用于光发射器的可定向的磁性支架，光源，基座和照明系统的制作方法

专利名称：用于光发射器的可定向的磁性支架，光源，基座和照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光发射器的可定向的磁性支架(mount)。本发明还涉及光源、基座(base)和包括光源和基座的照明系统。
背景技术：
光发射器本身是已知的且用于日常生活的各个领域。它们尤其用在一般的照明系统中，例如用于照亮室内和/或室外环境、住宅、商店、工厂以及办公室，但也用在例如任何类型的交通工具中。同样在不同应用领域中，例如在图像投影系统中，常常使用光发射器。投影仪、投影电视和液晶显示设备全都具有某种类型的光源以照亮由所述设备生成的图像。由于光发射器用在其中的应用领域的这个宽范围，存在许多不同的光发射器。白炽光源和高压和低压气体放电灯、紧凑荧光灯、卤素灯以及相对新颖的半导光发射器，例如发光二极管和有机发光二极管。所有这些光发射器的共同缺点在于它们产生通常不想要的热。近年来，半导光发射器已变得越来越流行，这是由于光发射器相对较小的尺寸与相对较高的光发射强度组合。而且，半导光发射器的效率和操作寿命比其他光发射器中的任何发射器明显要高，出于环境和成本的考虑，这是优选的。但是，可由发光二极管生成的光输出与发光二极管的冷却量直接有关。对于高功率应用，经由包括冷却鳍片的散热器得到冷却，空气沿着冷却鳍片流动用于冷却该高功率发光二极管。因此，尽管半导光发射器具有相对较小的尺寸，精致的冷却装置的使用可生成相对庞大的光源，这不是优选的。此外，对于许多应用，需要一种柔性照明系统，其中一个或多个光源可相对容易地移动到房间内的不同位置。因此，已经采用包括一个光源或多个光源的轨道(track)或轨 (rail)系统，其中光源(一个或多个)可随意地沿着轨道或轨定位于任何位置。这样的系统例如由被称作"Lightolie/"的公司(参看其网站驟w. lightolier. com)引入市场。特别地，其“LED 磁性轨道橱柜下器具(LED Magnetic Track Undercabinet Fixture)”提供磁性地附接到轨道的多个LED光源以允许容易地沿着轨道重新定位LED光源。尽管LED光源可相对容易地重新定位，光源不能定向且归因于所需的冷却鳍片仍相对庞大。因此，已知照明系统的缺点在于光源仍相对庞大且不能更改光发射的方向。

发明内容
本发明的目的是提供一种照明系统，其中光发射器的光发射特征是可变的且其中光发射器相对较小同时仍允许充分的冷却。根据本发明的第一方面，这个目的借助于根据权利要求1的用于光发射器的可定向的磁性支架来实现。根据本发明的第二方面，这个目的借助于根据权利要求9的光源来实现。根据本发明的第三方面，这个目的借助于根据权利要求10的基座来实现。根据本发明的第四方面，这个目的借助于根据权利要求15的照明系统来实现。
根据本发明的第一方面的可定向的磁性支架包括
接口装置(interface means)，其被配置成将热能远离光发射器导向至散热器，以及磁性连接器，其被配置成将可定向的磁性支架磁性地连接到包括散热器的基座，磁性连接器被配置成使得接口装置与散热器热互连，
接口装置被配置成以接口装置相对于散热器的多种方位(orientation)热连接到散热
ο该基座可例如为轨或轨道，其包括用于实现经由可定向的磁性支架的磁性连接器的磁性连接的磁化材料。磁化材料可在基座处的预先限定的位置以仅允许可定向的磁性支架在这些预先限定的位置的连接。可替换地，该基座可由磁化材料构成使得可定向的磁性支架可经由磁性连接器在该基座上的任何所需位置连接。根据本发明的用于光发射器的可定向的磁性支架的效果为接口装置被布置成与基座的散热器热接触，而接口装置允许具有相对于散热器的多个方位且因此允许具有相对于基座的多个方位。由于这种布置，由光发射器发出的光的发射特征可由使用者改变。由于多个方位，光发射器指向的方向可随意更改，例如使得发射方向能在接口装置相对于散热器的多个方位内随意改变。磁性连接器的使用使可定向的磁性支架能够以类似于利用已知的“LED磁性轨道橱柜下器具”而可能的方式的方式定位于沿着基座或在该基座处的多个位置。但是，除了沿着轨重新定位之外，根据本发明的可定向的磁性支架的方位也可在每个位置更改同时维持与散热器的热接触，从而改变光发射器发射其光的方向。该基座可例如为轨，该轨通常相对较大且可例如施加到天花板或墙壁上。由于基座相对较大的大小，基座的散热器具有充分的热容量来高效地冷却该光发射器。选择可定向的磁性支架的接口装置的布置以经由使接口装置与散热器互连的磁性连接器所施加的压力来热连接到散热器。而且，接口装置和散热器被配置成使得在接口装置的多个方位中的每一个方位，由光发射器生成的热经由接口装置远离光发射器传导至散热器。因此，在可定向的磁性支架中无需局部冷却鳍片，从而允许可定向的磁性支架的尺寸相对较小，仅或多或少地大于对于光发射器和(若可适用)电子电路所要求的组合尺寸。多个方位与磁性连接器一起允许光发射器的柔性定位和重定向以例如照射基座邻近处的特定对象。根据本发明的可定向的磁性支架不需要冷却元件。接口装置从光发射器向基座处的散热器传热。必须选择基座和散热器的尺寸使得散热器足够大以冷却在可定向的磁性支架处的光发射器。基座也可被配置成允许多个可定向的磁性支架连接到基座以及/或者每个可定向的磁性支架可包括多于一个光发射器。在这样的布置中，必须选择基座和散热器的尺寸使得由多个可定向的磁性支架和/或多个光发射器生成的热可被冷却。通过分离可定向的磁性支架与散热器，可定向的磁性支架可被制作得小，因为仅光发射器必须容纳于可定向的磁性支架上且接口装置必须能高效地远离光发射器朝向散热器传导由光发射器产生的热能。这种布置的另一优点在于其允许对于光源和照明系统的设计者的宽的设计自由度。相对于已知的“LED磁性轨道橱柜下器具”，根据本发明的可定向的磁性支架的另一益处在于已知的“LED磁性轨道橱柜下器具”系统包括鳍片，鳍片需要空气流过它们来冷却光发射器。这种空气流动，特别是当各个光源应用在施加到天花板或墙壁上的轨道上时， 可由于附加的空气流动运输的灰尘和污垢而造成天花板或墙壁的局部变色。当沿着轨道更改光源的位置时，这些局部变色可以非常充分地可见。在根据本发明的可定向的磁性支架中，局部上无需附加的空气流动。散热器吸收维持光发射器的良好操作温度所需的热能。流过散热器的空气将随后降低散热器的温度。但是，这种空气流动不是局部空气流动且因此避免了天花板或墙壁的局部变色。布置于可定向的磁性支架上的光发射器包括用于向光发射器提供电力的电池。可替换地，可存在电缆，其连接到电源且其可用于向光发射器提供电力。当然，优选地，供电接触件可布置于基座上且可定向的磁性支架可包括电连接器，电连接器被配置成连接到供电接触件以向光发射器提供电力。在可定向的磁性支架的一个实施例中，接口装置的外壁的至少一部分包括第一形状，被配置成热连接到具有与第一形状配合的第二形状的散热器的外壁的一部分。此实施例的益处在于使用接口装置的外壁的部分与散热器的外壁之间的匹配形状允许散热器与接口装置之间的良好接触，从而实现经由接口装置的从光发射器到散热器的良好热传导。在可定向的磁性支架的一个实施例中，接口装置的多个方位生成从可定向的磁性支架发出的光的不同发射特征。不同发射特征包括从可定向的磁性支架发射的光的发射方向。通过选择接口装置的不同方位，光发射器相对于散热器的方位更改并因此连接到可定向的磁性支架的光发射器发出其光的方向更改。使用这多个方位，从可定向的磁性支架发出光的方向可被更改。不同发射特征还可包括从可定向的磁性支架发射的光束的形状。束成形元件可例如连接到可定向的磁性支架或基座，使得当可定向的磁性支架的方位相对于散热器更改时，由光发射器发出的光束的形状可改变。不同的发射特征还可包括从可定向的磁性支架发出的光的颜色。可定向的磁性支架可例如包括被配置成发出不同颜色的光的多个光发射器。当更改接口装置的方位时，不同的电连接器可连接到基座，向不同的光发射器或不同的光发射器组提供电力，导致从可定向的磁性支架发出的光的颜色更改。不同的发射特征还可包括从可定向的磁性支架发射的光的强度和/或强度分布。再次，方位的更改可导致不同的电连接器将被连接，这可以调暗或调高从可定向的磁性支架发出的光的强度。而且，从可定向的磁性支架发光的光发射器的数量可由于方位的变化而改变且因此更改从可定向的磁性支架发出的光的强度和/或强度分布。不同的发射特征还可包括从包括多个光发射器的可定向的磁性支架发光的光发射器的数量的变化。在可定向的磁性支架的一个实施例中，磁性连接器布置于接口装置的热传导路径的外部。热传导路径为接口装置中的经由其被传导的热的大部分(例如80%)被传导至散热器的路径。磁性连接器可包括‘永’磁体或电磁体。电磁体不是优选的，因为如果可定向的磁性支架应用于施加到墙壁或天花板上的基座，则在电力故障的情况下，可定向的磁性支架将会掉落到地上。因此优选实施例将是包括‘永’磁体的磁性连接器。但是，‘永’磁体的缺陷在于当‘永’磁体温度升高时磁性可能会更改且当温度升高到高于被称为居里温度(针对不同的磁性材料，居里温度有变化)的温度时磁性可能甚至完全消失。尽管接口装置的温度相对不太可能接近居里温度，但温度随时间的变化以及磁性连接器可能处于升高的温度相当一段时间这一事实仍可能会随着时间减小‘永’磁体的磁力。而且，常常，可定向的磁性支架包括用于向光发射器提供电力的电连接器。这些电连接器传导电流并将具有它们自己的磁场，这可能会影响‘永’磁体的磁性，使得它们在升高的温度处更易受到外部磁场的影响。因此，优选地，磁性连接器布置于热传导路径外部以避免磁性连接器的温度升高和因此‘永’磁体的磁性更改。因为磁性连接器还提供接口装置与散热器的热互连，所以磁性连接器的磁力的减小可降低在接口装置与散热器之间的热导率，危害光发射器的良好冷却。在可定向的磁性支架的一个实施例中，磁性连接器与接口装置绝热。通过使磁性连接器绝热，将进一步避免温度升高，从而确保了 ‘永’磁体维持其磁力，由此避免可定向的磁性支架可能从基座掉落和/或避免热导率可能降低从而危害光发射器的冷却。在可定向的磁性支架的一个实施例中，可定向的磁性支架还包括多个电连接器， 这些电连接器被配置成在操作中连接到在基座处的供电接触件以向光发射器提供电力和/ 或控制信息。如上文所述，光发射器可从多个可能的源接收电力。可包括电池或者具有连接到光发射器的电缆的电源。这些方案对于使用者而言都是很不实际的。在支架中使用电连接器来将光源附连到轨上已成功地用于实践并允许以简单且精致的方式向光发射器提供电力。此外，这些电连接器也可用于提供用于控制光发射器的控制信息。词语“连接器” 应被广义地理解并可以就是支架或光发射器的隔离的部件。为了允许电接触，布置于可定向的磁性支架的电连接器必须被定位成使得它们对应于如在基座中提供的供电接触件的布置。在可定向的磁性支架的一个实施例中，电连接器布置于接口装置处，其中多个电连接器包括多于两个电连接器，多个电连接器遍及接口装置地分布以在接口装置的不同方位将多个电连接器中的至少两个电连接器连接到供电接触件。特别地由于光发射器必须是可定向的，接口装置相对于散热器的方位的变化要求多个电接触件(多于两个)存在于可定向的磁性支架的接口装置处以便也在接口装置的方位相对于散热器更改时确保保持电接触。在可定向的磁性支架的一个实施例中，可定向的磁性支架还包括电子电路，该电子电路用于调适所连接的多个电连接器的电连接器极性以匹配光源的所需极性。由于生产和成本的原因，电连接器的数量应是有限的。因此，当更改可定向的磁性支架相对于散热器的方位时，方位的可能的改变应与两个随后的电连接器之间的距离一样小。在这样的布置中，经由基座处的供电接触件提供的电信号的极性反相。这应由可定向的磁性支架中存在的附加电子电路校正。这种附加的电子电路可与桥式整流器一样简单，其中在一行电连接
器中的奇数电连接器(为第一、第三、第五......等等)连接到桥式整流器的第一输入端口
且其中在这行电连接器中的偶数电连接器(为第二、第四、第六......等等)连接到桥式整
流器的第二输入端口。桥式整流器的输出总是包括用于光发射器的正确极性。除了用于调适电连接器极性的电子电路之外，可定向的磁性支架也可包括反馈电子器件，反馈电子器件包括传感器，传感器可在光发射器变得太热时关断光发射器。这些反馈电子器件是本领域中已知的且也可用于此处。由于光发射器的操作寿命常常取决于光发射器的冷却或冷却质量，冷却的减少或冷却质量的降低可能会增大光发射器的温度，使得光发射器的操作寿命被减少。在此情况下，光发射器可经由反馈电子器件关断。冷却的减少可由接口装置与散热器之间存在的污垢或灰尘造成，显著地减少从光发射器经由接口装置到散热器的热的热传导。在可定向的磁性支架的一个实施例中，接口装置的外壁和第一形状分别包括弯曲形状和弯曲形状的一部分。此实施例的益处在于，弯曲形状通常允许接口装置与散热器之间的相对较大的接触表面，从而改善了从接口装置向散热器的传热。
在替代实施例中，接口装置的外壁和第一形状分别包括圆柱形状和圆柱形状的一部分。此实施例的益处同样在于，接触面积相对较大。而且，圆柱形状通常是对称的，这允许接口装置绕散热器的外壁和接口装置的外壁的圆柱形状的共同轴旋转。此旋转可生成接口装置相对于散热器的相对较大的方位范围，从而允许发射方向相对自由地重定向。在替代实施例中，接口装置的外壁和第一形状分别包括部分球形状和部分球形状的一部分。此实施例的益处在于，球形状允许光发射器在基本上两个维度中重定向。在其中使用圆柱形状的先前实施例中，光发射器绕中心轴重定向。现在，理论上可能地，光发射器绕点重定向。当然，由于实际原因，重定向仅覆盖球的大约一半。而且，当用于光发射器的电力经由接口装置中的电连接器提供时，电连接器的数量确定光发射器可以重定向的不同方向的数量。球形状的使用仍然显著地增加了光发射器的发射方向可被重定向的方向。在替代实施例中，接口装置的外壁和第一形状分别包括多边形和多边形的角。此实施例的益处在于，尽管仅可从有限数量的方向中进行选择来重定向光发射器的发射，这些方向由于接口装置外壁的多边形状而明确限定，这简化了电接触件在接口装置中的布置。在替代实施例中，接口装置的外壁和第一形状分别包括多边形和多边形的多个角。此实施例的益处在于，重定向方向的数量再次是有限的且是明确限定的，这简化了电接触件的布置。而且，由于第一形状为多边形，获得了接口装置与散热器之间的接触表面的增大，这改善了接口装置与散热器之间的界面的热导率。根据本发明的第二方面的光源包括热连接到可定向的磁性支架的光发射器。根据本发明的第三方面的基座包括
散热器，其用于将热能远离连接到光发射器的接口装置传导；以及分布于基座中的磁化材料，其用于磁性地将可定向的磁性支架或光源连接到基座并用于热互连接口装置与散热器，其中
散热器被配置成以接口装置相对于散热器的多种方位热连接到接口装置。
该基座被布置成与可定向的磁性支架协作以确保可定向的磁性支架的接口装置与基座的散热器之间的热接触，同时允许接口装置具有相对于散热器的多个方位。由于这种布置，由光发射器发出的光的发射方向可由使用者在接口装置相对于散热器的多个方位内随意改变。在可定向的磁性支架处的磁性连接器的使用以及磁化材料在基座处的存在使可定向的磁性支架能够定位在沿着基座或在基座处的多个位置处。举例而言，在这些位置中的每个位置，可更改光发射器的方位，更改发射光的方向。该基座可例如为轨，该轨通常相对较大且可例如施加到天花板或墙壁上。由于基座相对较大的大小，基座的散热器可被设计成具有充分的热容量来高效地冷却该光发射器。例如通过匹配散热器外壁的形状与接口装置的外壁的至少一部分的形状来设计基座和接口装置，使得在散热器与接口装置之间存在良好的热连接。这个良好的热接触存在于接口装置的不同方位，这允许更改可定向的磁性支架的方位，从而更改光发射器的光发射方向。多个方位与磁性连接器一起允许光发射器的柔性定位和重定向以例如照射基座邻近处的特定对象。 在基座的一个实施例中，该基座包括供电接触件，供电接触件经由接口装置的多个电连接器中的至少两个向光发射器提供电力。如上文所述，在基座中使用供电接触件构成向光发射器提供电力的精致方式。为了确保在接口装置更改相对于基座的方位时也提供此电力，接口装置可需要多于两个电连接器。在基座的一个实施例中，该基座包括磁化材料的分布，其用于在相对于散热器的多个位置经由磁性连接器连接可定向的磁性支架，同时在光发射器的不同发射方向将多个电连接器中的至少两个电连接器连接到供电接触件。当接口装置可相对于散热器自由移动同时保持良好的热接触时，使用者可能难以知道基座的供电连接器何时与接口装置的电连接器接触。因此，可选择磁化材料的分布，使得可定向的磁性支架的磁性连接只可能在离散的所选数量的位置处，在这些位置中，接口装置的电连接器与基座中的供电接触件连接。照此，当建立了磁性连接时，也确保了电连接。在基座的一个实施例中，基座包括用于冷却流体的管道。在该基座中可存在例如冷却管，冷却流体可通过冷却管流动或者冷却管为中空的且空气通过冷却管自由移动。这种管道将提高散热器的容量，这将允许散热器的尺寸减小或者光发射器的功率增大。在基座的一个实施例中，散热器的外壁的一部分包括第二形状，其被配置成热连接到具有匹配第二形状的第一形状的接口装置的外壁的至少一部分，其中第二形状包括弯曲形状。如上文所述，弯曲形状通常允许接口装置与散热器之间相对较大的接触表面。在替代实施例中，散热器的外壁包括圆柱形状。如上文所述，圆柱形状通常允许接口装置相对于散热器的相对较大的方位范围，允许发射角度的相对自由的重定向。在替代实施例中，散热器的外壁包括部分球形状。如上文所述，球形状还增加了光发射器的发射方向可重定向的方向。在替代实施例中，散热器的外壁包括三角形状。该三角形状提供光发射器可重定向的明确限定的方向，这简化了电接触件在接口装置中的布置。在替代实施例中，散热器的外壁包括多边形。多边形状提供明确限定的方向，同时增加接口装置与散热器之间的接触表面。根据本发明的第四方面的照明系统包括如权利要求9所述的光源和如权利要求 10至14中任一项所述的基座。


参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将清楚明白并得以阐明。
在附图中
图1示出包括光源的照明系统的平面图，该光源包括可定向的磁性支架，该可定向的磁性支架包括布置于由散热器构成的基座中的光发射器，
图2A和图2B示出照明系统的另一实施例的示意性截面图，其中接口装置相对于散热器以两个不同方位取向，且图2C和图2D示出图1所示的照明系统的示意性截面图， 图3A至图3D示出根据本发明的照明系统的多个示意性截面图， 图4A和图4B示出图3C的照明系统的截面图，其现包括两个光发射器，且图4C和图4D 示出图3D的稍微修改的照明系统的截面图，其现也包括两个光发射器，两个光发射器之一具有束成形透镜，
图5A示出图1的照明系统的详细截面图，其中示出了电连接器和供电接触件，且图5B 示出用于调适所应用的电源的极性以匹配光发射器所需的极性的电子电路的实例，以及图6A和图6B示出照明系统的替代实施例。
附图只是示意性的且并未按照比例绘制。特别地为了清楚起见，某些尺寸被强烈地夸大。在附图中类似的构件尽可能地由相同的附图标记表示。
具体实施例方式图1示出包括光源200的照明系统100的平面图，该光源200包括可定向的磁性支架10，该可定向的磁性支架10包括布置于由散热器40构成的基座40中的光发射器20。 基座40连接到表面5，表面5可例如为墙壁5、天花板5或照明系统100可以抵着它而被连接的任何其他表面5。在图1中所示的实施例中，散热器40的外壁90的部分包括基本上圆柱形的凹槽(indentation)90。光源200包括接口装置30，其部分地具有圆柱形状，该圆柱具有与散热器40的圆柱形凹槽90基本上相同的半径。而且，接口装置30包括能将热能远离光发射器20传导的材料。由于接口装置30的外壁80的至少部分包括匹配散热器40 的圆柱形凹槽90的圆柱形状这一事实，光源可绕圆柱形凹槽90的中心轴旋转并照此更改接口装置30相对于散热器40和/或基座40的方位。由于光发射器20布置于接口装置30 的截断边缘处，当旋转接口装置30时也更改光发射器20的发射方向。在接口装置的外壁 80的至少部分与散热器40的外壁90之间密切匹配的另外的效果在于这种密切匹配也允许从接口装置30向散热器40传热。而且，当相对于散热器40旋转接口装置30时，形状保持匹配且因此在接口装置30相对于散热器40的多个方位的从接口装置30到散热器40的可能传热保持。照此，对于光源200不需要附加的冷却机构，因为热可高效地传到基座40的散热器40。当前的构造因此导致相对较小的光源200，其可沿着基座40相对容易地重新定位且其中由光发射器20发射的光的发射方向也可相对容易地更改。为了将光源200连接到基座40，可定向的磁性支架10包括磁性连接器50，磁性连接器50磁性地连接到基座40。在图1所示的实施例中，基座40为例如金属轨40，其具有充分的表面(一般而言，由表面积而非质量进行散热。质量仅延迟温度升高，面积将热移除到周围环境，这是连续的过程)来也充当经由其接口装置30可冷却光发射器20的散热器 40。当基座40或散热器40包括磁化材料(未示出)时，磁性连接器50可沿着散热器40定位于任何位置。可替换地，基座40和/或散热器40的预先限定的位置可局部地包括磁化材料(未示出)。在这样的布置中，可定向的磁性支架10仅可定位于局部布置的磁化材料处或附近。磁性连接器50也确保接口装置30与散热器40之间的热互连。典型地，为了获得接口装置30与散热器40之间良好的热传导，不仅接口装置30和散热器40的表面80、90 的部分应在形状上匹配以允许良好的接触，而且也应确保这两个匹配表面80、90之间的接触，优选地被以预先限定的力抵着彼此加荷。由于磁性连接器50的存在，光源200连接到基座40且光源200的接口装置30被以预先限定的力抵着散热器40加荷。这确保接口装置30与散热器40之间预先限定的热传导。在一个优选实施例中，基座40包括供电接触件75 (参看图5A)且可定向的磁性支架10包括多个电连接器70用于向光发射器20提供电力。因为接口装置30的方位可相对于基座40/散热器40更改，所以提供给可定向的磁性支架的多个电连接器70中的两个的电力极性可变。因此，可定向的磁性支架10可包括电子电路300 (在图1中未示出，但是用于调适电连接器70的极性以匹配提供给光发射器20的电力的所需极性的可能电路在图 5B中图示)。为了允许最佳柔性，供电接触件75由固定轨道75构成(参看图5A)且可定向的磁性支架包括多个电连接器70，多个电连接器70分布成一行电连接器70，这行电连接器 70在平行于接口装置30相对于散热器40的方位变化方向的方向上布置。改变接口装置 30的方位可相对于供电接触件75重新安置电连接器70使得经由电连接器70提供的电力的极性改变，其例如经由电路300校正。当然，此电路300仅在提供给光源200的电力为直流电力时需要。在提供交流电力的情况下，不需要电路300。光源200还可包括反馈电子器件(未示出)，反馈电子器件包括传感器(未示出)，传感器可在光发射器20变得太热时关断和/或调暗光发射器20。这些反馈电子器件是本领域中已知的且也可用于此处。由于光发射器20的操作寿命常常取决于光发射器20的冷却或冷却质量，冷却的减少或冷却质量的降低可能会增加光发射器20的温度使得光发射器 20的操作寿命被减少。在这样的情况下，光发射器20可经由反馈电子器件关断。冷却的减弱可由排列在接口装置30与散热器40之间的污垢或灰尘导致，显著地减少从光发射器20 经由接口装置30到散热器40的热的热传导。在一个优选实施例中，磁性连接器50位于接口装置30的热传导路径(未指示)外部。热传导路径为接口装置30中的路径，经由该路径，被传导的热的主要部分(例如80%) 被传导至散热器40。磁性连接器50可包括‘永’磁体50，其磁性可由于温度影响而改变。 因此，通过将磁性连接器50布置于热传导路径外部，磁性连接器50的磁性特征的变化可减少和/或避免，从而确保接口装置30与散热器40之间良好的热接触。可替换地，磁性连接器50可与接口装置30绝热(未示出)以限制磁性连接器50的温度增大。图2A和图2B示出照明系统102的另一实施例的示意性截面图，其中接口装置32 相对于散热器40以两个不同的方位取向。基座62由散热器40和基板(substrate) 63构成。散热器40的外壁92具有与接口装置32的外壁82相同的形状。可定向的磁性支架12 可旋转以重定向光发射器20以更改光发射器20的发射方向。在图2A和图2B中，出于清楚原因，省略了磁性连接器50、电连接器70和供电接触件75。基座62可为附接到表面5 上的轨62或者可为具有不同形状(例如正方形或圆形)的器具，只要散热器40具有充分的热容量来充分冷却光发射器20使得光发射器20可安全地操作。图2A和图2B中所示的实施例可为部分圆柱形的光源202或部分球形的光源202。 当图2A和图2B的实施例表示部分圆形的光源202时，通过绕接口装置32的外壁82的圆柱形状的中心轴(未示出)旋转圆柱形光源202，光发射器202基本上仅可以在一个维度中重定向。当图2A和图2B的实施例表示部分球形的光源202时，通过绕接口装置32的外壁 82的球形状的中心点(未示出)旋转该球形光源202，光发射器20可以在两个维度中重定向。图2C和图2D示出如图1中所示的照明系统100的示意性截面图。与图2A和图 2B中所示的实施例的主要差别在于接口装置30具有比图2A和图2B中所示的实施例显著更大的体积。照此，接口装置30也可部分地用作散热器。再次示出不同的方位且在每个方位，散热器40的外壁90和接口装置30的外壁80的匹配的形状确保从光发射器20到散热器40的良好热导率得以维持。图2C和图2D中所示的截面可表示如图1中所示的基本上圆柱形的光源200。可替换地，图2C和图2D中所示的截面也可表示基本上球形的光源200， 其可允许接口装置30相对于散热器40在两个维度中的多个方位。图3A至图3D示出根据本发明的照明系统202、204、206、208的多个示意性截面图。图3A中所示的照明系统102为图2A和图2B中所示的照明系统的复制品且已被添加用于参考目的。图;3B中所示的照明系统104包括散热器40，散热器40具有基本上三角形状的外壁94。图;3B中所示的光源204包括可定向的磁性支架14，可定向的磁性支架14包括具有正方形的接口装置34，且接口装置34的外壁84的至少部分与散热器40的外壁94匹配。 正方形接口装置34的四个角中的三个具有外壁84，外壁84匹配散热器40的外壁94且照此可更改接口装置34相对于散热器40的方位，从而更改光发射器20的发射方向。在图:3B 中所示的实施例中，还与磁性连接器50 —起指示了电连接器70。在图;3B中所示的实施例中，光发射器20布置于正方形接口装置34的角之一处。可替换地(未示出)，光发射器20可在两个随后的角之间布置于正方形接口装置的多条边(side)之一处。图;3B中所示的接口装置34可具有四角棱柱34的形状或者可具有立方体形状34。四角棱柱34允许绕平行于四角棱柱34的中心轴的轴改变方位。立方体形状34也允许围绕垂直于表面5的旋转轴R (以虚点线指示)改变方位。图3C中所示的照明系统106包括散热器40，散热器40具有外壁96，外壁96具有基本上多边形的形状。图3C中所示的光源206包括可定向的磁性支架16，可定向的磁性支架16包括具有八角形36的接口装置36，且接口装置36的外壁86的至少部分与散热器40 的外壁96匹配。八角形接口装置36的四条边中的三条边具有外壁86，外壁84匹配散热器 40的外壁96且照此可更改接口装置36相对于散热器40的方位，从而更改光发射器20的发射方向。再次，电连接器70与磁性连接器50—起被指示。在图3C中所示的实施例中， 接口装置36的旋转可通过90度旋转步骤来完成以确保电连接器70可与基座40处的供电接触件75接触。但是，通过使电连接器70处于八角形接口装置36的每一自由边，光发射器20以45度的旋转角来重新取向可以是可能的。图3C中所示的接口装置36可具有八角棱柱36的细长形状或者可为正多面体，例如八面体(由8个三角形构成的体)，十二面体(由 12个五角形构成的体)或者二十面体(由20个三角形构成的体)36。八角立方体形36也允许围绕垂直于表面5的旋转轴R (以虚点线指示)改变方位。图3D中所示的照明系统108包括散热器40，散热器40具有外壁98，外壁98具有基本上多边形状。图3D中所示的光源208包括可定向的磁性支架18，可定向的磁性支架 18包括再次具有正方形38的接口装置38，且接口装置38的外壁88的至少部分与散热器 40的外壁98匹配。正方形接口装置38的四条边中的三条具有外壁88，外壁88匹配散热器40的外壁98且照此可更改接口装置38相对于散热器40的方位，从而更改光发射器20 的发射方向。接口装置38也允许围绕垂直于表面5的旋转轴R(以虚点线指示)改变方位。图4A和图4B示出图3C的照明系统107的截面图，其现包括两个光发射器20、22。 出于清楚的原因，在图3C中所指示的若干附图标记已在图4A和图4B中略去。可通过使光源207绕基本上平行于散热器40 (其平行于表面5)布置的轴或者绕旋转轴R (以虚点线指示)旋转来相对于散热器40更改光源207的方位。在散热器40中，提供凹槽，例如两个光发射器20、22之一可安装于此凹槽中，使得该光发射器为不可见的和/或不可用的。与光发射器20相比，另一光发射器22可例如发出不同颜色、强度的光或者具有不同的束形状。 可替换地，该另一光发射器22与光发射器20相同且光源207的旋转可使光发射器20和另一光发射器22这二者能够对从照明系统107发出的光有贡献。图4A和图4B的两个示意性截面图仅示出光源207相对于散热器40的许多不同方位方向中的两个方位方向。图4C和图4D示出经略微修改的图3D的照明系统109的截面图，其中电连接器70 之间的距离稍微改变且其现还是包括两个光发射器20、24，这两个光发射器之一 M具有束成形透镜25。可通过使光源209绕基本上平行于散热器40 (其平行于表面5)布置的轴或者绕旋转轴R (以虚点线指示)旋转来相对于散热器40更改光源209的方位。束成形透镜 25可以例如导致由所述另一光发射器M发出的光的发射轮廓(profile)与光发射器20的发射轮廓相比不同。照此，光源209的方位的变化可允许使用者通过改变由另一光发射器 24发出的强度变化来更改发射轮廓。束成形透镜25可替代地包括滤光器25，其用于更改由光发射器M发出的光的颜色。在替代实施例中，可选择光源209相对于散热器40的方位，使得光发射器20J4这二者都对来自照明系统109的光发射做出贡献。在此情况下，可从照明系统109在不同方向上发出不同强度、束形状和/或颜色的光。图5A示出图1的照明系统100的详细截面图，其中更详细地示出了电连接器70和供电接触件75。一般而言，对于直流电力和交流电力都仅需要两个供电接触件75。为了使接口装置30能够改变光发射器20相对于散热器40的方位，应用多个电连接器70。当然， 可替换地，多个供电接触件75可被布置成使得至少两个电连接器70总是连接到至少两个供电接触件75以确保到光发射器20的电力。然而，这通常需要更多的导电轨道且通常被避免作为解决方案，因为其通常更昂贵。电连接器70被指示为可移动的销(pin)71，可移动的销71布置于槽(slot) 72中且其通常经由弹簧(未示出)被向外加荷从槽72出来。这些弹簧确保可移动的销71被牢固地抵着供电接触件75加压以确保完好的电力提供。当然， 用于将可移动的销71加荷出来的弹簧不应比经由磁性连接器50抵着散热器40对接口装置30加荷的力更强，因为那样弹簧将防止接口装置30与散热器40之间的彻底的热接触， 从而使光发射器20有变得过热的危险。图5A的另外的细节为散热器40包括用于允许冷却流体(未示出)通过散热器40 的管道110。这些管道110可包括冷却液体或者可例如打开以允许空气通过且照此增加散热器40朝向环境的表面，允许通过周围空气经过管道110的对流使散热器40得以冷却。图5B示出用于调适所应用的电源的极性以匹配光发射器20所需的极性的电子电路300的实例。电子电路300是熟知的桥式整流器，其可布置在多个电子连接器70与光发射器20的接触件对之间。桥式整流器300的第一输入端口可例如连接到一行电连接器70
中奇数的电连接器70 (为第一、第三、第五......等等)。桥式整流器300的第二输入端口
可例如连接到该行电连接器70中偶数的电连接器70(为第二、第四、第六......等等)。桥
式整流器300的输出总是包括相同极性，其可合适地连接到光发射器20。图6A和图6B示出照明系统400、450的替代实施例，其使用相对较大的散热器40 来冷却光发射器20且包括接口装置130、132以将热能远离光发射器20传导至散热器40。在图6A中所示的实施例中，大的散热器40例如布置于表面5处或其附近，表面5 可为墙壁5、天花板5或者任何其他表面5。光发射器20连接到接口装置130，接口装置130 例如为可变形的管道130，由能够良好传导热能的材料(例如，金属)制成。如果其具有大的截面，将增加可变形管道130的热传导。因为它必须可弯曲，所以最佳实施例可能是宽且薄的金属板130。通过将光发射器20直接连接到接口装置130，光发射器20可经由接口装置
14130将其热能远离光发射器20传导至散热器40。由于接口装置130由可变形管道构成，可进行光发射器相对于散热器40的取向同时维持热能朝向散热器40的良好传导率。可经由在可变形管道130上或穿过可变形管道130或在可变形管道130处的电力传导轨道(未示出)提供电力。照此，可获得精致的照明系统400，其中可更改光发射器20的光发射方向， 同时光发射器20可保持相对较小。特别是当使用LED作为光发射器20时，对于高功率LED 的冷却要求相对较强且通常需要冷却鳍片存在于光发射器20处，限制了光发射器20的设计选项和将光发射器20制得小的选项。在图6B中所示的实施例中，照明系统450被示出具有相对大的散热器40，其例如布置于表面5处或其附近，表面5可为墙壁5、天花板5或者任何其他表面5。光发射器20 连接到接口装置132，接口装置132例如具有立方体形状。散热器40可为轨道，接口装置 132可沿着该轨道随意重新定位且其可经由磁性连接器50、夹持装置(未示出)或其他紧固装置连接到散热器40，只要其导致良好的热接触以便经由接口装置132远离光发射器20传导热能。由于存在相对较大的散热器40，为光发射器20以及接口装置132的光源120可相对较小。当前实施例的特征在于，接口装置132的投影与充当轨40的散热器40的投影相比相等或较小。在已知的制造商"Lightolie/"(参看其网址驟w. lightolier. com)的“LED 磁性轨道橱柜下器具”中，轨道与光源相比相对较小且需要附加冷却鳍片来冷却光发射器。 在图6B的当前实施例中，散热器40被设计成具有充分容量来吸收光发射器20的剩余热能以确保光发射器的良好操作，而不必局部地增加附加冷却要求，例如冷却鳍片或其他要求。 使用磁性连接器50，能沿着散热器40进行光源120的接口装置132相对简单的重新定位， 同时允许光源120的尺寸保持相对较小。应当指出的是，上述实施例说明本发明而非限制本发明，且本领域技术人员将能够在不偏离所附权利要求的范畴的情况下设计许多替代实施例。在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记不应被理解为限制权利要求。动词 “包括”及其变化形式的使用不排除权利要求中所陈述的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件之前的冠词“一”并不排除多个这样的元件的存在。本发明可借助于包括若干不同元件的硬件来实施。在列举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干装置可由同一个硬件项来实施。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施这一起码事实不表示不能使用这些措施的组合来取得益处。
权利要求
1.用于需要冷却的光发射器(20，22，24)的可定向的磁性支架(10，12，14，16， 18)，该可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)包括接口装置(30，32，34，36，38，130, 132)，其被配置成将热能远离所述光发射器 (20，22，24)传导至散热器(40)，以及磁性连接器(50)，其被配置成将可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)磁性地连接到包括散热器(40)的基座00，62)，所述磁性连接器(50)被配置成使所述接口装置 (30，32，34，36，38)与所述散热器(40)热互连，所述接口装置(30，32，34，36，38)被配置成以所述接口装置(30，32，34，36， 38)相对于所述散热器GO)的多个方位热连接到所述散热器GO)。
2.根据权利要求1所述的可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)，其中所述接口装置(30，32，34，36，38)的外壁(80，82，84，86，88)的至少一部分包括第一形状， 被配置成热连接到具有匹配所述第一形状的第二形状的散热器(40)的外壁(90，92，94， 96，98)的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的可定向的磁性支架(10，11，14，16，18)，其中所述接口装置(30，32，34，36，38)的多个方位生成从所述可定向的磁性支架(10，11，14， 16，18)发出的光的不同发射特征，所述不同发射特征包括从所述可定向的磁性支架(10，11，14，16，18)发出的光的发射方向，和/或从所述可定向的磁性支架(10，11，14，16，18)发出的光束的形状，和/或从所述可定向的磁性支架(10，11，14，16，18)发出的光的颜色，和/或从所述可定向的磁性支架(10，11，14，16，18)发出的光的强度和/或强度分布，和/或从包括多个光发射器00，22，24)的所述可定向的磁性支架(10，11，14，16，18) 发光的光发射器00，22，24)的数量。
4.根据权利要求1，2或3所述的可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)，其中所述磁性连接器(50)布置于所述接口装置(30，32，34，36，38)的热传导路径外部，和/或其中所述磁性连接器(50)与所述接口装置(30，32，34，36，38)绝热。
5.根据权利要求1，2，3或4所述的可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)，其中所述可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)还包括多个电连接器(70)，其被配置成在操作中连接到在所述基座00，6 处的供电接触件(75)以向所述光发射器00，22，24)提供电力和/或控制信息。
6.根据权利要求5所述的可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)，其中所述电连接器(70)布置于所述接口装置(30，32，34，36，38)处，且其中所述多个电连接器(70)包括多于两个电连接器(70)，所述多个电连接器(70)遍及所述接口装置(30，32，34，36， 38)地分布以在所述接口装置(30，32，34，36，38)的不同方位将所述多个电连接器 (70)中的至少两个电连接器(70)连接到所述供电接触件(75)。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)，其中所述可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)还包括电子电路(300)，电子电路(300) 用于调适所连接的多个电连接器(70)的电连接器(70)的极性以匹配所述光源000，202， 204，206, 208)的所需极性。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)，其中所述接口装置(30，32，34，36，38)的所述外壁和所述第一形状分别包括弯曲形状和弯曲形状的一部分，或者分别包括圆柱形状和圆柱形状的一部分，或者分别包括部分球形状和部分球形状的一部分，或者分别包括多边形和多边形的角，或者分别包括多边形和多边形的多个角。
9.一种光源(200，202, 204, 206, 207, 208, 209)包括光发射器 Q0，22，对)，其热连接到根据权利要求1至8所述的可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)。
10.—种用于根据权利要求1至8中任一项所述的可定向的磁性支架(10，12，14， 16，18)或者用于根据权利要求9所述的光源000，202，204，206，208)的基座00， 62)，其中所述基座(40，62)包括:散热器(40)，其用于将热能远离连接到所述光发射器00，22，24)的所述接口装置 (30，32，34，36，38)传导，以及分布于基座00，62)中的磁化材料，其用于将所述可定向的磁性支架(10，12，14， 16，18)或所述光源000，202，204，206，208)磁性地连接到所述基座00，62)并用于使所述接口装置(30，32，34，36，38)与所述散热器(40)热互连，所述散热器GO)被配置成以所述接口装置(30，32，34，36，38)相对于所述散热器 GO)的多个方位热连接到所述接口装置(30，32，34，36，38)。
11.根据权利要求10所述的基座00，62)，其中所述基座(40，62)包括供电接触件(75)，供电接触件(75)用于经由所述接口装置(30，32，34，36，38)的多个电连接器 (70)中的至少两个向所述光发射器00，22，24)提供电力。
12.根据权利要求11所述的基座00，62)，其中所述基座(40，62)包括磁化材料的分布，磁化材料用于在相对于所述散热器(40)的多个位置经由所述磁性连接器(50)连接所述可定向的磁性支架(10，12，14，16，18)，同时在所述光发射器00，22，24)的不同发射方向上将所述多个电连接器(70)中的至少两个电连接器(70)连接到所述供电接触件(75)。
13.根据权利要求10，11或12所述的基座00，62)，其中所述基座00，62)包括用于冷却流体的管道(110)。
14.根据权利要求10，11，12或13所述的基座00，62)，其中所述散热器(40)的外壁 (90，92，94，96，98)的一部分包括第二形状，被配置成热连接到具有匹配第二形状的第一形状的所述接口装置(30，32，34，36，38)的外壁(80，82，84，86，88)的至少一部分，且其中所述第二形状包括弯曲形状，或圆柱形状，或部分球形状，或三角形状，或多边形。
15.一种照明系统(100，102，104，106，107，108，109)，其包括根据权利要求9所述的光源000，202，204，206，207，208，209)以及根据权利要求10至14中任一项所述的基座(40，62)。
全文摘要
本发明涉及一种用于光发射器(20)的可定向的磁性支架(10)。本发明还涉及一种光源(200)，一种基座(40)和一种照明系统(100)。该可定向的磁性支架包括接口装置(30)，接口装置(30)被配置成将热能远离光发射器导向至散热器(40)，可定向的磁性支架还包括磁性连接器(50)，磁性连接器(50)被配置成将可定向的磁性支架磁性地连接到基座。磁性连接器被配置成使接口装置与散热器热互连。接口装置被配置成以接口装置相对于散热器的多个方位热连接到散热器。接口装置的多个方位中的每个方位包括光发射器的不同发射方向。根据本发明的措施的效果在于能省去对光源中散热器的需要，这能减小光源的大小同时还允许重新定位并重定向从照明系统发出的光。
文档编号F21K99/00GK102333989SQ201080009724
公开日2012年1月25日 申请日期2010年2月17日 优先权日2009年2月24日
发明者M. 弗布鲁格 S. 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司