具有改进的光分布的led照明装置制造方法
【专利摘要】描述了一种照明装置和一种包括反射器（52）和照明装置、或LED灯（10）的照明单元。所述LED灯具有第一和第二LED组件(30、32)。每个LED组件(30、32)包括至少一个LED元件(34a、34b、34c；36a、36b、36c)，所述至少一个LED元件具有LED芯片(40)和载体(38)，所述载体(38)具有用于承载所述LED芯片(40)的平坦表面。所述LED芯片(40)发出具有主光学方向的光。所述第一和第二LED组件(30、32)相对于彼此安装成使得来自第一LED组件(30)的至少第一LED元件(34a)和来自第二LED组件(32)的第二LED元件(36a)包围在它们相对于旋转轴线(A)的各自的平坦表面之间的旋转角度(γ)，以便包含在第一和第二主光方向之间的光角度。所述旋转轴线(A)平行于至少一个LED元件(36a)的平坦载体表面的平面。所述第一和第二LED组件(30、32)布置成平行于旋转轴线(A)彼此偏移。因此，获得了具有小尺寸和有利的光分布的照明装置。
【专利说明】具有改进的光分布的LED照明装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明领域，并且更具体地涉及一种LED照明装置。具体地，本发明涉及一种具有相互相对安装的多个LED元件以实现有利的光分布的照明装置，该照明装置尤其适用于汽车照明。
【背景技术】
[0002]在电气照明领域中，LED(发光二极管)元件由于它们有利的高效率和长寿命的性质而日益被使用。另外，LED已被用于汽车照明，包括汽车信号灯和汽车前照明两者。
[0003]如今大多数可获得的是平坦LED封装，在下面被称为“LED元件”，S卩，安装在例如矩形形状的平坦载板上的LED芯片。已经做出一些尝试在LED灯中利用这样的平坦LED元件，特别是取代现有的诸如(卤素)白炽灯的汽车灯。
[0004]在DE-A1-19624087中，描述了一种照明装置，该照明装置包括多个LED，每个LED发射光到优选方向中。保持装置将LED相对于彼此保持在预定的布置中，使得至少两个LED点光源发射光到不同的方向中。在不同的实施例中，LED安装在板上，所述板可布置在不同的角度下，或在三维布置中承载多个LED的LED束射管上。束射管的截面形状可为例如三角形、矩形或其它形状。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的是提供一种具有改进的光分布和小型尺寸的LED照明装置。
[0006]根据本发明，该目的是由根据权利要求1所述的灯和根据权利要求14所述的照明单元解决的。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。
[0007]本发明的基本思想是提供一种具有被布置以形成小型尺寸的发光结构的LED元件的照明装置，同时该照明装置提供适当分布到不同方向中的光照。尤其是关于取代(卤素)白炽灯的LED照明装置，本发明人已经发现，许多现有技术解决方案提供了极大的LED安装结构，其尺寸远超过现有白炽灯的灯丝的尺寸。本发明使得可以提供一种非常紧凑的具有良好分布的光发射的LED兀件的布置。对于齒素灯的取代,与现有技术解决方案相反，本发明使得可以实现满足尤其在汽车灯上的要求并且具体地还满足汽车前照灯上的要求的强度分布。
[0008]根据本发明，照明装置，或LED灯，包括至少两个LED组件。各LED组件由至少一个LED元件构成，但在指定的相对布置中可包括一些LED元件。在本上下文中，术语“LED元件”将被理解为具有在平面载体表面上承载实际发光LED芯片的平坦表面的载体。这样的LED兀件,或LED封装,是可商购的。LED兀件将从LED芯片发光。光发射的主光学方向可被定义为发出最大强度的空间角度，或在均匀发光的情况下，被定义为发射方向的中心。大多数情况下，特别是在无诸如透镜等的初级光学器件设置在LED元件处以修改光发射的情况下，主光学方向将垂直于LED芯片安装于其上的平坦载体的平面。
[0009]本发明的中心思想是沿着此处称为旋转轴线的轴线布置LED组件。LED元件相对于该旋转轴线布置成使得，优选地两个或更多个LED元件，最优选的来自第一和第二 LED组件两者的LED元件的至少一个的平面平行于该旋转轴线。此外，在环绕如此定义的旋转轴线的旋转角度下以及偏移(即沿着或平行于该旋转轴线的位移)下布置该两个LED组件。
[0010]该旋转角度导致在来自第一 LED组件的第一 LED元件和来自第二 LED组件的第二LED元件的光发射的主光学方向之间的光角度。该偏移允许将LED元件放得非常近以获得紧凑布置。大体上，对于在LED照明装置中所有的LED元件而言，优选的是具有相同的类型，例如相同尺寸。
[0011]下面将示出优选的实施例，如下各项的组合:
-沿着纵向轴线的偏移；以及
-在平坦表面之间的旋转角度，并且因此光角度允许实现具有小尺寸以及产生的光发射的均匀光分布的LED照明装置。
[0012]如技术人员应理解的，并且如下面针对优选的实施例示出的，可在沿着旋转轴线的视图中观察到旋转角度。该角度可被限定在第一和第二 LED元件的平坦载体表面的平面之间。然而，应注意的是，旋转角度的上述定义并不排除第一和第二 LED元件可布置在镜像的或另外除此之外的旋转的构造中。
[0013]在各LED组件包括仅一个LED元件的情况下，旋转角度以及沿着旋转轴线的偏移可被限定在那两个LED元件之间。在更多LED元件的情况下，优选的是，第一和第二 LED组件在两个LED组件的同一相对布置中包括相同数量的LED元件。虽然大体上可以限定所描述的在来自第一 LED组件的仅第一 LED元件和来自第二 LED组件的第二 LED元件之间的旋转和偏移，但是在来自第一和来自第二 LED组件的LED元件之间可成对地找到该旋转和偏移的情况下(当再次镜像的布置或进一步旋转可以是可能的情况下)，布置是优选的。
[0014]在LED元件之间的偏移优选地是小的以实现小负担的照明装置。优选地，偏移小于两倍的在旋转轴线的方向上的LED元件的长度尺寸，进一步优选的小于该尺寸的1.5倍，并且最优选的近似该尺寸的1.0-1.1倍，使得在旋转轴线的方向上，组件可布置成相互靠近，优选地正好紧挨。
[0015]根据本发明的照明装置实现了发射的光的相对均匀的空间分布。同时，由于LED元件的紧凑布置，所以发光的结构的延伸是非常小的。虽然发光结构的绝对尺寸将取决于可用的LED元件的尺寸，但是已经证明相对尺寸对于实现的均匀的照明分布而言是异常小的。
[0016]可为旋转角度选择不同的值。优选地，在许多应用中，旋转角度可大于0°且小于90°。在优选的第一和第二 LED组件二者中的多个LED元件的相同的构造的情况下，将选择比360°除以在各LED组件中的LED元件的数量要小的旋转角度，优选地为约(+/-10%) 180° /N其中N是每个LED组件中的LED元件的数量。因此，对于各由两个LED元件构成的LED组件，旋转角度将优选地为约90°，而对于各由3个LED元件构成的LED组件，旋转角度将优选地为约60°。
[0017]应注意的是，旋转角度的上述值大体涉及照明装置发出光到垂直于纵向轴线的平面的所有角度(360° )。如技术人员所知，一些类型的汽车灯诸如例如H4灯使用遮挡元件以从灯丝中发出光仅到指定角度区域中，例如在垂直面内仅180°。在这些情况中，在两个LED组件之间的旋转角度的上述讨论值可相应地具体地调整到优选的旋转角度，在仅180°发光的情况下，约90° /N。
[0018]根据第一概念，各LED组件包括仅一个LED元件。在这种情况下，两个LED元件将布置成沿着旋转轴线彼此紧靠，但布置在旋转角度下。虽然每个LED组件使用更多LED元件将实现甚至更加均匀的发光，但是每个LED组件一个LED元件如果在所描述的偏移和旋转下被布置，则对于许多应用尤其是对于汽车信号灯而言，已可实现令人满意的结果。对于使用缠绕灯丝取代现有技术白炽灯而言，LED元件被优选地布置成LED元件的旋转和偏移轴线与现有缠绕灯丝的中心轴线重合。偏移构造允许接近于现有技术灯丝的尺寸的紧凑布置。对于标准化的灯，对应的规程，诸如例如ECE R37，限定灯丝应被定位的公差框(tolerance box)。可使用该公差框的空间来定位LED组件。
[0019]在每个LED组件仅一个LED元件的情况下，进一步优选的是将第一和第二 LED元件布置成使得如果沿着旋转轴线观察时，主光学方向形成相交线。因此，虽然LED元件能够布置成背向公共中心，但LED元件优选地布置成朝公共中心取向。这进一步导致优选的均匀分布的光发射。
[0020]根据可替换的概念，各LED组件不是仅包括一个而是包括几个LED元件。示例是例如每个LED组件2-6个LED元件。进一步优选的是每个LED组件3_5个LED元件。对于多个LED元件的LED组件，进一步优选的是，在每个LED组件内，多个并且优选地所有LED元件布置成平行于旋转轴线，即，使得旋转轴线平行于平面载体表面的平面。这种平行布置允许非常紧凑的结构。
[0021]如果每个LED组件使用了多个LED元件，优选的是将多个LED元件布置成相互靠近以形成具有缩小尺寸的LED组件。
[0022]对于每个LED组件具有多个LED元件的实施例，优选的是，环绕公共中心布置LED元件，所述中心优选地与旋转轴线一致。虽然LED元件可取向为使得所有LED元件或一部分LED兀件具有朝中心取向的光发射的主光学方向,但优选的是,在各个LED组件内，多个并且优选地所有LED元件的主光学方向取向为远离中心。LED元件优选地环绕公共安装芯部布置，优选地成形为填充LED元件之间的空间。例如，形成LED组件的两个LED元件可安装到板形安装芯部，三个元件可安装在(在横截面上的)三角形安装芯部上，四个LED元件可安装在矩形安装芯部上等。特别优选的是，提供由导热材料具体地由诸如例如铝、铜等的金属材料制成的安装芯部。以这种方式，公共安装芯部可用作散热器。可提供由导电材料制成的安装芯部，使得对于LED元件的操作，安装芯部用作电接触。然而，优选的是，提供绝缘的电导线以将电力传送至与安装芯部绝缘的LED元件。
[0023]LED元件的形状可根据实用性来选择。如今可用的主要是具有矩形形状的平面、平坦载体的LED元件。如果可能，为了获得非常紧凑的布置，应当选择具有小型尺寸的LED元件。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]因为通过参照随后的详细描述和结合附图考虑，本发明的这些和其它方面变得更好理解，所以本发明的这些和其它方面将更加容易地领会，在附图中，相同的附图标记指定相似的部分。
[0025]图1是根据本发明的第一实施例的LED装置的前视图； 图2是图1的具有放大部分的侧视图；
图3是图1、图2的照明装置的沿着图1中的线P的截面的横截面图；
图4示出现有技术卤素灯；
图5a、5b示出用于在照明装置中使用的LED装置的第一示例的截面图和透视图；
图6示出LED装置的第二示例的透视图；
图7a、7b示出LED装置的第三示例的截面图和透视图；
图8a、8b示出LED装置的第四示例的截面图和透视图；
图9a、9b示出LED装置的第五示例的截面图和透视图；
图10示出LED照明装置的第二实施例的透视图；
图11示出图10的LED照明装置的LED装置的透视图；
图12示出LED装置的替代示例的透视图；
图13示出图11的LED装置的侧视图；
图14示出现有技术汽车灯的侧视图；
图15a、15b示出当与图4的现有技术比较时图1-3的照明装置的第一实施例的强度分布的图示；
图16a、16b示出具有图11的LED装置的图10的第二实施例的强度分布的图示；
图17示出具有图1的LED灯的前照明单元的示意侧视图。
【具体实施方式】
[0026]图1-3示出LED照明装置10、或LED灯，其预期取代如图4中所示的现有技术卤素H8灯。作为现有技术H8卤素灯，LED灯10包括具有电插头连接器14的基座12，该电插头连接器包括参考凸缘16。LED灯10示出为在附图中处于直立位置，S卩，具有垂直取向的纵向轴线。如技术人员将识别的，将被提及的取向仅用于参考，而可沿其它取向操作灯10，并且将甚至优选地如图17中所示的前照明单元50中的水平取向上操作灯10。
[0027]在现有技术前照明单元中，现有技术HS灯安装在如图17中所示的车辆的前照明反射器52中，使得参考凸缘16与反射器52处的参考表面相接触。该灯突出到内反射器空间中，使得光从其发出的缠绕灯丝8被定位在反射器内指定位置处。对于实现从前照明单元50发射的光束的期望的光分布所必需的这种定位，由灯丝8相对于参考凸缘16的指定位置来实现。
[0028]在预期取代图4的H8灯的LED灯10中，LED装置20设置在从基座12伸出的安装杆22上。正如在下面将参照不同的示例详细地解释的，LED装置20包括相互相对布置的多个LED元件。在灯10的操作中，电功率通过插头连接器14供应。在基座12中集成的电驱动电路(未示出)提供用于LED装置20的LED元件的DC电驱动电流，LED元件因此被操作以发光。
[0029]电驱动电流由电气导体(未示出)引导至LED元件。对于顶部接触的LED元件，即，在平坦载体表面的顶部上具有电接触的LED元件，附接到安装杆22的平坦带状电缆可提供电连接。因此LED元件可直接附接到安装杆22用于良好的热连接。
[0030]对于底部接触的LED元件，可以在附接到安装杆22的柔性PCB箔材上提供电接触。底部接触的LED元件可例如通过焊接电连接到PCB箔材。另外，电绝缘的连接可例如通过焊接而形成以用于与安装杆22良好的热接触。
[0031]可替代地，对于底部接触的LED元件，引线框可设置在安装杆22上用于电和热连接。在这种情况下，优选的是，电力地串联连接所有的LED元件。
[0032]在操作期间，由于在驱动器电路和LED装置20中的电损耗，所以在LED灯10中产生热。为了驱散热，设置由平行布置并且在灯10的纵向方向上相互隔开的圆盘26构成的冷却结构24。圆盘26安装在安装杆22上。像安装杆22那样，圆盘26由诸如例如铜或铝的高导热率的金属材料构成。因此，从基座12中的驱动器电路和从LED装置20产生的热经由安装杆22和冷却结构24被驱散。
[0033]如图1中所示，选择圆盘26的直径以及圆盘与LED装置20的间距以无障碍地留出相对于水平面P限定的照明角度a。因此，LED装置20发出的光在水平面P下方角度a的方向上并不受到冷却结构24的阻挡。可根据所需的LED灯规格选择在示出的示例中约为45°的角度a，例如在20-70°范围内。
[0034]LED灯10进一步包括用于机械保护和热耗散的结构，所述结构包括保持杆28和具有几个平面的、以平行、隔开的构造布置的圆形的散热片的盖30。当操纵LED灯10时，该保护结构将保护LED装置20免受直接接触。由诸如铝的导热材料制成的四根细保持杆28被布置以保持盖30。由盖30的遮挡是根据HS灯的规格以阻挡光的不必要的部分。图17示意性地示出反射器52使用以形成最终光束图案的发自灯10的光的部分。由于保持杆28的细结构，对侧面的遮挡是最小的。
[0035]代替如图中所示的四根保持杆28，可替代地，也可以使用不同的构造，诸如例如仅一根保持杆28，或优选地在安装杆22的相对侧上两根保持杆28，或优选地环绕安装杆22等间隔地布置的三根保持杆28。保持杆28以及形成盖30的圆形散热片也可被设置成具有用于最佳热耗散的黑色表面，或至少其中的一部分可设置有镜面反射表面，以便最小化未被吸收而是在表面处反射的光的损失。例如，为了取代现有技术HS卤素灯，该HS卤素灯具有极柱，该极柱作为到平行于其延伸的灯丝的电连接部，优选的是，在相同的位置处仅使用一根保持杆28作为电连接极柱。
[0036]为了取代现有技术卤素H8灯，LED灯10被设计成提供来自LED装置20的光发射，其接近来自先前的卤素白炽HS灯的光发射。决定性要求是空间光分布，即，发自LED装置20的光的强度如何被分布到不同的照明方向上。
[0037]在大多数汽车灯中，例如在图17中所示的前照明单元50中使用光的部分主要是那些发射到灯10的侧面的光。因此，最重要的是，在图1-4示出的参考平面P中的光分布水平地即垂直于灯10的纵向轴线L来取向。对于HS卤素参照灯而言，图15a以虚线示出在该平面中的不同角度下的强度分布。在0-360°角度下发出的光强度被示出为几乎不变(其中，以坎德拉测量的强度值被归一化，使得对于几乎所有角度而言，强度被示出为100%的值)。仅在180°的角度下，曲线示出凹陷51，在凹陷51处，光被电极连接部阻挡。
[0038]图15b示出在平行于纵向轴线L的垂直面上在角度0-360°下的强度分布。对于现有技术HS卤素参照灯，在该平面内的强度分布被示出为虚线。该强度曲线示出在参考平面P的方向上即在90°和270°的角度下的强度最大值56。由于盖30和基座12，在环绕纵向轴线L的角度下发出的光被遮挡，使得曲线示出在180°附近的中心最小值52，并且在0°附近的方向上，示出另一个最小值54，其中，所发出的光在现有技术卤素H8灯的基座12处被遮挡。
[0039]在用以取代现有技术卤素灯的具有LED装置20的LED灯10的设计中，目的因此是，(在由汽车规范给定的边界内)尽量紧密地实现与现有技术白炽灯相同的光分布，具体地在水平面上的相对均匀分布(图15a)。另一方面，发射光的LED装置20在其外尺寸上应接近现有技术卤素灯的缠绕灯丝8，并且布置在对于定位凸缘16而言相同的相对的位置处。
[0040]本发明涉及如何实现用于提供充分均匀的光分布以取代现有技术卤素灯的LED装置20的相对小型结构的大体构思以及该构思的示例性实施例。基本构思是将LED组件30、32布置成二者偏移并且在旋转角度Y下。
[0041]如在图2的放大部分中所示，在第一示例中，LED装置20由安装在公共安装芯部或杆22上的两个LED组件30、32构成。如图5a、图5b中进一步图示的，两个LED组件30、32中的每一个由三个平面LED元件34a、34b、34c ;36a、36b、36c构成。LED组件沿着纵向轴线A布置，该纵向轴线A也可称为旋转轴线A，并且在示出的示例中，该纵向轴线A平行于LED灯10的纵向轴线L来取向。
[0042]LED元件34a、34b、34c ;36a、36b、36c都是相同类型。如在图5b中最佳地观察到的，各LED元件包括其上安装有LED芯片40的充当平面平坦载体38的矩形板。LED芯片40发出光主要到载体表面平面上方的半空间中。理想地，所发出的光的强度分布可为朗伯发射器的强度分布，但也可由初级光学器件来修改光的强度分布，例如由诸如透镜等的光学元件聚焦。在示出的无初级光学器件的LED元件的优选的示例中，光发射的主光学方向垂直于载体38的表面的平面。LED元件34a、34b、34c ;36a、36b、36c的各个主光学方向被示出为图5a中的箭头。载板38为LED芯片40提供电接触并且用于机械安装且作为热接触。
[0043]在示出的优选实施例中，电接触通过载板接线至其后侧，在所述后侧处，电接触接触到在安装杆22的表面上的结构化电线(未示出)。
[0044]这样的平坦平面LED元件例如从Philips Lumileds照明公司可获取。例如，Luxeon C型的LED元件具有平行于轴线A的2.04mm的长度和垂直于A通常为1.64mm的宽度。LED芯片，即，发光表面，通常具有Ixl mm2的尺寸。在例如500mA的操作电流下，由这种类型的LED元件产生的光通量是120 Im0
[0045]如从图5中沿着旋转轴线A的视图可见的，各LED组件30、32包括以环绕中心安装杆22的三角形构造(在横截面上)布置的三个这些LED元件。安装杆22在横截面上也是三角形形状并且包括不同地成形的部分以适应两个LED组件30、32。如从附图可见，LED元件34a、34b、34c布置在中心安装杆22上，且它们的边缘相互靠近以获得具有小的外尺寸的LED组件32。矩形LED元件被布置成它们的更长的尺寸平行于轴线A，这也导致垂直于轴线A的较小的尺寸。在LED组件30、32中的每一个中，LED元件34a、34b、34c ;36a、36b、36c布置成平行于旋转轴线A，即，由载体38中的每一个的表面限定的平面平行于旋转轴线A0
[0046]此外，LED组件30、32相互以旋转角度Y围住，如从沿着图5a中的旋转轴线A的视图可见的。旋转角度Y可被限定在来自第一 LED组件32的第一 LED元件34a和来自第二 LED组件30的第二 LED元件36a之间，如图5a中所示。该旋转角度导致在LED元件34a,36a的主光学方向之间的相等的角度。
[0047]在示出的示例中，旋转角度Y等于60°。选择该值的原因是，LED组件30、32中的每一个的三个LED元件34a、34b、34c的对称布置是关于360° /3=120。可旋转地对称的。如技术人员应理解的，对称角度的半值的旋转角度Y导致环绕旋转轴线A的不同的主光学方向(由图5中的箭头指示)的均匀分布。
[0048]LED组件30、32布置成沿着旋转轴线A相互偏移。如从图5b中进一步可见的，由于在载体38上的LED芯片40的布置并非完全对称的，所以来自两个LED组件30、32的LED元件旋转180°，使得LED芯片40布置成相互接近。
[0049]LED组件30、32布置成它们的各自的边缘恰好相互靠近，使得发出光的结构尽可能紧凑。在示出的示例中，将LED组件30、32沿着旋转轴线A移位比它们的长度仅长一点，使得第一和第二 LED组件30、32被定位成彼此靠近。
[0050]通过将两个LED组件30、32布置成彼此靠近而获得的非常紧凑的结构，沿着旋转轴线A偏移，用于获得LED装置20，其中外尺寸非常类似于现有技术卤素灯丝8的外尺寸。
[0051]此外，旋转布置在水平面上提供非常均匀的光分布。如图15a、图15b中所示，其中虚线指示在中心水平面P (图15a)和平行于L的垂直面(图15b)内的不同角度的强度，LED灯10的第一实施例的测量强度近似于现有技术HS卤素灯的强度分布(虚线)。
[0052]如图15a中所示，强度曲线示出由于四根保持杆28而产生的四个凹陷56，所述四根保持杆28在示出的示例中具有吸收光的非反射面。作为替代示例，使用具有镜面反射表面的保持杆28。该替代示例的强度分布在图15a中被示出为实线。由于保持杆28的反射性质，凹陷56对于该替代示例是不太明显的。然而，由于会引起刺眼的反射，镜面反射表面可导致具有额外虚光源的图像。然而，在图1-3的两个实施例和替代实施例中，该强度近似于现有技术HS灯的分布。测量的强度仅以小偏差在100%附近摆动。因此，具有图5a、图5b的LED装置的图1-3的LED灯，非常适合于现有技术卤素灯的LED取代。仅一根保持杆28布置在180°下(未示出)的进一步优选的实施例将甚至更接近原始HS的性质。
[0053]在垂直面上，测量的强度分布(虚线)也十分紧密地近似于现有技术HS灯(虚线)。由于盖30和冷却结构24的设计，相同的凹陷52、54在产生的强度分布中是可见的。
[0054]对于在图4中所示的现有技术卤素灯的取代而言，LED装置20被优选地布置成其旋转/偏移轴线A与现有缠绕的灯丝8的轴线一致。对于在前照明单元50 (参见图17)中使用的主要将光发射到侧面的灯而言，已证明该取向会产生良好的结果。
[0055]图6示出LED装置的替代示例，其中除LED组件30、32之外，第三LED组件33被设置在安装杆22上。第三LED组件33再次被轴向地移位，例如，布置在沿着旋转轴线A相对于其它LED组件30、32偏移处。它被布置在相对于第二 LED组件32的旋转角度下。在示出的示例中，第三LED组件33相对于第一 LED组件30以旋转角度0°布置，但在其他替代实施例中，它可被布置在不同的旋转角度下以提供甚至更均匀的分布。另外，甚至可进一步地设置LED组件。
[0056]图7a、图7b示出LED装置的第三示例，其中较少的LED元件以非对称布置布置在安装芯部22上。第一 LED组件30a、第二 LED组件32a、以及第三LED组件33a各自包括安装在公共安装杆22上的仅一个LED元件，沿着旋转轴线A以偏移构造布置并且每个包括60°的旋转角度Y。由于仅三个LED元件各自布置在60°的旋转角度下，在中心平面P中的强度分布将会导致，均匀分布仅针对半空间(未示出)实现。这样的LED装置可用于这样的应用，其中均匀强度仅对于半空间是充分的，诸如例如用于包括屏蔽板(例如H4)以限制光分布的现有技术卤素灯的取代。
[0057]图8a、图8b、图9a、图9b示出LED装置的更进一步的示例。在图8a、图8b中，第一LED组件30b和第二 LED组件32b各自包括环绕正方形安装杆22安装的四个LED元件。第一和第二 LED组件30b、32b布置成沿着旋转轴线A偏移并且包围45°的旋转角度Y (90°的对称角度的一半)。
[0058]在图9a、图9b的进一步示例中，两个LED组件30c，32c中的每一个包括5个LED元件。再次，LED组件布置成沿着旋转轴线A偏移并且包围36°的旋转角度Y。
[0059]图10示出LED灯110的第二实施例。LED灯110被预期取代图14中所示的汽车信号灯。LED灯110和现有技术信号灯两者具有灯座112，该灯座112包括电接触和机械参考元件，用于将灯定位在汽车灯插座中用于发信号目的诸如例如用于转向指示器、刹车灯
坐寸o
[0060]现有技术灯是包括钨丝108的白炽灯。为了取代图14的现有技术灯，图10的LED灯包括LED装置120。LED装置120经由支架122被安装到基座112。电驱动器电路(未示出)被集成在基座112中并且电连接到LED装置120。
[0061]冷却装置124包括安装到支架122的三个冷却圆盘126。另外，冷却结构124包括垂直取向的平行于LED灯110的纵向轴线的冷却片127。冷却装置124用于驱散由在灯座112内的驱动器电路以及由LED装置120在运行中产生的热。
[0062]如图11中所示，LED装置120包括第一 LED组件130和第二 LED组件132。在这种情况下，第一和第二 LED组件130、132 二者各自包括仅一个LED元件134、136。LED元件134、136中的每一个由矩形的平面载板138和安装在其上的LED芯片140构成。
[0063]LED组件130、132的LED元件134、136安装成平行于纵向轴线A，SP，由载板138的表面限定的平面平行于轴线A，如图11中所示。
[0064]LED元件134、136并且因此LED组件130、132也相对于旋转轴线A布置，以包围旋转角度Y，如图13中沿着旋转轴线A的视图所示。另外，LED组件130、132以偏移构造布置，即，在平行于旋转轴线A的方向线性地移位。在示出的示例中，LED元件134、136布置成恰好彼此靠近，即，它们之间的偏移约等于LED元件134、136的长度。因此，LED元件134、136布置成彼此靠近以形成紧凑的发光结构。
[0065]以旋转角度Y布置的LED元件134、136 (图13)导致在LED元件的主光学方向之间限定的光角度(在图13中以箭头示出)。由于在本示例中LED元件包括无光学器件的LED芯片140，发射理想地接近于朗伯发射器，所以主光学方向将垂直于载体138的平面。因此，在这种情况下，光角度将等于旋转角度Y。
[0066]此外，在示出的示例中，LED元件136、134被设置在镜像构造中，使得它们在沿着旋转轴线A的视图中至少部分地彼此面对。因此，在该视图中，它们的主光学方向形成相交线。
[0067]在用以取代图14中所示的现有技术灯的LED灯110的设计中，旋转轴线A被定位成平行于现有技术灯的缠绕灯丝108的位置。通过参照基座112，LED装置120被定位在与现有技术灯中的灯丝相同的位置处。[0068]图16a、图16b示出产生的光分布，即从灯110发出的光的相对强度(以坎德拉测量，但此处作为归一化值示出)。图16a示出在水平面P (图13)中的强度分布，而图16b示出在平行于灯110的纵向轴线L的垂直面中的强度分布(图10)。图16b中以虚线示出的是汽车规范所要求的最小强度发射的规格。对于灯座112所在的大约180°的角度，不要求光输出。
[0069]具有两个LED组件130、132的LED灯110的光分布曲线在图15a、图15b中被示出为虚线，两个LED组件130、132各自具有仅一个LED元件134、136。
[0070]在水平面P中，图10的LED灯110的强度分布示出在90°和270° (S卩，垂直于冷却片127且垂直于LED元件140)的角度处的两个最大值。由散热片127的遮挡仅在大约0°和180°角度下即在其中光强度已经在最小值的方向上发生。因此，在水平面P中的强度分布近似于现有技术白炽灯(图14)的强度分布，其中钨丝108在其纵向方向上发出强度相对小的光。
[0071]在平行于纵向轴线L的垂直面上，以虚线示出的光发射具有中心最小值62，其中在冷却圆盘126处，光被遮挡。在200°和330°之间的角度下，不需要光发射，使得该遮挡不成问题。
[0072]附加的凹陷60是明显的，其中来自一个LED芯片140的光分别在另一个处被遮挡。然而，所需的强度分布(虚线)近似于充分的程度。
[0073]图12示出四个LED组件的交替布置120a，四个LED组件各自包括仅一个LED元件，布置成沿着轴线A旋转和移位。
[0074]本文中所使用的术语“一 ”或“一个”被定义为一个或多于一个。本文中所使用的术语多个被定义为两个或多于两个。本文中所使用的术语另一个被定义为至少第二个或以上。本文中所使用的术语包括和/或具有被定义为包括(即，开放性语言，不排除其它元件或步骤)。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制权利要求或本发明的范围。
[0075]在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不指示不可有利地使用这些措施的组合。
[0076]本文中所使用的术语“耦接”被定义为连接，但是不一定直接连接，而且不一定机械地连接。
【权利要求】
1.一种照明装置，至少包括: -第一和第二 LED组件(30、32 ; 130、132)，所述LED组件中的每一个包括至少一个LED元件(34a、34b、34c ;36a、36b、36c ; 134、136)，所述至少一个 LED 元件包括 LED 芯片(40)和载体(38)，所述载体(38)具有用于承载所述LED芯片的平面表面，所述LED芯片发出具有主光学方向的光， -其中，所述第一和所述第二 LED组件(30、32 ;130、132)相对于彼此安装成使得来自第一 LED组件(30)的至少第一 LED元件(34a)和来自第二 LED组件(32)的第二 LED元件(36a)包围在它们相对于旋转轴线(A)的各自的平面表面之间的旋转角度U)，以便包含在第一和第二主光学方向之间的光角度； -其中，所述旋转轴线(A)平行于所述第一和第二 LED元件(34a、36a)中的至少一个的所述平面载体表面的平面； -并且其中，所述第一和第二 LED组件(30、32;130、132)布置成平行于所述旋转轴线(A)彼此偏移。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述第一和所述第二LED组件(130、132)各包括仅一个LED元件(134、136)。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，所述LED元件(134、136)的所述主光学方向形成如沿着所述旋转轴线(A)观察时的相交线。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述第一和第二LED组件(30、32)中的每一个包括至少两个 LED 元件(34a、34b、34c ; 36a、36b、36c)。
5.根据权利要求4 所述的照明装置，其中，在所述第一和所述第二LED组件(30、32)中，所述多个所述LED元件(34a、34b、34c ;36a、36b、36c)布置成相互靠近以形成具有减小的直径的LED组件(30、32)。
6.根据权利要求4、5中的一项所述的照明装置，其中，各个LED组件(30、32)包括3_5个LED元件。
7.根据权利要求4-6中的一项所述的照明装置，其中，在各个LED组件(30、32)内，所有LED元件(34a、34b、34c ;36a、36b、36c)布置成使得所述旋转轴线(A)平行于其平面载体(38)的平面。
8.根据以上权利要求4-7中的一项所述的照明装置，其中，在所述LED组件(30、32)中的每一个内，所述LED元件布置成环绕公共安装芯部(22)。
9.根据权利要求8所述的照明装置，其中，所述安装芯部(22)由导热材料制成。
10.根据以上权利要求4-9中的一项所述的照明装置，其中，所述第一和第二LED组件(30,32)中的每一个包括布置成将光发射到不同的主光学方向中的若干(N)个LED元件(34a、34b、34c ;36a、36b、36c)，其中，所述旋转角度(Y )具有大于0°且小于360°除以各个LED组件(30、32)中的LED元件的数量(N)的值。
11.根据以上权利要求中的一项所述的照明装置，其中，所述第一和第二LED组件(30、32 ;130、132)包括相同数量和相对布置的LED元件(34a、34b、34c ;36a、36b、36c)。
12.根据以上权利要求中的一项所述的照明装置，其中，所述LED元件具有矩形形状的平坦载体(38)。
13.根据以上权利要求中的一项所述的照明装置，其中，所述第一LED组件(30)布置成:平行于所述旋转轴线(A)测量，偏移所述第二 LED组件(32)小于两倍的其长度。
14.一种照明单元，包括: -反射器(52)， -以及根据以上权利要求中的一项的照明装置(10)。
【文档编号】F21K99/00GK103492788SQ201280020249
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年4月24日 优先权日:2011年4月29日
【发明者】L.J.L.哈恩恩, N.本特, J.P.佩斯马 申请人:皇家飞利浦有限公司