CN100567807C - 细长led照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于模拟霓虹照明的照明装置(10)，包括细长光导管(14)和可操作地连接细长光导管(14)的光学引擎(12)。光学引擎包括多个LED(18)。光学引擎相对于光导管(14)布置，使得从光学引擎(12)中发出的光线穿过光导管(14)。

Description

细长LED照明装置
技术领域
霓虹灯被形成为能够将人的注意力吸引到某些物体上的期望的形状。霓虹灯常见于商店、餐馆、以及其它商业设施。然而，霓虹灯是易碎的，需要高电压并需要有经验的技工制成并将其弯曲成字母。另外，通常不能就地维修霓虹灯。
背景技术
LED灯组件已被用于模拟霓虹灯。这些已知的LED灯组件包括以下装置：挤压塑料管和设置在该塑料管中的刚性印刷电路板(“PCB”)；实心发光杆，具有与实心发光杆合作的光学引擎(lightengine)；以及彩虹管(rope light)。
挤压塑料管装置通常用于边界照明。LED安装于刚性PCB上并且PCB被插入到塑料管中。挤压塑料管装置不提供360度光输出，因此不能模拟霓虹灯的360度光输出。另外，挤压塑料管装置在工厂中形成期望的形状，并且不能在实地形成其它形状。
对于包括具有与之合作的光学引擎的发光杆的装置来说，LED光源被插入到附于发光杆的中空外壳中。之后LED光源被包裹在凝固(set)后变硬的环氧树脂中。由于LED光源通常被包裹在凝固后变硬的聚合物中，因此在聚合物凝固后不能对组件进行调节。这些已知组件中的发光杆和附属外壳必须在插入LED光源之前被形成期望的形状。形成过程通常是在制造商那里(例如，工厂)完成的，远离制造霓虹模拟装置的位置(例如，标志安装者的位置或标志制造者的位置)。因此，一旦LED装置被输送到其最终目的地，就几乎不能对装置进行调节了。而且，在装置安装之后还不耐用。
彩虹管通常包括非常柔软的外壳，并在外壳中设置有LED。由于外壳如此柔软，因此装置必须被放置在刚性槽中以使其保持其期望的形状，例如字母的形状。
发明内容
在一个实施例中，用于模拟霓虹照明的照明装置包括细长光导管和可操作地连接至细长光导管并可选择性地从细长光导管上拆卸的光学引擎。光学引擎包括多个LED。光学引擎相对于光导管布置，使得从光学引擎中发出的光线穿过光导管，从而模拟霓虹照明。
一种组装用于模拟霓虹照明的照明装置的方法的实例包括以下步骤：将光导管形成期望的形状，光导管限定中心轴线；以及将柔性光学引擎附于光导管。光学引擎以这种方式附于光导管，使得其能够通过沿着通常垂直于光导管的中心轴线的方向移动光导管而选择性地与光导管分开。在该实施例中，光学引擎包括连接至柔性电源线的多个LED。
在另一个实施例中，照明装置包括细长主体和附于该细长主体的光学引擎。细长主体包括纵向槽并且包括适合于弯曲成多种期望的形状并适合于散射并传输光线的材料。光学引擎包括至少一个LED、与该至少一个LED电连通的柔性电源线、以及用于该至少一个LED的弹性外壳。弹性外壳至少部分地被容纳在细长主体的纵向槽中。
附图说明
图1是用于模拟霓虹照明的照明装置的立体图；
图2是图1照明装置的分解立体图；
图3是图1照明装置的LED组件的一部分的立体图；
图4是图3中所示组件的仰视图，该组件连接至图1照明装置的电源线；
图5是图3组件的端视图；
图6是图1照明装置的光学引擎的纵向截面图；
图7是图1照明装置的电源线的平面图；
图8是用于制造图6中所示的光学引擎的模具的立体图；
图9是图8模具以及用于该模具的盖子的立体图；
图10是垂直于用于图1中所示照明装置的光导管的纵向轴线所截取的截面图；
图11是用于将两个相邻照明装置连接在一起的连接器的端视图；
图12是图11连接器的纵向截面图；
图13是用于安装图1照明装置的装配夹的立体图；
图14是图13装配夹的主视图；
图15是照明装置的可选择实施例的分解图；
图16是图15照明装置的示意性截面图；以及
图17是照明装置的另一个可选择实施例的示意性截面图。
具体实施方式
参照图1，模拟霓虹灯的照明装置10通常包括光学引擎12和与该光学引擎12合作的光导管14。照明装置10是柔软的，因此其可以以如下详细描述的方式被弯曲并成形为许多期望的形状，例如成形为字母和其它图案的形状。图1仅示出了照明装置10的一部分，该照明装置10可以延伸比图1中所示的距离更长的距离。照明装置10可以被制造成具有数英尺或数米长的长度，代表性部分约为八英尺。在一个实施例中，光源(下面将详细描述)彼此离得较近以提供期望的光束重叠图案。
如图2中所看到的，光学引擎12包括电源线16和固定于电源线的多个LED组件18。所示实施例中的电源线16包括三条缆芯线：正(+)缆芯线20、负(-)缆芯线22、以及串联缆芯线24。因此，LED组件18可沿着电源线16以串联/并联方式布置。可提供更少或更多数量的电线，例如用于向LED组件18传输信号。所示实施例中导线的口径是22，然而也可使用其它尺寸的导线。缆芯线20、22和24由绝缘材料26包绕。
在所示的实施例中，电源线16在相邻LED组件18之间是连续的，使得整条电源线16不被截断或终止，以便于LED组件与电源线之间的机械连接或电连接(电源线的一条导线被穿孔，稍后将详细描述)。与当将电源线连接于LED组件时终止电源线的光学引擎相比较，连续的电源线16加快了光学引擎12的制造。如图2中所看到的，电源线16包括与每个LED组件18相邻的折痕30。折痕30用于消除应力，稍后将详细描述。
LED组件18以沿着电源线的长度方向隔开的方式附于电源线16。在所示实施例中以及在图2中所看到的，附于电源线16的每个LED组件18包括至少一个LED 40(示出了两个LED)，在所示的实施例中LED为放置在支架42上的表面安装的LED，在所示的实施例中支架为印刷电路板(“PCB”)。在所示的实施例中，安装于电源线16的每个PCB 42都具有相似的尺寸(见图2)；然而，布置在每个PCB上的电路以及安装于每个PCB的部件可以是不同的。如图3中所看到的，用于每个LED 40的引线46电连接至设置在每个PCB 42上部绝缘表面上的印刷电路(未示出)。
如图2和图3中所看到的，LED驱动器48安装在某个印刷电路板42的上表面上。LED驱动器48通过印刷电路与LED 40电连接。电阻器52也安装在某个印刷电路板42的上表面上。电阻器52也通过印刷电路与LED 40电连接。在所示的实施例中，一些PCB 42装备有电阻器和LED驱动器，一些PCB没有装备电阻器和LED驱动器(见图2)。因此，用于将LED 40与电源线16相互连接的位于每个PCB 42上的电路取决于安装在PCB上的部件而有所不同。
返回来参照图1，在所示的实施例中为PCB 42提供了三种不同的布线形式：(1)用于具有电阻器52和LED驱动器48的PCB的布线形式，其开始串联布置；(2)用于串联布置的内部PCB的布线形式，其不具有电阻器或LED驱动器；以及(3)用于串联布置末端的PCB的布线形式，其也不具有LED驱动器或电阻器。在所示的实施例中，两个内部PCB介于开始串联布置的PCB与终止串联布置的PCB之间。也可提供其它的布线形式，例如，所有PCB都串联或并联连接，以及具有以串联方式连接的更多或更少数量的PCB，同时保持串联/并联形式。
在可选择实施例中，LED安装于其上的支架可为柔性电路或其它类似支架。而且，安装于支架(或为柔性电路或为PCB)的LED可包括板上芯片式LED和通孔LED。另外，其它电子器件可安装于支架，包括可调节电压的装置，所述电压随LED温度或环境温度而变。此外，这些电子器件(包括电阻器、LED驱动器、以及任何温度补偿电子器件)可被布置在与LED电连通的部件上而不是布置在支架上。在提供附加部件的情况下，也可提供用于电源线的附加导线。
返回来参照图3中所看到的实施例，IDC连接器58从支架42的下表面下垂。在所示的实施例中，IDC连接器58机械地固定于支架42，该支架可操作地将IDC连接器连接于LED 40。尽管IDC连接器示出为直接附于支架42，但是其它元件或部件也可插在这两者之间。当IDC连接器58附于电源线16时，支架42处于通常与电源线16的导线20、22和24位于其中的平面平行的平面中。
参照图4，在所示的实施例中，IDC连接器58包括多个IDC端子，它们是适于刺透电源线16的绝缘部分26的分叉的金属件(在图5中可更清楚地看出)。第一串联IDC端子60从支架42的下表面下垂并通过印刷在支架42上部介电层上的电路与LED 40电连通。第二IDC端子62与第一串联IDC端子60隔开并且也从支架42的下表面下垂。第二串联IDC端子62也与LED 40连通。第一和第二串联IDC端子60、62刺透围绕串联线24的绝缘部分26以便于在LED 40与串联导线之间提供电连接。本实施例中的IDC连接器58也包括设置在第一串联端子60与第二串联端子62之间的绝缘屏障64。
负IDC端子66也从支架42的下表面下垂。与第一串联IDC端子60和第二串联IDC端子62相似，负IDC端子66通过设置在支架42上部介电表面上的电路与LED 40电连通。负IDC端子66移开负导线22周围的绝缘部分以便于在LED 40与负导线之间提供电连接。正IDC端子68也从支架42的下表面下垂。正IDC端子68通过设置在支架42上表面上的电路与LED 40电连通。正IDC端子68移开正导线20周围的绝缘部分26以便于在LED 40与正导线之间提供电连接。在所示的实施例中，每个IDC连接器58都具有相同的电结构。取决于安装在支架上的电部件，连接器58附于其上的支架42具有不同的电结构。例如，用于一个连接器的IDC端子可与电阻器52和/或位于某个支架42上的LED驱动器48电连通。
参照图5，IDC连接器58也包括IDC连接器外壳70，该IDC连接器外壳包括介电侧壁72，在所示的实施例中介电侧壁是塑料制成的，沿与IDC端子相同的总方向从支架42的相对侧下垂。如在图5中所看到的，IDC端子60、62、66和68设置在侧壁72之间。参照图5，侧壁72彼此隔开以限定构成用于紧密地容纳电源线16的槽74。电源线座76沿着与IDC连接器和侧壁72相同的总方向从支架42的下表面下垂。座76包括三个弯曲凹口，每一个凹口用于电源线16的每个导线。参照图3，小突出物(tab)78从每个侧壁72处伸出以帮助IDC连接器外壳70附于IDC盖80(图2)。每个侧壁72还包括形成在每个小突出物78相对侧上的竖直脊(ridge)82。竖直脊82也帮助IDC连接器外壳70附于IDC盖80。止挡件84在每个竖直脊82的上端处从每个侧壁72向外伸出。止挡件84从每个侧壁72处延伸得比竖直脊82更长。
如在图2中所看到的，IDC盖80包括限定了向上延伸的电源线座88的底壁86，电源线座包括用于容纳电源线16的独立导线的弯曲部分。电源线座88的弯曲部分与IDC连接器外壳70的电源线座76的弯曲部分对齐。侧壁90从IDC盖80的底壁86的相对侧向上伸出。每个侧壁90都包括构成用于容纳从IDC连接器外壳70的每个侧壁72向外伸出的小突出物78的开口92。内部竖直凹口94形成在每个侧壁90的内表面上以容纳形成在连接器外壳70的侧壁72上的竖直脊82。凹口96形成在IDC盖80的每个侧壁90中以容纳形成在连接器外壳70上的止挡件84。
通过将支架压制于电源线16中，支架42附于电源线16，使得IDC端子60、62、66和68移开电源线的每个导线周围的绝缘部分26。之后朝向支架42按压盖80，使得小突出物78锁定在凹口92中，从而将每个支架42紧固于电源线16。小突出物78形成有斜面以便于该连接。
参照图6，超模压外壳110至少基本上围绕(在所示的实施例中，完全封装)一些LED组件18和电源线16的一部分。在所示的实施例中，电源线16的一部分沿着两个相对的纵向方向从超模压外壳110延伸。所示实施例中的超模压外壳110是用透光硅酮材料制成的；然而，超模压外壳也可用其它透光材料制成。硅酮材料供光学引擎的柔性外壳之用；然而，也可使用其它柔性材料。
返回来参照图1，超模压外壳110被形成为容纳在形成于光导管14中的纵向槽或腔体112内部。在所示的实施例中，超模压外壳110以及光学引擎12通过摩擦力和/或弹性装配于光导管14的腔体112内部并可从腔体中选择性地被去除。如果任何LED 40烧坏，都可容易地更换光学引擎12。在插入到腔体112中的情况下，弹性超模压外壳110都略微压缩。此外，通过提供易于插入于腔体112中以及易于从中取出的光学引擎12，仅在安装之前就可以容易地实地形成照明装置10。如在图2中所看到的，超模压外壳110包括光导管接合件114，在所示的实施例中，该光导管接合件为形成在超模压外壳110中的纵向脊。光导管接合件114接合光学引擎接合件116，在所示的实施例中，该光学引擎接合件为形成在槽112内表面上的纵向槽，用于选择性地将光学引擎紧固于光导管。
为了组装光学引擎12，电源线16的串联导线24被穿孔以便于沿电源线16在预定位置处形成狭槽140(图7)。空白导线部分142(即，其中未形成有狭槽的部分)设置在其中以穿孔方式形成有狭槽的电源线16的一部分之间。之后电源线16弯曲以形成折痕30(见图2)。之后将LED组件18附于电源线16。前述步骤的顺序对于本发明来说不是关键性的。
每个支架42和附随的IDC连接器外壳70以及IDC端子60、62、66和68都被设置成使得每个IDC连接器的连接器绝缘屏障件64(图4和图5)位于狭槽140内部并且使得适当的IDC端子接触电源线16的相应导线。之后将IDC盖80盖在IDC连接器外壳70上使得电源线16完全位于每个电源线座76和88中。之后将超模压外壳110形成在支架42与邻近支架的电源线16上方。
参照图8，与LED组件18相连的电源线16被放置于模具150中并且硅酮弹性体被注入到模具中以形成超模压外壳110。电源线16和附随的LED组件18被插入到模具150的腔体152中。模具150的腔体152被适当成形以提供用于超模压外壳的期望的结构。参照图9，在电源线16和LED组件18已被放置在模具内部之后将盖154放置在模具150上方。盖154包括与相应腔体152相通的至少一个开口156。硅酮被注入到开口156中，进而被注入到模具150的腔体152中。之后硅酮固化，并且光学引擎12从模具中被移除。
可选择地，可使用液体注模法和/或铸造法(casting process)形成超模压外壳。另外，可通过使得电源线16和附随的LED组件18穿过挤压机而挤压出超模压外壳110。当超模压外壳被挤压出时电源线16可不形成折痕。超模压外壳110在支架42与电源线16之间提供了进一步的机械连接以及还用作设置在超模压外壳内部的部件与这些元件之间的屏障。
光学引擎12的电源线16中的折痕30限制了电源线16上的任何作用力传输到IDC连接器58。这将限制IDC连接器58上的任何应力，从而在照明装置10的弯曲过程中，在支架42和IDC连接器之间保持良好的机械和电连接。限制电源线16上的任何作用力传输到IDC连接器58上的可选择方式包括分离相邻导线20、22和24之间的电源线16的绝缘部分26。电源线16的每个导线20、22和24都被分离并形成折痕。与折痕30相似，该折痕可布置成与每隔一个LED组件18相邻，或与其它成倍的LED组件相邻。除限制应力的传输以外，分离的导线和绝缘部分在超模压外壳110中提供了更大的移动。在另一个可选择方案中，为了提供进一步的应力消除，可在相邻IDC连接器58之间提供附加长度的电源线16。为了容纳封装附加长度的电源线，使得IDC连接器58关于中心导线22的纵向轴线转动，从而在IDC连接器58之间产生三个导线20、22和24的缠绕。
返回来参照图2，光导管14包括细长主体200，该细长主体形成为包括纵向槽112，该纵向槽被构成用于容纳光学引擎12的超模压外壳110。在图2中所示的实施例中，主体200为实心件。参照图10，光导管14包括弯曲外表面202，在所示的实施例中该外表面是半圆形的，其关于设置在腔体112上方的主体200中的纵向轴线L具有半径。弯曲的外表面202过渡为外侧面204，在所示的实施例中外侧面204至少基本上是平坦的。每个侧面204都在与侧面之间的过渡部分相对的端部处过渡为更小的弯曲表面206。
光导管14还包括限定了槽112的一部分的弯曲内表面208。在所示的实施例中，内表面208的曲率半径大约为弯曲外表面202的曲率半径的两倍大。参照图10，光导管14的总高度h近似于等于光导管14的最大宽度w，在所示的实施例中，总高度与最大宽度之间的比率测定为约1.22∶1。在可选择实施例中，总高度与宽度之间的比率可测定为约1.5∶1至约1∶1。测定为接近1∶1的比率可使得照明装置看起来更像霓虹灯。
在所示的实施例中，弯曲内表面208的中心点与弯曲外表面202的中心点之间的距离将被称作中间平面厚度t，所述距离是沿与光导管主体200的纵向轴线相交的直线测得的。中间平面厚度t与外表面202的曲率半径之间的比率近似为1∶1，在所示的实施例中测定为1.2∶1。在可选择实施例中，中间平面厚度与外表面的曲率半径之间的比率可测定为约1.5∶1至约1∶1，其中比率越接近1∶1，照明装置看起来就越像霓虹灯。在所示的实施例中，光导管的最大宽度w等于弯曲外表面202的直径，因此等于外表面曲率半径r的两倍。因此，在所示的实施例中，t∶w的比率等于0.6∶1。在可选择实施例中，t∶w的比率可测定为约0.5∶1至约0.75∶1，其中比率越接近0.5∶1，照明装置看起来就越像霓虹灯。
在所示的实施例中，主体200是用包括用于在主体中任意散射光线的光漫射添加剂的塑料材料制成的，所述材料例如为具有光漫射珠的混合ASA(丙烯酸-苯乙烯-丙稀)。基于其漫射性、透光性、和隐匿性(hiding property)选择该材料。因此，也可使用显示出一些或所有期望特性的其它材料。主体200的材料漫射从LED 40中发出的光(图2)，使得模拟霓虹灯的光辉从光导管的外表面中发出，所述外表面可包括弯曲外表面202、外侧面204、和更小的弯曲外表面206。主体200的材料还允许光线沿主体的外表面透过并围绕主体的外表面。光线穿过内弯曲表面208进入主体200并被不受限制地散射以提供360度光输出的现象。360度光输出可提供洗墙照明效果，即，光线从照明装置后部发出的效果，这更加近似地模拟霓虹灯而令人满意。
在图2中所示的实施例中，LED 40以紧密间隔布置在一起，因此光导管14无需沿光导管的长度方向分布光线。相反，光导管可任意地散射光线。在所示的实施例中，由发光表面202、204和206上的LED 40产生的光图案具有长轴，即，其最大尺寸，该长轴至少基本垂直于光导管的长度方向或纵向轴线并围绕圆周产生均匀的光图案。该图案产生360度照明图案。为了实现沿光导管14的长度方向的均匀性，已将LED 40间隔布置成使得每个LED的光图案的短轴交迭。组合效果导致与霓虹灯相似的性能。这导致更接近模拟霓虹灯光输出的洗墙照明效果。光线通过光线退出表面214(图2)从光学引擎12退出，该光线退出表面具有与光导管的光线进入表面208(图10)互补的形状。互补形成的表面使得照明装置10中的气隙最小化并且还使得折射系数上的任何差异最小化，从而减少亮度上的损失。
不透明部件210设置在腔体112的内部侧面上。不透明侧部件210附于主体200的两个侧部件212的内表面，这两个侧部件从通常设置在弯曲内表面208上方的主体的部分伸出。这两个侧部件212的内表面和弯曲内表面208限定了用于容纳光学引擎12的槽112。不透明部件210包括上面已描述的纵向槽116。在所示的实施例中，不透明部件210是用白色不透明胎面胶(cap stock)材料制成的，该材料可与主体200的其余部分共挤塑。不透明材料阻止从LED 40中发出的光线以隐藏任何热斑，所述热斑与LED 40的点光源有关。所述材料也可以是部分或完全反射和/或部分透射的。不透明部件210沿每个侧部件212的内表面从内部弯曲表面208几乎延伸至每个侧部件212的端部，以略微偏离每个侧部件212的端部的方式终止。
光导管14的材料，即，主体200和不透明部件210两者都是用可加热成形的材料制成的。可使用传统空气加热器或烤箱对该材料加热并使其成形为预期形状。为了形成光导管，具有与超模压外壳110相似结构的弯曲助件(未示出)被插入到光导管14的腔体112中。之后将光导管14加热，对所示的实施例中的材料来说将其加热至大约300华氏度。在热的情况下，光导管被弯曲成期望的形状。可沿三个相互垂直的轴线例如x-轴、y-轴、和z-轴(即，全向)弯曲光导管。之后从槽112中移除弯曲助件并将光学引擎12插入到槽中。弯曲助件确保腔体112的尺寸在弯曲过程中不改变，从而使得腔体在已成形为其期望的形状之后能够容纳光学引擎12。如果需要，可在将光学引擎12设置在腔体112中的同时使得光导管14成形。
参照图11，光导管连接器230用于将两个相邻照明装置10彼此连接。光导管连接器230包括C-状壁232，该C-状壁具有至少一个(在所示的实施例中具有两个)从C-状壁232的内表面向内伸出的内部止挡件234。内部止挡件234被布置成与连接器230的纵向轴线垂直。如图11中所看到的，内部止挡件更靠近于连接器230的第一端236而不是更靠近于第二端238。连接器230包括纵向脊242，该纵向脊从壁232的内表面向内延伸，从相邻的内部止挡件234朝向第一端236蔓延。在所示的实施例中，内部止挡件234与第二端238之间的壁232的内表面是光滑的。光滑的内表面可供滑动配合之用，从而可供插入到连接器230中的照明装置中的至少一个热膨胀和收缩。所述壁包括加厚的中心部分，随着壁分别接近端部236和238，该加厚的中心部分逐渐递减为较薄的部分。该壁232被成形为用于容纳相邻照明装置10，使得照明装置被插入到由壁限定的槽244中，并且每个照明装置的一端紧靠内部止挡件234。端帽(未示出)也可附于照明装置10的一端。
参照图13，提供装配夹260以将照明装置安装于期望的表面。装配夹260包括底部262和从该底部伸出的U形保持件264。底部262包括用于容纳将装配夹260紧固于期望表面的紧固件(未示出)的开口266。在所示的实施例中，开口266与用于容纳紧固件头部的埋头孔对齐，从而使得该头部与底部262的表面齐平，其中保持件264从该表面伸出。保持件264包括弄圆的压尖端268，以便于容纳照明装置10(图1)。凸缘272从U形保持件264的相对侧向外伸出。
在图15至图17中示出了照明装置的可选择实施例。可将图15至图17中所示的照明装置的尺寸制成为类似于霓虹管的尺寸。在图15中所示的实施例中，光管320是具有通常为环形截面的刚性的但却可成形的杆332。在图15中所示的实施例中，杆332包括具有不同光学特性的多层材料。在一个实施例中，基材322优选为光学透明的，其具有良好透射性的并且为可挤压的。在所述实施例中包括漫射材料的第二层324覆盖基材322。第二层324通过共挤压法、超模压法、或铸造法、或其它塑料加工法涂覆在基材上。漫射层324的尺寸、形状、厚度、和表面结构可改变以实现诸如视角、均匀性、以及亮度等不同的预期效果。在图15中所示的实施例中，光学透明材料362覆盖光学漫射层。
在所示的实施例中，材料层322、324具有相似的物理特性并具有相似的玻璃化温度。这使得杆332可通过加热而成形，无需在不同层或层之间引起高应力。在所示的实施例中，材料层322、324还具有相似的热膨胀系数。这允许杆332通过温度循环(temperaturecycles)适当地发挥作用，而不会丧失结构完整性。层322、324还可具有相似的折射系数，以使得与光线从一种媒介行进到另一种媒介有关的损失最小化。
浸在(immerse on)光学透明层322上的漫射层324的作用是用于模拟玻璃管内部的气体的现象或发光霓虹灯的内表面。任选地，杆332可完全由光学漫射材料制成，以实现均匀的发光。
杆332包括凹槽330，在所示的实施例中，凹槽330沿其整个长度方向延伸。当LED光学引擎350被插入到凹槽330中时，凹槽330适于保持柔性LED光学引擎350。凹槽的具体形状可被设计为与柔性LED光学引擎350上的特征相配，以便于在杆332与柔性LED光学引擎350之间提供摩擦配合或搭扣配合。凹槽330也将柔性LED光学引擎350布置在适当的位置和方向上，从而对于照明装置的视角、均匀性、和亮度实现预期效果。
在图15中所示的实施例中，柔性LED光学引擎350包括安装在通过跨接线(wire jumper)366连接的多个电路板的每个上的至少一个LED 354。可选择地，柔性LED光学引擎包括安装于柔性电路的至少一个LED。在另一个可选择实施例中，柔性LED光学引擎包括安装于电路板并插入到附于多线总线的连接器中的至少一个LED。在另一个可选择实施例中，柔性LED光学引擎包括安装于引线框架的至少一个LED。在所示的实施例中，光学引擎350包括以串联/并联、并联、或并联/串联的方式连接的多个LED 354。因此，光学引擎350可在恒定电流或恒定电压下操作。
在另一个实施例中，柔性LED光学引擎350被共挤压为柔性热塑性材料的连续形状，在所示的实施例中，其具有与光导管320的层322和324相似的特性。
任选地，可用低熔点的热塑性塑料362对LED光学引擎350的小部分进行超模压，以提供抗气候性。超模压可提供与光导管320中的凹槽330相互作用的保持/锁定元件。热塑性塑料362需具有不致损坏LED的足够低的熔点。热塑性塑料362可以是柔性的、可延展的、或刚性的。优选地，热塑性塑料362是透明的并具有与用于安装LED的环氧树脂的折射系数以及光导管320的折射系数相似的折射系数，以最小化损失。
在图17中所示的可选择实施例中，光导管420是背光光管432，其形成在具有通常为环形截面的心轴456的周围并通过柔性LED光学引擎450沿其长度照明，该光学引擎在发出指向光管432边缘的光线的每个位置或每两个位置具有相对的LED 454。优选地，LED454为侧面发光LED。也可使用指向光管432边缘的前面发光LED。利用全内反射(TIR)指引所发出的光线穿过通常为环形形状的圆周周围的光管432并从该光管432径向向外，以便于实现圆周周围的光管的均匀发光现象。这沿着柔性LED光学引擎450发生在每个LED位置处。优选地，LED 454被隔开以沿着光管432的长度方向实现期望的均匀性。
在另一个可选择实施例中，包含一种或多种磷(phosphur)的一个材料层包含在光管中以获得订制的颜色。优选地，磷可由蓝色或UV LED激发。优选地，磷为单-、双-或三-磷混合物。磷层可通过将磷加入到光学漫射材料层324中而形成，或者其可为独立层360(图16)。
在另一个实施例中，柔性LED光学引擎可包括具有电力的多线电总线和具有不同或相同颜色的LED的信号导体，以实现诸如追逐(chasing)、变色、或动态颜色控制等期望的视觉效果。在另一个实施例中，LED光学引擎可被共挤压在光导管的中心中，其中LED面向相反的方向以获得360°的视角。在另一个实施例中，使用多个LED(每个位置都对着不同方向)以增加视角。在另一个实施例中，附加LED指向光导管的相反方向以提供用于光圈效应的指向背部的光输出。
使用者(诸如标志制造商)使用诸如PVC电热毯、热气枪、或PVC加热盒(未示出)等通用工具或设备将杆332加热成形为期望的形状。该成形可以在工厂中或在安装场地完成。在将杆加热到精确的软化温度或玻璃化温度之后，可使其自由成形或将其放置在期望的形状的样板中。在冷却的基础上，杆将保持期望的形状以及原始横截面形状和材料特性。之后沿着所形成的杆332的长度方向将期望颜色或彩色的柔性LED光学引擎350插入到凹槽330中并保持在其中。可选择地，可使用不只一个光学引擎。接着安装该系统并通过简单的电连接将其连接于低压电源。优选地，曲线形LED光源具有180°或更大(包括360°)的视角。
已结合一些实施例描述了照明装置和照明装置的制造及组装方法。在阅读并理解详细描述的基础上可做出修正和改造。本发明不仅仅局限于上述实施例；相反，本发明由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (18)

1.一种用于模拟霓虹照明的照明装置，所述装置包括：
细长光导管，所述细长光导体具有与第二侧部件隔开的第一侧部件，腔体设置在所述第一侧部件与所述第二侧部件之间，其中所述细长光导体包括适于形成为多种期望的形状并适于漫射及传输光线的材料，其中，所述第一侧部件与所述第二侧部件中的至少一个包括设置在限定所述腔体的内表面上的不透明材料；以及
光学引擎，其包括多个LED，所述光学引擎可操作地连接至所述细长光导管并且可从所述细长光导管上拆卸下来，所述光学引擎相对于所述光导管布置，使得从所述光学引擎中发出的光线穿过所述光导管以模拟霓虹照明。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光导管包括可加热成形的材料。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述腔体的尺寸被制造成能够容纳所述光学引擎的至少一部分。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述光导管包括其中所述第一侧部件与所述第二侧部件中的至少一个包括光学引擎接合件，并且所述光学引擎包括光导管接合件，其中所述光学引擎接合件与所述光导管接合件相互合作，以将所述光学引擎保持在所述腔体中。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述不透明材料至少部分反射。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光导管包括设置在光进入表面与光退出表面之间的主体部分，所述主体部分具有穿过所述光导管的纵向轴在光进入表面与光退出表面之间测得的中间平面厚度t，所述光导管具有沿垂直于t的线测得的宽度w，t∶w的比率在0.5∶1至0.75∶1之间。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光导管包括主体部分，所述主体部分具有高度h和垂直于高度h测得的宽度w，h∶w的比率在1.5∶1至1∶1之间。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光学引擎包括设置在所述多个LED中至少一个的周围的柔性外壳。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述外壳包括硅酮超模压材料。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述光学引擎包括用于为所述多个LED供电的柔性电源线，并且所述电源线的至少一部分设置在所述外壳中。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光学引擎包括柔性电源线，所述柔性电源线包括形成在与所述多个LED中的至少一个邻接的电源线中的至少一个折痕或至少一个缠绕。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光学引擎包括模制在所述至少一个LED上方的弹性外壳，并且所述光导管和所述外壳被构造成附于彼此。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光导管和所述光学引擎适合于彼此合作，以在所述光导管的外表面上产生光图案，该光图案在至少基本垂直于所述光导管的纵向轴线上具有其最大尺寸。
14.一种组装模拟霓虹灯的照明装置的方法，所述方法包括：
将光导管形成为期望的形状，所述光导管包括通过不透明材料至少部分地排列至内部的两个侧部件并且所述光导管限定中心轴；以及
将柔性光学引擎附于所述光导管，使得通过沿着垂直于所述光导管的中心轴线的方向移动所述光导管，可将所述光学引擎与所述光导管分开，其中，所述光学引擎包括连接至柔性电源线的多个LED。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述形成步骤包括加热和弯曲所述光导管。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述光导管包括适于容纳所述光学引擎的槽，所述方法还包括在形成所述光导管之前将弯曲助件插入到所述槽中以及在将所述光学引擎附于所述光导管之前从所述槽中移除所述弯曲助件。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述光导管包括其尺寸被制成用于容纳所述光学引擎的槽，并且所述光学引擎包括用于至少一个LED的弹性外壳，所述附着步骤还包括将所述光学引擎插入到所述槽中，使得所述弹性外壳被压缩在所述槽中。
18.一种照明装置，包括：
细长主体，具有形成于其中的纵向槽，所述细长主体包括适合于弯曲成多种期望形状的材料，所述材料还适合于散射并传输光线；以及
附于所述细长主体的光学引擎，所述光学引擎包括至少一个LED、与所述至少一个LED电连通的柔性电源线、以及用于所述至少一个LED的弹性外壳，其中所述弹性外壳至少部分地被容纳在所述细长主体的所述纵向槽中，其中通过沿着垂直于所述细长主体的纵向轴线的方向移动所述光学引擎，可将所述光学引擎从所述纵向槽中移除。
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