用于在固態(tài)定向燈中使用的混合固態(tài)發(fā)射器印刷電路板的制作方法
【專利摘要】公開一種用于在固態(tài)定向燈中使用的組件。該組件包括多層FR4印刷電路板(110)和與多層FR4印刷電路板(110)組裝在一起的金屬散熱器(112)。組件構(gòu)造成安裝多個固態(tài)光發(fā)射器(106)。多層FR4印刷電路板(110)限定孔口，并且金屬散熱器的至少一部分定位在多層FR4印刷電路板的孔口中。散熱器的定位在多層FR4印刷電路板的孔口中的部分與熱消散器件連通。
【專利說明】用于在固態(tài)定向燈中使用的混合固態(tài)發(fā)射器印刷電路板
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請涉及2011年6月23日提交的名稱為“Retroref lective, Mult1-ElementDesign for a Solid State Directional Lamp (固態(tài)定向燈的回射式多兀件設(shè)計)”的美國專利申請 N0.13/167, 351 ;2011 年 6 月 23 日提交的名稱為“Solid State DirectionalLamp Including Retroref lective, Mult1-Element Directional Lamp Optic (包括回身寸式多元件定向燈光學(xué)器件的固態(tài)定向燈)”的美國專利申請N0.13/167，394 ；2011年6月23 日提交的名稱為 “Solid State Retroreflective Directional Lamp (固態(tài)回射式定向燈)”的美國專利申請N0.13/167,410 ;以及2011年6月23日提交的名稱為“Solid StateDirectional Lamp (固態(tài)定向燈)”的美國專利申請N0.29/394，990，它們中的各個通過引用而整體地結(jié)合在本文中。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如發(fā)光二極管(“LED”)的固態(tài)光發(fā)射器已經(jīng)成為對白熾光燈泡和熒光燈泡的合乎需要的替代，因為它們的能效高且壽命長。當開發(fā)固態(tài)定向燈時，用來提供受控光束的典型方法包括單獨的固態(tài)光發(fā)射器，在各個固態(tài)光發(fā)射器前面有總內(nèi)部反射(“TIR”)光學(xué)器件。此方法的缺點是燈面的外觀，少至一個和多至九個TIR透鏡被點亮，未點亮區(qū)域顯示在各個光學(xué)器件之間。由于大型TIR光學(xué)器件昂貴且制造起來困難，所以許多包括固態(tài)發(fā)射器的現(xiàn)有的燈都使用三個或更多個較小的透鏡。但是，TIR透鏡的面上的強光和燈的支承結(jié)構(gòu)之間的對比使得外觀不吸引人，尤其是在這些燈安裝在較低的安裝高度處，或者安裝在向下照光的凹陷筒中時。因此，改進的固態(tài)燈是合乎需要的，它提供低的面亮度，而且在燈面上看不到單獨的固態(tài)光發(fā)射器，其它設(shè)計就看得到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決提供一種固態(tài)定向燈的需要，該固態(tài)定向燈提供低的面亮度，并且在燈面上看不見單獨的固態(tài)光發(fā)射器，所以提供利用固態(tài)光發(fā)射器的一種固態(tài)定向燈，固態(tài)光發(fā)射器將光引導(dǎo)到反射器中，反射器包括分段拋物面和鏡面壁。另外，由于固態(tài)光發(fā)射器定位在固態(tài)定向燈設(shè)計內(nèi)，所以公開的固態(tài)定向燈提供允許空氣流通過燈的空氣通路，這在工作期間提供冷卻。
[0004]一方面，公開一種固態(tài)定向燈。燈包括與金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板。燈另外包括定位在組裝好的印刷電路板和金屬散熱器上的固態(tài)光發(fā)射器。金屬散熱器構(gòu)造成傳導(dǎo)固態(tài)光發(fā)射器在被通電時產(chǎn)生的熱。
[0005]另一方面，公開一種用于在燈中使用的組件。組件包括印刷電路板和與印刷電路板組裝在一起的金屬散熱器。組裝好的印刷電路板和金屬散熱器構(gòu)造成安裝固態(tài)光發(fā)射器。另外，金屬散熱器構(gòu)造成傳導(dǎo)固態(tài)光發(fā)射器在被通電時產(chǎn)生的熱。金屬散熱器典型地與熱消散器件連通?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0006]參照以下附圖和描述可更好地理解描述的系統(tǒng)。參照以下附圖來描述非限制性且非窮盡性描述。圖中的構(gòu)件不必成比例，而是將重點放在說明原理上。在圖中，相同參考標號可在不同的圖中表示相同部件，除非另有規(guī)定。
[0007]圖1是固態(tài)定向燈的一個實施方式的透視圖；
圖2是圖1的固態(tài)定向燈的分解圖；
圖3是固態(tài)定向燈的殼體的一個實施方式的俯視圖；
圖4是圖3的殼體的俯視透視圖；
圖5是圖3的殼體的仰視圖；
圖6是圖3的殼體的仰視透視圖。
[0008]圖7是固態(tài)定向燈的反射器的一個實施方式的俯視圖；
圖8是圖7的反射器的透視圖；
圖9是定位在分段拋物面的焦點處的固態(tài)光發(fā)射器的放大橫截面圖，固態(tài)光發(fā)射器將光線發(fā)射到分段拋物面中，并且將光線發(fā)射到鏡面壁中。
[0009]圖10是與固態(tài)方向燈的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的一個實施方式的俯視圖；
圖11是與圖10的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的俯視透視圖；
圖12是與圖10的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的仰視圖；
圖13是與圖10的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的仰視透視圖；
圖14是與圖10的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的橫截面圖；
圖15是圖1的固態(tài)定向燈的橫截面圖；
圖16是熱流程圖，其示出當圖1的固態(tài)方向燈以其朝下的主要定向上工作時的空氣流和溫度；
圖17是固態(tài)定向燈的另一個實施方式的分解圖；
圖18是圖17的固態(tài)定向燈的透視圖；
圖19是圖17的固態(tài)定向燈的俯視圖；
圖20是固態(tài)定向燈的殼體的另一個實施方式的透視圖；
圖21是圖20的殼體的仰視圖；
圖22是固態(tài)定向燈的反射器的另一個實施方式的透視圖；
圖23是圖22的反射器的俯視圖；
圖24是與固態(tài)定向燈的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的另一個實施方式的透視圖；
圖25是與圖24的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的仰視圖；
圖26是與圖24的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的仰視透視圖；
圖27是與圖24的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的俯視圖；
圖28是與圖24的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的橫截面圖；
圖29是圖17的固態(tài)定向燈的橫截面圖；
圖30是固態(tài)定向燈的另一個實施方式的分解圖；
圖31是圖30的固態(tài)定向燈的透視圖； 圖32是圖30的固態(tài)定向燈的俯視圖；
圖33是固態(tài)定向燈的殼體的另一個實施方式的透視圖；
圖34是圖33的殼體的俯視圖；
圖35是固態(tài)定向燈的反射器的另一個實施方式的透視圖；
圖36是圖35的反射器的俯視圖；
圖37是圖30的固態(tài)定向燈的一部分的分解圖；
圖38是圖37的固態(tài)定向燈的一部分的透視圖；
圖39是與固態(tài)定向燈的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的另一個實施方式的透視圖；
圖40是與圖39的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的仰視圖；
圖41是與圖39的金屬散熱器組裝在一起的印刷電路板的橫截面圖；
圖42是電連接到第二印刷電路板和功率組件上的主印刷電路板的透視圖；
圖43是圖30的固態(tài)定向燈的橫截面圖；
圖44是圖30的固態(tài)定向燈的另一個橫截面圖；
圖45是固態(tài)定向燈的另一個實施方式的分解圖；
圖46是固態(tài)定向燈的殼體的另一個實施方式的透視圖；
圖47是圖36的殼體的俯視圖；
圖48是圖45的固態(tài)定向燈的一部分的分解圖；
圖49是圖48的固態(tài)定向燈的一部分的透視圖；以及 圖50是圖45的固態(tài)定向燈的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0010]本公開涉及固態(tài)定向燈設(shè)計，它包括回射式多元件燈光學(xué)器件和混合固態(tài)發(fā)射器印刷電路板。公開的固態(tài)定向燈提供低的面亮度，而且在燈面上看不見單獨的固態(tài)光發(fā)射器。另外，描述的固態(tài)定向燈提供允許空氣在工作期間流過固態(tài)定向燈的空氣通路。
[0011]如本文所用，用語“和/或”包括一個或多個相關(guān)聯(lián)的所列項目中的任一個和所有組合。本文描述的所有數(shù)量是近似的，而且不應(yīng)認為是精確的，除非這么說明了。
[0012]雖然用語“第一”、“第二”等可在本文用來描述各種元件、構(gòu)件、區(qū)域、層、區(qū)段和/或參數(shù)，但這些元件、構(gòu)件、區(qū)域、層、區(qū)段和/或參數(shù)不應(yīng)由這些用語限制。這些用語僅用來區(qū)分一個元件、構(gòu)件、區(qū)域、層或區(qū)段與另一個區(qū)域、層或區(qū)段。因而，下面論述的第一元件、構(gòu)件、區(qū)域、層或區(qū)段可被稱為第二元件、構(gòu)件、區(qū)域、層或區(qū)段，而不偏離有本發(fā)明的主題的教導(dǎo)。
[0013]將理解的是，當?shù)谝辉?諸如層、區(qū)域或襯底)被稱為在第二元件“上”，或者“延伸到”第二元件上，或者“安裝在”第二元件上時，第一元件可直接在第二元件上，或者直接延伸到第二元件上，或者一個或多個居間結(jié)構(gòu)(其各側(cè)或相對側(cè)與第一元件、第二元件或一個居間結(jié)構(gòu)接觸)可分開第一元件和第二元件。相反，當元件被稱為“直接在”另一個元件上，或者“直接延伸到”另一個元件上時，不存在居間元件。還將理解的是，當元件被稱為“連接”或“聯(lián)接”到另一個元件上，它可與其它元件直接連接或聯(lián)接，或者可存在居間元件。相反，當元件被稱為“直接連接”或“直接聯(lián)接”到另一個元件上時，不存在居間元件。另外，第一元件在第二元件“上”的陳述與第二元件在第一元件“上”的陳述同義。
[0014]諸如“下部”、“底部”、“下面”、“上面”、“頂部”、“上方”、“水平”或“豎向”的相對用語在本文可用來描述一個元件與另一個元件的關(guān)系，如圖中示出的那樣。這種相對用語意于包含裝置的除了圖中描繪的定位之外的不同的定向。例如，如果圖中的裝置倒過來，則所描述的在其它元件的“下側(cè)”的元件就定向在其它元件的“上側(cè)”。因此示例性用語“下部”可包含“下部”和“上部”定向兩者，這取決于圖的特定定向。類似地，如果一幅圖中的裝置倒過來，則被描述成在其它元件“下面”或“下方”的元件就定向成在其它元件“上方”。因此示例性用語“下面”或“下方”可包含上方和下方定向兩者。
[0015]在本文參照橫截面視圖來描述本發(fā)明的實施例，橫截面視圖示出本發(fā)明的實施例的示意圖。因而，層的實際厚度可不同，因此預(yù)計示意圖的形狀由于例如制造技術(shù)和/或公差的原因而有變化。不應(yīng)將本發(fā)明的實施例理解為局限于本文示出的區(qū)域的特定形狀，而是包括由于例如制造引起的形狀偏差。由于正常制造公差的原因，被示為或描述為正方形或長方形的區(qū)域?qū)⒌湫偷鼐哂袌A形或曲線特征。因而，圖中示出的區(qū)域自然是示意性的，而且它們的形狀不意于說明裝置的區(qū)域的確切形狀，而且不意于限制本發(fā)明的范圍。
[0016]圖1是固態(tài)定向燈的一個實施方式的透視圖，而圖2是圖1中示出的固態(tài)方向燈的分解圖。固態(tài)定向燈100可包括殼體102、反射器104、固態(tài)光發(fā)射器106、包括印刷電路板110和金屬散熱器112的組件108、透鏡114和功率供應(yīng)殼體116。將理解的是，雖然圖1示出功率供應(yīng)殼體116限定圓螺紋(edison screw)，但在其它實施方式中，功率供應(yīng)殼體116可限定用于在利用除了圓螺紋之外的連接的燈具中使用的其它形狀。
[0017]在一些實施方式中，固態(tài)方向燈100的殼體102在尺寸上設(shè)置成符合標準PAR 20燈泡、標準PAR30燈泡或標準PAR38燈泡，或商用的輪廓為PAR20、PAR30或PAR38的燈泡的形狀。但是，在其它實施方式中，固態(tài)定向燈100的殼體102可在尺寸上設(shè)置成其它標準化或非標準化燈泡形狀，諸如MR16燈、R燈(諸如R20、R30或R40燈)、ER燈(諸如ER30或ER40 燈)或 BR 燈(諸如 BR2O、BR30 或 BR40 燈)。
[0018]如下更詳細地闡明的那樣，一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106定位在燈100中，使得當被通電時，一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106將光線直射向定位在殼體102的內(nèi)部中的反射器104。反射器104將接收到的光線引導(dǎo)出透鏡114，以及引導(dǎo)光線遠離固態(tài)定向燈100。由于結(jié)合在透鏡114內(nèi)的顏色混合特征的原因，固態(tài)定向燈100的正面看上去是均勻的。
[0019]另外，如下更詳細地闡明的那樣，由于一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106置于固態(tài)定向燈100內(nèi)，所以提供允許空氣流過燈100的空氣通路118。當定位在空氣通路118的周邊附近的一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106被通電時，空氣通路118協(xié)助對燈提供冷卻。
[0020]在一些實施方式中，固態(tài)定向燈102中的固態(tài)光發(fā)射器106可為發(fā)光二極管。發(fā)光二極管是將電流轉(zhuǎn)換成光的半導(dǎo)體裝置。由于越來越多的原因，在不同的領(lǐng)域中越來越多地使用多種發(fā)光二極管。更特別地，發(fā)光二極管是半傳導(dǎo)裝置，當跨過P-η結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)用電勢差時，半傳導(dǎo)裝置發(fā)射光(紫外光、可見光或紅外光)。有許多制作發(fā)光二極管和相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)的方式，本發(fā)明的主題可采用任何這樣的裝置。
[0021]發(fā)光二極管通過跨過半導(dǎo)體活性(發(fā)光)層的傳導(dǎo)帶和價帶之間的帶隙激勵電子而產(chǎn)生光。電子躍遷會產(chǎn)生一定的波長的光，波長取決于帶隙。因而，由發(fā)光二極管發(fā)射的光的顏色(波長)(和/或電磁輻射的類型，例如，紅外光、可見光、紫外光、近紫外光等和它們的任何組合)取決于發(fā)光二極管的活性層的半導(dǎo)體材料。
[0022]表達“發(fā)光二極管”在本文用來表示基本半導(dǎo)體二極管結(jié)構(gòu)(即，芯片)。(例如)在電子商店中出售的常見且可在市場上獲得的“LED”典型地表示由多個部件組成的“成套”裝置。這些成套裝置典型地包括:基于半導(dǎo)體的發(fā)光二極管，諸如(但不限于)美國專利N0.4, 918, 487,N0.5，631，190和N0.5，912，477中描述的那些；各種導(dǎo)線連接；以及封裝發(fā)光二極管的包裝體。
[0023]傳統(tǒng)LED的制造一般是已知的，而且僅在本文對此進行簡要論述?？墒褂靡阎に噥碇圃霯ED，適當?shù)墓に囀鞘褂媒饘儆袡C化學(xué)氣相淀積(MOCVD)進行制造。LED的層大體包括夾在相反地摻雜的第一和第二外延層之間的活性層/區(qū)域，它們?nèi)慷歼B續(xù)地形成于生長襯底上。LED可形成于晶片上，然后將它們分開，以將它們安裝在包裝體中。要理解的是，生長襯底可保持為最終的分開LED的一部分，或者可全部或部分地移除生長襯底。
[0024]還要理解的是，也可在LED中包括額外的層和元件，包括(但不限于)緩沖層、核化層、接觸層和電流傳播層，以及光提取層和元件。活性區(qū)域可包括單量子勢阱(SQW)、多量子勢阱(MQW)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)或超晶格結(jié)構(gòu)。活性區(qū)域和摻雜層可由不同的材料體系制成，優(yōu)選材料體現(xiàn)為基于III族氮化物的材料體系。III族氮化物指的是形成于氮和元素周期表的第III族中的元素(通常是鋁(Al)、鎵(Ga)和銦(In))之間的那些半導(dǎo)體化合物。該用語也被稱為三重和四重化合物，諸如氮化鋁鎵(AlGaN)和氮化鋁銦鎵(AlInGaN)。在優(yōu)選實施例中，摻雜層是氮化鎵(GaN)，而活性區(qū)域是InGaN。在備選實施例中，摻雜層可為AlGaN、鋁鎵砷化物(AlGaAs)或磷化砷化鋁鎵銦(AlGaInAsP)。
[0025]生長襯底可由許多材料制成，諸如藍寶石、碳化硅、氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)，適當?shù)囊r底是碳化硅的4H多型體，但也可使用其它碳化硅多型體，包括3C、6H和15R多型體。碳化硅具有某些優(yōu)點，諸如與藍寶石相比，與III族氮化物更匹配的晶格，并且碳化硅會產(chǎn)生品質(zhì)較高的III族氮化物膜。碳化硅還具有非常高的導(dǎo)熱率，使得碳化硅上的III族氮化物裝置的總輸出功率不受襯底的熱消散限制(一些裝置形成于藍寶石上的情況就是這樣)?？蓮谋笨_來納州Durham的克里研究公司(Cree Research, Inc.)獲得SiC襯底，而且在科學(xué)文獻中和在美國專利N0.Re.34,861 ;4，946，547和5，200，022中闡述了它們的生產(chǎn)方法。
[0026]LED還可包括傳導(dǎo)性電流傳播結(jié)構(gòu)和在頂表面上的接線墊，它們兩者都由傳導(dǎo)性材料制成，可使用已知方法淀積傳導(dǎo)性材料?？捎糜谶@些元件的一些材料包括Au、Cu、N1、In、Al、Ag或它們的組合，以及傳導(dǎo)性氧化物和透明的傳導(dǎo)性氧化物。電流傳播結(jié)構(gòu)可包括在LED上布置成柵格的傳導(dǎo)性指狀物，指狀物隔開，以增強從墊傳播到LED的頂表面中的電流。在工作中，如下面描述的那樣，通過接線對墊應(yīng)用電信號，并且電信號通過電流傳播結(jié)構(gòu)的指狀物和頂表面而傳播到LED中。通常在頂表面為P型的LED中使用電流傳播結(jié)構(gòu)，但電流傳播結(jié)構(gòu)也可用于η型材料。
[0027]可用一種或多種磷光體涂覆本文描述的一些或所有LED，磷光體吸收至少一些LED光，并且發(fā)射不同波長的光，使得LED發(fā)射來自LED和磷光體的光的組合。在一些實施方式中，發(fā)射白光的LED具有發(fā)射波長光譜為藍色的光的LED，并且磷光體吸收一些藍光，以及重新發(fā)射黃色。LED發(fā)射藍光和黃光的白光組合。在其它實施方式中，LED芯片發(fā)射藍光和黃光的非白光組合，如美國專利N0.7，213，940中描述的那樣。在一些實施方式中，磷光體包括可從市場上獲得的YAG: Ce，但是通過使用由基于(Gd，Y) 3 (Al, Ga) 5012: Ce體系(諸如Y3Al5O12:Ce (YAG))的磷光體制成的轉(zhuǎn)換顆粒，全范圍的廣泛黃色光譜發(fā)射是可行的。可用于發(fā)射白色的LED芯片的其它黃磷光體包括:Tb3_xREx012:Ce(TAG) ；RE=Y, Gd，La，Lu ;或Sr2_x_yBaxCayS i O4: Eu。
[0028]發(fā)射紅光的LED可包括容許直接從活性區(qū)域中發(fā)射紅光的LED結(jié)構(gòu)和材料。備選地，在其它實施例中，發(fā)射紅色的LED可包括被吸收LED光且發(fā)射紅光的磷光體覆蓋的LED0 適合這個結(jié)構(gòu)的一些磷光體可包括:Lu2O3:Eu3+ ； (Sr2_xLax) (Ce1^xEux) O4 ；Sr2^xEuxCeO4 ；SrTiO3: Pr3+, Ga3+ ;CaAlSiN3:Eu2+ ;以及 Sr2Si5N8: Eu2+。
[0029]可使用許多不同的方法對被涂覆的LED涂覆磷光體，在美國專利申請N0.11/656，759和N0.11/899，790中描述了一種適當?shù)姆椒?，這兩項專利申請的名稱都為“ Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated UtilizingMethod(晶片級磷光體涂覆方法和用該方法制成的裝置)”，它們兩者都通過引用而結(jié)合在本文中。備選地，可使用其它方法來涂覆LED，諸如電泳淀積(EH))，在名稱為“Close LoopElectrophoretic Deposition of Semiconductor Devices (半導(dǎo)體裝置的閉環(huán)電泳淀積)”的美國專利申請N0.11/473，089中描述了適當?shù)腅TO方法，該申請也通過引用而結(jié)合在本文中。要理解的是，根據(jù)本發(fā)明的LED總成也可具有多個顏色不同的LED，它們中的一個或多個可發(fā)射白色。
[0030]本文描述的次基臺(submount)可由許多不同的材料形成，優(yōu)選材料是電絕緣的，諸如介電元件，次基臺在LED陣列和構(gòu)件背側(cè)之間。次基臺可包含陶瓷，諸如氧化鋁、氮化鋁、碳化硅，或聚合物材料，諸如聚酰胺和聚酯等。在一個實施例中，介電材料具有高導(dǎo)熱率，諸如在氮化鋁和碳化硅的情況下。在其它實施例中，次基臺可包含高反射性材料，諸如反射性陶瓷或金屬(諸如銀)層，以增強從構(gòu)件中提取的光。在其它實施例中，次基臺可包括印刷電路板(PCB)、氧化鋁、藍寶石或硅或任何其它適當?shù)牟牧?，諸如可從明尼蘇達州的查哈森的貝格斯公司(Bergquist Company)獲得的T-Clad熱包層隔離襯底材料。對于PCB實施例，可使用不同的PCB類型，諸如標準FR-4 PCB、金屬芯PCB，或者任何其它類型的印刷電路板。
[0031]圖3-6示出固態(tài)定向燈100的殼體102的一個實施方式的不同的視圖。圖3是殼體102的俯視圖；圖4是殼體102的俯視透視圖；圖5是殼體102的仰視圖；而圖6是殼體102的仰視透視圖。
[0032]在一些實施方式中，殼體102可包含鋁。但是，在其它實施方式中，殼體102可包含例如鎂、鎂/鋁合金，或者其它導(dǎo)熱的熱塑性材料。其它實施方式又可包含燒結(jié)金屬，燒結(jié)金屬可包括基于鋁但用金屬(諸如銅)浸潰的復(fù)合物，以改進導(dǎo)熱性，或者提供其它合乎需要的機械屬性、熱屬性或電屬性。
[0033]參照圖3和4，殼體102可限定空氣通路118?？諝馔?18構(gòu)造成允許空氣從殼體102的一側(cè)流到殼體102的另一側(cè)。在一些實施方式中，殼體102另外可在空氣通路118內(nèi)限定一個或多個翅片122。翅片122可協(xié)助引導(dǎo)空氣流通過空氣通路118，以及對殼體102提供增大的表面積，以在工作期間協(xié)助冷卻定向燈100。當固態(tài)定向燈100組裝好且一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106被通電時，流過空氣通路118的空氣對燈提供冷卻，如下更詳細地闡明的那樣。[0034]殼體102另外在殼體102的第一側(cè)限定內(nèi)部區(qū)域120。內(nèi)部區(qū)域120構(gòu)造成使得當固態(tài)定向燈100組裝好時，反射器104可定位在殼體102的內(nèi)部區(qū)域120內(nèi)。在一些實施方式中，內(nèi)部區(qū)域的輪廓與反射器104的輪廓相符。例如，如果反射器104限定下面描述的一個說明性示例中的多個分段拋物面，則內(nèi)部區(qū)域的輪廓在形狀上設(shè)置成接受多個分段拋物面。如圖3和4中顯示的那樣，空氣通路118穿過殼體102的內(nèi)部區(qū)域120，使得空氣可流過殼體102的內(nèi)部區(qū)域。
[0035]參照圖5和6，在一些實施方式中，殼體102另外可在殼體102的第二側(cè)限定多個翅片124，第二側(cè)與殼體的限定內(nèi)部區(qū)域120的一側(cè)相對。在一些實施方式中，反射器104和殼體102的互補內(nèi)部區(qū)域120的深度較淺，使得在殼體102的第二側(cè)的多個翅片124占據(jù)殼體102的大部分體積，并且因而構(gòu)成燈100的大部分體積。例如，在一些實施方式中，當燈100組裝好時，殼體102占用燈100的至少75%的體積。
[0036]通過對殼體102提供增大的表面積以散熱，在殼體102的第二側(cè)的多個翅片124可用作殼體102的熱沉。因此，應(yīng)當理解，反射器104的淺的性質(zhì)允許固態(tài)方向燈100在殼體102的第二側(cè)實現(xiàn)改進的冷卻特征，諸如多個翅片124，它們用作殼體102的熱沉，并且限定殼體102的大部分體積。
[0037]在殼體的第二側(cè)的多個翅片124以及定位在空氣通路118中的翅片122另外可用來圍繞殼體102引導(dǎo)空氣流。例如，當功率供應(yīng)殼體116在固態(tài)方向燈100中定位在殼體102附近，定位在空氣通路118中的翅片122和在殼體102的第二側(cè)的多個翅片124可引導(dǎo)空氣經(jīng)過功率供應(yīng)殼體116，以協(xié)助冷卻燈100。
[0038]圖7和8示出固態(tài)定向燈100的反射器104的一個實施方式的不同的視圖。圖7是反射器104的俯視圖，并且圖8是反射器104的透視圖。在一些實施方式中，反射器104可包含聚碳酸酯(諸如Lexan)、PC/ABS摻合物(諸如Sabic生產(chǎn)的Cycoloy)、多芳基化合物(諸如U-聚合物)和/或聚對苯二甲酸乙二醇酯或PBT (諸如Sabic生產(chǎn)的Valox)。典型地，當與反射器104的開口的最遠距離123相比，反射器104的深度較淺，使得反射器103的開口的最遠距離123和反射器的深度之間的縱橫比為至少6:1。在一些實施方式中，反射器的深度不大于16 mm。
[0039]反射器104限定孔口 125，孔口 125構(gòu)造成允許殼體102的空氣通路118穿過反射器104，使得當固態(tài)定向燈100組裝好時，空氣可流過燈的中心。
[0040]反射器另外可限定多個幾何曲面126和多個鏡面部分128。在一些實施方式中，多個幾何曲面126可為多個分段拋物面。但是，在其它實施方式中，幾何曲面126可為在幾何曲面的一些部分中為拋物面而在幾何曲面的其它部分中為橢圓的復(fù)合曲面，或者構(gòu)造成如下更詳細地闡明的那樣，接收來自一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106的光，以及將接收到的光引導(dǎo)出方向燈100的任何其它幾何形狀。
[0041]在一些實施方式中，多個鏡面部分128包括鏡面壁。但是，鏡面部分128可為構(gòu)造成如下更詳細地闡明的那樣，接收來自一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106的光，以及將接收到的光引導(dǎo)到多個幾何曲面126中的一個或多個中的任何形狀。
[0042]在一些實施方式中，定向燈100的各個固態(tài)光發(fā)射器106與幾何曲面126和鏡面部分128相關(guān)聯(lián)。例如，如圖8中顯示的那樣，第一固態(tài)光發(fā)射器130a與第一幾何曲面132a和第一鏡面部分134a相關(guān)聯(lián)；第二固態(tài)光發(fā)射器130b與第二幾何曲面132b和第二鏡面部分134b相關(guān)聯(lián)；第三固態(tài)光發(fā)射器130c與第三幾何曲面132c和第三鏡面部分134c相關(guān)聯(lián)；并且第四固態(tài)光發(fā)射器130d與第四幾何曲面132d和第四鏡面部分134d相關(guān)聯(lián)。但是，在其它實施方式中，不止一個固態(tài)光發(fā)射器106可與同一幾何曲面126和鏡面部分128相關(guān)聯(lián)。
[0043]如上面陳述的那樣，在一些實施方式中，各個幾何曲面126可為分段拋物面，并且各個鏡面部分128可包括鏡面壁。在這些實施方式中，各個固態(tài)光發(fā)射器106可定位在與其相關(guān)聯(lián)的分段拋物面的焦點處。圖9是定位在分段拋物面(幾何曲面126)的焦點處的固態(tài)光發(fā)射器106的放大橫截面圖，固態(tài)光發(fā)射器106將光線發(fā)射到分段拋物面中，并且將光線發(fā)射到鏡面壁(鏡面部分128)中。由于固態(tài)光發(fā)射器106的定位的原因，從固態(tài)光發(fā)射器106發(fā)射出的、直接射到分段拋物面的光線136基本沿豎向反射遠離反射器104，并且朝固態(tài)燈100的透鏡114反射。
[0044]另外，由于固態(tài)光發(fā)射器106的定位的原因，來自固態(tài)光發(fā)射器106的、直接射到鏡面壁的光線138反射到分段拋物面中，并且基本沿豎向遠離反射器104而反射向固態(tài)燈100的透鏡114。因此，直接射到鏡面壁的光線138與直接射到分段拋物面的光線136關(guān)于通往被照亮目標的路徑相似地起作用。
[0045]典型地，與固態(tài)光發(fā)射器106相關(guān)聯(lián)的鏡面壁的表面可定位成基本垂直于固態(tài)光發(fā)射器106的面，使得鏡面壁相對于固態(tài)光發(fā)射器106的面略微傾斜大約1.5度至10度。
[0046]將理解的是，由于鏡面部分128起鏡子的作用，所以不對稱反射器(幾何曲面126)用作完全軸線對稱的反射器。由于這個特征的原因，可結(jié)合多個反射器元件(幾何曲面126和相關(guān)聯(lián)的鏡面部分128)，以便改進光輸出，以及使功率消耗分散在多個固態(tài)光發(fā)射器106上。具有兩個這樣的固態(tài)光發(fā)射器106的固態(tài)定向燈100不會浪費光,但會限制產(chǎn)生的燈或燈具的流明輸出。將理解的是，使用的幾何曲面126和相關(guān)聯(lián)的鏡面部分128越多，則來自固態(tài)光發(fā)射器106的光的越高的百分比無法控制。但是，已經(jīng)確定包括四個幾何曲面126和四個鏡面部分128的反射器104在熱/功率分配和受控制的光與不受控制的光之間提供良好的平衡。
[0047]雖然上面描述的實施方式利用分段拋物面和鏡面壁，但將理解的是，其它實施方式可基于期望的光輸出和光分布特性來利用其它期望幾何形狀。
[0048]參照圖1和2，當固態(tài)定向燈100組裝好時，透鏡114至少覆蓋反射器104。由于上面論述的反射器104的幾何曲面128的性質(zhì)的原因，來自一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106的離開反射器104的光線大體被校準。為了混合光，離開反射器104的光線穿過透鏡114，透鏡114構(gòu)造成混合經(jīng)校準光?；旌辖?jīng)校準光協(xié)助提供均勻的面亮度，而且在燈面上看不到單獨的固態(tài)光發(fā)射器。在一些實施方式中，透鏡114構(gòu)造成使光線的寬度增加大約一度至兩度。
[0049]如上面論述的那樣，定向燈100中的一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106可為單色或彩色的。當一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106為多色時，諸如當光態(tài)光發(fā)射器106包括藍移黃(BSY)+紅一體式LED或紅綠藍白一體式(RGBW)LED時，透鏡114協(xié)助混合不同的顏色，以產(chǎn)生期望的顏色輸出。在一些實施方式中，透鏡114可包括微透鏡顏色混合特征、容積式(volumetric)擴散元件、隨機化表面結(jié)構(gòu)，以及/或者用于混合來自多色固態(tài)光發(fā)射器的光的其它衍射元件。[0050]在一些實施方式中，透鏡114可包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯。但是，在其它實施方式中，透鏡114可包含諸如SAN(苯乙烯丙烯晴)、U-聚合物(多芳基化合物)、K-聚合物(苯乙烯-丁二烯共聚物)、吞奈特纖維素塑料(醋酸鹽或丁酸鹽)和/或透明ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)的材料。
[0051]透鏡114另外可限定孔口 140，孔口 140定位在透鏡104上，使得當固態(tài)定向燈100組裝好時，透鏡的孔口 140與由殼體102限定的空氣通路118連通，以允許空氣流通過固態(tài)定向燈100。
[0052]一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106安裝在包括印刷電路板110和金屬散熱器112的組件108上。圖10-14示出與金屬散熱器112組裝在一起的印刷電路板110的一個實施方式的不同的視圖。圖10是與金屬散熱器112組裝在一起的印刷電路板110的俯視圖；圖11是與金屬散熱器112組裝在一起的印刷電路板110的俯視透視圖；圖12是與金屬散熱器112組裝在一起的印刷電路板110的仰視圖；圖13是與金屬散熱器112組裝在一起的印刷電路板110的仰視透視圖；并且圖14是與金屬散熱器112組裝在一起的印刷電路板110的橫截面圖。
[0053]在一些情況下，可使用金屬芯印刷電路板來安裝用于在固態(tài)燈和燈具中使用的固態(tài)光發(fā)射器。鋁芯或銅芯允許熱從固態(tài)光發(fā)射器通過金屬印刷電路板高效地傳遞到附連的熱沉中。但是，在其它情況下，典型的金屬印刷電路板將無法滿足燈具或燈設(shè)計的需要，諸如當設(shè)計要求在固態(tài)光發(fā)射器總成的外部有結(jié)合有大量通往或來自固態(tài)光發(fā)射器總成的跡線的小型印刷電路板時。例如，在連接到單獨的焊料墊的典型的4芯片固態(tài)光發(fā)射器中，如果要求每個跡線從印刷電路板的底部延伸，則超過裝置的焊料墊的印刷電路板的最小寬度將為三個跡線寬度，以及四個跡線-跡線間隔。
[0054]在固態(tài)定向燈100的構(gòu)造中，諸如上面描述的那些，其中，一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106將光線引導(dǎo)到反射器104中，并且反射器106將接收到的光線引導(dǎo)出固態(tài)定向燈100，合乎需要的是，其上安裝有固態(tài)光發(fā)射器106的印刷電路板110具有盡可能小的覆蓋區(qū)域，以便不阻擋反射器104從燈中引導(dǎo)出的光。因此，將理解的是，其上安裝有固態(tài)光發(fā)射器的印刷電路板110的突起的寬度應(yīng)盡可能地狹小是合乎需要的。
[0055]在圖10-14中顯示的實施方式中，印刷電路板110限定四側(cè)，并且一個固態(tài)光發(fā)射器106定位在印刷電路板110的四側(cè)中的各側(cè)。傳統(tǒng)的單層金屬芯印刷電路板可能不允許固態(tài)光發(fā)射器安裝在其上的部分的寬度狹小，如圖10-14中示出的那樣。另外，設(shè)計有寬度狹小的部分(固態(tài)光發(fā)射器如圖10-14中示出的那樣安裝在該部分上)的多層金屬芯印刷電路板可對固態(tài)光發(fā)射器和金屬芯之間的多層介電材料引起熱惡化，熱惡化在許多情況下高得足以使多層金屬芯印刷電路板喪失被考慮的資格。
[0056]為了解決這些問題，定向燈100可利用不導(dǎo)熱的印刷電路板110。在一個實施方式中，印刷電路板110是多層FR4印刷電路板。多層FR4印刷電路板提供以盡可少的印刷電路板突起安裝固態(tài)光發(fā)射器106的能力。但是，任何印刷電路板可在低導(dǎo)熱率的情況下使用，這允許一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106安裝在其上的印刷電路板上的突起寬度狹小。
[0057]由于印刷電路板110不導(dǎo)熱，所以與印刷電路板110組裝在一起的金屬散熱器112可接觸一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106的背部，以便協(xié)助使固態(tài)光發(fā)射器106在被通電時產(chǎn)生的熱消散。典型地，金屬散熱器112與熱消散器件連通，以便協(xié)助使固態(tài)光發(fā)射器106的熱消散。
[0058]如圖10-14中顯示的那樣，印刷電路板110可限定構(gòu)造成接收金屬散熱器112的至少一部分144的孔口 142。正是金屬散熱器112的定位在印刷電路板110的孔口 142中的部分144典型地與熱消散器件連通，以協(xié)助使一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106產(chǎn)生的熱消散。
[0059]在上面描述的固態(tài)定向燈100中，金屬散熱器112還限定孔口 146，使得當固態(tài)定向燈100組裝好時，金屬散熱器112的孔口 146與殼體102的空氣通路118和透鏡114的孔口 140連通。因此，將理解的是，通過殼體102的空氣通路118、金屬散熱器112的孔口146和透鏡114的孔口 140的空氣流協(xié)助使被金屬散熱器112從一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106中傳導(dǎo)出的熱消散。在一些實施方式中，金屬散熱器112可在金屬散熱器112的孔口中限定一個或多個翅片148。金屬散熱器112的孔口中的翅片148可協(xié)助引導(dǎo)空氣流通過殼體102的空氣通路118、金屬散熱器112的孔口 146和透鏡114的孔口 140。另外，金屬散熱器112的孔口中的翅片148可用作熱沉。
[0060]在其它實施方式中，金屬散熱器112的定位在印刷電路板110的孔口 142中的部分144可與熱消散器件連通，諸如熱管，或者金屬散熱器112的定位在印刷電路板110的孔口 142中的部分144可為實心金屬芯。
[0061]圖15是組裝好的固態(tài)定向燈100的一個實施方式的橫截面視圖。如上面描述的那樣，一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106安裝在印刷電路板110上，印刷電路板110與金屬散熱器112組裝在一起，并且在燈中定位在殼體102的空氣通路118的周邊附近。當被通電時，固態(tài)光發(fā)射器106將光線直射向反射器104,反射器104又通過透鏡114將光線引導(dǎo)出固態(tài)定向燈100。透鏡用來混合來自反射器的可經(jīng)校準的光，以及協(xié)助提供均勻的面亮度，而且在燈面上看不到單獨的固態(tài)光發(fā)射器。
[0062]當固態(tài)光發(fā)射器106被通電時,空氣通過透鏡114中的孔口 140和金屬散熱器112的孔口 146而流過殼體102的空氣通路118。隨著空氣流過殼體的空氣通路118，空氣流被引導(dǎo)經(jīng)過定位在殼體102附近的功率供應(yīng)殼體116。另外，空氣流協(xié)助使被金屬散熱器112從安裝在印刷電路板Iio上的一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106中傳導(dǎo)出的熱消散。
[0063]將理解的是，定向燈100的整體設(shè)計提供用于使一個或多個固態(tài)光發(fā)射器106和功率供應(yīng)產(chǎn)生的熱消散的高效手段。例如，通過空氣通路118的空氣流允許通過方向燈100的熱傳遞得到改進，因為固態(tài)光發(fā)射器產(chǎn)生的熱通過金屬散熱器112和用作熱沉的殼體102消散。
[0064]圖16是熱流程圖，其示出當固態(tài)定向燈100以其朝下的主要定向工作時的空氣流和溫度，其中，燈從高安裝位置照向地板。由于固態(tài)定向燈100朝下照，所以大量空氣流引導(dǎo)到功率供應(yīng)殼體116周圍。假如緊湊的功率供應(yīng)殼體中的溫度典型地超過熱沉的溫度，則產(chǎn)生的空氣流提供較低的功率供應(yīng)116溫度。另外，由于移動通過空氣通路118的空氣未被預(yù)加熱，所以固態(tài)光發(fā)射器106的溫度仍然比當固態(tài)定向燈100以其朝上的相對定向工作時冷大約5度。
[0065]在圖17-29中示出固態(tài)定向燈200的另一個實施方式。圖17是固態(tài)定向燈200的分解圖；圖18是圖17的固態(tài)定向燈200的透視圖；并且圖19是圖17的固態(tài)定向燈200的俯視圖。類似于上面描述的固態(tài)定向燈100，固態(tài)定向燈200可包括殼體202、反射器204、固態(tài)光發(fā)射器206、包括印刷電路板210和金屬散熱器212的組件208、透鏡214和功率供應(yīng)殼體216。
[0066]應(yīng)當理解，固態(tài)定向燈200的對應(yīng)于固態(tài)定向燈100的在上面關(guān)于圖1-16描述的部分的那些部分在固態(tài)定向燈200中以相同方式工作。因此，在下面不會詳細描述它們的工作。
[0067]如同上面描述的固態(tài)定向燈100—樣,一個或多個固態(tài)光發(fā)射器206定位在燈200中，使得當被通電時，一個或多個固態(tài)光發(fā)射器206將光線直射向定位在殼體202的內(nèi)部中的反射器204。反射器204將接收到的光線引導(dǎo)出透鏡214，并且引導(dǎo)光線遠離固態(tài)定向燈200。由于結(jié)合在透鏡214內(nèi)的顏色混合特征的原因，固態(tài)定向燈200的正面看上去是均勻的。
[0068]另外，由于一個或多個固態(tài)光發(fā)射器206置于固態(tài)定向燈200內(nèi)，所以提供允許空氣流過燈200的空氣通路218。當定位在空氣通路218的周邊附近的一個或多個固態(tài)光發(fā)射器206被通電時，空氣通路218協(xié)助對燈提供冷卻。
[0069]圖20和21不出殼體202的一個實施方式的不同的視圖。如上面描述的那樣，殼體202限定構(gòu)造成接收反射器204的內(nèi)部區(qū)域。另外，殼體202限定空氣通路218，空氣通路218協(xié)助對燈提供冷卻。殼體202進一步限定多個翅片224，翅片可用作熱沉和/或構(gòu)造成圍繞殼體202引導(dǎo)空氣流。
[0070]圖22和23示出反射器204的一個實施方式的不同的視圖。如上面描述的那樣，反射器204限定孔口 224，孔口 224構(gòu)造成允許殼體202的空氣通路218穿過反射器204，使得當固態(tài)定向燈200組裝好時，空氣可流過燈的中心。
[0071]反射器204另外可限定多個幾何曲面226和多個鏡面部分228。在一些實施方式中，多個幾何曲面226可為多個分段拋物面，并且多個鏡面部分228可為多個鏡面壁。在這些實施方式中，由于固態(tài)光發(fā)射器206相對于反射器204定位在燈200中，所以從固態(tài)光發(fā)射器206中發(fā)射出的直接射到幾何曲面226的光線基本沿豎向反射遠離反射器204，以及反射向燈200的透鏡214。另外，直接射到鏡面部分228的光線反射到幾何曲面228中，并且基本沿豎向遠離反射器204而反射向燈200的透鏡214。
[0072]圖24-28示出包括印刷電路板210和金屬散熱器212的組件208的一個實施方式的不同的視圖。如上面描述的那樣，一個或多個固態(tài)光發(fā)射器206可安裝在印刷電路板210上，以及定位在燈200中，以將光線引導(dǎo)到反射器204中。
[0073]為了減小印刷電路板210的覆蓋區(qū)域，以便不阻擋反射器204從燈200中引導(dǎo)出的光，印刷電路板可限定一個或多個延伸部211。在一些實施方式中，延伸部211定位成基本垂直于印刷電路板210(也稱為主印刷電路板)的主表面。延伸部211提供額外的表面積，以安裝用來驅(qū)動和/或運行固態(tài)光發(fā)射器206的電力構(gòu)件，電力構(gòu)件本來定位在印刷電路板210的主表面上。在一些實施方式中，延伸部211可利用不導(dǎo)熱的印刷電路板。但是，在其它實施方式中，延伸部211可利用導(dǎo)熱的印刷電路板，而印刷電路板210的主表面則利用不導(dǎo)熱的印刷電路板。
[0074]如上面論述的那樣，在組件208中，金屬散熱器212可接觸一個或多個固態(tài)光發(fā)射器206的背部，以便協(xié)助使固態(tài)光發(fā)射器206在被通電時產(chǎn)生的熱消散。在圖24-28中不出的實施方式中，金屬散熱器212限定套管213，套管213延伸遠離金屬散熱器212。套管213通過對金屬散熱器212提供增大的表面積來協(xié)助散熱。
[0075]另外，如圖29中顯示的那樣，當固態(tài)定向燈200組裝好時，金屬散熱器212的套管213與殼體202的空氣通路218連通。因此，將理解的是，穿過殼體的空氣通路218的空氣流與金屬散熱器212的套管213結(jié)合起來工作，以在一個或多個固態(tài)光發(fā)射器206被通電時，對燈200提供改進的冷卻。
[0076]在圖30-44中示出固態(tài)定向燈300的另一個實施方式。圖30是固態(tài)定向燈300的分解圖；圖31是圖30的固態(tài)定向燈300的透視圖；并且圖32是圖30的固態(tài)定向燈300的俯視圖。類似于上面描述的固態(tài)燈100、200，固態(tài)定向燈300可包括殼體302、反射器304、固態(tài)光發(fā)射器306、包括印刷電路板310和金屬散熱器312的組件308、透鏡314和功率供應(yīng)殼體316。如下面更詳細地描述的那樣，固態(tài)定向燈300另外可包括第二印刷電路板315和反射性中心套管317。
[0077]應(yīng)當理解，固態(tài)定向燈300的對應(yīng)于固態(tài)定向燈100的上面關(guān)于圖1-16描述的部分以及/或者對應(yīng)于固態(tài)定向燈200的上面關(guān)于圖17-29描述的部分的那些部分在固態(tài)定向燈300中以相同方式工作。因此，在下面不會詳細描述它們的工作。
[0078]如上面論述的那樣，一個或多個固態(tài)光發(fā)射器306定位在燈300中，使得當被通電時，一個或多個固態(tài)光發(fā)射器306將光線直射向定位在殼體302的內(nèi)部中的反射器304。反射器304將接收到的光線引導(dǎo)出透鏡314，并且引導(dǎo)光線遠離固態(tài)定向燈300。由于結(jié)合在透鏡314內(nèi)的顏色混合特征的原因，固態(tài)定向燈300的正面看上去是均勻的。
[0079]另外，由于一個或多個固態(tài)光發(fā)射器306置于固態(tài)定向燈300內(nèi)，所以提供允許空氣流過燈300的空氣通路318。當定位在空氣通路318的周邊附近的一個或多個固態(tài)光發(fā)射器306被通電時，空氣通路318協(xié)助對燈提供冷卻。
[0080]圖33和34不出殼體302的一個實施方式的不同的視圖。如上面描述的那樣，殼體302限定構(gòu)造成接收反射器304的內(nèi)部區(qū)域。殼體302另外在內(nèi)部區(qū)域內(nèi)限定凹部309，凹部309構(gòu)造成接收第二印刷電路板315，使得當固態(tài)定向燈300組裝好時，第二印刷電路板315在殼體302中定位在反射器304下面。
[0081]殼體302另外限定空氣通路318，空氣通路318協(xié)助對燈300提供冷卻。殼體302進一步限定多個翅片324，翅片可用作熱沉和/或構(gòu)造成圍繞殼體302引導(dǎo)空氣流。
[0082]圖35和36示出反射器304的一個實施方式的不同的視圖。如上面描述的那樣，反射器304限定孔口 324，孔口 324構(gòu)造成允許殼體的空氣通路穿過反射器304，使得當固態(tài)定向燈300組裝好時，空氣可流過燈的中心。
[0083]在上面描述的固態(tài)定向燈100、200中，反射器104、204限定多個幾何曲面和多個鏡面部分。在圖35和36中示出的實施方式中，反射器304限定多個幾何曲面326。但是，與反射器304分開、可從反射器304移除或者可與反射器304分離的反射性中心套管317是用作多個鏡面部分的鏡面表面。在一些實施方式中，反射性中心套管317包含柔性織物狀材料，也稱為反射膜，諸如WhiteOptics有限責任公司生產(chǎn)的WhiteOptics ?。在其它實施方式中，反射套管317包含諸如Genesis塑料技術(shù)公司生產(chǎn)的Valar的材料或是高反射性擴散白光反射器的任何其它材料。
[0084]如圖30、43和44中顯示的那樣，當固態(tài)定向燈300組裝好時，反射性中心套管317定位成基本垂直于反射器304的多個幾何曲面326。由于固態(tài)發(fā)射器306相對于反射器304和反射性中心套管317定位在燈300中，所以從固態(tài)光發(fā)射器306中發(fā)射出的直接射到幾何曲面326的光線基本沿豎向反射遠離反射器304，以及反射向燈200的透鏡214。另外，直接射到反射性中心套管317的光線反射到反射器304的幾何曲面226中，并且基本沿豎向遠離反射器304而反射向燈300的透鏡314。
[0085]如圖35和36中顯示的那樣，在一些實施方式中，反射器304可限定多個凹窩319。典型地，多個凹窩319中的各個凹窩與多個幾何曲面326中的幾何曲面和固態(tài)光發(fā)射器306相關(guān)聯(lián)。凹窩319定位在固態(tài)光發(fā)射器306下面的幾何曲面326上，以協(xié)助使幾何曲面326本來將反射回固態(tài)光發(fā)射器306的面中的光線擴散。在一些實施方式中，多個凹窩319中的一個或多個凹窩的基部為圓形。但是，在其它實施方式中，多個凹窩319中的一個或多個凹窩的基部具有除了圓之外的幾何形狀。
[0086]圖39-41示出包括印刷電路板310和金屬散熱器312的組件308的一個實施方式的不同的視圖。如上面描述的那樣，一個或多個固態(tài)光發(fā)射器306可安裝在印刷電路板310上，以及定位在燈300中，以將光線引導(dǎo)到反射器304和反射性中心套管317中。
[0087]為了減小印刷電路板310的覆蓋區(qū)域，以便不阻擋反射器304從燈300中引導(dǎo)出的光，組件308的印刷電路板310可電連接到在殼體302中定位在反射器304后面的第二印刷電路板315上。第二印刷電路板315提供額外的表面積，以安裝用來運行固態(tài)光發(fā)射器306的電力構(gòu)件，電力構(gòu)件本來定位在組件308的印刷電路板310 (也稱為主印刷電路板)上。如圖30和42中顯示的那樣，組件308的印刷電路板310和第二印刷電路板315之間的電連接可在燈300中定位在殼體302的限定空氣通路318的部分和反射性中心套管317之間。
[0088]如上面論述的那樣，在組件308中，金屬散熱器312可接觸一個或多個固態(tài)光發(fā)射器306的背部，以便協(xié)助使在固態(tài)光發(fā)射器306被通電時產(chǎn)生的熱消散。在圖39-41中不出的實施方式中，金屬散熱器312限定套管313，套管313延伸遠離金屬散熱器312。套管313通過對金屬散熱器312提供增大的表面積來協(xié)助散熱。
[0089]另外，當固態(tài)定向燈300組裝好時，金屬散熱器312的套管313與殼體302的空氣通路318連通。因此，將理解的是，傳送通過殼體的空氣通路318的空氣流與金屬散熱器312的套管313結(jié)合起來工作，以在一個或多個固態(tài)光發(fā)射器306被通電時，對燈300提供改進的冷卻。
[0090]在圖45-50中示出固態(tài)定向燈400的另一個實施方式。圖45是固態(tài)定向燈400的分解圖。類似于上面描述的固態(tài)燈100、200、300，固態(tài)定向燈400可包括殼體402、反射器404、固態(tài)光發(fā)射器406、包括印刷電路板410和金屬散熱器412的組件408、透鏡414和功率供應(yīng)殼體416。另外，類似于上面描述的固態(tài)定向燈300，固態(tài)定向燈400還可包括第二印刷電路板415和反射性中心套管417。
[0091]應(yīng)當理解，固態(tài)定向燈400的對應(yīng)于上面關(guān)于圖1-16描述的固態(tài)定向燈100的部分，對應(yīng)于上面關(guān)于圖17-29描述的固態(tài)定向燈200的部分以及/或者對應(yīng)于上面關(guān)于圖30-44描述的固態(tài)定向燈300的部分的那些部分在固態(tài)定向燈400中以相同的方式工作。因此，在下面不會詳細描述它們的工作。
[0092]如上面論述的那樣，一個或多個固態(tài)光發(fā)射器406定位在燈400中，使得當被通電時，一個或多個固態(tài)光發(fā)射器406將光線直射向定位在殼體402的內(nèi)部中的反射器404。反射器404將接收到的光線引導(dǎo)出透鏡414，以及引導(dǎo)光線遠離固態(tài)定向燈400。由于結(jié)合在透鏡414內(nèi)的顏色混合特征的原因，固態(tài)定向燈400的正面看上去是均勻的。
[0093]另外，由于一個或多個固態(tài)光發(fā)射器406置于固態(tài)定向燈400內(nèi)，所以提供允許空氣流過燈400的空氣通路418。當定位在空氣通路418的周邊周圍的一個或多個固態(tài)光發(fā)射器406被通電時，空氣通路418協(xié)助對燈提供冷卻。
[0094]圖46和47不出殼體402的一個實施方式的不同的視圖。如上面描述的那樣，殼體302限定構(gòu)造成接收反射器304的內(nèi)部區(qū)域。殼體402另外限定協(xié)助對燈400提供冷卻的空氣通路418。殼體402進一步限定多個翅片424，翅片可用作熱沉和/或構(gòu)造成圍繞殼體402引導(dǎo)空氣流。
[0095]殼體402另外在內(nèi)部區(qū)域內(nèi)限定凹部409，凹部409構(gòu)造成接收第二印刷電路板415，使得當固態(tài)定向燈400組裝好時，第二印刷電路板415在殼體402中定位在反射器404下方。與關(guān)于其中第二印刷電路板315圍繞殼體302的限定空氣通路318的部分定位的圖30-44所描述的固態(tài)定向燈300的實施方式相反，如圖46-49中顯示的那樣，殼體402在殼體402的限定空氣通路418的部分的側(cè)部限定凹部409，凹部409構(gòu)造成接收第二印刷電路板 415。
[0096]參照圖45，如上面描述的那樣，反射器404限定孔口 324，孔口 324構(gòu)造成允許殼體402的空氣通路418穿過反射器404，使得當固態(tài)定向燈400組裝好時，空氣可流過燈的中心。
[0097]類似于上面描述的固態(tài)定向燈300，反射器404限定多個幾何曲面426，并且與反射器404分開的反射性中心套管417是用作多個鏡面部分的鏡面表面。另外，反射器404可限定多個凹窩419，其中，多個凹窩419中的各個凹窩與多個幾何曲面426中的幾何曲面和固態(tài)光發(fā)射器406相關(guān)聯(lián)。
[0098]如圖45、48和49中顯示的那樣，當固態(tài)定向燈400組裝好時，反射性中心套管417定位成基本垂直于反射器404的多個幾何曲面426。由于固態(tài)發(fā)射器406相對于反射器404和反射性中心套管417定位在燈400中，所以從固態(tài)光發(fā)射器406發(fā)射出的直接射到幾何曲面426的光線基本沿豎向反射遠離反射器404，以及反射向燈400的透鏡414。另外，直接射到反射性中心套管417的光線反射到反射器404的幾何曲面426中，并且基本沿豎向遠離反射器404而反射向燈400的透鏡414。
[0099]圖1-50教導(dǎo)固態(tài)定向燈設(shè)計，其包括回射式多元件燈光學(xué)器件和混合固態(tài)發(fā)射器印刷電路板。如上面描述的那樣，通過利用固態(tài)光發(fā)射器，公開的固態(tài)定向燈提供低的面亮度，而且在燈面上看不見單獨的固態(tài)光發(fā)射器，固態(tài)光發(fā)射器將光引導(dǎo)到反射器中，反射器包括分段拋物面和鏡面壁。另外，由于固態(tài)光發(fā)射器定位在固態(tài)定向燈設(shè)計內(nèi)，所以提供允許空氣流過燈的空氣通路，空氣通路在工作期間提供冷卻。
[0100]意于的是以上詳細描述看作為說明性而非限制性的，而且要理解的是，所附權(quán)利要求(包括所有等效方案)意于限定本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種燈，包括: 印刷電路板； 與所述印刷電路板組裝在一起的金屬散熱器；以及 定位在組裝好的印刷電路板和金屬散熱器上的固態(tài)光發(fā)射器，其中，所述金屬散熱器構(gòu)造成傳導(dǎo)所述固態(tài)光發(fā)射器在被通電時產(chǎn)生的熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其特征在于，所述印刷電路板不導(dǎo)熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燈，其特征在于，所述印刷電路板是多層FR4印刷電路板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其特征在于，所述金屬散熱器接觸所述固態(tài)光發(fā)射器的背側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其特征在于，所述印刷電路板限定孔口，并且所述金屬散熱器的至少一部分定位在所述印刷電路板的所述孔口中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燈，其特征在于，所述金屬散熱器的定位在所述印刷電路板的所述孔口中的部分與熱消散器件連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燈，其特征在于，所述金屬散熱器的定位在所述印刷電路板的所述孔口中的部分與熱管連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燈，其特征在于，所述金屬散熱器的定位在所述印刷電路板的所述孔口中的部分是實心金屬芯。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燈，其特征在于，進一步包括: 殼體，其限定穿過所述殼體的空氣通路，其中，所述空氣通路與所述金屬散熱器的定位在所述印刷電路板的所述孔口中的部分連通，以及其中，所述空氣通路構(gòu)造成在所述固態(tài)光發(fā)射器被通電時，對所述燈提供冷卻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燈，其特征在于，所述金屬散熱器的定位在所述印刷電路板的所述孔口中 的部分限定一個或多個翅片，所述翅片構(gòu)造成起熱沉的作用。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其特征在于，所述固態(tài)光發(fā)射器是單色LED。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其特征在于，所述固態(tài)光發(fā)射器是多色LED。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燈，其特征在于，所述固態(tài)光發(fā)射器是藍移黃+紅一體式LED。
14.一種用于在燈中使用的組件，包括: 主印刷電路板； 與所述主印刷電路板組裝在一起的金屬散熱器； 其中，組裝好的主印刷電路板和金屬散熱器構(gòu)造成安裝固態(tài)光發(fā)射器； 其中，所述金屬散熱器構(gòu)造成傳導(dǎo)所述固態(tài)光發(fā)射器在被通電時產(chǎn)生的熱；以及 其中，所述金屬散熱器與熱消散器件連通。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其特征在于，所述主印刷電路板限定孔口，并且所述金屬散熱器的至少一部分定位在所述主印刷電路板的所述孔口中；以及 其中，所述金屬散熱器的定位在所述主印刷電路板的所述孔口中的部分與所述熱消散器件連通。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組件，其特征在于，所述金屬散熱器的定位在所述主印刷電路板的所述孔口中的部分與熱管連通。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組件，其特征在于，所述金屬散熱器的定位在所述主印刷電路板的所述孔口中的部分是實心金屬芯。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組件，其特征在于，所述金屬散熱器的定位在所述主印刷電路板的所述孔口中的部分構(gòu)造成在所述組件定位在所述燈中時，與殼體的空氣通路連通。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其特征在于，所述金屬散熱器接觸安裝到組件上的所述固態(tài)光發(fā)射器的背側(cè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的燈，其特征在于，所述主印刷電路板不導(dǎo)熱。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的燈，其特征在于，所述主印刷電路板是多層FR4印刷電路板。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其特征在于，進一步包括: 電連接到所述主印刷電路板上的印刷電路板延伸部； 其中，用于驅(qū)動所述固態(tài)光發(fā)射器的電子器件安裝在所述印刷電路板延伸部上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的組件，其特征 在于，所述印刷電路板延伸部基本垂直于所述主印刷電路板而定位在所述組件中。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其特征在于，所述金屬散熱器限定套管，所述套管構(gòu)造成當所述組件定位在所述燈中時，定位在殼體的空氣通路中。
【文檔編號】F21V29/00GK103748413SQ201280040977
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月23日
【發(fā)明者】P.皮卡德, C.普羅格爾 申請人:科銳