專利名稱：直接式led照明系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請一般涉及光源，更具體地但非限制性地涉及直接式LED照明系統(tǒng)和方法， 用于為一區(qū)域提供整體環(huán)境照明。
背景技術(shù)：
商用運輸運載工具中的照明是嚴(yán)格的。除了美學(xué)因素以外，在內(nèi)部照明系統(tǒng)的設(shè)計中還必須考慮乘客的安全性和舒適性。在傳統(tǒng)上，商用運輸運載工具，例如公共汽車、火車、和飛機，要求在運載工具的幾乎所有內(nèi)部空間中的照射。參見圖1，其中顯示出現(xiàn)有技術(shù)的熒光照明系統(tǒng)100。照明系統(tǒng)100已成為用于商用運載工具應(yīng)用的一種選擇，這是因為， 可采用長熒光燈泡102。如在此所示，照明系統(tǒng)100包括設(shè)置在殼體104內(nèi)的一個或多個熒光燈泡102，并在熒光燈泡102的兩端設(shè)置有鎮(zhèn)流器106。鎮(zhèn)流器106通過使燈泡102通電以激發(fā)其中所含汞氣而操作。被激發(fā)的汞原子產(chǎn)生短波紫外光，紫外光然后使得涂覆在燈泡102內(nèi)表面上的磷發(fā)熒光，從而產(chǎn)生可見光。通常，熒光照明系統(tǒng)比白熾燈泡更適合用于商用運載工具中。熒光燈在熒光燈泡的整個長度上提供大致均勻的照射水平，從而使其非常適合于照射商用運載工具內(nèi)部空間的整個長度。此外，熒光系統(tǒng)比白熾燈泡的能效更高。雖然熒光燈泡可在整個發(fā)射表面上提供長的低亮度光源，但在商用運載工具中商用熒光燈泡還存在特定缺點。對于熒光燈泡操作而言，電端子或鎮(zhèn)流器必須設(shè)置在管兩端， 由此在端到端設(shè)置的兩個熒光照明系統(tǒng)之間的乘客區(qū)域內(nèi)形成亮度較低的區(qū)域。另外的缺點是，熒光燈僅可按照獨立尺寸使用。需要照射的區(qū)域并不都具有相同尺寸，而且可能不適合于制造熒光燈所針對的特定獨立尺寸。這種設(shè)計限制導(dǎo)致在應(yīng)用中的暗區(qū)域，在這些區(qū)域中，沒有照明系統(tǒng)所需的燈泡，必須將較短的燈泡替換。熒光燈的另外的缺點是，已到達(dá) “壽命末期”的熒光燈泡在整個燈長度的任何區(qū)部都不發(fā)光，這在應(yīng)用環(huán)境中形成大的暗區(qū)域。另外的安全問題是，熒光燈實際上包含汞和磷，這要求專門的棄置措施以防止出現(xiàn)環(huán)境問題。類似地，如果燈是在密閉環(huán)境(例如公共汽車)中破裂，則除了存在破碎玻璃以外，還必須處理所存在的乘客安全問題和污染問題。為了克服熒光燈的缺陷，已經(jīng)提出利用發(fā)光二極管(LED)的照明系統(tǒng)。LED不包含危險氣體，其可按照不同長度的陣列提供，并可模糊、高效、輕質(zhì)，且具有不會由于重復(fù)開關(guān)功率循環(huán)而減短的長的工作壽命。由于這些和其它優(yōu)點，LED型照明系統(tǒng)在多種環(huán)境中替代傳統(tǒng)熒光照明系統(tǒng)，包括運載工具外部照明環(huán)境，軍用環(huán)境，商用環(huán)境，和家用環(huán)境。不過，LED型照明系統(tǒng)具有多種缺點，這些缺點在其可應(yīng)用于商用運輸環(huán)境內(nèi)部照明之前必須解決?，F(xiàn)在參見圖2，其中顯示現(xiàn)有技術(shù)的LED型照明系統(tǒng)200包括以單行設(shè)置
4的多個單獨LED 202。如圖2中可見，利用LED照明系統(tǒng)200進行環(huán)境照明的主要缺點之一是，LED行中的每個LED 202均從LED照明系統(tǒng)200之外可見。這有時是指形成“輝點”、 “熱點”、“針孔”、“豹紋”、和/或“斑馬”照明。輝點在用于運輸運載工具中時會分散注意力并會使乘客和司機不快。這樣，所產(chǎn)生的問題是，使輝點最小化，必須降低來自LED的光強度，這將降低商用運載工具乘客區(qū)域中的照射水平。這樣可能形成潛在的危險情況。已經(jīng)提出的一種消減輝點的解決方案是間接照明系統(tǒng)，例如在圖3中所示的照明系統(tǒng)。在圖3中，LED照明系統(tǒng)300具有遠(yuǎn)離被照射區(qū)域而朝向的LED條302。來自LED條 302的光從反射表面304反彈離開并然后通過發(fā)散表面306。發(fā)散表面306在其一側(cè)上或兩側(cè)上具有多個曲形表面以進一步發(fā)散來自LED條302的光。以這種方式，來自單獨LED 的光在由反射表面發(fā)散之后照射乘客區(qū)域。不過，光在其反射離開背表面時產(chǎn)生損耗，使得間接照明系統(tǒng)的效率低。此外，由于需要使LED條對準(zhǔn)以進行適合的反射并需要在LED條與反射表面之間提供足夠空間，因而使間接照明系統(tǒng)復(fù)雜且體積大。因此，需要一種能夠提供發(fā)散光且簡單、高效和緊湊的LED照明系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及具有改進的發(fā)散性能的LED照明系統(tǒng)和方法。因此，提供用于LED光源支架的方法和系統(tǒng)，其顯著消除或減少了與先前系統(tǒng)和方法相關(guān)的缺點和問題。在一些實施例中，LED光源支架可包括多個開口，用于允許LED的一部分穿過其中。在一些實施例中，支架中可包含有接合特征部，以與燈具配合。在一些實施例中，多個LED附接到印刷布線組件(PWA)。支架中可包含有多個鎖定特征部，以將LED PWA保持就位。在一些實施例中，鎖定特征部可為配合槽，適于保持LED PWA抵靠照明特征部。在一些實施例中，散熱器或其它熱導(dǎo)體適于與LED PWA熱連通以從中去除熱量。散熱器可壓靠燈具以允許二者之間的熱傳導(dǎo)。在各種實施例中，提供一種通過發(fā)光二極管(LED )照明的方法，所述LED被定向成將光能直接發(fā)射到待照射表面上，而沒有來自所述LED的可觀察到的輝點，所述方法包括
提供燈具，所述燈具具有與安裝表面相反設(shè)置的照射開口，用于讓光能從其中通過； 使LED組件可移除地接合到在述燈具內(nèi)的安裝表面，所述LED組件上設(shè)置有多個LED， 所述LED被定向成將光能直接發(fā)射通過所述照射開口 ； 將所述LED組件聯(lián)接到功率源；
提供具有選擇發(fā)散率和透射率性能的透鏡，使得來自所述LED并透射過所述透鏡的光能充分發(fā)散以在光學(xué)上掩飾LED光能源，從而使得不能從所述LED光能源觀察到輝點；
將所述透鏡固定在所述燈具的照射開口上，所述透鏡設(shè)置在所述LED組件與待照射表面之間；和
其中，當(dāng)向所述LED供電時，光以發(fā)散并在光學(xué)上掩飾所述LED光能的方式從所述LED 直接穿過所述透鏡發(fā)射出。在各種實施例中，所述方法還可包括 其中，所述透鏡具有的透射率大于50% ；
其中，從設(shè)置為與所述透鏡相距2英寸的100流明LED透射通過所述透鏡的光將均勻照射所述透鏡；其中，所述透鏡具有的厚度在0. 12英寸的量級；
其中，所述透鏡包括所述燈具的結(jié)構(gòu)元件；將所述透鏡固定在所述燈具的照射開口上為所述透鏡提供結(jié)構(gòu)支撐；
所述LED組件具有功率供應(yīng)器，所述功率供應(yīng)器集成形成于所述LED組件中并且適于聯(lián)接到所述功率源；
使用所述功率供應(yīng)器提供脈寬調(diào)制以控制所述LED的光強度； 其中，如果所述多個LED中的一個LED失效，則提供到其它LED的電流增大以補償所述失效；
其中，所述LED組件包括支架，和LED印刷布線組件；
其中，使LED組件可移除地接合到所述安裝表面包括使多個彈簧推壓鉚釘穿過所述 LED組件并進入所述安裝表面中；
所述安裝表面設(shè)置從其中突出的多個接合樁； 所述LED組件設(shè)置支架，所述支架在其中設(shè)置有多個鍵孔；和其中，使LED組件可移除地接合到所述安裝表面包括使所述接合樁穿過所述支架以與所述支架相連；
所述LED組件具有從其邊緣突出的多個接合特征部；和
其中，使LED組件可移除地接合到所述安裝表面包括使所述接合特征部抵靠所述安裝表面的相反側(cè)鎖緊；
其中，所述燈具包括設(shè)置在其相反側(cè)上的半透明端帽；
其中，在光學(xué)上掩飾LED光能包括使得穿過所述透鏡的所述LED的輪廓相互不可區(qū)
分；
其中，當(dāng)向所述LED供電時，不能觀察到所述LED的位置。在各種實施例中，提供一種使用發(fā)光二極管LED提供照明的系統(tǒng)，所述LED被定向成將光能直接發(fā)射到待照射表面上，而沒有來自所述LED的可觀察到的輝點，所述系統(tǒng)可包括
燈具，其具有與大致平坦的安裝表面相反設(shè)置的照射開口 ； 支架，其可配合地接合所述燈具的安裝表面；
LED組件，其上設(shè)置有多個LED，所述LED設(shè)置在所述安裝表面與所述支架之間； 半透明透鏡，其設(shè)置為越過所述開口，所述透鏡具有選擇發(fā)散率和透射率性能，使得來自所述LED并透射過所述透鏡的光能充分發(fā)散以在光學(xué)上掩飾LED光能源，從而使得不能從所述LED光能源觀察到輝點；和
其中，當(dāng)向所述LED供電時，光以發(fā)散并在光學(xué)上掩飾所述LED光能的方式從所述LED 直接穿過所述透鏡發(fā)射出。本發(fā)明的各種實施例可具備以上所列益處中的一種、一些或不具備所述益處。在此描述的方案是示例性的。應(yīng)注意，在不背離本發(fā)明的精神和原理的情況下，存在多種不同的可采用的實施例，而包含本發(fā)明精神和范圍的實施例應(yīng)被認(rèn)為不僅限于對所列各實施例的描述。


參照以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，可獲得對本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的更完全的理解， 其中
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的熒光燈具的立體圖，所述熒光燈具中設(shè)置有兩個熒光燈泡； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)的LED條的立體圖，所述LED條中具有多個LED ； 圖3是現(xiàn)有技術(shù)的間接照明系統(tǒng)的側(cè)視圖，所述間接照明系統(tǒng)具有反射表面和透射表
圖4是根據(jù)本發(fā)明原理的燈具的實施例的仰視立體圖，所述燈具中設(shè)置有支架和LED
PffA ；
圖5是圖4的燈具的側(cè)視圖，所述燈具中設(shè)置有支架和LED PffA ； 圖6是LED PffA和支架組件的可替代實施例的分解立體圖； 圖7是組裝好的圖6鍵孔支架照明組件的實施例的截面的透視圖； 圖8是圖6的鍵孔支架照明組件的鍵孔支架的實施例的立體圖； 圖9是LED PWA，其中具有多個彈簧推壓鉚釘； 圖10是彈簧推壓鉚釘?shù)膫?cè)視圖11是例示出為商用運載工具提供直接式LED照明的過程的流程圖；和圖12是例示出使鍵孔支架抵靠燈具可滑動地接合的過程的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述本發(fā)明的各種實施例。不過，本發(fā)明可實現(xiàn)為多種不同形式并應(yīng)被認(rèn)為不限于在此提出的實施例；而是，提供各實施例而使得本公開內(nèi)容將透徹和完全，并將本發(fā)明的范圍全面?zhèn)鬟_(dá)于本領(lǐng)域技術(shù)人員。LED正日益替代其它類型的照明系統(tǒng)，這是因為。與白熾燈和/或熒光燈照明系統(tǒng)相比，其可提供高效能、小尺寸、高耐久性、長壽命、可完全模糊、無汞的選擇。然而，雖然具有這些諸多潛在益處，但在運輸運載工具中由于存在多種困難已阻礙了 LED燈的應(yīng)用。例如，LED燈具典型地具有多個密布緊固件用以將LED燈具聯(lián)接到LED印刷布線組件(PWA)， 以在整個PWA上提供足夠壓力而排散由LED產(chǎn)生的熱量。所述多個緊固件常常使LED PffA 的安裝和更換變得困難而且耗時。由于在商用運載工具中的LED PWA的安裝和更換需要快速和容易，因而商用運輸產(chǎn)業(yè)對采用LED型照明系統(tǒng)用于內(nèi)部照明保持沉默。在商用運載工具中采用LED燈用于乘客區(qū)域照射的另外的障礙是，由這種LED型照明系統(tǒng)提供的光必須對乘客友好。為了照射具有長底盤的商用運載工具的內(nèi)部空間，LED 型照明系統(tǒng)經(jīng)常包括LED條，其具有沿安裝組件的長度分布的多個分立的LED。然而，與沿?zé)晒鉄襞菡麄€長度提供低亮度的熒光燈泡相比，LED易于發(fā)出窄束的強亮光而導(dǎo)致輝點，如圖2中所示。輝點可能極大地分散商用運載工具乘客和司機的注意力。過去，已經(jīng)嘗試通過為乘客區(qū)域提供間接照明而克服輝點。然而，通過在照射所述區(qū)域之前使光從一表面反射離開，高傳送損耗致使間接照明方法效率低。例如，在一些情況下，每次光從一表面反射離開，可能損耗超過30%的光。此外，被發(fā)散而足以掩飾輝點的光要求LED與反射表面分開，因而間接照明系統(tǒng)體積較大?，F(xiàn)在參見圖4，其中顯示出根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)建的直接式LED照明系統(tǒng)400的仰視立體圖。直接式LED照明系統(tǒng)400在此顯示為具有燈具406，為運輸運載工具(例如公共汽車、軌道車輛、飛機、或其它運載工具)的乘客區(qū)域提供發(fā)散照明。在一些實施例中，燈具 406可適于附接到運輸運載工具底盤，例如沿運載工具的角部或從其天花板的中部下延附接。在各種實施例中，燈具406具有設(shè)置在其中的支架404，適于將位于PWA (未示出)上的多個LED 402固定到燈具406內(nèi)。在一些實施例中，支架404可適于卡緊就位或以其它方式可移除地固定，以易于安裝/更換。支架404適于被定向成使得從多個LED 402發(fā)出的光可穿過在LED 402與乘客區(qū)域之間設(shè)置的透鏡(未示出)或其它透射性材料。如在下文中更詳細(xì)所述，在一些實施例中，透鏡可具有發(fā)散性能，從而能夠掩飾由LED 402形成的輝點，使得穿過透鏡的光變形，其變形方式例如使得各單獨LED 402相互之間不能被通過透鏡觀看的觀看者加以區(qū)分。在所示實施例中，燈具406具有設(shè)置在其兩端上的端帽410。在各種實施例中，一個或多個端帽410或者其一部分可為半透明的，以允許光穿過其中，由此消除否則會由鎮(zhèn)流器或其它不透光材料形成暗點。此外，端帽410可提供密封防塵，以使透入燈具406中的灰塵量最少。在一些實施例中，支架404和/或燈具406的內(nèi)表面可包括反射材料，用于發(fā)散和反射來自LED 402的光。在一些實施例中，高反射性涂料或其它材料可涂敷于支架404和 /或燈具406的內(nèi)表面，以增大其反射率。如在下文中更詳細(xì)所述，在一些實施例中，燈具406的一部分可適于提供用于LED 402的散熱器408。在一些實施例中，熱墊(未示出)可設(shè)置在LED PffA與散熱器408之間， 其中，支架404可適于施壓于LED PWA使其抵靠散熱器408以增加導(dǎo)熱。在所示實施例中， 支架404具有沿其邊緣的擠出部，適于接合燈具406用以將支架404固定到燈具406并確保在二者之間的壓力。如將在下文中更詳細(xì)所述，在各種實施例中，支架404可使用多個彈簧推壓鉚釘(未示出)、鍵孔鎖定組件(未示出)、或各種其它固定方法固定到燈具406上。為了描述目的，支架404僅部分地沿?zé)艟?06的長度延伸。不過，在不同實施例中，支架404 可沿?zé)艟?06的基本上全部長度延伸。類似地，在各種實施例中，燈具406和支架404可根據(jù)應(yīng)用而具有任意長度。在所示實施例中，支架404被示為固定了具有九個LED 402的LED PWA。不過，在不同實施例中，LED 402可根據(jù)應(yīng)用而分開得更緊密或更疏遠(yuǎn)。類似地，LED 402可結(jié)合支架404和燈具406而采用任意數(shù)量的行和/或密度。在各種實施例中，燈具406可包括一個或多個外表面422，適于在其上顯示信息。 在各種實施例中，極強的粘合帶，例如3M的VHB TAPE,可施加于燈具406的一個或多個外表面422，以利于抵靠外表面422粘接廣告布告或其它信息顯示物。此外，極強的粘合帶也可施加于各種銜接部和/或可以用作緩沖物和減少咔噠聲或其它可聽到的噪聲?，F(xiàn)在參見圖5，其中顯示出組裝好的圖4的LED型照明系統(tǒng)的側(cè)視圖。LED型照明系統(tǒng)500被示為具有燈具506，支架504固定在其上。由此圖可見，支架504被適配而使得 LED PffA 512可設(shè)置在支架504與燈具506之間以允許將熱量從LED PffA 512的背側(cè)排散到散熱器擠出部508。還可見，LED PffA 512抵靠支架504的背側(cè)裝配，使得從LED PffA 512 的LED 502發(fā)出的光可以穿過支架504。在一些實施例中，熱墊(未示出)或熱凝膠可設(shè)置在LED PffA 512與散熱器508之間。熱墊和/或熱凝膠可由導(dǎo)熱材料形成，適于將熱量從 LED PffA 512傳送到燈具506的散熱器508。散熱器508可以包括形成在其上的散熱片以更有利于從LED 502排散熱量。在一些實施例中，支架504可形成有從其一側(cè)或兩側(cè)延伸
8的接合特征部516，用于沿散熱器508的邊緣緊密裝配，以將支架504固定到燈具506。在一些實施例中，支架504可由塑料、金屬、或其他材料形成，其中所述材料可具有高反射性或者可將高反射性材料施加于支架504的表面。類似地，燈具506的內(nèi)表面可包括反射性材料，以增加從其表面反射離開的光的量。此外，支架504和/或燈具506可包括一個或多個擠出部，適于使光從燈具506內(nèi)設(shè)置的各個角落反射離開。在一些實施例中，支架504的接合特征部516也可包括從其向外突出的擠出部，適于有利于將支架504相對于燈具506安裝和移除。例如，接合特征部516的擠出部可沿支架504的相反側(cè)設(shè)置，并被適配而使得施加于一個或多個手柄的壓力致使接合特征部516 與散熱器508脫離接合，從而更容易地允許移除支架504。如在下文中更詳細(xì)所述，在一些實施例中，可采用有利于將支架504相對于燈具506固定和移除的其他措施，例如，螺釘、鉚釘、粘接劑、閉鎖、或其它可移除的附接方法。在所示實施例中，燈具506具有從其下部分延伸的擠出部，適于固定透鏡514。在一些實施例中，燈具506的擠出部可在其兩側(cè)上包括槽，以允許透鏡514卡緊就位或滑動就位，以便于組裝。在其它實施例中，擠出部可以是可旋轉(zhuǎn)的、可彎曲的、可移動的、可鎖定的、 或以其它方式適于將透鏡514固定就位。在各種實施例中，透鏡514可由擠出塑料、塑料片、或其它材料形成，可為平滑的或在其一側(cè)或兩側(cè)上具有圖樣，并可為白色、藍(lán)色或其它顏色。在各種實施例中，透鏡514可適于為燈具506提供結(jié)構(gòu)支撐。當(dāng)存在結(jié)構(gòu)支撐時，燈具506可更薄、更輕、和/或需要更少材料，從而使其組裝和使用更便宜。除了提供結(jié)構(gòu)支撐以外，透鏡514還可適于為照明組件500提供耐固水平，這常常是商用運載工具應(yīng)用的關(guān)注問題。在一些實施例中，在單一商用車輛中可采用多種不同顏色的透鏡。例如，接近司機的一個或多個燈具可具有藍(lán)色或其它暗色以使得對司機注意力分散得最少，而更遠(yuǎn)離司機的一個或多個燈具可具有白色或其它亮色。如所示實施例中可見，LED 502被定向成使得由LED 502發(fā)出的大多數(shù)光從LED 502直接傳送到乘客區(qū)域520，而不是在大多數(shù)光從反射表面反射離開之后再將光傳送到乘客區(qū)域(即，間接照明)。由于存在因在照射區(qū)域之前使光從一表面反射離開所致的損耗， 因而間接照明系統(tǒng)常常在效率上低于直接照明系統(tǒng)。不過，由于直接照明系統(tǒng)中的大多數(shù)光在照射乘客區(qū)域520之前不會從任何表面反射離開，因而被設(shè)置在LED 502與乘客區(qū)域 520之間的透鏡514必須使光充分發(fā)散以掩飾輝點。透鏡514因而必須形成為使其提供充分的發(fā)散性能，而同時提供穿過其中的充分光透射。因此，當(dāng)設(shè)計透鏡514時，必須考慮各種因素，包括材料透射率，材料發(fā)散率，材料厚度，材料顏色，材料剛性，和/或其它標(biāo)準(zhǔn)。還必須加以額外考慮的是，LED 502的強度和燈具506的封裝，即在透鏡514與 LED 502之間的距離。為了掩飾輝點，透鏡514必須使來自LED 502的光在給定的距離和強度下完全發(fā)散。例如，在一些實施例中，直接照明系統(tǒng)的整個高度可在例如4英寸的量級， 這在一些情況下比其它系統(tǒng)可以小最多至3英寸或更多。在其他實施例中，直接照明系統(tǒng)可大于或小于4英寸。在各種實施例中，可使用塑料形成透鏡514。在一些實施例中，透鏡514可由塑料片形成、由擠出塑料形成、或通過其它制造方法形成。在各種實施例中，可采用透射率例如在58%的量級且厚度在0. 12英寸的量級的擠出塑料。在各種其它實施例中，可采用透射率例如在56%的量級且厚度在0. 12英寸的量級的塑料片。在各種實施例中，塑料可為聚碳酸酯樹脂，例如，均來自 SABIC Innovative Plastics 的 LEXAN FXD 12 IR、Sabic grade FXD 153 color WH4D459X、Sabic grade SG3080B color WH6D06，或者其它塑料、玻璃或其它材料。在各種實施例中，透鏡514能夠使來自透鏡514之后2英寸定位的100流明LED 的光完全發(fā)散。在各種實施例中，透鏡514可為任何顏色。由于各種顏色均具有不同透射率和發(fā)散率，因此，當(dāng)設(shè)計透鏡514時，發(fā)散和透射性能必須以一定方式匹配于將被使用的顏色，從而為乘客區(qū)域提供充分照明而同時掩飾輝點。現(xiàn)在參見圖6，其中顯示出LED型照明系統(tǒng)的可替代實施例的分解立體圖，其具有用于將支架可移除地固定到燈具的不同接合特征。在所示實施例中，鍵孔一支架照明組件 600包括鍵孔支架604 ；LED PffA 612，其上具有多個LED 602 ；和燈具606的一部分，在其上設(shè)置有多個接合樁618。在各種實施例中，燈具606可以具有從其表面突出的多個接合樁618，例如，從燈具606的包括散熱器(顯示在圖4和5中)的部分突出的接合樁。接合樁 618可與燈具606集成而成，可焊接、粘接、卡入、或以其它方式固定到燈具606。在各種實施例中，接合樁618可首先固定到板或其它表面，然后該板或其它表面可固定到燈具606。 如圖可見，LED PffA 612在其中包括多個孔624，適于與燈具606的接合樁618對準(zhǔn)。類似地，鍵孔支架604在其中包括多個鍵孔626，適于與燈具的接合樁618對準(zhǔn)。如在下文中更詳細(xì)所述，LED PffA 612可被定向成使得接合樁618穿過對應(yīng)孔624。此后，鍵孔支架604 可被定向成使得接合樁618穿過對應(yīng)孔626以與其配合接合。在各種實施例中，功率供應(yīng)器6 可集成于LED PffA 612。功率供應(yīng)器6 可包括在LED PffA 612相反端上的連接器，適于允許電流從一端輸入和允許電流從另一端輸出。 以這種方式，多個LED PffA 612可端到端聯(lián)接到一起。根據(jù)應(yīng)用，常?？赡苄枰鄠€長度的 LED PffA 612。在許多情況下，定制燈具以匹配于特定長度可能費用驚人。在各種實施例中，制造費用可減少，這是因為可制造出多種不同長度的LED PffA 612，其中每種不同的LED PWA 612采用相同類型的功率供應(yīng)器628，由此不需要定制多種不同的功率供應(yīng)器。例如，6 英寸LED PWAU2英寸LED PWAjP M英寸LED PW可均使用相同類型功率供應(yīng)器。在各種實施例中，功率供應(yīng)器6 能夠控制來自LED 602的光的強度。例如，功率供應(yīng)器6 可利用脈寬調(diào)制(PWM)來增大或減小LED 602的輸出。在一些實施例中，燈具可具有非常薄的封套，由此要求LED 602的輸出被模糊以掩飾輝點。如果被模糊的光沒有為乘客區(qū)域提供充分照射，則可將更多LED 502增加到LED PffA 612的給定長度，或者可能需要采用不同的透鏡材料。在各種實施例中，功率供應(yīng)器擬8可用于補償在新舊LED 502之間的差異。例如， 如果多個LED PffA 612已經(jīng)在商用運載工具中使用了一段時間而且一個或多個(但不是所有)LED PffA 612需要更換，則較舊LED PffA 612可能比較新LED PffA 612產(chǎn)生更少的光。 這種照射差異可能是商用運載工具乘客所不希望的。在這種情況下，較新LED PffA 612的照射可被模糊以匹配較舊LED PffA 612的照射，由此產(chǎn)生對運載工具乘客區(qū)域的更均勻照射。在一些實施例中，安裝者可將較新LED PffA 612手動模糊至所希望的水平。在一些實施例中，LED PffA 612可基于不同因素自動模糊。在一些實施例中，功率供應(yīng)器6 也可以用于提供LED冗余或系統(tǒng)冗余。例如，提供LED冗余可包括當(dāng)LED PWA上的一個或多個 LED失效時為LED PWA的LED提供額外電流以補償所述失效。此外，提供系統(tǒng)冗余可包括 當(dāng)一個或多個LED PWA失效時為LED PWA提供額外電流以補償所述失效。
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現(xiàn)在參見圖7，其中顯示出組裝后的圖6的鍵孔支架照明組件的實施例沿線A-A的截面圖。如圖可見，接合樁718從燈具706的表面向外延伸、穿過LED PffA 712、并可配合地接合鍵孔支架704。以這種方式，鍵孔支架704可被定向成使得當(dāng)與燈具706的接合樁718 接合時，設(shè)置在鍵孔支架704與接合樁718之間的LED PffA 712固定就位，并有足夠壓力提供到LED PffA 712而在LED PffA 712與燈具706之間提供熱傳導(dǎo)以將由LED產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到燈具706?，F(xiàn)在參見圖8，其中顯示出圖6的鍵孔支架的立體圖。在各種實施例中，鍵孔支架 804包括鍵孔826。鍵孔支架804的鍵孔擬6可具有大致長形形狀，其中具有鍵孔擬6的第一部分和鍵孔26的第二部分，且第二部分的寬度小于第一部分的寬度。在操作中，接合樁可穿過第一部分的較大寬度，然后鍵孔支架804可沿側(cè)向滑動以使接合樁從第一部分移動到第二部分。接合樁可具有唇，其適于配合地接合第二部分的唇，并由此阻止接合樁向回穿過鍵孔826。當(dāng)需要移除鍵孔支架804和/或LED PWA (未示出)時，鍵孔支架804可沿側(cè)向滑動以使接合樁從鍵孔826的第二部分移動到第一部分，由此允許接合樁穿過鍵孔826。 在各種實施例中，所述配合接合可包括適于有利于安裝和移除LED PffA的各種其它類型的配合接合?，F(xiàn)在參見圖9，LED PffA 912顯示在其中設(shè)置有多個彈簧推壓鉚釘930。在此實施例中，LED PffA 912可固定于燈具(未示出)，而不需要支架。例如，燈具可在其中設(shè)置有多個孔，而LED PffA 912可具有與燈具中的孔對應(yīng)的多個孔。在LED PffA 912的孔與燈具的孔對準(zhǔn)之后，多個彈簧推壓鉚釘可插入穿過LED PffA 912和燈具，以將LED PffA 912固定到燈具?，F(xiàn)在參見圖10，其中顯示出圖9的彈簧推壓鉚釘?shù)膶嵤├膫?cè)視圖。彈簧推壓鉚釘1030可用于以恒定可控量的力保持LED PffA 1012抵靠燈具1006。在各種實施例中，彈簧推壓鉚釘1030包括彈簧1036、鉚釘1034、和螺釘1032。在各種其它實施例中，還可包括適于被設(shè)置在LED PffA 1012與彈簧1036之間的墊片(未示出)。在所示實施例中，彈簧推壓鉚釘1030已經(jīng)被插入穿過LED PffA 1012和燈具1006的孔。來從鉚釘1034的突出部可見接合燈具1006以將鉚釘1034暫時保持在其中。螺釘1032然后可進一步插入到鉚釘1034 中，由此使鉚釘1034的插入部分向外膨脹并將LED PffA 1012固定于燈具1006。以這種方式，當(dāng)需要移除或更換LED PffA 1012時，螺釘1032可從1034鉚釘旋開。在各種實施例中， 鉚釘1034、彈簧1036和螺釘1032可以是塑料、金屬、或其它材料，并且各自可由相同材料形成或可由不同材料形成。在一些實施例中，彈簧1036可以不是螺旋彈簧，而可以是適于提供抵靠LED PffA 1012的壓力的其它特征部，例如，從鉚釘1034延伸的擠出部。圖11是顯示出用于為商用運載工具乘客區(qū)域提供直接照明的過程1100的流程圖。在步驟1102，多個燈具固定到商用運載工具的底盤。在步驟1104，多個LED PWA固定到燈具。在步驟1106，透鏡固定到燈具。在步驟1108，LED照射以將光提供到商用運載工具乘客區(qū)域，而同時掩飾輝點。在步驟1110，在商用運載工具的司機近處的一組或多組燈具可在夜晚熄滅。在步驟1112，一個LED PWA被更換為新LED PWA。在步驟1114，來自新LED PWA的光的強度被模糊以匹配于較舊LED PWA。圖12是例示出使支架與燈具接合以在二者之間固定LED PffA的過程1200的流程圖。在步驟1202，提供設(shè)置有多個接合樁的燈具。在步驟1204，LED PWA抵靠燈具定位而使得多個接合樁穿過LED PWA。在步驟1206，支架抵靠LED PWA定位而使得多個接合樁穿過支架上對應(yīng)的鍵孔。在步驟1208，朝向燈具對支架施壓，此后，支架沿側(cè)向滑動，直到多個接合樁設(shè)置在鍵孔的窄的鎖定部分中。在步驟1210，過程結(jié)束。應(yīng)注意，附圖因而例示出一種包含多個LED的照射系統(tǒng)，其利用來自LED穿過透射元件的光照射一區(qū)域。在此提供的照射系統(tǒng)可見能夠包含用于在其上安裝硬件和安裝構(gòu)件的多種特征部。此系統(tǒng)可進一步包含用于熱傳導(dǎo)和熱排散的特征部。雖然本發(fā)明的方法和設(shè)備的各種實施例已經(jīng)在附圖中例示并在以上詳細(xì)描述中進行描述，不過應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開的實施例，而是在不背離如在此所呈現(xiàn)的本發(fā)明精神的情況下能夠進行多種重構(gòu)、修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種通過發(fā)光二極管LED照明的方法，所述LED被定向成將光能直接發(fā)射到待照射表面上，而沒有來自所述LED的可觀察到的輝點，所述方法包括提供燈具，所述燈具具有與安裝表面相反設(shè)置的照射開口，用于讓光能從其中通過；使LED組件可移除地接合到在述燈具內(nèi)的安裝表面，所述LED組件上設(shè)置有多個LED， 所述LED被定向成將光能直接發(fā)射通過所述照射開口 ；將所述LED組件聯(lián)接到功率源；提供具有選擇發(fā)散率和透射率性能的透鏡，使得來自所述LED并透射過所述透鏡的光能充分發(fā)散以在光學(xué)上掩飾LED光能源，從而使得不能從所述LED光能源觀察到輝點；將所述透鏡固定在所述燈具的照射開口上，所述透鏡設(shè)置在所述LED組件與待照射表面之間；和其中，當(dāng)向所述LED供電時，光以發(fā)散并在光學(xué)上掩飾所述LED光能的方式從所述LED 直接穿過所述透鏡發(fā)射出。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述透鏡具有的透射率大于50%。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，從設(shè)置為與所述透鏡相距2英寸的100流明LED 透射通過所述透鏡的光將均勻照射所述透鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述透鏡具有的厚度在0.12英寸的量級。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括其中，所述透鏡包括所述燈具的結(jié)構(gòu)元件；將所述透鏡固定在所述燈具的照射開口上為所述透鏡提供結(jié)構(gòu)支撐。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述LED組件具有功率供應(yīng)器，所述功率供應(yīng)器集成形成于所述LED組件中并且適于聯(lián)接到所述功率源。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括使用所述功率供應(yīng)器提供脈寬調(diào)制以控制所述LED的光強度。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，如果所述多個LED中的一個LED失效，則提供到其它LED的電流增大以補償所述失效。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述LED組件包括支架，和LED印刷布線組件。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括所述安裝表面設(shè)置從其中突出的多個接合樁；所述LED組件設(shè)置支架，所述支架在其中設(shè)置有多個鍵孔；和其中，使LED組件可移除地接合到所述安裝表面包括使所述接合樁穿過所述支架以與所述支架相連。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在光學(xué)上掩飾LED光能包括使得穿過所述透鏡的所述LED的輪廓相互不可區(qū)分。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使LED組件可移除地接合到所述安裝表面包括 使多個彈簧推壓鉚釘穿過所述LED組件并進入所述安裝表面中。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)向所述LED供電時，不能觀察到所述LED的位置。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括所述LED組件具有從其邊緣突出的多個接合特征部；和其中，使LED組件可移除地接合到所述安裝表面包括使所述接合特征部抵靠所述安裝表面的相反側(cè)鎖緊。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述燈具包括設(shè)置在其相反側(cè)上的半透明端帽。
16.一種使用發(fā)光二極管LED提供照明的系統(tǒng)，所述LED被定向成將光能直接發(fā)射到待照射表面上，而沒有來自所述LED的可觀察到的輝點，所述系統(tǒng)包括燈具，其具有與大致平坦的安裝表面相反設(shè)置的照射開口 ；支架，其可配合地接合所述燈具的安裝表面；LED組件，其上設(shè)置有多個LED，所述LED設(shè)置在所述安裝表面與所述支架之間；半透明透鏡，其設(shè)置為越過所述開口，所述透鏡具有選擇發(fā)散率和透射率性能，使得來自所述LED并透射過所述透鏡的光能充分發(fā)散以在光學(xué)上掩飾LED光能源，從而使得不能從所述LED光能源觀察到輝點；和其中，當(dāng)向所述LED供電時，光以發(fā)散并在光學(xué)上掩飾所述LED光能的方式從所述LED 直接穿過所述透鏡發(fā)射出。
17.—種通過發(fā)光二極管LED照明的方法，所述LED被定向成將光能直接發(fā)射到待照射表面上，而沒有來自所述LED的可觀察到的輝點，所述方法包括在將被照射的區(qū)域中安裝多個燈具組件，每個燈具包括與安裝表面相反設(shè)置的照射開口，用于讓光能從其中通過；LED組件，其被可移除地固定到所述安裝表面，所述LED組件上設(shè)置有多個LED，所述 LED被定向成將光能直接發(fā)射通過所述照射開口 ；和透鏡，其被可移除地固定在所述照射開口上，所述透鏡具有選擇發(fā)散率和透射率性能， 使得來自所述LED并透射過所述透鏡的光能充分發(fā)散以在光學(xué)上掩飾LED光能源，從而使得不能從所述LED光能源觀察到輝點；和為每個燈具提供功率，其中，當(dāng)向所述LED供電時，光以發(fā)散并在光學(xué)上掩飾所述LED 光能的方式從所述LED直接穿過所述透鏡發(fā)射出。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，當(dāng)一個LED組件失效時，提供到其它LED組件的功率增大以補償所述失效。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括降低一個LED組件的光輸出，以大致匹配于由其它LED組件輸出的光的強度水平。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種直接照明系統(tǒng)和方法，其包括固定在燈具內(nèi)的多個發(fā)光二極管(LED)。照明系統(tǒng)進一步包括發(fā)散透射性元件，適于將來自LED的光傳送通過其中并將發(fā)散的光提供到需要照射的區(qū)域。
文檔編號H05B41/38GK102204412SQ200980141850
公開日2011年9月28日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日
發(fā)明者D.B.文森, D.克勒赫, G.伯曼, J.F.巴, K.索爾伯格, L.魯思, M.馬西亞斯, R.薩法維, S.L.羅德, V.K.伯格 申請人:照明器控股有限公司