技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電燈。

背景技術(shù)：

US-A2006/001384A1公開了一種包括裸LED芯片和燈罩的LED燈。該裸LED芯片被安裝在延伸穿過燈罩的軸的外部表面上。該軸裝設(shè)有用于驅(qū)散由LED芯片產(chǎn)生的熱量的熱管。為此，熱管可以提供有熱量接收部和熱量散失部，在這些部之間，經(jīng)由密閉在該管內(nèi)部的流體的液態(tài)和氣態(tài)轉(zhuǎn)換來驅(qū)散熱量。該驅(qū)散部經(jīng)由自然或強制對流將熱量驅(qū)散到該LED燈的周圍。

US-A2006/001384A1中公開的LED燈的缺點在于它相當(dāng)復(fù)雜，并且因此導(dǎo)致用于從LED芯片移除熱量的設(shè)備昂貴。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的電燈的一個目的是抵消已知電燈的至少一個缺點。該目的通過根據(jù)本發(fā)明的電燈來實現(xiàn)，該電燈包括與第一反射器進(jìn)行熱交換的第一半導(dǎo)體光源，其中該第一反射器是反射性的、透明的和/或半透明的，并且其中第一反射器被配置用于將第一半導(dǎo)體光源在工作時產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移遠(yuǎn)離所述第一半導(dǎo)體光源。

因為第一反射器被配置用于或者反射或者允許由第一半導(dǎo)體光源產(chǎn)生的光，并且用于將由所述第一半導(dǎo)體光源產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移開，因此第一反射器有效地將燈罩的功能和熱沉的功能特征集成為一個單獨元件。因此，根據(jù)本發(fā)明的電燈有效地減少了電燈中包含的部件數(shù)量，從而簡化了電燈的結(jié)構(gòu)并且降低了相關(guān)的制造所述電燈的成本。

第一反射器是反射性的、透明的和/或半透明的。因此，例如，第一反射器的第一部份可以是反射性的，而第一反射器的第二部份可以是透明的?；旧?，可以向第一反射器提供上述的光學(xué)特性的任意組合。第一反射器不吸收由第一半導(dǎo)體光源在工作時產(chǎn)生的光。

在本文中，半導(dǎo)體光源包括，但不限于，發(fā)光二極管(LED)、有機發(fā)光二極管(OLED)和光電裝置。

在本文中，目標(biāo)之間的熱交換意味著所述目標(biāo)是通過熱轉(zhuǎn)移可連接的。后面的熱交換引起所述目標(biāo)的溫度相互關(guān)聯(lián)。實際上，這意味著第一溫度(即第一目標(biāo)的溫度)的波動同樣被第二溫度(即第二目標(biāo)的溫度)跟隨。本文中，溫度的所述相互關(guān)聯(lián)意味著第一溫度的波動被根據(jù)具有小于1小時的時間常數(shù)的熱過程的第二溫度跟隨。優(yōu)選地所述時間常數(shù)小于10分鐘，更優(yōu)選地它小于1分鐘。安裝在目標(biāo)之間的顯著熱阻(即熱絕緣)阻止其進(jìn)行熱交換。在本文中，目標(biāo)之間的熱交換要求其間出現(xiàn)的任意熱阻小于10K/W。

本文中，反射器不限于具有特定的幾何形狀。然而，如果反射器是反射性的，反射器的幾何形狀限于其允許反射半導(dǎo)體光源在工作時產(chǎn)生的光的程度。本文中，光的反射系數(shù)相對于第一半導(dǎo)體光源的第一光軸確定，其是方位與沿著相對于第一半導(dǎo)體光源的光強分布存在旋轉(zhuǎn)對稱性的軸相一致、且其方向與從第一半導(dǎo)體光源傳播的大部分光的方向相一致的虛擬矢量。如果至少80％的光在向后的方向發(fā)射，則就獲得了反射，即，具有與第一光軸的方向相反的分量的方向，被沿著具有與第一光軸的方向相同的分量的方向反射。優(yōu)選地，第一反射器被布置成大體上垂直于第一光軸。作為示例，板狀的幾何形狀將證明對于反射由第一半導(dǎo)體光源產(chǎn)生的光是有用的，假設(shè)該板和第一半導(dǎo)體光源是相互放置的使得向后發(fā)射的光確實到達(dá)該板而非經(jīng)過該板。在本文中，板理解為隱含是指平的、略微彎曲的或大體上彎曲的、且其面內(nèi)的尺寸相對于厚度的比率相當(dāng)大(即超過10)的幾何形狀。因此，該板的邊緣看起來不適于反射由第一半導(dǎo)體光源產(chǎn)生的光這一目的。

具有相對高熱導(dǎo)且提供明顯反射的材料的例子是諸如鋁、鉻的金屬。備選地，提供有基于例如鋁、鈦白、氧化鋁或者硫酸鋇的反射涂層的金屬可以被成功采用。適于制造半透明第一反射器的材料是聚結(jié)晶鋁(Poly Crystalline Aluminum或PCA)。

根據(jù)本發(fā)明的電燈的優(yōu)選實施例，包括用于實現(xiàn)第一半導(dǎo)體光源和第一反射器之間熱交換的印刷電路板。印刷電路板提供用于該第一半導(dǎo)體光源和該第一反射器之間的顯著接觸區(qū)域，從而實現(xiàn)該第一半導(dǎo)體光源和該第一反射器之間的大量熱導(dǎo)。因此，這個實施例的優(yōu)點在于它進(jìn)一步促進(jìn)了該第一半導(dǎo)體光源和該第一反射器之間的熱交換。

根據(jù)本發(fā)明的電燈的進(jìn)一步優(yōu)選實施例，包括用于將第一反射器機械地連接到燈座上的籠子。該實施例增加了第一反射器暴露給流體(即空氣)的區(qū)域，從而增加了經(jīng)由對流從第一反射器向周圍空氣的熱轉(zhuǎn)移。因此，這個實施例有利地增加了第一反射器從第一半導(dǎo)體光源轉(zhuǎn)移開熱量的能力。

根據(jù)本發(fā)明的電燈的進(jìn)一步優(yōu)選實施例，包括與第一反射器進(jìn)行熱交換的第二半導(dǎo)體光源，其中第一半導(dǎo)體光源和第二半導(dǎo)體光源被安裝在相對于第一反射器相對的兩邊。這個實施例具有在工作時產(chǎn)生更多光的優(yōu)點。

根據(jù)本發(fā)明的電燈的進(jìn)一步優(yōu)選實施例，包括與第二反射器進(jìn)行熱交換的第二半導(dǎo)體光源，其中第二反射器是反射性的、透明的和/或半透明的，且其中第二反射器被配置用于將由第二半導(dǎo)體光源在工作時產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移遠(yuǎn)離所述第二半導(dǎo)體光源。這個實施例有利地允許了在保持用于經(jīng)由對流轉(zhuǎn)移開熱量的每個半導(dǎo)體光源可用表面區(qū)域在一定程度的同時，增加該電燈可產(chǎn)生的光量。

在根據(jù)本發(fā)明的電燈的實際實施例中，第一反射器和第二反射器是相互大體平行的。本文中，如果目標(biāo)之間的距離的變化相對于目標(biāo)沿著目標(biāo)平行的方向測量的長度不超過10％，則所述目標(biāo)被認(rèn)為是大體平行的。

在根據(jù)本發(fā)明的電燈的進(jìn)一步優(yōu)選實施例中，如果第一反射器和第二反射器是反射性的，則第一反射器和第二反射器之間的距離大于6mm且小于8mm。通過將該距離選擇為不大于8mm，由第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體產(chǎn)生的光的分布可忽略受到反射性的第一反射器和第二反射器之間的距離的干擾。通過將該距離選擇為不小于6mm，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)由自然對流從第一反射器和第二反射器的熱轉(zhuǎn)移。因此，這個實施例的優(yōu)點在于它顯著增加了電燈從半導(dǎo)體光源移除熱量而不干擾光分布的能力。

在根據(jù)本發(fā)明的電燈的進(jìn)一步優(yōu)選實施例中，如果第一反射器和第二反射器是透明的和/或半透明的，則第一反射器和第二反射器之間的距離大于6mm且小于15mm。通過將該距離選擇為小于15mm，由第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體產(chǎn)生的光的分布可忽略受到透明的和/或半透明的第一反射器和第二反射器之間的距離的干擾。通過將該距離選擇為大于6mm，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)由自然對流從第一反射器和第二反射器的熱轉(zhuǎn)移。因此，這個實施例的優(yōu)點在于它顯著增加了電燈從半導(dǎo)體光源移除熱量而不干擾光分布的能力。

在根據(jù)本發(fā)明的電燈的進(jìn)一步優(yōu)選實施例中，第一半導(dǎo)體光源位于第一反射器面向遠(yuǎn)離該第二反射器的一邊，且其中的第二半導(dǎo)體光源位于第二反射器面向遠(yuǎn)離該第一反射器的一邊。在這個實施例中，第二半導(dǎo)體光源對第一反射器的加熱引起的輻射以及第一半導(dǎo)體光源對第二反射器的加熱引起的輻射被有效地最小化。因此，這個實施例有利地增加了第一反射器能夠從第一半導(dǎo)體光源移除熱量的效率，以及第二反射器能夠從第二半導(dǎo)體光源移除熱量的效率。

在根據(jù)本發(fā)明的電燈的進(jìn)一步優(yōu)選實施例中，第一反射器包括被第一半導(dǎo)體光源覆蓋的覆蓋表面區(qū)域和另一表面區(qū)域，其中另一表面區(qū)域大于該覆蓋表面區(qū)域。這個實施例使得第一反射器擁有可用于反射光和經(jīng)由對流轉(zhuǎn)移熱量的顯著區(qū)域。因此，這個實施例的優(yōu)點在于它使得第一反射器的功能對于第一半導(dǎo)體光源的尺寸來講是健壯的。

在根據(jù)本發(fā)明的電燈的進(jìn)一步優(yōu)選實施例中，第一反射器包括陶瓷材料。陶瓷材料以在提供足夠熱導(dǎo)性的同時具有相對高的反射率為特征。因此，這個實施例具有省略了需要為第一反射器提供反射涂層的優(yōu)點，從而減少了制造該電燈需要的處理步驟的數(shù)目。

在根據(jù)本發(fā)明的電燈的進(jìn)一步優(yōu)選實施例中，第一反射器被配置用作陶瓷印刷電路板。歸因于陶瓷材料呈現(xiàn)的顯著電阻特性，這個實施例有利地實現(xiàn)了印刷電路板和第一反射器的集成，從而進(jìn)一步減少了該電燈包括的元件數(shù)量。

在根據(jù)本發(fā)明的電燈的進(jìn)一步實際實施例中，包括安裝至第一反射器用于容納該半導(dǎo)體光源的透明光學(xué)腔室。

在根據(jù)本發(fā)明的電燈的進(jìn)一步優(yōu)選實施例中，該透明的光學(xué)腔室包括透明陶瓷材料。由于該透明陶瓷材料的熱導(dǎo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了諸如塑料或玻璃等通常采用的透明材料的熱導(dǎo)，在這個實施例中該透明光學(xué)腔室附加地用作熱沉。因此，這個實施例允許更有效率地冷卻該第一半導(dǎo)體光源。

附圖說明

圖1A示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的包括第一半導(dǎo)體光源和第二半導(dǎo)體光源的電燈的實施例。

圖1B提供了圖1A描繪的實施例的三維圖像。

圖2A示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的包括第一反射器和第二反射器的電燈的實施例。

圖2B提供了圖2A描繪的實施例的三維圖像。

圖3示意性地示出了包括用于將第一反射器機械地連接到燈座的籠子的電燈。

圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的包括相互平行的第一反射器和第二反射器的電燈的實施例，第一反射器和第二反射器被相互布置為大體等于該第一反射器的厚度和該第二反射器的厚度的距離。

圖5示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的包括大體彎曲的第一反射器和第二反射器的電燈的實施例。

圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的包括提供有圍繞第一半導(dǎo)體光源和第二半導(dǎo)體光源的缺口的第一反射器和第二反射器的電燈的實施例。

圖7A示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明的包括四個大體彎曲的反射器的電燈的實施例的底部視圖。

圖7B示意性地展示了圖7A描述的實施例的平面視圖。

具體實施方式

圖1A示意性地描繪了包括具有第一光軸105、且與反射性的第一反射器106進(jìn)行熱交換的第一半導(dǎo)體光源104的電燈102。該第一反射器被配置用于反射由第一半導(dǎo)體光源104在工作時產(chǎn)生的光。為此，該第一反射器106可以由陶瓷材料制成。此外，該第一反射器106被布置用于將所述第一半導(dǎo)體光源104在工作時產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移開。在進(jìn)一步的實施例中，該第一反射器106包括被第一半導(dǎo)體光源104覆蓋的覆蓋表面區(qū)域和另一表面區(qū)域，并且其中該另一表面區(qū)域大于該覆蓋表面區(qū)域，優(yōu)選地大兩倍且更優(yōu)選地大三倍。在這個特定例子中，電燈102進(jìn)一步包括具有第二光軸109的第二半導(dǎo)體光源108。其中，該第一半導(dǎo)體光源104和第二半導(dǎo)體光源108位于第一反射器106相互對立的兩邊。在這個特定例子中，第一印刷電路板110位于該第一半導(dǎo)體光源104和該第一反射器106之間從而提供其間的熱交換。類似地，第二印刷電路板112為了其間熱交換的目的被安裝在第二半導(dǎo)體光源108和第一反射器106之間。可選地，透明光學(xué)腔室114和116分別安裝在第一反射器106上以用于容納該第一半導(dǎo)體光源104和第二半導(dǎo)體光源108。優(yōu)選地，透明光學(xué)腔室114和116由諸如氧化鋁的透明陶瓷材料制成。該第一反射器106可以機械連接到燈座118上，燈座118被布置用于分別經(jīng)由第一印刷電路板110和第二印刷電路板112向該第一半導(dǎo)體光源104和第二半導(dǎo)體光源108提供電能。

圖2A示意性地描繪了包括具有第一光軸205、且與第一反射器206進(jìn)行熱交換的第一半導(dǎo)體光源204的電燈202。所述第一反射器206被布置用于將第一半導(dǎo)體光源204在工作時產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移開。該電燈進(jìn)一步包括具有第二光軸209、且與第二反射器210進(jìn)行熱交換的第二半導(dǎo)體光源208。該第二反射器210被配置用于將第二半導(dǎo)體光源208在工作時產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移開。在這個特定的實施例中，該第一反射器206和第二反射器210被安裝為相互大體平行的配置。其中，該第一半導(dǎo)體光源204位于該第一反射器206面向遠(yuǎn)離該第二反射器210的一邊，而該第二半導(dǎo)體光源208位于該第二反射器210面向遠(yuǎn)離該第一反射器206的一邊。該第一半導(dǎo)體光源204和第二半導(dǎo)體光源208與印刷電路板212電連接，可以經(jīng)由燈座214為該印刷電路板提供電能。備選地，為了向該印刷電路板212提供電能，可以采用電池?？蛇x地，透明光學(xué)腔室216和218分別被安裝至第一反射器206和第二反射器210，以容納該第一半導(dǎo)體光源204和第二半導(dǎo)體光源208。在這個特定實施例中，該第一反射器206在該光學(xué)腔室216下面的區(qū)域是反射性的。該第一反射器206的剩余區(qū)域是透明的。類似地，該第二反射器210在該光學(xué)腔室218下面的區(qū)域是反射性的而該第一反射器210的剩余區(qū)域是透明的。

圖3示意性地描繪了包括具有第一光軸305且與反射性的第一反射器306熱連接的第一半導(dǎo)體光源304的電燈302。該第一反射器306既能夠反射由第一半導(dǎo)體光源304在工作時產(chǎn)生的光又能夠?qū)⒃摪雽?dǎo)體光源304在工作狀況下產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移開。該第一反射器306通過籠子308機械地連接到燈座310。其中，所述籠子3080通常是開放結(jié)構(gòu)，例如包括多條棒312的結(jié)構(gòu)。第一透明光學(xué)腔室314可以被安裝到第一反射器306上。優(yōu)選地，該第一透明光學(xué)腔室314由透明陶瓷材料制成，從而增加熱轉(zhuǎn)移。

圖4示意性地描繪了包括與透明第一反射器406進(jìn)行熱交換的第一半導(dǎo)體光源404的電燈402。所述第一反射器406被布置用于將該第一半導(dǎo)體光源404在工作時產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移開。該電燈進(jìn)一步包括與透明第二反射器410進(jìn)行熱交換的第二半導(dǎo)體光源408。所述第二反射器410被布置用于將該第二半導(dǎo)體光源408在工作時產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移開。在這個特定的實施例中，該第一反射器406和第二反射器410以相互大體平行的配置安裝。進(jìn)一步地，在這個特定的實施例中，第一反射器406和第二反射器410之間的距離d1等于7mm。

優(yōu)選地，該第一反射器406和第二反射器410由陶瓷材料制成，例如硅酸鎂。歸因于后面材料的顯著電阻，該第一反射器406和第二反射器410能夠表現(xiàn)為陶瓷印刷電路板，即，包括印刷電路板，而不必為此進(jìn)一步安裝電絕緣。其中，該第一半導(dǎo)體光源404和第二半導(dǎo)體光源408位于相對于包括該第一反射器406和第二反射器410的結(jié)構(gòu)的相對的兩邊。該第一反射器406和第二反射器410與燈座412電連接。透明光學(xué)腔室416和418分別可選地安裝至第一反射器406和第二反射器410，以用于容納該第一半導(dǎo)體光源404和第二半導(dǎo)體光源408。優(yōu)選地，該透明光學(xué)腔室416和418由透明陶瓷材料制成。

圖5示意性地描繪了包括容納在第一透明光學(xué)腔室506中的第一半導(dǎo)體光源504的電燈502。該第一半導(dǎo)體光源504具有第一光軸508。該第一半導(dǎo)體光源504與反射性的第一反射器510熱連接。該第一反射器510既能夠反射由第一半導(dǎo)體光源504在工作時產(chǎn)生的光，又能夠?qū)⒃摰谝话雽?dǎo)體光源在工作狀況下產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移開。該電燈502進(jìn)一步包括容納在第二透明光學(xué)腔室514中、具有第二光軸516且與反射性的第二反射器518進(jìn)行熱交換的第二半導(dǎo)體光源512。該第二反射器518被配置用于反射由第二半導(dǎo)體光源512在工作時產(chǎn)生的光，以及用于將第二半導(dǎo)體光源512在工作狀況下產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移開。該第一反射器510和第二反射器518是大體彎曲的。為了增加沿著與第一光軸508和第二光軸516平行的具有顯著分量的方向反射光的能力，該第一反射器510和第二反射器518分別相對于該第一半導(dǎo)體光源504和第二半導(dǎo)體光源512是凹面。該第一反射器510和第二反射器518機械地連接到燈座520。

圖6示意性地展示了包括具有第一光軸606的第一半導(dǎo)體光源604的電燈602。該第一半導(dǎo)體光源604與第一反射器608熱連接。該第一反射器608能夠?qū)⒃摰谝话雽?dǎo)體光源604在工作狀況下產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移開。該電燈602進(jìn)一步包括第二半導(dǎo)體光源610，其具有第二光軸612，且與第二反射器614進(jìn)行熱交換。該第二反射器614被配置用于將第二半導(dǎo)體光源610在工作狀況下產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移開。為了將向后方向發(fā)射的光向類似于第一光軸606和第二光軸612的方向匯聚，分別在該第一半導(dǎo)體光源604和第二半導(dǎo)體光源612周圍為該第一反射器608和第二反射器614提供局部凹陷。為了反射的目的，該第一反射器608和第二反射器614在所述局部凹陷內(nèi)是反射性的。除了所述局部凹陷以外，該第一反射器608和第二反射器614是透明的。該第一反射器608和第二反射器614被機械地連接到燈座616。

圖7A以底部視圖的方式示意性地描繪了電燈702。該電燈包括第一半導(dǎo)體光源704和第二半導(dǎo)體光源706，其分別熱交換地安裝于第一反射器708和第二反射器710。參照圖7B，該第一半導(dǎo)體光源704提供有第一光軸705而該第二半導(dǎo)體光源706具有第二光軸707。該第一反射器708和第二反射器710被分別地配置用于既能夠反射工作時由該第一半導(dǎo)體光源704和第二半導(dǎo)體光源706產(chǎn)生的光，又能夠?qū)崃繌乃龅牡谝话雽?dǎo)體光源704和第二半導(dǎo)體光源706轉(zhuǎn)移開。參照圖7A，該電燈702進(jìn)一步包括第三半導(dǎo)體光源712和第四半導(dǎo)體光源714。該第三半導(dǎo)體光源712和第四半導(dǎo)體光源714分別與第三反射器716和第四反射器718進(jìn)行熱交換。該第一反射器708和第二反射器710被分別配置用于既反射該第一半導(dǎo)體光源704和第二半導(dǎo)體光源706在工作時產(chǎn)生的光，又用于將熱量從所述的第一半導(dǎo)體光源704和第二半導(dǎo)體光源706轉(zhuǎn)移開。從圖7B明顯看出，該第一反射器708和第二反射器710是大體彎曲的，從而將由該第一半導(dǎo)體光源704和第二半導(dǎo)體光源706在工作時產(chǎn)生的光沿特定方向匯聚。優(yōu)選地，該第一反射器和第二反射器的曲率是可調(diào)的，例如，通過由允許顯著塑性變形的材料制造所述第一反射器和第二反射器，從而能夠?qū)⒐饩€沿任何需要的方向匯聚。所有反射器可以被機械地安裝到燈座720。

盡管本發(fā)明已經(jīng)在附圖中和前述的描述中被詳細(xì)示出和描述，該圖示和描述應(yīng)被認(rèn)為是圖示性或示例性而非限制性的。本發(fā)明不限于公開的實施例。值得注意的是，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及其所有組成部分能夠采用本身已知的處理過程和材料制造。在權(quán)利要求和說明書中，術(shù)語“包括”不排除其他元件，不定冠詞“一”或“一個”不排除復(fù)數(shù)。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)記不應(yīng)視為限制范圍。應(yīng)進(jìn)一步注意的是，在該套權(quán)利要求中定義的特征的所有可能組合是本發(fā)明的一部分。