專利名稱：具有實質(zhì)密封led的基于led的照明單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體針對基于LED的照明単元。更具體地，于此公開的各種發(fā)明方法和設(shè)備涉及具有多個LED的基于LED的照明単元，該多個LED被隔開外部環(huán)境實質(zhì)地密封。
背景技術(shù)：
數(shù)字照明技木，即基于諸如發(fā)光二極管(LED)的半導(dǎo)體光源的照明對傳統(tǒng)的熒光燈、HID、以及白熾燈提供了可行的替代。LED的功能性優(yōu)點和益處包括高的能量轉(zhuǎn)換和光效率、耐久性，低的操作成本，以及許多其它優(yōu)點和益處。LED技術(shù)的最近發(fā)展提供了高效且耐用的全光譜光源，其支持在許多應(yīng)用中的各種照明效果。ー些配置了這些源的器材以照明模塊和處理器為特征，該照明模塊包括ー個或多個能夠產(chǎn)生不同顔色，例如紅色、緑色、和藍色的LED，該處理器用于獨立控制LED的輸出以便產(chǎn)生各種顏色和變色的照明效果，例如如通過引用結(jié)合于此的U.S.專利N0.6，016，038和6，211，626中詳細討論的。通常設(shè)計采用LED光源的照明器材以便提供對照明器材的光學系統(tǒng)的ー個或多個方面的入口保護。入口保護通常指隔開ー些不期望的外部物體如固體異物(例如，灰塵、花粉)和/或液體(例如水)而提供的保護程度。例如，在一些基于LED的照明器材中，可以密封LED隔開不期望的外部物體。同樣，例如，在ー些LED照明器材中，也可以可選地密封其他電氣元件(例如LED耦合至的電路板)和/或照明器材的光學系統(tǒng)的其他元件以隔開不期望的外部物體。在一些基于LED的照明器材中，光學系統(tǒng)的LED和其他兀件可以被封閉在外殼中，該外殼具有在外殼中的開口上實質(zhì)地密封的透明或半透明玻璃部分。外殼和半透明玻璃部分共同地為光學部分提供一定程度的入口保護并且通常是提供的入口保護的唯一形式。雖然這種照明器材可以提供一定程度的入口保護，但其密封部分可能易于損壞、昂貴、冗余，可能非預(yù)期地改變ー個或多個LED的光輸出，可能阻礙方便進入外殼內(nèi)部，和/或可能呈現(xiàn)其他缺陷。在另ー個LED照明器材中，透明樹脂直接應(yīng)用于LED上用以為LED提供一定程度的入口保護。雖然這種LED照明単元可以對LED提供入口保護，其樹脂可能非預(yù)期地改變LED的一個或多個光輸出特性，可能難以精確應(yīng)用，可能不能合適地保護光學系統(tǒng)的其他電氣元件，和/或可能呈現(xiàn)其他缺陷。因此，本領(lǐng)域需要提供一種改進的基于LED的照明単元，其具有多個隔開外部環(huán)境實質(zhì)地密封的LED并且可以可選擇地解決ー個或多個前述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本公開內(nèi)容涉及用于具有多個隔開外部環(huán)境被實質(zhì)密封的LED的基于LED的照明単元的發(fā)明方法或設(shè)備。例如，基于LED的照明単元可以包括安裝表面和多個耦合到安裝表面的LED。也可提供多個光學零件，每個光學零件具有與安裝表面相鄰地圍繞多個LED中的至少ー個LED的基座?；贚ED的照明単元還可以包括鄰接光學零件并且在光學零件之間延伸的弾性層。彈性層和光學零件可以用于協(xié)作地實質(zhì)密封多個LED隔開外部環(huán)境。粘結(jié)層可以可選擇地插入光學零件和安裝表面之間和/或彈性層和安裝表面之間。同樣，在彈性層和/或一部分光學零件的頂上可以可選擇地提供剛性層。當提供剛性層吋，剛性層可以與安裝表面協(xié)作以壓緊光學零件和/或弾性層。通常，在ー個方面，提供具有安裝表面的基于LED的照明単元?；贚ED的照明単元包括多個LED、粘結(jié)層、多個光學零件、以及彈性層。LED耦合到安裝表面并且每個LED具有發(fā)光部分。粘結(jié)層在安裝表面頂上并且不與至少ー些LED的發(fā)光部分接觸。每個光學零件具有與粘結(jié)層接觸地圍繞多個LED中的至少ー個LED的基座。至少ー些光學零件能單獨地圍繞至少ー個LED安置。彈性層與粘結(jié)層接觸并鄰接光學零件并且在光學零件之間延伸。基于LED的照明単元被配置為隔開外部物體實質(zhì)地密封LED。在一些實施例中，彈性層延伸超過安裝表面的邊緣并且唇接在安裝表面的邊緣上。在一些實施例中，每個光學零件能單獨地圍繞至少ー個LED放置。在一些實施例中彈性層鄰接每個光學零件的整個基座。在一些實施例中，基于LED的照明單元還包括弾性層頂上的剛性層。在那些實施例的版本中，剛性層疊覆一部分光學零件。在那些實施例的版本中，剛性層和安裝表面共同提供對彈性層和光學零件的至少之ー的壓縮力。在那些實施例的版本中，剛性層延伸超過彈性層的邊緣并且唇接在彈性層的邊緣上。一般，在另一方面，提供了具有安裝表面的基于LED的照明単元?；贚ED照明單元包括多個LED、多個光學零件、彈性層、以及剛性層。LED耦合到安裝表面并且每個LED具有發(fā)光部分。每個光學零件具有鄰近安裝表面的圍繞LED中的至少ー個LED的基座。弾性層在光學零件之間延伸并且鄰接和包圍每個光學零件的基座。剛性層在弾性層的頂上并且在每個光學零件的一部分的頂上。剛性層與在每個光學零件基座和弾性層之間的鄰接處重疊?；贚ED的照明単元被配置為隔開外部物體實質(zhì)地密封LED。在一些實施例中,粘結(jié)層被插在光學零件的基座和安裝表面之間。在一些實施例中，粘結(jié)層被插在彈性層和安裝表面之間。在一些實施例中，剛性層以及安裝表面共同提供對彈性層和光學零件的至少之ー的壓縮力。在那些實施例的版本中，剛性層和安裝表面共同提供對彈性層和光學零件的壓縮力。在一些實施例中，彈性層延伸超過安裝表面的邊緣并且唇接在安裝表面的邊緣之上。在一些實施例中，彈性層與每個光學零件的基座的靠近它的鄰接處的表面基本成平面。通常，在另一方面提供了具有安裝表面的基于LED的照明単元?；贚ED照明單元包括多個LED、多個光學零件、彈性層、以及剛性層。LED耦合到安裝表面并且每個LED具有發(fā)光部分。每個光學零件鄰近安裝表面的圍繞LED中的至少ー個LED的基座。弾性層鄰近光學零件并在光學零件之間延伸。剛性層在弾性層頂上并且在每個光學零件的一部分的頂上。剛性層與在每個光學零件和弾性層之間的鄰接處重疊，并且剛性層和安裝表面共同提供對彈性層和光學零件至少之ー的壓縮力。在一些實施例中，粘結(jié)層被插在彈性層和安裝表面之間。
在一些實施例中，粘結(jié)層被插在光學零件的基座和安裝表面之間。在那些實施例的版本中，粘結(jié)層插在彈性層和安裝表面之間。在一些實施例中，至少一個光學零件包括離軸反射棱鏡。如這里出于本公開內(nèi)容的目的而使用的那樣，應(yīng)當理解術(shù)語“LED”包括能夠響應(yīng)于電信號來生成輻射的任何電致發(fā)光二極管或者其它類型的基于載流子注入/結(jié)的系統(tǒng)。因此，術(shù)語LED包括但不限于響應(yīng)于電流來發(fā)射光的各種基于半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)、發(fā)光聚合物、有機發(fā)光二極管(OLED)、電致發(fā)光帶等。具體而言，術(shù)語LED指代可以被配置用于在紅外線光譜、紫外線光譜和可見光譜(一般包括從近似400納米到近似700納米的輻射波長)的各種部分中的一個或者多個光譜中生成輻射的所有類型的發(fā)光二極管(包括半導(dǎo)體和有機發(fā)光二極管)。LED的一些例子包括但不限于各種類型的紅外線LED、紫外線LED、紅色LED、藍色LED、綠色LED、黃色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED (下文進一步討論)。也應(yīng)當理解LED可以被配置和/或控制用于生成針對給定的光譜(例如窄帶寬、寬帶寬)具有各種帶寬(例如半高全寬或者FWHM)并且在給定的通用顏色分類內(nèi)具有多種主導(dǎo)波長的輻射。例如，被配置用于生成基本上白光的LED(例如白色LED)的一個實施方式可以包括分別發(fā)射不同電致發(fā)光光譜的多個裸芯，這些電致發(fā)光光譜組合地混合以形成基本上白光。在另一實現(xiàn)方式中，白光LED可以與將具有第一光譜的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換成不同第二光譜的磷光體材料關(guān)聯(lián)。在這個實施方式的一個示例中，具有相對短波長和窄帶寬光譜的電致發(fā)光“泵浦”磷光體材料，其繼而輻射具有些稍更寬光譜的較長波長的輻射。應(yīng)當理解的是，術(shù)語LED不限制于物理和/或電氣封裝類型的LED。例如，如上所討論的，LED可以指具有被配置成分別發(fā)出不同輻射光譜的多個裸芯(例如，可以或可以不單獨可控)的單個發(fā)光設(shè)備。同時，LED可以與被認作LED (例如一些類型的白色LED)的整體部分的磷光體關(guān)聯(lián)。一般而言，術(shù)語LED可以指封裝的LED、非封裝的LED、表面貼裝LED、板上芯片(chip-on-board) LED、T封裝LED、徑向封裝LED、功率型封裝LED、包括一些裝箱和/或光學元件(例如，擴散透鏡)類型的LED等。術(shù)語“光源”應(yīng)理解為指任何一種或多種不同的輻射源，包括但不限制于基于LED的光源(包括一個或多個如上所定義的LED)、白熾光源(例如，白熾燈，鹵素燈)、熒光燈光源、磷光光源、高強度放電光源(例如，鈉蒸氣，萊蒸氣，和金屬齒化物燈)、激光器、其他類型的電致發(fā)光光源、熱發(fā)光光源(例如，火焰)，蠟燭發(fā)光光源(例如，汽燈罩、電弧輻射源)、光致發(fā)光的光源(例如，氣體放電光源)、使用電子飽和的陰極發(fā)光光源、電流發(fā)光光源、結(jié)晶發(fā)光光源、顯像管發(fā)光光源、熱發(fā)光光源、摩擦發(fā)光光源，聲致發(fā)光光源、福射發(fā)光源、和發(fā)光聚合物。給定的光源可以被配置為在可見光光譜中、可見光譜以外或它們的組合中產(chǎn)生的電磁輻射。因此于此互換地使用術(shù)語“光”和“輻射”。此外，光源可以包括一個或多個濾波器(例如，彩色濾光片)、鏡片、或其他光學元件作為組成部分。同樣，應(yīng)當理解的是，光源可以被配置為用于多種應(yīng)用，包括但不限于指示、顯示、和/或照明。“照明源”是特別被配置為生成具有足夠強度的輻射以有效照明內(nèi)部或外部空間的光源。在本文中，“足夠強度”是指在空間或環(huán)境中產(chǎn)生的可見光譜中的足夠輻射功率(單位“流明”通常被用來在輻射功率或“光通量”方面表示在所有方向來自光源的總的光輸出)以便提供環(huán)境照明(即，可以被間接察覺以及可以例如在全部或部分被察覺前被多個居間表面中的一個或多個反射回的光。)于此使用術(shù)語“照明器材”涉及一個或多個照明單元在特定的外型規(guī)格、組件或封裝下的實施方式或布置。于此使用的術(shù)語“照明單元”涉及包括一個或多個相同或不同類型的光源的裝置。給定的照明單元可以具有各種用于(多個)光源的安裝布置、包裝/外殼布置以及形狀、和/或電氣和機械連接配置中的任意一個。此外，給定的照明單元可以可選擇地與各種與(多個)光源操作相關(guān)的其他元件(例如，控制電路)相關(guān)聯(lián)(例如，包括、被耦合至和/或被封裝在一起)?！盎贚ED的照明單元”是指單獨包括如上所討論的一個或多個基于LED的光源、或與其他非基于LED的光源相結(jié)合的照明單元?！岸嗤ǖ馈闭彰鞴庠词侵赴ㄖ辽賰蓚€被配置為分別產(chǎn)生不同的輻射光譜的光源的基于LED或非基于LED的照明單元，其中每個不同光源光譜可以被稱為多通道照明單元的“通道”。應(yīng)當理解的是，上述概念以及以下更詳細討論的附加概念(假設(shè)這些概念并不互相矛盾)的各種組合被視為于此公開的發(fā)明主題的一部分。特別地，本公開內(nèi)容出現(xiàn)的要求保護的主題的所有組合被視為于此公開的發(fā)明主題的一部分。應(yīng)當理解的是于此明確采用的、也可以出現(xiàn)在通過引用而結(jié)合的任何公開中的術(shù)語應(yīng)當賦予與于此公開特定概念最一致的意義。


在附圖中，貫穿不同視圖的相似參考標記通常是指代相同的部分。而且，附圖未必按比例，通常代之以重點闡述本發(fā)明的原理。圖1圖示了具有實質(zhì)地密封的LED的基于LED的照明單元的實施例的底部分解透視圖。圖2圖示了圖1的基于LED的照明單元的安裝表面、LED、和粘結(jié)層的頂部透視圖；該粘結(jié)層被示出為從安裝表面分解開。圖3圖示了圖1的基于LED的照明單元的安裝表面、LED、和粘結(jié)層的頂部透視圖；該粘結(jié)層被示出在安裝表面頂上。圖4圖示了圖1的基于LED的照明單元的安裝表面、LED、粘結(jié)層、和光學零件的頂部透視圖；多個光學零件被放置成與粘結(jié)層接觸地圍繞LED ;所示的一個光學零件被示出為從LED中的一個LED分解開。圖5圖示了圖1的基于LED的照明單元的光學零件和彈性層的頂部透視圖；光學零件被放置成與粘結(jié)層接觸地圍繞LED ;彈性層與光學零件鄰接并且在光學零件之間延伸，并且與粘合層接觸。圖6圖示了圖1的基于LED的照明單元的剛性層和光學零件的頂部透視圖；剛性層在彈性層頂上并且在光學零件的一部分頂上。圖7圖示了沿圖6的剖面線7-7的基于LED照明單元的剖面圖。
具體實施例方式LED照明器材已設(shè)計為將LED封閉在具有透明或半透明的玻璃部分的外殼中，透明或半透明的玻璃部分在外殼的開口上被實質(zhì)地密封。外殼和玻璃部分對LED共同提供一定程度的入口保護。LED照明器材也被設(shè)計為將LED封閉在透明或半透明樹脂中以對LED提供一定程度的入口保護。雖然這種照明器材可以提供入口保護，但他們具有一個或多個缺陷。例如其密封方面可能是易于損壞的、昂貴的、數(shù)量過大的、難以應(yīng)用，可能不期望地改變一個或多個LED的光輸出，和/或可能阻礙方便地進入外殼內(nèi)部和/或光學系統(tǒng)。因此，申請人已經(jīng)認識到并理解，本領(lǐng)域需要提供一種改進的基于LED的照明單元，其具有隔開外部環(huán)境的多個實質(zhì)地密封的LED，并且可以可選擇地解決上述缺陷中的一個或多個。更概括地，申請人已經(jīng)認識到并理解，提供利用至少多個光學零件和彈性層的基于LED的照明以便隔開外部環(huán)境實質(zhì)地密封LED是有益的，其中每個光學零件被提供成圍繞至少一個LED并且彈性層在光學零件之間延伸。鑒于上述情況，本發(fā)明的各種實施例和實現(xiàn)方式針對基于LED的照明單元，其包括安裝表面、多個耦合到安裝表面的LED、多個光學零件(其中每個光學零件圍繞多個LED中的至少一個LED)，以及鄰接光學零件并在光學零件之間延伸的彈性層。彈性層和光學零件可以用于協(xié)作地隔開外部環(huán)境實質(zhì)地密封多個LED。粘結(jié)層可以可選擇地插入在光學零件和安裝表面和/或彈性層和安裝表面之間。同樣，可以可選擇地提供剛性層在彈性層和/或光學零件的一部分的頂上。參考圖1，基于LED的照明單元10的實施例包括LED板20、粘結(jié)層40、光學零件52的集合50、彈性層60、以及剛性層70，其從圖1中彼此分解開的底部透視圖示出。如于此附加詳細描述的，可以可選擇地提供基于LED的照明單元10的代替實施例而沒有于此描繪或描述的一個或多個元件。參考圖2和圖3，描繪了 LED板20和粘結(jié)層40的頂部透視圖。圖2中示出的粘結(jié)層40從LED板20分解開并且在圖3中示出為耦合到LED板20的安裝表面22的頂上。圖2和圖3中描繪的粘合層40為基本透明的以提供基于LED照明單元10的其他方面的更好的視圖。應(yīng)當理解的是，雖然粘結(jié)層40在一些實施例中可能是透明的，但在其他的實施例中粘結(jié)層40也可以是半透明或者不透明的。在安裝表面22上提供了 49個LED 30。每個LED 30包含通過其從LED 30發(fā)射光的發(fā)光部分32。電氣連接7經(jīng)由電線5與LED 30電氣連接并選擇性地對LED 30提供功率，電線5可以選擇性地電氣連接至電源。電線5從電氣連接7延伸并且通過在LED板20中的槽口 24。在一些實施例中，粘結(jié)層40可以是可從3M 獲得的VHB 雙面膠。LED板20包括多個緊固件開口 29，該多個緊固件開口 29當粘結(jié)層40耦合至安裝表面22時與粘結(jié)層40的某些緊固件開口 49對準。如于此附加詳細描述的，緊固件開口 29和49使緊固件3 (圖1、圖6、圖7)能通過其延伸用以將彈性層60和/或剛性層70耦合至LED板20。粘結(jié)層40也包括多個LED開口 42，該多個LED開口 42當粘合層40耦合至安裝表面22時與LED 30對準。因此，當粘結(jié)層耦合至安裝表面22時，粘合層40將圍繞LED30并且不與LED 30接觸。LED板20也包括多個第二緊固件開口 27，當粘結(jié)層40耦合至安裝表面22時緊固件開口 27與粘結(jié)層40的某些緊固件開口 49對準。第二緊固件開口 27可以可選擇地使緊固件從其延伸以將LED板20耦合至外殼或其他結(jié)構(gòu)。第二緊固件開口 27可以替換地被耦合至從LED板20向后延伸的軸轂(boss)從而將LED板20耦合至外殼或其他結(jié)構(gòu)。當安裝基于LED的照明單元10至照明器材中時，可以利用替代方法和/或結(jié)構(gòu)以將LED板20和/或基于LED的照明單元10的其他部分至外殼或其他結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，LED板20可以是金屬芯印刷電路板，諸如例如鋁芯印刷電路板。雖然于此圖示和描述了具體的LED板20和LED 30的布置，受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會認識到，在替代實施例中可以利用包含LED安裝表面的可替代的LED支撐結(jié)構(gòu)。例如，在一些實施例中的LED的支撐結(jié)構(gòu)可以是非平面的、可以是可替換地成形的，和/或可以包括多個單獨的LED支撐結(jié)構(gòu)如多個LED板。此外，可以提供可替代的數(shù)目和/或布置的LED 30。例如，可以提供更多或更少的LED，可以提供不同LED封裝的一個或多個LED，可以提供LED在非對稱布置中，和/或LED可以是相對于彼此為非平面的。同樣，雖然于此圖示和描述了具體的粘結(jié)層40，受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會認識到可以提供可替代的粘結(jié)層。例如，在替代實施例中，可以提供粘結(jié)層為多片，可以設(shè)置有不同的貫穿的放置開口，或可以不提供為片狀(例如，可以施加為液體形式或凝膠形式)。此外，在一些基于LED照明單元的實施例中可以省略粘結(jié)層40。參考圖4，圖示了 LED板20、粘結(jié)層40、光學零件52的集合50的頂部透視圖。該集合50包括四十九個光學零件52。四十八個光學零件52的每個光學零件被圖示為放置在單個LED 30之上并且圍繞單個LED 30，并且與粘結(jié)層40接觸。一個光學零件54被示出為從一個LED 30和粘結(jié)層40分解開。每個光學零件52包括基部55，當光學零件52放置在一個LED 30之上并且圍繞一個LED 30時，基部55至少部分地與粘結(jié)層40接觸并且粘結(jié)地耦合至粘結(jié)層40。在圖示的實施例中基座包括基本是平面的頂面57。每個光學零件52還包括耦合至基座55并且延伸遠離基座55的反射棱鏡54。描繪的光學零件52被配置為準直通過單個LED 30向著反射棱鏡54的面發(fā)射的光。反射棱鏡的面然后重定向以相對于單個LED 30的主光輸出軸成離軸的大體方向引向其的準直光的絕大部分。當光學零件52被放置成圍繞LED 30時，LED 30實質(zhì)地被LED板20和光學零件52封閉。在一些實施例中，光學零件52可以是來自飛利浦Lumec的LifeLED 的光學零件。雖然于此細節(jié)描述了特定的光學零件52，應(yīng)當理解的是于此描述的基于LED的照明單元可以利用可替代的光學零件。例如，在可替代的實施例中，可以提供不重定向以相對于主LED軸成大體離軸的方向從LED輸出光的光學零件。同樣，例如，在可替代的實施例中，可以提供非準直光學零件。同樣，例如，在可替代實施例中，可以提供可以放置在多個LED30之上并且在圍繞多個LED 30的光學零件。同樣，例如，在可替代的實施例中，一個或多個光學零件可以彼此耦合。同樣，例如，在可替代實施例中，光學零件可以具有可替代的基座結(jié)構(gòu)，諸如如可替代的形狀的基座，可替代的尺寸的基座，和/或具有非平面頂面的基座。此外，應(yīng)當理解的是，單個基于LED照明單元可以組合多個于此配置的獨特的光學零件。參考圖5，示出了彈性層放置在圖4中所示的LED板20、粘結(jié)層40、和光學零件52的集合50的頂上。彈性層60包括多個光學零件開口 62(圖1)用于使至少一部分光學零件52從其延伸穿過。如于此附加詳細描述的，彈性層60鄰接光學零件52并在光學零件52之間延伸，并且至少部分在粘結(jié)層40的頂上并且與粘結(jié)層40接觸。彈性層60包括多個緊固件開口 69，當彈性層60放置在粘結(jié)層40和LED板20的頂上時，緊固件開口 69與LED板20的緊固件開口 29以及粘結(jié)層40的緊固件開口 49對準。緊固件開口 69使緊固件3從其延伸穿過用于將彈性層60耦合至LED板20。彈性層60包括鄰接光學零件52的基座55并且與基座55的頂面57基本是平面的凹陷區(qū)域64。如于此附加詳細描述的，彈性層60延伸超過LED板20的邊緣并且唇接在LED板20的邊緣之上。在一些實施例中，彈性層60可以具有在40A或更少的硬度計測量值。在一些實施例中，彈性層60可以具有在大約40A到大約80A的范圍內(nèi)的硬度計測量值。在一些實施例中，彈性層可以是熱塑彈性體(TPE)。在一些實施例中，彈性層可以是可從?？松梨诨?Exxon Mobile Chemical)獲得的Santoprene 0彈性層60還包括多個從凹陷區(qū)域64向上延伸的凸起6Ib。設(shè)計凸起6Ib的尺寸并且定位凸起61b使得被容納在剛性層70的相應(yīng)的凹陷71b (圖1)中。凸起61b和凹陷71b可以可選擇地輔助剛性層70恰當?shù)仃P(guān)于彈性層60對準并且可以可選擇地嚙合裝配彼此。彈性層60還包括多個凹陷61a，該多個凹陷61a關(guān)于彈性層60的圍繞上表面66的至少一些凹陷。設(shè)計凹陷61A的尺寸并且定位凹陷61A以使得容納剛性層70的相應(yīng)凸起71A(圖1)。凹陷61a和凸起71a可以可選擇地輔助剛性層70恰當?shù)仃P(guān)于彈性層60對準并且可以可選擇地嚙合裝配彼此。雖然于此描述了具體的彈性層60，應(yīng)當理解的是在于此描述的基于LED的照明單元可以利用可替換彈性層。例如，在可替代的實施例中，彈性層可以提供為多塊，或可以具有放置的貫穿的開口，或具有成形的貫穿的開口，具有不同的對準結(jié)構(gòu)，和/或沒有對準結(jié)構(gòu)。圖6圖示了放置在圖5所示的LED板20、粘結(jié)層40、光學零件52的集合50、和彈性層60的頂上的剛性層70的頂部透視圖。剛性層70包括多個用于使光學零件52的至少一部分能從其延伸穿過的光學零件開口 72(圖1)。如于此附加詳細描述的，剛性層70在彈性層60的頂上并且在彈性層60和光學零件52之間的鄰接處之上延伸。剛性層70包括多個緊固件開口 79(圖1)，當剛性層70放置在彈性層60、粘結(jié)層40和LED板20的頂上時，緊固件開口 79與彈性層60的緊固件開口 69、LED板20的緊固件開口 29以及粘結(jié)層40的緊固件開口 49對準。緊固件開口 79使緊固件3能夠從其延伸穿過以將剛性層70耦合至LED板20。如于此附加詳細描述的，剛性層70延伸超過彈性層60邊緣并且唇接在彈性層60的邊緣之上，并且也延伸超過LED板20的邊緣。在一些實施例中，剛性層70可以可選擇地包含聚碳酸酯或鋁。可選擇地，剛性層70可以被噴漆。參考圖7，圖示了基于LED的照明單元沿著圖6的剖面線7_7的剖視圖。光學零件52的接觸面56被示出為與粘結(jié)層40 (剖面中可視為在安裝表面22頂上的黑色線)接觸。也可以看出，彈性層60的部分與粘結(jié)層40接觸。接觸面56圍繞LED 30和LED發(fā)光部分32。光學零件52的基座55包括鄰接限定彈性層60的光學零件開口 62的壁63的側(cè)面58。側(cè)面58和壁63可以彼此過盈配合。如在圖7中圖示的，在描繪的實施例中，彈性層60的凹陷區(qū)域64與基座55的頂面57是基本平面的。彈性層60的倒角部分(chamferedportion)在凹陷區(qū)域64和彈性層60的頂面66之間延伸。剛性層70包括提供在凹陷區(qū)域64和一部分頂面57的頂上的覆蓋部分74。每個光學零件開口 72包括壁73，其限定光學零件開口 72以及在壁73和剛性層70的頂面之間延伸的倒角部分。剛性層70的光學零件開口 72具有比彈性層60的光學零件開口 62小的直徑，并且具有比基座55的側(cè)面58小的直徑，因此造成剛性層70覆蓋在彈性層60和基座55之間的鄰接處。彈性層60的邊緣部分67在圖7中可視并且唇接在LED板20之上。剛性層70的邊緣部分77也在圖7中可視并且唇接在彈性層60之上。
單個緊固件3在圖7中可見并且由穿過剛性層70的開口 79、穿過彈性層60的開口 69和穿過LED板20的開口 29包圍。緊固件3可以是推鎖緊固件并且包括用于鎖住嚙合LED板20的一部分的倒角部分4。當經(jīng)過開口 79和開口 29插入并鎖定到位，倒角部分4可以嚙合LED板20并且緊固件3的頭部可以嚙合剛性層70的一部分。緊固件3可以提供壓縮力以壓緊在剛性層70和LED板20之間的光學零件52和/或彈性層60。在可替代的實施例中，可利用其他緊固件和/或可替代的結(jié)構(gòu)以將剛性層70和/或彈性層60固定至LED板20。例如，在一些實施例中，螺紋緊固件可以容納在形成在或耦合至開口 69、開口79、和/或開口 29的軸轂中。同樣，例如，可以提供夾子接觸彈性層60或剛性層70以及LED板20的面向外部的表面。受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到可以利用其他結(jié)構(gòu)和/或方法來固定剛性層70和/或彈性層60。雖然于此描述了具體的剛性層70，應(yīng)當理解的是在于此描述的基于LED的照明單元中可以利用可替代的剛性層，并且在一些基于LED照明單元的實施例中剛性層70可以被省略。例如，在替代實施例中，剛性層70可以具有多塊，或可以具有可替換的放置的貫穿的開口，或具有可替換的成形的貫穿的開口，具有不同的對準結(jié)構(gòu)，和/或沒有對準結(jié)構(gòu)?；贚ED的照明單元10可以結(jié)合至照明器材中，諸如如戶外照明器材?？蛇x擇地，基于LED的照明單元10可以結(jié)合至包括光輸出開口的外殼中。在一些實施例中，光輸出開口可以是沒有透鏡的并且基于LED的照明單元10的部分(例如，剛性層70和光學零件52 ；彈性層60和光學零件52)可以暴露在外部環(huán)境中?？蛇x擇地，剛性層70和/或彈性層60可以與照明器材的其他部分接口以隔開外部環(huán)境實質(zhì)地密封LED板20的后表面。可選擇地，LED板20的后表面可以基本沒有電氣元件和/或可以是不容易受外部元件損壞的。雖然于此已描述和圖示了若干發(fā)明實施例，這些本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易想象多種用于實現(xiàn)功能和/或獲得結(jié)果和/或于此描述的一個或多個優(yōu)點的其他裝置和/或結(jié)構(gòu)，并且認為每個這種變化和/或修改在于此描述的發(fā)明的范圍內(nèi)。更通常地，本領(lǐng)域技術(shù)人員會容易理解，于此描述的所有參數(shù)、尺寸、材料和配置意味著示例并且實際的參數(shù)、尺寸、材料和/或配置將取決于本發(fā)明教導(dǎo)被運用的一個或多個具體應(yīng)用。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識，或僅使用常規(guī)實驗?zāi)軌虼_定許多于此描述的具體發(fā)明實施例的等效實施例。因此，應(yīng)當理解的是，僅通過示例的方式呈現(xiàn)前述的實施例，并且在附加權(quán)利要求和其等效要求的范圍之內(nèi)，可以實踐除具體描述和要求之外的發(fā)明性實施例。本公開的發(fā)明性實施例涉及于此描述的每個單獨特征、系統(tǒng)、物品、材料、工具包、和/或方法。此外，如果這些特征、系統(tǒng)、物品、材料、工具包、和/或方法彼此不相互矛盾，兩個或更多個這些特征、系統(tǒng)、物品、材料、工具包、和/或方法的任意組合包括在本公開內(nèi)容的發(fā)明范圍之內(nèi)。如于此使用和限定的所有定義應(yīng)當理解為支配字典定義、通過引用而結(jié)合的文獻中的定義、和/或定義的術(shù)語的普通含義。如在此說明書中和權(quán)利要求中使用的不定冠詞“一”和“一個”，除非明確指示為與其相反，應(yīng)當理解為意思“至少一個”。如于此說明書以及在權(quán)利要求中使用的短語“和/或”應(yīng)當理解為表示因此結(jié)合的要素的“任意一個或兩個”(即在一些情況中聯(lián)合存在的要素及在其他一些情況中分離存在的要素)。用“和/或”列出的多個要素應(yīng)當用相同的方式解釋，即因而結(jié)合的“一個或多個”要素。除了“和/或”子句具體標識的要素之外的其它要素無論是否與具體標識的那些要素有關(guān)或者無關(guān)都可以可選地存在。因此作為非限制例子，對“A和/或B”的引用在與開放式語言、比如“包括”結(jié)合使用時可以在一個實施例中僅指代A(可選地包括除了B之外的要素)；在另一實施例中僅指代B (可選地包括除了 A之外的要素)；在又一實施例中指代A和B (可選地包括其它要素)；等。如在此說明書以及在權(quán)利要求中使用的，“或”應(yīng)當理解為具有與以上限定的“和/或”相同的意思。例如，當分隔在列表中的項目時，“或”或者“和/或”應(yīng)當解釋為包含的，即包含多個要素或要素列表中的至少一個(但也包括一個以上)，以及可選擇地包含附加的未列出的項目。僅在術(shù)語作出相反的指示，諸如“僅有一個”或“確切的一個”，或者當在權(quán)利要求中使用時的“由…組成”將指代包含多個要素或要素列表中的確切一個要素。通常，當在諸如“任意一個”、“之一”、“僅一個”、或“確切的一個”的排他性術(shù)語之前，于此使用的術(shù)語“或”應(yīng)當僅解釋為指示排他性的替換(即“一個或另外一個但不是兩個”)。當在權(quán)利要求書中使用“實質(zhì)由……構(gòu)成”時，應(yīng)當具有如在專利法領(lǐng)域的普通意義。如于此在說明書以及在權(quán)利要求中使用的，關(guān)于一個或多個要素的列表的短語“至少一個”應(yīng)當理解為從要素列表中的任意一個或多個要素選擇的至少一個要素，但是不必要包括在要素列表中具體列出逐個要素的至少一個并且不排除要素列表中要素的任意組合。這種定義也允許可以可選地存在除了短語“至少一個”指代的要素列表中具體標識之外的要素，而無論是否與這些具體標識的要素相關(guān)或不相關(guān)。因此，作為非限制性示例，“A和B的至少一個”(或，等效地，“A或B的至少一個”，或等效地“A和/或B的至少一個”)可以在一個實施例中指代至少一個(可選擇地包括多于一個)A而沒有B存在(并且可選擇地包括除了 B之外的要素)； 在另一個實施例中，指代至少一個(可選地包括多于一個)B而沒有A存在(并且可選擇地包括除了A之外的要素)；在又一個實施例中，指代至少一個(可選擇地包括多于一個)A以及至少一個(可選擇地包括多于一個)B(并且可選擇地包括其他要素)；等。應(yīng)當理解的是，除非明確相反地指示，在于此要求的包括多于一個步驟或動作的任意方法，方法的步驟或動作沒必要限制為記載的方法的步驟或動作的順序。在權(quán)利要求以及上述說明書中，所有的過渡短語，諸如“包括”、“包含”、“攜帶有”、“具有”、“涵蓋”、“涉及”、“保持”、“由……組成”等應(yīng)當被理解為開放性的，即，意味著包括但不限于。僅過渡短語“由……構(gòu)成”和“實質(zhì)由……構(gòu)成”應(yīng)當分別為封閉或半封閉的過渡短語，如在專利審查程序的美國專利手冊，2111.03節(jié)中所述。
權(quán)利要求
1.一種基于LED的照明単元，具有安裝表面并且包括: 多個耦合至所述安裝表面(22)的LED (30)，每個所述LED (30)具有發(fā)光部分(32)； 在安裝表面(22)的頂上的粘結(jié)層，所述粘結(jié)層不與至少ー些所述LED(30)的所述發(fā)光部分(32)接觸； 多個光學零件(52)，每個具有與所述粘結(jié)層接觸的圍繞所述LED(30)中的至少ー個LED的基座(55)，至少ー些所述光學零件(52)能単獨地圍繞所述至少ー個LED放置；以及彈性層(60)，與所述粘結(jié)層接觸并且鄰接所述光學零件(52)并且在所述光學零件(52)之間延伸； 其中所述基于LED的照明単元被配置為隔開外部物體實質(zhì)地密封所述LED(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED的照明単元，其中所述彈性層(60)延伸超過所述安裝表面(22)的邊緣并且唇接在所述安裝表面(22)的邊緣之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED的照明単元，其中每個所述光學零件(52)能単獨地圍繞所述至少ー個LED放置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED的照明単元，其中所述彈性層(60)鄰接每個所述光學零件(52)的整個所述基座(55)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED的照明単元，還包括在所述彈性層(60)的頂上的剛性層(70)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于LED的照明単元，其中所述剛性層(70)疊覆所述光學零件(52)的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于LED的照明単元，其中所述剛性層(70)以及所述安裝表面(22)共同提供對所述彈性層￠0)和所述光學零件(52)的至少之ー的壓縮力。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于LED的照明単元，其中所述剛性層(70)延伸超過所述彈性層￠0)的邊緣并且唇接在所述彈性層￠0)的邊緣之上。
9.一種基于LED的照明単元，具有安裝表面并且包括: 多個耦合至所述安裝表面(22)的LED (30)，每個所述LED (30)具有發(fā)光部分(32)；多個光學零件(52)，每個具有與所述安裝表面相鄰的圍繞所述LED (30)中的至少ー個LED的基座(55)； 彈性層(60)，在所述光學零件(52)之間延伸并且鄰接和包圍每個所述光學零件(52)的所述基座(55)； 剛性層(70)，在所述彈性層￠0)的頂上，并且在每個所述光學零件(52)的一部分的頂上； 其中所述剛性層(70)疊覆在每個所述基座(55)和所述彈性層￠0)之間的鄰接處；以及 其中所述基于LED的照明単元被配置為隔開外部物體實質(zhì)地密封所述LED(30)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于LED的照明単元，其中粘結(jié)層被插在所述光學零件(52)的所述基座(55)和所述安裝表面(22)之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于LED的照明単元，其中粘結(jié)層被插在所述彈性層(60)和所述安裝表面(22)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于LED的照明単元，其中所述剛性層(70)以及所述安裝表面(22)共同提供對所述彈性層￠0)和所述光學零件(52)的至少之ー的壓縮力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于LED的照明単元，其中所述剛性層(70)以及所述安裝表面(22)共同提供對所述彈性層￠0)和所述光學零件(52)的壓縮力。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于LED的照明単元，其中所述彈性層(60)延伸超過所述安裝表面(22)的邊緣并且唇接在所述安裝表面(22)的邊緣之上。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于LED的照明単元，其中所述彈性層(60)與每個所述光學零件(52)的所述基座(55)的靠近其與之的鄰接處的表面基本成平面。
16.一種基于LED的照明単元，具有安裝表面并且包括: 多個耦合至所述安裝表面(22)的LED (30)，每個所述LED (30)具有發(fā)光部分(32)；多個光學零件(52)，每個具有與所述安裝表面相鄰的圍繞所述LED (30)中的至少ー個LED的基座(55)； 彈性層(60)，鄰接所述光學零件(52)并且在所述光學零件(52)之間延伸； 剛性層(70)，在所述彈性層￠0)的頂上，并且在每個所述光學零件(52)的一部分的頂上； 其中所述剛性層(70)疊覆在每個所述光學零件(52)和所述彈性層￠0)之間的鄰接處；以及 其中所述剛性層(70)以及所述安裝表面(22)共同提供對所述彈性層￠0)和所述光學零件(52)的至少之ー的 壓縮力。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的基于LED的照明単元，其中粘結(jié)層被插在所述彈性層(60)和所述安裝表面(22)之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的基于LED的照明単元，其中粘結(jié)層被插在所述光學零件(52)的所述基座(55)和所述安裝表面(22)之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的基于LED的照明単元，其中粘結(jié)層被插在所述彈性層(60)和所述安裝表面(22)之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的基于LED的照明単元，其中至少ー個所述光學零件(52)包括離軸反射棱鏡。
全文摘要
公開了一種具有實質(zhì)密封LED(30)的基于LED的照明單元(10)。基于LED的照明單元(10)包括多個耦合至安裝表面的多個LED(30)；多個光學零件(52)，每個光學零件(52)能鄰近安裝表面地圍繞至少一個LED放置，以及彈性層(60)，鄰接光學零件(52)并且在光學零件(52)之間延伸。可選擇地，粘結(jié)層(40)可以被插在安裝表面和光學零件(52)和/或彈性層(60)之間。可選擇地，可以提供在彈性層(60)的頂上的剛性層(70)。
文檔編號F21K99/00GK103097799SQ201180041793
公開日2013年5月8日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者J-F·拉波特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司