Универсальное осветительное устройство с твердотельными источниками света

Универсальное осветительное устройство с твердотельными источниками света

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится в целом к осветительным средствам, в которых используются твердотельные источники света, такие как светоизлучающие диоды или лазеры, и, более конкретно, к осветительным устройствам для различных применений, в которых используются секции, формируемые с использованием образующих линий второго порядка, и различные конструктивные варианты для обеспечения экономичных источников света, имеющих продолжительный срок службы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящей части излагается исходная информация, относящаяся к настоящему изобретению, которая необязательно представляет собой предшествующий уровень техники в данной области.

Разработки альтернативных источников света прежде всего направлены на снижение потребления энергии. Альтернативными вариантами для ламп накаливания являются люминесцентные лампы и источники света на светоизлучающих диодах (далее "светодиоды"). Компактные люминесцентные лампы обеспечивают освещение при существенно более низком энергопотреблении. Однако материалы, используемые в компактных люминесцентных лампах, небезопасны для окружающей среды.

Известны различные конструкции источников света на светодиодах. Светодиодные источники света имеют увеличенный срок службы и менее вредны для окружающей среды по сравнению с компактными люминесцентными лампами. Светодиодные источники света потребляют меньше энергии, чем компактные люминесцентные лампы. Однако спектр светового излучения многих компактных люминесцентных ламп и светодиодных источников света отличается от спектра ламп накаливания. Кроме того, они довольно дороги. Для обеспечения максимального срока службы светодиода необходимо отводить тепло из окружающего его пространства. Во многих известных конструкциях светодиодные источники света преждевременно выходят из строя из-за повышенной температуры при повышении светоотдачи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем разделе рассматриваются лишь общие принципы изобретения без подробного описания полного объема и всех его признаков.

В настоящем изобретении предлагается осветительное устройство, которое используется для излучения света и имеет большой срок службы, то есть является экономичным техническим решением.

В одном из вариантов осветительное устройство содержит цоколь и корпус, соединенный с цоколем. Корпус имеет гиперболоидную часть. Осветительное устройство содержит колбу, соединенную с корпусом. Колба имеет первую эллипсоидную или сферическую часть. Колба имеет центральную точку. Осветительное устройство содержит печатную плату, расположенную внутри корпуса, на которой установлены источники света.

В другом варианте осветительное устройство содержит кожух, имеющий первую часть, представляющую собой первую эллипсоидную или сферическую часть с центральной точкой, вторую эллипсоидную часть, примыкающую к первой части, и гиперболоидную часть, примыкающую к промежуточной эллипсоидной части. Осветительное устройство содержит печатную плату, которая расположена внутри кожуха возле гиперболоидной части и на которой установлены источники света.

В другом варианте осветительное устройство, имеющее ось симметрии, содержит кожух, включающий по меньшей мере цоколь и колбу, соединенную с цоколем. Осветительное устройство также содержит источники света, расположенные на печатной плате внутри кожуха на первой окружности с центральной точкой, которая лежит на оси симметрии.

Осветительное устройство также содержит отражатель, который имеет первую фокальную точку внутри колбы и множество вторых фокальных точек, расположенных на второй окружности, совпадающей с первой окружностью.

В настоящем изобретении также предлагается способ распространения света, который включает: излучение света светодиодами, расположенными по первой окружности на печатной плате; передачу света с большим углом расхождения лучей, излучаемого светодиодами, непосредственно через колбу; отражение отражателем света с малым углом расхождения лучей, излучаемого светодиодами, причем отражатель имеет форму смещенного эллипсоида с общей первой фокальной точкой и со вторыми фокальными точками, расположенными на второй окружности, совпадающей с первой окружностью; и направление отражателем света с малым углом расхождения лучей в первую фокальную точку.

В одном из вариантов осветительное устройство содержит колбу и корпус, соединенный с колбой. Корпус имеет гиперболоидную часть. Внутри корпуса расположена первая печатная плата. На первой печатной плате расположены источники света. С источниками света термически связано теплопоглощающее устройство. Теплопоглощающее устройство содержит разнесенные пластины, имеющие внешние края. Каждый из внешних краев находится в контакте с корпусом.

В другом варианте осветительное устройство содержит кожух, печатную плату, на которой установлены источники света, внутри кожуха и элементы изменения направления света, связанные с каждым источником света. Каждый элемент изменения направления света направляет свет в сторону общей точки внутри кожуха.

В другом варианте осветительное устройство содержит колбу, корпус, соединенный с колбой, и цоколь, соединенный с колбой. Осветительное устройство содержит также первую печатную плату, расположенную внутри корпуса. На первой печатной плате расположены источники света. С источниками света термически связано теплопоглощающее устройство. Теплопоглощающее устройство содержит разнесенные пластины, имеющие внешние края и сквозные отверстия. Каждый из внешних краев находится в контакте с корпусом. Осветительное устройство содержит также удлиненный узел печатной платы схемы управления, электрически соединенный с источниками света первой печатной платы и цоколем. Печатная плата схемы управления проходит через отверстия. На печатной плате схемы управления расположены электрические компоненты для управления источниками света.

В другом варианте осветительное устройство содержит удлиненный корпус, внутри которого имеется отражающая параболическая цилиндрическая поверхность с фокальной линией, и удлиненную колбу, соединенную с удлиненным корпусом. Осветительное устройство также содержит источники света, разнесенные в продольном направлении и излучающие свет в направлении параболической цилиндрической поверхности. Эта параболическая цилиндрическая поверхность отражает свет, излучаемый источниками света, из корпуса наружу через колбу.

В другом варианте осветительное устройство содержит: цоколь: корпус, отходящий от цоколя, поверхность которого имеет в сечении параболическую поверхность; элемент, обеспечивающий изменение характеристик излучаемого света, расположенный внутри корпуса; и источники света, соединенные с корпусом. Источники света излучают свет. Осветительное устройство также содержит угловую часть, отражающую свет, излучаемый источниками света, в направлении параболической поверхности, так что свет, отраженный от параболической поверхности, направляется в сторону элемента, обеспечивающего изменение характеристик излучаемого света, и отраженный от него свет направляется наружу из корпуса после отражения от него.

В другом варианте осветительное устройство содержит цоколь, корпус, соединенный с цоколем, и соединенные с корпусом источники света, расположенные внутри него. Источники света излучают свет. Схема управления электрически соединена с источниками света для управления ими. Схема управления размещена внутри цоколя.

Другие области применения изобретения станут ясными из нижеприведенного описания. Необходимо понимать, что описание и конкретные примеры приведены только с целью иллюстрации и никоим образом не ограничивают объема настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Нижеописанные чертежи приводятся для целей иллюстрации только некоторых выбранных вариантов осуществления настоящего изобретения и никоим образом не ограничивают его объем.

Фигура 1 - вид сечения первого варианта конструкции осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 2А - вид сверху печатной платы осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 2В - вид сверху печатной платы по альтернативному варианту.

Фигура 2В - вид сверху печатной платы по другому альтернативному варианту.

Фигура 3А - вид сечения второго варианта конструкции осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 3В - вид сверху ребра теплопоглощающего радиатора фигуры 3А.

Фигура 4А - вид сбоку эллипса.

Фигура 4В - вид сечения части эллипсоида.

Фигура 5 - вид сечения третьего варианта конструкции осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 6 - вид сечения четвертого варианта конструкции электрической лампочки в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 7 - вид сечения пятого варианта конструкции электрической лампочки в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 8 - вид сечения шестого варианта конструкции осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 8А - увеличенный вид сечения устройства сдвига спектра излучаемого света и фильтра.

Фигура 9 - вид сечения шестого варианта конструкции осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 10 - вид сечения по линии 10-10 фигуры 9.

Фигура 11 - вид сечения другого варианта осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением, включая отражатели, используемые в качестве элементов изменения направления света.

Фигура 12 - вид сечения осветительного устройства с поверхностями, используемыми в качестве элементов изменения направления света, заглубленных в печатной плате.

Фигура 12А - увеличенный вид сечения части фигуры 12, содержащей источник света.

Фигура 12В - другой вид сечения части фигуры 12, содержащей источник света.

Фигура 13 - вид сечения осветительного устройства, в котором используется цилиндрическая печатная плата схемы управления.

Фигура 14 - вид сечения печатной платы схемы управления фигуры 13.

Фигура 15 - вид сечения трубчатого осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 16 - вид в перспективе осветительного устройства фигуры 15.

Фигура 17 - продольный вид осветительного устройства фигуры 15.

Фигура 18 - вид сечения альтернативного варианта трубчатого осветительного устройства.

Фигура 19А - вид сечения конструкции осветительного устройства для использования в качестве источника направленного света в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 19В - частичный вид отражающей поверхности отражателя, включая проводники схемы.

Фигура 20 - увеличенный вид части выступающей и угловой частей, используемых в качестве альтернативы варианту фигуры 19.

Фигура 21 - вид сечения выступающей и угловой частей с альтернативным элементом изменения направления света.

Фигура 22 - увеличенный вид сечения части корпуса.

Фигура 23 - вид альтернативного варианта осветительного устройства с другим размещением схемы управления.

Фигура 24 - вид сбоку альтернативного варианта осветительного устройства, которое содержит прямоугольную печатную плату, установленную в цоколе.

Фигура 25 - вид сечения по линии 25-25 фигуры 24, иллюстрирующий часть печатной платы внутри цоколя.

Фигура 26 - вид в плане печатной платы схемы управления относительно печатной платы источников света.

Фигура 27 - вид сбоку цоколя лампы, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 28 - вид сечения теплопоглощающего устройства фигуры 24.

Соответствующие части на разных видах чертежей указываются соответствующими ссылочными номерами.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Нижеприведенное описание по своему характеру представляет лишь иллюстрации настоящего изобретения и никоим образом не ограничивает его объем и применения. Для большей четкости изложения для указания одинаковых элементов на чертежах будут использоваться одинаковые ссылочные номера. Фраза типа "по меньшей мере один из А, В и С", используемая в настоящем описании, должна пониматься как "А, и/или В, и/или С". Необходимо понимать, что стадии способов могут быть выполнены в другом порядке без изменения принципов настоящего изобретения.

Следует иметь в виду, что на прилагаемых фигурах различные компоненты могут быть переставлены. Например, может быть реализовано несколько различных вариантов осуществления печатных плат со схемами управления и печатных плат с источниками света. Кроме того, в настоящем описании раскрываются различные формы элементов изменения направления света и теплопоглощающих устройств. Могут использоваться различные сочетания теплопоглощающих устройств, печатных плат схемы управления, печатных плат источников света и форм осветительных устройств. Также в различных вариантах осуществления осветительного устройства различные типы печатных проводников и материалов могут заменять друг друга.

Осветительное устройство, представленное на прилагаемых фигурах, показано в различных вариантах, которые содержат твердотельные источники света, такие как светодиоды и твердотельные лазеры с различными длинами волн излучения. Для формирования необходимой светоотдачи в зависимости от конечного применения осветительного устройства может использоваться различное количество источников света и различные длины волн. Осветительное устройство представляет собой оптико-термическое решение для осветительного устройства, и оно может иметь различные геометрические формы и размеры для обеспечения этой цели.

На фигуре 1 показан вид сечения осветительного устройства 10. Осветительное устройство 10 может быть симметричным относительно продольной оси 12 вращения. Осветительное устройство 12 содержит цоколь 14 лампы, корпус 16 и колбу 18. Цоколь 14 используется для подсоединения лампы к электрической сети. Цоколь 14 может иметь разные формы в зависимости от применения лампы. Цоколь может иметь обычную форму цоколя стандартной электрической лампочки освещения или же может быть нестандартным. Цоколь 14 может иметь разные конструкции (ввинчиваемый, вставной и т.д.). Цоколь 14 может быть по меньшей мере частично выполнен из металла для обеспечения электрического контакта и также может использоваться для передачи и рассеивания выделяющегося тепла. Цоколь 14 может быть выполнен, например, из керамики, теплопроводной пластмассы, пластмассы с вплавленными электрическими проводниками и т.п.

Корпус 16 прилегает к цоколю 14. Корпус 16 может непосредственно прилегать к цоколю 14, или же между ними может находиться промежуточная часть. Корпус 16 может быть изготовлен из металла или из другого теплопроводного материала. Например, подходящим металлом является алюминий. Корпус 16 может быть сформирован разными способами, включая штамповку. Корпус 16 может быть изготовлен из металла способом литья под давлением (Zylor®). Также может использоваться технология литья Thicksoform®. Корпус 16 может содержать часть 20, имеющую в сечении форму гиперболы, и другую часть 22 (тело вращения), представляющую собой часть эллипсоида или параболоида. Корпус 16 может также иметь любую произвольную форму.

Колба 18 может представлять собой часть сферы или эллипсоида. Колба 18 может быть сформирована из прозрачного или полупрозрачного материала, такого как стекло или пластмасса. Колба 18 может быть выполнена таким образом, чтобы она рассеивала свет и минимизировала отражение света внутрь осветительного устройства. Колба 18 может иметь покрытие из различных материалов, обеспечивающее изменение характеристик излучаемого света, таких как длина волны или рассеивание. На внутреннюю поверхность колбы 18 также может быть нанесено просветляющее покрытие (снижающее отражение света внутрь колбы). Также может использоваться светоизлучающий материал, накачка которого осуществляется источниками света. Таким образом, осветительное устройство 10 может быть выполнено таким образом, чтобы оно имело высокий показатель цветопередачи и цветовосприятия в темноте. Корпус 16 и колба 18 формируют кожух, окружающий источники 32 света. Цоколь 14 также может рассматриваться как часть такого кожуха.

В состав осветительного устройства 10 входит пластина (подложка) или печатная плата 30, предназначенная для установки на ней твердотельных источников 32 света. Печатная плата 30 может быть плоской (как показано на фигуре 1) или же криволинейной, как это описано ниже. Печатная плата 30 может быть теплопроводной и может быть изготовлена из теплопоглощающего материала. Ламели источников света могут иметь термическое и/или электрическое соединение с радиально направленными медными секторами или с кольцевыми проводящими элементами, наплавленными на пластмассовое основание для содействия теплопередаче. В любом из рассмотренных ниже вариантов печатная плата 30 может быть частью теплопоглощающего устройства.

Источники 32 света имеют высокую светоотдачу (лм/Вт). Такие источники 32 могут излучать свет одной длины волны, или же они могут излучать свет разных длин волн. В качестве источников 32 света также могут использоваться твердотельные лазеры. Твердотельные лазеры могут генерировать направленный свет. В качестве источников 32 света также могут использоваться светодиоды. Для получения требуемого спектра может использоваться сочетание разных источников света, излучающих свет с разными длинами волн. Подходящие длины волн могут представлять ультрафиолетовый или голубой свет (450-470 нм). Также могут использоваться источники 32, излучающие свет с одной длиной волны. Светодиоды, используемые в качестве источников 32 света, излучают свет 34, лучи которого расходятся под малым углом, или свет 36, лучи которого расходятся под большим углом. Свет 36 с большим углом расхождения лучей направляется наружу сквозь колбу 18.

В обычной электрической лампочке свет с малым углом расхождения лучей не направляется в рабочем направлении. Свет с малым углом расхождения лучей обычно теряется, поскольку он не направляется из арматуры, в которой установлено осветительное устройство.

Свет 34 с малым углом расхождения лучей перенаправляется с помощью отражателя 40, чтобы он выходил наружу сквозь колбу 18. Рефлектор 40 может иметь разные формы, включая форму параболоида, эллипсоида или произвольную форму. Отражателю 40 также может быть придана такая форма, чтобы он направлял свет от источников 32 света в центральную или общую точку 42. Отражатель 40 может иметь покрытие, обеспечивающее сдвиг длины волны или энергии и задания определенного спектрального состава света, выходящего из колбы. Покрытие может наноситься на колбу 18 и/или на отражатель 40. Также может использоваться несколько покрытий. Общая точка 42 может быть в центре сфероида или эллипсоида колбы 18.

Следует отметить, что при указании различных секций, формируемых с использованием линий второго порядка, таких как эллипсоид, параболоид или гиперболоид, только часть такой секции, которая вращается вокруг оси, может использоваться для определенной поверхности. Аналогичным образом могут использоваться части сфероида.

Печатная плата 30 может находиться в непосредственном контакте с теплопоглощающим устройством 50 или с другой печатной платой, как это указано ниже. Теплопоглощающее устройство 50 может содержать ребра 52, представляющие собой пластины, которые проходят перпендикулярно продольной оси 12 осветительного устройства 10. Ребра 52 могут отстоять на некотором расстоянии друг от друга, чтобы поглощаемое ими тепло могло рассеиваться. Теплопоглощающее устройство 50 может также содержать центральную часть 54. Центральная часть 54 может находиться в контакте с печатной платой 30 или с центральной платой схемы управления, как это будет описано ниже. Центральная часть 54 может иметь в целом цилиндрическую форму с проходящим через нее каналом 114 и отходящими от нее ребрами 52. В сквозном канале 114 может проходить установленный в нем теплопроводящий столбик 56. Этот столбик 56 может находиться в контакте с печатной платой 30 и проводит тепло к центральной части 54 и, в конечном счете, к ребрам 52. Теплопроводный столбик 56 может также проводить тепло к цоколю 14. Теплопроводный столбик 56 также может воспринимать тепло от ребер 52.

Ребра 52 могут иметь плоскую форму. Плоскости ребер 52 могут быть перпендикулярны к продольной оси и могут находиться в контакте с корпусом 16. В зависимости от различных конструктивных факторов непосредственный контакт между ребрами 52 и корпусом 16 может отсутствовать. Однако внешние края ребер 52 теплопоглощающего устройства 50 могут находиться в контакте с корпусом 16.

Таким образом, корпус 16 может отводить тепло от источников 32 света на печатной плате для рассеивания тепла в пространство, окружающее осветительное устройство.

Могут использоваться дополнительные ребра 58, расположенные выше печатной платы 30. Дополнительные ребра 58 также могут быть термически связаны с печатной платой 30. Ребра 58 могут также поддерживать отражатели 40. Ребра 58 также могут находиться в непосредственном или в тепловом контакте с корпусом 16.

В состав осветительного устройства 10 также может входить печатная плата 70 схемы управления. На фигуре 1 показана плоская плата 70 схемы управления, имеющая круглую форму. Могут использоваться различные варианты печатной платы 70, такие как цилиндрическая плата или плата, проходящая в продольном направлении. Печатная плата 70 может иметь самые разные формы.

Печатная плата 70 схемы управления может включать различные микросхемы 72, которые могут использоваться для управления различными функциями источников 32 света. Микросхемы 72 платы управления могут содержать преобразователь переменного тока в постоянный, схему управления силой света, схему дистанционного управления, различные дискретные компоненты, такие как резисторы и конденсаторы, а также цепь питания. Для выполнения различных функций может использоваться специализированная интегральная схема. Хотя на фигуре 1 показана только одна печатная плата 70 схемы управления, однако в осветительном устройстве 10 может использоваться несколько таких плат. Печатная плата 70 также может находиться в тепловом контакте с теплопоглощающим столбиком 56. Таким образом, теплопроводный столбик 56 может отводить тепло от печатной платы 70, направляя его к цоколю 14 лампы, или же в центральную часть 54 и далее к ребрам 52.

На фигуре 2А представлен один из вариантов печатной платы 30. На печатной плате 30 расположены источники 32 света. Печатная плата 30 содержит радиальную дорожку 110, отводящую тепло наружу, и радиальную дорожку 112, отводящую тепло внутрь. Сквозное отверстие 114 может проходить сквозь печатную плату 30. Через это отверстие 114, как можно видеть на фигуре 1, может проходить теплопроводный столбик 56. Отверстие 114 также может оставаться открытым для обеспечения циркуляции воздуха внутри осветительного устройства 10. Может использоваться не одно, а несколько отверстий 114. Отверстия могут иметь такие размеры, чтобы сквозь них могли проходить проводники печатной платы 30 для обеспечения ее электрических соединений. Такие варианты будут рассмотрены ниже.

Хотя на фигурах 2 показаны только источники 32 света, однако на печатной плате 30 могут быть размещены также другие электрические компоненты для обеспечения работы источников света. На печатной плате 30 могут быть размещены теплопроводные перемычки 116 для обеспечения передачи тепла к теплопоглощающему устройству 50. Как показано на фигуре 2А, теплопроводные перемычки 116 проложены таким образом, что формируют треугольную конфигурацию (кусок пирога), но при этом не создают помех для теплопроводных дорожек 110 и 112. Теплопроводные перемычки 116 могут быть расположены непосредственно под источниками света.

Печатная плата 30 может быть изготовлена из различных материалов, обеспечивающих формирование теплопроводной подложки. Ламели источников света могут быть соединены с радиально направленными медными секторами или с кольцевыми проводящими элементами, которые наплавляются на пластмассовое основание для отвода тепла от источников света. За счет отвода тепла из зоны источников света срок службы осветительного устройства 10 может быть увеличен. Печатная плата 30 может быть сформирована из двухстороннего материала FR4, теплопоглощающего материала или из других им подобных материалов. Если для изготовления печатной платы используется электропроводный материал, то электрические проводники могут быть сформированы на непроводящем слое, который наносится на электропроводную поверхность печатной платы.

На фигуре 2В представлен альтернативный вариант печатной платы 30'. На печатной плате 30' могут быть размещены печатные проводники 130 и 132, имеющие форму секторов, которые присоединяются к источнику переменного тока для обеспечения электропитания источников 32 света. Секторы разделены канавками 134, в результате чего они электрически изолированы друг от друга. Источники 32 света могут быть соединены электрически с чередующимися секторами 130, 132. Каждый источник 32 света может быть электрически соединен с двумя секторами 130, 132 с использованием пайки или иного способа соединения.

Каждый сектор 130, 132 может быть размещен на непроводящей печатной плате 30'. Как уже указывалось, печатная плата 30' также может быть изготовлена из теплопоглощающего материала. Если теплопоглощающий материал является электропроводным, то между секторами 130, 132 и печатной платой 30' может быть нанесен слой электроизоляционного материала.

Как показано на фигурах 2А, 2В, 2С, отверстие 114 имеет круглую форму. Вместо одного отверстия 114 могут использоваться два отверстия меньшего размера для прохождения проводников от печатной платы схемы управления. Такой вариант будет рассмотрен ниже.

На фигуре 2С представлен другой вариант печатной платы 30”. На печатной плате 30” расположены источники 32 света, которые отстоят на некотором расстоянии друг от друга по линии печатных проводников 140 и 142. На печатные проводники 140 и 142 могут подаваться разные напряжения для активации или включения источников 32 света. Печатные проводники 140, 142 могут быть напечатаны на подложке, такой как теплопоглощающая пластина. Могут обеспечиваться электрические соединения с печатной платой схемы управления.

На фигурах 3А и 3В иллюстрируется второй вариант осветительного устройства 10'. В этом варианте продольная ось 12 и цоколь 14 такие же элементы, как и в предыдущем варианте. Корпус 16' может содержать гиперболоидную часть 20, как показано на фигуре 1, и эллипсоидную часть 22'. Эллипсоидная часть 22' может использоваться в качестве отражателя для изменения направления лучей света 34 с малым углом расхождения, излучаемого светоизлучающими источниками 32. Внутренняя поверхность корпуса 16' может использоваться в качестве отражателя. Внутренняя поверхность корпуса 16' может быть выполнена из анодированного алюминия или из другого отражающего материала. Свет 36 с большим углом расхождения лучей проходит наружу непосредственно через колбу 18. Общая точка 42 может быть одной фокальной точкой эллипсоида, в то время как кольцо источников 32 света может формировать вторую фокальную точку эллипсоида. Поскольку для определения второй фокальной точки эллипсоида используется кольцо источников света, то эллипсоид может указываться как смещенный эллипсоид. Конструкция эллипсоидной части будет рассмотрена ниже.

В рассматриваемом варианте конструкция теплопоглощающего устройства 210 может отличаться от конструкции теплопоглощающего устройства 50, показанного на фигуре 1. Однако следует понимать, что в оптической схеме конструкции, показанной на фигуре 3, также может быть использована конструкция теплопоглощающего устройства 50 фигуры 1. В рассматриваемом варианте внутри осветительного устройства 10' расположены теплопоглощающие ребра 212. Теплопоглощающее устройство 210 может содержать диски со сквозными отверстиями 220, как это лучше всего показано на фигуре 3В. Каждое теплопоглощающее ребро 212 может иметь форму шайбы. Теплопоглощающие ребра 212 могут находиться в термическом контакте с теплопроводным столбиком 56 и с параболоидной или гиперболоидной частью 20 корпуса 16'. Каждое теплопоглощающее ребро 212 может передавать тепло изотропно при использовании таких материалов, как алюминий или медь. Теплопоглощающие ребра 212 могут также передавать тепло анизотропно при использовании таких материалов, как графит, алюминий и магний. Внешний диаметр теплопоглощающего устройства 210 изменяется в соответствии с формой гиперболоидной части 20. Внешние края 213 ребер 212 теплопоглощающего устройства 210 могут находиться в контакте с корпусом 16'. Внешний контур диска имеет гиперболоидную форму. Через отверстие 220 может проходить теплопроводный столбик 56, или же столбик не используется, как это будет описано ниже.

Световые источники 32 могут быть расположены на теплопоглощающем ребре 212. На теплопоглощающем ребре 212 могут быть выполнены печатные проводники для формирования электрических соединений с использованием части теплопоглощающего устройства для размещения и соединения источников света. Такое устройство может использоваться в любом из вариантов, рассмотренных в настоящем описании.

Теплопоглощающие ребра 212 могут устанавливаться внутри корпуса с защелкиванием с помощью зубцов 240 и 242. Чтобы не загромождать чертеж, на фигуре 3А изображен только один нижний зубец 240 и один верхний зубец 242. Однако каждое теплопоглощающее ребро 212 и печатная плата 30 могут фиксироваться в корпусе аналогичным образом. Поскольку теплопоглощающие ребра 212 и печатная плата 30 могут быть выполнены из гибкого материала, то их можно устанавливать по месту с защелкиванием. Могут использоваться также и другие способы фиксации в корпусе теплопоглощающих ребер 212 и печатной платы 30. Например, печатная плата и теплопоглощающие ребра могут прикрепляться к теплопроводному столбику 56, который может прикрепляться к цоколю 14 лампы с использованием механических крепежных средств или клеящих материалов.

На фигуре 4А иллюстрируется способ формирования вышеупомянутого сдвинутого или смещенного эллипсоида. Эллипсоид имеет две фокальные точки: F1 и F2. Эллипсоид имеет центральную точку С. Большая ось 310 эллипса 308 представляет собой линию, которая проходит через F1 и F2. Малая ось 312 эллипсоида перпендикулярна большой оси 310 и пересекается с ней в точке С. Для формирования смещенного эллипсоида фокальные точки, соответствующие источникам 32 света, смещаются с большой оси 310 и смещаются или поворачиваются относительной фокальной точки F1. Затем эллипсоид поворачивают, и часть его поверхности используется в качестве отражателя. Угол 312 может иметь разные величины в зависимости от требуемой общей геометрии устройства. Свет, излучаемый в точке F2, будет отражаться в эллипсе от отражателя на внешней поверхности 314 эллипса и проходить через точку F1.

На фигуре 4В сдвинутые или смещенные эллипсоиды будут отражать свет от фокальных точек F2' и F2” для пересечения их в фокальной точке F1. Фокальные точки F2' и F2” находятся на кольце источников 32 света, свет которых с малым углом расхождения лучей отражается от поверхности смещенного эллипсоида, и свет направляется в фокальную точку F1. Схему эллипсоида можно видеть на фигуре 4В, поскольку фокальная точка F2 теперь становится кольцом, которое содержит фокальные точки F2' и F2”. Печатная плата 30 может быть соединена с эллиптической частью 22'.

Может использоваться теплопоглощающее устройство 210 осветительного устройства, соответствующее устройствам, показанным на фигуре 1 или 3А.

На фигуре 5 представлен вариант, аналогичный варианту, показанному на фигуре 4В. В этом варианте используется одна или несколько опор 410 для удерживания элемента 412, обеспечивающего сдвиг спектра излучения. Свет 34 с малым углом расхождения лучей от источников 32 света направляется в общую точку 42. Как уже указывалось, общая точка 42 может быть центром колбы 18 и фокальной точкой эллипсоидной части 22'. Элемент 412, обеспечивающий сдвиг спектра излучаемого света, может быть покрыт соответствующим материалом, изменяющим характеристики падающего света с малым углом расхождения лучей, так что спектр частот света, выходящего из осветительного устройства 10”, изменяется нужным образом. Например, элемент 412, обеспечивающий сдвиг спектра, может быть покрыт фосфором, нанофосфором или люминесцентной краской для получения требуемого спектрального распределения. В одном из примеров используются источники синего света, и когда этот свет падает на материал, обеспечивающий сдвиг спектра, то осветительное устройство может излучать свет другого цвета. Материал, обеспечивающий сдвиг спектра, может поглощать энергию падающего на него света и переизлучать ее в различных направлениях, как показано стрелками 414. Один световой луч может рассеиваться в различных направлениях с длиной волны, отличной от длины волны света, излучаемого источниками 32. Элемент 412, обеспечивающий сдвиг спектра, может быть изготовлен из твердого материала, такого как металл, так что свет будет отражаться от него. Элемент 412, обеспечивающий сдвиг спектра излучаемого света, может иметь сферическую форму или другие формы.

На фигуре 6 представлен вариант осветительного устройства 10'”, аналогичного устройству, показанному на фигуре 3А, за исключением того, что в нем отсутствует теплопроводный столбик 56, проходящий через отверстия 114 в теплопоглощающих ребрах 212. Поскольку теплопроводный столбик 56, показанный на фигуре 3А, в данном варианте отсутствует, то отверстия 114 теплопоглощающих ребер 212 остаются открытыми и воздух может свободно циркулировать внутри осветительного устройства 10. Отверстия 114 могут также быть выровнены с отверстием 220 в печатной плате 70, так чтобы обеспечивалась циркуляция воздуха для рассеивания тепла внутри осветительного устройства 10.

На фигуре 7 представлен еще один вариант осветительного устройства 10”', аналогичный варианту, показанному на фигуре 3А, и элементы, указанные одинаковыми ссылочными номерами, далее не будут описываться. В этом варианте используется элемент, обеспечивающий сдвиг спектра излучаемого света, который представляет собой купол 510. Купол 510 может содержать материал, который обеспечивает сдвиг спектра, или рассеивающий материал. На купол 510 может быть нанесено покрытие или нанесена пленка для обеспечения сдвига спектра или рассеивания излучаемого света.

Любой из вариантов, рассмотренных в настоящем описании, может содержать элемент, изменяющий характеристики излучаемого света, такой как купол 510. Купол 510 может быть изготовлен из различных материалов, включая фильтрующий слой 512 и слой 514, обеспечивающий изменение характеристик света. Фильтрующий слой 512 может использоваться для пропускания света определенных длин волн. Длина волны пропускаемого света может соответствовать длине волны света, излучаемого источником 32 света. Например, если источник 32 света является лазером или светодиодом, излучающим свет синего цвета, то фильтр 512 может пропускать свет голубого цвета. Слой 514 сдвига спектра может сдвигать длину волны света в другую часть спектра. Например, синий свет может активировать слой 514 сдвига спектра для излучения им белого света. Белый свет может излучаться в определенном направлении или же может быть рассеянным. Лучи рассеянного света указаны стрелками 516. Свет может также рассеиваться назад, в сторону источников 32 света. Однако граница раздела между фильтрующим слоем 512 и слоем 514 сдвига спектра может отражать назад свет всех цветов, кроме синего. Свет, отраженный на границе раздела между фильтрующим слоем 512 и слоем 514 сдвига спектра, в конечном счете, может выходить сквозь колбу 18.

Вариант, показанный на фигуре 7, также содержит отверстия 520, проходящие внутри корпуса 16' или сквозь него. Отверстия 520 могут быть расположены рядом с ребрами 52 для обеспечения внешнего проводящего канала для рассеивания тепла, излучаемого внутри осветительного устройства 10'”. Отверстия 520 могут быть выполнены с использованием штампов