具有对准的光导和集成的开孔热导的固态灯制造技术

本发明专利技术公开了一种具有集成的光导和热导并具有固态光源诸如LED的灯。光导包括具有第一表面和第二表面的材料，该第二表面与第一表面相背对并且形成内部体积。光导耦合到LED，以用于通过第一表面接收并分布来自LED灯光，并且该光通过光导传送，直到光从第一表面或第二表面被提取。光导可包括对准特征结构，诸如与基座配合的基准点。热导包含在内部体积内并与光导集成，以用于提供来自LED的热传导以将灯冷却。热导可开孔以提供用于冷却的空气的内部错流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有对准的光导和集成的开孔热导的固态灯
技术介绍
在工业、消费品和建筑照明应用中，照明的能量效率已成为重要的考量因素。随著固态灯技术的发展，发光二极管(LED)已变得比荧光灯更具能量效率。另外，市场对于白炽灯、荧光灯和高强度放电灯具有庞大的已建立的装置基础。由于LED的固有点光源特性，并且需要以相对低的温度操作，故这些类型的应用对于LED提出了重大的技术挑战。现今有许多解决方案来解决这些问题，包括风扇、散热片、热管等等。然而，这些方法因增加复杂性、成本、效率损失、增加故障模式和不可取的形状系数而限制了应用。仍需要寻找能以吸引人的制造成本和设计提供光学和电学效率优点的解决方案。
技术实现思路
符合本专利技术的具有集成的光导和热导的灯包括至少一个固态光源、光导和热导。光导包括具有第一表面和第二表面的材料，该第二表面与第一表面相背对并且形成内部体积。光导耦合到固态光源，以用于通过第一表面接收并分布来自固态光源的光，并且该光通过光导传送，直到光从第一表面或第二表面上被提取。热导被至少部分地包含在内部体积内并与光导集成，用于提供来自固态光源的热传导以将灯冷却。 光导可包括下列一个或多个特征结构:对准特征结构，诸如与基座配合的基准点；沿着光导表面中的至少一个的一部分延伸的隔离物；以及与联锁特征结构一起配合的多个部分。 热导可包括下列一个或多个特征结构:提供空气的内部错流的孔；和具有不对称形状的内芯，以提供用于横跨该芯的气流。 【附图说明】 附图结合到本说明书中并构成本说明书的一部分，并且它们连同【具体实施方式】阐明了本专利技术的优点和原理。在这些附图中， 图1为具有光导和热导的LED灯的分解透视图； 图2为组装好的图1的灯的透视图； 图3为具有集成的开孔热导的对准光导的分解透视图； 图4为组装好的图3的光导和热导的侧视图； 图5为组装好的图3的光导和热导的侧面剖视图； 图6为组装好的图3的光导和热导的另一个侧面剖视图，并且其示出不对称的内部错流或横跨热导的空气； 图7为组装好的并且从图6的视图旋转九十度的图3的光导和热导的另一个侧面剖视图；以及 图8A和图8B分别为用于光导顶部部分和底部部分的内侧的光提取图案的图示。【具体实施方式】 固杰灯 图1为固态灯10的分解透视图。图2为组装好的灯10的透视图。图2中的透视图是在灯10的侧面和顶部观察到的，从侧面看，该灯大体上是对称的。灯10包括由上部12和下部14组成的光导、集成热导16、包含具有固态光源诸如LED的灯电路24的装饰性灯环节段18、基座部分20和基座22，其中基座22用于诸如经由常规灯插座电连接到功率源。基座22可用固定在相应灯插座内的白炽灯基座实现，并且基座部分20可用与基座22接触的绝缘体实现。尽管所示光导具有两个部分，但它也可以具有两个以上的部分，或者可以由单个连续材料片构成。另外，光导可被构造成形成内部体积，诸如通过具有如图所示的球状物形状。 如图2所示，上部12与下部14相配合以形成光导，并且下部14安装到灯环18以便与灯电路24上的固态光源进行光耦合。热导16与灯环18和基座部分20相连接，以便从固态光源吸热并散热。如图1所示，热导16具有与外部金属翅片连接的中心芯，该翅片可与光导的形状相符，并且至少部分地位于由光导形成的内部体积内。如在图1和图2中所示，在上部12中的气道11连同在灯环18中的孔17允许气流横跨热导16。 在印刷电路板或柔性电路上的驱动电路26安装在热导16的中心芯上，诸如在热导中的狭槽内。在安装驱动电路26时，其与在灯电路24上的固态光源和基座22电连接。驱动电路26经由基座22从通常为高压AC功率源的功率源接收功率，并且提供所需电压和电流以驱动固态光源。驱动电路26可热耦合到热导以便帮助冷却电子部件。 以下描述了包括使用LED的灯的固态灯的实例:美国专利申请公布2011/0032708 ;于 2010 年 12 月 6 日提交的，标题为 “Solid State Light with OpticalGuide and Integrated Thermal Guide(具有光导和集成的热导的固态灯)”的美国专利申请序列号12/960642 ;以及于2012年3月30日提交的，标题为“Electrical Connectorsfor Solid State Light (用于固态灯的电连接器)”的美国专利申请序列号13/435224。 对准的光导和开孔的热导 在另选的实施例中，图3-图7示出用于固态灯的优选的光导和热导构造。具体地，图3为具有集成开孔热导的对准光导的分解透视图。图4和图5分别为组装好的图3的光导和热导的侧视图和侧面剖视图。图6和图7为彼此旋转九十度的图3的光导和热导的其他侧面剖视图，其示出了横跨热导的空气的不对称内部错流。 在该另选的实施例中，光导包括顶部部分30和底部部分32。顶部部分32包括侧孔34和在顶部部分32模塑时靠近注塑浇口的区域36。在安装时，底部部分32包括底部边缘，该底部边缘耦合到在灯电路24中的固态光源，以用于通过顶部部分和底部部分的表面接收并分布来自固态光源的光。在安装时，底部部分32的底部边缘拟合在灯环18内。 顶部部分30的边缘46与底部部分32的边缘44通过联锁配合特征结构配合。具体地,边缘46包括与在边缘44上的V形沟槽配合的V形突起(参见图5-图7)。联锁配合特征结构提供顶部部分30与底部部分32的对准，使得它们的外部表面至少基本上对准。尽管示出V形沟槽和V形突起，但联锁配合特征结构可具有提供光导部分的对准的其他形状。由于顶部部分30和底部部分32 —起配合，故可用粘合剂，诸如光学透明的粘合剂将它们固定在边缘44和边缘46之间。 光导的底部部分32也包括用于将其与灯环18对准的特征结构。具体地，底部部分32包括对准到灯环24的多个基准点38。光导32对准到顶部部分24和在灯环18上的狭槽40 (参见图3和图4)。除对准之外，基准点38与狭槽40的配合可阻止底部部分32在灯环18中的不需要的扭转或旋转。基准点38可利用与在灯环18中的凹槽配合的任何形状的突起来实现。可替代地，基准点38可利用与在灯环18中的突起配合的任何形状的凹槽来实现。 底部部分32也包括多个隔离物(脊)42，其沿着底部部分32的内表面或外部表面的一部分延伸。隔离物42优选地从底部部分32的边缘沿着底部部分32的外部表面的一部分延伸(参见图3)。当底部部分32在灯环18内对准时，隔离物在底部部分32和灯环18之间创建间隙。隔离物42也可在底部部分32的内表面上存在，从而在底部部分32和热导50之间创建间隙。当凹槽衬有反射膜时，隔离物42可帮助阻止膜润湿。诸如反射膜的一个实例为来自3M公司的增强型镜面反射器膜产品。 在该另选的实施例中，热导包括具有内顶部芯56的顶部外壳48和具有内底部芯58的底部外壳50。顶部外壳48拟合在光导的顶部部分30的形状内并且适形于该形状。顶部外壳48包括与孔34对准的侧孔52，并且任选地包括与区域36对准的顶部孔54。热导孔与光导孔的对准提供用于将灯冷却的通过灯的气流。 底部芯58包括翅片60，该翅片60与在底部外壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有集成的光导和热导的灯，所述灯包括：至少一个固态光源；和光导，所述光导包括具有第一表面和与所述第一表面相背对的第二表面的材料，其中所述第二表面形成内部体积，所述光导具有耦合到所述固态光源的底部边缘，以用于通过所述第一表面接收并分布来自所述固态光源的光，并且所述光通过所述光导传送，直到所述光从所述光导的所述第一表面或所述第二表面被提取，其中所述光导包括沿着所述第一表面或所述第二表面中的至少一个的一部分延伸的多个隔离物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.08 US 13/466,3301.一种具有集成的光导和热导的灯，所述灯包括: 至少一个固态光源；和 光导，所述光导包括具有第一表面和与所述第一表面相背对的第二表面的材料， 其中所述第二表面形成内部体积，所述光导具有耦合到所述固态光源的底部边缘，以用于通过所述第一表面接收并分布来自所述固态光源的光，并且所述光通过所述光导传送，直到所述光从所述光导的所述第一表面或所述第二表面被提取， 其中所述光导包括沿着所述第一表面或所述第二表面中的至少一个的一部分延伸的多个隔离物。2.根据权利要求1所述的灯，还包括被至少部分地包含在所述内部体积内并与所述光导集成的热导，以用于提供来自所述固态光源的热传导以将所述灯冷却。3.根据权利要求1所述的灯，其中所述光导由丙烯酸构成。4.根据权利要求1所述的灯，还包括在所述光导的所述第二表面上的提取特征结构。5.一种具有集成的光导和热导的灯，所述灯包括: 至少一个固态光源； 光导，所述光导包括具有第一表面和与所述第一表面相背对的第二表面的材料， 其中所述第二表面形成内部体积，所述光导耦合到所述固态光源，以用于通过所述第一表面接收并分布来自所述固态光源的光，并且所述光通过所述光导传送，直到所述光从所述光导的所述第一表面或所述第二表面被提取， 其中所述光导具有顶部部分和底部部分，所述顶部部分和所述底部部分与联锁特征结构一起配合；和 被至少部分地包含在所述内部体积内并与所述光导集成的热导，以用于提供来自所述固态光源的热传导以将所述灯冷却。6.根据权利要求5所述的灯，其中所述光导由丙烯酸构成。7.根据权利要求5所述的灯，还包括在所述光导的所述第二表面上的提取特征结构。8.一种具有集成的光导和热导的灯，所述灯包括: 至少一个固态光源； 光导，所述光导包括具有第一表面和与所述第一表面相背对的第二表面的材料，其中所述第二表面形成内部体积，所述光导耦合到所述固态光源，以用于通过所述第一表面接收并分布来自所述固态光源的光，并且所述光通过所述光导传送，直到所述光从所述光导的所述第一表面或所述第二表面被提取；和 被至少部分地包含在所述内部体积内并与所述光导集成的热导，以用于提供来自所述固态光源的热传导以将所述灯冷却，其中所述热导具有不对称形状的内芯从而提供用于横跨所述芯的气流。9.根据权利要求8所述的灯，还包括驱动电路，所述驱动电路用于提供功率以驱动所述固态光源，其中所述驱动电路的形状适形于所述内芯的形状。10.根据权利要求8所述的灯，还包括在所述内芯的外部表面上的翅片。11.根据权利要求8所述的灯，其中所述光导由丙烯酸构成。12.根据权利要求8所述的灯，还包括在所述光导的所述第二表面上的提取特征结构。13.一种具有集成的光导和热导的灯，所述灯包括: ...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒙德·P·约翰斯顿，罗伯特·L·布罗特，保罗·E·洪帕尔，凯拉·A·哈根斯，查尔斯·N·德沃尔，卡尔·J·L·盖斯勒，哈米德·R·莫尔塔扎维，韦斯利·A·赖达尔，加里·W·舒卡，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US