[发明专利]集成模块化照明单元

说明书

技术领域

[0001]本发明属于照明系统领域，尤其涉及一种集成模块化发光器件照明单元，其中该模块化照明单元能够调光和控制光色及相关色温。

背景技术

[0002]关于一般照明，最初的爱迪生灯座型白炽灯和其所有衍生产品到目前为止相对保持不变。尽管在几十年内许多日益发展的技术已经研究了长寿命、高效率和更相容的光源，但是照明设备结构的基本形式仍保持相对稳定。

[0003]在照明工业中通常可以看到其他灯型。例如，荧光灯可以提供伸长的圆柱形光源。在高强度放电灯的情况下，其形状经常与具有玻璃泡罩和与各自的电插座匹配的金属螺丝口型灯座的普通白炽灯相似。这些照明设备形式是普遍存在的，遍及代表全球大多数工业的一般照明领域。

[0004]这些一般灯型非常适于支持在各玻璃泡罩中存在的各种一般发光结构或方法的任务。特别地，这些灯型提供保护性机械环境，防止内部气体逸出和/或外部气体进入，而外部气体进入会污染灯的内部组件，从而破坏其功能。此外，这些形式可以提供稳定的热环境，这种环境含有内部气体并维持温度在有助于光输出的水平。它们也可以提供可靠和标准化的形状因素，用于在灯的基部或端部提供电接触，例如它们可以与工业标准插座形式匹配。爱迪生螺丝口灯座是最常用的接口形式，因为其提供支持整个灯泡的机械连接，同时沿螺丝壳在多点处提供可靠和冗余的金属电接触。此外，这些一般灯型可以提供适于照明设备的反射体形状和光学元件的便利的光发射用光学形状。最古老和最简单的灯型提供从玻璃罩内的灯丝发出的大致球形的光发射图案。随着灯型随时间变化的发展，灯泡形式中出现了反射镜式的灯，其例如含有装在灯泡内部或外部的反射体以产生光″束″。最后，这些一般灯型可以提供经常适于照明任务的便利的标准光量。十几年内，灯保持相对不变，即使在不同制造商中，某些标准尺寸和瓦特数也经常一致。其例子包括常用60瓦白炽A-型灯、40瓦T12荧光灯和250瓦高压钠灯，其中这些设备中的每一种均被发展起来以适于特定类型的照明设备、应用和/或市场。

[0005]随着在电效率和平均寿命方面超过几乎所有白炽灯性能的竞争性发光二极管(LED)技术的出现，工业预测认为，LED可能具有150流明/瓦、甚至200流明/瓦的性能。这些数字轻易地超过目前产生小于100流明/瓦的光的常规白光源。由于任何给定灯的拥有人单独的最大成本是在灯寿命内的电消耗，因而LED可以提供较强的经济效果。

[0006]LED实现广泛市场化的一个关键问题在于，它们的生产明显更易变化，不能表现出有助于一般照明应用的标准化的形状或结构。例如，由相同设备制造、在相同晶片上生长的一组LED芯片的初始光输出中，在相同晶片上的光通量输出具有大到约3∶1的变化。这一事实导致常用于工业中的分级策略，从而对LED单独测试，分成代表约30％间隔的光通量输出类别。同样，正向电压、主波长和光束扩展可以是在分级过程中被考虑的其他因素。

[0007]在结构上，根据指示灯市场的需求，LED经常包装成单片包装。其中许多被设计成焊接到电路板上，并被设计成使用电子制造设备和方法。与这些包装相关的光学元件经常受到损害以提供特定或所需的光束图案，从而光效率小于约60％。对于热调节，这些LED包装中的多种依赖于用作冷却散热器的金属框，但是最近的一些LED包装开始使用与基板紧密接触的热接触片，以有效传热。

[0008]多年来已有多种照明设备被设计成使用发光二极管。特别地，欧洲专利No.1,416,219公开了一种带有连接器和驱动电路的LED照明设备。连接器与可插入和除去式卡片型LED照明源连接，其包括安装在基板一个表面上的多个LED。照明驱动电路借助于该连接器与卡片型LED照明源电气连接。卡片型LED照明源优选包括金属基板，多个LED安装在该金属基板的一侧上。金属基板的背面没有安装LED，并与照明设备的一部分热接触。与该连接器电气连接的馈线终端设在金属基板设有LED的表面上，从而可以电气激励安装在卡片型元件上的LED。

[0009]该欧洲专利公开了独立照明设备的几个特征；然而，没有提供能够在LED的直线电气驱动之外对照明设备实现颜色控制、强度控制、热控制或任何其他控制的方式。此外，这种独立照明设备不能与其他照明设备相互作用或连通，因此功能自主。