发光装置以及发光装置的应用 本发明提出了一种发光装置。
出版物 US 2008/0092800A1 描述了一种发光装置。
一个要解决的任务在于提出一种发光装置， 其可以特别广泛地使用。
根据发光装置的至少一个实施形式， 该发光装置包括冷却体。冷却体是由良好导 热的材料譬如金属形成的本体。冷却体设计用于吸收热量并且将该热量通过热传导和 / 或 对流向其周围散发。冷却体包括覆盖面和底面。覆盖面是将冷却体在其上侧结束的面。底 面是将冷却体在其下侧结束的面。
此外， 发光装置可以具有连接区域， 发光装置通过连接区域以机械方式固定并且 可以电连接。在此， 连接区域可以位于冷却体的覆盖面或者底面上。
此外， 冷却体包括冷却体的至少两个区段。 也就是说， 冷却体划分成至少两个区段 或者区域。这些区段至少通过其在冷却体中的位置来区分。此外可能的是， 这些区段通过 形状和 / 或大小来彼此区分。
根据发光装置的至少一个实施形式， 发光装置的区段的每个都具有至少一个侧 面。区段的侧面在此横向于冷却体的覆盖面和冷却体的底面设置。也就是说， 区段的侧面 张开一平面， 该平面与冷却体的底面和覆盖面所在的平面相交。每个区段在此可以具有一 个或多个侧面。
冷却区段的所有区段的所有侧面的全部形成冷却体的外表面， 外表面将冷却体的 覆盖面和底面相互连接。侧面的全部于是形成冷却体的外壳面。
根据发光装置的至少一个实施形式， 在每个区段的至少一个侧面上设置有至少一 个发光二极管。 发光二极管形成发光装置的产生光的元件的一部分或者是发光装置的产生 光的元件。 由发光二极管在工作中产生的热量在每个区段的侧面被吸收并且分布到冷却体 上。冷却体于是将热量例如借助热传导通过其底面和 / 或通过对流向周围散发。
根据发光装置的至少一个实施形式， 发光装置具有冷却体， 该冷却体包括覆盖面 和底面以及两个区段。 在此， 区段的每个都具有侧面， 侧面横向于冷却体的覆盖面和底面走 向并且在侧面上设置有至少一个发光二极管。
根据发光装置的至少一个实施形式， 该发光装置包括覆盖面， 其中覆盖面具有比 发光装置的底面更大的面积。覆盖面在此不必一定是封闭的面， 而是其可以具有开口或凹 进部。 覆盖面的面积于是通过被覆盖面的包络面或包边所包围的面的面积来给定。 换言之， 覆盖面具有包边， 通过该包边包围的面具有的面积称作覆盖面的面积。同样的也适用于底 面。底面也具有包边或包络面， 该包边或者包络面包围的面的面积为底面的面积。总之， 覆 盖面具有比底面更大的面积。
例如， 冷却体至少局部根据截顶棱锥或截顶圆锥的方式来形成， 其中覆盖面于是 通过截顶棱锥或截顶圆锥的较大的基本面来形成。
根据发光装置的至少一个实施形式， 冷却体的两个区段相叠地设置， 其中与远离 覆盖面的区段相比， 靠近覆盖面的区段具有更大面积的基本面。 换言之， 靠近覆盖面的区段 比靠近底面的区段具有更大的伸展。
当所述区段例如截顶棱锥形或截顶圆锥形地构建时， 区段的基本面的面积可以是 平均面积。
如果冷却体具有多于两个的区段， 则根据在此所描述的发光装置的至少一个改进 方案， 在冷却体中的这些区段按照其大小来设置， 使得区段越靠近覆盖面， 则该区段的基本 面具有的面积就越大。区段的大小于是从底面朝着覆盖面而增加。
根据发光装置的至少一个实施形式， 发光装置具有冷却体， 该冷却体包括覆盖面 和底面以及两个区段， 其中覆盖面具有比底面更大的面积。 此外， 两个区段相叠地设置并且 靠近覆盖面的区段具有比远离覆盖面的区段更大的基本面的面积。此外， 区段的每个都具 有侧面， 侧面横向于冷却体的覆盖面和底面走向， 并且在侧面上设置有至少一个发光二极 管。
在此所描述的发光装置的特征尤其在于其模块化的结构， 也就是说其划分成至少 两个区段。这些区段可以具有不同的大小。此外可能的是， 所述区段在发光二极管的数目 或分布方面彼此不同， 其中所述发光二极管施加在所述区段的侧面上。发光装置的模块化 的结构在此允许提供如下的发光装置 ： 其可以针对所预期的使用位置而单独地匹配。由此 于是提出了一种发光装置， 其尽管可以简单地制造但可以非常广泛地使用。 根据发光装置的至少一个实施形式， 冷却体具有包络面。该包络面在此是冷却体 的假想的边界， 其再现冷却体的轮廓。冷却体的包络面于是再现了冷却体的基本形状。
根据在此所描述的发光装置的至少一个改进方案， 冷却体具有至少局部截顶棱锥 形或至少局部截顶圆锥形的包络面。也就是说， 冷却体的基本形状至少局部是截顶棱锥的 形状或者截顶圆锥的形状。 如果包络面截顶圆锥形地构建， 则冷却体可以具有环形的、 即例 如圆形的或者椭圆形的覆盖面和底面。
针对冷却体的包络面为截顶棱锥形的情况， 冷却体可以具有底面和覆盖面， 它们 分别根据 n 边形的方式形成， 其中 n 是大于等于 3 的自然数。也就是说， 在此 “截顶棱锥形” 并不局限于具有正方形的基本面的冷却体， 而是冷却体具有 n 边形的基本面。
“至少局部截顶棱锥形或截顶圆锥形” 意思是， 冷却体可以具有如下区段 ： 在这些 区段中， 冷却体具有其他的形状， 例如圆柱体形或直角平行六面体形的形状。此外， 也可能 的是， 整个冷却体具有截顶棱锥形的或截项圆锥形的包络面。
此外也可能的是， 整个冷却体具有圆柱体形的形状。冷却体于是根据圆柱体的方 式来成形。
根据在此所描述的发光装置的至少一个改进方案， 冷却体的区段阶梯式地设置。 换言之， 冷却体具有至少两个区段， 其中靠近覆盖面的区段具有比远离覆盖面的区段更大 的基本面的面积。这些区段阶梯式地相叠设置， 使得对于冷却体的包络面形成截顶圆锥的 形状或截顶棱锥的形状。由于覆盖面具有比底面更大的面积， 所以冷却体的包络面是相对 于 “法线” 方位 “翻转” 的截顶棱锥或截顶圆锥。
冷却体的这种形状例如粗略类似于白炽灯泡的形状。 具有这种构型的冷却体因此 可以以特别简单的方式使用在现有的照明设备如路灯等中。以此方式， 发光装置可以特别 广泛地使用。
根据发光装置的至少一个实施例， 冷却体的区段分别具有 n 边形的基本面并且包 括 n 个侧面， 其中 n 是大于 2 的自然数。也就是说， 区段的每个都具有多个两个的侧面。在
每个侧面上可以设置有至少一个发光二极管。冷却体的包络面于是截顶棱锥形地构建， 其 中冷却体的区段阶梯式地相叠设置。
根据发光装置的至少一个实施形式， 区段分别具有圆形的基本面。 也就是说， 这些 区段根据片或者截顶圆锥的方式构建。它们具有唯一的环绕的侧面。在环绕的侧面上可以 固定有一个或多个发光二极管。 仅仅由这种区段组成的冷却体于是具有截顶圆锥形或者圆 柱体形的包络面， 其中冷却体的区段可以阶梯式地相叠设置。
根据发光装置的至少一个实施形式， 冷却体具有三个或更多个区段， 它们在几何 结构上彼此类似， 其中每个区段越靠近冷却体的覆盖面， 则该区段的基本面具有的面积就 越大。 换言之， 整个区段于是是分别具有相同形状的基本面的区段， 其中区段越靠近冷却体 的底面， 则基本面的面积逐区段地变得越小。
根据发光装置的至少一个实施形式， 冷却体的区段关于冷却体的中轴对称或基本 对称地设置。基本对称在此涉及与精确的数学上的对称的偏差， 如其例如由于在制造冷却 体时的制造公差而造成的那样。
根据发光装置的至少一个实施形式， 冷却体的区段彼此连接并且以此方式在其整 体上形成冷却体。在此可能的是， 冷却体一件式地构建并且这些区段仅仅是冷却体的假想 的区域， 通过这些区域将冷却体划分成多个平面， 在这些平面中设置有发光装置的发光二 极管。此外， 可能的是， 冷却体的区段是冷却体元件， 其彼此分离地制造， 并且彼此连接， 以 便形成冷却体。在此情况下， 这些区段于是单独地制造并且事后彼此连接成为冷却体。这 允许特别简单且模块化地制造冷却体并且由此制造发光装置。
根据发光装置的至少一个实施形式， 至少一个区段的至少一个侧面相对于冷却体 的底面以大于 90°的角度倾斜。优选地， 于是这适用于所有区段的侧面。
根据发光装置的至少一个实施形式， 冷却体的至少一个区段的至少一个侧面构建 为可围绕转动轴转动或者倾斜。转动轴例如平行于或基本平行于冷却体的覆盖面和 / 或底 面走向。 也就是说， 转动轴并非横向于冷却体的底面和覆盖面设置， 而是优选转动轴既不与 冷却体的覆盖面相交也不与冷却体的底面相交。优选地， 冷却体的每个区段的每个侧面可 围绕转动轴转动地支承。也就是说， 不同的区段可以具有不同的倾斜度。由此， 位于不同区 段上的发光二极管也具有彼此不同的倾斜度。以此方式， 可预先给定的发射特性可以被特 别精确地模型化。
在此， 转动轴可以是只是假想的转动轴， 也就是说， 在冷却体中并不一定存在相应 的部件。例如， 冷却体的区段由板构成。区段的侧面于是可以构建为板的接片状的区域。 由于板的柔韧性， 所以这些区段可以弯曲， 这对应于围绕所假想的转动轴转动。 重要的仅仅 是， 侧面的倾斜度在该实施例的发光装置中可以调节。然而由此也可以调节设置在侧面上 的发光二极管的发射方向。以此方式， 设置在侧面上的发光二极管的发射角度于是可以改 变。优选地， 这对于所有区段的所有侧面并且由此对于发光装置的所有发光二极管而言是 可能的。通过侧面围绕所谈及的转动轴转动， 因此发光装置的发射特征可以极为可变地调 节， 这使发光二极管具有特别广泛的应用可能性。
根据发光装置的至少一个实施形式， 在冷却体的至少一个区段的至少一个侧面上 施加有连接支承体， 设置在侧面上的发光二极管通过该连接支承体可电接触。连接支承体 在此例如理解为电路板 ( 也为印刷电路板 (PCB))。 电路板具有由电绝缘的材料构成的基本体， 在该基本体中或在该基本体上设置有电印制导线和连接部位用于接触发光二极管。连 接支承体可以粘合、 夹持或者优选旋拧到侧面上。连接支承体在此可以容纳一个或多个发 光二极管。
根据发光装置的至少一个实施形式， 在发光二极管的覆盖面上设置有至少一个控 制装置和 / 或至少一个调节装置， 通过其对发光装置的发光二极管供电。例如， 控制装置可 以根据亮度传感器的测量值来控制通过发光装置的发光二极管的电流， 该亮度传感器检测 环境亮度。例如如果环境变暗， 则借助控制装置可以对发光二极管进行供电。
此外可能的是， 在冷却体上存在至少一个温度传感器， 其确定发光二极管的工作 温度。通过调节装置于是可以根据温度来调节驱动发光二极管的电流。例如如果温度升高 到不允许的程度， 则可以减小通过发光二极管的电流， 以便避免发光装置过热。 控制装置和 调节装置在此可以组合到唯一的微控制器中。
此外， 提出了在此所描述的发光装置的应用。 优选地， 在此所描述的发光装置应用 在路灯中。 也就是说， 用于路灯的常见白炽灯或者放电灯通过在此所描述的发光装置代替。 该发光装置在此可以如白炽灯泡那样 “站立地” 固定在路灯中。此外可能的是， 发光装置以 悬挂方式或平置方式安置在路灯中。 由于在此所描述的发光装置的不同实施形式的可变的发射特性， 借助包含该发光 装置的路灯可以例如在不同的方向发射不同数量的光。这样， 路灯例如可以将道路的路线 特别亮地照亮， 而出于保护居民的原因极少或者甚至不对建筑物进行照明。通过冷却体的 区段的可转动的侧面， 此外还可能的是， 由发光装置产生的光的发射角度根据发光装置处 于其中的路灯的位置来匹配。
这种发光装置尤其是也适于使用在古老的路灯或者模仿古老的模型形成的路灯 中， 这尤其是可以通过发光装置的截顶圆锥形或截顶棱锥形的构型来实现。
通过使用该发光装置， 可以将由发光装置产生的光有针对地定向。耀眼效果和发 光密度分布可以可变地调节。这尤其是通过如下冷却体来实现 ： 该冷却体由不同大小的 阶梯式的或分级设置的区段构成， 这些区段在其侧面上构建有连接支承体 ( 例如印刷电路 板 )。
连接支承体优选可旋拧地构建到侧面上并且可以容纳几乎任意数目的不同的发 光二极管。由此， 在不同的空间方向上可以实现不同的光分布以及也可以实现不同的光色 彩。光分布不仅水平地与要照亮的道路匹配， 而且垂直地与要照明或不要照明的建筑物和 要达到的防炫相匹配。冷却体的区段可以相继地被涂覆， 由此可以可变地调节发光装置的 高度。这些区段具有四边形或圆形或椭圆形作为基本面。区段的侧面能够可倾斜或可转动 地构建， 使得发光二极管例如可以水平地 ( 即与道路平行向下地 ) 朝着道路倾斜地发光。 所 使用的发光二极管的数目在此确定了发光装置的光通量， 该光通量可以与要替代的发光装 置相配。
此外， 可能的是， 发光二极管向上倾斜离开道路地发光。 由此例如可以照亮建筑物 或者文物建筑。 此外， 路灯的一些发光二极管可以照亮道路， 该路灯的另一些发光二极管可 以照亮建筑物。
以下参照实施例和所附的附图更为详细地阐述了在此所描述的发光装置。
图 1A 和 1B 示出了在此所描述的发光装置的第一实施例的示意性透视图。
图 2 示出了在此所描述的发光装置的第二实施例的示意性剖面图。 图 3 示出了在此所描述的发光装置的第三实施例的示意性剖面图。 图 4A 至 4D 借助示意性剖面图示出了在此所描述的发光装置的其他实施例。 图 5A 至 5D 以示意性描绘图示出了在此描述的发光装置的实施例的可能的光分布。 相同、 相似或作用相同的元件在这些附图中设置有相同的附图标记。附图和附图 中所示的元件彼此间的大小关系不应视为合乎比例的。更确切地说， 为了更好的可示性和 / 或为了更好的理解， 各个元件可以夸大地示出。
图 1A 示出了在此所描述的发光装置 1 的第一实施例的示意性透视图。在此， 示出 了发光装置 1 的底面 22 的视图， 该底面与覆盖面 21( 未示出 ) 背离。图 1B 示出了在此所 描述的发光装置 1 的第一实施例的示意性透视图。在此示出了发光装置的区段的侧视图。
发光装置具有冷却体 2， 该冷却体由金属 ( 例如铝 ) 形成。冷却体 2 由总共四个区 段 23 组成。区段 23 的每个都构建为规则的六边形。这些区段相叠地设置， 其中它们关于 发光装置 1 的中轴 4 对称地取向。区段越靠近底面 22， 则其平均面积越小， 也就是说， 区段 的大小从覆盖面 21 朝着底面 22 减小。底面 22 具有比覆盖面 21 更小的面积。该面积在此 通过由在冷却体 2 的底侧端部上的六边形所包含的面的面积形成。覆盖面的面积相应地被 确定。
区段 23 的每个都具有六个侧面 231。在侧面的每个上施加有连接支承体 6， 其在 此构建为印刷电路板。 连接支承体 6 包括印制导线 61 以及连接部位 62， 通过它们可以电接 触发光二极管 3。借助螺杆 9 将连接支承体 6 与相应的侧面 231 连接。连接支承体 6 在此 模块化地构建并且可以特别简单地更换。
每个侧面 231 可以沿着转动轴 5( 例如通过形成区段 23 的板的弯曲 ) 倾斜。以此 方式可以使设置在相应侧面 231 上的发光二极管的发射方向适配。
区段 23 在此形成冷却体元件， 它们片状地构建并且在其整体上形成冷却体 2。
冷却体在其底面 22 上具有螺纹 8， 借助该螺纹可以通过转动将发光装置以机械方 式例如固定在路灯中并且电接触。然而， 螺纹也可以设置在覆盖面 21 上。
图 2 示出了在第二实施例中的通过在此所描述的发光装置的示意性剖面图。剖面 线在此例如沿着线 AA’ 走向， 如其在图 1 中所绘制的那样。发光装置 1 包括冷却体 2， 该冷 却体具有四个区段 23， 它们形成冷却体元件。区段 23 的每个都具有多个侧面 231， 其中在 图 2 的剖面图中针对区段 23 的每个示出了单个的侧面 231。
连接支承体 6 施加到每个区段的侧面 231 上， 该连接支承体可以容纳至少一个发 光二极管 3。侧面 231 例如与底面 22 夹有一角度 α ＞ 90°。当发光装置使用在路灯中时， 底面 22 平行于道路或者基本平行于道路地走向。
通过围绕转动轴 5 转动， 可以改变角度 α。以此方式可以使发光装置的发射特征 与使用位置相匹配。此外， 通过改变所使用的发光二极管 3 的数目以及通过使用不同颜色 的发光二极管， 发射特征的匹配是可能的。例如， 发光装置可以具有发白色光的发光二极 管， 但也可以具有发彩色光的发光二极管如蓝色、 红色或绿色发光二极管。
结合图 3 参照示意性剖面图详细地阐述了在此所描述的发光装置的另一实施例。 在该实施例中， 发光装置的冷却体 2 构建为截顶圆锥。冷却体的区段 23 本身是具有圆形基
本面的截顶圆锥。该截顶圆锥根据其大小来设置， 使得具有最小基本面的区段离发光装置 的底面 22 最近。
冷却体在此一件式地构建， 即区段 23 是 “假想的区段” 。发光二极管 3 施加到每个 区段 23 的侧面 231 上， 其中侧面 231 可以可翻转地构建。例如发光二极管 3 施加到柔性的 电路板 6 上， 该电路板围绕冷却体缠绕。这些区段形成用于发光二极管 3 的不同平面。在 冷却体 2 的覆盖面 21 上设置有控制和 / 或调节装置 7， 通过该装置可以对发光装置 1 的发 光二极管 3 供电。发光装置 1 借助螺纹 8 可以安装在所设置的灯座上。
发光装置 1 例如具有大约 50cm 的高度 H 和大约 25cm 的宽度 B。例如， 大约 70 个 发光二极管 3 可以固定在冷却体 2 上。
图 4A 至 4D 示出了在此所描述的发光装置的其他实施例的示意性剖面图。在此出 于清楚的原因省去了对区段 23 的表示。
图 4A 示出了发光装置 1， 其中冷却体 2 具有圆柱体形的包络面。
图 4B 示出了发光装置 1， 其中冷却体 2 具有棱锥形的包络面， 其中棱锥具有三角形 的基本面。
图 4C 示出了发光装置 1， 其中冷却体 2 具有如下包络面 ： 其由两个彼此朝着的截 顶圆锥形成。这种形状特别良好地适于 “向下” 例如照射到道路上以及特别良好地适于 “向 上” 例如照射到建筑物。 图 4D 示出了发光装置 1， 其中冷却体 2 具有包络面， 包络面由两个彼此朝着的截顶 圆锥形成， 它们通过圆柱形区域彼此连接。这种形状特别良好地适于 “向下” 例如照射到道 路上， 以及特别良好地适于 “向上” 例如照射到建筑物。在冷却体 2 的圆柱体区段上的发光 二极管特别良好地适于水平发光。
图 5A 至 5D 在示意性绘图中示出了在此所描述的发光装置的实施例的可能的光分 布。在图 5A 至 5D 的区域颜色显得越深， 则照明就越强。例如， 从覆盖面 21 看发光装置 1。 在这些图中的区域颜色显得越深， 则在那里底部的照明就越强， 其中 ( 例如安装到路灯中 的 ) 发光装置照亮该底部。
如在这些图中可看到的是， 照明是对称的 ( 参见例如图 5A 和 5C) 或者是不对称的 ( 参见图 5B 和 5D)。
总之， 借助在此所描述的发光装置可能的是， 在不同的立体方向上产生不同强度 的照明。根据需要， 可以以简单方式 ( 例如通过合适地选择发光二极管 3 或者通过区段的 倾斜 ) 调节在发光装置中的所希望的发射特征。
本发明并未通过借助实施例的描述而局限于此。更确切地说， 本发明包括任意新 的特征和特征的任意组合， 尤其是权利要求中的特征的任意组合， 即使该特征或者该组合 本身并未明确地在权利要求或者实施例中进行说明。
本申请要求德国专利申请 102008036487.8 的优先权， 其公开内容通过引用结合 于此。