带有具有流体通道的光学元件的照明设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及照明设备中的热管理。
【背景技术】
[0002]热量管理是照明领域中重要的问题，并且特别地在诸如基于发光二级管LED的照明的基于固态的照明领域内。大体上，当光由光源发射，会生成热。热的生成通常是不希望的效应，因为其可能影响光源的性能和预期寿命，以及针对照明设备的材料的选择和电子器件的配置。热量同样会在照明设备的光学元件中产生，如同在波长转换组件中通过斯托克斯频移损失产生一样。
[0003]为了降低热量生成的效应，照明设备通常包括布置用于将热量从光源和其他热量生成组件进行消散的散热器，典型地在与照明设备的主要(或平均)光传播方向相对的方向上。CN202040621示出的照明设备具有在散热器中向周围延伸用于增加向周围的热量消散区域并且在照明设备的灯罩中的孔。
[0004]US 2011/0298371 A1公开了具有在罩部分中的开口的LED灯泡。US 3373275 A公开了具有遮蔽的通风开口的一件式模塑光透射透镜的罩。US 2011/0049749 A1公开了具有罩盖帽的可更换照明模块，该罩盖帽包括具有足够大用于空气传送却又太小而不会运送水滴的孔隙尺寸的微型织物材料。US 3253675 A公开了一种用于吸收声能的装置，其包括具有允许光通过其进行透射的一个或多个层的多孔材料的光透射构件。EP 2461089 A1公开了一种具有带有着多个通气孔的光透射灯盖帽的照明单元。
[0005]然而，希望获得用于改善从照明设备的热量消散的可代替的解决方案。
【发明内容】
[0006]具有优势的是获得一种照明设备，其克服了或者至少减轻了上面提及的缺陷。其将希望实现具有改善的热量管理的代替性的照明设备。
[0007]为了较好地解决这些关注点的一个或多个，提供一种具有在独立权利要求中限定的特征的照明设备。优选的实施例在从属权利要求中进行限定。
[0008]根据一个方面，提供一种照明设备。该照明设备包括至少一个光源，以及至少一个光学元件。至少一个光学元件被布置为透射由光源发射的光。至少一个光学元件包括光透射材料以及延伸通过光透射材料用于允许流体的流动经过光学元件的至少一个通道。此夕卜，该通道被布置为使得进入通道的由至少一个光源发射的光的大部分进一步传播通过光透射材料。光学元件包括彼此间隔开的光透射材料的多个层，其中每个层包括至少一个贯通孔。
[0009]本方面基于这样一种认识，即针对照明设备的热量管理可以通过在光源前方的光学元件中布置通道(或孔)来改善。该通道允许通过通道的对流来传送由光源生成的热量。在本说明书中，术语“对流”可以涉及通过流体运动的热量传送。流动通过通道的流体可以是出现在照明设备中的流体，其可以具有气态形式，例如空气。此外，通道可以改善在光学元件自身中生成的热量的消散，例如由可选地布置在光学元件中的波长转换材料中的斯托克斯频移损失所生成的。在光学元件中所生成的热量可以由流体的流动传送经过通道。改善的来自照明设备的热量消散可以例如实现照明设备较高的操作强度和/或更长的寿命。通过当前方面，光学元件被用来促进从照明设备的热量消散。光学元件可以被用作对传统散热器的补充(或甚至是替代)，由此实现增加的从照明设备的整体热量消散。进一步，由于通道被布置为使得进入通道的由光源发射的光的大部分进一步传播通过光透射材料，通道对于照明设备的光分布具有有限的影响。换句话说，通道被布置为使得允许降低量的光直接传播通过通道而没有经过光透射材料。由此，进入通道的光的大部分在透射通过光学元件时与光透射材料相互作用。与光透射材料的相互作用应当被理解为例如光的透射、反射、散射、吸收以及/或再发射的任何类型的相互作用。因此，通道由流体地互连的贯通孔以及在光透射材料的层之间的至少一个空间形成。在光透射材料的层之间的空间可以允许流体在层之间循环，其可以进一步改善热量对流。流体的循环可以通过调整光透射材料的层的距离来调整，其影响着流体在通道中的流动的扰动。
[0010]在本说明书中，术语“光透射材料”应当被广泛地解释为任何允许光的至少一些透射的任何材料或材料(物质)的组合。例如，光透射材料可以包括透明和/或半透明材料(例如陶瓷或塑料)以及可选地埋置于其中并且/或施加至其的微粒(例如，用于光的散射以及/或波长转换)。
[0011]根据实施例，任何从光源延伸并且通过通道的视线穿越光透射材料，由此通道对于照明设备的光分布的影响进一步降低。通过当前的实施例，来自光源进入通道的增加的量的光在经过光学元件时至少一次与光透射材料相互作用。由于没有从光源延伸通过通道而未经过光透射材料的视线，从光学元件的外侧通过通道不能直接可见光源，由此降低了来自光源的眩光。
[0012]根据实施例，可以将光透射材料的至少两层布置为使得两层中的一个层的光透射材料与两层中的另一个层中的贯通孔横向交叠，由此进入贯通孔中的一个的光的大部分进一步传播通过光透射材料的其它层中的至少一个。由此，进入贯通孔中的一个的光可以在穿过(或传播通过)光学元件时至少一次与多个层中的一个层中的光透射材料相互作用。
[0013]根据实施例，通道可以具有适于使得在通道的第一开口和通道的第二开口之间(例如在通道的两个相对开口之间)的假想直线可以穿越光透射材料的形状。因此，通道可以具有任何非直线的形状，例如弯曲或带拐角的形状。由于光自然地在直线方向上传播，如果通道为非直线的，进入通道的光将穿过光透射材料。通过当前的实施例，光学元件可以不必包括多层光透射材料。相反，光学元件可以包括通道通过其进行延伸的单一层的透射材料。由于通道的非直线的形状可以(至少部分地)禁止了光穿过通道而不同时穿过光透射材料，因此就降低进入通道而不进一步传播通过光透射材料的光的量而言，光学元件相对于光源的位置可以不太苛刻。
[0014]根据实施例，光学元件可以具有多个通道，由此进一步改善热量的对流。进一步，暴露于流体的流动的光学元件的面积增加，其改善了热量从光学元件消散进入通道。
[0015]根据实施例，光学元件可以包括包含着延伸通过光透射材料的孔隙的多孔材料，由此孔隙形成了用于流体的流动通过光学元件的通道。孔隙可以例如在光学元件的两个相对表面之间延伸。通过光学元件的孔隙的延伸可以为蜿蜓(winding)的(或至少非直线的)，由此进入孔隙的由光源发射的光进一步传播通过围绕着孔隙的光透射材料。进一步，蜿蜒的孔隙增加了光透射材料暴露于流动的流体的面积，由此改善了热量的消散和对流。进一步，多孔的光透射材料包括在光透射材料和由孔隙形成的空洞(典型地包含流体)之间的界面处的多个折射率偏移，由此光学元件可以用作照明设备的漫射器。多个折射率偏移可以提供传播通过多孔材料的光的散射。透射材料优选地可以具有较之流体(例如，空气)而目更尚的折射率。
[0016]根据实施例，孔隙的容积可以构成光学元件的全部容积的至少30%，其增加了来自光学元件的热量的对流和消散。
[0017]根据实施例，至少一个光学元件可以是波长转换元件、漫射器元件以及散射器元件和波长转换元件的组合中的任何一个。因此，光学元件可以布置用于调整由光源发射的光的属性。光学元件可以例如布置为对光源发射的光进行散射从而提供更为均匀的光分布(通常被感知为更为柔和的光)。热量产生过程可能发生在光透射材料中，特别是当光透射材料包括波长转换材料(例如，磷光体)时。例如，发热的化学反应可以由光引发并且斯托克斯损失可以由光在光透射材料中的吸收和再发射而产生。通道提供了流体的流动，并且由此通过光学元件的热量对流可以有助于在光学元件的这种过程中生成的热量的消散。
[0018]根据实施例，光透射材料可以包括用于对光源发射的光进行散射(例如Ti02, BaS04以及/或A1 203微粒)以及/或转换其波长的微粒。在光透射材料中的微粒可能对于散射光为反射性的(例如，不透明的，诸如白色)。微粒可以是其所具有的原子(或分子)结构具有对应于由光源发射的光的能量的能量带隙的波长转换微粒。通常，当光被微粒所吸收并且再发射，光的波长增加。由吸收之前的能量和再发射之后的能量的差所定义的能量损失的大部分作为热量辐射被发射。通过光学