專利名稱：熱虹吸管光引擎及包括該熱虹吸管光引擎的燈具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種照明設備，更具體地涉及一種包含一個或多個主動冷卻元件的光引擎和燈具。
背景技術：
固態(tài)光源相比常規(guī)照明技術提供了極大的優(yōu)點。當然，其中一些優(yōu)點是有代價的。使用固態(tài)光源的一個代價就是固態(tài)光源產(chǎn)生熱量，有時產(chǎn)生極其大量的熱量。通常，使用固態(tài)光源的燈和燈具包括熱量管理系統(tǒng)，例如但不限于金屬散熱器。這些金屬散熱器通常較大且笨重，其包括許多翅片，以增加表面積并因此耗散更多的熱量。散熱器越大，可以耗散的熱量就越多，因而可以在燈或燈具中使用更多的固態(tài)光源和/或功率更高的固態(tài)光源。同時，散熱器越大，就越難將散熱器裝配在尺寸更傳統(tǒng)的燈輪廓(例如，經(jīng)典的A19愛迪生照明燈泡)中和/或尺寸更傳統(tǒng)的燈具空間(例如，六英寸的吸頂燈)中。使用金屬散熱器來耗散固態(tài)光源所產(chǎn)生的熱量的替代方案包括基于主動冷卻元件(例如，使空氣循環(huán)通過燈/燈具的小型風扇)的熱量管理系統(tǒng)和基于一種或多種冷卻液體的熱量管理系統(tǒng)。至于冷卻液體的情形，該液體可以穿過并圍繞固態(tài)光源、收集熱量，然后在包含泵或類似裝置的主動系統(tǒng)中被移走和冷卻，之后返回?；蛘撸裨诔Ｒ?guī)熱虹吸管中的那樣，冷卻液體可被加熱和蒸發(fā)，然后冷凝。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述的實施例為包含液體的冷卻元件例如熱虹吸管提供了一種新的用途。本文描述的實施例提供了一種熱虹吸管光引擎，(i )冷卻一個或多個固態(tài)光源，例如但不限于發(fā)光二極管(LED)、有機二極管(OLED)、PLED及類似物，包括它們的結合，以及(ii)幫助控制和重定向一個或多個固態(tài)光源發(fā)出的光。此外，實施例將熱虹吸管光引擎應用于燈具，在所述燈具中，熱虹吸管光引擎不僅冷卻一個或多個固態(tài)光源，還冷卻燈具的其它發(fā)熱元件(例如電源)。在一個實施例中，提供了一種光引擎。所述光引擎包括冷凝器，其中所述冷凝器將位于其中的氣態(tài)物質(zhì)恢復為液態(tài)物質(zhì)；蒸發(fā)腔，其中所述蒸發(fā)腔包括在啟動時發(fā)光且產(chǎn)生熱量的至少一個固態(tài)光源；工作液體，所述固態(tài)光源的至少一部分被浸沒在該工作液體中，其中，在向所述工作液體施加熱量時所述工作液體能夠變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)；以及光學元件，其中所述光學元件對所述至少一個固態(tài)光源發(fā)出的光進行波束塑形(beam shape);以及至少一個連接元件，將所述冷凝器連接到所述蒸發(fā)腔，從而使得當所述蒸發(fā)腔中的所述至少一個固態(tài)光源產(chǎn)生熱量時，一部分所述工作液體蒸發(fā)，變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)，其中，所述氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過所述至少一個連接元件行進到所述冷凝器，接著被恢復為液態(tài)物質(zhì)，其中，所述液態(tài)物質(zhì)經(jīng)過所述至少一個連接元件回到所述蒸發(fā)腔。在一個相關實施例中，所述光學元件和所述至少一個固態(tài)光源被相應地成形為使得所述至少一個固態(tài)光源與所述蒸發(fā)腔的內(nèi)表面上的所述光學元件相鄰。在另一相關實施例中，所述蒸發(fā)腔可以進一步包括支撐元件，其中，所述支撐元件將所述至少一個固態(tài)光源保持在所述蒸發(fā)腔中的特定位置。在另一相關實施例中，當將所述至少一個固態(tài)光源浸沒在所述工作液體中時，所述支撐元件將所述至少一個固態(tài)光源保持在所述蒸發(fā)腔中的特定位置。在另一相關實施例中，所述蒸發(fā)腔可包括壁，所述壁具有第一部分和第二部分，其中，所述光學元件形成在所述壁的所述第一部分中，并且其中，所述壁的所述第二部分被成形為增強了所述光學元件的方向效果。在另一相關是實施例中，所述蒸發(fā)腔可被成形為包括內(nèi)部和外部，其中，所述內(nèi)部包括所述至少一個固態(tài)光源、所述工作液體和所述光學元件，并且其中，所述外部包括反射器。 在另一相關實施例中，所述蒸發(fā)腔可包括多個子腔，其中，所述多個子腔中的每個子腔可包括固態(tài)光源、工作液體和光學元件。在另一相關實施例中，所述多個子腔中的每個子腔可被成形為與該子腔的光學元件結合實現(xiàn)特定的光學效果。在另一相關實施例中，所述多個子腔中的第一子腔相對于所述多個子腔中的第二子腔可被固定在特定方向上，從而使得經(jīng)由所述第一子腔的光學元件進行了波束塑形的光的至少一部分沿該特定方向行進。在另一相關實施例中，指定子腔的所述工作液體不能以液體形式進入另一子腔。在另一相關實施例中，所述光引擎可包括多個蒸發(fā)腔，其中，所述多個蒸發(fā)腔可以通過所述至少一個連接元件與所述冷凝器連接。在另一相關實施例中，所述光引擎可包括多個冷凝器，其中，所述多個蒸發(fā)腔中的每個蒸發(fā)腔可以具有所述多個冷凝器中相應的冷凝器。 在另一相關實施例中，所述工作液體可以具有與所述光學元件結合起作用的特定光學特性，以對所述至少一個固態(tài)光源發(fā)出的光進行波束塑形。在另一實施例中，提供了一種燈具。所述燈具包括電源；至少一個光源，其中所述至少一個光源接收來自所述電源的電力；熱虹吸管光引擎，其包括冷凝器，其中所述冷凝器將位于其中的氣態(tài)物質(zhì)恢復為液態(tài)物質(zhì)；蒸發(fā)腔，其中所述蒸發(fā)腔包括在啟動時發(fā)光且產(chǎn)生熱量的至少一個固態(tài)光源；工作液體，所述固態(tài)光源的至少一部分被浸沒在該工作液體中，其中，在向所述工作液體施加熱量時所述工作液體能夠變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)；以及光學元件，其中所述光學元件對所述至少一個固態(tài)光源發(fā)出的光進行波束塑形；以及至少一個連接元件，將所述冷凝器連接到所述蒸發(fā)腔，從而使得當所述蒸發(fā)腔中的所述至少一個固態(tài)光源產(chǎn)生熱量時，一部分的所述工作液體蒸發(fā)，變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)，其中，所述氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過所述至少一個連接元件行進到所述冷凝器，接著被恢復為液態(tài)物質(zhì)，其中，所述液態(tài)物質(zhì)經(jīng)過所述至少一個連接元件回到所述蒸發(fā)腔；燈具蒸發(fā)腔，其包括工作液體；以及至少一個燈具連接元件；其中，所述燈具蒸發(fā)腔中的所述工作液體經(jīng)由所述電源和所述至少一個光源兩者中至少一個發(fā)出的熱量而被加熱，并且其中，所述至少一個燈具連接元件將所述燈具蒸發(fā)腔與所述熱虹吸管光引擎的所述冷凝器連接。
在一個相關實施例中，所述燈具可包括相對于(或稱相關于)所述熱虹吸管光引擎布置的多個光源，其中，所述燈具被成形為使得所述熱虹吸管光引擎的所述冷凝器和所述至少一個連接元件以及所述燈具蒸發(fā)腔和所述至少一個燈具連接元件在視線中是看不見的。在另一相關實施例中，所述熱虹吸管光引擎的所述蒸發(fā)腔的包括至少部分所述光學元件的那一部分相對于所述多個光源可以是可見的。


根據(jù)本文公開的對具體實施例的以下描述，本文公開的前述和其它目的、特征和優(yōu)點將變得明顯，附圖對具體實施例作了圖解說明，在不同附圖中相同的附圖標記標示了相同的部件。附圖不一定是按比例繪制，相反其重點在于圖解說明本文公開的原理。
圖I示出了根據(jù)本文所公開實施例的熱虹吸管光引擎的橫截面視圖。圖2示出了根據(jù)本文所公開實施例的熱虹吸管光引擎的橫截面視圖，所述熱虹吸管光引擎具有被成形為輔助其光學元件的蒸發(fā)腔。圖3示出了根據(jù)本文所公開實施例的熱虹吸管光引擎的橫截面視圖，所述熱虹吸管光引擎包括被成形為蒸發(fā)腔一部分的反射器。圖4示出了根據(jù)本文所公開實施例的、包括多個子腔的熱虹吸管光引擎的橫截面視圖。圖5示出了根據(jù)本文所公開實施例的、包括多個有向子腔的熱虹吸管光引擎的橫截面視圖。圖6示出了根據(jù)本文所公開實施例的、包含熱虹吸管光引擎的燈具的橫截面視圖。
具體實施例方式圖I示出了熱虹吸管光引擎100。熱虹吸管光引擎100包括蒸發(fā)腔102、冷凝器104和連接元件106、108。冷凝器是能夠接收液態(tài)物質(zhì)和/或基本上為液態(tài)的物質(zhì)作為輸入并將其恢復為液態(tài)物質(zhì)和/或基本上為液態(tài)的物質(zhì)的任何裝置。連接元件106、108可包括但不限于能夠攜載液體和/或懸浮液和/或氣體和/或所謂的“納米流體”和/或其組合的管和/或其它傳送元件或組件。蒸發(fā)腔102填充有工作液體120。工作液體120可以是能夠存儲在蒸發(fā)腔102中并且可以冷卻也位于蒸發(fā)腔102中的至少一個固態(tài)光源(例如但不限于圖I所示的LED模塊112)的任意類型液體，包括懸浮液和/或所謂的“納米液體”。在一些實施例中，熱虹吸管中的工作液體120是但不限于3M 制造的PF5060。PF5060具有一個低的沸點(在標準大氣壓下為56°C)，其對于保持至少一個固態(tài)光源的結溫盡可能低是很關鍵的。替代性地或額外地，使用水、各種醇類、各種合成液體和/或這些物質(zhì)的任意組合。事實上，具有低沸點(在一些實施例中，為60°C或更低)的任意液體都可用作工作液體120。在選擇工作液體120時，主要的考慮取決于至少一個固態(tài)光源的結溫需要為多低。至少一個固態(tài)光源的結溫取決于例如所使用的包含至少一個固態(tài)光源的襯底和/或特定模塊。工作液體120的溫度下界盡可能接近零攝氏度(即凍結)。在一些實施例中，工作液體120可被凍結，然后在固態(tài)光源接收到電力時通過至少一個固態(tài)光源產(chǎn)生的熱量而被熔化。此外，在一些實施例中，工作液體120的溫度下界基本上為30°C，以控制熱虹吸管光引擎100中的壓力。蒸發(fā)腔102包括光學元件110，以用作光引擎。光學元件110對位于蒸發(fā)腔102中的至少一個固態(tài)光源發(fā)出的光進行波束塑形。光學元件110可以是任意類型的已知透鏡，例如但不限于蝙蝠翼型透鏡、菲涅爾透鏡等。在一些實施例中，光學元件110由包括蒸發(fā)腔的材料成形而成。替代性地或額外地，光學元件110是例如但不限于經(jīng)由凹入式開口或其它已知連接方式與蒸發(fā)腔102連接的獨立組件。在一些實施例中，通過去除掉現(xiàn)有的光學元件并用不同的光學元件來替換它，可以改變與特定蒸發(fā)腔102 —起使用的光學元件。在一些實施例中，光學元件110包括多個光學元件，例如但不限于任意類型的透鏡，包括它們的組合。盡管圖I示出了光學元件110僅占據(jù)蒸發(fā)腔102的外緣的一部分，但是光學元件110可以更大，從而使得光學元件110占據(jù)蒸發(fā)腔102的整個可見邊緣。替代性地或額外地，在一些實施例中，多個光學元件(圖I中未示出)占據(jù)了蒸發(fā)腔102的整個可見邊緣。 蒸發(fā)腔102還包括至少一個固態(tài)光源，例如但不限于圖I所示的LED 112，如上文所述。在一些實施例中，所述至少一個固態(tài)光源包括單個LED (例如圖I所示的LED 112)、在單個芯片上的LED陣列、多個LED芯片及其組合中任意一種。所述至少一個固態(tài)光源與使得該至少一個光源可以運行的適當電子組件一起被安裝在襯底上(例如，金屬核芯印刷電路板，但是當然可以使用其它類型的襯底)。將至少一個固態(tài)光源至少部分地淹沒(即浸沒)到填充了至少一部分蒸發(fā)腔102的工作液體120中。在一些實施例中，浸沒整個所述至少一個固態(tài)光源。替代性地或額外地，僅將所述至少一個固態(tài)光源的一部分浸沒在工作液體120中。例如，通過至少部分地用工作液體120覆蓋所述至少一個固態(tài)光源的“后側”(即不包括發(fā)光元件的那一部分)，也可耗散所述至少一個固態(tài)光源產(chǎn)生的熱量。當然，如果將所述至少一個固態(tài)光源全部浸沒在工作液體120中，熱量可能會更少。請注意，在一些實施例中，所述至少一個固態(tài)光源可具有自身的與蒸發(fā)腔102的光學元件110分離的一個主透鏡和/或多個透鏡和/或反射器(和/或其組合)。在一些實施例中，可以用密封劑(例如但不限于DOW Corning 3145 RTV硅樹脂粘合劑)來密封所述至少一個固態(tài)光源，以提供各種優(yōu)點，例如但不限于，密封件阻擋了工作液體120干擾至少一個固態(tài)光源的運行。熱虹吸管光引擎100的操作如下。當所述至少一個固態(tài)光源被啟動并開始發(fā)光時，所述至少一個固態(tài)光源產(chǎn)生熱量。熱量導致蒸發(fā)腔102中的工作液體120開始升溫，直到工作液體120開始沸騰。隨著工作液體120沸騰，工作液體120的一些部分變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)和/或基本上為氣態(tài)的物質(zhì)。換言之，一部分工作液體120蒸發(fā)了。所產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)和/或基本上為氣態(tài)的物質(zhì)經(jīng)過連接元件106、108之一到達冷凝器104。冷凝器104將所產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)和/或基本上為氣態(tài)的物質(zhì)恢復成液態(tài)物質(zhì)(和/或基本上為液體的物質(zhì))(即工作液體120)。然后液體物質(zhì)經(jīng)過連接元件106、108之一返回蒸發(fā)腔102。只要產(chǎn)生的熱量導致工作液體120蒸發(fā)，并且只要蒸發(fā)腔102包括足夠的工作液體120來保持至少一個固態(tài)光源處于特定結溫，就持續(xù)進行此過程。在一些實施例中，特別地為所述至少一個固態(tài)光源制備了所謂的“后側”，以確保當所述至少一個固態(tài)光源接收電力、啟動并開始產(chǎn)生熱量時會開始沸騰過程(即蒸發(fā))。例如，在一些實施例中，在所述“后側”上刻制或以其他方式形成一個或多個溝道和/或凹槽。替代性地或額外地，可使用燒結材料。替代性地或額外地，可對所述“后側”進行加工和/或在制造時進行預加工，以包括一個或多個溝道和/或凹槽。替代性地或額外地，在一些實施例中，可加入尤其易于激勵和/或增強所述沸騰過程的輔助材料。對所述至少一個固態(tài)光源進行增強所述沸騰過程(即蒸發(fā))的任何添加劑和/或變質(zhì)劑有助于維持熱虹吸管執(zhí)行的冷卻過程。在一些實施例中，如圖I所示，光學元件110和所述至少一個固態(tài)光源(即LED112)被相應地成形為使得所述至少一個固態(tài)光源與蒸發(fā)腔102內(nèi)表面上的光學元件110相鄰。這允許光學元件110可以更直接地對所述至少一個固態(tài)光源發(fā)出的光進行波束塑形，而不受工作液體120的影響?；蛘?，在一些實施例中，工作液體120可能因為它表現(xiàn)出了一種或多種特定的光學特性而被選擇?？梢跃唧w選擇這一光學特性和/或這些種光學特性，從而使其以所需的方式與光學元件110相互作用。因此，例如，在一些實施例中，工作液體120可以是清澈的、基本上清澈的(即半透明的)和/或基本上不透明的。作為另一個例子， 工作液體120可具有特定的顏色和/或已知的或可測量的折射率。圖2示出了熱虹吸管光引擎的蒸發(fā)腔202的一部分200的橫截面視圖。在圖2中，蒸發(fā)腔202具有外壁250。光學元件210被形成在外壁250的第一部分中。外壁250的第二部分252A、252B被成形為增強了光學元件210的方向效果。例如，第二部分252A、252B被成形為使得在除了通過光學元件210進行的波束塑形之外，對LED 212產(chǎn)生的光進行準直?？梢园慈我夥绞綄⒄舭l(fā)腔202的第二部分252A、252B (因而將外壁250)成形為，單獨地或與光學元件210相結合地實現(xiàn)一種或多種特定的光學效果。替代性地或額外地，在一些實施例中，第二部分252A、252B由反射元件制成和/或涂覆有幫助光線定向到光學元件210的反射涂層。因此，在一些實施例中，由特定的一種材料和/或多種材料制成蒸發(fā)腔202。例如，可以由清澈的(即透明的)或半透明的或者在一些實施例中甚至是基本上不透明的材料制成蒸發(fā)腔202。無論使用什么材料，該材料都應該使得光可以至少通過該光學元件210離開蒸發(fā)腔202。在一些實施例中，蒸發(fā)腔202完全由一種材料(例如但不限于塑料)制成，而在其它實施例中，蒸發(fā)腔202部分地由第一材料制成，且部分地由一種或多種其它材料制成(例如，側壁(即第二部分252A、252B)可能是反射材料或金屬化塑料等)。在一些實施例中，蒸發(fā)腔202本身是模塊化的，從而使得可以將一種類型和/或一種形狀的蒸發(fā)腔置換出來用于另一個。在這樣的實施例中，重要的是蒸發(fā)腔202和任意連接元件(例如圖I所示的連接元件106、108)之間要具有良好的密封性。此外，在一些實施例中，蒸發(fā)腔202可以具有任意的形狀或尺寸，只要它能夠容納所述至少一個固態(tài)光源和所述工作液體。圖2還示出了支撐元件270。支撐元件270將所述至少一個固態(tài)光源(即LED 212)保持在蒸發(fā)腔202中的特定位置。支撐元件270在蒸發(fā)腔202未被置于指向重力從而保持所述至少一個固態(tài)光源和/或工作液體220互相接觸的方向上時尤其有用。因此，在一些實施例中，當所述至少一個固態(tài)光源浸沒在工作液體220中時，支撐元件270將所述至少一個固態(tài)光源(即LED 212)保持在蒸發(fā)腔202中的特定位置。圖3示出了熱虹吸管光引擎300，其中蒸發(fā)腔302的側壁352A、352B被成形為延伸到光學元件310之外。在一些實施例中，側壁352A、352B用作反射器(即用于通過光學元件310發(fā)出的光的機械和光學的切斷(cutoffs))。更具體地，蒸發(fā)腔302包括內(nèi)部380和外部390。內(nèi)部380包括至少一個固態(tài)光源312、所述工作液體320和所述光學元件310。外部390包括延伸的側壁352A、352B。圖4和5分別示出了包括多于一個蒸發(fā)腔和/或多個子腔的熱虹吸管光引擎400的橫截面視圖。在圖4中，熱虹吸管光引擎400包括三個子腔402A、402B和402C，它們都是蒸發(fā)腔402的一部分。每個子腔402A、402B和402C包括固態(tài)光源412A、412B和412C、工作液體420和光學元件410A、410B和410C。在一些實施例中，每個子腔402A、402B和402C可包括其自身的液體(如圖5所示)。在某些這樣的實施例中，一個給定子腔的工作液體不能以液體形式進入另一子腔。當然，在一些實施例中，氣體形式的工作液體可以從一個字腔進入另一子腔中。在一些實施例中，所述多個子腔中的每個子腔402A、402B和402C具有相同和/或基本相同的形狀。替代性地或額外地，如圖4所示，所述多個子腔中的每個子腔402A、402B和402C被成形為與該特定子腔的光學元件結合實現(xiàn)特定的光學效果。替代性地或額外地，
所述多個子腔的某個子集可以具有第一形狀，而所述多個子腔的某個其它子集具有第二形狀，其中第一形狀與第二形狀不同。不同形狀的子腔可以有無窮多種結合方式。當然，每個子腔還可以具有其它與眾不同的特性(或稱區(qū)別特性)，例如聯(lián)系本文描述的任意蒸發(fā)腔所描述的那些特性。如圖4所示，對于每個子腔402A、402B和402C而言，均存在冷凝器404A、404B和404C。在一些實施例中，一個子腔與一個特定的冷凝器相匹配，從而使得該子腔本身被看作是一個蒸發(fā)腔，因此每個子腔具有一個相應的冷凝器。通過一個連接元件(即連接元件406A、406B、406C、408A、408B和408C之一)來連接一個子腔/腔與一個冷凝器。在一些實施例中，冷凝器和固態(tài)光源(即，被冷卻物體)之間的比例可以為一比一，并且該比例可以與蒸發(fā)腔和被冷卻物體之間的比例相同。就是說，對于單個LED模塊而言，一些實施例可使用單個冷凝器和單個蒸發(fā)腔。類似地，對于單個LED陣列而言，一些實施例可以使用單個冷凝器和單個蒸發(fā)腔。此外，在其他實施例中，其中包括(一個或多個)熱虹吸光引擎的多個燈具處于一個位置(例如房間)中，并且每個燈具包括其自己的LED陣列/模塊，燈具與冷凝器/蒸發(fā)腔之間的比例同樣可以是1:1。然而，在其它實施例中，光源/包含光源的元件與熱虹吸管組件的比例可以更高。圖5所示的熱虹吸管光引擎500也包括多個蒸發(fā)腔502A、502B和502C(它們也可以被稱作子腔)。然而，在這里，每個蒸發(fā)腔502A、502B和502C被固定在不同方向上。也就是說，蒸發(fā)腔502A被固定在與蒸發(fā)腔502C方向相反的方向上，而蒸發(fā)腔502B被固定在與蒸發(fā)腔502A或蒸發(fā)腔502C兩者方向垂直的方向上。通過以此方式固定一個或多個蒸發(fā)腔的方向，可以進一步將包含在蒸發(fā)腔中的至少一個固態(tài)光源所發(fā)出的光沿特定方向?qū)бㄟ^該蒸發(fā)腔的光學元件。這使得照明設備設計者有望將熱虹吸管光引擎用作一個照明模塊本身，或者用作燈具的一個部分，靈活性非常大，同時提供了相同的光學和熱學優(yōu)點。圖5所示的每個蒸發(fā)腔502A、502B和502C包括它們自己各自的工作液體520A、520B和520C，和它們自己各自的固態(tài)光源512A、512B和512C，以及它們自己各自的光學元件510A、510B和510C?？梢詫⒚總€蒸發(fā)腔502A、502B和502C構造為與任意其它蒸發(fā)腔不同、或類似、或相同。例如，固態(tài)光源512A適于在蒸發(fā)腔502A與光學兀件510A直接相鄰。光學元件510B與光學元件510A尺寸不同。蒸發(fā)腔502C本身與蒸發(fā)腔502B形狀不同。所有的蒸發(fā)腔502A、502B和502C設置有相同的冷凝器504以及連接元件506和508。圖6不出了包括熱虹吸管光引擎601以及至少一個額外光源660的燈具600。至少一個額外光源660可以是常規(guī)光源(即白熾燈、熒光燈和/或鹵素燈和/或包括這種燈的燈具)，或者可以是固態(tài)光源(燈和/或改型燈，和/或包括這種燈和/或改型燈的燈具)。至少一個額外光源660包括至少一個光源，并且在一些實施例中包括多個光源660A、660B。燈具600還包括電源675。電源向至少一個額外光源660供電。因此,至少一個額外光源660從電源675接收電力。熱虹吸管光引擎601包括冷凝器604、蒸發(fā)腔602和連接元件606和608,它們?nèi)寂c本文描述過的相同。蒸發(fā)腔602包括至少一個固態(tài)光源612、工作液體620和光學元件610，它們?nèi)寂c本文描述過的相同。所述燈具額外包括燈具蒸發(fā)腔676和至少一個燈具連接元件678，其中燈具蒸發(fā)腔676本身包括工作液體677。至少一個燈具連接元件678將燈具蒸發(fā)腔676與熱虹吸管光引擎601的冷凝器604連接。當燈具蒸發(fā)腔676中的工作液體677被所述光源675和所述至少一個額外光源660中的中的至少一個產(chǎn)生的熱量加熱時，工作液體677開始蒸發(fā)為氣態(tài)物質(zhì),將氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過所述至少一個燈具連接元件678流入冷凝器604。冷凝器604將該氣態(tài)物質(zhì)恢復為液體形式，該液體經(jīng)由至少一個燈具連接元件678回到燈具蒸發(fā)腔676。當然，在一些實施例中，燈具蒸發(fā)腔676具有其自己 的冷凝器(圖6中未示出)，該冷凝器與熱虹吸管光引擎601的冷凝器分離。替代性地或額外地，在一些實施例中，多個燈具和/或其組件經(jīng)由多個連接元件共用一個或多個冷凝器。相對于熱虹吸管光引擎601放置多個光源660A、660B。燈具600被成形為使得熱虹吸管光引擎601的冷凝器604和連接元件606、608，以及燈具蒸發(fā)腔676和所述至少一個燈具連接元件678在視線中是看不見的?？梢詫⑦@些部分密封在外殼中,例如圖6所示的外殼679。熱虹吸管光引擎601的蒸發(fā)腔602的包括光學元件610至少一部分的那個部分相對于多個光源660A、660B是可見的。在一些實施例中(圖6中未不出),所述至少一個額外光源660的至少一部分位于燈具蒸發(fā)腔676中，并且燈具蒸發(fā)腔676包括其自己的光學元件，該光學元件對所述至少一個額外光源660發(fā)出的光進行波束塑形。當被放入燈具中時，本文描述的熱虹吸管光引擎可被用作總照明源或用作局部照明設備，或這兩者的組合。這可以通過將燈具表面直接成形為包括一個或多個突出的熱虹吸管光引擎來實現(xiàn)。熱虹吸管光引擎還可為固態(tài)照明元件和/或其它照明元件和/或供電設備和/或與燈具相關的其它發(fā)熱組件提供冷卻。在一個優(yōu)選實施例中，將包括一個或多個光源以及一個或多個熱虹吸管光引擎的燈具安裝在或以其他方式附接到天花板上。所述光源中的一個或多個可能與所述一個或多個熱虹吸管光引擎是相分離的，從而使得所述一個或多個熱虹吸管光引擎可用作與所述一個或多個光源相分離的發(fā)光元件。例如，所述光源可以是多個附接到天花板的懸垂式器具，其整體上可被看作是燈具，而所述一個或多個熱虹吸管光引擎可以嵌入天花板中并且可以用作主照明源(與懸垂式器具一起)或者用作局部照明設備。替代性地或額外地，可以將所述光源和所述熱虹吸管光引擎結合在一起，從而使得所述熱虹吸管光引擎包括所述光源，并且使得燈具的唯一照明源是所述一個或多個熱虹吸管光引擎。進一步地，所述燈具可以按任何已知方式(例如但不限于經(jīng)由電源和/或供電設備)接收電力，如現(xiàn)有技術已知的，電力經(jīng)由有線或無線方式傳輸?shù)綗艟?。當電源、供電設備和/或(一個或多個)傳輸元件的位置靠近燈具到一定程度時，在一些實施例中，可利用與所述一個或多個熱虹吸管光引擎分離或另行連接到其上的熱虹吸管(即蒸發(fā)腔、冷凝器和(一個或多個)連接元件)來冷卻電源、供電設備和/或傳輸元件。替代性地，在一些實施例中，代替天花板中具有多個懸垂式器具和附接到其上的熱虹吸管光引擎的燈具，燈具本身既可包括傳統(tǒng)燈具(即包括一個或多個光源的器具)，也可包括一個或多個熱虹吸管光引擎。例如，燈具可以是安裝在天花板上的器具，例如但不限于嵌裝式器具，其中，面朝下的光學元件包括一個或多個熱虹吸管光引擎。在一些實施例中，可以將燈具安裝在墻上而不是安裝在天花板上，并且將熱虹吸管光引擎設計為使得包含在其中的工作液體保留在其中所含光源的周圍。除非另作說明，否則用語“基本”和/或“基本上”可被解釋成包括精確的關系、條件、布局、定向和/或其它特性以及本領域普通技術人員理解的偏差，這些偏差對所公開的方法和系統(tǒng)不會造成實質(zhì)影響。貫穿整個本公開，除非另作具體說明，否則用來修飾名詞的冠詞“一”可被理解成是為了方便而使用的，并且可被理解成包括一個或多個所修飾的名詞。用語“包括”、“包含” 和“具有”是包含性的，可能存在除了所列元件之外的其它元件。除非另作說明，否則所描述的和/或另行通過附圖描繪的元件、組件、模塊和/或部件連通、聯(lián)系和/或基于其它部分，可以理解為以直接和/或間接方式連通、聯(lián)系和/或基于。盡管已經(jīng)針對特定實施例描述了這些方法和系統(tǒng)，但是它們并不受其限制。顯然，根據(jù)上文的教導，許多改進和變型可變得明顯。本領域技術人員可對本文描述和圖示的各個部件的細節(jié)、材料和布局進行許多額外的修改。
權利要求
1.一種光引擎，包括 冷凝器，其中所述冷凝器將位于其中的氣態(tài)物質(zhì)恢復為液態(tài)物質(zhì)； 蒸發(fā)腔，其中所述蒸發(fā)腔包括 在啟動時發(fā)光且產(chǎn)生熱量的至少一個固態(tài)光源； 工作液體，所述固態(tài)光源的至少一部分被浸沒在所述工作液體中，其中，在向所述工作液體施加熱量時所述工作液體能夠變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)；以及 光學元件，其中所述光學元件對所述至少一個固態(tài)光源發(fā)出的光進行波束塑形；以及 至少一個連接元件，其將所述冷凝器連接到所述蒸發(fā)腔，從而使得當所述蒸發(fā)腔中的所述至少一個固態(tài)光源產(chǎn)生熱量時，一部分所述工作液體蒸發(fā)，變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)，其中，所述氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過所述至少一個連接元件行進到所述冷凝器，接著被恢復為液態(tài)物質(zhì)，其中，所述液態(tài)物質(zhì)經(jīng)過所述至少一個連接元件回到所述蒸發(fā)腔。
2.根據(jù)權利要求I所述的光引擎，其中，所述光學元件和所述至少一個固態(tài)光源被相應地成形為使得所述至少一個固態(tài)光源在所述蒸發(fā)腔的內(nèi)表面上與所述光學元件相鄰。
3.根據(jù)權利要求I所述的光引擎，其中，所述蒸發(fā)腔進一步包括 支撐元件，其中，所述支撐元件將所述至少一個固態(tài)光源保持在所述蒸發(fā)腔中的一個特定位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的光引擎，其中，當將所述至少一個固態(tài)光源浸沒在所述工作液體中時，所述支撐元件將所述至少一個固態(tài)光源保持在所述蒸發(fā)腔中的一個特定位置。
5.根據(jù)權利要求I所述的光引擎，其中，所述蒸發(fā)腔包括壁，所述壁具有第一部分和第二部分，其中，所述光學元件形成在所述壁的所述第一部分中，并且其中，所述壁的所述第二部分被成形為增強了所述光學元件的方向效果。
6.根據(jù)權利要求I所述的光引擎，其中，所述蒸發(fā)腔被成形為包括內(nèi)部和外部，其中，所述內(nèi)部包括所述至少一個固態(tài)光源、所述工作液體和所述光學元件，并且其中，所述外部包括反射器。
7.根據(jù)權利要求I所述的光引擎，其中，所述蒸發(fā)腔包括多個子腔，其中，所述多個子腔中的每個子腔包括固態(tài)光源、工作液體和光學元件。
8.根據(jù)權利要求7所述的光引擎，其中，所述多個子腔中的每個子腔被成形為與該子腔的光學元件結合實現(xiàn)特定的光學效果。
9.根據(jù)權利要求7所述的光引擎，其中，所述多個子腔中的第一子腔相對于所述多個子腔中的第二子腔被固定在特定方向上，從而使得經(jīng)由所述第一子腔的光學元件進行了波束塑形的光的至少一部分沿所述特定方向行進。
10.根據(jù)權利要求7所述的光引擎，其中，一給定子腔的工作液體不能以液體形式進入另一子腔。
11.根據(jù)權利要求I所述的光引擎，包括多個蒸發(fā)腔，其中，所述多個蒸發(fā)腔通過所述至少一個連接元件連接到所述冷凝器。
12.根據(jù)權利要求11所述的光引擎，包括多個冷凝器，其中，所述多個蒸發(fā)腔中的每個蒸發(fā)腔具有所述多個冷凝器中相應的冷凝器。
13.根據(jù)權利要求I所述的光引擎，其中，所述工作液體具有與所述光學元件結合起作用的特定光學特性，以對所述至少一個固態(tài)光源發(fā)出的光進行波束塑形。
14.ー種燈具，包括 電源； 至少ー個光源，其中所述至少ー個光源接收來自所述電源的電カ； 熱虹吸管光引擎，包括 冷凝器，其中所述冷凝器將位于其中的氣態(tài)物質(zhì)恢復為液態(tài)物質(zhì)； 蒸發(fā)腔，其中所述蒸發(fā)腔包括 在啟動時發(fā)光且產(chǎn)生熱量的至少ー個固態(tài)光源； 工作液體，所述固態(tài)光源的至少一部分被浸沒在所述工作液體中，其中，在向所述工作液體施加熱量時，所述工作液體能夠變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)；以及光學元件，其中所述光學元件對所述至少ー個固態(tài)光源發(fā)出的光進行波束塑形；以及至少ー個連接元件，其將所述冷凝器連接到所述蒸發(fā)腔，從而使得當所述蒸發(fā)腔中的所述至少一個固態(tài)光源產(chǎn)生熱量吋，一部分所述工作液體蒸發(fā)，變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)，其中，所述氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過所述至少ー個連接元件行進到所述冷凝器，接著被恢復為液態(tài)物質(zhì)，其中，所述液態(tài)物質(zhì)經(jīng)過所述至少ー個連接元件回到所述蒸發(fā)腔； 包括工作液體的燈具蒸發(fā)腔；以及 至少ー個燈具連接元件； 其中，所述燈具蒸發(fā)腔中的工作液體經(jīng)由所述電源和所述至少ー個光源中的至少ー個發(fā)出的熱量而被加熱，并且其中，所述至少一個燈具連接元件將所述燈具蒸發(fā)腔與所述熱虹吸管光引擎的所述冷凝器連接。
15.根據(jù)權利要求14所述的燈具，包括相對于所述熱虹吸管光引擎布置的多個光源，其中，所述燈具被成形為使得所述熱虹吸管光引擎的所述冷凝器和所述至少一個連接元件以及所述燈具蒸發(fā)腔和所述至少一個燈具連接元件在視線中是看不見的。
16.根據(jù)權利要求15所述的燈具，其中，所述熱虹吸管光引擎的所述蒸發(fā)腔的包括所述光學元件的至少一部分的那一部分相對于所述多個光源是可見的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種熱虹吸管光引擎以及包括該熱虹吸管光引擎的燈具。所述光引擎包括冷凝器、蒸發(fā)腔和其間的連接元件。所述冷凝器將位于其中的氣態(tài)物質(zhì)恢復為液態(tài)物質(zhì)。所述蒸發(fā)腔包括固態(tài)光源、工作液體和對所述至少一個固態(tài)光源發(fā)出的光進行波束塑形的光學元件。所述固態(tài)光源被浸沒在工作液體中，從而使得固態(tài)光源產(chǎn)生的熱量將工作液體變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)。所述氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過所述連接元件行進到所述冷凝器，該冷凝器將所述氣態(tài)物質(zhì)恢復為液態(tài)物質(zhì)。然后所述液態(tài)物質(zhì)經(jīng)過連接元件回到蒸發(fā)腔。
文檔編號F21V17/00GK102859275SQ201180022290
公開日2013年1月2日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權日2010年5月3日
發(fā)明者C-D.久, N.奧扎, S.P.蒙塔納 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司