專利名稱：光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光源。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的管狀LED發(fā)光器件是已知的，其包括沿所述管的延伸方向布置且朝所 述管的光輸出耦合表面發(fā)光的多個(gè)LED。已知的管狀LED發(fā)光器件的一個(gè)變化方案包括每 個(gè)LED均具有約0. 06至0. 5W的光學(xué)功率的低功率LED，而已知的管狀發(fā)光器件的另一個(gè) 變化方案包括每個(gè)LED均具有約0. 5至IW的光學(xué)功率的高功率LED。所述第一低功率LED 變化方案的缺點(diǎn)是每個(gè)LED具有低的光學(xué)效率。因此，必須使用大量的LED，導(dǎo)致這類發(fā)光 器件的成本高。所述第二高功率LED變化方案可具有較高的光學(xué)效率，使得必須使用較少 的LED。然而，對(duì)于給定的管狀發(fā)光器件的長度，LED必須放置為彼此相隔一定的距離，使得 LED沿所述管以離散方式可見。這導(dǎo)致不期望的不均勻發(fā)光特性和耀眼，甚至在光輸出耦合 表面上使用特殊覆蓋物以避免亮點(diǎn)和暗點(diǎn)的器件中也是如此，其原因是常用的擴(kuò)散型覆蓋 物不能完全除去光輸出耦合表面上的亮點(diǎn)和暗點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供包括發(fā)光二極管的光源。該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求涉及有利的結(jié)構(gòu)和發(fā)展。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，該光源包括固定至第一末端部件和第二末端部件且 布置在所述第一和第二末端部件之間的管。該管沿從第一末端部件朝第二末端部件的主延 伸方向延伸，其中所述第一末端部件、所述管和第二末端部件限定和封閉內(nèi)部體積。而且，所述管具有管壁，所述管壁具有將所述第一末端部件連接至第二末端部件 的側(cè)面區(qū)域，其中所述側(cè)面區(qū)域的一部分形成所述光源的光輸出耦合表面。所述光源還包括位于所述光源內(nèi)部體積中且安裝到所述第一末端部件的至少一 個(gè)第一發(fā)光二極管(LED)，和位于所述光源內(nèi)部體積中且安裝到所述第二末端部件的至少 一個(gè)第二發(fā)光二極管。所述至少一個(gè)第一發(fā)光二極管和至少一個(gè)第二發(fā)光二極管中的每一 個(gè)都沿主要光束路徑發(fā)光，其中所述主要光束路徑沿所述管的方向進(jìn)行取向。特別地，所述 至少一個(gè)第一 LED和至少一個(gè)第二 LED沿相反的方向發(fā)光，即，所述至少一個(gè)第一 LED朝所 述第二末端部件發(fā)光，而所述至少一個(gè)第二 LED朝所述第一末端部件發(fā)光。主要光束路徑在此處及下文是指LED的平均發(fā)光方向，其中所述LED可以以例如 朗伯角形分布或其它角形分布發(fā)光。此外，所述光源包括覆蓋除所述光輸出耦合表面之外的所述管的所有內(nèi)表面的反 光片。與所屬領(lǐng)域中已知的管狀LED發(fā)光器件相比，根據(jù)本發(fā)明的光源包括朝所述管的 主延伸方向發(fā)光的第一和第二 LED。換言之，從LED向光輸出耦合表面發(fā)出的光明顯減少或 甚至被避免，使得可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。由于覆蓋除所述光輸出耦合表面之外的所述管的所有內(nèi)表面的反光片，所以可以將由所述第一和第二 LED發(fā)出的光更均勻地引到所述 光輸出耦合表面，使得可以獲得更均勻的發(fā)光。在另一實(shí)施方案中，所述第一和第二 LED中的每個(gè)均包括多個(gè)LED。特別地，多個(gè) 第一 LED可以安裝到第一末端部件，多個(gè)第二 LED可以安裝到第二末端部件，使得由所述光 源發(fā)出的光的強(qiáng)度可以增加并適于期望的強(qiáng)度。所述多個(gè)LED可以以由所有的多個(gè)LED中 或所述多個(gè)LED中的至少幾個(gè)形成的一組或幾組布置在各末端部件上。而且，所述至少一個(gè)第一和/或所述至少一個(gè)第二 LED可以包括透鏡，例如硅膠透 鏡，其適合于適應(yīng)LED的發(fā)光特性。在多個(gè)LED的情況下，每個(gè)LED都可具有透鏡。所述 LED優(yōu)選發(fā)出適合于發(fā)光目的的白光，例如暖白光或冷白光。此外，或者作為替代方案，所述 LED中的至少一個(gè)可以發(fā)出彩色光。優(yōu)選地，所述第一和第二 LED可具有大于0. 5W的光學(xué)功率，尤其優(yōu)選具有約IW或 甚至更大的光學(xué)功率。由于所述第一和第二 LED不向光輸出耦合表面直接發(fā)出光，而是主 要沿所述管的延伸方向發(fā)光，所以通過光輸出耦合表面不能直接觀察到LED，使得與現(xiàn)有技 術(shù)的管狀LED發(fā)光器件相比避免了亮點(diǎn)和暗點(diǎn)。在另一實(shí)施方案中，所述反光片包括銀層，這是因?yàn)殂y對(duì)于可見波長的光具有高 反射率。特別地，所述反光片對(duì)于由所述第一和第二 LED發(fā)射的光可具有至少95%、優(yōu)選至 少98%和尤其優(yōu)選約99%的反射率。所述反光片可以是柔性的箔，使其可以形成為任意期望的形狀，并且可以覆蓋任 意成形的管內(nèi)表面。有利的是，這可以為設(shè)計(jì)光源且尤其是管的形狀提供高度的靈活性。而 且，可以避免用反射材料鍍覆或涂覆所述管和/或所述末端部件。特別地，所述反光片可由銀箔或涂有銀層的塑料箔形成。此外，所述反光片可包括 一個(gè)或更多個(gè)片或箔。例如，所述管可具有圓筒形或矩形截面，使其可以為中空?qǐng)A筒形或中 空矩形管。在管具有矩形截面的情況下，可用反光片覆蓋后部內(nèi)表面(即與光輸出耦合表 面相對(duì)的內(nèi)表面)和內(nèi)側(cè)壁(即將后部內(nèi)表面連接至光輸出耦合表面的內(nèi)表面)。在另一實(shí)施方案中，所述管包括支撐反光片的后部，使得所述后部被所述反光片 覆蓋。而且，所述管可包括包含所述光輸出耦合表面的前部。因此，通過將后部固定至前部， 可以形成所述光源的管。所述管的兩部設(shè)計(jì)可有助于制造所述管，尤其有助于用反光片覆 蓋所述內(nèi)表面。所述管的前部可以是透明的，或者可以具有形成光輸出耦合表面的透明區(qū) 域。所述后部可以是透明的或不透明的。此外，所述管，或者在所述管的兩部設(shè)計(jì)的情況下，所述管的至少前部可以包含透 明塑料，例如聚碳酸酯或者有機(jī)玻璃或者玻璃，或者可由這些材料中的一種制成。而且，所述管可以填充有空氣。有利的是，這可意味著，在制造所述光源時(shí)不必采 取特殊的預(yù)防措施，尤其是所述光源(尤其是所述管)可以不必是氣密性的，所述光源不必 抽空，或者所述管不必充填特殊氣體如惰性氣體。在另一實(shí)施方案中，所述第一和第二末端部件的每一個(gè)都包括反射器狀凹陷，使 得所述末端部件中的每一個(gè)都具有形成為反射杯并可裝有至少一個(gè)第一 LED或至少一個(gè) 第二 LED的凹槽。換言之，所述至少一個(gè)第一 LED或至少一個(gè)第二 LED安裝在各個(gè)末端部 件的反射器狀凹陷中。優(yōu)選地，所述凹陷或凹槽適應(yīng)于所述管的形狀，使得從各個(gè)末端部件 及其凹陷平穩(wěn)過渡到所述管。
而且，所述第一和第二末端部件的反射器狀凹陷可用反光片覆蓋，使得除所述光 輸出耦合表面之外的所述光源的所有內(nèi)表面(包括除所述光輸出耦合表面之外的所述光 源的所有內(nèi)表面以及所述末端部件的所述反射器狀凹陷的表面)都被反光片覆蓋。所述反射器狀凹陷可形成為沿所述管的主延伸方向引導(dǎo)所述LED發(fā)射的光，這可 以增加從管的光輸出耦合表面發(fā)出的光的均勻性。在另一實(shí)施方案中，所述第一和第二末端部件各自包括散熱器。各散熱器可以包 括冷卻體，并且可以安裝或固定到第一或第二末端部件，或者可以與第一或第二末端部件 整體形成。有利的是，由至少一個(gè)第一 LED或所述至少一個(gè)第二 LED產(chǎn)生的熱可以傳遞到 所述第一和第二末端部件，并且可以通過散熱器進(jìn)一步耗散到周圍環(huán)境中，使得可以對(duì)所 述LED提供有效的冷卻。散熱器可以包括葉片、肋片、鰭片或其組合，或者其他適合于增加 散熱器的表面積以增加從散熱器到周圍環(huán)境的傳熱的裝置。第一和第二末端部件可包含鋁或可由鋁制成?；蛘撸谝缓偷诙┒瞬考捎蓛?yōu) 選具有高導(dǎo)熱性的其它材料例如銅制成。而且，在末端部件包括散熱器的情況下，散熱器可 由鋁或其它具有高導(dǎo)熱性的材料例如銅制成。在另一實(shí)施方案中，光輸出耦合表面包括擴(kuò)散或折射片。所述擴(kuò)散或折射片可定 位在光輸出耦合表面上和/或連接至光輸出耦合表面，并且可適合于使由光源發(fā)出的光進(jìn) 一步均勻化。擴(kuò)散或折射片可具有散射中心，通過該散射中心可以使光的空間和/或角度 分布增加和/或隨機(jī)化。例如，這類散射中心可以是反射的或折光的。例如，可以將顆粒形 式的散射中心嵌入例如由塑料組成的透明基體中。作為一個(gè)替代方案，散射中心還可以由 表面或界面結(jié)構(gòu)形成，其可以是不規(guī)則的或規(guī)則的。不規(guī)則結(jié)構(gòu)可以通過例如表面的粗糙 結(jié)構(gòu)形成，而規(guī)則結(jié)構(gòu)可具有例如微棱鏡結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施方案中，所述光源還包括用于控制至少一個(gè)第一 LED和第二 LED的電 子控制裝置。該電子控制裝置具有例如驅(qū)動(dòng)電路，被便利地設(shè)計(jì)用于控制光源的LED。該控 制裝置可以體現(xiàn)為控制芯片，例如IC芯片，并且還可以提供用于將光源電連接至外部電源 的合適連接器?？刂蒲b置可以布置在由管和末端部件形成的內(nèi)部空間之內(nèi)或之外?；蛘?， 控制裝置可放置在末端部件的凹槽或散熱器內(nèi)或這些元件之一的外側(cè)上。而且，光源可包括標(biāo)準(zhǔn)T5或T8燈座，使得光源可以用作常規(guī)放電管的替代物。


結(jié)合附圖，通過以下示例性實(shí)施方案的說明，其他特征、優(yōu)點(diǎn)和便利之處將變得明
Mo圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的光源的示意圖。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的具有多個(gè)LED的末端部件的示意圖。相同的、相同類型的和起相同作用的元件在附圖中用相同的附圖標(biāo)記表示。
具體實(shí)施例方式圖1顯示光源100，所述光源100包括管1，所述管1布置在第一末端部件2和第 二末端部件3之間。管1沿由虛線99所示出的主延伸方向延伸，并且具有與末端部件2、3 結(jié)合的兩個(gè)開口，使得管1、第一末端部件2和第二末端部件3限定并封閉內(nèi)部體積。
管1具有管壁，所述管壁具有形成管1外表面的側(cè)面區(qū)域10且將第一末端部件2 連接至第二末端部件3。側(cè)面區(qū)域10的一部分形成光源100的光輸出耦合表面11，其中管 1至少在由光輸出耦合表面11所限定的區(qū)域內(nèi)是透明的。此外，反光片6覆蓋除光輸出耦合表面11之外的管1的所有內(nèi)表面。反光片6包 含銀層。特別地，反光片6是涂銀的塑料箔，對(duì)可見光具有約99%的反射率。至少一個(gè)第一 LED 4和至少一個(gè)第二 LED 5位于光源100的內(nèi)部體積中。至少一 個(gè)第一 LED 4安裝到第一末端部件2，并且在工作期間沿主要光束路徑發(fā)光，所述主要光束 路徑沿管1的延伸方向99取向，并且用箭頭40示出。至少一個(gè)第二 LED 5安裝到第二末 端部件3，并且在工作期間也沿主要光束路徑發(fā)光，所述主要光束路徑沿管1的延伸方向99 取向，并且用箭頭50示出；使得至少一個(gè)第一 LED 4和至少一個(gè)第二 LED 5沿相對(duì)的方向 發(fā)光，即至少一個(gè)第一 LED 4朝第二末端部件3發(fā)光，而至少一個(gè)第二 LED 5朝第一末端部 件2發(fā)光。主要光束路徑40、50示出LED的平均發(fā)光方向，而LED可以以例如朗伯角形分布 或其它角形分布發(fā)光。特別地，沿管1的延伸方向99導(dǎo)向的主要光束路徑意味著，由第一 和第二 LED4、5發(fā)射的光的一部分可以直接發(fā)射到管壁，因此也可以直接發(fā)射到光輸出耦
合表面。第一和第二LED 4、5發(fā)射白光，例如暖白光或冷白光，并且具有約IW光學(xué)功率。將 結(jié)合圖2描述LED的其他結(jié)構(gòu)。第一和第二末端部件2、3各自均具有分別安裝第一和第二 LED4、5的反射器狀凹 陷。如圖1所示，反光片6覆蓋末端部件2、3的凹陷。而且，光源100具有與末端部件2、3整體形成的散熱器7、8，其可以將由LED 4、5 產(chǎn)生的熱耗散到周圍環(huán)境中。末端部件2、3和散熱器7、8由鋁制成。由于覆蓋管1的所有內(nèi)表面的反光片6和末端部件2、3的反射器狀凹陷，可以使 由LED 4、5發(fā)出的光在光源100的內(nèi)部體積中有效地隨機(jī)化，使得光源100通過光輸出耦 合表面以均勻發(fā)光特性發(fā)光。光源100還可以包括用于控制LED 4、5的電子控制裝置(未顯示)，其例如可以置 于散熱器7、8之一的凹槽內(nèi)或靠近散熱器7、8之一。為了提高穿過光輸出耦合表面11而發(fā)出的光的均勻性，可以將一個(gè)或幾個(gè)擴(kuò)散 和/或反光片定位在光輸出耦合表面11上(未顯示)。所示實(shí)施方案的管1具有在末端部件2、3之間的約600mm的長度和矩形截面，使 得光輸出耦合表面11是平坦的，并且管具有兩個(gè)側(cè)壁和與光輸出耦合表面11相對(duì)的后壁， 其被反光片6覆蓋。為了有助于制造光源100，管具有兩部分，即由兩個(gè)側(cè)壁和后壁構(gòu)成的 后部和包括光輸出耦合表面11且固定至后部的前部。管1由透明塑料例如聚碳酸酯或有 機(jī)玻璃制成?；蛘?，管1可由玻璃制成。光源100可包括標(biāo)準(zhǔn)T5或T8燈座，使得光源可用作常規(guī)放電管的替換物。圖2更詳細(xì)地顯示用于圖1光源100的第一末端部件2的另一示例實(shí)施方案，沿 管1的延伸方向99且與LED 4的發(fā)光方向相對(duì)的方向觀察。對(duì)應(yīng)的第二末端部件3與圖 2的第一末端部件2類似。在該特定實(shí)施方案中，六個(gè)LED 4分為三組(每組兩個(gè)LED 4)安裝。每個(gè)LED 4具有約IW的光學(xué)輸出功率，使得具有兩個(gè)這種末端部件的光源可發(fā)出具有約12W的光學(xué)功 率的光。已發(fā)現(xiàn)該光學(xué)功率適合于例如具有約600mm的管長的光源100。每個(gè)LED 4是可表 面安裝的，并且具有硅膠透鏡以適應(yīng)發(fā)光特性。LED 4不需要其他封裝物或其他光學(xué)裝置。 因此舉例來說，OSLON型LED (制造商0SRAM OptoSemiconductor GmbH)是合適的。LED可 設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生混合顏色的光，或者特別是白光。每個(gè)LED都具有約3mmX 3mm的表面積。此外，由圖2可見，末端部件2具有適于結(jié)合圖1描述的矩形管1 (具有相同尺寸 的截面)的矩形形狀。末端部件2具有如圖1所示的反射器狀凹陷，其中安裝有多個(gè)LED 并且被反光片覆蓋。末端部件2的反射器狀凹陷具有與矩形的較長側(cè)垂直的深度為約25mm 和高度為約20mm(與矩形的較短側(cè)對(duì)應(yīng))的拋物線形截面。根據(jù)附圖所示實(shí)施方案的光源100可以包括說明書概述部分中描述的其他或替 代特征或其組合。由于中空管，所以本發(fā)明的光源提供了具有高功率LED和包括反光片的特殊設(shè)計(jì) 的光學(xué)系統(tǒng)的“空氣引導(dǎo)”技術(shù)，以經(jīng)由光輸出耦合表面提供均一和均勻的發(fā)光。此外，由 于反光片，可以改善效率和緊密性，這是因?yàn)楣鈱W(xué)裝置、熱裝置和電子裝置全都可以集成在 光源中。由于反光片的使用，管的內(nèi)表面可以任意形成。本發(fā)明的光源可用于室內(nèi)照明或例如用作冰箱照明。本發(fā)明不受基于示例性實(shí)施方案的描述的限制。相反，本發(fā)明涵蓋任何新的特征 以及特征的任何組合，尤其包括本專利的權(quán)利要求中的特征的任何組合，即使該特征或該 組合自身在專利權(quán)利要求或示例性實(shí)施方案中并未明確指出。
權(quán)利要求
1.一種光源，包括-固定至第一和第二末端部件0、3)的管(1)，所述管(1)具有側(cè)面區(qū)域(10)，其中所 述側(cè)面區(qū)域(10)的一部分包括所述光源的光輸出耦合表面(11)，-安裝到所述第一末端部件O)的至少一個(gè)第一發(fā)光二極管(4)和安裝到所述第二末 端部件C3)的至少一個(gè)第二發(fā)光二極管(5)，所述第一和第二發(fā)光二極管(4、幻中的每一個(gè) 都沿所述管(1)的主延伸方向(99)發(fā)光，和-覆蓋除所述光輸出耦合表面(11)之外的所述管(1)的所有內(nèi)表面的反光片(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源，其中所述反光片(6)包括銀層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中所述反光片(6)對(duì)于由所述第一和第二發(fā)光 二極管(4、5)所發(fā)出的光具有至少95%的反射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中所述管(1)具有圓筒形或矩形截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中所述管(1)包括支撐所述反光片(6)的后部 和包括所述光輸出耦合表面(11)的前部，所述前部固定至所述后部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中所述管(1)是填充有空氣的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中所述第一和第二末端部件0、3)中的每一個(gè) 均包括反射器狀凹陷，所述凹陷支撐所述至少一個(gè)第一或第二發(fā)光二極管(4、5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光源，其中所述反射器狀凹陷中的每一個(gè)都由所述反光片 (6)覆蓋。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中所述第一和第二末端部件0、3)中的每一個(gè) 都包括散熱器(7、8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中所述第一和第二末端部件(2、；3)包含鋁。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中所述管(1)由塑料或玻璃制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中所述光輸出耦合表面(11)包括擴(kuò)散和/或 折射片。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中所述第一和第二發(fā)光二極管(4、幻中的每一 個(gè)都包括多個(gè)發(fā)光二極管。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，其中所述第一和第二發(fā)光二極管(4、幻中的每一 個(gè)都包括硅膠透鏡。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光源，還包括用于控制至少一個(gè)所述第一和第二發(fā)光二 極管G、5)的電子控制裝置。
全文摘要
提供一種光源，其包括固定至第一和第二末端部件(2、3)的管(1)，所述管(1)具有側(cè)面區(qū)域(10)，其中所述側(cè)面區(qū)域(10)的一部分包括所述光源的光輸出耦合表面(11)；安裝到所述第一末端部件(2)的至少一個(gè)發(fā)光二極管(4)和安裝到所述第二末端部件(3)的至少一個(gè)發(fā)光二極管(5)，所述第一和第二發(fā)光二極管(4、5)中的每一個(gè)都沿所述管(1)的主延伸方向(99)發(fā)光；和覆蓋除所述光輸出耦合表面(11)之外的所述管(1)的所有內(nèi)表面的反光片(6)。
文檔編號(hào)F21V19/00GK102141231SQ20101010478
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者吳森, 梁鎮(zhèn)求, 盛鋒 申請(qǐng)人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司