灯泡的制作方法
【专利摘要】本实用新型的实施方式公开了一种灯泡，包括：外壳(1)，具有在所述灯泡的纵轴方向上相对的第一端和第二端；LED组件(2)，包括基板(21)和安装在所述基板(21)上的发光二极管(22)；驱动器组件(3)，被配置用于驱动所述发光二极管(22)发光。在所述外壳(1)上形成有插槽(11)，所述LED组件(2)的所述基板(21)被安排为能够在平行于所述灯泡的纵轴方向插入到所述插槽(11)中，从而使得所述LED组件(2)能够被安装到所述外壳(1)的所述第一端，并且所述基板(21)与所述外壳(1)能够通过所述插槽(11)而导热接触。根据本公开实施方式的灯泡能够实现更大的功率和更好的散热性能，并能够实现均匀的光分布。
【专利说明】灯泡
【技术领域】
[0001]本公开的实施方式涉及照明领域，更具体地，涉及灯泡，尤其是LED灯泡。
【背景技术】
[0002]随着LED (发光二极管)光源的兴起，市场上期望使用LED光源的胶囊灯代替普通的卤素胶囊灯。胶囊灯需要高流明、小尺寸并闪亮的性能。
[0003]市场上已经出现使用LED作为光源的胶囊灯。但是，由于空间限制以及散热性能的限制，这种胶囊灯中仅能在有限的空间中布置两个中等功率LED，其仅具有78流明的输出，这不足以使得胶囊灯在单位表面积产生足够的光输出，从而不能达到理想的闪亮的效果。而且，在灯泡的水平方向布置两片LED的布局十分受限，并且这需要在光学和装配上的高精确度。并且，在驱动器与LED组件之间通过软导线连接，这在有限的空间中也是极为不便于装配的。而且，这种布置的胶囊灯的体积相对卤素胶囊灯大得多。因此，现有的LED胶囊灯不能完全替代卤素胶囊灯。
实用新型内容
[0004]本公开的实施方式的目的之一在于提供一种灯泡，以至少缓解上述问题的至少一部分。
[0005]根据本公开的一个方面，提供一种灯泡，包括:外壳，具有在所述灯泡的纵轴方向上相对的第一端和第二端；LED组件，包括基板和安装在所述基板上的发光二极管；驱动器组件，被配置用于驱动所述发光二极管发光；其中，在所述外壳上形成有插槽，所述LED组件的所述基板被安排为能够在平行于所述灯泡的纵轴方向插入到所述插槽中，从而使得所述LED组件能够被安装到所述外壳的所述第一端，并且所述基板与所述外壳能够通过所述插槽而导热接触。根据本公开实施方式的技术方案，可以充分利用基板上的有限表面以及灯泡内的有限空间(尤其是纵轴方向的空间)来布置更多的发光二级管，以实现更大的功率，增强灯泡的闪亮效果。另外，插槽的导热特性使得发光二级管产生的热量能够直接传导到外壳上以快速发散。因此，根据本公开实施方式的灯泡的散热性能得到提高，从而允许灯泡使用更大功率的发光二极管。
[0006]根据本公开的一个实施方式，在所述基板的两侧分别安装有发光二极管。这样，能够在有限的灯泡空间内布置更多的发光二极管，以实现更大的功率。
[0007]根据本公开的一个实施方式，所述插槽位于所述外壳的所述第一端上，所述驱动器组件位于所述外壳内部，以及所述驱动器组件能够通过导体电连接到所述基板。
[0008]根据本公开的一个实施方式，所述导体为下列选项之一:导线、导电片、位于所述插槽内壁上的导电层以及由导电材料制成的单独的所述插槽。
[0009]根据本公开的一个实施方式，所述驱动器组件位于所述LED组件的所述基板上，并且所述插槽位于所述外壳的内壁上，所述基板的装配有驱动器组件的部分位于所述外壳内。
[0010]根据本公开的一个实施方式，所述灯泡还包括透镜，所述透镜安装于所述外壳的所述第一端上并包围所述发光二极管。
[0011]根据本公开的一个实施方式，所述透镜被配置为使得平行于所述灯泡的纵轴放置的所述基板上的所述发光二极管发出的光至少在垂直于所述灯泡的纵轴的方向上基本均匀地分布。因此，该灯泡能够更好地模拟卤素灯的光分布。
[0012]根据本公开的一个实施方式，所述透镜包括内壁和外壁，所述内壁包括半椭球面或自由曲面，所述外壁包括自由曲面或半球面。
[0013]根据本公开的一个实施方式，所述透镜包括内壁和外壁，所述透镜的所述内壁和外壁之间的壁厚被配置为在不朝向所述发光二极管的发光面的法向方向的位置处的所述壁厚比朝向所述发光二极管的发光面的法向方向的位置处的所述壁厚更厚。
[0014]根据本公开的一个实施方式，在所述透镜的所述内壁上具有凹槽以容纳并固定所述基板的边缘。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]本公开的上述和其它目的以及特性结合以下对所附附图的详细描述将变得更加明显，其中:
[0016]图1是根据本公开的一个示例性实施例的灯泡的立体图，其中去除了透镜；
[0017]图2是图1中的实施例的灯泡的分解视图；
[0018]图3是图1中的实施例的灯泡的纵向剖视图；
[0019]图4示出了根据本公开的另一示例性实施例的灯泡的LED组件和驱动组件；
[0020]图5是使用图4中的LED组件和驱动组件的灯泡的分解视图；
[0021 ] 图6图5中的灯泡的横向剖视图；
[0022]图7是根据一个实施方式的用于灯泡的透镜的透视图；
[0023]图8是图7中的透镜的纵向剖视图；
[0024]图9是图7中的透镜的横向剖视图；
[0025]图10是根据另一个实施方式的用于灯泡的透镜的透视图；
[0026]图11是图9中的透镜的纵向剖视图；
[0027]图12是图9中的透镜的横向剖视图。
[0028]纵观以上附图，相同的附图标记将被理解为指代相同的、类似的或相应的特征或功能。
【具体实施方式】
[0029]现在将对本公开的实施例做出参考，实施例的一个或多个示例由附图所示出。实施例通过本公开的阐述所提供，并且不旨在作为对本公开的限制。例如，作为一个实施例的一部分所示出或描述的特征可能在另一个实施例中被使用以生成又一进一步的实施例。本公开旨在包括属于本公开范围和精神的这些和其他修改和变化。
[0030]结合图1-3，根据本公开的一个实施例的灯泡I包括:外壳1，其具有在灯泡的纵轴方向上相对的第一端和第二端。作为非限定性的例子，该外壳通常具有沿纵轴延伸的筒状的外形，并且在第一端和第二端具有平坦的端面。
[0031]灯泡I还包括LED组件2。LED组件2包括基板21和安装在基板21上的发光二极管22。基板21可以是各种适于安装发光二极管22的电路板，例如各种类型的印刷电路板(PCB)，如金属基印刷电路板(MCPCB)、环氧板、复合基板、陶瓷PCB板等。基板21上布置有形成电路的导电层，以将其上安装的发光二极管22电连接到基板21的接线端子。
[0032]根据本公开的实施例，基板21在两侧分别具有导电层23，并在两侧都分别安装有至少一个发光二极管22。根据功率需要以及灯泡的空间大小，可以在基板21的每侧上分别设置更多的发光二极管22以增大灯泡的功率。在基板21两侧的发光二极管22优选为背靠背相互对准的。这样配置有利于灯泡所发出的光在LED组件的外围四周基本均匀地分布。根据本公开的一个实施例，可以在基板21上具有通孔(未示出)，基板21两侧的导电层23通过通孔而电连通，使得基板两侧的发光二极管22并联连接并共用一对引到基板21的接口端的正负极接线端子。这样，基板21接口的接线端子的数量可以减少，由此简化了基板和相连接的装置的电接口的结构。
[0033]根据本公开的实施例，灯泡I还包括驱动器组件3，用于驱动发光二极管22发光。驱动组件3也包括一基板31和安装到基板31上的电容32。驱动组件3还可以包括用于驱动发光二极管的任何其他电子器件。驱动组件容纳在灯泡I的外壳I内。
[0034]根据本公开的实施例，在外壳I的第一端上形成有插槽11，该插槽11可以是与外壳I 一体铸造成型的，或者是一个单独的并安装到外壳I上的部件。LED组件2的基板21平行于灯泡的纵轴方向插入到插槽11中，从而使得LED组件2被安装到外壳I的第一端，并且基板21两侧表面的导电层与插槽11的内壁接触，从而通过插槽11实现基板21与外壳I之间的导热接触。根据本公开的实施例，当灯泡工作时，发光二极管22产生的热量将通过基板21上的导电层23直接传导到插槽11上，并通过插槽11传导到整个外壳I上，并通过外壳I的外表面将热量发散到环境中。由于发光二极管产生的热量都是通过良好导热性能的材料直接传导到外壳I上进行发散，灯泡的散热性能得到了明显提升。并且，通过外壳及其上的插槽结构实现良好的热传递，也避免了在外壳I与LED组件2之间灌注导热胶的复杂工艺来实现热传递，由此简化了灯泡的安装并节省了成本。
[0035]根据本公开的实施例，对于较大功率的灯泡，可以采用导热塑料、金属、陶瓷等具有高导热性能的外壳1，使得散热性能得到进一步提升。这使得可以在灯泡中布置更多或功率更大的发光二极管。使用陶瓷外壳是尤其有利的，因为其不仅具有优良的导热性能，陶瓷的电绝缘性能还使得无需在外壳I与其中的电子器件之间提供任何额外的绝缘配置以避免该外壳造成电子器件的短路。这样，电子器件的尺寸可以更大或者外壳的尺寸可以更小，而无需在电子器件与外壳之间再留出绝缘的间隙或填充绝缘胶等绝缘材料。
[0036]另外，根据本公开的实施例，平行于灯泡纵轴设置的LED组件2的基板21使得可以充分利用基板21上的有限表面以及灯泡内的有限空间(尤其是纵轴方向的空间)来布置更多的发光二级管，以实现更大的功率。相比于通常的水平放置在外壳上的基板(其只能使用朝外的一侧安装发光二极管)，本公开实施例的灯泡能够在有限的径向尺寸下在基板两侧布置更多的发光二极管，同时充分利用灯泡内的纵向空间。该设计的一个考量在于对于细长状的灯泡，径向尺寸通常非常受限制，而纵向尺寸可以设置得相对较大，从而有效利用灯泡的纵向空间能够在保持灯泡结构紧凑的情况下提升灯泡的功率。在原有尺寸的灯泡中提供更高的光输出功率，使得灯泡单位发光面积上的光强更强，因而该灯能够体现出更加闪亮的点光源效果。
[0037]根据本公开的实施例，在外壳I的第一端的对应于插槽11的位置设有穿孔。当LED组件2的基板21插入到插槽11中时，基板21的接口端穿过插槽11和该穿孔伸入到外壳I内。驱动器组件3 (的基板31)在其一端通过导线电连接到LED组件2的基板21的接口端，以实现驱动器组件3与LED组件2的电连接。而驱动器组件3的另一端则连接接线柱
6。接线柱6从外壳I的第二端穿过封闭外壳第二端开口的端盖5伸出外壳1，以连接到外部电源从而向灯泡供电。
[0038]还可以以其他方式实现LED组件2与驱动器组件3之间的电连接。例如，可以在插槽11的内壁上对应于基板21的接口端的电极位置处设置导电层(例如导电片或导电涂层)，并且该导电层电连接到驱动器组件3。当LED组件2的基板21插入到插槽11中时，基板21的接口端将接触到插槽11内壁的该导电层，从而导通驱动器组件3与LED组件2之间的电连接。还可以由导电材料制成单独的插槽11，然后将该导电的插槽11安装到外壳I的第一端上。这样，插槽11同样能够实现驱动器组件3与LED组件2之间的电连接。在使用插槽11导电的上述实施方式中，由于插槽11仍然与LED组件2的基板21导热接触，插槽11同样也起到导热的作用。
[0039]根据本公开的实施例，如图1-3所示，灯泡还包括透镜4。透镜4安装于外壳I的第一端上(即发光二极管22从外壳中露出的一端)并包围发光二极管22。该透镜4用于引导由平行于灯泡的纵轴放置的基板21上的发光二极管22发出的光至少在垂直于灯泡的纵轴的方向上基本均匀地分布。由于本公开实施例中的灯泡中，发光二极管22布置在平行于灯泡纵轴的面中，发光二极管22的发光面最多(在基板21两侧都有发光二极管的情况下)只能分布在灯泡的两个相对的侧面。在与这两个侧面垂直的其他侧面上，将几乎没有光线分布。因此，为了模拟通常的卤素灯在侧面四周的基本均匀的光分布，需要使用透镜来改善灯泡的光分布。关于透镜4的结构，将在下文中详细描述。
[0040]附图4-6示出了根据本公开的另一实施方式的灯泡的示意图。在图4-6的实施方式中，驱动器组件3位于LED组件2的基板21上，即驱动器组件3与LED组件2形成为一个整体部件(见图4)，驱动器组件3通过基板21上的导电层23直接与基板21上的发光二极管22电连接。这样避免了安装灯泡时LED组件2与驱动器组件3之间的额外的电连接工艺。插槽11位于外壳I的内壁上。通过外壳I任一端的开口将基板21插入到外壳I内的插槽11中，并使基板21的装配有驱动器组件3的部分位于外壳I内，而装配有发光二极管22的部分从外壳I的第一端中露出，以避免由发光二极管22发出的光被外壳I挡住。
[0041]在图4-6所示实施例中的插槽11与前述图1-3所示实施方式的灯泡中的插槽11具有相同的功能，即通过与基板21的导热接触将由发光二极管22产生的热量经由基板21和插槽11传递到外壳I上，并通过外壳I的外表面散发到环境中。本实施方式的灯泡使得制造和安装更为简单，因为减少了部件的数量，并且无需在安装过程中再用导线连接LED组件2与驱动器组件3。
[0042]根据图4-6的实施例，灯泡也包括透镜4。透镜4安装于外壳I的第一端上(即发光二极管22从外壳中露出的一端)并包围发光二极管22。该透镜4用于引导由平行于灯泡的纵轴放置的基板21上的发光二极管22发出的光至少在垂直于灯泡的纵轴的方向上基本均匀地分布。由于本公开中的灯泡中，发光二极管22布置在平行于灯泡纵轴的面中，发光二极管22的发光面最多(在基板21两侧都有发光二极管的情况下)只能分布在灯泡的两个相对的侧面。在与这两个侧面垂直的其他侧面上，将几乎没有光线分布。因此，为了模拟通常的卤素灯在侧面四周的基本均匀的光分布，需要使用透镜来改善灯泡的光分布。
[0043]下面参考图7-12描述根据本公开的实施例的透镜的示例性结构。
[0044]如图7-9所示，透镜4包括内壁41和外壁42，内壁41中形成包围发光二极管22的内腔。为了将光线更多地引导到垂直于发光二级管22的发光面的面中，透镜4的内壁41和外壁42之间的壁厚被配置为在不朝向发光二极管22的发光面的法向方向的位置处的壁厚比朝向发光二极管22的发光面的法向方向的位置处的壁厚更厚。这样，在不朝向发光二极管的发光面的其他方向上，由于透镜的壁厚相对发光面方向上增厚，发光二极管发出的光将被更多地折射到这些不朝向发光二极管的发光面的其他方向上，从而实现灯泡的侧面周围较均匀的光分布。
[0045]可以根据给定的设计参数，利用已知的光学计算公式或软件来精确计算透镜的形状和尺寸以实现基本均匀的光分布。
[0046]图7-9示出了根据本公开的一个实施方式的透镜的形状。将透镜4的内壁41限定为半椭球面411，通过计算或仿真可以获得由自由曲面421形成的外壁。由于透镜4内腔中容纳的基板21以及其上的发光二极管具有一定的厚度，为了能够在基板的厚度方向上包住基板21，在透镜4上还形成有过渡部分，包括外壁上的过渡部分422以及内壁上的过渡部分(未示出)。该过渡部分位于内、外壁的半椭球形/自由曲面的中间位置。实验证明，具有该过渡部分的透镜依然能够实现良好的光分布效果。该形状的透镜可以获得在围绕灯泡的纵轴的周围的基本均匀的光分布，从而较好地模拟卤素胶囊灯的发光效果。
[0047]图10-12示出了根据本公开的另一个实施方式的透镜的形状。将透镜的外壁42限定为半球面，通过计算或仿真可以获得自由曲面的内壁413。该形状的透镜同样可以获得在围绕灯泡的纵轴的周围的基本均匀的光分布，从而较好地模拟卤素胶囊灯的发光效果。该形状的透镜内壁上也可以在自由曲面的中间部分形成非光学面的过渡部分，以增大基板厚度方向的透镜内腔宽度。具有半球状的外壁42的透镜能够更好地与外壳I的形状相配合，因为外壳I的截面通常为圆形的。这样，能够获得外观更加美观流畅的灯泡。也可以设计具有其它形状的内壁和外壁的透镜，例如可以选择内壁41包括半椭球面411或自由曲面，而外壁42包括自由曲面或半球面。
[0048]由于LED组件2的基板21从外壳中伸出的高度较高，标准的半球状或半椭球状的内、外壁的透镜的高度可能不足以使其内腔罩住基板21。因此，根据本公开的一个实施例，如8所示，可以在透镜的上述计算的达到最佳光学效果的形状部分43的基础上向下延伸出一个具有一定高度的柱状的下部44，以使透镜4的内腔能够完全罩住基板21。可选地，可以在透镜4的内壁41上设置具有凹槽412，用于容纳并固定基板21的边缘。这样，基板21的外围尺寸可以大于透镜4的内腔，从而在保证不增大透镜尺寸的情况下可以设置更大的基板21，这意味着可以在基板21上设置更多或更大功率的发光二极管，以提高灯泡的光输出功率。
[0049]应当了解，本公开的灯泡的各个方面可适用于胶囊灯泡。然而，本公开并不局限于此，可以将该灯泡的各方面(包括发光二极管的布置、插槽结构、透镜结构等)用于各种形式的灯泡。
[0050]应当留意的是，上述的实施例的给出用于描述本公开的原理，而不是限制其范围；并且应当理解的是，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下采取修改和变化，对此本领域技术人员将很容易理解。这些修改和变化被认为是在本公开和所附权利要求的范围之内。本公开的保护范围由所附权利要求所限定。另外，在权利要求中的任何附图标记不应该被解释为是对权利要求的限制。动词“包括”及其变体的使用并不排除存在权利要求所述以外的元件或步骤。元件或步骤前的不定冠词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
【权利要求】
1.一种灯泡，其特征在于包括: 外壳(I)，具有在所述灯泡的纵轴方向上相对的第一端和第二端； LED组件(2)，包括基板(21)和安装在所述基板(21)上的发光二极管(22)； 驱动器组件(3)，被配置用于驱动所述发光二极管(22)发光； 其中，在所述外壳(I)上形成有插槽(11)，所述LED组件(2)的所述基板(21)被安排为能够在平行于所述灯泡的纵轴方向插入到所述插槽(11)中，从而使得所述LED组件(2)能够被安装到所述外壳(I)的所述第一端，并且所述基板(21)与所述外壳(I)能够通过所述插槽(11)而导热接触。
2.根据权利要求1所述的灯泡，其特征在于，在所述基板(21)的两侧分别安装有发光二极管(22)。
3.根据权利要求1或2所述的灯泡，其特征在于，所述插槽(11)位于所述外壳(I)的所述第一端上，所述驱动器组件(3)位于所述外壳(I)内部，以及所述驱动器组件(3)能够通过导体被电连接到所述基板(21)。
4.根据权利要求3所述的灯泡，其特征在于，所述导体为下列选项之一:导线、导电片、位于所述插槽(11)内壁上的导电层以及由导电材料制成的单独的所述插槽(11)。
5.根据权利要求1或2所述的灯泡，其特征在于，所述驱动器组件(3)位于所述LED组件(2)的所述基板(21)上，并且所述插槽(11)位于所述外壳(I)的内壁上，以及所述基板(21)的装配有驱动器组件(3)的部分位于所述外壳(I)内。
6.根据权利要求1或2所述的灯泡，其特征在于，所述灯泡还包括透镜(4)，所述透镜(4)能够被安装于所述外壳(I)的所述第一端上并包围所述发光二极管(22)。
7.根据权利要求6所述的灯泡，其特征在于，所述透镜(4)被配置为使得平行于所述灯泡的纵轴放置的所述基板(21)上的所述发光二极管(22)发出的光至少在垂直于所述灯泡的纵轴的方向上基本均匀地分布。
8.根据权利要求7所述的灯泡，其特征在于，所述透镜(4)包括内壁(41)和外壁(42)，所述内壁(41)包括半椭球面(411)或自由曲面，所述外壁(42)包括自由曲面或半球面。
9.根据权利要求7所述的灯泡，其特征在于，所述透镜(4)包括内壁(41)和外壁(42)，所述透镜(4)的所述内壁(41)和外壁(42)之间的壁厚被配置为在不朝向所述发光二极管(22)的发光面的法向方向的位置处的所述壁厚比朝向所述发光二极管(22)的发光面的法向方向的位置处的所述壁厚更厚。
10.根据权利要求8-9中任一项所述的灯泡，其特征在于，在所述透镜(4)的所述内壁(41)上设置有凹槽(412)，用以容纳并固定所述基板(21)的边缘。
【文档编号】F21Y101/02GK204042483SQ201420237084
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】赖霞虹, 陈建宏, 黄欢, 杨深, 梁雪艳, 单超, 刘新通, 李小伟 申请人:飞利浦(中国)投资有限公司