用於固態照明的熱管理系統和其它電子系統的製作方法

2023-10-18 01:34:34 4

專利名稱：用於固態照明的熱管理系統和其它電子系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及光照技術、照明技術、固態照明技術、電子技術、熱管理技術和相關技術。
背景技術：
由於許多固態照明裝置的熱敏感性和低最佳運行溫度，以及低最佳運行溫度引起的低輻射和對流冷卻效率的原因，固態照明帶來了顯著的熱管理問題。例如，發光二極體(LED)裝置典型地具有100°C或更低的最佳運行溫度，在該溫度下，離開LED裝置的輻射和對流性熱傳遞效率低。依賴於與固態照明裝置處於熱連通的大型散熱裝置的被動冷卻方案的有效性有限。主動冷卻可更有效。例如，在固態照明中，已經採用合成射流來進行冷卻。參見，例如，Arik等人的美國公開No. 2004/01903051 Al，該公開通過引用而以其整體結合在本文中；Bohler等人的國際申請No. WO 2004/100213 A2，該申請通過引用而以其整體結合在本文中。在諸如電子模塊的冷卻的其它冷卻應用中，已經採用合成射流。但是，合成射流或其它主動冷卻(例如，基於風扇的冷卻，參見例如Cao的美國專利No. 6，465，961)在固態照明應用中具有顯著的缺點。主動冷卻系統佔據了有價值的空間，在其中用壁電壓(例如、IlOVa. c.或220V a. c.)驅動固態照明裝置的電子器件結合在照明單元中的緊湊式照明單元和/或整裝式照明單元(諸如改型燈或燈泡)中，這特別成問題。定位主動冷卻子系統使得足夠靠近固態照明裝置以便提供冷卻同時不阻擋光學路徑也成問題。

發明內容
在第一實施例中，一種設備包括至少一個電子構件。設備還包括封閉至少一個電子構件的封殼。封殼包括由膜片限定的至少一個壁。設備進一步包括機電換能器，機電換能器構造成產生膜片的脈動式機械變形。設備還包括在封殼中的一個或多個開口，該一個或多個開口用於促進來自封殼內的空氣容積移置。由膜片的脈動式機械變形提供空氣容積移置。在第二實施例中，一種壓電促動式組件包括第一壓電促動器，第一壓電促動器在第一壓電促動器的第一端處固定。壓電促動式組件還包括第二壓電促動器，第二壓電促動器在第二壓電促動器的第一端處固定。壓電促動式組件進一步包括順從性片材，順從性片材具有剛性地附連到第一壓電促動器的第二端上的第一端，以及剛性地附連到第二壓電促動器的第二端上的第二端。對第一壓電促動器和第二壓電促動器應用交流電會產生順從性片材的脈動式機械變形。在第三實施例中，一種設備包括至少一個電子構件。設備還包括封閉至少一個電子構件的封殼。封殼包括由膜片限定的至少一個壁。設備進一步包括壓電促動器，壓電促動器在第一端處固定，並且在第二端處剛性地附連到膜片上。對壓電促動器應用交流電會產生膜片的脈動式機械變形。


當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本發明的這些和其它特徵、方面和優點將變得更好理解，在附圖中，相同符號在所有圖中表示相同部件，其中
圖1是定向燈的實施例的截面側視圖，該定向燈具有在電路板上的多個發光二極體(LED)裝置、聚光反射器、菲涅耳(Fresnel)透鏡、光學膜片，以及用於產生光學膜片的往復位移的一個或多個換能器；
圖2是圖1的定向燈的實施例的截面側視圖，該定向燈具有開口，用於使得能夠有來自菲涅耳透鏡和光學膜片的內部空氣容積的合成射流；
圖3是圖1的定向燈的實施例的截面側視圖，其中，光學膜片包括菲涅耳透鏡；
圖4是圖1的定向燈的實施例的截面側視圖，該定向燈具有一個或多個換能器，以用於產生聚光反射器的往復位移；
圖5是面板燈的實施例的透視圖，該面板燈具有設置在長方形殼體中的平面中的LED裝置，長方形殼體具有作為透明或半透明光學膜片的頂壁，以及用於產生光學膜片的往復位移的一個或多個換能器；
圖6是線性燈的實施例的透視圖，該線性燈具有設置在作為透明或半透明光學膜片的管狀殼體中的成線性陣列的LED裝置，以及沿著管狀殼體間隔開的、用於產生光學膜片的往復位移的一個或多個換能器；
圖7是全向燈的實施例的透視圖，該全向燈具有在電路板上的LED裝置、水平地跨越全向燈的燈泡形包絡的透明或半透明光學膜片，以及設置在全向燈的燈泡形包絡上以產生光學膜片的往復位移的一個或多個換能器；
圖8是全向燈的實施例的透視圖，該全向燈具有作為光學膜片的燈泡形透明或半透明外部光學元件、剛性的燈泡形透明或半透明內部光學元件、設置在內部光學元件和外部光學元件之間的多個散熱翅片，以及用於引起外部光學元件的機械變形的多個換能器；
圖9是電子構件冷卻應用的實施例的透視圖，該電子構件冷卻應用具有設置在電路板上且封閉在封殼(其具有作為透明或半透明光學膜片的頂壁)中的多個電子裝置，以及用於產生光學膜片的往復位移的一個或多個換能器；
圖10是LFL替代管的實施例的透視圖，該LFL替代管具有在印刷電路板的相對的側上設置成兩個線性陣列的LED裝置，印刷電路板延伸通過用作光學膜片的透明或半透明殼體或封殼；
圖1lA是圓柱形管的實施例的透視圖，圓柱形管由柔性材料製成，並且具有對柔性材料應用的壓電膜；
圖1lB是當壓電膜使圓柱形管縮短時圓柱形管的透視圖； 圖1lC是當壓電膜使圓柱形管伸長時圖1lA的圓柱形管的透視 圖12是包圍圖10的LFL替代管的透明或半透明外部管的實施例的透視 圖13是壓電光學膜片的實施例的截面側視圖，可起動壓電光學膜片，以經歷線性位
移；
圖14是處於中性位置的壓電促動式組件的實施例的截面側視圖，該壓電促動式組件包括順從性片材，順從性片材剛性地附連到相對的第一壓電促動器和第二壓電促動器上；圖15是當順從性片材處於第一變形狀態時圖14的壓電促動式組件的實施例的截面側視 圖16是當順從性片材處於第二變形狀態時圖14的壓電促動式組件的實施例的截面側視 圖17是在構建預加載的壓電促動式組件期間的預加載的壓電促動式組件的實施例的截面側視 圖18是圖17的預加載的壓電促動式組件的實施例的截面側視圖，其中順從性片材安裝到第一壓電促動器和第二壓電促動器上，同時對第一壓電促動器和第二壓電促動器應用直流電；
圖19是在直流電已經從第一壓電促動器和第二壓電促動器移除之後處於中性位置的圖18的預加載的壓電促動式組件的實施例的截面側視 圖20是當順從性片材處於第一變形狀態時圖19的預加載的壓電促動式組件的實施例的截面側視 圖21是當順從性片材處於第二變形狀態時圖19的預加載的壓電促動式組件的實施例的截面側視 圖22是帶配重的壓電促動式組件的實施例的截面側視圖，該帶配重的壓電促動式組件使用對順從性片材添加的額外的配重，並且處於第一變形狀態；
圖23是處於第二變形狀態的圖22的帶配重的壓電促動式組件的實施例的截面側視
圖24是上面關於圖17-21描述的預加載的壓電促動式組件的實施例的截面側視圖，該預加載的壓電促動式組件設置在具有至少一個空氣入口開口和至少一個空氣出口開口的殼體內；以及
圖25是圖1的定向燈的實施例的在線25-25內得到的局部截面側視圖，該定向燈利用上面關於圖14-24描述的壓電促動式組件。
具體實施例方式參照圖1，顯示具有圍繞光學軸線OA的旋轉對稱性的定向燈10的截面側視圖，定向燈10包括在電路板14上的多個發光二極體(LED)裝置12、在說明性實施例中為圓錐形(但是構想到其它形狀，諸如拋物線或複合拋物線)的聚光反射器16，以及菲涅耳透鏡18。更一般而言，LED裝置12能由一個或多個其它固態照明裝置替代，諸如一個或多個有機LED(OLED)裝置、一個或多個電致發光(EL)裝置等。在典型的構造中，光引擎12、14布置在菲涅耳透鏡18的焦距附近處，使得透鏡18使光引擎在無限遠處成像，以便形成定向光束。聚光反射器16聚集大角度光，並且可還可選地提供瞄準，以協助形成光束。在一些實施例中，省略透鏡18，並且僅依賴於反射器16來形成定向光束。在另一個備選方案中，透鏡可位於圖1中顯示的之外的其它位置處，諸如靠近LED裝置12。未顯示可設置在光引擎
12、14「後面」的模塊中、例如在連接器部分19(在圖1中以虛線顯示，並且還包括用於連接燈10與標準插座的可選的「螺口類型(Edison-type)」底座)中的額外的構件，諸如電子器件。光學膜片20設置在光束路徑中。如示出的那樣，在某些實施例中，光學膜片20設置在菲涅耳透鏡18內側(例如，在菲涅耳透鏡18的與LED裝置12相同的側)。但是，在其它實施例中，光學膜片20可設置在菲涅耳透鏡18外側(例如，在菲涅耳透鏡18的與LED裝置12相反的側)。光學膜片20是在光學上透明或半透明的。在一些實施例中，光學膜片是透明或半透明光學窗口。在一些實施例中，通過包括擴散顆粒或用光散射材料製成膜片20，或通過對膜片20提供粗糙化或以其它方式光散射或光折射的表面等，光學膜片20在光學上用作光擴散器。而且另外或備選地構想到光學膜片20為包含例如至少一種磷化合物的波長變換元件，或量子點波長變換器等。在一些這樣的實施例中，LED裝置12可產生白光、藍光、紫光或紫外光，並且光學膜片20的磷選擇成使得輸出光(其可由磷完全進行波長變換或可為直接光和經波長變換的光的混合物)為白光。而且進一步，光學膜片20可另外或備選地提供其它光學功能性，諸如提供防反射塗層、用以移除可能在定向光束中是不合乎需要的紫外光或其它光的波長選擇性過濾等。光學膜片20還用作第二目的(除了為光學窗口或其它光學元件之外)——光學膜片20用作主動冷卻元件。為了這個目的，至少一個機電換能器22構造成產生導致光學膜片20的脈動式機械變形的力或小量的往複線性位移dx。機電換能器(一個或多個)能包括在光學膜片20的周緣處且圍繞光學軸線OA以一定間隔角間隔開的多個換能器，或者單個環形換能器可設置在膜片周緣處。在說明性實施例中，換能器22在膜片20的平面中產生往複線性位移dx，其中所有位移協調(例如，在同一瞬間都「向內」移位)，以便使光學膜片20經歷向上/向下箭頭24所指示的「向上/向下」運動。在一些實施例中，膜片20的脈動式機械變形在光學膜片20中呈現共振駐波鼓膜片模式的激勵形式。另外或備選地，脈動式機械變形可包括各種型式，並且可為或可不為共振式的。而且另外，構想到換能器(一個或多個)22沿橫向於膜片的方向或沿在平面中和橫向於膜片之間中間的方向產生位移，或產生導致膜片的脈動式機械變形的一些其它複雜的運動。用語「脈動」意圖廣泛地包含周期性運動(例如，正弦運動、振蕩運動或周期脈衝序列)、準周期運動(例如，其中脈衝頻率隨時間而改變的脈衝序列)、非周期運動(諸如隨機運動)等。脈動式機械變形以對應於脈動的頻率或其它時間變化產生空氣容積移置。這提供主動冷卻至少一個固態照明裝置(例如，說明性的LED裝置12)的空氣運動。固態照明裝置的主動冷卻可直接在固態照明裝置上起作用，或通過主動冷卻與熱固態照明裝置處於熱連通的散熱裝置而間接在固態照明裝置上起作用。在一些實施例中，光學膜片20形成封殼的至少一個壁。用語「封殼」在這裡意味著一組壁、表面、元件等，它們封閉容積或具有封閉容積的腔體的固體等，其中，除了限定合成射流或其它空氣流路徑的一個或多個可選開口之外，封閉容積基本是不透空氣的，如本文公開的那樣。如本文所用，用語「封殼」不限於外部殼體或最外部封殼。在說明性示例中，光學膜片20和聚光反射器16協作性地形成封閉容積26的封殼，容積26典型地填充有空氣(但是還構想到填充有另一種流體)。光學膜片20的脈動式機械變形提供的空氣容積移置在容積26的有限空間中產生流體運動。在圖1的說明性示例中，將注意到第二較小空氣空間27位於菲涅耳透鏡18和光學膜片20之間。這個較小空氣空間可選地例如經由透鏡18的周緣中或周緣處的孔通到外部，使得空氣空間27不對膜片20的脈動式機械變形產生粘性阻力或流阻力。在一些實施例中，由膜片20部分地限定的封殼進一步設有一個或多個開口 30，一個或多個開口 30允許空氣流(對於圖1中的一個開口，由雙箭頭F以圖解的方式指示，但是要理解這在所有開口 30處進行)進入或離開封閉容積26。在一些這樣的實施例中，開口30和膜片20協作來限定開口 30處的合成射流。光學膜片20的脈動式機械變形提供的空氣容積移置和至少一個開口 30的尺寸選擇成使得光學膜片20的脈動式機械變形提供的空氣容積移置產生至少一個合成射流。為了實現這一點，空氣容積移置應當足夠大，而一個或多個開口 30足夠小，使得空氣容積移置使進入或離開一個或多個開口 30的空氣流加速，因而形成一個或多個合成射流。大體上，較大的空氣容積移置增加一個或多個合成射流的空氣加速度，而類似地，一個或多個開口 30的較小的總面積會增加一個或多個合成射流的空氣加速度。一個或多個合成射流布置成增強至少一個固態照明裝置(例如，說明性的LED裝置12)的空氣冷卻。在圖1中，通過將開口 30布置成在圍繞聚光反射器16而間隔開的散熱翅片32附近產生空氣流或空氣紊流，合成射流間接增強LED裝置12的空氣冷卻。在不失去一般性的情況下，在360 ° /N的間隔角下存在圍繞聚光反射器16而間隔開的N個散熱翅片。注意在這種情況下，定向燈10的旋轉對稱性是N折旋轉對稱性。散熱翅片32經由電路板14(其可選地包括與散熱翅片32處於熱連通的金屬芯)與LED裝置12處於熱連通。空氣在散熱翅片附近的加速產生空氣流和紊流，這促進熱通過空氣對流從散熱翅片傳遞到周圍環境。主動冷卻的優點在熱移除等式G = MAr中看到，其中A表示表面面積，在該表面面積上進行對環境的熱傳遞，並且AT表示該表面的溫度和環境溫度之間的差異。大體上，Ar基本由固態照明裝置的運行溫度和環境溫度固定。因而，AT通常不可用作設計參數。能增加表面面積A，以增加熱移除速率，如傳統上通過添加翅片或其它表面面積從而對散熱裝置增強熱消散結構所進行的那樣。稱為熱傳遞效率的參數h由被動冷卻中的對流空氣流控制，並且在被動構造中難以或不能進行調節。但是，通過採用主動冷卻，諸如一個或多個合成射流，空氣流能顯著增加，有時增加幾個數量級，並且熱傳遞係數h以及因此熱傳遞速率Q對應地增加。圖2不同於圖1，因為圖1中的開口 30由開口 30』替代，從而使封閉在透鏡18和膜片20之間的較小空氣容積27與外部處於流體連通。開口 30』彎曲，使得合成射流向下被引導經過散熱翅片32。圖3不同於圖1，因為不是具有光學膜片20和單獨的透鏡18，而是透鏡20』為光學膜片。經修改機電換能器22』在透鏡/光學膜片20』上起作用來產生這次為組合的透鏡/光學膜片20』的往複線性位移dx，以便驅動透鏡/光學膜片20』的脈動式機械變形，如向上/向下箭頭24』以圖解的方式所表示的那樣。在圖1-3中的各個中，光學膜片20、20』在光學上為透明或半透明的。但是，光學膜片能具有其它光學功能性。參照圖4，顯示了變型實施例，其中，光學膜片20』』在光學上是反射性的，並且呈現聚光反射器的形式。經修改機電換能器22』』在光學膜片/聚光反射器20』』上起作用來產生光學膜片/聚光反射器20』』的大體向內/向外的脈動式機械變形，如雙箭頭24』』以圖解的方式表示的那樣。圖4的實施例採用光學膜片/聚光反射器20』』中的開口 30來提供合成射流。在圖4的實施例中，使用了傳統的菲涅耳透鏡18 (其不用作用於冷卻的膜片)。說明性換能器(一個或多個)22』』在垂直於膜片/反射器20』』的表面的方向上產生往復力。在備選構造中，在膜片/反射器20』』的相對的端部處的換能器22』』』在反射器表面的平面中產生往復力，以便產生作為膜片/反射器22』』的「壓曲(buckling)」的脈動式機械變形24』 』。此外，在其它實施例中，光學膜片20』』可為在光學上透射性的或半透明的，並且可與圖1-3的反射器16間隔開(並且，在某些實施例中，大體平行)，從而在光學膜片20』 』和反射器16之間提供間隙。在這種實施例中，光學膜片20』』可以與圖4中示出的光學膜片20』』相同的方式脈動。但是，光學膜片20』』和反射器16之間的間隙內的空氣將通過反射器16中的開口 30推出。此外,在某些實施例中，光學膜片20』』和反射器16兩者可包括開口 30，從而提供來自容積26內的兩個水平的空氣容積移置。光學膜片20、20』、20』 』的脈動式機械變形24、24』、24』 』意圖提供冷卻。這個脈動產生聽得見的聲音大體是不合乎需要的。因此，在一些實施例中，脈動式機械變形的在高於1500Hz的頻率處的頻率分量構成脈動式機械變形的總幅度的不超過10%，並且在一些實施例中，構成脈動式機械變形的總幅度的不超過5%，並且在一些實施例中，構成脈動式機械變形的總幅度的不超過2%。更一般而言，具有在聽得見的範圍之下的頻率或頻率範圍處的脈動式機械變形是有利的。在一些實施例中，機電換能器22、22』、22』』構造成以小於IOOHz的主頻率(即，具有最高幅度的激勵的頻率分量)，以及更優選地60Hz或更低的主頻率產生光學膜片的脈動式機械變形。在一些實施例中，機電換能器22、22』、22』』構造成以30Hz或更低的主頻率產生光學膜片的脈動式機械變形。在一些實施例中，機電換能器22、22』、22』 』構造成以20Hz或更低的主頻率產生光學膜片的脈動式機械變形。另一方面，在某些實施例中，如果脈動式機械變形太慢，則可產生視覺可察覺的光變化。例如，在圖3的實施例中，如果脈動式機械變形太慢，則菲涅耳透鏡20』的運動可產生在光學上可察覺的變化。因為人眼典型地不能察覺快於大約50Hz或最多大約IOOHz的運動，所以在這些實施例中，在50Hz或更高(例如，60Hz或IOOHz)的範圍中的運動可為優選的，以避免在視覺上可察覺的照明變化。更一般而言，在這些實施例中，有利的是具有在視覺察覺的範圍之上的頻率或頻率範圍處的脈動式機械變形。理想上，脈動式機械變形應當處於可得見的範圍之下且在視覺察覺的範圍之上的頻率或頻率範圍。但是，在實踐中，可能不存在這樣的範圍，因為聽得見的頻率範圍的下端可與視覺察覺的頻率範圍的上端重疊。在這樣的情況下，可選地結合聲音阻尼特徵和/或採取來抑制脈動式機械變形的噪聲和/或視覺影響的措施來適當地作出折衷。例如，通過明智地選擇運動相對於光學路徑的定向，可減小脈動式機械變形的視覺察覺。有利地，光學膜片20、20』、20』』能製造得較大，例如對於尺寸設置成與典型的MR或PAR燈標準相稱的定向燈為大約幾釐米或更大。較大尺寸使得對於在低頻率下的運行能夠有有效的主動冷卻，並且較大膜片的自然共振頻率典型地較小。因而，較大光學膜片20、20』、20』 』的運行能處於比用於燈冷卻的、對在電路板「後面」的電子儀器設置的合成射流顯著更低頻率，因為在這樣的情況下的尺寸約束會限制這樣的合成射流中的膜片尺寸。大體上，膜片的自然共振頻率由設計參數控制，諸如膜片面積、膜片厚度和膜片彈性屬性(例如，彈性模數)。光學膜片20、20』、20』』的材料應當提供足夠的透明度、半透明度、反射率或所意圖的光學功能性的其它必需的光學屬性。另外，光學膜片20、20』、20』』的材料應當提供適當的機械屬性來適應脈動式機械變形。這些機械屬性包括剛度、柔性、堅固性等。一些適當的光學膜片材料包括聚合體、鋁或其它金屬箔或膜，薄玻璃盤或類似物、陶瓷、納米纖維複合材料等。—個或多個機電換能器22、22』、22』 』能米用適於對光學膜片20、20』、20』 』施加脈
動式機械變形的任何機構。例如，在一些說明性實施例中，一個或多個機電換能器22、22』、22』』包括壓電換能器，而在一些其它說明性實施例中，一個或多個機電換能器22、22』、22』』包括電磁體和適當的交流驅動電流或電壓，而在一些其它說明性實施例中，一個或多個機電換能器22、22』、22』 』採用微機電系統(MEMS)技術。在說明性實施例中，光學膜片20、20』、20』 』和機電換能器22、22』、22』 』是不同的元件，這有利地允許選擇膜片材料來滿足期望的光學和機械變形特性，而不管壓電或其它與驅動有關的特性。但是，構想到採用具有整體驅動特性的膜片，其中，材料具有適當的光學和機械變形特性和適當的驅動特性兩者。例如，石英是透明材料，其還展示一些壓電性質，並且被構想到用作整體式光學膜片/機電換能器。在說明性實施例中，機電換能器22、22』、22』 』靠近被驅動光學膜片20、20』、20』 』。這種靠近使得能夠將機械力引導到且因此高效地傳遞到膜片上。但是，還構想到具有與被驅動膜片間隔開的機電換能器，其中適當的機械聯結將機械力從換能器傳遞到膜片上。圖1-4的定向燈是說明性示例。公開的主動冷卻方法可應用在其它構造的定向燈中。作為另一個示例(未示出)，定向燈可包括大面積電路板，該電路板支承成陣列的LED裝置，LED裝置可選地設置在單獨的反射器杯中，其中菲涅耳透鏡定位成與電路板平行，並且緊鄰LED裝置且在LED裝置前面，大型且可選地帶翅片的散熱裝置設置在電路板後面。在這種構造中，菲涅耳透鏡適當地是光學膜片，封殼適當地由菲涅耳透鏡和電路板限定，並且形成合成射流的開口適當地穿過電路板，以將合成射流噴射進入位於電路板後面的散熱裝置中或噴射在散熱裝置上。此外，公開的主動冷卻方法可應用於定向燈之外的其它燈設計。參照圖5-7，描述了採用公開的主動冷卻方法的一些其它說明性類型的燈。圖5示出面板燈，包括設置在長方形殼體或封殼40中的平面中的LED裝置12(在圖5中以虛線顯示的內部構件)，殼體或封殼40大部分是不透明的，但是其具有包括光學膜片的頂壁42(例如，平坦面板)，光學膜片是在光學上是透明或半透明的。沿著壁/光學膜片42的一側延伸的機電換能器44用來產生光學膜片42的脈動式機械變形。封殼40的底壁45是導熱的,例如包括銅板,並且包括散熱翅片46或其它熱福射表面延伸部。底壁45中的開口 48與光學膜片42的脈動式機械變形協作，以形成合成射流，合成射流在散熱翅片46上產生空氣流，以提供主動冷卻。圖6示出線性(例如，伸長的)燈，包括設置在管狀殼體或封殼50中的成線性陣列的LED裝置12(在圖6中以虛線顯示的內部構件)，殼體或封殼50是透明或半透明的，並且還用作與伸長的光源(即，成線性陣列的LED裝置12)平行的光學膜片。管狀封殼50具有不透空氣的端部，並且包括縱向波紋管51，縱向波紋管51不透空氣，但是允許管狀封殼50的直徑膨脹或收縮。機電換能器52沿著管狀(例如，伸長的)殼體或封殼/膜片50間隔開，並且在波紋管51上起作用來產生光學膜片50的脈動式機械變形，脈動式機械變形呈管直徑的脈動式膨脹/收縮的形式。槽口 54提供開口，開口與光學膜片50的脈動式機械變形協作而形成合成射流，合成射流主動冷卻LED裝置12。在這個實施例中，管狀封殼與LED裝置12處於熱連通(例如，通過可選地用子安裝件、線性電路板、LED插座/連接器組件，或其它中間構件將LED裝置12安裝在管狀封殼/光學膜片50的內表面上)。LED裝置12經由穿過管狀封殼50的電功率線纜56接收電功率。在說明性實施例中，不存在單獨的散熱構件，相反，管狀封殼/光學膜片50本身導熱(例如，通過在材料中包括散布的導熱顆粒，或採用適當地導熱膜片材料)，並且散熱是從LED裝置12到管狀封殼/光學膜片50再到環境，這由封閉管狀膜片50的直徑的膨脹/收縮在槽口 54處形成的合成射流協助。為了實現膨脹/收縮，換能器52同時運行(即協調地膨脹和收縮)。在一些備選實施例中，換能器52以協調型式運行，該協調型式產生作為管膨脹/收縮的行進波的脈動式機械變形，該行進波沿著殼體/膜片50的長度行進。這在線性燈之上以圖解的方式標繪，從而顯示變形為兩個時間tl和t2的線性位置的函數，t2大於tl。在圖6的實施例的構想的變型中，槽口 54可省略，並且開口設置在管/膜片50的兩端處，使得行進的波產生通過管的單向空氣流動流。管狀殼體或封殼50可具有較高程度的剛性，使得線性燈柔性較低。備選地，管狀殼體或封殼50可具有較高的柔性度，使得線性燈是柔性線性照明帶。在或者圖5的面板燈或者圖6的線性燈中，光學膜片42、50可選地提供額外的光學功能性，諸如光學擴散、波長變換(例如，使用嵌入或散布的磷)、微透鏡化
坐寸o圖7和8示出基於光引擎的全向燈實施例，該全向燈包括在電路板14上的LED裝置12 (在圖7中可見；在圖8中以虛線以圖解的方式指示的內部構件)。在圖7的實施例中，電路板14包括金屬芯14c，並且LED裝置12在燈泡形(例如，球形、似球狀、蛋形等)包絡60內照明。透明或半透明光學膜片62水平地跨越燈泡，以隔開在上部容積63和下部容積64之間。機電換能器66驅動光學膜片以激勵光學膜片62的「向上/向下」脈動式機械變形，這由向上/向下箭頭68指示。電路板14中的開口 70和螺口連接器19中的槽口 71提供空氣流，加速通過開口 70的空氣提供主動冷卻電路板14的金屬芯14c的合成射流。雖然未示出，但是構想到在金屬芯14c中包括凹槽、槽口或其它空氣流路徑，以促進在金屬芯14c的大表面上的空氣流。這樣的凹槽、槽口等優選設計成平衡金屬芯14c附近的空氣流，這是期望的，以防止增大空氣流阻力，增大空氣流阻力能降低合成射流的有效性。這個平衡需要例如製造較大橫截面積的凹槽、槽口等，以便降低它們對空氣流的阻力。此外，在燈泡形狀包絡60的上部部分中的可選開口 72確保上部容積63不對光學膜片62的運動68施加阻力。如在其它實施例中那樣，光學膜片62可以可選地磨砂或以別的方式進行光擴散，以及/或者可包含波長變換磷等。在某些實施例中，膜片62可為透明的光學窗口。此外，在某些實施例中，膜片62可在膜片62的表面的一部分上為部分地反射性或反射性的。雖然在圖7中示出為包括單個膜片62，但是在其它實施例中，可改為使用多個膜片62。在某些實施例中，多個膜片62可彼此平行，這類似於圖1和2中示出的光學膜片20和菲涅耳透鏡18的幾何結構。在某些實施例中，一些膜片62可為較剛性的部件(例如，像上面關於圖1-4描述的菲涅耳透鏡18)，而其它膜片62中的一些可為例如能夠經歷機電換能器66產生的撓曲的較順從性膜片(例如，像上面關於圖1-4描述的光學膜片20、20』、20』』)。多個膜片62中的各個可為透明的、半透明的或反射性的。另外，多個膜片62中的各個可為平面的、圓錐形的或一些其它形狀。圖8的實施例採用燈泡形(例如，球形、似球形、蛋形等)透明或半透明外部光學元件80，其包括光學膜片。燈泡形透明或半透明光學元件80在圖8中由斷面線指示，並且可構造成擴散器，使得響應於光引擎12在燈泡形透明或半透明光學元件82內部產生照明，燈在跨越至少0=
或優選跨越至少0=
(其中，0°為「光燈泡」的「頂部」)的全向照明緯度範圍上發出全向照明。可選地，燈泡形透明或半透明外部光學元件80可包括波長變換磷，使得(作為說明性示例)LED裝置可發出紫外光、紫光或藍光，並且光學膜片82的磷選擇成使得輸出光(其可由磷完全進行波長變換，或可為直接光和經波長變換的光的混合物)為白光。圖8的燈進一步包括透明或半透明燈泡形(例如，球形、似球形、蛋形等)內部光學元件82，其為剛性的且可構造成擴散器，使得響應於光引擎12在燈泡形透明或半透明光學元件80內部產生照明，燈在跨越至少0 =
或優選跨越至少0 =
(其中，0°為「光燈泡」的「頂部」)的全向照明縱向範圍上發出全向照明。與LED裝置處於熱連通的散熱裝置包括翅片84，翅片84跨越在光學透明或半透明外部膜片80和剛性透明或半透明燈泡形內部光學元件82之間。在這個實施例中，剛性透明或半透明燈泡形內部光學元件82的內側限定內部空氣容積，並且外部空氣容積限定在內部光學元件82和外部膜片80之間。在散熱翅片84附近的槽口 86在內部容積和外部容積之間提供有限流體連通。機電換能器88在光學透明或半透明外部膜片80上起作用來引起外部膜片80的脈動式機械變形，外部膜片80與槽口 86協作來形成合成射流，合成射流將空氣流引導到附近的翅片84上。繼續參照圖7和8，全向燈的基座包括帶螺紋的「螺口類型」的連接器19，連接器19適於旋入傳統的螺口類型的插座中。因此，圖7和8的全向燈適於作為改型燈泡。基座可選地包含電子儀器，用於將IlOVa. c.或在螺口連接器19處接收到其它電壓輸入變換成適於驅動LED裝置12的經調節電功率。備選地，在圖7的實施例中，電線19a直接將高電壓a. c.連接到電路板14上，電路板14包含用於調節用以驅動LED裝置12的電功率的板上電路。在圖1的說明性實施例中，光學膜片62能位於燈泡60中的其它處，並且可選地處於不同的定向(例如，沿豎向定向)。通過將膜片62置於燈泡中，其能製造得較大，這促進低頻率(以便無噪聲)下的大空氣容積移置。在圖8的實施例中，光學膜片為燈泡形外部光學元件80,而燈泡形內部元件82是剛性的。但是,這個順序能反過來,或者兩個元件都能構造成促進合成射流的膜片。參照圖1-8，描述了各種燈實施例。但是，公開的主動冷卻方法更一般而言適於其它冷卻應用，諸如冷卻電子構件、散熱裝置等。在這樣的情況下，使用可為整個封殼的一部分的大面積膜片(其在這些非燈應用中可以可選地為在光學上不起作用的)使得在低共振頻率下能夠有較大的空氣容積移置和能夠運行。在用於冷卻包括電路板的電子構件的一些實施例中，膜片可大於電路板本身。參照圖9，示出電子構件冷卻應用。電子構件100(在圖8中以虛線顯示的內部構件)包括多個電子裝置，諸如集成電路(IC)裝置102和分立電子裝置104(諸如電阻器或電容器)，它們都設置在電路板106上。電子構件100設置在封殼110中,封殼110包括膜片112，膜片112形成封殼110的面向電子裝置102、104的頂部外壁(在某些實施例中，其可為透明或半透明)。兩個機電換能器114產生膜片112的脈動式機械變形。膜片112靠近電子構件100，並且包括開口 116，開口 116與脈動式機械變形協作來提供合成射流，合成射流被引導向電子構件100且主動冷卻電子構件100。在某些實施例中，膜片112比電子構件100具有更大的面積。雖然示出為平面式的，但是在某些實施例中，膜片112可為非平面的膜片。備選地或另外，散熱裝置能與在散熱裝置上運行的合成射流一起使用，如圖5中以說明性示例的方式顯示的那樣。以另一個方式說，在非燈實施例中，能在膜片42可選地為不透明的情況下使用圖5的構造，因為其在非燈應用中不透光。在某些實施例中，LED螢光(LFL)替代管可還包括機電換能器，用於產生通過LFL替代管的空氣流。圖10是LFL替代管118的實施例的透視圖，LFL替代管118具有在印刷電路板120的相對的側上設置成兩個線性陣列的LED裝置12，印刷電路板120延伸通過用作光學膜片的透明或半透明殼體或封殼122。在印刷電路板120的相對的側上具有LED裝置12使得來自LED裝置12的光能夠在LFL替代管118周圍整個360度上從LFL替代管118發出。但是，LFL替代管118不包括通過LFL替代管118的中心的線性散熱裝置。相反，示出的LFL替代管118可與用於引起通過LFL替代管118的冷卻空氣的其它器件結合起來使用。更具體而言，圖1lA是圓柱形管124的實施例的透視圖，圓柱形管124由柔性材料製成且具有對柔性材料應用的壓電膜。因而，當對壓電膜應用電流時，可使圓柱形管124的柔性材料變形。具體而言，對壓電膜應用的電流可使圓柱形管124縮短或伸長。實際上，在某些實施例中，交流電可使圓柱形管124以交替的方式縮短和伸長。例如，圖1lB是當壓電膜使圓柱形管124縮短時圖1lA的圓柱形管124的透視圖。當這個發生時，由於圓柱形管124縮短長度，空氣可被推出圓柱形管124的一端，如箭頭126示出的那樣。相反，圖1lC是當壓電膜使圓柱形管124伸長時圖1lA的圓柱形管124的透視圖。當這個發生時，由於圓柱形管124的內部容積128減小橫截面積，空氣可被推出圓柱形管124的一端，如箭頭130示出的那樣。使用圖11中示出的概念，對圓柱形管124應用的壓電膜可用來產生空氣流，空氣流可用來冷卻圖10中示出的LFL替代管118。例如，圖12是透明或半透明外部管132的實施例的透視圖，外部管132包圍圖10的LFL替代管118。如示出的那樣，在某些實施例中，圖11的圓柱形管124可設置在透明或半透明外部管132的一端處。當對圓柱形管124上的壓電膜應用電流時，如上面關於圖11描述的那樣，圓柱形管124可使冷卻空氣流過LFL替代管118，如箭頭134示出的那樣，從而在圖10的LFL替代管118內提供設置在印刷電路板120的相對的側上的LED裝置12的主動冷卻。在某些實施例中，可沿著透明或半透明外部管132和LFL替代管118的長度使用不止一個圓柱形管124，以提供通過LFL替代管118的冷卻空氣。如上面描述的那樣，壓電換能器是可用來產生本文描述的膜片的位移的許多類型的機電換能器中的一個，膜片的位移導致封殼內的容積移置，以促進空氣流穿過LED裝置12和/或其它電子裝置104，以用於主動冷卻LED裝置12和/或其它電子裝置104。實際上，在某些實施例中，被導致經歷位移的膜片本身可為壓電換能器的一部分。例如，圖13是壓電光學膜片136的實施例的截面側視圖，可起動壓電光學膜片136，以經歷線性位移。如上面描述的那樣，某些材料(例如，石英)為透明的且展現壓電性質，使得它們可用作整體式光學膜片/機電換能器，如圖13中示出的那樣。因而，通過使電流穿過壓電光學膜片136，壓電光學膜片136可沿垂直於較平坦的壓電光學膜片136的平面的方向線性地移位，如箭頭138示出的那樣。如上面描述的那樣，通過改變應用通過壓電光學膜片136的交流電，壓電光學膜片136可在相反的變形狀態140、142之間振蕩，從而使至少部分地由壓電光學膜片136限定的封殼的容積改變。另外，因為壓電光學膜片136是透明的，所以其還促進來自封閉在至少部分地由壓電光學膜片136限定的封殼內的LED裝置(例如上面描述的，LED裝置12)的光的分散。因此，圖13中示出的壓電光學膜片136可用作用於LED裝置的光學構件，以及使得能夠主動冷卻LED裝置。如將理解的那樣，在上面描述的實施例中的若干個實施例(諸如圖1-4示出的定向燈實施例)中，圖13的壓電光學膜片136可用作光學膜片20。但是，兩個因素限制對於壓電光學膜片136可能的相對於中心線的最大撓曲Amax的量(例如，在或者「向上」或者「向下」的方向上)。第一約束是圖13中示出的壓電光學膜片136的相對的端部144、146被固定(例如，以懸臂的方式固定)，並且因而，不允許壓電光學膜片136的整個長度響應於流過壓電光學膜片136的電流而變位。在許多實施例中,本文描述的光學膜片的相對的端部都將固定到任何給定設備(例如，本文描述的燈和電子構件)的一些點上。第二約束是即便壓電光學膜片136不在其相對的端部144、146處固定，由於壓電光學膜片136的固有的機械特性,壓電光學膜片136也僅能夠經歷一定量的垂直於壓電光學膜片136的平面的線性撓曲。換句話說，在垂直於壓電光學膜片136的平面的 方向上可能的最大撓曲△_的量的方面始終存在一些限制，如箭頭138示出的那樣。因此，其它實施例可包括相對的壓電促動器，其具有在某些實施例中可彼此大體平行地對準的表面；以及剛性地附連(例如，使得順從性片材能夠相對於壓電促動器基本不運動)到相對的壓電促動器的端部上的順從性片材。例如，圖14是在中性位置上的壓電促動式組件148的實施例的截面側視圖，壓電促動式組件148包括剛性地附連到相對的第一壓電促動器152和第二壓電促動器154上的順從性片材150。如圖14中示出的那樣，壓電促動器152、154的相應的第一端156、158被固定(例如，以懸臂的方式固定)，使得相應的第一端156、158沿水平方向160或豎向方向162的運動最小。應當注意，僅包括水平和豎向方向160、162，以協助論述當前實施例，並且它們不意圖為限制性的。例如，壓電促動式組件148可相對於水平和豎向方向160、162以任何方式定向。如還在圖14中示出的那樣，壓電促動器152、154的相應的第二端164、166牢固地且剛性地附連到順從性片材150的相對的第一端168和第二端170上。更具體而言，在某些實施例中，第一壓電促動器152的第二端164附連到順從性片材150的第一端168上，使得在第一壓電促動器152和順從性片材150之間形成大體90°角G1。類似地，在某些實施例中，第二壓電促動器154的第二端166附連到順從性片材150的第二端170上，使得在第二壓電促動器154和順從性片材150之間形成大體90°角02。但是，應當注意，圖14中示出的角^和G2僅表示在一個特定實施例的中性位置上定向的壓電促動組件148。在其它實施例中，如下面(例如，關於圖17-21)關於壓電促動式組件148更詳細地描述的那樣，當壓電促動式組件148在中性位置上時，01和02對於壓電促動式組件148可不同，使得壓電促動式組件148相對於特定中性位置而「預加載」。關於順從性片材150的用語「順從性」意圖表達順從性片材150由較柔性材料製成，當順從性片材150的第一端168和第二端170處形成的剛性連接點由於第一壓電促動器152和第二壓電促動器154中的彎曲而移動時，該材料能夠經歷垂直於順從性片材150的平面的方向上的變形。除了由較柔性材料製成之外，在某些實施例中，如本文中描述的那樣，順從性片材150可用作光學膜片，並且因而，製造順從性片材150的較柔性材料可製成也為透明或半透明的、反射性的等。第一壓電促動器152和第二壓電促動器154構造成使得當對第一壓電促動器152和第二壓電促動器154應用交流電時，順從性板150經歷在豎向方向162上的振蕩線性位移，如箭頭172示出的那樣。例如，圖15是當順從性片材150處於第一變形狀態時圖14的壓電促動式組件148的實施例的截面側視圖，而圖16是當順從性片材150處於第二變形狀態時圖14的壓電促動式組件148的實施例的截面側視圖。應當注意，假設所有其它特性都相等(例如，長度、厚度、材料類型等)，順從性片材150可能的最大撓曲△_大體大於圖13的壓電光學膜片136可能的最大撓曲A_。更具體而言，因為第一壓電促動器152和第二壓電促動器154由類似於圖13的那些壓電光學膜片136的壓電材料製成，所以第一壓電促動器152和第二壓電促動器 154的水平撓曲AhOT的量類似於圖13的壓電光學膜片136的水平撓曲的量。但是，由於第一壓電促動器152和第二壓電促動器154以及順從性片材150之間的剛性連接的原因，順從性片材150的最大撓曲Amax將比第一壓電促動器152和第二壓電促動器154的水平撓曲Ato更大。因而，使用第一壓電促動器152和第二壓電促動器154來使順從性片材150在圖15和16中示出的第一和第二變形狀態之間振蕩可使得能夠有來自內部容積174內的更大量的空氣容積移置，內部容積174至少部分地由第一壓電促動器152和第二壓電促動器154以及順從性片材150限定。但是，如圖15和16示出的那樣，順從性片材150的最大撓曲Aniax出現在假想線176上面和下面(例如，在豎向方向162上)，假想線176連接順從性片材150的第一端168和第二端170 (或第一壓電促動器152和第二壓電促動器154的相應的第二端164、166)。換句話說，順從性片材150的總撓曲的大致一半出現在內部容積174的外部，內部容積174至少部分地由第一壓電促動器152和第二壓電促動器154以及順從性片材150限定。在某些實施例中，由於空間約束的原因，可為有利的是設計壓電促動式組件148，使得順從性片材150 「預加載」在中性位置上，其中在中性位置上時，順從性片材150不平坦(具有平行於連接順從性片材150的第一端168和第二端170的假想線176的平面)。應當注意，雖然圖14-23示出具有用來使順從性片材15經歷振蕩線性位移的兩個壓電促動器152、154的壓電促動式組件148的實施例，但是在其它實施例中，壓電促動式組件148可僅包括一個壓電促動器152、154,而另一個壓電促動器152、154由不被促動且因此保持較固定就位的壁或板替代。換句話說，順從性片材150的端部168、170中的僅一個可附連到壓電促動器152、154上，而順從性片材150的相對的端部168、170附連到不被促動的壁或板上。因而，順從性片材150的撓曲主要將發生在順從性片材150的端部168、170處，端部168、170附連到壓電促動器152、154上，順從性片材150的另一端168、170保持較固定(例如，以懸臂的方式固定)到相對的固定壁或板上。例如，圖17是在構建預加載的壓電促動式組件148期間預加載的壓電促動式組件148的實施例的截面側視圖。如圖17中示出的那樣，第一壓電促動器152和第二壓電促動器154可首先安裝成使得壓電促動器152、154的相應的第一端156、158被固定(例如，以懸臂的方式固定)。一旦壓電促動器152、154的相應的第一端156、158固定,就可對第一壓電促動器152和第二壓電促動器154兩者應用直流電，使得第一壓電促動器152和第二壓電促動器154處於圖15中示出的第一變形狀態。在保持應用直流電並且第一壓電促動器152和第二壓電促動器154保持在圖17中示出的第一變形狀態中時，順從性片材150可安裝到第一壓電促動器152和第二壓電促動器154上，使得順從性片材150在第一壓電促動器152和第二壓電促動器154的頂部上攤平。換句話說，在保持對第一壓電促動器152和第二壓電促動器154應用直流電時，順從性片材150沿著連接順從性片材150的第一端168和第二端170 (或第一壓電促動器152和第二壓電促動器154的相應的第二端164、166)的假想線176攤平，並且順從性片材150的第一端168和第二端170剛性地附連到第一壓電促動器152和第二壓電促動器154的相應的第二端164、166上。例如，圖18是圖17的預加載的壓電促動式組件148的實施例的截面側視圖，其中，在對第一壓電促動器152和第二壓電促動器154應用直流電時，順從性片材150安裝到第一壓電促動器152和第二壓電促動器154上。因而，當對第一壓電促動器152和第二壓電促動器154應用直流電時，順從性片材150處於最小應力狀態，如圖17和18中示出的那樣。如示出的那樣，與圖14-16中示出的實施例相反，第一壓電促動器152的第二端164附連到順從性片材150的第一端168上，使得第一壓電促動器152和順從性片材150之間的角0:顯著小於90°。類似地，第二壓電促動器154的第二端166附連到順從性片材150的第二端170上，使得第二壓電促動器154和順從性片材150之間的角0 2也顯著小於90°。一旦順從性片材150已經剛性地附連到第一壓電促動器152和第二壓電促動器154上，就可移除對第一壓電促動器152和第二壓電促動器154應用的直流電。這樣做允許預加載的壓電促動式組件148回復到中性位置。例如，圖19是從第一壓電促動器152和第二壓電促動器154移除直流電之後在中性位置上的圖18的預加載的壓電促動式組件148的實施例的截面側視圖。如示出的那樣，用於預加載的壓電促動式組件148的中性位置包括順從性片材150變形成使得順從性片材150在是圖14-16中示出的實施例的內部容積174的空間內設置在第一壓電促動器152和第二壓電促動器154之間。換句話說，預加載的壓電促動式組件148的順從性片材150預先設置成朝向預加載的壓電促動式組件148的內部容積174而遠離最小應力狀態,這在圖17和18中示出。因此，當後續對第一壓電促動器152和第二壓電促動器154應用交流電時，順從性片材150在兩個變形狀態之間進行振蕩，變形狀態較靠近至少部分地由順從性片材150以及第一壓電促動器152和第二壓電促動器154限定的內部容積174。例如，圖20是當順從性片材150處於第一變形狀態時圖19的預加載的壓電促動式組件148的實施例的截面側視圖，而圖21是當順從性片材150處於第二變形狀態時圖19的預加載的壓電促動式組件148的實施例的截面側視圖。如圖20中示出的那樣，在某些實施例中，第一變形狀態可包括較靠近(並且，在某些實施例中，大體平行於)假想線176的順從性片材150，假想線176連接順從性片材150的第一端168和第二端170 (或第一壓電促動器152和第二壓電促動器154的相應的第二端164、166)。因而，在其中存在空間約束的環境中，向內部容積174預加載順從性片材150可證明為特別有益的。如上面描述的那樣，用第一壓電促動器152和第二壓電促動器154促動順從性片材150可比通過簡單地激勵壓電膜片而本來可能的情況導致更大的最大撓曲。另外，在某些實施例中，可對順從性片材150添加額外的配重，以進一步增大順從性片材150中可能的最大撓曲，由於額外的配重會產生額外的慣量。例如，圖22是帶配重的壓電促動式組件148的實施例的截面側視圖，帶配重的壓電促動式組件148使用對順從性片材150添加的額外的配重178，並且處於第一變形狀態，而圖23是處於第二變形狀態的圖22的帶配重的壓電促動式組件148的實施例的截面側視圖。雖然在圖22和23中示出為附連在順從性片材150的中點處的單個配重178，但是在其它實施例中，可對順從性片材150添加一個或多個配重，並且一個或多個配重可沿著順從性片材150以任何適合的方式間隔開，以產生順從性片材150的撓曲，這導致通過例如上面描述的合成射流有來自內部容積174的適當的空氣容積移置。額外的配重(一個或多個)178提供手段用於通過一般等式 = 來調節帶
配重的壓電促動式組件148的自然頻率，其中 是自然頻率，t是彈簧常數，並且《是質量。在其它實施例中，可使用用於實現順從性片材150的變形量的其它手段(例如，彈簧、電力、磁力、在後側上的加壓流體等)，以調節彈簧常數I的值，使得還調節帶配重的壓電促動式組件148的自然頻率。這些其它力可用作圖22和23中示出的額外的配重(一個或多個)178的備選方案，或用作用於額外的配重(一個或多個)178的補充力。在某些實施例中，上面關於圖14-23描述的壓電促動式組件148可設計成使得內部容積174至少部分地由順從性片材150以及第一壓電促動器152和第二壓電促動器154限定。但是，在其它實施例中，單獨的殼體或封殼可用來限定內部容積。例如，圖24是上面關於圖17-21描述的預加載的壓電促動式組件148的實施例的截面側視圖，預加載的壓電促動式組件148設置在具有至少一個空氣入口開口 182和至少一個空氣出口開口 184的殼體或封殼180內。更具體而言，示出的實施例包括在殼體180的相對的第一和第二側部側186、188上的兩個空氣入口開口 182，其中，第一側部側186位於第一壓電促動器152附近，並且和第二側部側188位於第二壓電促動器154附近。另外，示出的實施例包括殼體180的頂部側190中的單個空氣出口開口 184。如上面在圖20和21中示出的那樣，在對第一壓電促動器152和第二壓電促動器154應用交流電時，順從性片材150將在第一變形狀態(例如，圖20中示出)和第二變形狀態(例如，圖21中示出)之間振蕩，從而使空氣流過限定在封殼180和順從性片材150與相關聯的第一壓電促動器152和第二壓電促動器154之間的內部容積192，如空氣入口箭頭194和空氣出口箭頭196示出的那樣。圖14-24中示出的壓電促動式組件148的實施例可應用於上面關於圖1_12描述的任何實施例。例如，關於上面關於圖1-8和10-12描述的燈的所有實施例以及圖9的電子構件組件的實施例都可利用關於圖14-24的壓電促動式組件148描述的技術。作為示例，圖25是圖1的定向燈10的實施例的在線25-25內得到的局部截面側視圖，定向燈10利用上面關於圖14-24描述的壓電促動式組件148。在示出的實施例中，第一壓電促動器152等效於圖1中示出的換能器22，並且順從性片材150等效於圖1的光學膜片20。因而，如上面描述的那樣，順從性片材150可由基本透明或半透明的材料製成。雖然示出為大體垂直於順從性片材150的平面而對準，但是在其它實施例中，第一壓電促動器152可大體垂直於聚光反射器16的表面198而對準。此外，因為圖1的定向燈10是圓形的，即延伸完整的360度，所以圖25中示出的壓電促動式組件148實際上可不具有本文描述的第一壓電促動器152和第二壓電促動器154，而是相反，可包括圍繞定向燈10延伸360度的單個壓電促動器延伸360，或大體圍繞定向燈10相等地間隔開的一定數量的分立壓電促動器。此外，圖14-24的壓電促動式組件148可實現在圖1_12中示出的其它實施例中。例如，在某些實施例中，順從性片材150可為圖3中示出的集成式透鏡和光學膜片20』，或圖4中示出的反射光學膜片20』 』，在各個情況下，換能器22』、22』 』 』為圖14-24的壓電促動器。在其它實施例中，順從性片材150可為圖5的面板燈的頂壁42，換能器44為圖14-24的壓電促動器。在其它實施例中，順從性片材150可為圖9的電氣構件組件的膜片112，換能器114為圖14-24的壓電促動器。實際上，本發明的實施例的上面的詳細描述不意圖為詳盡的或將本發明限於上面公開的精確形式。雖然在上面出於說明性目的描述本發明的具體實施例和示例，但是各種等效修改在本發明的範圍內是可行的，如相關領域中技術人員將認可的那樣。例如，雖然已給定順序提供了步驟，但是備選實施例可以不同的順序執行步驟。本文描述的各種實施例還可組合起來提供另外的實施例。根據前述內容，將理解，已經出於示出的目的在本文描述本發明的具體實施例，但是未詳細顯示或描述熟知的結構和功能，以避免不必要地模糊本發明的實施例的描述。在上下文容許的情況下，單數或複數用語還可分別包括複數或單數用語。此外，參照兩個或更多物品的列表，除非詞語「或」清楚地限於表示僅單個物品，不包括其它物品，否則「或」在這種列表中的使用應當解釋為包括(a)列表中的任何單個物品，(b)列表中的所有物品，或(C)列表中的物品的任何組合。另外，用語「包括」在全文中用來表示包括至少敘述的特徵(一個或多個)，使得不排除任何更大數量的相同特徵和/或額外的類型的其它特徵。將還理解，出於示出的目的在本文描述了具體實施例，但是可作出各種修改，而不偏離本發明。本書面描述使用實例來公開本發明，包括最佳模式，並且還使本領域任何技術人員能夠實踐本發明，包括製造和使用任何裝置或系統，以及執行任何結合的方法。本發明的可取得專利的範圍由權利要求限定，並且可包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這樣的其它實例具有不異於權利要求的字面語言的結構元素，或者如果這樣的其它實例包括與權利要求的字面語言無實質性差異的等效結構元素，則它們意圖處於權利要求的範圍之內。
權利要求
1.一種設備，包括 至少一個電子構件； 封閉所述至少一個電子構件的封殼，所述封殼包括由膜片限定的至少一個壁； 機電換能器，其構造成產生所述膜片的脈動式機械變形；以及在所述封殼中的一個或多個開口，其用於促進來自所述封殼內的空氣容積移置，其中，所述空氣容積移置由所述膜片的脈動式機械變形提供。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述至少一個電子構件包括至少一個發光二極體(LED)裝置。
3.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述膜片是包括透明或半透明光學擴散器的光學膜片。
4.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述膜片是包括波長變換元件的光學膜片，所述波長變換元件包含至少一種磷化合物。
5.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述膜片是包括折射透鏡的光學膜片。
6.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述膜片是包括反射表面的光學膜片。
7.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述至少一個電子構件包括 電路板；以及 設置在所述電路板上的多個電子裝置，所述電子裝置選自由集成電路(IC)裝置和分立電子裝置組成的組。
8.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述機電換能器包括 第一壓電促動器，其在所述第一壓電促動器的第一端處固定，並且在所述第一壓電促動器的第二端處剛性地附連到所述膜片的第一端上；以及 第二壓電促動器，其在所述第二壓電促動器的第一端處固定，並且在所述第二壓電促動器的第二端處剛性地附連到所述膜片的第二端上； 其中，對所述第一壓電促動器和第二壓電促動器應用交流電會產生所述膜片的脈動式機械變形。
9.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，由所述膜片的脈動式機械變形提供的所述空氣容積移置和所述一個或多個開口的尺寸選擇成使得所述膜片的脈動式機械變形提供的所述空氣容積移置產生至少一個合成射流，所述至少一個合成射流布置成提供所述至少一個電子構件的主動冷卻。
10.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述機電換能器構造成產生所述膜片的脈動式機械變形，其中，所述脈動式機械變形的處於高於1500HZ的頻率的頻率分量構成所述脈動式機械變形的總幅度的不超過10%。
11.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述機電換能器構造成以小於IOOHz的主頻率產生所述膜片的脈動式機械變形。
12.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述封殼包括作為管狀膜片的所述膜片。
13.—種壓電促動式組件，包括 第一壓電促動器，其在所述第一壓電促動器的第一端處固定； 第二壓電促動器，其在所述第二壓電促動器的第一端處固定；以及順從性片材，其具有剛性地附連到所述第一壓電促動器的第二端上的第一端，以及剛性地附連到所述第二壓電促動器的第二端上的第二端； 其中，對所述第一壓電促動器和第二壓電促動器應用交流電會產生所述順從性片材的脈動式機械變形。
14.根據權利要求13所述的壓電促動式組件，其特徵在於，所述順從性片材預加載成使得當不對所述第一壓電促動器和第二壓電促動器應用交流電時，所述順從性片材變形離開最小應力狀態。
15.根據權利要求13所述的壓電促動式組件，其特徵在於，包括附連到所述順從性片材上的額外的配重。
16.根據權利要求13所述的壓電促動式組件，其特徵在於，包括設置在所述順從性片材以及所述第一壓電促動器和第二壓電促動器周圍的封殼。
17.根據權利要求16所述的壓電促動式組件，其特徵在於，所述封殼包括至少一個開口，其中，通過所述壓電促動式組件，經由所述至少一個開口，由所述順從性片材的脈動式機械變形提供空氣容積移置。
18.根據權利要求13所述的壓電促動式組件，其特徵在於，所述順從性片材包括固態照明裝置的光學膜片。
19.根據權利要求13所述的壓電促動式組件，其特徵在於，所述順從性片材包括包圍至少一個電子構件的封殼的壁。
20.—種設備,包括 至少一個電子構件； 封閉所述至少一個電子構件的封殼，所述封殼包括由膜片限定的至少一個壁；以及 壓電促動器，其在第一端處固定，並且在第二端處剛性地附連到所述膜片上； 其中，對所述壓電促動器應用交流電會產生所述膜片的脈動式機械變形。
全文摘要
提供一種設備，其包括至少一個電子構件。該設備還包括封閉至少一個電子構件的封殼。封殼包括由膜片限定的至少一個壁。該設備進一步包括壓電促動器，壓電促動器在第一端處固定且在第二端處剛性地附連到膜片上。對壓電促動器應用交流電會產生膜片的脈動式機械變形。
文檔編號F21V29/02GK103052846SQ201180041022
公開日2013年4月17日 申請日期2011年8月23日 優先權日2010年8月25日
發明者R.沙馬, S.E.小韋弗, G.H.屈恩斯勒, M.阿里克, G.R.艾倫, J.M.納爾 申請人:通用電氣公司