CN103299122A - 基于光学半导体的管式照明设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了基于光学半导体的管式照明设备。所述基于光学半导体的管式照明设备包括细长的光传输管，以及多个光学半导体模块，在所述光传输管的截面图中，所述模块沿着所述光传输管的圆周布置并且彼此间隔开来。本说明书中，每个光学半导体模块的放置使得所述模块不会面向其相对侧处的另一个光学半导体模块。

Description

基于光学半导体的管式照明设备

技术领域

本发明涉及基于光学半导体的管式照明设备。

背景技术

通常，日光灯和白炽灯被用作照明的光源。较高的电能消耗使得白炽灯具有经济可行性比较低，并且因此使得对白炽灯的需求不断减少。另外，预计这种趋势在未来还将继续下去。相反，日光灯的较低的电能消耗使其具有较高的经济可行性，日光灯的电能消耗大约为白炽灯电能消耗的1/3。然而，日光灯需要施加高电压，而这会引起黑化现象（blackening phenomenon）并且会缩短日光灯的寿命。另外，与氩气一起喷射到日光灯的真空玻璃管中的水银是有毒的且会污染环境。

近来，对采用发光二极管(Light Emitting Diode,LED)作为光源的发光二极管照明设备的需求正在快速增长。发光二极管照明设备具有较长的寿命，并且运行时所需的电能较少。另外，发光二极管照明设备并不使用水银等有毒物质，从而能够确保环保性。

已经开发出了具有多种结构的多种类型的发光二极管照明设备。例如，日光灯类型或管式发光二极管照明设备，它与日光灯具有类似的配置。

图1是传统的管式发光二极管照明设备的截面图。

参考图1，传统的管式发光二极管照明设备包括：细长的光传输盖2，其具有基本上呈半圆形的截面以及其上侧处的开口；以及细长的发光二极管模块4，其耦接到所述光传输盖上侧的开口。发光二极管模块4包括：细长的散热器4a，其具有基本上呈半圆形的截面；长印刷电路板（PCB）4b，其附接到散热器4a的平坦表面；以及发光二极管4c，其沿纵向方向布置在印刷电路板4b上。发光二极管模块4内部的发光二极管4c将光发射到照明设备的前方，即，沿向下的方向。

传统的发光二极管照明设备通过在光传输塑料盖2的下部部分处的预定角度范围（在大约120度到150度的范围内）的弧形区域来发射光。另外，由于传统的管式发光二极管照明设备的背部完全被散热器4a挡住，所以光不会被分配到光传输盖2的后侧或侧面。

与现有的日光灯相比，这种传统的管式发光二极管照明设备所具有的光分布特性令人非常不满意。相应地，当传统的管式发光二极管照明设备而非现有的日光灯用于住宅或办公室时，在照明设备的后侧和侧面会形成暗区。这种暗区会造成用户的不满，这是由光覆盖的不均匀引起的。

这种传统的管式发光二极管照明设备经配置以使得光仅扩散式地穿过半圆形的光传输盖2，因此与采用光传输管的现有日光灯相比，传统的管式发光二极管照明设备具有低光分布的特性。此外，在传统的管式发光二极管照明设备中，发光二极管4c或包括发光二极管4c的发光二极管模块位于管形截面的中心处，所述截面由光传输盖2的外周以及散热器的外周界定，因此使得在管式发光二极管照明设备的预定截面区域上的发光二极管4c的光发射面与光传输盖2之间的距离短。由于来自发光二极管4c的光所通过的光传输盖2的区域随着发光二极管4c的光发射面与光传输盖2之间的距离的减小而减小，因此传统的管式发光二极管照明设备在其侧面和后侧所具有的光分配特性并不令人满意。

发明内容

技术问题

本发明的一项示例性实施例提供了一种基于光学半导体的管式照明设备，所述设备包括棒形的光学半导体模块，所述模块直接安装在光传输管的壁上，以增大半导体光学装置与光传输管之间的距离，从而改进了光分布。

本发明的其他示例性实施例提供了一种基于光学半导体的照明设备以及制造这种设备的方法，当直接将棒形的光学半导体模块安装到光传输管的壁上时，所述方法改进了装配性能，因此使得所述光学半导体模块从所述光传输管中部分地暴露出来。

以下说明将阐明本发明的额外特征，并且这些特征的一部分将通过说明而变得显而易见，或者可以通过实践本发明来了解。

问题的解决方案

本发明的一项示例性实施例提供了一种基于光学半导体的管式照明设备，所述设备包括细长的光传输管，以及多个光学半导体模块，在所述光传输管的截面图中，所述模块沿着所述光传输管的圆周布置并且彼此间隔开来。本说明书中，每个光学半导体模块的放置使得所述模块不会面向其相对侧处的另一个光学半导体模块。

在所述光传输管的截面图中，所述多个光学半导体模块可以包括：第一光学半导体模块，其放置在所述光传输管的上部部分并且在所述光传输管的下方向下发射光；以及第二光学半导体模块和第三光学半导体模块，所述模块放置在所述光传输管的下方相对侧，从而不会面向所述第一光学半导体模块，并且所述模块向上发射光。

所述多个光学半导体模块可以按照相等的间隔来布置。

所述第一、第二和第三光学半导体模块可以分别放置在单个的等腰三角形或等边三角形的三个顶点处。

每个光学半导体模块可以包括布置在光传输管的纵向方向上的一个半导体光学装置阵列。

所述光传输管可以包括至少三个彼此隔开的狭缝件，并且每个光学半导体模块可以被组装到邻近的狭缝件之间的安装间隙上。

所述光学半导体模块中的每一个可以包括：通过所述安装间隙而暴露的底座、耦接到所述底座并且放置在所述光传输管中的印刷电路板（printed circuit board,PCB），以及安装在所述印刷电路板上的一个半导体光学装置阵列。

所述光传输管可以包括在其表面上或其中的光传播材料。

所述光传输管可以包括在其表面上或其中的波长转换材料。

所述第一光学半导体模块可以具有光输出，所述光输出高于第二光学半导体模块和第三光学半导体模块的光输出。所述第二光学半导体的光输出可以与所述第三半导体的光输出相同。

所述第二光学半导体模块和第三光学半导体模块可以具有与所述第一光学半导体模块的色温不同的色温。

当所述基于光学半导体的管式照明设备安装在天花板上时，所述第一光学半导体模块可以放置在比光传输管的其他任何区域都更加靠近天花板的光传输管的一个区域中。

所述光传输管可以具有中空的圆形截面，而所述多个光学半导体模块可以是以120度的相等的间隔布置的三个光学半导体模块。

所述光传输管可以包括三个狭缝件，所述三个狭缝件具有弧形截面并且彼此间隔开来，并且所述三个光学半导体模块中的每一个可以被组装到邻近的狭缝件之间的安装间隙上。

所述基于光学半导体的管形照明设备可以进一步包括设置在所述光传输管的相对端的一对连接器，其中所述这对连接器中的至少一个连接器是不起电连接器作用的虚拟连接器（dummy connector）。

所述底座可以在其相对侧形成，并具有对应于每个狭缝件的边缘的连接槽，使得所述每个狭缝件的边缘分别配适到所述连接槽中。

所述多个光学半导体模块可以按照相等的安装角而安装在所述光传输管上。本说明书中，所述安装角可以为90度。

本发明的一项示例性实施例提供了一种基于光学半导体的管式照明设备。所述基于光学半导体的管式照明设备包括：细长的光传输管；线性狭缝，所述狭缝形成于其纵向方向的光传输管上；以及至少一个棒形的光学半导体模块，所述模块紧固到所述光传输管，其中所述狭缝的边缘配适到所述棒形光学半导体模块的侧表面中。本说明书中，所述光学半导体模块包括散热器、附接到所述散热器的印刷电路板，以及布置在所述印刷电路板上的一个半导体光学装置阵列。所述散热器通过所述狭缝从光传输管处部分地暴露出来。

所述光传输管可以包括一对挂钩，所述挂钩在光传输管的纵向方向形成于其内周上，以彼此面对着，所述狭缝可以在光传输管的纵向方向上形成于所述这对挂钩之间的中间位置，并且当外力使所述狭缝变宽时，所述光学半导体模块的右突起和左突起可以按照滑动的方式分别插入到所述这对挂钩中。

当外力使所述狭缝变宽时，散热器后侧的散热突起可以按照滑动的方式插入到狭缝中，并且从所述光传输管中暴露出来。

所述散热器可以具有右引导翼和左引导翼，并且所述右引导翼和左引导翼以及印刷电路板的右边缘和左边缘可以分别插入到对应的挂钩中，以形成所述光学半导体模块的右突起和左突起。

所述印刷电路板可以是基于金属的金属芯印刷电路板或金属印刷电路板。

在所述光传输管中，每个光学半导体模块可以经设置使得所述模块不会面向其相对侧处的另一个光学半导体模块。

本发明的另一个示例性实施例提供了一种制造基于半导体的管式照明设备的方法，所述方法包括：制备细长的光传输管；在所述光传输管的纵向方向上在所述光传输管上形成线性狭缝；以及通过使所述狭缝变宽并且将所述至少一个光学半导体模块以滑动的方式插入到变宽的狭缝中以将所述至少一个光学半导体模块组装到所述光传输管。

所述光传输管可以包括一对挂钩，所述挂钩形成于所述光传输管的内周上，以在纵向方向上彼此面对着。

组装至少一个光学半导体模块的步骤可以包括将在所述光学半导体模块的相对侧上形成的右突起和左突起以滑动的方式插入到对应的挂钩中，并且将在所述光学半导体模块的后侧上形成的突起以滑动的方式插入到变宽的狭缝中，使其将从所述光传输管中暴露出来。

形成线性狭缝的步骤可以包括在所述光传输管的整个长度上形成狭缝，并且所述组装至少一个光学半导体模块的步骤可以包括在所述光传输管的整个长度上使所述狭缝变宽，并且将所述光学半导体模块插入到所述狭缝中。

形成线性狭缝的步骤可以包括在除了靠近光传输管的一端的部分之外，在所述光发射管上形成狭缝，并且所述组装至少一个光学半导体模块的步骤可以包括仅在所述光传输管的部分长度区域上使所述狭缝变宽，并且将所述光学半导体模块插入到所述变宽的狭缝中。本说明书中，所述方法可以进一步包括在完成所述至少一个光学半导体模块的组装之后，将所述光传输管中未形成狭缝的部分移除。

本说明书中，术语“半导体光学装置”是指包括或者使用发光二级芯片等光学半导体的装置。有利的是，所述半导体光学装置是一种包括发光二极管芯片的发光二极管构装。

本发明的优势效果

因此，根据本发明的实施例，所述基于光学半导体的管式照明设备包括：第一光学半导体模块，其朝向光传输管的下方前侧发射光；以及第二光学半导体模块和第三光学半导体模块，其朝向所述光传输管的上方后侧发射光。因此，根据示例性实施例的所述基于光学半导体的管式照明设备并不会具有传统的管式或日光灯式发光二极管照明设备的问题，即不存在光传输管的后上方区域相对较暗的问题。

根据所述示例性实施例，在基于光学半导体的管式照明设备中，一些光学半导体模块经配置可以具有不同的色温，因此可以将所述基于光学半导体的管式照明设备用作间接灯（indirect lamp）。因此，根据所述示例性实施例的基于光学半导体的管式照明设备可以不仅适用于通常的室内照明，而且还可以适用于室外照明。

根据所述示例性实施例，在基于光学半导体的管式照明设备中，所述棒形的光学半导体模块直接安装到所述光传输管的壁上，以增大半导体光学装置与光传输管之间的距离，从而增大了光分布。另外，根据所述示例性实施例，在将所述棒形的光学半导体模块直接安装到所述光传输管的壁上使得所述半导体模块部分地从所述光传输管中暴露出来时，使形成于所述光传输管上的狭缝变宽，从而可以轻易地将所述光学半导体模块以滑动的方式插入到变宽的狭缝中，从而大大地改进了所述基于光学半导体的管式照明设备的组装性质。

应理解，上文的大体描述以及下文的具体描述均是示例性的，并且意图对所主张的本发明进行进一步的阐释。

附图说明

包括在本文中的附图提供了对本发明的进一步理解，所述附图并入到本说明书中并且组成了本说明书的一部分，并且对本发明的实施例进行了说明，所述附图与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是发光二极管照明设备的截面图，所述发光二极管照明设备是一种传统的基于半导体的照明设备。

图2是根据本发明的一项示例性实施例的基于光学半导体的管式照明设备的透视图。

图3是沿着图2中的线I-I截取的截面图。

图4和图5是根据本发明的其他示例性实施例的基于光学半导体的管式照明设备的截面图。

图6到图14是根据本发明的另外的示例性实施例的基于光学半导体的管式照明设备的截面图。

具体实施方式

在下文中参考附图更全面地描述了本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可通过许多不同的形式进行实施，且不应解释为限于本文本中所列出的各实施例。相反，这些示例性实施例的提供是为了使本发明更加全面，并且可以将本发明的范围完整地传达给所属领域的技术人员。在附图中，为了清晰起见，层和区域的尺寸和相对尺寸可能是放大的。在本文中相同的元件将会以相同的参考标号进行表示，并且重复的描述将被省略。

图2是根据本发明的一项示例性实施例的基于光学半导体的管式照明设备的透视图，而图3是沿着图2中的线I-I截取的截面图。

参考图2和图3，根据本发明的所述示例性实施例的所述基于光学半导体的管式照明设备1类似于日光灯。基于光学半导体的管式照明设备1包括具有圆形截面的细长的中空光传输管20，以及沿着光传输管20的圆周布置的三个光学半导体模块40a、40b、40c。

在此项实施例中，光传输管20包括三个细长的狭缝件20a、20b、20c。每个狭缝件20a、20b、20c是由呈现出较好的抗冲击性的光传输塑料材料制成的。另外，所有的狭缝件20a、20b、20c都具有相同的弧形截面。当所述三个狭缝件20a、20b、20c经布置以形成圆形截面时，在所述狭缝件20a、20b、20c之间形成了三个细长的安装间隙。

所述三个棒形的光学半导体模块40a、40b、40c分别安装在所述三个安装间隙上。因此，所述三个光学半导体模块40a、40b、40c沿着光传输管20的圆周以大约为120度的相等间隔放置。相应地，所述三个光学半导体模块40a、40b、40c放置在一个想象的等边三角形的三个顶点上。

光传输管20在其相对侧上具有两个连接器60a、60b。这两个连接器60a、60b都可以用作电连接器，用以向光学半导体模块40a、40b、40c提供电能。或者，这两个连接器60a、60b中只有一个，例如，连接器60a，可以用作电连接器，向光学半导体模块40a、40b、40c提供电能。在这种情况下，另一个连接器60b可以仅用作机械连接器，用以将光传输管20的一端连接到所述连接器的一端。另外，连接器60a、60b都可以用作机械连接器而不是电连接器。在这种情况下，可以通过光传输管20的开口向光传输管20提供一个不具有机械连接器功能的单独的电连接器以及电缆。

本文中，不提供电连接器功能且仅用作机械连接器的所述连接器将被定义为“虚拟连接器”。

所述三个光学半导体模块40a、40b、40c可以按照相等的安装角而安装在所述光传输管20上。所述安装角被定义为位于对应的光学半导体模块的安装位置处的光传输管20上的切线L与从对应的光学半导体模块中发射的光的中央轴线C之间的一个角度。在此项实施例中，所述安装角为90度。在此项实施例中，由于光传输管20在所述光学半导体模块40a、40b或40c的安装位置处具有弧形或弯曲的表面，所以位于切线L与中央轴线C之间的所述角度被定义为安装角。然而，在光传输管在光学半导体模块的安装位置处具有线性表面的情况下，位于线性表面与从光学半导体模块中发射的光的中央轴线之间的一个角度可以被定义为安装角。光学半导体模块的安装角的不同以及设计条件的复杂性，使得获得具有所需的光分布特性的所需的照明设备变得困难。另外，由于安装角的不同，光的分布也可能朝向两边对称的光传输管20的一侧偏移。因此，为了获得所需的光分布，在不同的条件下可以将光学半导体模块40a、40b、40c以相等的安装角紧固到光传输管20。

如图3中清晰所示，光学半导体模块40a、40b或40c中的每个光学半导体模块包括：细长的棒形金属底座42a、42b或42c，所述底座包括散热器或用作散热器；安装在底座42a、42b或42c上的印刷电路板44a、44b或44c；以及安装在印刷电路板44a、44b或44c上的半导体光学装置46a、46b或46c的至少一个阵列。在印刷电路板44a、44b或44c上，所述半导体光学装置被布置成至少一行以组成半导体光学装置的至少一个阵列。半导体光学装置46a、46b或46c可以是发光二极管构装，该构装包括收纳于其中的发光二极管芯片，并且所述装置可以进一步包括波长转换材料，该材料对从发光二极管芯片发射出的光进行转换。然而，除了发光二极管芯片之外，所述半导体光学装置也可以是另一种光学半导体芯片或者是包括或使用光学半导体芯片的装置。金属底座42a、42b或42c中的每一个都通过上文所描述的安装间隙而从光传输管20中部分地暴露出来。

光学半导体模块40a、40b或40c的底座42a、42b或42c中的每一个都可以用于将两个邻近的狭缝件（20a和20b、20和20c，或20c和20a）彼此连接。在此项实施例中，底座42a、42b和42c中的每一个都形成于其相对侧，其具有的连接槽422各对应于狭缝件20a、20b或20c的狭缝边缘，而狭缝件20a、20b和20c的所述边缘，即，对应的狭缝（或剖面）的相对边缘，被配适到光学半导体模块40a、40b或40c的侧表面，具体而言，是配适到连接槽422中，从而使狭缝件20a、20b、20c组装到光学半导体模块40a、40b、40c上。

在三个光学半导体模块40a、40b和40c中，第一光学半导体模块40a放置在光传输管20的圆周的上部部分，并且向下发射光。假设根据此项实施例的基于光学半导体的管式照明设备1是水平地安装在天花板上的，那么第一光学半导体模块40a的半导体光学装置46a放置在光传输管20的圆周的最上端的附近，并且作为光源对照明设备下方的室内空间进行照明。本说明书中，圆周的最上端是指最接近天花板的位置。

由于光学半导体模块40a、40b、40c是以120度的相等间隔布置的，所以第一光学半导体模块40a并不面向其相对侧处的任何其他光学半导体模块。虽然第一光学半导体模块40a的半导体光学装置46a以在大约120度到150度的范围内的定向角来发射光，但是直接位于第一光学半导体模块40a下方的区域具有比其他区域更高的光分布量，并且该区域中基本上不存在因来自其他光学半导体模块40b、40c的光的干扰而发生的光损失。

在三个光学半导体模块40a、40b和40c中，第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c放置在光传输管20的圆周的下部部分的相对侧，并且朝向与其相对的上侧发射光。从第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c的光学半导体装置46b、46c中发射的光覆盖了从第一光学半导体模块40a中发射的光未能覆盖的区域，即，照明设备的后方区域和侧面区域。

由于光学半导体模块40a、40b和40c是以120度的恒定间隔布置的，因此第二光学半导体模块40b并不面向其相对侧处的任何其他光学半导体模块，而第三光学半导体模块40c并不面向其相对侧处的任何其他光学半导体模块。因此，从第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c的半导光学体装置46b、46c中发射的光，可以对照明设备的上部部分（或后侧）进行照明，而基本上不会与来自其他光学半导体模块的光发生干扰。当所述照明设备安装在天花板上时，第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c对天花板附近的区域进行照明。

因此，第一光学半导体模块40a、第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c沿着光传输管20的圆周按照相等的间隔进行布置，使得光在光传输管20的整个区域（即，在360度的区域）上均匀地分布，从而提供了均匀的光分布特性。有利地是，供应到第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c的电能可以低于供应到第一光学半导体模块40a的电能，以在光传输管的后侧提供较少的光输出。为此，第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c可以采用具有较低电能消耗的半导体光学装置，或者与第一光学半导体模块相比可以包括较少数目的半导体光学装置。本说明书中，第二光学半导体模块40b的施加电能和光输出可以与第三光学半导体模块40c的相同。

第一光学半导体模块40a的半导体光学装置46a可以经配置以发射具有所需的色温的光，例如，大约为5000K，而第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c可以包括至少一个半导体光学装置46b或46c，所述装置所发射的光具有与第一光学半导体模块40a的半导体光学装置46a所发射的光不同的色温，因此所述照明设备可以采取具有颜色变暗功能的间接灯的形式来作为光源。

根据此项实施例的基于光学半导体的管式照明设备1包括在所述光传输管20的内周上形成的光传播层21。光传输管20可以通过在光传输管20的内周上涂覆光传播材料或者将光传播板附接到该内周而形成。光传播层21对穿过光传输管20的光进行了广泛地传播，从而防止了光学半导体模块40a、40b、40c的周围区域变得相对较暗。或者，光传播层可以形成于光传输管20的外周之上，或者光传播材料可以包含在组成光传输管20的光传输塑料材料中。另外，光传输管20可以包括波长转换材料，优选地，非接触式荧光粉（remote phosphor）。非接触式荧光粉可以形成于光传输管20的内周和/或外周，并且可以包含在用于光传输管20的树脂中。

图4和图5描绘了本发明的多种示例性实施例。

在图4的基于光学半导体的管式照明设备中，三个光学半导体模块，即，第一光学半导体模块40a、第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c沿着基本上呈椭圆形的光传输管20的圆周以大约120度的间隔进行布置。第一光学半导体模块40a、第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c放置在等腰三角形的三个顶点处。如同在上文所描述的实施例中，第一光学半导体模块40a对照明设备下方的区域（即，较低的室内空间）进行照明，而第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c对照明设备上方的区域（即，靠近天花板的后侧区域）进行照明。

在图5的基于光学半导体的管式照明设备中，三个光学半导体模块，即，第一光学半导体模块40a、第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c沿着光传输管20的圆周以大约120度的间隔进行布置，所述光传输管具有基本上呈等边三角形的截面，并且在每个顶点附近具有圆形的表面。在截面图中，第一光学半导体模块40a放置在光传输管20的水平上侧之上，而第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c放置在光传输管20的其余的两个侧表面之上。第一光学半导体模块40a对照明设备下方的区域（即，较低的室内空间）进行照明，而第二光学半导体模块40b和第三光学半导体模块40c对照明设备上方的区域（即，靠近天花板的后侧区域）进行照明。如果在需要大量的光分布的部分中出现了顶点或者尖端，那么在这样的部分处可能会发生光损失。因此，这样的部分可以具有圆形表面，以防止发生上文所述的光损失。这样，在需要大量光分布的部分，光传输管20的形成应排除顶点、尖端或其他尖锐形状。

接下来，将对根据本发明的另一项示例性实施例的基于光学半导体的管式照明设备以及制造此类设备的方法进行描述。在所述实施例的描述中，将省略对类似组件的重复描述。

图6是根据本发明的另一项示例性实施例的基于光学半导体的管式照明设备的透视图，图7是图6的基于光学半导体的管式照明设备的分解透视图，图8A和图8B是根据所述示例性实施例的基于半导体的管式照明设备的局部放大的透视图，这两个图中，连接器与该设备是分开的，而图9是根据所述示例性实施例的基于光学半导体的管式照明设备的截面图。在此项示例性实施例的描述中，将以与上述实施例中相同的参考标号来表示与上述实施例中的组件相同或类似的组件。

如图6到图9所示，根据此项实施例的基于光学半导体的管式照明设备1包括具有基本上呈圆形的截面的细长的中空塑料光传输管20，以及设置在所述光传输管20的纵向方向上的棒形半导体模块40。

在此项实施例中，光传输管20具有形成于其纵向方向上的细长的安装间隙。除了安装间隙以外，光传输管的圆周是连续地形成的。基本上呈棒形的光学半导体模块40配适到安装槽中，并且因此紧固到光传输管20的圆形壁上。除了安装有光学半导体模块40的区域之外，在光传输管20的整个壁上不具有光学半导体模块40。

光传输管20在其相对端上具有两个连接器60a、60b。这两个连接器60a、60b都用作电连接器，以向光学半导体模块40提供电能。或者，这两个连接器60a、60b中只有一个，例如，连接器60a，可以用作电连接器，以向光学半导体模块40提供电能。在这种情况下，另一个连接器60b可以仅用作机械连接器，用以将光传输管20的一端连接到所述连接器的另一端。另外，连接器60a、60b都可以用作机械连接器而不是电连接器。在这种情况下，可以通过光传输管20的开口向光传输管20提供一个不具有机械连接器功能的单独的电连接器以及电缆。

如图8B和图9中清晰所示，光学半导体模块40包括细长的散热器42、附接到散热器42的平坦的前侧的印刷电路板44，以及安装在印刷电路板44上的一个半导体光学装置46的阵列。安装在印刷电路板44上的半导体光学装置纵向布置在单个的行中，以组成一个半导体光学装置阵列。本说明书中，印刷电路板44可以是具有较高热传导率的基于金属的金属芯印刷电路板（Metal Core Printed Circuit Board,MCPCB）或者金属印刷电路板（Metal Printed Circuit Board,MPCB）。散热器42通过所述安装间隙从光传输管20处部分地暴露出来。

如下文中的细节描述，光学半导体模块40以滑动的方式纵向插入到光传输管20的安装间隙中，并且牢固地耦接到光传输管20上。

光传输管20包括引导结构，该引导结构有助于沿着安装间隙将光学半导体模块40滑动插入到光传输管20中，且光学半导体模块40的散热器42和印刷电路板44具有的形状使其会通过引导结构以彼此耦接的状态滑入到光传输管20中。

下文中将对光传输管20的安装间隙和引导结构进行详细描述。

光传输管20包括纵向形成的线性狭缝201，以提供安装间隙。如下文中的详细描述，可以使用激光或者剪刀等锋利的刀具纵向地切割光传输管20来形成狭缝201。光传输管20是由单个的引导结构形成的，其包括彼此面对着的一对挂钩202，所述挂钩在光传输管20的纵向方向上形成于光传输管20的内周上的狭缝201附近，使得光学半导体模块40以滑动的方式受到挂钩202的引导。

如下文所述，在形成光传输管20时，挂钩202可以与光传输管20整体式地形成。另外，狭缝201是通过对具有挂钩202的光传输管20进行纵向切割而形成的。本说明书中，由于狭缝201位于所述这对挂钩202之间，因此通过强制性地使狭缝201变宽可以使这对挂钩202变宽。

如图9中清晰所示，散热器42具有平坦的前表面，印刷电路板44可以附接到该表面上。另外，散热器42包括形成于其后侧的右方和左方的一对引导翼422，以及位于后侧的中央处的散热突起424。每个引导翼422都具有平坦的前表面以及弯曲的后表面，这与光传输管20的内周相同或者类似。散热突起424在纵向方向上沿着散热器42的后侧的中央延伸，并且具有位于其相对侧的垂直表面。散热突起424具有弯曲的后表面，该表面与光传输管20的外周相同或者类似。

印刷电路板44具有相对于其中央的右边缘和左边缘，半导体光学装置46布置在所述中央上。印刷电路板44的右边缘和左边缘与散热器42的引导翼422一起从光学半导体模块40的相对侧突出。印刷电路板44可以具有大于散热器42的前侧的宽度，因此印刷电路板44的右边缘和左边缘的位置更加远离光学半导体模块40的右方和左方。

当光学半导体模块40以滑动的方式配适到光传输管20的安装间隙中时，在纵向方向上，散热器42的左引导翼422以及印刷电路板44的左边缘被一起插入到左挂钩202中，而散热器42的右引导翼422以及印刷电路板44的右边缘被一起插入到右挂钩202中。即，每个挂钩202在相同的时刻固持了散热器42以及印刷电路板44的边缘。此外，由于所述这对挂钩202具有引导结构，因此光学半导体模块40可以以滑动的方式插入到这对挂钩202中。

由于纵向方向上的光学半导体模块40的插入是在强制性地使光传输管20的狭缝201变宽之后执行的，因此在插入光学半导体模块40之后，狭缝210发生弹性形变而变窄，使得光学半导体模块40可以牢固地紧固到安装间隙上。

当光学半导体模块40中的插入到对应的挂钩202中的那部分被分别表示为光学半导体模块40的左突起和右突起，那么左突起和右突起中的每一个包括散热器42的引导翼422以及所述引导翼上的印刷电路板44的边缘。光学半导体模块20的后突起，即，位于散热器42后侧的散热突起424，通过光传输管20的变宽的狭缝201从光传输管20中暴露出来。狭缝201的右边缘和左边缘，即，右剖面和左剖面，被插入到光学半导体模块的侧表面中，从而接触散热突起424的侧表面。此刻，狭缝201的边缘，即，剖面，通过使狭缝201弹性地变窄而对突起424的两侧进行强制性地压缩。

如图9中清晰所示，用于传播光的波状光传播图案（undulating lightspreading pattern）29形成于光传输管20的内周上。当形成光传输管20时，光传播图案29可以通过（例如）注射模制而在光传输管20的内周上形成。

接下来，将参考图10和图11对根据一项示例性实施例的上文所描述的基于光学半导体的管式照明设备的制造方法进行描述。

参考图10，光传输管20是通过（例如）注射模制来制备的。本说明书中，光传输管20具有一对挂钩202，所述挂钩在光传输管20的纵向方向上延长并且彼此相对着。随后，细长的线性狭缝201在光传输管20的整个长度上在所述这对挂钩202之间的中间位置形成。狭缝201是通过使用激光或者剪刀等锋利的刀具纵向切割光传输管20而形成的。随着狭缝201的形成，形成了具有安装间隙的光传输管20，所述安装间隙位于所述这对挂钩202之间并且能够因外力作用而变宽。

随后，参考图11，通过在箭头的方向上对光传输管20施加力，狭缝201的宽度变宽。接下来，以滑动的方式将线性光学半导体模块40插入到通过使狭缝201变宽而形成的安装间隙中。此刻，线性光学半导体模块40的右突起和左突起分别插入到所述这对挂钩202中并且受到所述挂钩的引导，而所述光学半导体模块40的后突起以滑动的方式插入到变宽的狭缝201中并且受到所述狭缝的引导。如上文所描述的，分别插入到所述这对挂钩202中的光学半导体模块40的突起中的每一个包括印刷电路板的右边缘或左边缘以及散热器的右引导翼或左引导翼。

随后，用连接器对光传输管20的一端或两端进行收尾，从而完成了基于光学半导体的管式照明设备。

接下来，将参考图12到图14对根据另一项示例性实施例的上文所描述的基于光学半导体的管式照明设备的制造方法进行描述。

如同在上文所描述的实施例中，对具有在光传输管20的内周上形成的一对挂钩202的光传输管20进行制备。如同在上文所描述的实施例中，除了光传输管20中的其一端附近的一部分，在光传输管20的整个长度上位于所述这对挂钩202之间的中间位置处形成细长的线性狭缝201。在此项实施例中，狭缝201是通过使用激光或者剪刀等锋利的刀具纵向地切割光传输管20而形成的。

随后，参考图12，通过在箭头的方向上，除了光传输管的一端附近且未形成狭缝的这部分之外，对光传输管20施加力，狭缝201的宽度变宽。接下来，如同在上文中所述实施例中，以滑动的方式将线性光学半导体模块40插入到通过使狭缝201变宽而形成的安装间隙中。

随后，参考图13，光传输管20中未形成狭缝201的部分L被从光传输管20中切掉并移除。因此，狭缝201是在光传输管20的整个长度上形成的。在移除了光传输管20的所述部分之后，在光学半导体模块40没有完全插入到所述安装间隙的情况下，光学半导体模块40会被进一步推入到所述安装间隙中。根据此项实施例的所述方法具有多种优点。具体而言，这种方法可以提供：处理上的便捷性，这种便捷性能通过使细长的光传输管20的狭缝201的一侧变宽获得；以及一种照明设备，例如，就像根据图1到图5所示的实施例的照明设备，其获得方法是通过在光传输管20中形成多个狭缝，并且将多个光学半导体模块安装到所述多个狭缝上。

在上文所描述的示例性实施例中，单个光学半导体模块40被描绘被插入到光传输管20的单个安装间隙或单个狭缝201中。然而，如图14所示，可以构想出，在根据另一项示例性实施例的基于光学半导体的管式照明设备中，可以将两个或多个光学半导体模块40一起插入到单个安装间隙或单个狭缝201中。

参考图14，由于两个光学半导体模块40的邻近侧表面彼此耦接，这两个光学半导体模块40被插入到光传输管20的单个狭缝201中。此时，并不彼此邻近的两个半导体模块40的侧表面上的突起，可以分别地以滑动的方式被插入到光传输管20的一对挂钩202中。可以采用多种方式对其中有两个光学半导体模块的邻近侧表面彼此耦接的这种结构进行修改，因此在本说明书中将省略其细节描述。另外，插入到单个狭缝中的两个光学半导体模块40可以共线地彼此连接，或者可以以预定角交叉而彼此连接。

在不脱离本发明的精神或范围的前提下，所属领域的技术人员可以对本发明作出各种修改和变化。因此，本发明应涵盖所有属于所附权利要求书和其等效物的范围内的修改和变化。

Claims (31)

1.一种基于光学半导体的照明设备，其特征在于，包含：

一根细长的光传输管；以及

多个光学半导体模块，在所述光传输管的截面图中，所述模块沿着所述光传输管的圆周布置并且彼此间隔开来，每个光学半导体模块的放置使得所述模块不会面向其相对侧处的另一个光学半导体模块。

2.根据权利要求1所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，在所述光传输管的截面图中，所述多个光学半导体模块包含：第一光学半导体模块，其放置在所述光传输管的上部部分并且在所述光传输管的下方向下发射光；以及第二光学半导体模块和第三光学半导体模块，所述第二光学半导体模块和第三光学半导体模块放置在所述光传输管的下方相对侧，从而不会面向所述第一光学半导体模块，并且向上发射光。

3.根据权利要求1或2所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述多个光学半导体模块以相等的间隔布置。

4.根据权利要求2所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述第一光学半导体模块、第二光学半导体模块和第三光学半导体模块分别放置在等腰三角形或等边三角形的三个顶点上。

5.根据权利要求1或2所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，每个所述光学半导体模块包含布置在所述光传输管的纵向方向上的一个半导体光学装置阵列。

6.根据权利要求1或2所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述光传输管包含彼此隔开的至少三个狭缝件，并且所述光学半导体模块中的每一个均被组装到邻近的狭缝件之间的安装间隙上。

7.根据权利要求6所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述光学半导体模块中的每一个包含：通过所述安装间隙而暴露的底座、耦接到所述底座并且放置在所述光传输管内的印刷电路板，以及安装在所述印刷电路板上的一个半导体光学装置阵列。

8.根据权利要求1所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述光传输管包含位于其表面上或位于其中的光传播材料。

9.根据权利要求1所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述光传输管包含位于其表面上或位于其中的波长转换材料。

10.根据权利要求2所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述第一光学半导体模块具有光输出，所述光输出高于所述第二光学半导体模块和第三半导体模块的光输出，并且所述第二光学半导体模块的所述光输出与所述第三半导体模块的所述光输出相同。

11.根据权利要求2所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述第二光学半导体模块和第三半导体模块具有的色温与所述第一光学半导体模块的色温不同。

12.根据权利要求2所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，当所述照明设备安装在天花板上时，所述第一光学半导体模块放置在比所述光传输管的其他任何区域都更加靠近所述天花板的所述光传输管的一个区域中。

13.根据权利要求2所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述光传输管具有中空的圆形截面，并且所述多个光学半导体模块是以120度的相等间隔布置的三个光学半导体模块。

14.根据权利要求8所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述光传输管包含三个狭缝件，所述狭缝件具有弧形的截面并且彼此间隔开来，并且所述三个光学半导体模块中的每一个都被组装到邻近的狭缝件之间的安装间隙上。

15.根据权利要求1所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，进一步包含：一对连接器，其设置在所述光传输管的相对端上，所述这对连接器中的至少一个连接器是不起电连接器作用的虚拟连接器。

16.根据权利要求7所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述底座形成于其相对侧处，并且具有对应于所述狭缝件中的每个狭缝件的边缘的连接槽，使得所述狭缝件中的每个狭缝件的所述边缘分别配适到所述连接槽中。

17.根据权利要求1所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述多个光学半导体模块以相等的安装角安装在所述光传输管上。

18.根据权利要求17所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述安装角为90度。

19.一种基于光学半导体的管式照明设备，其特征在于，包含：

一根细长的光传输管；

在所述光传输管的纵向方向上形成于所述光传输管之上的线性狭缝；以及

紧固到所述光传输管上的至少一个棒形光学半导体模块，其中所述狭缝的边缘配适到所述棒形光学半导体模块的侧表面中，所述光学半导体模块包含散热器、附接到所述散热器的印刷电路板，以及布置在所述印刷电路板上的一个半导体光学装置阵列，所述散热器通过所述狭缝从所述光传输管中部分地暴露出来。

20.根据权利要求19所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述光传输管包含一对挂钩，所述挂钩在所述光传输管的所述纵向方向上形成于其内周上以彼此面对着，所述狭缝在所述光传输管的所述纵向方向上形成于所述这对挂钩之间的中间位置，并且当外力使所述狭缝变宽时，所述光学半导体模块的右突起和左突起按照滑动的方式分别插入到所述这对挂钩中。

21.根据权利要求20所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，当外力使所述狭缝变宽时，所述散热器后侧的散热突起按照滑动的方式插入到所述狭缝中，并且从所述光传输管中暴露出来。

22.根据权利要求20所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述散热器具有右引导翼和左引导翼，并且所述右引导翼和左引导翼以及所述印刷电路板的右边缘和左边缘分别插入到对应挂钩中，以形成所述光学半导体模块的所述右突起和左突起。

23.根据权利要求19所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述印刷电路板是基于金属的金属芯印刷电路板或金属印刷电路板。

24.根据权利要求19所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，在所述光传输管中，所述光学半导体模块中的每个光学半导体模块设置使得所述模块不会面向其相对侧处的另一个光学半导体模块。

25.根据权利要求19到24中任一权利要求所述的基于光学半导体的照明设备，其特征在于，所述光传输管具有在其内周上形成的波状光传播图案。

26.一种制造基于光学半导体的管式照明设备的方法，其包含：

制备细长的光传输管；

在所述光传输管的纵向方向上在所述光传输管上形成线性狭缝；以及

将所述至少一个光学半导体模块组装到所述光传输管，其方式是使所述狭缝变宽并且将所述至少一个光学半导体模块以滑动的方式插入到所变宽的狭缝中。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述光传输管包含一对挂钩，所述挂钩在纵向方向上形成于所述光传输管的内周上以彼此面对着。

28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，上述组装至少一个光学半导体模块的步骤包含将在所述光学半导体模块的相对侧上形成的右突起和左突起以滑动的方式插入到所述对应挂钩中，并且将所述光学半导体模块的后突起以滑动的方式插入到所述变宽的狭缝中，以使所述后突起从所述光传输管中暴露出来。

29.根据权利要求26到28中任一权利要求所述的方法，其特征在于，上述形成线性狭缝的步骤包含在所述光传输管的整个长度上形成所述狭缝，并且所述组装至少一个光学半导体模块的步骤包含在所述光传输管的所述整个长度上使所述狭缝变宽，并且将所述光学半导体模块插入到所述狭缝中。

30.根据权利要求26到28中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述形成线性狭缝的步骤包含在除了所述光传输管的一端附近的一部分之外，在所述光发射管上形成所述狭缝，并且所述组装至少一个光学半导体模块的步骤包含仅在所述光传输管的部分长度区域上使所述狭缝变宽，并且将所述光学半导体模块插入到所变宽的狭缝中。

31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，进一步包含：在组装所述至少一个光学半导体模块之后，将所述光传输管中未形成所述狭缝的所述部分移除。

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