Led光源模组及照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20191227