CN102947639A - 包括一个或多个固态发光体的照明设备 - Google Patents

包括一个或多个固态发光体的照明设备 Download PDF

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CN102947639A CN2011800184936A CN201180018493A CN102947639A CN 102947639 A CN102947639 A CN 102947639A CN 2011800184936 A CN2011800184936 A CN 2011800184936A CN 201180018493 A CN201180018493 A CN 201180018493A CN 102947639 A CN102947639 A CN 102947639A
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Abstract

光引擎模块包括支撑构件和固态发光体,在所述光引擎模块中,(1)发光体安装在支撑构件上,(2)支撑构件的区域具有带有弯曲横截面的表面,(3)发光体和补偿电路安装在支撑构件上,(4)电触头元件延伸到支撑构件的至少两个表面上,和/或(5)该模块大致整体位于一平面的一侧,发光体向该平面的另一侧发光。同样,一种模块,其包括发光体和用于支撑发光体的装置。同样,一种照明设备,其包括壳体构件和安装在可拆卸支撑构件上的发光体。同样,一种照明设备,其包括安装在照明设备元件内的模块。同样,一种包括将模块安装到照明设备元件的方法。

Description

包括一个或多个固态发光体的照明设备
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2010年2月12日、申请号为No.12/704,995的美国专利申请的权益,该专利申请在此全文引用,以供参考。
本申请要求申请日为2010年2月28日、申请号为No.61/308,979的美国临时专利申请的权益,该临时专利申请在此全文引用,以供参考。
本申请要求申请日为2010年3月11日、申请号为No.61/312,918的美国临时专利申请的权益,该临时专利申请在此全文引用,以供参考。
本申请要求申请日为2010年6月2日、申请号为No.61/350,733的美国临时专利申请的权益,该临时专利申请在此全文引用,以供参考。
本申请要求申请日为2010年6月14日、申请号为No.61/354,373的美国临时专利申请的权益,该临时专利申请在此全文引用,以供参考。
技术领域
本发明涉及包括一个或多个固态发光体的照明设备,例如包括一个或多个发光二极管的照明设备。
背景技术
目前正致力于开发更节能的系统。在美国,每年有很大比例的(有人估计大约有25%)电量被用于照明。大部分所述照明为一般照明(例如,下射灯、泛光灯、聚光灯和其他通用住宅照明产品或商业照明产品)。因此,目前仍需要提供更加有效的照明。
由于其能量效率,固态发光体(例如,发光二极管)受到许多关注。众所周知,白炽灯灯泡是非常耗能的光源——其消耗的大约90%的电以热量形式而不是光的形式释放。荧光灯灯泡比白炽灯灯泡有效得多(大约10倍)但仍然没有固态发光体有效,例如发光二极管。
另外,与固态发光体(例如发光二极管)的正常寿命相比,白炽灯灯泡的寿命相对较短,即一般大约为750-1000小时。相比之下,例如,发光二极管的一般寿命为50,000-70,000小时。荧光灯的寿命通常比白炽灯的寿命长(例如,10,000-20,000小时),但提供的色彩再现较差。传统固定装置的典型寿命大约为20年,对应于发光设备至少约44,000小时的使用时间(基于每天使用6小时,使用持续20年)。发光体的发光设备寿命比固定装置的寿命短,因此需要定期更换。当通路困难(例如,拱形天花板、桥梁、高层大楼、交通隧道)和/或更新成本很高时,需要更换发光体所造成的影响则特别明显。
在照明设备中使用固态发光体存在许多挑战。许多情况下把附加组件(additional component)增加到照明设备上,从而解决这些挑战。希望提供包括一个或多个固态发光体的照明设备,在所述照明设备中解决上述挑战,并且该照明设备能够容纳于(fit within)为可比的传统照明设备提供的相同空间内或大致相同的空间内(例如,传统白炽灯光源和/或荧光灯光源占据的空间)。当改装照明设备、以及在新建筑中安装照明设备时,含一个或多个固态发光体的照明设备能容纳在与传统设备占据的空间相似(或相同)的空间内的能力是重要的。
其中一种上述挑战由以下事实造成:典型地,任何特定的发光二极管的发射光谱集中在单一波长周围(由发光二极管的组成和结构所决定的);这在一些应用中是满足需求的,但对其他应用而言并不满足需求(例如,对提供通用照明而言,这种发射光谱通常不会提供看上去是白色的光、和/或提供非常低的CRI)。因此,许多情况下(例如,制造其所发出的光被感知为白色或近白色的设备、或者制造其所发出的光没有高度饱和的设备)有必要采用发出不同颜色光的光源(例如,一个或多个固态发光体和可选的一种或多种其他类型的光源,诸如额外的发光二极管、发光材料、白炽灯等)。存在各种各样的原因使得一个或多个固态发光体停止发光和/或在它们的发光强度方面发生变化,这可以摆脱颜色输出的平衡,并使得照明设备发出的光被感知为与光输出的所需颜色相区别的颜色。因此,在许多上述设备中,使包括附加组件成为必要的一个挑战在于,可能需要提供能够调节供应给各个固态发光体(和/或其他发光体)的电流的附加电子线路(circuitry),从而在发出不同颜色的光的发光体之间维持颜色输出的平衡,以实现所需的颜色输出。
另一上述挑战在于,可能需要通过提供辅助上述混合的附加结构使不同固态发光体发出的不同颜色的光混合。
一个或多个固态发光体在它们的发光强度方面发生变化的原因的一个实例是温度变化(例如,由环境温度的变化造成、和/或由加热固态发光体和/或周围组件或周围结构造成)。一些类型的固态发光体(例如发出不同颜色的光的固态发光体)在不同温度下(假设供应有相同电流)经历发光强度的差异;对于随着温度变化而发生不同颜色的光的发光体而言,这些强度的变化通常发生至不同程度。例如,一些发出红光的发光二极管在至少一些温度范围内具有非常强的温度依赖性(temperature dependence)(例如,当升温约40℃时,AlInGaP发光二极管的光输出可降低约20%,即大约为-0.5%每摄氏度;一些发蓝光的InGaN+YAG:Ce发光二极管每摄氏度可降低约-0.15%)。已研发出处各种散热方案、用于散失LED所产生的至少一些热量。例如,2008年9月在cree.com/xlamp上发表的、题为科锐
Figure BDA00002241691800031
XLamp
Figure BDA00002241691800032
XR系列&4550LED可靠性的操作说明书(application note)CLD-APO6.006。
一个或多个固态发光体在它们的发光强度方面发生变化的原因的另一实例是老化。一些固态发光体(例如发出不同颜色的光的固态发光体)随着它们的老化经历发光强度的降低(假设供应有相同电流),并且这种强度的降低通常在不同速率下发生。
一个或多个固态发光体在它们的发光强度方面发生变化的原因的另一实例是固态发光体的损坏和/或为固态发光体供应电流的电子线路的损坏。
制造具有发光二极管、且往往使包括附加组件成为必要的照明设备所存在的另一挑战在于,当许多固态发光体经受高温时,其性能可能降低。例如,与许多白炽灯泡仅数月或1-2年的工作寿命相反的是,许多发光二极管光源具有平均数十年的工作寿命;但是,如果它们在高温下运行,一些发光二极管的寿命可能显著缩短。如果希望使用寿命较长,制造商通常推荐发光二极管的结温不应超过85℃。许多情况下可能希望通过提供附加结构以提供所需程度的散热来抵制上述问题。
制造具有发光二极管、且往往使包括附加组件成为必要的照明设备所存在的另一挑战起因于:来自固态发光体所提供的较小面积的较高光输出。在提供用于通用照明的固态照明系统时,这种集中的光输出可能存在的挑战在于:一般而言,小面积内亮度的大差别可能被感知为眩光(glare),且可能令占有人分心。因此,许多情况下希望提供附加结构,从而辅助混合发射光和/或创建发射光是经由更大面积输出的感知。
制造具有发光二极管、且往往使包括附加组件成为必要的照明设备所存在的另一挑战在于,发光二极管典型地在低电压直流电流下运行最有效,而线电压是典型的、更高电压的交流电流。因此,往往希望提供将线电压例如由交流转换为直流的电子线路和/或降低电压的电子线路。
另外,一些情况下希望在具有传统调光器的电路中改装或安装照明设备。一些调光器基于供应给照明设备的电流中所包括的信号运行(例如,诸如来自于双向可控硅的交流信号的占空比),对所述调光器而言通常需要附加电子线路。
所希望的是,能够制造各种各样的、包括不同数量固态发光体的照明设备(且所述照明设备因此以各种各样的不同速率产热),能够解决上述不同产热速率(包括升高的产热速率)引起的效应,和/或能够制造多种形状和大小的上述照明设备、包括相当于传统照明设备的那些照明设备。
存在具有光强度输出和/或电源输入的传统照明设备,所述传统照明设备需要多种电子线路,从而提供来自于包括一个或多个固态发光体的照明设备的当量输出;而且满足需要的是,能够容易地制造出各种各样的、可以提供上述光强度输出和/或可以由上述电源输入供能的固态发光体照明设备。
发明内容
依照本发明的一个方面,提供包括至少第一固态发光体支撑构件和至少第一固态发光体的光引擎模块,所述第一固态发光体安装在所述第一固态发光体支撑构件上。所述光引擎模块可嵌入到任何的多种照明设备元件(element)中(每个所述照明设备元件包括一个或多个照明设备组件(component)),从而制造出照明设备。
依照本发明的这一方面,可制造许多符合单一设计(single design)的光引擎模块,并且所述模块随后可整合到各种各样不同的照明设备元件中(所述不同照明设备元件的一些或全部可符合照明设备的传统形状和大小,即“形状因数”),从而形成具有不同形状和/或不同大小但包括相似光引擎模块的照明设备。
替代性地,依照本发明的这一方面,可制造许多各自符合不同设计的光引擎模块(所述不同设计例如,包括不同类型(和/或数量)的固态发光体、和/或发出不同色调或不同色温的光、和/或发出不同强度的光、和/或具有不同类型的补偿电路),并且不同模块随后可整合到符合单一设计的照明设备元件中,从而形成具有相同形状和大小(且可能的其他特性)且具有不同光引擎模块的照明设备。
替代性地,依照本发明的这一方面,可制造许多各自符合不同设计的光引擎模块(所述不同设计例如,包括不同类型(和/或数量)的固态发光体、和/或发出不同色调或不同色温的光、和/或发出不同强度的光、和/或具有不同类型的补偿电子线路),并且不同模块随后可整合到具有不同形状和/或大小的照明设备元件中,从而形成具有不同形状和/或大小(且可能的其他特性)且具有不同光引擎模块的照明设备。
另外,依照本发明的这一方面,可提供许多具有不同设计的光引擎模块(所述不同设计例如,包括不同类型的固态发光体、和/或发出不同色调或不同色温的光、和/或发出不同强度的光、和/或具有不同类型的补偿电子线路),可提供许多具有不同设计的照明设备元件(所述不同设计例如,具有不同形状和/或大小、和/或具有其他不同特征);而且,一些或全部的不同光引擎模块可能是可更换的,一些或全部的不同照明设备元件也可能是可更换的,这样整个照明设备的不同设计的数量可高达不同光引擎模块的数量乘以不同照明设备元件的数量的乘积。
依照本发明的一方面,提供可用于传统照明设备的现有形状因数(例如本领域技术人员已知的任何的多种形状因数)的光引擎模块,此处引用所述多种形状因数的一些(例如,诸如A19灯泡的A灯、或者标准荧光灯管等)。换言之,光引擎模块可嵌入到任何的多种其他照明设备元件中,从而提供符合传统照明设备的形状因数的照明设备。
依照本发明的另一方面,提供光引擎模块,其可用于替换前述段落中所描述类型的照明设备中所包括的模块,所述照明设备即指包括光引擎模块和一个或多个照明设备元件的照明设备。如果有模块烧坏或变得效能降低(lessefficacious),或者如果需要不同颜色或不同性能,则可执行上述替换。
如上所述,固态照明的其中一个非常有吸引力的品质是其效率和因此的低运行成本。然而,阻碍其使用的固态照明的品质是其设备成本。使固态照明更有吸引力的一种方式是:使采用固态照明的照明设备的至少一些组件已有的且优越的使用寿命延伸,这样随着时间的推移,与其他照明选择相比将进一步降低设备成本。
许多情况下,固态照明的设备成本粗略地为三分之一的功率转换、三分之一的发光二极管和三分之一的机械部件。
如上所述,典型地,固态照明设备随着时间的推移而退化(尽管这种退化的发生通常比诸如白炽灯和荧光灯的其他照明选择的情况耗时更长)。当固态照明设备中的固态发光体经受高温时,这种退化典型地更快。
依照本发明的另一方面,提供包括可拆卸的(removable)光引擎模块的照明设备,例如所述可拆卸的光引擎模块包括其上安装有至少一个固态发光体的支撑构件。采用上述照明设备时,无论何时需要或无论何时认为有必要,都可能根据预设时间表来周期性替换支撑构件(连同安装其上的一个或多个固态发光体)。这样可延伸照明设备其他组件的寿命,和/或照明设备可以在比原本(otherwise)可能更高的温度下运行(即产生更多光),和/或可通过置换出一个或多个支撑构件(连同安装其上的固态发光体)实现不同的颜色输出。
例如,在满足给定的照明需求时(例如特定房间内的整体亮度,例如餐馆的进餐区域),通过使用较少照明设备和向至少一个固态发光体供应较高电流可降低设备成本,从而弥补照明设备的较少数量。这种情况下应该认识到,在较高电流下运行至少一个固态发光体所产生的较高工作温度可能使得固态发光体退化得更快(主要是由于封装材料的退化),但这种退化的影响可在退化开始时(或在退化的其他阶段)通过替换光引擎模块(包括属于该模块一部分的一个或多个固态发光体)来解决。
替代性地或额外地,可通过消除原本提供的一个或多个散热器元件来降低(或进一步降低)设备成本,从而使至少一个固态发光体的工作温度保持在某一水平,在所述水平下至少一个固态发光体的退化维持在一般视为不可接受的阈值水平以下,从而认识到:在退化开始时(或在退化的其他阶段),上述较高工作温度所造成的至少一个固态发光体更快退化的影响可通过替换光引擎模块(或多个光引擎模块的一个或多个)得以解决,其包括属于该模块一部分的一个或多个固态发光体。
依照本发明的另一方面,提供包括至少第一固态发光体支撑构件和至少第一固态发光体的光引擎模块。
依照本发明的另一方面,提供包括至少第一固态发光体支撑构件和至少第一补偿电路(circuit)的光引擎模块。
依照本发明的另一方面,提供包括至少第一固态发光体支撑构件和至少第一固态发光体的光引擎模块,其中第一固态发光体安装在第一固态发光体支撑构件上,且第一固态发光体支撑构件的至少第一区域包括具有弯曲横截面的表面。在根据本发明的这一方面的一些实施例中,弯曲横截面的至少一部分为弧形(即限定了一部分的圆)。
依照本发明的另一方面,提供包括至少第一固态发光体支撑构件、至少第一固态发光体和至少第一补偿电路的光引擎模块,其中第一固态发光体和第一补偿电路安装在第一固态发光体支撑构件上。在根据本发明的这一方面的一些实施例中,(1)第一固态发光体安装在第一固态发光体支撑构件的第一表面上,第一补偿电路安装在第一固态发光体支撑构件的第二表面上,和/或(2)第一补偿电路包括温度补偿电路,和/或(3)第一补偿电路包括颜色发射强度(coloremission intensity)补偿电路。
依照本发明的另一方面,提供包括至少第一固态发光体支撑构件、至少第一固态发光体和至少第一接触元件(contact element)的光引擎模块,其中第一固态发光体安装在第一固态发光体支撑构件的第一表面上,第一接触元件至少从固态发光体支撑构件的第一表面延伸到固态发光体支撑构件的第二表面。在根据本发明的这一方面的一些实施例中,固态发光体支撑构件的第二表面包括具有弯曲横截面的表面(例如,其中该弯曲横截面的至少一部分大致上呈弧形)。
依照本发明的另一方面,提供包括至少第一固态发光体支撑构件和至少第一固态发光体的光引擎模块,其中第一固态发光体安装在第一固态发光体支撑构件上,大致整体的光引擎模块位于第一固态发光体的发射平面的第一侧,第一固态发光体发出的至少80%(一些实施例中为至少90%或大致所有)的光发射到第一固态发光体的发射平面的第二侧。
在根据本发明的这一方面的一些实施例中:
光引擎模块的第一尺寸(第一尺寸是光引擎模块在与第一固态发光体的发射平面平行的第一平面内延伸的最大尺寸),
至少与光引擎模块在以下任何平面内延伸的最大尺寸一样大:与第一平面相比,所述任何平面距离第一固态发光体的发射平面更远,且所述任何平面与第一固态发光体的发射平面平行。在上述实施例的一些中,光引擎模块的第二尺寸小于光引擎模块的第一尺寸,所述第二尺寸是光引擎模块在与第一固态发光体的发射平面平行的第二平面内延伸的最大尺寸,与第一平面相比,所述第二平面距离第一固态发光体的发射平面更远。
在根据本发明的这一方面的一些实施例中:
光引擎模块的第一尺寸(第一尺寸在与第一固态发光体的发射平面平行的第一平面内的第一方向上延伸),
至少与光引擎模块在与第一方向平行且在第二平面内的任何方向上延伸的尺寸一样大;与第一平面相比,第二平面距离第一固态发光体的发射平面更远,且第二平面与第一固态发光体的发射平面平行。在上述实施例的一些中,光引擎模块的第二尺寸小于光引擎模块的第一尺寸,第二尺寸是光引擎模块在与第一固态发光体的发射平面平行的第二平面内延伸的尺寸。
在根据本发明的这一方面的一些实施例中,多个固态发光体安装在第一固态发光体支撑构件上,且多个固态发光体发出的大致所有的光发射到第一固态发光体的发射平面的第二侧。
依照本发明的另一方面,提供包括至少一个壳体构件、至少第一固态发光体支撑构件和至少第一固态发光体的照明设备,第一固态发光体安装在第一固态发光体支撑构件上,且第一固态发光体支撑构件由至少一个壳体构件可拆卸地支撑。在上述实施例的一些中,照明设备可配置成占据与A灯(例如A19灯)大致相同的空间。
依照本发明的另一方面,提供包括第一电路板(其上设有一个或多个固态发光体)、第二电路板、第一支撑结构和至少第一电气连接结构的光引擎模块,所述第一电气连接结构使第一电路板与第二电路板电连接,其中,通过使第一电气连接结构与至少一个其他导电元件间沿绝缘表面的距离增加,而使得第一电气连接结构与至少一个其他导电元件间的爬电距离(creepage distance)增加,所述绝缘表面使第一电气连接结构绝缘。
依照本发明的另一方面,提供大小减小(reduced size)的光引擎模块。一些实施例中,在光引擎模块能容纳于以下照明设备元件(例如壳体构件、透镜和/或接线盒(electrical connector))的情况下,使光引擎模块沿照明设备元件的轴线的尺寸减小:在垂直于照明设备元件的轴线的平面内以及在沿照明设备元件的轴线的特定位置处,所述照明设备元件具有特定的内横截面积和内部形状。
依照本发明的另一方面,提供可容易地设置在照明设备元件内、和/或附连(attached)在照明设备元件内、或在照明设备元件内受支撑的光引擎模块(所述照明设备元件例如壳体构件、透镜和/或接线盒),在垂直于照明设备元件的轴线的平面内以及在沿照明设备元件的轴线的特定位置处,所述照明设备元件具有特定的内横截面积和内部形状。
依照本发明的另一方面,提供光引擎元件,其包括光引擎模块和与该光引擎模块连接的接口元件(interface element)。在根据本发明的这一方面的一些实施例中,(1)接口元件可拆卸地附连到光引擎模块上,(2)接口元件配置成可拆卸地附连到至少一个照明设备元件上,和/或(3)接口元件配置成附连到至少一个照明设备元件上。
依照本发明的另一方面,提供包括光引擎元件和至少一个照明设备元件的照明设备。在根据本发明的这一方面的一些实施例中,光引擎元件可拆卸地附连到照明设备元件上。
结合本发明的附图和以下详细描述可全面地理解本发明。
附图说明
图1是光引擎模块10的第一透视图;
图2是光引擎模块10的俯视图;
图3是光引擎模块10的侧视图;
图4是照明设备40的截面图;
图5是沿图4中所示平面5-5所做的截面图;
图6是光引擎模块60的示意图;
图7是一部分照明设备的特写视图;
图8是光引擎模块80的示意图;
图9是照明设备90的横截面图;
图10是光引擎模块100的示意图;
图11是照明设备110的示意图;
图12是描述相对于壳体构件保持在合适位置的一部分固态发光体支撑构件的局部横截面图;
图13是描述相对于壳体构件保持在合适位置的一部分固态发光体支撑构件的局部横截面图;
图14是描述相对于壳体构件保持在合适位置的一部分固态发光体支撑构件的局部横截面图;
图15是描述相对于壳体构件保持在合适位置的一部分固态发光体支撑构件的局部横截面图;
图16是描述相对于壳体构件保持在合适位置的一部分固态发光体支撑构件的局部横截面图;
图17是描述相对于壳体构件保持在合适位置的一部分固态发光体支撑构件的局部横截面图;
图18是固态发光体支撑构件上固态发光体的设置的一实例的示意图;
图19是依照本发明的照明设备190的截面图;
图20是光引擎模块200的截面图;
图21是描述在光引擎模块的一实施例中附连到支撑结构上的一部分电路板的截面图;
图22是描述在光引擎模块的一实施例中附连到支撑结构上的一部分电路板的截面图;
图23是描述一部分电路板231和支撑结构232的截面图,所述电路板包括一体式卡夹(integral clip)233,所述支撑结构包括可与卡夹233接合的凸起(protrusion)234;
图24是描述一部分光引擎模块240的截面图;
图25是描述定位于第一支撑结构255的凹槽257内的第一电路板251的截面图;
图26是描述(在其边缘上)具有脊(ridge)262的第一电路板261的截面图,所述脊能容纳于第一支撑结构263的槽264内;
图27是描述在其边缘上具有两个突出部(tab)272的第一电路板271的截面图,所述突出部能容纳于第一支撑结构273的各个狭槽274内;
图28是描述具有突出部282的第一电路板281的俯视图,所述突出部能容纳于第一支撑结构283的各个槽284内;
图29是描述一部分光引擎模块290的截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构295一侧上的第一电路板291和附连到第一支撑结构295相反侧上的第二电路板293;
图30是描述一部分光引擎模块300的截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构305一侧上的第一电路板301和附连到第一支撑结构305相反侧上的第二电路板303;
图31是描述一部分光引擎模块310的截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构315一侧上的第一电路板311和附连到第一支撑结构315相反侧上的第二电路板313;
图32是描述一部分光引擎模块320的截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构325一侧上的第一电路板321和附连到第一支撑结构325相反侧上的第二电路板323;
图33是描述一部分光引擎模块330的截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构335一侧上的第一电路板331和附连到第一支撑结构335相反侧上的第二电路板333;
图34是包括传导部分341和绝缘部分342的引脚(pin)340的截面图;
图35是包括第一电路板353和十一个固态发光体(351和352)的光引擎模块350的俯视图,其中在第一电路板353中提供狭槽354;
图36是一部分光引擎模块360的透视横截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构365一侧上的第一电路板361和定位成其主要表面与第一电路板361的主要表面大致垂直的第二电路板363;
图37是一部分光引擎模块370的透视横截面图;
图38是一部分光引擎模块380的透视横截面图;
图39是包括光引擎模块391、壳体构件392、透镜393和接线盒394的照明设备390的截面图;
图40是包括光引擎模块401、壳体构件402、反射器403和接线盒404的照明设备400的截面图;
图41是包括光引擎模块411、壳体构件412、透镜413和接线盒414的照明设备410的截面图;
图42是包括第一和第二光引擎模块421、第一和第二壳体构件422、透镜423和一对接线盒424的照明设备420的截面图;
图43是包括光引擎模块431、壳体构件432、第一反射器433、第二反射器434和接线盒435的照明设备430的截面图;
图44是光引擎模块440的前视图;
图45是光引擎模块450的前视图;
图46是光引擎模块460的前视图;
图47是光引擎模块470的前视图;
图48是光引擎模块480的前视图;
图49是光引擎模块490的前视图;
图50是光引擎模块500的前视图;
图51是光引擎模块510的前视图;
图52是光引擎模块520的前视图;
图53是光引擎模块530的前视图;
图54是光引擎模块540的前视图;
图55是光引擎模块550的前视图;
图56是安装在照明设备元件中的光引擎模块550的横截面图;
图57是安装在壳体构件561中的光引擎模块550的俯视图;
图58是安装在照明设备元件中的光引擎模块580的横截面图;
图59是第一支撑结构591的透视图;
图60是包括第一支撑结构591、第一电路板601和第二电路板602的光引擎模块600的截面图,所述第一电路板附连到第一支撑结构591上,所述第二电路板也附连到第一支撑结构591上;
图61是第一支撑结构611的透视图;
图62是包括第一支撑结构611、第一电路板621和第二电路板622的光引擎模块620的截面图,所述第一电路板附连到第一支撑结构611上,所述第二电路板也附连到第一支撑结构611上;
图63是第一支撑结构631的透视图;
图64是第一支撑结构631的截面图;
图65是第一支撑结构651的截面图;
图66是第一支撑结构651的透视图;
图67是描述光引擎模块670的截面图;
图68是描述光引擎模块680的截面图;
图69是光引擎模块690的俯视图;
图70是描述光引擎模块700的截面图;
图71是描述光引擎模块710的截面图;
图72是描述光引擎模块720的截面图;
图73是描述光引擎模块730的截面图;
图74是照明设备740的截面图;
图75是描述一部分光引擎模块750的示意图;
图76是描述一部分光引擎模块760的示意图;
图77是照明设备770的截面图;
图78是一部分光引擎模块780的截面图;
图79是一部分光引擎模块792的截面图;
图80是一部分光引擎模块800的分解透视图;
图81是图80所示的光引擎模块800的截面图;
图82是一部分光引擎模块820的分解透视图;
图83是图82所示的光引擎模块820的截面图;
图84和85是光引擎模块840的透视图;
图86是光引擎模块840的截面图;
图87是光引擎模块870的概念视图;
图88是电气连接结构880的透视图;
图89是照明设备元件890的截面前视图;
图90是照明设备元件990的截面俯视图;
图91是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件902;
图92是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件904;
图93是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件906;
图94是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件908;
图95是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件911;
图96是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括“标准的”光引擎模块915和与该光引擎模块连接的接口元件916;
图97是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件919;
图98是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件921;
图99是图98所示的光引擎元件的前视图;
图100是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件924;
图101是图100所示的光引擎元件的前视图;
图102是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件926;
图103是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件928;
图104是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件930;
图105是照明设备的截面图,所述照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块连接的接口元件932、接口元件932与其连接的照明设备元件933和接线盒939;
图106是照明设备的截面图,所述照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块连接的接口元件937、接口元件932与其连接的照明设备元件938和接线盒940;
图107是光引擎元件的截面图,所述光引擎元件包括多个光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件944;
图108是照明设备的截面图,所述照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的接口元件948、接口元件948与其连接的壳体构件949和接线盒988;
图109是包括光引擎模块953、壳体构件956和接线盒957的照明设备的截面图,所述光引擎模块包括固态发光体的阵列和接口元件;
图110是照明设备的截面图,所述照明设备包括光引擎模块958、与该光引擎模块958连接的接口元件959、接口元件959与其连接的壳体构件960和接线盒965;
图111是照明设备的截面图,所述照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的接口元件966、接口元件966与其连接的壳体构件967、透镜972和接线盒971;
图112是照明设备的截面图,所述照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的接口元件973、接口元件973与其连接的壳体构件974、透镜975和接线盒978;
图113是照明设备的截面图,所述照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的接口元件980、接口元件980与其连接的壳体构件981、透镜982、接线盒987和弹簧元件986;
图114是照明设备的截面图,所述照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的接口元件1141、接口元件1141与其连接的壳体构件1142、透镜1143和接线盒1147;
图115是光引擎元件1150的正视图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块901连接的接口元件1151;
图116是照明设备元件1160的截面图,所述照明设备元件包括壳体构件1161、透镜1162和接线盒1163;
图117是光引擎元件1170的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块901连接的接口元件1171;
图118是照明设备元件1180的截面图,所述照明设备元件包括壳体构件1181、透镜1182、接线盒1183和弹簧元件1184;
图119是光引擎元件1190的截面图,所述光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块901连接的接口元件1191;
图120是照明设备元件1200的截面图,所述照明设备元件包括壳体构件1201、透镜1202、接线盒1203和弹簧元件1204;
图121是照明设备的截面图,所述照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的光引擎模块壳体构件1211、与该光引擎模块壳体构件1211连接的接口元件1212、接口元件1212与其连接的壳体构件1213和接线盒1214。
具体实施方式
下面将参照附图更全面地描述本发明,附图中显示了本发明的实施例。然而,本发明不应当解释为受这里所阐述的实施例的限制。相反,提供这些实施例目的是使本公开透彻和完整,并且对于本领域的技术人员而言这些实施例将会更完整地表达出本发明的范围。通篇相同的标号表示相同的单元。如这里所述的术语“和/或”包括任何和所有一个或多个列出的相关项的组合
这里所用的术语仅是为了描述特定实施例,而不用于限制本发明。如所用到的单数形式“一个”,除非文中明确指出其还用于包括复数形式。还将明白术语“包括”和/或“包括”在用于本说明时描述存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除还存在或附加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
当一个单元如层、区域或衬底在这里表述为“位于另一单元之上”、“安装于另一单元之上”或“延伸到另一单元之上”时,它也可直接位于另一单元之上或直接延伸到另一单元之上,或者也可出现居间单元。相反,当一个单元在这里表述为“直接位于另一单元之上”或“直接延伸到另一单元之上”时,则表示没有居间单元。此外,当一个单元在这里表述为“连接”或“耦合”到另一单元时,它也可直接连接或耦合到另一单元,或者也可出现居间单元。相反,当一个单元在这里表述为“直接连接”或“直接耦合”到另一单元时,则表示没有居间单元。另外,第一单元“在”第二单元上的表述与第二单元“在”第一单元上的表述同义。
这里所用的表述“接触”意思是,与第二结构接触的第一结构与第二结构直接接触、或与第二结构间接接触。表述“间接接触”意思是,第一结构不是与第二结构直接接触,而是存在多个结构(包括第一结构和第二结构);多个结构的每个与多个结构的至少其他一个直接接触(例如,第一结构和第二结构堆叠且由一个或多个居间层分隔开)。本说明书中所用的表述“直接接触”意思是,与第二结构“直接接触的”第一结构触碰到第二结构,且在第一结构和第二结构间、至少在一些位置没有居间结构。
此处使用到的设备中两个组件“电连接”的表述,意指组件之间没有电连接本质上影响设备提供的功能的组件。例如,两个组件可看作是电连接的,即使它们之间可能存在很小的电阻,但其在本质上不影响设备提供的功能(实际上,连接两个组件的导线可看作是一个小电阻);同样,两个组件可看作是电连接的,即使它们之间可能具有使该设备完成附加功能但又不会实质上影响设备提供的功能的附加电子部件,所述设备与不包括附加组件以外的设备的功能相同;同样,直接彼此相连接或直接连接到电路板或其他介质上的导线或迹线的相对端的两个组件是电连接的。在此,可以区分表述设备中的两个组件“电连接”和两个组件“直接电连接”,后者表示在两个组件间不存在电学组件。
虽然术语“第一”、“第二”等这里可用来描述各种元件、组件、区域、层、部分和/或参数,但是这些元件、组件、区域、层、部分和/或参数不应当由这些术语来限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开。因此,在不背离本发明的示教情况下,以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可称为第二元件、组件、区域、层或部分。
相对术语(relative term)如“下部”、“底部”、“以下”、“上部”、“顶部”、“以上”这里可用来描述如图所示一个元件与另一元件的关系。除了图中所示的朝向之外,这些相对术语还用于包括设备不同的朝向。例如,如果图中所示的设备翻转过来,则描述为在其他元件“下”侧上的元件方向变为在其他元件的“上”侧。因此根据附图的特定朝向,示范性术语“下”可包括“上”和“下”两个朝向。同样,如果附图之一的设备翻转过来,则描述为在“在其他元件之下”或“在其他元件下面”的元件方向变为在其他元件“之上”。因此,示范性术语“之下”或“下面”可包括之上和之下两个方向。
这里所用的表述“点亮”(或“被点亮”),当所指是固态发光体时,意思是至少一些电流供应给固态发光体以使固态发光体发出至少一些电磁辐射(例如,可见光)。表述“被点亮”包括以下情形:当固态发光体连续发出电磁辐射或以一定速率间断发出电磁辐射,以使得人眼将其感知为连续或间断发出电磁辐射;或者当相同颜色或不同颜色的多个固态发光体间断和/或交替发出电磁辐射(时间上有重叠或没有重叠),以使得人眼将它们感知为连续或间断发光(以及,在发出不同颜色的情况下将它们感知为单独的颜色或那些颜色的混合)。
这里所用的表述“受激发”,当所指为发光材料时,意思是至少一些电磁辐射(例如,可见光、紫外光或红外光)与发光材料接触,使发光材料发出至少一些光。表述“受激发”包括发光材料连续发光或以一定速率间歇发光以使人眼感知为持续发光或间歇发光的情况,或多个相同颜色或不同颜色的发光材料间歇发光和/或交替发光(持续时间有或没有重叠)以使人眼将其感知为持续发光或间歇发光的情况(并且在发出不同颜色的光情况下,将其感知为那些颜色的混合)。
这里所用的表述“相邻”指的是第一结构与第二结构间的空间关系,意思是第一结构和第二结构彼此靠近。换言之,当描述为彼此“相邻”的结构类似时,则不会有其他相似结构设置在第一结构与第二结构之间(例如,两个耗散件(dissipation element)彼此相邻时,在两者之间则没有设置其他耗散件)。当描述为彼此“相邻”的结构并不类似时,则在它们之间没有设置其他结构。
这里所用的表述“照明设备”除了它要能发光之外不具有任何限制性。即照明设备可以是照射一定面积或容积(如建筑物、游泳池或温泉区、房间、仓库、方向灯(indicator)、路面、停车场、车辆、标志、路面标记、广告牌、大船、玩具、镜面、容器、电子设备、小艇、航行器、运动场、计算机、远端音频装置、远端视频装置、蜂窝电话、树、窗户、LCD显示屏、洞穴、隧道、院子、街灯柱等)的设备,或照射包围空间的一个设备或一系列设备、或用于边缘照明或背面照明的设备(如背光广告、标志、LCD显示)、灯泡替代品(例如替换AC白炽灯、低电压灯、荧光灯等)、用于室外照明的灯具、用于安全照明的灯具、用于住宅外照明的灯具(壁式,柱/杆式)、天花板灯具/壁式烛台、柜下照明设备、灯(地板和/或餐桌和/或书桌)、风景照明设备、跟踪照明设备(track lighting)、作业照明设备、专用照明设备、吊扇照明设备、档案/艺术显示照明设备、高振动/撞击照明设备-工作灯等,镜面/梳妆台照明设备(mirrois/vanity lighting)或任何其他发光设备。
这里所用的(例如,在表述“一个或多个固态发光体可安装在固态发光体支撑构件的第一表面上”中)词语“表面”包括平坦或大致平坦的区域,以及包括大致不平坦的区域。对该大致不平坦的区域而言,该区域的至少70%的表面面积容纳于(fit)第一平面与第二平面之间;其中,第一平面与第二平面彼此平行,且两者相互隔开的距离不超过该区域最大尺寸的50%。对该大致不平坦的区域而言,该区域内不存在以下的两个或多个子区域:(1)每个子区域包括该区域至少5%的表面面积,(2)第一子区域的至少85%的表面面积容纳于第三平面与第四平面之间,其中,第三平面与第四平面彼此平行,且两者相互隔开的距离不超过该第一子区域最大尺寸的25%,以及(3)第二子区域的至少85%的表面面积容纳于第五平面与第六平面之间,其中,第五平面与第六平面(i)彼此平行,(ii)两者相互隔开的距离不超过该第二子区域最大尺寸的25%,以及(iii)第五平面和第六平面相对于第三平面和第四平面限定了至少30度的角度。
表述“大致平坦的(substaintially flat)”或“大致平面的(substaintiallyplanar)”意思是,以大致平坦为特征的表面内至少90%的点位于一对平面的其中一个上或一对平面之间,所述一对平面彼此平行,且两者相互隔开的距离不超过该表面最大尺寸的5%。
这里所用的表述“主要表面”意思是,表面具有的表面面积包括整个结构至少25%的表面面积,一些情况下包括了整个结构至少40%的表面面积(例如,具有大致平行的顶面和底面的大致平坦薄元件的顶面和底面和每个)。
这里所用的表述“照明设备的轴线”可指照明设备围绕其大致对称的直线。在照明设备围绕任何线都不是大致对称的情况下,表述“照明设备的轴线”可以指(1)照明设备上的两个或多个类似结构(或提供类似功能的结构)相对其等距的线,(2)通过照明设备的重心的线,和/或(3)照明设备围绕其的旋转大致平衡的线。
这里所用的表述“大致平衡”,当所指为结构时,意思是通过将一质量增加到特定位置使该结构平衡或可平衡,所述质量总计包括不超过该结构的约10%的质量。
表述“具有弯曲横截面的表面”意思是,在穿过一表面可获得的横截面的情况下,一部分段内至少50%的点与一曲线隔开的距离不超过该表面最大尺寸的10%,所述曲线符合圆、椭圆、抛物线或以下形状:该形状具有大致恒定的单一曲率半径,或者具有所有差别不超过一曲率值的50%的多个曲率半径,每个曲率半径以延伸了该表面最大尺寸的至少10%的一系列点为基础。
在表述“容纳于为可比的传统照明设备提供的大致相同的空间内”中,表述“大致相同的空间”意思是,使第一设备和第二设备成型,以便第一设备可定位成占据第一设备位置、以及第二设备(在不同时间)可定位成占据第二设备位置,其中第一设备位置的第一设备占据了第二设备位置至少80%的体积(一些情况下为至少90%、至少95%或至少98%或99%),第二设备位置的第二设备占据了第一设备位置的至少80%的体积(一些情况下为至少90%、至少95%或至少98%或99%)。
这里所用的表述“固态发光体的发射平面”(例如,第一固态发光体的发射平面)意思是,(1)与固态发光体的发光轴垂直的平面(例如,在光发射为半球形的情况下,该平面将沿着半球形的平坦部分;在光发射是圆锥形的情况下,该平面将垂直于圆锥体的轴),(2)与固态发光体的最大发光强度的方向垂直的平面(例如,在最大发光为竖直的情况下,该平面是水平的),(3)与光发射的平均(mean)方向垂直的平面(换言之,如果最大强度在第一方向,而与第一方向的一侧成十度角的第二方向的强度大于与第一方向的对侧成十度角的第三方向的强度,那么由于第二方向和第三方向的强度,平均强度将朝着第二方向略微(somewhat)移动)。
在表述“多个固态发光体发出的大致所有的光发射到第一固态发光体的发射平面的第二侧”中,表述“大致所有”意思是至少98%的光。
这里所用的表述“大致垂直”意思是,以相对于参考平面或参考线大致垂直为特征的结构内至少90%的点位于一对平面的其中一个上或位于一对平面之间,所述一对平面(1)相对于参考平面垂直,(2)相互平行,以及(3)相互隔开的距离不超过该结构最大尺寸的5%。
例如,在表述“可拆卸的光引擎模块”、“可拆卸的支撑构件”、“可拆卸支撑、“可拆卸附连”或“可拆卸安装”的任何一个中,这里所用的术语“可拆卸的”和“可拆卸地”意思是,可在不会改变其他组件(例如在剩余的照明设备中)结构的情况下(例如从照明设备、或从附连的一个或多个其他组件)拆除以可拆卸为特征的元件(例如光引擎模块、支撑构件或接口元件),例如分离任何材料。
本发明还涉及受到照射的包围空间(illuminated enclosure)(其容积可受到均匀或不均匀的照射),包括一封闭空间和至少一个根据本发明的照明设备,其中照明设备(均匀或不均匀地)照射所述封闭空间的至少一部分。
本发明的一些实施例包括至少第一电源线,本发明的一些实施例涉及包括表面和至少一个照明设备的结构,所述至少一个照明设备对应于这里所描述的根据本发明的照明设备的任何实施例;其中如果为第一电源线供电,和/或如果点亮照明设备内的至少一个固态发光体,照明设备将照射表面的至少一部分。
本发明还涉及受到照射的区域,包括从由以下项构成的组中选择的至少一个项:建筑物、游泳池或温泉区、房间、仓库、方向灯(indicator)、路面、停车场、车辆、标志、路面标记、广告牌、大船、玩具、镜面、容器、电子设备、小艇、航行器、运动场、计算机、远端音频装置、远端视频装置、蜂窝电话、树、窗户、LCD显示屏、洞穴、隧道、院子、街灯柱等,在它们之中或之上安装了至少一个如这里所述的照明设备。
除非另有定义,这里所用的所有术语(包括科学和技术术语)的含义与本发明所属领域的普通技术人员普遍理解的含义相同。还应进一步明白,如常规使用的词典里定义的那些术语将解释为其含义与它们在相关领域以及本发明的上下文环境中的含义相一致,除非本文明确定义外不会从理想或过度形式化(formal sense)的层面上理解。本领域技术人员还将理解的是,所提及的与另一特征“相邻”设置的结构或特征可能有一部分与相邻特征重叠或在相邻特征下面。
如上所述,在一些方面,本发明涉及包括至少一个固态发光体支撑构件和一个或多个固态发光体的光引擎模块。在其他方面,光引擎模块也可包括一个或多个补偿电路和/或一个或多个电触头元件。在其他方面,本发明涉及包括至少一个光引擎模块和一个或多个壳体构件的照明设备。
根据本发明的光引擎模块可配置成发出任何颜色或任何色调的光(当供有电时)。例如,在一些实施例中,光引擎模块可发出白光(即它们可包括发光的固态发光体和/或发光材料,当所述光混成一体时,其混合以产生感知为白光的光)。替代性地,在一些实施例中,光引擎模块可以发出蓝色、绿色、黄色、橙色、红色或其他颜色或色调的光。
以下讨论的固态发光体应用于可包括在根据本发明的任何光引擎模块或照明设备中的固态发光体。
本领域技术人员熟悉并容易获得多种固态发光体,且在根据本发明的光引擎模块或照明设备中可采用任何合适的固态发光体。固态发光体的代表性示例包括具有或没有发光材料的发光二极管(有机的或无机的,包括聚合物发光二极管(polymer light emitting diode,PLED))。
本领域技术人员熟悉且容易获得各种固态发光体,所述固态发光体发出具有需要的峰值发射波长和/或主发射波长的光;并且在包括固态发光体的实施例中可采用任何上述固态发光体(以下详细讨论)或上述固态发光体的任何组合。
发光二极管为半导体器件,它将电流转换为光。多种发光二极管以不断扩大的范围的目的被用于更多的不同的领域。更具体地说,当p-n结结构两端存在电位差时,发光二极管这一半导体器件发出光(紫外光、可见光或红外光)。存在许多制造发光二极管的已知方式和许多相关结构,本发明可采用任何上述设备。
发光二极管通过激发电子穿过半导体活性(发光)层的导带(conductionband)和价带(valence band)之间的带隙(band gap)来发光。电子跃迁产生的光线的波长取决于带隙。因此,发光二极管发出的光线的颜色(波长)和/或电磁辐射(例如,红外光、可见光、紫外光、近紫外光等以及其任何组合)的类型取决于发光二极管的活性层的半导体材料。
这里所用的表述“发光二极管”是指基本的半导体二极管结构(即芯片)。已获得普遍承认并且在商业上出售(例如在电子器件商店中出售)的“LED”通常表现为由多个部件组成的“封装”器件。这些封装器件一般包括有基于半导体的发光二极管,例如但不限于美国专利4,918,487、5,631,190和5,912,477中所公开的各种发光二极管,以及各种引线连接和封装该发光二极管的封装体。
如果需要的话,根据本发明的固态发光体可包括一个或多个发光材料。
发光材料是当受激发辐射源激发时发出响应辐射(例如,可见光)的材料。在许多情况下,响应辐射的波长与激发辐射的波长不同。
发光材料可以分为下迁移材料或上迁移材料;下迁移材料即将光子转换为更低能级(更长波长)的材料,上迁移材料即将光子转换为更高能级(更短波长)的材料。
一种类型的发光材料是本领域的技术人员已知并可容易获得的磷光体(phosphor)。发光材料的其他实例包括闪烁剂、可见辉光带(day glow tapes)以及紫外光照射后发出可见光的油墨(inks)。
本领域的技术人员熟悉并可容易获得各种发光材料,各种发光材料发射的光具有所需的峰值发射波长和/或主发射波长、或所需色调;如果需要的话,可采用任何上述发光材料或上述发光材料的任何组合。
可能以任何合适形式提供一个或多个发光材料。例如,发光材料可嵌入在树脂(即聚合物基体)中,例如硅酮材料、环氧树脂材料、玻璃材料或金属氧化物材料;和/或发光材料可应用于树脂的一个或多个表面从而提供发光荧光体(lumiphor)。
实践本发明可使用的合适的固态发光体的代表性示例,包括合适的发光二极管、发光材料、发光荧光体、封装材料等,在以下专利申请中介绍:
2006年12月21日申请的美国专利申请,申请号为No.11/614,180(现在的公开号为No.2007/0236911)(律师事务所案卷号为P0958;931-003NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年1月19日申请的美国专利申请,申请号为No.11/624,811(现在的公开号为No.2007/0170447)(律师事务所案卷号为P0961;931-006NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年5月22日申请的美国专利申请,申请号为No.11/751,982(现在的公开号为No.2007/0274080)(律师事务所案卷号为P0916;931-009NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年5月24日申请的美国专利申请,申请号为No.11/753,103(现在的公开号为No.2007/0280624)(律师事务所案卷号为P0918;931-010NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年5月22日申请的美国专利申请,申请号为No.11/751,990(现在的公开号为No.2007/0274063)(律师事务所案卷号为P0917;931-011NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年4月18日申请的美国专利申请,申请号为No.11/736,761(现在的公开号为No.2007/0278934)(律师事务所案卷号为P0963;931-012NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月7日申请的美国专利申请,申请号为No.11/936,163(现在的公开号为No.2008/0106895)(律师事务所案卷号为P0928;931-027NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年8月22日申请的美国专利申请,申请号为No.11/843,243(现在的公开号为No.2008/0084685)(律师事务所案卷号为P0922;931-034NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年5月8日公告的美国专利,专利号为No.7,213,940(律师事务所案卷号为P0936;931-035NP),该专利在本申请中全文引用,以供参考;
2006年12月1日申请的美国专利申请,申请号为No.60/868,134、题为“照明设备及照明方法”(发明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;律师事务所案卷号为931_035PRO),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月30日申请的美国专利申请,申请号为No.11/948,021(现在的公开号为No.2008/0130285)(律师事务所案卷号为P0936US2;931-035NP2),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年6月1日申请的美国专利申请,申请号为No.12/475,850(现在的公开号为No.2009-0296384)(律师事务所案卷号为P1021;931-035CIP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年10月11日申请的美国专利申请,申请号为No.11/870,679(现在的公开号为No.2008/0089053)(律师事务所案卷号为P0926;931-041NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月8日申请的美国专利申请,申请号为No.12/117,148(现在的公开号为No.2008/0304261)(律师事务所案卷号为P0977;931-072NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年1月22日申请的美国专利申请,申请号为No.12/017,676(现在的公开号为No.2009/0108269)(律师事务所案卷号为P0982;931-079NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考。
一般而言,通过根据本发明的照明设备可使任何数量的颜色的光混合。光颜色混合的代表性示例在以下专利申请中描述:
2006年12月20日申请的美国专利申请,申请号为No.11/613,714(现在的公开号为No.2007/0139920)(律师事务所案卷号P0959;931-004NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2006年12月20日申请的美国专利申请,申请号为No.11/613,733(现在的公开号为No.2007/0137074)(律师事务所案卷号P0960;931-005NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年4月18日申请的美国专利申请,申请号为No.11/736,761(现在的公开号为No.2007/0278934)(律师事务所案卷号P0963;931-012NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年4月18日申请的美国专利申请,申请号为No.11/736,799(现在的公开号为No.2007/0267983)(律师事务所案卷号P0964;931-013NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年4月19日申请的美国专利申请,申请号为No.11/737,321(现在的公开号为No.2007/0278503)(律师事务所案卷号P0965;931-014NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月7日申请的美国专利申请,申请号为No.11/936,163(现在的公开号为No.2008/0106895)(律师事务所案卷号P0928;931-027NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月8日申请的美国专利申请,申请号为No.12/117,122(现在的公开号为No.2008/0304260)(律师事务所案卷号P0945;931-031NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月8日申请的美国专利申请,申请号为No.12/117,131(现在的公开号为No.2008/0278940)(律师事务所案卷号P0946;931-032NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月8日申请的美国专利申请,申请号为No.12/117,136(现在的公开号为No.2008/0278928)(律师事务所案卷号P0947;931-033NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年5月8日公告的美国专利,专利号为No.7,213,940(律师事务所案卷号P0936;931-035NP),该专利在本申请中全文引用,以供参考;
2006年12月1日申请的美国专利申请、申请号为No.60/868,134、题为“照明设备及照明方法”(发明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;律师事务所案卷号931_035PRO),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月30日申请的美国专利申请,申请号为No.11/948,021(现在的公开号为No.2008/0130285)(律师事务所案卷号P0936US2;931-035NP2),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年6月1日申请的美国专利申请,申请号为No.12/475,850(现在的公开号为No.2009-0296384)(律师事务所案卷号P1021;931-035CIP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年10月9日申请的美国专利申请,申请号为No.12/248,220(现在的公开号为No.2009/0184616)(律师事务所案卷号P0967;931-040NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年12月6日申请的美国专利申请,申请号为No.11/951,626(现在的公开号为No.2008/0136313)(律师事务所案卷号P0939;931-053NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年2月22日申请的美国专利申请,申请号为No.12/035,604(现在的公开号为No.2008/0259589)(律师事务所案卷号P0942;931-057NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月8日申请的美国专利申请,申请号为No.12/117,148(现在的公开号为No.2008/0304261)(律师事务所案卷号P0977;931-072NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月27日申请的美国专利申请,申请号为No.60/990,435、题为“具有高CRI和高效率的暖白光照明”(发明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;律师事务所案卷号为931_081 PRO),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年8月4日申请的美国专利申请,申请号为No.12/535,319(现在的公开号为No._________)(律师事务所案卷号P0997;931-089NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;以及
2009年8月14日申请的美国专利申请,申请号为No.12/541,215(现在的公开号为No.________)(律师事务所案卷号P1080;931-099NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考。
根据本发明的一些实施例提供光引擎模块,所述光引擎模块包括至少一个供能时发出BSY光的固态发光体、和至少一个供能时发出非BSY光的固态发光体。
这里所用的表述“BSY光”意思是,具有x、y色坐标的光,所述色坐标限定了以下范围内的点:
(1)1931CIE色度图上由第一、第二、第三、第四和第五线段封闭的区域,其中,所述第一线段连接第一点和第二点,所述第二线段连接第二点和第三点,所述第三线段连接第三点和第四点,所述第四线段连接第四点和第五点,所述第五线段连接第五点和第一点;所述第一点的x、y坐标为0.32、0.40,所述第二点的x、y坐标为0.36、0.48,所述第三点的x、y坐标为0.43、0.45,所述第四点的x、y坐标为0.42、0.42,且所述第五点的x、y坐标为0.36、0.38;和/或
(2)1931CIE色度图上由第一、第二、第三、第四和第五线段封闭的区域,其中,第一线段连接第一点和第二点,第二线段连接第二点和第三点,第三线段连接第三点和第四点,第四线段连接第四点和第五点,第五线段连接第五点和第一点;第一点的x、y坐标为0.29、0.36,第二点的x、y坐标为0.32、0.35,第三点的x、y坐标为0.41、0.43,第四点的x、y坐标为0.44、0.49,且第五点的x、y坐标为0.38、0.53。
根据本发明的照明设备可包括任何所需数量的固态发光体(和/或任何数量的发光材料或任何数量的发光荧光体)。例如,根据本发明的照明设备可包括50个或更多个发光二极管,或可包括100个或更多个发光二极管等。其他实施例可包括较少的发光二极管,且这些发光二极管可以是小芯片发光二极管或大功率发光二极管。
一个或多个固态发光体(和可选地一个或多个发光材料)可以采用任何合适方式设置。
根据本发明的一些实施例可包括发出第一色调的光(例如,在BSY范围内的光)的固态发光体和发出第二色调的光(例如,不在BSY范围内的光,例如红光、微红光、红橙色光、微橙色光或橙色光)的固态发光体,其中发出非BSY光的每个固态发光体由5个或6个发出BSY光的固态发光体围绕。
根据本发明的一些实施例包括第一组的一个或多个供能时发出BSY光的固态发光体、以及第二组的一个或多个供能时发出非BSY光的固态发光体,第一组和第二组的发光二极管安装在第一固态发光体支撑构件上,且第一组中每个固态发光体的中心与第一固态发光体支撑构件边缘区域的最近点的平均距离小于第二组中每个固态发光体的中心与第一固态发光体支撑构件边缘区域的最近点的平均距离。
在一些实施例中,依照以下在段落(1)-(5)中描述的指导方针、或依照其两个或多个的任何组合设置固态发光体(例如,第一组包括发出非-BSY光,例如红色、微红、红橙、微橙或橙色光的固态发光体;第二组包括发出BSY光的固态发光体),从而进一步促进来自固态发光体的光混合;其中所述固态发光体发出不同颜色的光:
(1)具有第一和第二固态发光体组的阵列,其中将第一组固态发光体设置成使得在该阵列内第一组固态发光体的两个均不会直接彼此靠近;
(2)包括第一组固态发光体和一个或多个附加组的固态发光体的阵列,将第一组固态发光体设置成使得来自一个或多个附加组的至少三个固态发光体与第一组内固态发光体的每个相邻;
(3)包括第一组固态发光体和一个或多个附加组的固态发光体的阵列,将该阵列设置成使得在第一组固态发光体中小于百分之五十(50%)或尽可能少的固态发光体在该阵列的周界上;
(4)包括第一组固态发光体和一个或多个附加组的固态发光体的阵列,将第一组固态发光体设置成使得第一组的两个固态发光体不会在阵列内直接彼此靠近,以便一个或多个附加组的至少三个固态发光体与第一组内固态发光体的每个相邻;和/或
(5)进行以下设置的阵列,该设置使得第一组的两个固态发光体不会在该阵列内直接彼此靠近,在第一组固态发光体中少于百分之五十(50%)的固态发光体在该阵列的周界上,及一个或多个附加组的至少三个固态发光体与第一组内固态发光体的每个相邻。
图18描述了固态发光体支撑构件上固态发光体的设置的代表性实例。参考图18,其显示了包括12个固态发光体181和182的光引擎模块180。可选择各个固态发光体181和182,以便发出任何所需波长范围(或颜色)的光。在一些实施例中,8个固态发光体181可以是磷光体发光二极管(即,包括至少一个发光二极管和诸如磷光体的发光材料的发光元件),4个固态发光体182可以是发光二极管。在根据图18描述的设置的一些实施例中,固态发光体181可以是发出BSY光的磷光体发光二极管,固态发光体182可以是发出高饱和光(例如红光)的发光二极管。在一些实施例中,固态发光体181和182包括发出红光的发光二极管、发出绿光的发光二极管和发出蓝光的发光二极管,即光引擎模块180是RGB模块(在上述实施例的一些中,可以混合红色、绿色和蓝色发光体,以便辅助混合光引擎模块180所发出的光)。在一些实施例中,固态发光体181可以是发出白光的磷光体发光二级管,固态发光体182可以是发出红光的发光二极管。在一些实施例中,固态发光体181可以是发出暖白光的磷光体发光二极管,固态发光体182可以是发出蓝绿光的发光二极管。
根据本发明的阵列也可能设置为其他方式、可具有促进颜色混合的附加特征。在一些实施例中,可对固态发光体进行设置,以便它们紧密堆叠,其可进一步促进自然色混合。照明设备也可包括不同的漫射器(diffuser)和反射器,从而在近场和远场促进颜色混合。
固态发光体可能以任何合适方式安装在固态发光体支撑构件上,例如,通过使用片载散热器(chip on heat sink)安装技术、通过焊接(例如,假定固态发光体支撑构件包括金属芯印刷电路板(metal core printed circuit board,MCPCB)、柔性电路或甚至标准PCB(例如FR4板));例如,可使用英国诺森伯兰郡的斯马斯特(Thermastrate)公司的基底技术安装固态发光体。如果需要的话,可机械加工或成形加工固态发光体支撑构件和/或一个或多个固态发光体的表面,以具备匹配形貌(matching topography),从而提供较高的散热器表面面积。
以下讨论的固态发光体支撑构件应用于可包括在根据本发明的任何光引擎模块或照明设备中的固态发光体支撑构件。
固态发光体支撑构件可由任何合适材料(或材料的组合)制成,且本领域技术人员熟悉各种各样的合适材料。在包括两个或多个固态发光体支撑构件的光引擎模块或照明设备中,各个固态发光体支撑构件可由相同材料或材料的组合制成,或者各个固态发光体支撑构件的任何一个或多个可由不同材料(或材料的组合)制成。
固态发光体支撑构件可具有任何合适形状和/或大小。在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,固态发光体支撑构件可具有第一主要表面和第二主要表面以及一个或多个边缘区域。在一些实施例中,上述第一主要表面和第二主要表面可以大致上是平面的且大致上相互平行。在一些实施例中,上述第一主要表面和第二主要表面可以大致上是平面的且大致上相互平行,至少一个边缘区域可从第一主要表面延伸到第二主要表面,所述至少一个边缘区域大致垂直于第一主要表面和第二主要表面的每个、且至少部分围绕固态发光体支撑构件的周边(或者,多个边缘区域可从第一主要表面延伸到第二主要表面,所述多个边缘区域大致垂直于第一主要表面和第二主要表面的每个、且至少部分围绕固态发光体支撑构件的周边)。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,照明设备内的所有固态发光体可安装在固态发光体支撑构件的单一表面上。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,至少一个固态发光体可安装在固态发光体支撑构件的一个表面上,至少一个补偿电路可安装在固态发光体支撑构件的第二表面上。在上述实施例的一些中,固态发光体支撑构件的第一表面和第二表面可以在固态发光体支撑构件的相反侧上,例如固态发光体支撑构件的第一表面和第二表面可以各自地大致为平面的且大致相互平行。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,一个或多个电触头元件可安装在固态发光体支撑构件上(或多个固态发光体支撑构件的至少一个上)。在上述实施例的一些中,上述电触头元件的至少一部分(或多个电触头元件的至少一个)可以暴露在固态发光体支撑构件的至少一个表面上(例如,在边缘区域上,所述边缘区域可在固态发光体支撑构件的第一主要表面和第二主要表面间延伸,所述第一主要表面和第二主要表面大致为平面且大致平行),并可与安装在照明设备元件上的相应传导元件(例如,触头、弹簧元件、迹线、丝焊等)相接触,这样供应给传导元件的电可经由这些触头供应给最终为一个或多个固态发光体供电的电子线路(这种情况下,上述电触头元件可环绕并出现在固态发光体支撑构件的另一表面上)。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,固态发光体支撑构件(或多个固态发光体支撑构件的至少一个)可包括按照合适方式、为一个或多个固态发光体和可选地其他电子线路供电的传导区域。例如,在上述实施例的一些中,固态发光体支撑构件可以是电路板(或包括电路板)。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,固态发光体支撑构件(或多个固态发光体支撑构件的至少一个)可包括电路板(例如金属芯电路板)(一些实施例中,固态发光体支撑构件可以基本上由电路板组成),固态发光体(或多个固态发光体的至少一个)可安装在所述电路板上,可选地,其他电子线路(例如一个或多个补偿电路)可安装在所述电路板上(安装在相同表面、和/或诸如相反表面的不同表面上)。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,固态发光体支撑构件可包括至少两个支撑元件,即至少第一支撑元件(例如一个或多个固态发光体安装其上的电路板)和附连到所述第一支撑元件上的至少第二支撑元件。例如,一些实施例可包括至少四个支撑元件,即:(1)多个固态发光体安装其上的第一电路板(例如金属芯电路板)(例如,如图18所描述的设置);(2)至少第一补偿电路安装其上的第二电路板(例如金属芯电路板或FR4电路板);(3)第一和第二电路板(固定地(permanently)或可拆卸地)附连(例如,在第一支撑结构的不同表面上,例如在相反侧)其上的第一支撑结构(例如,属于具有高热导率的材料,诸如铝或铜),以及(4)第一支撑结构(固定地或可拆卸地)附连其上的第二支撑结构(例如,属于具有高热导率的材料,诸如铝或铜),所述第二支撑结构(固定地或可拆卸地)附连到照明设备元件上(例如壳体构件)。
在固态发光体支撑构件包括两个或多个支撑元件的实施例中(例如,前述段落中描述的实施例),任何支撑元件可能以任何合适方式(固定地或可拆卸地)附连到其他支撑元件上。例如,在固态发光体支撑构件包括第一电路板(一个或多个固态发光体安装在所述第一电路板上)和第一支撑结构的实施例中(例如,前述段落中描述的实施例),第一电路板可通过以下方式附连到第一支撑结构上:采用螺钉(或螺栓或铆钉)、采用卡夹、通过螺纹、采用粘合剂(例如导热膏)、通过压紧(例如,通过加热第一支撑结构并将第一电路板嵌入到第一支撑结构的凹槽内(第一电路板紧密容纳在所述凹槽内),以便当第一支撑结构冷却下来时,第一电路板将压紧在凹槽内)、通过围绕第一电路板弯曲以将第一电路板保持在合适位置的导电引脚(例如所述导电引脚将来自电源或第二电路板的电供应给第一电路板、或者为第二电路板供电)、通过将第一电路板压装(press fitting)在第一支撑结构的凹槽内、通过脊和槽(例如,第一电路板边缘上的脊能容纳于第一支撑结构内的槽或凹槽内,或者第一支撑结构中凹槽边缘上的脊能容纳于第一电路板上的槽内)、或者通过一个元件上的突出部能容纳于另一元件的狭槽内且各元件相对彼此移动(例如,一个元件相对于另一元件滑动或旋转)的设置。在任何上述实施例中,可使第一电路板和第一支撑结构成型、相对彼此定位和/或彼此接合,从而提供良好的热耦合,这样一个或多个固态发光体产生的热量可从固态发光体传递到第一电路板上并随后继续传递到第一支撑结构上。另外,在任何上述实施例中,第一电路板和第一支撑结构可包括辅助使第一电路板相对于第一支撑结构适当对齐的各个结构,例如,第一电路板可具有一个或多个能容纳于第一支撑结构的一个或多个相应狭槽或槽内的突出部,和/或第一支撑结构可具有一个或多个能容纳于第一电路板的一个或多个相应狭槽或槽内的突出部。
类似地,在固态发光体支撑构件包括第二电路板(至少一个补偿电路安装在所述第二电路板上)和第一支撑结构的实施例中,第二电路板可通过以下方式附连到第一支撑结构上:采用螺钉(或螺栓或铆钉)、采用卡夹、通过螺纹、采用粘合剂(例如导热膏)、通过压紧(例如,通过加热第一支撑结构并将第二电路板嵌入到第一支撑结构的凹槽内(第二电路板紧密容纳在所述凹槽内),以便当第一支撑结构冷却下来时,第二电路板将压紧在凹槽内)、通过围绕第二电路板弯曲以将第二电路板保持在合适位置的导电引脚(例如所述导电引脚将来自电源或第一电路板的电量供应给第二电路板、或者为第一电路板供电)、通过将第二电路板压装在第一支撑结构的凹槽内、通过脊和槽(例如,第二电路板边缘上的脊能容纳于第一支撑结构内的槽或凹槽内,或者第一支撑结构中凹槽边缘上的脊能容纳于第二电路板上的槽内)、或者通过一个元件上的突出部能容纳于另一元件的狭槽内且各元件相对彼此移动(例如,一个元件相对于另一元件滑动或旋转)的设置。在任何上述实施例中,可使第二电路板和第一支撑结构成型、相对彼此定位和/或彼此接合,从而提供良好的热耦合,这样第二电路板上的一个或多个组件产生的热量可传递到第二电路板上并随后继续传递到第一支撑结构上。另外,在任何上述实施例中,第二电路板和第一支撑结构可包括辅助使第二电路板相对于第一支撑结构适当对齐的各个结构,例如,第二电路板可具有一个或多个能容纳于第一支撑结构的一个或多个相应狭槽或槽内的突出部,和/或第一支撑结构可具有一个或多个能容纳于第二电路板的一个或多个相应狭槽或槽内的突出部。
如上所述,在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,固态发光体支撑构件可包括第一电路板(一个或多个固态发光体安装在所述第一电路板上)、第二电路板(至少第一补偿电路安装在所述第二电路板上)、以及第一和第二电路板(固定地或可拆卸地)附连其上的至少第一支撑结构。在上述实施例的一些中,第一和第二电路板可附连到第一支撑结构的不同表面上,例如在相反侧上,或者可使第二电路板定位成其主要表面与第一电路板的主要表面大致垂直。在上述实施例的一些中,一个或多个电气连接可能以任何合适方式设在各个电路板的各触头间(和/或在其他组件间)。在各个电路板上的各组件间提供电气连接(即电气连接结构)的代表性结构(或方式)包括引脚(即,可具有任何所需形状的大致刚性的导体)、绝缘线、带状电缆(例如柔性扁平电缆(flat flexible cable,FFC)或柔性线路板(flexible printed circuit,FPC))、互连(例如,通过以下方式制造:形成孔、在孔的壁上涂覆绝缘材料且在孔内电镀或沉积金属)、焊料、传导卡夹、丝焊、弹簧触头、或任何以上所述的任何组合。用于为各个电路板上的各组件间提供电气连接的任何上述结构可包括合适的电气绝缘,例如其中一个或两个电路板是金属芯电路板。
通过提供两个或更多个电路板的方式(如上所述,如一些实施例中的情况),通过使不会发光的一些或所有的电子组件定位在一个或多个电路板上(所述一个或多个电路板没有位于光从其发出的区域上),可能降低(或甚至最小化)光从其发出的区域的表面面积。上述设置(即,使光从其发出的区域的表面面积降低或最小化)使得将一些光引导到一些或所有固态发光体的发射平面的下面更容易(例如,增加光从照明设备发出的方向的范围),上述设置也可考虑到光引擎模块更狭窄的轮廓(profile),以便对较小形状因数的照明设备而言、光引擎模块可容纳于照明设备元件内,和/或以便对其他组件(例如,一个或多个散热结构)而言更多空间是可用的。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,位于一个或多个固态发光体发出的一些光受引导(连续地或间歇地或偶尔地)的地方的任何结构(例如,电子线路和/或支撑结构和/或一个或多个电路板)可以制造得更具反射性,例如通过将其涂为白色。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,位于一个或多个固态发光体发出的一些光受引导(连续地或间歇地或偶尔地)的地方的任何结构(例如,电子线路和/或支撑结构和/或一个或多个电路板)可以是透明的、大致透明的或部分透明的(例如,这样产生于(proceedfrom)照明设备的光的方向范围可增加,以便更多的光可在图4所示的固态发光体12的发射平面以下传播)。
在包括引脚从而在第一电路板上的一个或多个组件与第二电路板上的一个或多个组件间提供电气连接的实施例中,上述引脚可以具有任何所需形状。在一些实施例中,一个或多个引脚可以是L-型。在一个或多个引脚是L-型的实施例中(例如,具有与电路板的主要表面大致垂直的第一部分和与电路板的主要表面大致平行的第二部分),引脚可附连(通过焊接)到电路板上安装的组件上,引脚的第二部分可相对于电路板的表面平行延伸得足够远,以至于引脚的第一部分不会接触到电路板的边缘(假设电路板是金属芯电路板、且假设在引脚与金属芯电路板的传导层之间不需要电触头时,这是有用的;金属芯电路板即指包括传导层(例如铝制)(所述传导层包括了电路板大多数的厚度)、介电材料薄层和传导导轨(conductive track)(例如铜制)的电路板,所述介电材料薄层定位于传导层的主要表面上,所述传导导轨形成在介电材料层的一个或两个暴露的主要表面上)。在一个或多个引脚是L-型的实施例中,引脚也可将电路板保持在合适位置(或辅助这样做)。
在包括引脚从而在第一电路板上的一个或多个组件与第二电路板上的一个或多个组件间提供电气连接的实施例中,引脚可具有肋(rib)和/或凹痕(indentation),从而相对于其他结构(例如,相对于第一支撑结构,其中第一和第二电路板定位在第一支撑结构的不同表面上(例如相反侧))将引脚保持在合适位置。在一些实施例中,引脚可对电路板施加弹力,从而将电路板保持在合适位置(或辅助这样做)。在包括一个或多个引脚的一些实施例中,可提供一个或多个绝缘元件,从而使引脚的至少一部分(或多个引脚的至少一部分)绝缘。在包括一个或多个引脚的一些实施例中,引脚(或多个引脚的一个或多个)可附连到一个电路板的组件上(例如通过焊接);在执行一个或多个其他装配步骤(例如,附连到其他电路板的组件上)的同时,引脚(包括其另一端)大致保持在合适位置。
在包括引脚从而在第一电路板上的一个或多个组件与第二电路板上的一个或多个组件间提供电气连接的实施例中,引脚可具有任何合适的横截面轮廓,例如圆形、椭圆形、方形、六边形、矩形等。
在包括绝缘线从而在第一电路板上的一个或多个组件与第二电路板上的一个或多个组件间提供电气连接的实施例中,可提供相对彼此极为贴近的多个绝缘线(由于它们是绝缘的)。
在为第一电路板上的一个或多个组件与第二电路板上的一个或多个组件间提供电气连接的一些实施例中,各个电路板上的接触区域(contact region)(例如焊垫)可相互对齐;例如,在第一电路板(多个固态发光体安装在所述第一电路板上)和第二电路板(至少一个补偿电路安装在所述第二电路板上)定位在第一支撑结构的相反侧的实施例中,第一电路板和第二电路板上的接触区域可对齐,以便各个电路板上的接触区域间的一个或多个距离与各个电路板间的距离近似相同(例如,它们相对于垂直延伸穿过各个电路板的轴线相似定位),和/或相应的接触区域相似成型,和/或没有组件(除了一个或两个电路板和/或一个或多个支撑结构)定位在相应的接触区域间。
在为第一电路板上的一个或多个组件与第二电路板上的一个或多个组件间提供电气连接的一些实施例中,一个或多个狭槽可设在位于第一和第二电路板间的任何结构中(例如支撑结构),和/或可设在第一电路板和/或第二电路板中,且一个或多个导电体可延伸穿过该狭槽。在上述实施例中,可包括较少固态发光体(例如,在图18描述的设置中,可拆除固态发光体181或182的其中一个),从而为上述狭槽提供空间。
如上所述,在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,固态发光体支撑构件可包括第一电路板(一个或多个固态发光体安装在所述第一电路板上)、第一电路板(固定地或可拆卸地)附连其上的第一支撑结构(如果包括的话,可选地还有第二电路板)、以及第一支撑结构(固定地或可拆卸地)附连其上的第二支撑结构,所述第二支撑结构(固定地或可拆卸地)附连到照明设备元件上(例如壳体构件)。在上述实施例中,第一支撑结构可采用任何合适方式附连到第二支撑结构上:例如,采用螺钉(或螺栓或铆钉)、采用卡夹、通过螺纹、采用粘合剂(例如导热膏)、通过压紧(例如,通过加热第一支撑结构并将第二支撑结构嵌入到第一支撑结构内(例如,通过将第二支撑结构的圆柱形外表面的一部分嵌入到第一支撑结构的中空圆柱形部分,或者通过将第一支撑结构的圆柱形外表面的一部分嵌入到第二支撑结构的中空圆柱形部分),以便当第一支撑结构冷却下来时,第二支撑结构将压紧在第一支撑结构内,或反之亦然)、通过将第一支撑结构的一部分压装在第二支撑结构的一部分内(或反之亦然)、通过脊和槽(例如,第一支撑结构上的脊能容纳于第二支撑结构内的槽内,或者第二支撑结构上的脊能容纳于第一支撑结构上的槽内)、或者通过一个元件上的突出部能容纳于另一元件的狭槽内且各元件相对彼此移动(例如,一个元件相对于另一元件滑动或旋转)的设置。在任何上述实施例中,可使第一支撑结构和第二支撑结构成型、相对彼此定位和/或彼此接合,从而提供良好的热耦合,这样一个或多个固态发光体产生的热量可从固态发光体容易地传递到第二支撑结构上。另外,在任何上述实施例中,第一支撑结构和第二支撑结构可包括辅助使第一支撑结构相对于第二支撑结构适当对齐的各个结构,例如,第一支撑结构可具有一个或多个能容纳于第二支撑结构的一个或多个相应狭槽或槽内的突出部,和/或第二支撑结构可具有一个或多个能容纳于第一支撑结构的一个或多个相应狭槽或槽内的突出部。
在包括一个或多个电路板的实施例中,电路板可以是任何合适的电路板,多种所述电路板对本领域技术人员而言是众所周知的。在一些实施例中,一个或多个电路板可以是金属芯电路板(例如,一个或多个固态发光体安装其上的至少一个电路板和/或至少一个补偿电路安装其上的至少一个电路板可包括(或各自可包括)金属芯电路板),一个或多个电路板可以是FR4电路板(例如,至少一个补偿电路安装其上的至少一个电路板可包括(或各自可包括)FR4电路板)。
在包括一个或多个支撑结构的实施例中,支撑结构可包括任何合材料且可为任何合适形状。例如,在上述实施例中,一个或多个支撑结构可由具有较高热导率的任何合适材料制成,例如铝、铜、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)、类金刚石碳(diamond-like carbon,DLC)等。在包括由金属制成的一个或多个支撑结构的实施例中,如果两个或多个电路板(其上安装有多个固态发光体的第一电路板和其上安装有至少一个补偿电路的第二电路板)安装在单一支撑结构上,电路板的至少一个需要与支撑结构绝缘(例如,通过在支撑结构与电路板间包括绝缘层)。在包括由金属制成的一个或多个支撑结构的实施例中,支撑结构可与电路板绝缘(或与电路板的每个绝缘),以便在操作照明设备时,触碰支撑结构的人不会被电击。
在包括一个或多个支撑结构的实施例中,支撑结构可提供空间或腔,照明设备的一个或多个其他组件可定位于所述空间内或所述腔内。例如,在第一电路板(其上安装有多个固态发光体)和第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路)定位在第一支撑结构(可选地,可提供第一支撑结构附连其上的第二支撑结构,所述第二支撑结构附连到照明设备元件上)的相反侧上的一些实施例中,第二电路板可定位在由第一支撑结构所限定的(或由第一支撑结构和第二支撑结构所限定的)内部空间内。替代性地或额外地,在上述实施例中,电源(或其一个或多个组件)、动力源(source of power)(例如电池或光伏集电器)等可定位在上述空间内。
相对于照明设备,固态发光体支撑构件可能以任何合适方式保持在合适位置,多种所述方式对本领域技术人员而言很容易地是显而易见的。在一些实施例中,固态发光体支撑构件相对于照明设备内所包括的任何合适的照明设备元件(例如,壳体构件)可保持在合适位置。例如,固态发光体支撑构件可通过以下方式相对于照明设备元件(例如壳体构件)保持在合适位置:(1)通过在固态发光体支撑构件的边缘表面上提供螺纹,所述螺纹可螺纹接合在壳体构件的内部所提供的相应螺纹内,(2)通过在固态发光体支撑构件上提供与壳体构件接合的卡夹,和/或通过在壳体构件上提供与固态发光体支撑构件接合的卡夹,(3)通过在固态发光体支撑构件上提供引脚,所述引脚能容纳于壳体构件上所提供的凹槽内,和/或通过在壳体构件上提供引脚,所述引脚能容纳于固态发光体支撑构件上所提供的凹槽内,(4)使用延伸穿过壳体构件的至少一部分和固态发光体支撑构件的至少一部分的螺钉、螺栓、铆钉等,(5)使用粘合剂,(6)凭借几何形状(例如,固态发光体支撑构件上的外截锥表面(externalfrustoconical surface)接合壳体构件上的内截锥表面(internal frustoconicalsurface)等)。
以下讨论的补偿电路应用于可包括在根据本发明的任何光引擎模块或照明设备中的补偿电路。
提供补偿电路,从而有助于确保对射出照明设备的光的感知颜色(在为“白”光的情况下,其包括色温)是精确的(例如,在一定容差范围内)。如果包括的话,这种补偿电路可调节供应给发出一种颜色的光的固态发光体的电流,和/或单独调节供应给发出不同颜色的光的固态发光体的电流,以便调节由照明设备发出的混合光的颜色。上述调节可(1)基于一个或多个温度传感器(如果包括的话)感测的温度,和/或(2)基于一个或多个光传感器(如果包括的话)感测的光发射,和/或基于其他传感器(如果包括的话)、因素、现象等。例如,所述基于一个或多个光传感器感测的光发射可包括基于(i)检测照明设备发出的光的颜色的一个或多个传感器,和/或基于(ii)检测一个或多个固态发光体发出的光的强度的一个或多个传感器,和/或基于(iii)检测一种或多种特定色调的光的强度的一个或多个传感器。
多种补偿电路是已知的,且在根据本发明的照明设备中可采用任何补偿电路。例如,补偿电路可包括数字控制器、模拟控制器或数字及模拟的组合。例如,补偿电路可包括特定用途集成电路(ASIC)、微处理器、微控制器、分立元件(discrete component)的集合或其组合。在一些实施例中,可对补偿电路编程,从而控制一个或多个固态发光体。在一些实施例中,可通过补偿电路的电路设计提供对一个或多个固态发光体的控制,因此对一个或多个固态发光体的控制固定在制造时期。在其他实施例中,可在制造时期设定补偿电路的各方面,例如其参考电压、电阻值或类似值,从而在不需要编程或控制代码的情况下允许对一个或多个固态发光体的控制进行调节。
合适补偿电路的代表性实例在以下专利申请中进行描述:
申请号为No.11/755,149、申请日为2007年5月30日(目前的美国专利公开号为No.2007/0278974)(律师事务所案卷号为P0919;931-015NP)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考;
申请号为No.12/117,280、申请日为2008年5月8日(目前的美国专利公开号为No.2008/0309255)(律师事务所案卷号为P0979;931-076NP)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考;
申请号为No.12/257,804、申请日为2008年10月24日(目前的美国专利公开号为No.2009/0160363)(律师事务所案卷号为P0985;931-082NP)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考;
申请号为No.12/469,819、申请日为2009年5月21日(目前的美国专利公开号为No.2010/0102199)(律师事务所案卷号为P1029;931-095NP)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考;
申请号为No.12/566,195、申请日为2009年9月24日、题为“具有可控旁路的固态照明装置及其操作方法”(目前的美国专利公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1128;5308-1128)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考;以及
申请号为No.12/704,730、申请日为2010年2月12日、题为“具有补偿旁路的固态照明装置及其操作方法”(目前的美国专利公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1128US2;5308-1128IP)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考。
以下讨论的颜色传感器应用于可包括在根据本发明的任何光引擎模块或照明设备中的颜色传感器。
本领域技术人员熟悉多种颜色传感器,且在本发明的照明设备中可采用任何上述传感器。这些众所周知的传感器包括对所有可见光都敏感的传感器、以及仅对一部分可见光敏感的传感器。例如,传感器可以是独特和廉价的传感器(GaP:N发光二极管),其考量全部光通量、但仅对多个发光二极管的一个或多个(光学)敏感。例如,在一个特定示例中,传感器可能仅对特定范围的波长敏感,随着光源老化(且光输出降低),传感器可因(for)颜色一致性向一个或多个光源(例如,发出该颜色光的发光二极管或发出其他颜色光的发光二极管)提供反馈。通过使用选择性监控输出的传感器(通过颜色监控),可选择性地控制一种颜色的输出,从而维持输出的适当比率且因此维持设备的颜色输出。这一类型的传感器仅受波长在特定范围内的光激发,例如排除红光的范围(例如,参见申请号为2008年5月8日、申请号为No.12/117,280(目前的美国专利公开号为No.2008/0309255)(律师事务所案卷号为P0979;931-076)的美国专利申请),该专利申请在此全文引用,以供参考。
感测光源的光输出变化的其他技术包括提供单独的发射器或参考发射器(reference emitter)、以及提供测量这些发射器的光输出的传感器。这些参考发射器可设置为与环境光隔离,以便它们通常不会对照明设备的光输出有贡献。感测光源的光输出的额外技术包括单独测量环境光和照明设备的光输出、以及基于测量的环境光补偿测量的光源的光输出。
以下讨论的温度传感器应用于可包括在根据本发明的任何光引擎模块或照明设备中的温度传感器。
依照本发明的一些实施例可采用至少一个温度传感器。本领域技术人员熟悉并容易获得各种温度传感器(例如,热敏电阻),且在依照本发明的各实施例中可采用任何上述温度传感器。温度传感器可用于各种用途,例如,如申请日为2008年5月8日、申请号为No.12/117,280(现在的美国专利公开号为No.2008/0309255)的美国专利申请中所描述的,温度传感器用于为补偿电路(例如电流调节器)提供反馈信息;该专利申请在此全文引用,以供参考。
在一些实施例中,可提供与一个或多个固态发光体相接触的一个或多个温度传感器(例如,单个温度传感器或温度传感器网络);或者将一个或多个温度传感器设置在固态发光体支撑构件的安装所述一个或多个固态发光体的表面上;或者将一个或多个温度传感器靠近一个或多个固态发光体设置(例如距离(away)小于1/4英寸),这样温度传感器可提供固态发光体的温度的精确读数。
在一些实施例中,可提供没有与一个或多个固态发光体相接触的一个或多个温度传感器(例如,单个温度传感器或温度传感器网络);或者一个或多个温度传感器没有靠近一个或多个固态发光体设置。但一个或多个温度传感器设置成其与固态发光体仅通过具有低热阻的结构隔开,以便温度传感器可提供固态发光体的温度的精确读数。
在一些实施例中,可提供没有与一个或多个固态发光体相接触的一个或多个温度传感器(例如,单个温度传感器或温度传感器网络);或者一个或多个温度传感器没有靠近一个或多个固态发光体设置。但一个或多个温度传感器设置成其温度与固态发光体的温度成比例,或者设置成其温度与固态发光体的温度变化成比例变化,或者设置成其温度与固态发光体的温度相关联。
以下讨论的电触头元件应用于可包括在根据本发明的任何光引擎模块或照明设备中的电触头元件。
本领域技术人员熟悉多种电触头元件(electrical contact element),且依照本发明可采用任何上述电触头元件。电触头元件可由任何合适的导电材料(或材料组合)制成,多种所述导电材料对本领域技术人员而言是众所周知的。电触头元件可具有任何合适大小和形状,各种所述大小和形状对本领域的那些技术人员而言是众所周知的。例如,接触元件可包括大致平坦或弯曲的元件,所述弯曲元件通常可以是环形、方形、矩形等。接触元件可以呈螺旋弹簧、弹簧片的形状、或其他合适形状。
以下讨论的壳体构件应用于可包括在根据本发明的任何光引擎模块或照明设备中的壳体构件。
壳体构件可具有任何合适形状和大小,且可由任何合适材料制成。本领域技术人员熟悉并可预想多种可构造为壳体的材料(例如,金属、陶瓷材料、具有低热阻的塑料材料或其组合)、以及上述壳体的多种形状,并且依照本发明可采用由任何上述材料制成且具有任何上述形状的壳体。
在一些实施例中,壳体构件可包括一个或多个散热区和其他结构。所述一个或多个散热区例如一个或多个散热翅片(fin),所述其他结构提供或增强任何合适的热管理方案。
在固态发光体支撑构件包括一个或多个支撑结构的实施例中,支撑结构(或多个支撑结构的至少一个)可用作散热器和/或散热结构。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,照明设备的任何组件可包括一个或多个散热结构,例如翅片或引脚。例如,在一些实施例中,一个或多个散热结构可设在第一支撑结构(一个或多个电路板可附连其上)、第二支撑结构(第一支撑结构附连其上,且其附连到照明设备元件上)、第一电路板(其上安装有多个固态发光体)、第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路)和/或壳体构件或照明设备元件的其他部分上。在一些实施例中,例如,经由图82-83所示的光引擎模块的第一支撑结构824(可选地经由其他结构)的垂直侧(在所描述的朝向下),经由光引擎模块的外周边缘吸取至少一些热量。
根据本发明的照明设备的一些实施例仅具有被动式冷却。另一方面,根据本发明的照明设备的一些实施例可具有主动式冷却(且可选地具有此处描述的任何被动式冷却特征)。这里所用的表述“主动式冷却”与其通常用法相一致,其指的是通过使用某些形式的能量实现冷却,这与“被动式冷却”恰好相反,被动式冷却是在不使用能量的情况下得以实现(即,当为一个或多个固态发光体供应能量时,被动式冷却是在不使用需要额外能量以用于提供额外冷却的任何组件的情况下可实现的冷却)。因此,在本发明的一些实施例中,仅采用被动式冷却实现冷却;而在本发明的其他实施例中提供主动式冷却(可选地,可包括这里所描述的、提供或增强被动式冷却的任何特征)。
在一些实施例中,壳体构件与混合室元件一体成型(integral)。
在一些实施例中,使壳体构件成型,以便其可容纳一个或多个固态发光体支撑构件、以及任何的各种涉及以下操作的光引擎模块。例如,涉及接收供应给照明设备的电流、对电流进行调整(例如将其由AC转为DC和/或由一个电压转为另一电压)、和/或驱动一个或多个固态发光体。例如,间歇点亮一个或多个固态发光体,和/或响应以下因素调节供应给一个或多个固态发光体的电流。这些因素包括检测到的一个或多个固态发光体的工作温度、检测到的光输出的强度或颜色的变化、检测到的环境特征的变化(例如温度或背景光)、用户命令等和/或包括在输入功率中的信号(例如,供应给照明设备的AC功率中的调光信号)。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,根据本发明的照明设备可包括任何合适的热管理解决方案。
根据本发明的照明设备可采用任何合适的散热方案,多种所述散热方案(例如,一个或多个散热结构)对本领域技术人员而言是众所周知的,和/或本领域技术人员可容易地预想到多种所述散热方案。可能合适的散热方案的代表性实例在以下专利申请中进行描述:
2007年9月17日申请的美国专利申请,申请号为No.11/856,421(现在的公开号为No.2008/0084700)(律师事务所案卷号为P0924;931-019NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月13日申请的美国专利申请,申请号为No.11/939,052(现在的公开号为No.2008/0112168)(律师事务所案卷号为P0930;931-036NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月13日申请的美国专利申请,申请号为No.11/939,059(现在的公开号为No.2008/0112170)(律师事务所案卷号为P0931;931-037NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年3月26日申请的美国专利申请,申请号为No.12/411,905(现在的公开号为No.2010/0246177)(律师事务所案卷号为P1003;931-090NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年7月30日申请的美国专利申请,申请号为No.12/512,653(现在的公开号为No.2010/0102697)(律师事务所案卷号为P1010;931-092NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年5月21日申请的美国专利申请,申请号为No.12/469,828(现在的公开号为No.2010/0103678)(律师事务所案卷号为P1038;931-096NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年9月1日申请的美国专利申请,申请号为No.12/551,921(现在的公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1049;931-098NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年9月25日申请的美国专利申请,申请号为No.61/245,683(律师事务所案卷号为P1085US0;931-100PRO),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年9月25日申请的美国专利申请,申请号为No.61/245,685(律师事务所案卷号为P1087US0;931-102PRO),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年9月25日申请的美国专利申请,申请号为No.12/566,850(现在的公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1173;931-107NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年10月20日申请的美国专利申请,申请号为No.12/582,206(现在的公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1062;931-114NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年10月28日申请的美国专利申请,申请号为No.12/607,355(现在的公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1062US2;931-114CIP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;以及
2010年1月7日申请的美国专利申请,申请号为No.12/683,886(现在的公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1062US4;931-114CIP2),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考。
在提供主动式冷却的实施例中,可采用任何类型的主动式冷却,例如吹动或推动(或辅助吹动)环境流体(例如空气)穿过或靠近一个或多个散热件或散热器、热电冷却、相变冷却(包括为抽运流体(pumping fluid)或压缩流体供应能量)、液体冷却(例如,包括为抽运水、液氮或液氦供应能量)、磁阻等。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,可提供一个或多个导热器(heat spreader),从而将热量从一个或多个固态发光体支撑构件移至一个或多个散热器区域和/或一个或多个散热区;和/或该导热器自身可提供供热量耗散的表面面积。本领域技术人员熟悉各种适合用于制造导热器的材料,且可采用任何上述材料(例如,铜、铝等)。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,可提供与固态发光体支撑构件的第一表面接触的导热器,且一个或多个固态发光体可安装在固态发光体支撑构件的第二表面上;其中,第一表面和第二表面在固态发光体支撑构件的相反侧上。在这些实施例中,可提供和设置与导热器接触的电子线路(例如,补偿电路)。例如,导热器可位于固态发光体支撑构件与补偿电路之间;和/或导热器可具有通向(open to)导热器表面(该表面远离固态发光体支撑构件)的凹槽,且补偿电路可位于该凹槽中。对于使上述组件容纳于特定形状因数(例如A灯),且同时避免任何的组件阻挡固态发光体发出的任何光(或使任何上述光可能受阻挡的程度降低),这种设置可能是有用的。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,传感器(例如温度传感器,诸如热敏电阻)可能定位在任何合适位置。在一些实施例中,(1)可提供与固态发光体支撑构件的第二表面相接触的导热器(heat spreader),一个或多个固态发光体可安装在固态发光体支撑构件的第一表面上,第一表面和第二表面在固态发光体支撑构件的相反侧上,(2)电子线路(例如补偿电路)可定位成与上述导热器相接触,例如导热器可位于固态发光体支撑构件与补偿电路之间,和/或导热器(spreader)可具有通向导热器表面(该表面远离固态发光体支撑构件)的凹槽,且补偿电路可位于该凹槽内,以及(3)温度传感器(例如热敏电阻)可定位成与导热器相接触,例如在导热器与电子线路(例如补偿电路)之间。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,一个或多个固态发光体可安装在固态发光体支撑构件的第一表面上,固态发光体支撑构件可定位在壳体内,且第一表面面积没有充满壳体的整个横截面,以便固态发光体发出的大多数的光传播到由第一表面限定的且固态发光体位于其中的第一半球体内,而一个或多个固态发光体发出的一些光也传播到与第一半球体互补的第二半球体内,即如果第一表面是水平的,且固态发光体安装在第一表面之上,那么固态发光体发出的大多数的光向上传播,而在第一表面(或至少一部分的第一表面)限定的平面内,固态发光体发出的一部分的光可穿过固态发光体支撑构件的周界与壳体(固态发光体支撑构件安装在所述壳体内)的内壁限定的空间向下传播。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,一个或多个固态发光体可安装在固态发光体支撑构件的第一表面上,固态发光体支撑构件的第一表面的至少40%(一些实施例中,至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%或至少95%)的表面面积由固态发光体覆盖。这种实施例可有助于提供以下设备:所述设备中,固态发光体较紧密地堆叠在固态发光体支撑构件的表面上,固态发光体支撑构件的表面面积因此可小于壳体的内壁所限定的横截面空间,这样如前述段落中所述,固态发光体发出的大多数的光传播到由第一表面限定的且固态发光体位于其中的第一半球体内,而一个或多个固态发光体发出的一些光也传播到与第一半球体互补的第二半球体内。固态发光体安装其上的固态发光体支撑构件表面的表面面积的这种减少可被称为“减少光孔径”或“使光孔径最小化”。可选地,在这一段落以上所描述的任何上述实施例中,一个或多个电触头元件可定位在固态发光体安装其上的固态发光体支撑构件的表面上。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,一个或多个固态发光体可安装在固态发光体支撑构件的第一表面上,至少一些电子线路可安装在第一表面上。
如上所述,本发明的一方面涉及光引擎元件,所述光引擎元件包括光引擎模块和与该光引擎模块连接的至少一个接口元件。可在此处描述的任何光引擎元件中提供接口元件,所述接口元件按照合适方式可包括或不包括本文所描述的任何其他特征。
接口元件(如果提供的话)可与光引擎模块以任何合适方式连接,多种所述方式对本领域技术人员而言很容易地是显而易见的。例如,接口元件可通过以下方式与光引擎模块连接(例如,固定附连或可拆卸附连):(1)通过在接口元件的表面上提供螺纹,所述螺纹可螺纹接合在光引擎模块上所提供的相应螺纹内,(2)通过在接口元件上提供与光引擎模块接合的卡夹,和/或通过在光引擎模块上提供与接口元件接合的卡夹,(3)通过在接口元件上提供引脚,所述引脚能容纳于光引擎模块上所提供的凹槽内,和/或通过在光引擎模块上提供引脚,所述引脚能容纳于接口元件上所提供的凹槽内,(4)使用延伸穿过接口元件的至少一部分和光引擎模块的至少一部分的螺钉、螺栓、铆钉等,(5)使用粘合剂,(6)凭借几何形状(例如,光引擎模块上的外截锥表面接合接口元件上的内截锥表面等)。例如,接合可提供有各种互锁式连接结构、拧入式(screw-in)连接结构、旋接式(twist-on)连接结构(包括螺距非常大的螺纹)、紧密配合式连接结构和/或其他连接特征(包括有多个模块,其中将光引擎和/或驱动拧入模块壳体中,而将所述模块壳体拧入或接口连接在照明设备元件或接口元件内)。
如上所述,本发明的一方面涉及包括光引擎模块、至少一个接口元件和至少一个照明设备元件的照明设备,在所述照明设备中,接口元件与光引擎模块和至少一个照明设备元件连接。接口元件可设在此处描述的任何照明设备内,所述照明设备按照合适方式可包括或不包括本文描述的任何其他特征。在本发明的这一方面,如上所述,接口元件可与光引擎模块以任何合适方式连接(例如,固定附连或可拆卸附连)。另外,在本发明的这一方面,接口元件可与照明设备元件以任何合适方式连接(例如,固定附连或可拆卸附连)。例如,接口元件可通过以下方式与照明设备元件连接:(1)通过在接口元件的表面上提供螺纹,所述螺纹可螺纹接合在照明设备元件上所提供的相应螺纹内,(2)通过在接口元件上提供与照明设备元件接合的卡夹,和/或通过在照明设备元件上提供与接口元件接合的卡夹,(3)通过在接口元件上提供引脚,所述引脚能容纳于照明设备元件上所提供的凹槽内,和/或通过在照明设备元件上提供引脚,所述引脚能容纳于接口元件上所提供的凹槽内,(4)使用延伸穿过接口元件的至少一部分和照明设备元件的至少一部分的螺钉、螺栓、铆钉等,(5)使用粘合剂,(6)凭借几何形状(例如,接口元件上的外截锥表面接合照明设备元件上的内截锥表面等)。例如(正如接口元件与光引擎模块间的连接一样),接合可提供有各种互锁式连接结构、拧入式连接结构、旋接式连接结构(包括螺距非常大的螺纹)、紧密配合式连接结构和/或其他连接特征(包括有多个模块,其中将光引擎和/或驱动拧入模块壳体中,而将所述模块壳体拧入或接口连接在照明设备元件或接口元件中)。
如果需要的话,以下讨论的接口元件应用于可包括在根据本发明的任何光引擎模块或照明设备中的接口元件。如果包括的话,接口元件可包括一个或多个金属材料(例如,铜、铝、青铜或其他合金)、陶瓷材料(例如,氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化镁)、半导体材料(例如,硅、碳等)、塑料材料或填充有一个或多个导热材料的有机材料,所述导热材料例如碳化硅、氧化铍、氮化铝、碳材料(例如石墨、金刚石、DLC等);如果需要的话,接口元件可包括一部分电绝缘材料和/或导电材料和/或半导电材料。
接口元件(如果包括的话)或一个或多个接口元件可提供或辅助提供散热、热传递、一个或多个电气连接和/或一个或多个光学接口(optical interface)。例如,接口元件可包括散热翅片和/或散热引脚;接口元件可包括一个或多个高热导率的区域(或整个接口元件可具有高热导率),从而使热量从产热区(或从产生的热量容易传递到的区域)移到散热区(或移到热量容易传递到散热区的区域);接口元件可包括一个或多个导电体,从而使电从第一区域(接口元件的表面区域紧靠所述第一区域)传导到第二区域(接口元件的第二表面区域紧靠所述第二区域)或多个区域;和/或接口元件可包括一个或多个透明区域、半透明区域、或者相对一个或多个其他区域选择性透光(optically transmissive)的区域,这样入射到接口元件的一个表面区域上的至少一部分光可从接口元件的一个或多个其他表面区域射出。
接口元件(如果包括的话)和/或光引擎模块和/或照明设备元件可包括一个或多个辅助使接口元件相对于光引擎模块和/或相对于照明设备元件适当对齐的结构。例如,任何的这些结构可包括一个或多个肋、脊、引脚或突出部,其能容纳于任何的其他结构中的一个或多个相应狭槽、凹口(notch)或槽中。
接口元件(如果包括的话)可以具有任何所需形状和大小。在本发明的一些方面,接口元件可具有这样的形状和大小,以至于(1)其可容易地与具有特定形状和大小的光引擎模块连接(或与具有特定形状和大小的特定光引擎模块连接),以及(2)其可容易地与具有特定形状和大小的照明设备元件连接(或与具有特定形状和大小的照明设备元件连接)。通过提供各种形状和大小的接口元件,特定光引擎模块可定位在任何的各种照明设备元件内,并且该接口元件可提供特定的所需性能,例如散热、热传递、导电、透光。以这种方式,优选地,特定设计的光引擎模块可在任何的各种照明设备元件中得以使用。
在按照合适方式、可包括或不包括本文所描述的任何其他特征的一些实施例中,一个或多个固态发光体可安装在固态发光体支撑构件的第一表面上,至少一些电子线路可安装在固态发光体支撑构件的一个或多个其他表面上(在上述实施例中,一些电子线路也可安装在固态发光体支撑构件的第一表面上,或没有电子线路安装在固态发光体支撑构件的第一表面上)。在制造这种设备时,电子线路可安装在固态发光体支撑构件的一部分的第一表面上,所述部分随后弯曲以变成不同表面(即,从而不再是固态发光体支撑构件的第一表面的一部分);例如,电路组件可安装在固态发光体支撑构件的第一表面的较狭窄部分上,所述较狭窄部分从固态发光体支撑构件的第一表面的较宽部分突出,该较狭窄部分随后弯曲、以相对于固态发光体支撑构件的较宽部分成一角度(例如,90度)(替代性地,一个或多个较狭窄部分可在最终安装其上的一些或所有电子线路组件安装在其上面之前弯曲)。
根据本发明的照明设备可包括一个或多个接线盒(electrical connector)。
各种类型的接线盒对本领域技术人员而言是众所周知的,任何上述接线盒可附连在(附连到)根据本发明的照明设备内。合适类型的接线盒的代表性示例包括导线(用于接合(splice to)支路)、爱迪生插头(即在爱迪生插座中可接收的爱迪生螺纹)和GU24引脚(其在GU24插座中是可接收的)。其他已知类型的接线盒包括2-引脚(圆形)GX5.3、罐形DC底座(can DC bay)、2-引脚GY6.35、凹槽式单触头(recessed single contact)R7、螺纹型端子、4英寸引线、1英寸带状引线(ribbon lead)、6英寸柔性引线(flex lead)、2-引脚GU4、2-引脚GU5.3、2-引脚G4、旋锁(turn&lock)GU7、GU10、G8、G9、2-引脚Pf、最小螺纹(min screw)E10、DC底座BA15d、最小烛形E11、中型螺纹E26、大型螺纹(mog screw)E39、大型双柱式(mogul bipost)G38、扩展的(ext.)大型端(mog end)prGX16d、中型端prGX16d和中型缘(medskirted)E26/50x39(参见https://www.gecatalogs.com/lighting/software/GELightingCatalogSetup.exe)。
在一些实施例中,接线盒可与至少一个壳体构件附连。在依照本发明的照明设备的一些实施例中,照明设备包括透镜元件、壳体、接线盒和光引擎模块,其中光引擎模块定位于壳体内,透镜元件和接线盒与壳体的相反端附连,这样照明设备的形状因数与传统照明设备(例如,A灯)相似(这样,根据本发明的照明设备可拧入设计为容纳A灯的插座中或拧入A灯从其上拆除的插座中)。在包括一个或多个支撑结构的一些实施例中,支撑结构(或多个支撑结构的一个或多个)可包括一个或多个接线盒,或可附连到一个或多个接线盒上。
接线盒(如果包括的话)可与照明设备内包括的一个或多个电子线路组件以任何合适方式电连接,所述电子线路组件例如电源、第一电路板(多个固态发光体安装其上)和/或第二电路板(至少一个补偿电路安装其上)。使电子线路组件与接线盒电连接的方式的代表性示例包括:使柔性导线的第一部分与接线盒连接、并使柔性导线的第二部分与其上安装有电子线路组件的电路板(例如,金属芯电路板)连接;提供一个或多个引脚、绝缘线、带状电缆、焊料、传导卡夹、丝焊、弹簧触头或任何以上所述的任何组合。
接线盒(如果包括的话)可能以任何合适方式附连到照明设备的一个或多个其他组件上,例如,通过螺纹拧入(screw-threading)到另一组件内(例如,壳体构件(如果包括的话)或透镜(如果包括的话))、采用螺钉(或螺栓或铆钉)、采用卡夹、采用粘合剂(例如导热膏)、通过压紧、通过压装、通过脊和槽、或通过一个元件上的突出部能容纳于另一元件上的狭槽内且各元件相对彼此移动(例如,一个元件相对于另一元件滑动或旋转)的排列。
特别希望的是,提供包括一个或多个固态发光体的照明设备(且照明设备所产生的一些光或所有光均由固态发光体生成),其中该照明设备可以较容易地代替传统照明设备(例如白炽灯照明设备、荧光灯照明设备或其他传统类型的照明设备)(即,照明设备可以较容易地改装(retrofit)传统照明设备、或者开始时可以较容易地使用该照明设备来取代传统照明设备),例如接合的照明设备是可与传统照明设备接合在同一插座中的、包括一个或多个固态发光体的照明设备(代表性示例是:简单地将白炽照明设备从爱迪生插座上拧下,接着使包括一个或多个固态发光体的照明设备螺接于(thread in)该爱迪生插座中、取代该白炽照明设备)。在本发明的一些方面提供这种照明设备。
依照本发明的一些实施例(其可包括或不包括本文其他地方所描述的任何特征)包括一个或多个透镜、漫射器或光控件。本领域技术人员熟悉多种透镜、漫射器和光控件,容易预想出各种可制成透镜、漫射器或光控件的材料(例如,聚碳酸酯材料、丙烯酸材料、熔融石英、聚苯乙烯等),并熟悉和/或可预想出透镜、漫射器和光控件可能的形状。在包括透镜和/或漫射器和/或光控件的实施例中,在透镜和/或漫射器和/或光控件中可采用任何上述材料和/或形状。本领域技术人员可理解的是,根据本发明的照明设备的透镜、或漫射器或光控件可选择为对入射光具有任何所需作用(或无作用),例如聚焦、漫射、改变自照明设备的发射方向(例如,使得由照明设备出发的光的方向范围增大,例如使光弯曲从而在图9所示的固态发光体96的发射平面下面传播)等。
在照明本发明的包括透镜(或多个透镜)的实施例中,透镜可定位在任何合适位置和方位。任何上述透镜和/或漫射器和/或光控件可包括一个或多个发光材料,例如一个或多个磷光体。
在一些实施例中可提供透镜(或两个或更多个透镜),所述透镜与壳体构件(和/或接线盒)一起限定了一个或多个光引擎模块(其可包括一个或多个固态发光体支撑构件和一个或多个固态发光体)位于其中的空间,这样一个或多个固态发光体发出的至少一些光通过该透镜。在上述实施例中,透镜可具有任何合适形状,例如,与传统照明设备的一部分相对应的任何形状(例如,与传统照明设备的透明部分相对应的形状,包括与传统照明设备的透明部分相对应的区域的形状,或者与传统照明设备的透明部分的一部分相对应的形状)。
在依照本发明的包括漫射器(diffuser)(或多个漫射器)的实施例中,可使漫射器定位于任何合适位置和方位。在可包括或不包括本文其他地方所描述的任何特征的一些实施例中,可在照明设备的顶部或其他部位提供漫射器。可包括漫射器膜(diffuser film)/漫射器层形式的漫射器,对所述漫射器膜/漫射器层进行设置、以便在近场使来自固态发光体的光发射混合。换言之,漫射器可使固态发光体的发射混合,以便当直视照明设备时,来自分立的固态发光体的光不会被分开辨识。
漫射器膜(如果采用的话)可包括以不同方式设置的、任意的多种不同结构和材料。例如,其可包括在透镜上设置的保形涂层(conformally arrangedcoating)。在一些实施例中,可使用市售漫射器膜,例如由位于北卡罗来纳州(North Carolina)莫里斯威尔(Morrisville)的高亮屏科技公司(BrightViewTechologies Inc.)、位于马萨诸塞州(MA)坎布里奇(Cambridge)的融合威捷公司(Fusion Optix Inc.)、位于加利福利亚州(CA)托伦斯(Torrance)的卢米尼特公司(Luminit Inc.)提供的那些漫射器膜。这些膜的一些可包括漫射微结构,所述漫射微结构可包括随机或有序的微透镜或几何特征、并可具有各种形状和大小。漫射器膜可按规定尺码制作(size),从而适合某一透镜的全部或适合不到所有透镜;也可使用已知的粘接材料和粘接方法使漫射器膜粘接在透镜上的适当位置。例如,可采用粘合剂将膜安装到透镜上,或者膜可与透镜插入成型(insert molded)。在其他实施例中,漫射器膜可单独包括散射颗粒或指数型的光子特性(index photonic feature),或者漫射器膜可结合微结构包括散射颗粒或指数型的光子特征。漫射器膜可具有任何多种合适的厚度(一些市售漫射器膜的厚度的范围为0.005-0.125英寸,但也可使用其他厚度的膜)。
在其他实施例中,可直接在某一组件(例如,透镜)上使漫射器和/或散射图案(diffuser and/or scattering pattern)图案化。例如,上述图案可能是使通过表面元件的光散射或分散的表面元件的随机图案或伪图案。漫射器还可包括组件(例如透镜)内的微结构,或者漫射器膜可包括在组件(例如透镜)内。
也可通过使用添加剂提供漫射和/或光散射、或使漫射和/或光散射增强,多种所述添加剂对本领域技术人员而言是众所周知的。任何上述添加剂可包括在照明设备的发光荧光体、封装材料和/或其他合适元件或组件中。
在依照本发明的包括光控件(或多个光控件)的实施例中,可使光控件定位于任何合适位置和方位。本领域技术人员熟悉各种光控件,并可采用任何上述光控件。例如,申请日为2009年9月25日、申请号为No.61/245,688(律师事务所案卷号为P1088USO;931-103PRO)的美国专利申请中描述了各代表性的光控件,该专利申请在此全文引用,以供参考。光控件可以是改变光源发出的光形成的图案的全部性质的任何结构。就这点而言,这里所用的表述“光控件”包括含一个或多个容积光控件结构和/或一个或多个表面光控特征的膜和透镜。
在一些实施例中可提供一个或多个光引擎模块,所述光引擎模块从壳体构件与透镜间接口的一侧延伸到该接口的另一侧。例如,可提供如下的照明设备:(1)假设所述照明设备定向成上述接口是水平的(或大致水平),透镜则在该接口以上、而壳体构件在该接口以下,以及(2)所述照明设备包括从接口以下延伸到接口以上的光引擎模块。这种照明设备可包括安装在一个或多个固态发光体支撑构件(其在透镜所位于的接口一侧上)的一部分上的一个或多个固态发光体、以及包括在壳体构件所位于的接口一侧上的一个或多个固态发光体(例如,一个或多个固态发光体可定位在固态发光体支撑构件的第一表面上,所述第一表面是固态发光体支撑构件的末端(extremity)且与接口大致平行;一个或多个固态发光体可定位在固态发光体支撑构件的、从第一表面朝向接口延伸的各表面上)。在上述照明设备中,一个或多个光引擎模块可成型并定向成轴架(pedestal),其中固态发光体定位在该轴架的顶部和侧面。上述实施例(即这一段落中所描述的实施例)可有助于提供以下设备:所述设备中,固态发光体较紧密地堆叠在固态发光体支撑构件的表面上,固态发光体支撑构件的表面面积因此可小于壳体的内壁所限定的空间,这样固态发光体发出的大多数的光传播到由第一表面限定的且固态发光体位于其中的第一半球体内,而一个或多个固态发光体发出的一些光也传播到与第一半球体互补的第二半球体内;即上述实施例可实现(或有助于实现)减少光孔径或使光孔径最小化。
另外,根据本发明的照明设备可选择性地包括一个或多个散射元件(例如,散射层)。例如,散射元件可包括在发光荧光体中,和/或可提供单独的散射元件。本领域技术人员熟知多种单独的散射元件,并且在本发明的照明设备内可采用任何上述元件。可使用由不同材料制成的颗粒,所述不同材料例如二氧化钛、铝、碳化硅、氮化镓或玻璃微球体,例如采用分散在透镜内的颗粒。
根据本发明的照明设备可具有任何所需的整体形状和大小。在一些实施例中,根据本发明的照明设备具有与现存的多种光源的任何光源相对应的任何大小和形状(即形状因数),所述现存的多种光源例如:A灯、B-10灯、BR灯、C-7灯、C-15灯、ER灯、F灯、G灯、K灯、MB灯、MR灯、PAR灯、PS灯、R灯、S灯、S-11灯、T灯、欧司朗基灯(Linestra 2-base lamp)、AR灯、ED灯、E灯、BT灯、线性荧光灯、U形荧光灯、环形荧光灯、单双管(singletwin tube)紧凑型荧光灯、复双管(double twin tube)紧凑型荧光灯、三双管(triple twin tube)紧凑型荧光灯、A字型紧凑型荧光灯、拧螺丝(screw twist)紧凑型荧光灯、球形螺丝座(globe screw base)紧凑型荧光灯、反射器螺丝座(reflector screw base)紧凑型荧光灯等。在前述句子所确定的每个灯具类型的范围内,存在许多不同变形(或无穷数量的变形)。例如,传统A灯存在许多不同变形,其包括确定为A15灯、A17灯、A19灯、A21灯和A23灯的那些变形。这里所用的表述“A灯”包括满足ANSI C78.20-2003中所限定的A灯尺寸特征的任何灯,其包括在前述句子中所确定的传统A灯。形状因数的一些代表性示例包括迷你多镜面
Figure BDA00002241691800561
投影灯(mini multi-mirror
Figure BDA00002241691800562
projection lamp)、多镜面
Figure BDA00002241691800563
投影灯、反射器投影灯、2-引脚-排放式(2-pin-vented)底反射器投影灯、4-引脚底座CBA投影灯、4-引脚底座BCK投影灯、DAT/DAK DAY/DAK白炽灯投影灯(incandescen projection lamp)、DEK/DFW/DHN白炽灯投影灯、CAR白炽灯投影灯、CAZ/CZB白炽灯投影灯、CZX/DAB白炽灯投影灯、DDB白炽灯投影灯、DRB DRC白炽灯投影灯、DRS白炽灯投影灯、BLX BLC BNF白炽灯投影灯、CDD白炽灯投影灯、CRX/CBS白炽灯投影灯、BAH BBA BCAECA标准溢光灯(standard photoflood)、EBW ECT标准溢光灯、EXV EXX EZK反射器溢光灯、DXC EAL反射器溢光灯、双端投影灯、G-6 G5.3投影灯、G-7G29.5投影灯、G-7 2按钮式投影灯(button projection lamp)、T-4 GY6.35投影灯、DFN/DFC/DCH/DJA/DFP白炽灯投影灯、DLD/DFZ GX17q白炽灯投影灯、DJL G17q白炽灯投影灯、DPT大型底座白炽灯投影灯、灯形(lamp shape)B(B8烛形(cand)、B10罐形、B13中型)、灯形C(C7烛形、C7DC底座)、灯形CA(CA8烛形、CA9中型、CA10烛形、CA10中型)、灯形G(G16.5烛形、G16.5DC底座、G16.5SC底座、G16.5中型、G25中型、G30中型、G30中型缘、G40中型、G40大型)、T6.5DC底座、T8圆盘(单个光引擎模块可设置在一个端,或者一对光引擎模块可各自设置在一个端)、T6.5中间型(T6.5inter)、T8中型、灯形T(T4烛形、T4.5烛形、T6烛形、T6.5DC底座、T7烛形、T7DC底座、T7中间型、T8烛形、T8DC底座、T8中间型、T8SC底座、T8SC Pf、T10中型、T10中型Pf、T123C中型、T14中型Pf、T20大型双柱式、T20中型双柱式、T24中型双柱式)、灯形M(M14中型)、灯形ER(ER30中型、ER39中型)、灯形BR(BR30中型、BR40中型)、灯形R(R14SC底座、R14中间型、R20中型、R25中型、R30中型、R40中型、R40中型缘、R40大型、R52大型),灯形P(P253C大型)、灯形PS(PS25 3C大型、PS25中型、PS30中型、PS30大型、PS35大型、PS40大型、PS40大型Pf、PS52大型)、灯形PAR (PAR 20中型NP、PAR 30中型NP、PAR 36螺旋装饰、PAR 38缘、PAR 38中型缘、PAR38中型缘pr、PAR46螺旋装饰、PAR46大型端pr、PAR46中型sid pr,PAR56螺旋装饰、PAR56大型端pr、PAR5大型端pr、PAR64螺旋装饰、PAR64扩展型大型端pr)(参见https://www.gecatalogs.com/lighting/software/GELightingCatalogSetup.exe)(相对于每个形状因数,可将光引擎模块设置在任何合适位置;例如,使其轴与形状因数的轴共轴(例如,如图9所示);也可相对于各个接线盒将光引擎模块设置在任何合适位置)。根据本发明的灯可满足(或不能满足)A灯(ANSIC78.20-2003中限定的)或其他类型灯的任何其他特征或所有其他特征。
依照本发明的照明设备可设计为以任何合适图案发出光,例如以泛光灯、聚光灯、下射灯等的形式。根据本发明的照明设备可包括一个或多个以任何合适图案发出光的光源、或者以多种不同图案的每种图案发出光的一个或多个光源。
根据本发明的光引擎模块可整合到任何合适的照明设备中,多种所述照明设备对本领域技术人员而言是已知的。例如,根据本发明的光引擎模块可整合到以下专利申请中所公开的任何照明设备中:
2006年12月20日申请的美国专利申请,申请号为No.11/613,692(现在的公开号为No.2007/0139923)(律师事务所案卷号P0956;931-002NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年5月3日申请的美国专利申请,申请号为No.11/743,754(现在的公开号为No.2007/0263393)(律师事务所案卷号P0957;931-008NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年5月30日申请的美国专利申请,申请号为No.11/755,153(现在的公开号为No.2007/0279903)(律师事务所案卷号P0920;931-017NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年9月17日申请的美国专利申请,申请号为No.11/856,421(现在的公开号为No.2008/0084700)(律师事务所案卷号P0924;931-019NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年9月21日申请的美国专利申请,申请号为No.11/859,048(现在的公开号为No.2008/0084701)(律师事务所案卷号P0925;931-021NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月13日申请的美国专利申请,申请号为No.11/939,047(现在的公开号为No.2008/0112183)(律师事务所案卷号P0929;931-026NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年11月13日申请的美国专利申请,申请号为No.11/939,052(现在的公开号为No.2008/0112168)(律师事务所案卷号P0930;931-036NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月13日申请的美国专利申请,申请号为No.11/939,059(现在的美国专利公开号为No.2008/0112170)(律师事务所案卷号为P0931;931-037NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年10月23日申请的美国专利申请,申请号为No.11/877,038(现在的美国专利公开号为No.2008/0106907)(律师事务所案卷号为P0927;931-038NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2006年11月30日申请的美国专利申请,申请号为No.60/861,901,题为“具有附着配件(accessory attachment)的LED下射式灯具”(发明人:GaryDavid Trott,Paul Kenneth Pickard和Ed Adams;律师事务所案卷号为No.931_044PRO),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月30日申请的美国专利申请,申请号为No.11/948,041(现在的美国专利公开号为No.2008/0137347)(律师事务所案卷号为P0934;931-055NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月5日申请的美国专利申请,申请号为No.12/114,994(现在的美国专利公开号为No.2008/0304269)(律师事务所案卷号为P0943;931-069NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月7日申请的美国专利申请,申请号为No.12/116,341(现在的美国专利公开号为No.2008/0278952)(律师事务所案卷号为P0944;931-071NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年11月25日申请的美国专利申请,申请号为No.12/277,745(现在的美国专利公开号为No.2009-0161356)(律师事务所案卷号为P0983;931-080NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月7日申请的美国专利申请,申请号为No.12/116,346(现在的美国专利公开号为No.2008/0278950)(律师事务所案卷号为P0988;931-086NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月7日申请的美国专利申请,申请号为No.12/116,348(现在的美国专利公开号为No.2008/0278957)(律师事务所案卷号为P1006;931-088NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年5月18日申请的美国专利申请,申请号为No.12/467,467(现在的美国专利公开号为No.2010/0290222)(律师事务所案卷号为P1005;931-091NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年7月30日申请的美国专利申请,申请号为No.12/512,653(现在的美国专利公开号为No.2010/0102697)(律师事务所案卷号为P1010;931-092NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年5月13日(5/13/09)申请的美国专利申请,申请号为No.12/465,203(现在的美国专利公开号为No.2010/0290208)(律师事务所案卷号为P1027;931-094NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年5月21日申请的美国专利申请,申请号为No.12/469,819(现在的美国专利公开号为No.2010/0102199)(律师事务所案卷号为P1029;931-095NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年5月21日申请的美国专利申请,申请号为No.12/469,828(现在的美国专利公开号为No.2010/0103678)(律师事务所案卷号为P1038;931-096NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年9月25日申请的美国专利申请,申请号为No.12/566,936(现在的美国专利公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1144;931-106NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年9月25日申请的美国专利申请,申请号为No.12/566,857(现在的美国专利公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1181;931-110NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年11月19日申请的美国专利申请,申请号为No.12/621,970(现在的美国专利公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1181US2;931-110CIP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;以及
2009年9月25日申请的美国专利申请,申请号为No.12/566,861(现在的美国专利公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1177;931-113NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考。
可采用任何所需电子线路(代替如上所述的一个或多个补偿电路、或者除了如上所述的一个或多个补偿电路以外),以便为根据本发明的一个或多个固态发光体供能。可用于实践本发明的电路的代表性示例在以下专利申请中有描述:
申请号为No.11/626,483、申请日为2007年1月24日(目前的公开号为No.2007/0171145)(律师事务所案卷号为P0962;931-007NP)的美国专利申请,该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
申请号为No.11/755,162、申请日为2007年5月30日(目前的公开号为No.2007/0279440)(律师事务所案卷号为P0921;931-018NP)的美国专利申请,该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
申请号为No.11/854,744,申请日为2007年9月13日(目前的公开号为No.2008/0088248)(律师事务所案卷号为P0923;931-020NP)的美国专利申请,该专利申请在本申请中全文引用;
申请号为No.12/117,280、申请日为2008年5月8日(目前的公开号为No.2008/0309255)(律师事务所案卷号为P0979;931-076NP)的美国专利申请,该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;以及
申请号为No.12/328,144、申请日为2008年12月4日(目前的公开号为No.2009/0184666)(律师事务所案卷号为P0987;931-085NP)的美国专利申请,该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
申请号为No.12/328,115、申请日为2008年12月4日(目前的公开号为No.2009-0184662)(律师事务所案卷号为P1039;931-097NP)的美国专利申请,该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
申请号为No.12/566,142、申请日为2009年9月24日、题为“具有可配置分流器的固态照明装置”(目前的公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1091;5308-1091)的美国专利申请,该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
申请号为No.12/566,195、申请日为2009年9月24日、题为“具有可控旁路的固态照明装置及其操作方法”(目前的公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1128;5308-1128)的美国专利申请,该专利申请在本申请中全文引用,以供参考。
例如,已开发出包括电源的固态照明系统,该电源接收交流线电压,并将该电压转换为适合于驱动固态发光体的电压(例如,转换为直流和转换为不同电压值)和/或电流。发光二极管光源的典型电源可包括多种电子部件,例如线电流稳压电源、和/或脉宽调制电流和/或电压稳压电源,并且可包括桥式整流器、变压器、功率因数控制器等。
在包括第一电路板(其上安装有多个固态发光体)和第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路)的一些实施例中,在电源(其可能是或可能不是照明设备的一部分)、第二电路板和第一电路板之间可实现一个或多个电气连接,且在第一电路板与第二电路板之间可实现一个或多个其他电气连接。例如,可包括与电源、第二电路板和第一电路板电接触的两个引脚(从而为一些或所有的固态发光体供能),可包括与第一电路板和第二电路板电接触的两个引脚,从而提供围绕固态发光体子设备(subset)的旁路。
在包括一个或多个支撑结构、第一电路板(其上安装有多个固态发光体)和第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路)的一些实施例中,支撑结构(或多个支撑结构的至少一个)可(1)在第二电路板与第一电路板之间、和/或(2)在第一电路板与电源(其可能是或可能不是照明设备的一部分)之间,和/或(3)在第二电路板与电源(其可能是或可能不是照明设备的一部分)之间,和/或(4)在第一电路板与接线盒(其可能是或可能不是照明设备的一部分)之间,和/或(5)在第二电路板与接线盒(其可能是或可能不是照明设备的一部分)之间,提供电气连接。
在包括一个或多个支撑结构和第一电路板(其上安装有多个固态发光体)的一些实施例中,支撑结构(或多个支撑结构的至少一个)可在第一电路板与电源(其可能是或可能不是照明设备的一部分)之间,和/或在第一电路板与接线盒(其可能是或可能不是照明设备的一部分)之间,提供电气连接。
在许多不同的应用中已对驱动固态光源的许多不同的技术进行了描述,例如,这些技术包括在以下专利申请中描述的那些技术:米勒(Miller)的美国专利(No.3,755,697)、长谷川(Hasegawa)等的美国专利(No.5,345,167)、奥尔蒂斯(Ortiz)的美国专利(No.5,736,881)、派瑞(Perry)的美国专利(No.6,150,771)、比本洛特(Bebenroth)的美国专利(No.6,329,760)、莱瑟姆II(LathamII)等的美国专利(No.6,873,203)、迪米克(Dimmick)的美国专利(No.5,151,679)、皮特森(Peterson)的美国专利(No.4,717,868)、乔伊(Choi)等的美国专利(No.5,175,528)、迪雷(Delay)的美国专利(No.3,787,752)、安德森(Anderson)等的美国专利(No.5,844,377)、加尼姆(Ghanem)的美国专利(No.6,285,139)、赖泽瑙尔(Reisenauer)等的美国专利(No.6,161,910)、费舍尔(Fisler)的美国专利(No.4,090,189)、拉姆(Rahm)等的美国专利(No.6,636,003)、徐(Xu)等的美国专利(No.7,071,762)、比布尔(Biebl)等的美国专利(No.6,400,101)、珉(Min)等的美国专利(No.6,586,890)、福萨姆(Fossum)等的美国专利(No.6,222,172)、基利(Kiley)的美国专利(No.5,912,568)、斯旺森(Swanson)等的美国专利(6,836,081)、米克(Mick)的美国专利(No.6,987,787)、鲍尔温(Baldwin)等的美国专利(No.7,119,498)、巴特(Barth)等的美国专利(No.6,747,420)、勒本斯(Lebens)等的美国专利(No.6,808,287)、伯格-约翰森(Berg-johansen)的美国专利(No.6,841,947)、罗宾逊(Robinson)等的美国专利(No.7,202,608)、上川(Kamikawa)等的美国专利(No.6,995,518、No.6,724,376、No.7,180,487)、哈奇森(Hutchison)等的美国专利(No.6,614,358)、斯旺森(Swanson)等的美国专利(No.6,362,578)、霍克斯坦(Hochstein)的美国专利(No.5,661,645)、里斯(Lys)等的美国专利(No.6,528,954)、里斯等的美国专利(No.6,340,868)、里斯等的美国专利(No.7,038,399)、赛图(Saito)等的美国专利(No.6,577,072)和伊林沃思(Illingworth)的美国专利(No.6,388,393)。
各种电子组件(在照明设备中如果有提供的话)可能以任何合适方式安装。例如,在一些实施例中,发光二极管可安装在一个或多个固态发光体支撑构件上,电子电路可安装在单独元件上(例如,“驱动电路板”),所述电子电路可将交流线电压转换为适合于供应给发光二极管的直流电压。这样,将线电压供应至接线盒,且线电压沿驱动电路板传递,在驱动电路板中将线电压转换为适合于供应给发光二极管的直流电压,随后使直流电压前行至固态发光体支撑构件,并在固态发光体支撑构件处将其供应给发光二极管。在根据本发明的一些实施例中,固态发光体支撑构件可包括金属芯电路板。
依照本发明的一些实施例可包括电源线,所述电源线可与电源(例如,分支电路、电池、光伏集电器)连接,并可为接线盒(或直接为电触头供电,例如电源线自身可以是接线盒)供电。本领域技术人员熟悉并容易获得各种可用作电源线的结构。电源线可以是运输电能且将其供应给照明设备上的接线盒或供应给根据本发明的照明设备的任何结构。
可从任何来源(source)或各来源的组合向根据本发明的照明设备供能,所述来源例如输电网(grid)(例如线电压)、一个或多个电池、一个或多个光伏能量收集设备(即包括一个或多个光伏管的设备,该光伏管将太阳能转换成电能)、一个或多个风车等。
在根据本发明的一些实施例中,照明设备是自镇流设备。例如,在一些实施例中,照明设备可与交流电流直接连接(例如,通过插入壁式插座中、通过螺接至爱迪生插座、通过硬线连接至分支电路中等)。自镇流设备的代表性示例在申请日为2007年11月29日、申请号为No.11/947,392的美国专利申请(现在的美国专利公开号为No.2008/0130298)中得以描述,该专利申请在此全文引用,以供参考。
根据本发明的照明设备可包括任何合适结构。例如,根据本发明的照明设备按照合适方式可包括任何结构或其部分(例如,可见光的来源的设置、安装结构、安装可见光的来源的方案、可见光的来源的壳体),所述结构或其部分在以下专利申请中进行描述:
申请号为No.11/613,692、申请日为2006年12月20日(目前的美国专利公开号为No.2007/0139923)(律师事务所案卷号为P0956;931-002NP)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考;
申请号为No.11/613,733、申请日为2006年12月20日(目前的美国专利公开号为No.2007/0137074)(律师事务所案卷号为P0960;931-005NP)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考;
申请号为No.11/877,038、申请日为2007年10月23日(目前的美国专利公开号为No.2008/0106907)(律师事务所案卷号为P0927;931-038NP)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考;
申请号为No.60/861,901、申请日为2006年11月30日、题为“具有附着配件的LED下射式灯具”(发明人:Gary David Trott,Paul Kenneth Pickard和Ed Adams;律师事务所案卷号为No.931_044PRO)的美国专利申请,,该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
申请号为No.11/948,041、申请日为2007年11月30日(目前的美国专利公开号为No.2008/0137347)(律师事务所案卷号为P0934;931-055NP)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考;
申请号为No.12/465,203、申请日为2009年5月13日(目前的美国专利公开号为No.2010/0290208)(律师事务所案卷号为P1027;931-094NP)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考;
申请号为No.61/303,789、申请日为2010年2月12日(律师事务所案卷号为P1136USO;931-104PRO)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考;以及
申请号为No.61/303,797、申请日为2010年2月12日(律师事务所案卷号为P1143USO;931-105PRO)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考。
例如,根据本发明的照明设备可包括混合室元件、和/或可附连到装饰元件(trim element)和/或固定装置元件(fixture element)上。
混合室元件(如果包括的话)可为任何合适形状和大小,且可由任何合适材料制成。在射出照明设备之前,一个或多个固态发光体发出的光可在混合室内混合至合适程度。
在多种其他材料中,可用于制造混合室元件的材料的代表性示例包括旋压铝、冲压铝、压铸铝、轧钢或冲压钢、液压成型铝、注塑成型金属、注塑成型热塑料、压模热固性塑料或注塑成型热固性塑料、模塑玻璃、液晶聚合物、聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide,PPS)、透明或着色的丙烯酸(Clear or tintedacrylic,PMMA)板、铸塑成型或注塑成型的丙烯酸、热固性塑料批量模塑复合物或其他复合材料。在一些实施例中,混合室元件可由反射性元件组成、或可包括反射性元件(和/或其一个或多个表面可以是反射性的)。对本领域技术人员而言,上述反射性元件(和表面)是众所周知的且容易获得。可用于制造反射性元件的合适材料的代表性示例是经由古河(Furukawa)(日本公司)购买的材料,其商标为MCPET
Figure BDA00002241691800661
在一些实施例中,(至少部分)通过混合室元件限定混合室。在一些实施例中,部分由混合室元件(和/或由装饰元件)且部分由透镜和/或漫射器限定混合室。例如,在表述“(至少部分)通过混合室元件限定混合室”中使用的表述“(至少部分)限定”意思是,“至少部分”由特定结构限定的元件或特征完全由该结构限定、或由与一个或多个附加结构相结合的该结构来限定。
在一些实施例中,至少一个装饰元件可与根据本发明的照明设备附连。装饰元件(如果包括的话)可以具有任何合适形状和任何合适大小,且可由任何合适材料制成。在多种其他材料中,可用于制造装饰元件的材料的代表性示例包括旋压铝、冲压铝、压铸铝、轧钢或冲压钢、液压成型铝、注塑成型金属、铁、注塑成型热塑料、压模热固性塑料或注塑成型热固性塑料、玻璃(例如模塑玻璃)、陶瓷、液晶聚合物、聚苯硫醚(PPS)、透明或着色的丙烯酸(PMMA)板、铸塑成型或注塑成型的丙烯酸、热固性塑料批量模塑复合物或其他复合材料。在包括装饰元件的一些实施例中,装饰元件可由反射性元件组成、或可包括反射性元件(和/或其一个或多个表面可以是反射性的)。本领域技术人员熟知且容易获得上述反射性元件(和表面)。可用于制造反射性元件的合适材料的代表性示例是经由古河(日本公司)购买的材料,其商标为MCPET
Figure BDA00002241691800662
在根据本发明的一些实施例中,可提供包括装饰元件的混合室元件(例如,可提供用作混合室元件和用作装饰元件的单个结构,混合室元件可与装饰元件一体成型,和/或混合室元件可包括用作装饰元件的区域)。在一些实施例中,上述结构还可包括用于照明设备的一些或全部热管理系统。特别地,在设备内的装饰元件用作光源(例如固态发光体)散热器且装饰元件暴露于空间的一些情况下,通过提供上述结构,有可能降低固态发光体与外界环境之间的热界面(thermal interface)或使其最小化(并因此改善热传递)。另外,上述结构可消除一个或多个装配步骤和/或降低部件数量。在这种照明设备中,该结构(即组合的混合室元件和装饰元件)可进一步包括一个或多个反射器和/或反射膜,且混合室元件的结构方面由组合的混合室元件和装饰元件来提供。
在一些实施例中,根据本发明的照明设备可与至少一个固定装置元件连接。当包括时,固定装置元件可包括固定装置壳体、安装结构、封装结构和其他合适结构。本领域技术人员熟悉并可预想到多种可构造为上述固定装置元件的材料和多种上述固定装置元件的形状。依照本发明可采用由任何上述材料制成的、且具有任何上述形状的固定装置元件。
例如,可能用于实施本发明的固定装置元件及其各组件或方面在以下专利申请中介绍:
2006年12月20日申请的美国专利申请,申请号为No.11/613,692(现在的美国专利公开号为No.2007/0139923)(律师事务所案卷号为P0956;931-002NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年5月3日申请的美国专利申请,申请号为No.11/743,754(现在的美国专利公开号为No.2007/0263393)(律师事务所案卷号为P0957;931-008NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年5月30日申请的美国专利申请,申请号为No.11/755,153(现在的美国专利公开号为No.2007/0279903)(律师事务所案卷号为P0920;931-017NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年9月17日申请的美国专利申请,申请号为No.11/856,421(现在的美国专利公开号为No.2008/0084700)(律师事务所案卷号为P0924;931-019NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年9月21日申请的美国专利申请,申请号为No.11/859,048(现在的美国专利公开号为No.2008/0084701)(律师事务所案卷号为P0925;931-021NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月13日申请的美国专利申请,申请号为No.11/939,047(现在的美国专利公开号为No.2008/0112183)(律师事务所案卷号为P0929;931-026NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月13日申请的美国专利申请,申请号为No.11/939,052(现在的美国专利公开号为No.2008/0112168)(律师事务所案卷号为P0930;931-036NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月13日申请的美国专利申请,申请号为No.11/939,059(现在的美国专利公开号为No.2008/0112170)(律师事务所案卷号为P0931;931-037NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年10月23日申请的美国专利申请,申请号为No.11/877,038(现在的美国专利公开号为No.2008/0106907)(律师事务所案卷号为P0927;931-038NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2006年11月30日申请的美国专利申请,申请号为No.60/861,901,题为“具有附着配件的LED下射式灯具”(发明人:Gary David Trott,Paul KennethPickard和EdAdams;律师事务所案卷号为No.931_044PRO),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2007年11月30日申请的美国专利申请,申请号为No.11/948,041(现在的美国专利公开号为No.2008/0137347)(律师事务所案卷号为P0934;931-055NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月5日申请的美国专利申请,申请号为No.12/114,994(现在的美国专利公开号为No.2008/0304269)(律师事务所案卷号为P0943;931-069NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月7日申请的美国专利申请,申请号为No.12/116,341(现在的美国专利公开号为No.2008/0278952)(律师事务所案卷号为P0944;931-071NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年11月25日申请的美国专利申请,申请号为No.12/277,745(现在的美国专利公开号为No.2009-0161356)(律师事务所案卷号为P0983;931-080NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月7日申请的美国专利申请,申请号为No.12/116,346(现在的美国专利公开号为No.2008/0278950)(律师事务所案卷号为P0988;931-086NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2008年5月7日申请的美国专利申请,申请号为No.12/116,348(现在的美国专利公开号为No.2008/0278957)(律师事务所案卷号为P1006;931-088NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年5月18日申请的美国专利申请,申请号为No.12/467,467(现在的美国专利公开号为No.2010/0290222)(律师事务所案卷号为P1005;931-091NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年7月30日申请的美国专利申请,申请号为No.12/512,653(现在的美国专利公开号为No.2010/0102697)(律师事务所案卷号为P1010;931-092NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年5月13日申请的美国专利申请,申请号为No.12/465,203(现在的美国专利公开号为No.2010/0290208)(律师事务所案卷号为P1027;931-094NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年5月21日申请的美国专利申请,申请号为No.12/469,819(现在的美国专利公开号为No.2010/0102199)(律师事务所案卷号为P1029;931-095NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年5月21日申请的美国专利申请,申请号为No.12/469,828(现在的美国专利公开号为No.2010/0103678)(律师事务所案卷号为P1038;931-096NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年9月25日申请的美国专利申请,申请号为No.12/566,936(现在的美国专利公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1144;931-106NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年9月25日申请的美国专利申请,申请号为No.12/566,857(现在的美国专利公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1181;931-110NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;
2009年11月19日申请的美国专利申请,申请号为No.12/621,970(现在的美国专利公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1181US2;931-110CIP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考;以及
2009年9月25日申请的美国专利申请,申请号为No.12/566,861(现在的美国专利公开号为No.______)(律师事务所案卷号为P1177;931-113NP),该专利申请在本申请中全文引用,以供参考。
在一些实施例中,如果提供的话,固定装置元件可进一步包括接线盒,其与照明设备上的接线盒接合,或者其与照明设备电连接。
在包括固定装置元件的一些实施例中,提供相对于固定装置元件大致不移动(substantially non-moving)的接线盒;例如,当将爱迪生插头安装在爱迪生插座中时通常所采用的力不会导致爱迪生插座相对于固定装置元件移动超过一厘米,且在一些实施例中不会超过1/2厘米(或不超过1/4厘米、或不超过1毫米等)。在一些实施例中,与照明设备上的接线盒接合的接线盒可相对于固定装置元件移动,并且可提供限制照明设备相对于固定装置元件移动的结构(例如,如申请日为2007年10月23日、申请号为No.11/877,038(现在的美国专利公开号为No.2008/0106907)(律师事务所案卷号为P0927;931-038NP)的美国专利申请中所描述的,该专利申请在此全文引用,以供参考)。
在一些实施例中,一个或多个结构可与照明设备连接,并接合在固定装置元件的结构内,从而将照明设备保持在相对于固定装置元件的适当位置处。在一些实施例中,照明设备可相对于固定装置元件偏置(bias against),以便使装饰元件的凸缘部分与固定装置元件的底部部分(例如,圆柱形罐形灯壳的环形末端)保持接触(并压紧)。以下美国专利申请中公开了可将照明设备保持在相对于固定装置元件的适当位置处的结构的额外示例:申请日为2007年10月23日、申请号为No.11/877,038(现在的美国专利公开号为No.2008/0106907)(律师事务所案卷号为P0927;931-038NP)的美国专利申请,该专利申请在此全文引用,以供参考。
本发明的照明设备通常可设置在任何合适方位,多种所述照明设备对本领域技术人员而言是众所周知的。例如,照明设备可以是背反射设备或前发射设备。
本领域技术人员熟悉并容易获得多种滤光器(filter)(以下将详细讨论),且依照本发明可采用任何合适的滤光器或不同类型滤光器的组合。上述滤光器可包括(1)贯通型(pass-through)滤光器;即在该滤光器中,将待过滤的光导向滤光器,一些或全部光透过该滤光器(例如,一些光没有透过该滤光器),且透过该滤光器的光是过滤光;(2)反射型滤光器;即在该滤光器中,将待过滤的光导向滤光器,一些或全部光受该滤光器反射(例如,一些光没有受该滤光器反射),且该滤光器反射的光是过滤光;以及(3)提供贯通型滤光和反射型滤光的组合的滤光器。
许多情况下,固态发光体的使用寿命可能与热平衡温度(例如,固态发光体的结点温度)相关。以制造商为基础(例如,就固态发光体的情况而言,科锐公司(Cree Inc.)、飞利浦-流明(Philips-Lumileds)、日亚(Nichia)等),使用寿命和结点温度间的相关性可能不同。在特定温度下(在固态发光体的情况下为结点温度),使用寿命通常列入数以千计小时的行列。因此,在特定实施例中选择灯具的热管理系统的组件,从而以这种将温度维持在特定温度或特定温度以下的速率从固态发光体吸取热量并使吸取的热量散失到周围环境,(例如,在25℃的周围环境下将固态发光体的结点温度维持在固态发光体25,000小时额定使用寿命的结点温度或该结点温度以下,在一些实施例中维持在35,000小时额定使用寿命的结点温度或该结点温度以下,在其他实施例中维持在50,000小时额定使用寿命的结点温度或该结点温度以下,或维持在其他小时值的额定使用寿命的结点温度或该结点温度以下,或者在其他实施例中在环境温度为35℃(或其他值)的情况下为类似的小时额定值(hour rating))。
相对于传统的白炽灯和荧光灯,固态发光体照明系统可提供较长的工作寿命。通常通过“L70使用寿命(L70lifetime)”测量LED照明系统的使用寿命,L70使用寿命即指LED照明系统的光输出没有降低超过30%的运行小时的数量。通常需要至少25,000小时的L70使用寿命,并且这已经成为一标准设计目标。这里所使用的L70使用寿命由题为“IES批准的测量LED光源的光通维持率的方法(″IES Approved Method for Measuring Lumen Maintenance of LEDLight Sources)”的照明工程协会(Illuminating Engineering Society)标准LM-80-08(2008年9月22日、ISBN No.978-0-87995-227-3)来限定,该标准在这里也称为“LM-80”,该标准的公开在此处全文引用,以供参考。
这里结合“预期L70使用寿命”描述各个实施例。由于固态照明产品的使用寿命以数以万计的小时来计,因此进行足期测试(full term testing)以测量产品使用寿命通常是不实际的。因此,根据系统和/或光源的测试数据的使用寿命预测仅用于预测系统的使用寿命。这种测试方法包括但不限于存在于能源之星计划要求中的使用寿命预测、或ASSIST使用寿命预测方法所描述的使用寿命预测,该方法在“ASSIST推荐...通用照明的LED寿命:寿命的定义”,卷1,期1,2005年2月(″ASSIST Recommends...LED Life For General Lighting:Definition of Life″,Volume 1,Issue 1,February 2005)中有描述,该方法的公开在此全文引用,以供参考。因此例如,术语“预期L70使用寿命”指的是根据能源之星、ASSIST和/或制造商的使用寿命声明的L70使用寿命预测而证实的产品的预测L70使用寿命。
根据本发明一些实施例的照明设备提供至少25,000小时的预期L70使用寿命。根据本发明一些实施例的照明设备提供至少35,000小时的预期L70使用寿命,而根据本发明一些实施例的照明设备提供至少50,000小时的预期L70使用寿命。
在本发明的一些方面,提供一种固态发光体照明设备,所述照明设备提供良好效率且在其所替代的固态发光体照明设备的大小约束和形状约束范围内。在这种类型的一些实施例中,提供一种固态发光体照明设备,所述照明设备提供至少600流明的流明输出、在一些实施例中为至少750流明、至少900流明、至少1000流明、至少1100流明、至少1200流明、至少1300流明、至少1400流明、至少1500流明、至少1600流明、至少1700流明、至少1800流明(或在一些情况下至少甚至更高的流明输出),和/或所述固态发光体照明设备提供至少70的CRI Ra、在一些实施例中为至少80的CRI Ra、至少85的CRI Ra、至少90的CRI Ra或至少95的CRI Ra。
在本发明可包括或不包括本文其他地方描述的任何特征的一些方面,提供一种固态发光体照明设备,所述固态发光体照明设备提供足够的流明输出(以有益地作为传统灯具的替代物)、提供良好效率、且在其所替代的固态发光体照明设备的大小约束和形状约束范围内。在一些情况下,“足够的流明输出”意指固态发光体照明设备所替代的灯具的至少75%的流明输出、一些情况下为固态发光体照明设备所替代的灯具的至少85%、90%、95%、100%、105%、110%、115%、120%或125%的流明输出。
根据本发明的照明设备可在任何所需的方向范围内导光。例如,在一些实施例中,照明设备可大致上全方位地(即,从照明设备中心延伸的所有方向的大致100%)导光,即在x、y平面内的二维形状限定的体积内,该二维形状包括相对于y轴从0°到180°延伸的射线(即,从原点沿y轴正向延伸的0°、从原点沿y轴负向延伸的180°),该二维形状围绕y轴360°旋转(一些情况下,y轴可以是照明设备的纵轴)。在一些实施例中,照明设备在x、y平面的二维形状所限定的体积内的大致所有方向发光,该二维形状包括相对于y轴(沿照明设备的纵轴延伸)从0°到150°延伸的射线,该二维形状围绕y轴360°旋转。在一些实施例中,照明设备在x、y平面的二维形状所限定的体积内的大致所有方向发光,该二维形状包括相对于y轴(沿照明设备的纵轴延伸)从0°到120°延伸的射线,该二维形状围绕y轴360°旋转。在一些实施例中,照明设备在x、y平面的二维形状所限定的体积内的大致所有方向发光,该二维形状包括相对于y轴(沿照明设备的纵轴延伸)从0°到90°延伸的射线,该二维形状围绕y轴360°旋转(即半球形区域)。在一些实施例中,作为替代,二维形状可包括从0°-30°(或30°-60°、或60°-90°)范围的角延伸到90°-120°(或120°-150°、或150°-180°)范围的角的射线。在一些实施例中,照明设备发出光的方向范围可能围绕任何轴非对称,即不同实施例可具有任何合适的光发射的方向范围;所述方向范围可能连续或可能不连续(例如,发射的范围区域可由没有发光的范围区域所包围)。在一些实施例中,照明设备可在自灯具中心延伸出的所有方向的至少50%的方向上发光(例如,半球体即为50%),在一些情况下至少60%、70%、80%、90%或更多。
为此,可使用任何合适材料或结构来增强从的一个结构或区域到另一结构或区域的热传递(即,可降低热阻率或使热阻率最小化)。本领域技术人员已知上述各种合适的材料或结构,例如,通过化学键或物理键的方式,和/或通过插入诸如导热垫(thermal pad)、导热胶(thermal grease)、石墨片等的传热辅助手段。
在根据本发明的一些实施例中,照明设备的任何模块、元件或其他组件的一部分可包括一个或多个热转移区(thermal transfer region),所述热转移区具有较高的热导率(例如,比该模块、元件或其他组件的剩余部分高)。热转移区可由任何合适材料制成,且可为任何合适形状。在制造热转移区时使用较高热导率的材料通常会提供更多热传递,且使用较大表面积和/或截面积的热转移区通常提供更多热传递。如果要提供的话,可用于制造热转移区的材料的代表性示例包括金属、金刚石、DLC等。如果要提供的话,热转移区可形成的形状的代表性示例包括棒状、细片、薄片、交叉棒(crossbar)、导线和/或布线图形。如果包括的话,热转移区(如果包括的话)也可用作输送电能的一个或多个通路。
本发明还涉及以下方法:所述方法包括将根据本文描述的任何光引擎模块安装到根据本文描述的任何照明设备元件的方法。
这里对依照本发明的实施例进行详细描述,从而提供在本发明的整个范围内的代表性实施例的准确特征。本发明不应理解为受限于上述细节。
此处将结合截面图(和/或平面图)对依照本发明的实施例进行描述,这些图为本发明的理想实施例的示意图。因此,可以预计到会例如因生产技术和/或容差而导致与图中的形状有差异。因此,本发明的实施例不应限定为此处所描绘的区域的特定形状,而应包括形状的差异(例如,由生产所导致)。例如,描绘为矩形的成型区域通常具有圆形或弯曲的特征。因此,图中所示区域本质上为示例性的,且这些形状并不是为了描绘设备的区域的精确形状以及并不是为了对本发明的保护范围进行限定。
结合截面图阐述这里所描述的照明设备。这些横截面可围绕中心轴旋转,从而提供实际上为环形的照明设备。替代性地,可复制横截面从而形成多边形的边、以提供照明设备,所述多边形例如方形、矩形、五角形、六角形或类似形状。因此,在一些实施例中,可能通过横截面边缘的物体完全或部分环绕横截面中心的物体。
图1-3是依照本发明的光引擎模块10的示意图。图1是光引擎模块10的第一透视图,图2是光引擎模块10的俯视图,图3是光引擎模块10的侧视图。
参考图2,光引擎模块10包括第一固态发光体支撑构件11、安装在固态发光体支撑构件11上的多个(12个)固态发光体12、位于固态发光体支撑构件11上的第一和第二电触头元件13、以及安装在固态发光体支撑构件11上的多个其他电子线路组件(包括补偿电路)14。上述电子线路组件包括一对热敏电阻16、功率二极管17、双比较器18和开关晶体管19、连同一个或多个齐纳击穿二极管、电容器和电阻器20。
如图1和2所示,固态发光体支撑构件11的第一区域和第二区域15各自包括具有弯曲(即,弧形)横截面的表面。
图4-5是依照本发明的照明设备40的示意图。图4是照明设备40的截面图,图5是沿图4所示的平面5-5所做的截面图。
参考图4,照明设备40包括透镜41、壳体构件(member)42、接线盒43和光引擎模块10(例如,其可以是如图1-3所示出的光引擎模块)。光引擎模块10安装在壳体构件42内,且其弯曲边缘与壳体构件42相接触。
参考图5,多个固态发光体12安装在固态发光体支撑构件11的第一表面上,固态发光体支撑构件11安装在壳体构件42内,且第一表面没有充满壳体构件42的整个横截面,以便多个固态发光体12发出的大多数的光传播到由第一表面限定的且多个固态发光体12位于其中的第一半球体内(即,在图4所示的方位下向上),而多个固态发光体12的一个或多个发出的一些光也穿过固态发光体支撑构件11的周界与壳体构件42的内壁限定的空间、传播到与第一半球体互补的第二半球体内(即,在图4所示的方位下向下)。一些或所有的壳体构件42可以是透明的(或者大致透明或者部分透明),从而允许第二半球体内的上述光从照明设备40射出。
如图4中可看到的,透镜41与壳体构件42和接线盒43一起限定了光引擎模块10位于其中的空间,这样多个固态发光体12发出的至少一些光通过该透镜41。透镜41、壳体构件42和接线盒43的最外面的区域结合提供了与传统A灯对应的形状。
再次参考图2,多个固态发光体12安装在固态发光体支撑构件11的第一表面上,固态发光体支撑构件11的第一表面的超过40%的表面面积由多个固态发光体12所覆盖。
图6是光引擎模块60的示意图,其与图1-3中阐述的光引擎模块10相似,除了光引擎模块60包括环绕照明设备60边缘的第一和第二电触头元件63(代替电触头元件13)。替代性地,接线盒63可以是(1)仅在照明设备60的弯曲边缘上,(2)仅在固态发光体支撑构件11的、与其上安装有多个固态发光体12的表面相反的表面上,(3)在照明设备60的弯曲边缘上和在固态发光体支撑构件11的、与其上安装有多个固态发光体12的表面相反的表面上,或者(4)在固态发光体支撑构件11的其他部分上。在上述实施例的一些中,接线盒63的至少一部分与壳体构件上安装的相应传导元件(例如,触头、弹簧元件、迹线、丝焊等)相接触,这样供应给传导元件的电可经由上述触头供应给接线盒63。
图7是一部分照明设备的特写视图,在所述照明设备中,光引擎模块70安装在壳体构件72内,其中一部分光引擎模块70(即,固态发光体支撑构件71的周界区域(perimeter region))搁靠在壳体构件72的凸起73上;在所述照明设备中,光引擎模块70包括与壳体构件72上设置的传导元件75相接触的电触头元件74。替代性地(或额外地),在一些实施例中,光引擎模块上的电触头可以与位于凸起(如同图7所示的凸起73)上的传导元件相接触、或与位于其他合适位置的传导元件相接触。
图8是光引擎模块80的示意图,其与图1-3中所阐述的光引擎模块10相似,除了光引擎模块80包括(1)大概为环形的第一表面86,固态发光体82安装在所述第一表面上,第一表面86小于光引擎模块10中多个固态发光体12安装其上的表面,(2)第一延伸部分87(其上安装有电子线路组件),和(3)第二延伸部分88(其上安装有电子线路组件),其中第一延伸部分87和第二延伸部分88可以弯曲(分别沿虚线88和89),从而减小光孔径、和/或使其最小化(即,增加光引擎模块80的周界与壳体内壁间的空间、和/或使其最大化;光引擎模块80位于所述壳体内)。
图9是依照本发明的照明设备90的横截面图。参考图9,其示出了包括透镜91、壳体构件92和接线盒93的照明设备90。定位在该照明设备90内的光引擎模块94包括印刷电路板形式的固态发光体支撑构件95(多个固态发光体96安装其上)、导热器97、补偿电路98和温度传感器99。导热器97可由任何合适材料(例如铜)制成。温度传感器99可以是任何合适的温度传感器,例如热敏电阻。如图9所示,在该实施例中,温度传感器99定位在导热器97与补偿电路98之间。另外,如图9所示,在该实施例中,导热器97、补偿电路98和温度传感器99全部安装在固态发光体支撑构件95的一表面上,该表面与固态发光体96安装其上的固态发光体支撑构件95的表面相反。
另外,如图9所示,在图9所示的实施例中,光引擎模块94大致整体都位于固态发光体96的发射表面的第一侧上(即,在图9所示的方位下为以下),固态发光体96发出的大致所有的光都发射到固态发光体96的发射平面的第二侧内(即,在图9所示的方位下,在固态发光体96的发射平面以上)。另外,在这一实施例中,光引擎模块94的最大尺寸(即,其在与纸面(page)垂直的平面内的直径)至少与光引擎模块94在其他平面内延伸的其他尺寸一样大,所述其他平面与固态发光体96的发射平面平行,即开始于固态发光体支撑构件95并向下移动;光引擎模块94在任何水平(图9所示的方位下)平面内的周边与固态发光体支撑构件95在水平平面内的周边相等、或其小于固态发光体支撑构件95在水平平面内的周边。事实上,在图9中向下移动时,光引擎模块94在任何水平平面内的周边与固态发光体支撑构件95在靠近其的任何水平平面内的周边相等、或光引擎模块94在任何水平平面内的周边小于固态发光体支撑构件95在靠近其的任何水平平面内的周边(换言之,光引擎模块94随着其向下延伸而逐渐变细(taper),从而使得其能够更容易地容纳于许多形状因数内,例如A灯)。
在图9所示的实施例中,导热器97可将热量从固态发光体96移到一个或多个散热器(heat sink)区域和/或一个或多个散热区,和/或导热器97自身可提供热量可从其散失的表面面积(例如,导热器97可包括自壳体构件92延伸的翅片)。
在图9所示的实施例中,补偿电路98定位成与导热器97相接触,即导热器97位于固态发光体支撑构件95与补偿电路98之间,导热器97具有通向导热器97表面的凹槽,所述凹槽远离固态发光体支撑构件95,补偿电路98则位于该凹槽内。
在图9所示的实施例中,(1)导热器97与固态发光体支撑构件95的第二表面相接触,固态发光体96安装在固态发光体支撑构件95的第一表面上,其中第一表面和第二表面在固态发光体支撑构件95的相反侧上,(2)补偿电路98与导热器97相接触,即导热器97位于固态发光体支撑构件95与补偿电路98之间,导热器97具有通向导热器97表面的凹槽,所述凹槽远离固态发光体支撑构件95,以及(3)温度传感器99与导热器97相接触,且位于导热器97与补偿电路98之间。
图10是光引擎模块100的示意图,其包括固态发光体支撑构件101(其上安装有多个固态发光体102)、导热器103和补偿电路104。参考图10,导热器103和补偿电路104安装在固态发光体支撑构件101的一表面上,该表面与固态发光体102安装其上的固态发光体支撑构件101的表面相反。另外,导热器103位于固态发光体支撑构件101与补偿电路104之间。
图11是照明设备110的示意图,其与图9所示的照明设备90相似,除了在该照明设备110中,光引擎模块94相对于壳体构件92位置更高(在图9和11所示的方位下),提供至少一个附加的固态发光体支撑构件111(例如,具有环形形状),且附加的固态发光体112安装在固态发光体支撑构件111上;壳体构件92相比其在照明设备90中延伸得更高,所述壳体构件没有、或一部分或全部可以是透明的、大致透明的或部分透明的。照明设备110内的固态发光体112在较低的半球体内提供光(即,在延伸穿过固态发光体96的水平平面以下)、和/或辅助增加较低半球体内的光强。
在照明设备110中,光引擎模块94从壳体构件92与透镜91间的接口的一侧延伸到上述接口的另一侧。在图11所示的方位下,透镜91在接口以上、而壳体构件92在接口以下,固态发光体支撑构件111从接口以下延伸到接口以上。一些固态发光体112安装在固态发光体支撑构件111的一部分上,该部分在透镜91所位于的接口的一侧上;而其他固态发光体112则安装在固态发光体支撑构件111的另一部分上,该另一部分在壳体构件92所位于的接口的一侧上。在这一实施例中,光引擎模块94成型并定向成轴架,固态发光体定位在该轴架的顶部和侧面。
图12是描述一部分固态发光体支撑构件120的局部横截面图,通过在固态发光体支撑构件120的边缘表面提供螺纹122使所述固态发光体支撑构件相对于壳体构件121保持在合适位置,所述螺纹则螺纹接合在壳体构件的内部所提供的相应螺纹123内。
图13是描述一部分固态发光体支撑构件130的局部横截面图,通过在壳体构件131上提供卡夹132(图12中仅一个是可见的)使所述固态发光体支撑构件相对于壳体构件131保持在合适位置,所述卡夹与固态发光体支撑构件130相接合。
图14是描述一部分固态发光体支撑构件140的局部横截面图,通过在固态发光体支撑构件140上提供引脚142(其可以是刚性的、或者其可以是可缩回的和向外弹簧偏置的(spring biased outward))使所述固态发光体支撑构件相对于壳体构件141保持在合适位置,所述引脚能容纳于壳体构件141上所提供的凹槽143内。
图15是描述一部分固态发光体支撑构件150的局部横截面图,使用延伸穿过壳体构件151和穿过一部分固态发光体支撑构件150的螺钉152使所述固态发光体支撑构件相对于壳体构件151保持在合适位置。
图16是描述一部分固态发光体支撑构件160的局部横截面图,使用粘合剂162使所述固态发光体支撑构件相对于壳体构件161保持在合适位置。
图17是描述一部分固态发光体支撑构件170的局部横截面图,凭借几何形状使所述固态发光体支撑构件相对于壳体构件171保持在合适位置;其中固态发光体支撑构件170上的外截锥表面172与壳体构件171上的内截锥表面173接合。
图19是照明设备190的截面图,其包括透镜191、壳体构件192、接线盒193和固态发光体支撑构件194;其中固态发光体支撑构件194由电路板组成。多个固态发光体195安装在固态发光体支撑构件194的第一表面上,电子线路196(包括补偿电路)按在固态发光体支撑构件194的第二表面上(在这一实施例中,第一表面和第二表面在固态发光体支撑构件194的相反侧上)。
许多照明设备(例如,许多A灯)具有形状因数,这样在图19描述的实例中(在图19所描述的方位下)照明设备的外型尺寸(outer dimension)逐渐变细;该外型尺寸可在较低部分逐渐变小,以至于在许多的上述设备中,照明设备内的空间(所述空间内定位有诸如本文所描述的光引擎模块中包括的那些组件,例如第一电路板(其上安装有一个或多个固态发光体)、第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路)、第一支撑结构(第一电路板和第二电路板附连其上)、第二支撑结构(第一支撑结构附连其上,且其附连到照明设备元件上)、一个或多个固态发光体和/或一个或多个补偿电路组件)在较低部分同样可逐渐变小,这样根据本发明的光引擎模块的壁在一些情况下具有整体尺寸(例如宽度)越大,光引擎模块相对于照明设备元件(例如壳体构件和/或透镜)也安置(sit)得越高(在图19所描述的方位下)。
图20是光引擎模块200的截面图,其包括四个支撑元件,即其上安装有多个固态发光体202的第一电路板201(例如金属芯电路板)、其上安装有电子线路204(包括补偿电路)的第二电路板203(例如,金属芯电路板或FR4电路板)、第一支撑结构205(例如,属于具有高热导率的材料,例如铝或铜)、和第二支撑结构206(例如,属于具有高热导率的材料,例如铝或铜);其中第一电路板201和第二电路板203在相反侧上(固定地或可拆卸地)附连到所述第一支撑结构上,第一支撑结构205采用螺纹可拆卸附连到所述第二支撑结构上。
图21是描述一部分电路板211的截面图,采用螺钉213使所述电路板附连到支撑结构212上(仅示出了所述支撑结构的一部分)。
图22是描述一部分电路板221的截面图,采用螺钉223使所述电路板附连到支撑结构222上(仅示出了所述支撑结构的一部分)。
图23是描述一部分电路板231和支撑结构232的截面图,所述电路板包括一体式卡夹233,所述支撑结构包括可与卡夹233接合的凸起234,图23中所描述的电路板231的端部通过卡夹233与凸起234的接合附连到支撑结构222上。
图24是描述一部分光引擎模块240的截面图,所述光引擎模块包括第一电路板241和第二电路板243(其上安装有组件247);所述第一电路板241采用粘合剂246附连到第一支撑结构245上(仅示出了所述支撑结构的一部分),所述第二电路板243也采用粘合剂246附连到第一支撑结构245上。
图25是描述第一电路板251的截面图,所述第一电路板(1)定位于(且能紧密容纳于)第一支撑结构255的凹槽257内(仅示出了所述第一支撑结构255的一部分),且通过压紧附连到第一支撑结构255上,或者(2)压装在凹槽257内(可选地,采用粘合剂)。
图26是描述第一电路板261的截面图,所述第一电路板(在其边缘上)具有脊262,所述脊能容纳于第一支撑结构263(仅示出了所述第一支撑结构的一部分)的槽264内。
图27是描述第一电路板271的截面图,所述第一电路板在其边缘上具有两个突出部272(仅其中一个所述突出部是可见的),所述突出部272能容纳于第一支撑结构273的各个狭槽274内。
图28是描述(在其边缘)具有突出部282的第一电路板281的俯视图,所述突出部282能容纳于第一支撑结构283的各个槽284内。
图29是描述一部分光引擎模块290的截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构295(仅示出了所述第一支撑结构的一部分)一侧上的第一电路板291和附连到第一支撑结构295相反侧上的第二电路板293。在第一电路板291和第二电路板293的触头间采用四个引脚296(图29中仅两个引脚296是可见的)提供电气连接,引脚296延伸穿过第一支撑结构295中的孔297。第一绝缘层298设在第一电路板291与第一支撑结构295之间,第二绝缘层299设在第二电路板293与第一支撑结构295之间。引脚296包括凹痕292和肋294,从而辅助使引脚296相对于第一支撑结构295保持在合适位置。
图30是描述一部分光引擎模块300的截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构305(仅示出了所述第一支撑结构的一部分)一侧上的第一电路板301和附连到第一支撑结构305相反侧上的第二电路板303。在第一电路板301和第二电路板303的触头间采用绝缘线306提供电气连接,绝缘线306延伸穿过第一支撑结构305中的孔307。第一绝缘层308设在第一电路板301与第一支撑结构305之间,第二绝缘层309设在第二电路板303与第一支撑结构305之间。
图31是描述一部分光引擎模块310的截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构315(仅示出了所述第一支撑结构的一部分)一侧上的第一电路板311和附连到第一支撑结构315相反侧上的第二电路板313。在第一电路板311和第二电路板313的触头间采用带状电缆316提供电气连接,带状电缆316延伸穿过第一支撑结构315中的孔317。第一绝缘层318设在第一电路板311与第一支撑结构315之间,第二绝缘层319设在第二电路板313与第一支撑结构315之间。
图32是描述一部分光引擎模块320的截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构325(仅示出了所述第一支撑结构的一部分)一侧上的第一电路板321和附连到第一支撑结构325相反侧上的第二电路板323。在第一电路板321和第二电路板323的触头间采用四个互联326(图32中仅两个可见)提供电气连接,所述互联各自包括传导部分322和绝缘区域324(其围绕相应的传导部分),所述互联延伸穿过第一支撑结构325。第一绝缘层328设在第一电路板321与第一支撑结构325之间,第二绝缘层329设在第二电路板323与第一支撑结构325之间。
图33是描述一部分光引擎模块330的截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构335(仅示出了所述第一支撑结构的一部分)一侧上的第一电路板331和附连到第一支撑结构335相反侧上的第二电路板333。在第一电路板331和第二电路板333的触头间采用弹簧导体336提供电气连接,弹簧导体延伸穿过第一支撑结构335中的各个孔337。第一绝缘层338设在第一电路板331与第一支撑结构335之间,第二绝缘层339设在第二电路板333与第一支撑结构335之间。图33还描述了电源模块345,其定位在第一支撑结构335内所限定的腔内。
图34是包括传导部分341和绝缘部分342的引脚340的截面图,其中传导部分341和绝缘部分342各自包括肋343和凹痕344,从而辅助使引脚340相对于其定位其中的结构保持在合适位置,以及从而辅助使传导部分341相对于绝缘部分342保持在合适位置。
图35是包括第一电路板353和十一个固态发光体(351和352)的光引擎模块350的俯视图,其中在第一电路板353中提供狭槽354(图35中不可见的所述狭槽延伸穿过位于第一电路板353下面的第一支撑结构和第二电路板),一个或多个导电体(例如,与第二电路板上的一个或多个组件和/或与电源上的一个或多个组件电连接的一个或多个导电体)可通过所述狭槽。与图18描述的光引擎模块180相比,已经拆除一个固态发光体,从而为狭槽354腾出空间。
在包括两个或多个支撑结构的实施例中,任何的支撑结构可能以任何合适方式连接,例如采用与图20-27中描述的连接结构类似的连接结构。另外,在任何上述实施例中,第一支撑结构和第二支撑结构可包括以下的各个结构:所述各个结构辅助使第一支撑结构相对于第二支撑结构适当对齐;例如,采用与图28描述的结构类似的结构。
在一些实施例中,接线盒可能以任何合适方式附连到照明设备的一个或多个其他组件上,例如采用与图20-27中描述的连接结构类似的连接结构。另外,在任何上述实施例中,第一支撑结构和第二支撑结构可包括以下的各个结构:所述各个结构辅助使第一支撑结构相对于第二支撑结构适当对齐,例如,采用与图28描述的结构类似的结构。
图36是一部分光引擎模块360的透视横截面图,所述光引擎模块包括附连到第一支撑结构365(仅示出了所述第一支撑结构的一部分)一侧上的第一电路板361和定位成其主要表面与第一电路板361的主要表面大致垂直的第二电路板363。第二电路板363的一部分364延伸穿过第一电路板361内的凹口。第二电路板363的一部分364上的触头焊接(例如,采用焊料366)到第一电路板361上的触头上。
图37是一部分光引擎模块370的透视横截面图,该光引擎模块与图36中所示的光引擎模块360相似,除了第二电路板363的一部分364上的触头与第一电路板361上的触头采用传导卡夹371(仅示出了其中一个)、代替焊料电连接以外。
图38是一部分光引擎模块380的透视横截面图,该光引擎模块与图36中所示的光引擎模块360相似,除了第二电路板363的一部分364上的触头与第一电路板361上的触头采用丝焊381(仅示出了其中一个)、代替焊料电连接以外。
图39是包括光引擎模块391、壳体构件392、透镜393(漫射器的形式)和接线盒394的照明设备390的截面图。照明设备390具有与A灯对应的形状因数。
图40是包括光引擎模块401、壳体构件402、反射器403(其可以是漫射反射器或镜面反射器)和接线盒404的照明设备400的截面图。照明设备400具有与PAR灯或BR灯对应的形状因数。
图41是包括光引擎模块411、壳体构件412、透镜413(漫射器的形式)和接线盒414的照明设备410的截面图。
图42是包括第一和第二光引擎模块421、第一和第二壳体构件422、透镜423(漫射器的形式)和一对接线盒424的照明设备420的截面图。照明设备420具有与荧光灯管对应的形状因数。替代性地,照明设备可具有其他合适的形状因数,例如其可以是环形的(toroidal)(例如环状线圈型(doughnut-shaped)),并具有光引擎模块可定位于其中的径向凸出物(projection)。
图43是包括光引擎模块431、壳体构件432、第一反射器433(其可以是漫射反射器或镜面反射器)、第二反射器434(其可以是漫射反射器或镜面反射器)和接线盒435的照明设备430的截面图。照明设备430具有与AR灯或MR灯对应的形状因数。
根据本发明的光引擎模块可具有任何合适形状,例如具有均匀大小的环形横截面(即圆柱形)、具有大小变化的环形横截面(即圆锥形或截锥形)、具有方形横截面、具有矩形横截面、具有椭圆横截面等或其组合,或在不同区域内具有不同横截面形状和/或大小,或并不具有任何规则形状。例如,图44是光引擎模块440的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体441,固态发光体支撑构件包括第一电路板442(其上安装有固态发光体441)、第一支撑结构443(第一电路板442附连到所述第一支撑结构上)和第二支撑结构444(第一支撑结构附连到所述第二支撑结构上,且所述第二支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块440还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构443和/或第二支撑结构444所限定的腔内。
图45是光引擎模块450的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体451,固态发光体支撑构件包括第一电路板452(其上安装有固态发光体451)、第一支撑结构453(第一电路板452附连到所述第一支撑结构上)和第二支撑结构454(第一支撑结构附连到所述第二支撑结构上,且所述第二支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块450还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构453和/或第二支撑结构454所限定的腔内。
图46是光引擎模块460的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体461,固态发光体支撑构件包括第一电路板462(其上安装有固态发光体461)、第一支撑结构463(第一电路板462附连到所述第一支撑结构上)和第二支撑结构464(第一支撑结构附连到所述第二支撑结构上,且所述第二支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块460还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构463和/或第二支撑结构464所限定的腔内。
图47是光引擎模块470的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体471,固态发光体支撑构件包括第一电路板472(其上安装有固态发光体471)、第一支撑结构473(第一电路板472附连到所述第一支撑结构上)和第二支撑结构474(第一支撑结构附连到所述第二支撑结构上,且所述第二支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块470还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构473和/或第二支撑结构474所限定的腔内。
图48是光引擎模块480的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体481,固态发光体支撑构件包括第一电路板482(其上安装有固态发光体481)、第一支撑结构483(第一电路板482附连到所述第一支撑结构上,且所述第一支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块480还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构483所限定的腔内。
图49是光引擎模块490的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体491,固态发光体支撑构件包括第一电路板492(其上安装有固态发光体491)、第一支撑结构493(第一电路板492附连到所述第一支撑结构上,且所述第一支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块490还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构493所限定的腔内。
图50是光引擎模块500的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体501,固态发光体支撑构件包括第一电路板502(其上安装有固态发光体501)、第一支撑结构503(第一电路板502附连到所述第一支撑结构上,且所述第一支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块500还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构503所限定的腔内。
图51是光引擎模块510的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体511,固态发光体支撑构件包括第一电路板512(其上安装有固态发光体511)、第一支撑结构513(第一电路板512附连到所述第一支撑结构上,且所述第一支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块510还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构513所限定的腔内。
图52是光引擎模块520的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体521,固态发光体支撑构件包括第一电路板522(其上安装有固态发光体521)、第一支撑结构523(第一电路板522附连到所述第一支撑结构上,且所述第一支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块520还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构523所限定的腔内。
图53是光引擎模块530的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体531,固态发光体支撑构件包括第一电路板532(其上安装有固态发光体531)、第一支撑结构533(第一电路板532附连到所述第一支撑结构上,且所述第一支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块530还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构533所限定的腔内。
图54是光引擎模块540的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体541,固态发光体支撑构件包括第一电路板542(其上安装有固态发光体541)、第一支撑结构543(第一电路板542附连到所述第一支撑结构上,且所述第一支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块540还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构543所限定的腔内。
图59是第一支撑结构591的透视图;图60是光引擎模块600的截面图,该光引擎模块包括第一支撑结构591、附连到第一支撑结构591上的第一电路板601和也附连到第一支撑结构591上的第二电路板602。
图61是第一支撑结构611的透视图;图62是光引擎模块620的截面图,该光引擎模块包括第一支撑结构611、附连到第一支撑结构611上的第一电路板621和也附连到第一支撑结构611上的第二电路板622。
图63是第一支撑结构631的透视图,图64是第一支撑结构631的截面图。
图65是第一支撑结构651的截面图,图66是第一支撑结构651的透视图。
图67是描述光引擎模块670的截面图,该光引擎模块包括第一电路板671(附连到第一支撑结构672上)、第二电路板673(也附连到第一支撑结构672上)以及透镜675(透镜675具有光学特性)。光引擎模块670的周向侧(circumferential side)大致光滑。多个固态发光体676安装在第一电路板671上。
图68是描述光引擎模块680的截面图,该光引擎模块包括第一电路板681(附连到第一支撑结构682上)、第二电路板683(也附连到第一支撑结构682上)以及透镜685(透镜685具有光学特性)。多个固态发光体686安装在第一电路板681上。
图69是光引擎模块680的俯视图,其示出了该光引擎模块680呈具有三个侧表面、以及底面和顶面(有穹顶的)的截金字塔形(frustopyramid)。
图70是描述光引擎模块700的截面图,该光引擎模块包括第一电路板701(其附连到第一支撑结构702上)。多个固态发光体706安装在第一电路板701上。
图71是描述光引擎模块710的截面图,该光引擎模块包括第一电路板711(其附连到第一支撑结构712上)、第二电路板713(其也附连到第一支撑结构712上)和透镜715。光引擎模块710的周向侧714是有脊的。多个固态发光体716安装在第一电路板711上。
图72是描述光引擎模块720的截面图,该光引擎模块包括第一电路板721(其附连到第一支撑结构722上)和第二电路板713(其也附连到第一支撑结构722上)。多个固态发光体726安装在第一电路板721上。
图73是描述光引擎模块730的截面图,该光引擎模块包括第一电路板731(其附连到第一支撑结构732上)、第二电路板733(其也附连到第一支撑结构732上)和第二支撑结构734,第一支撑结构732采用螺纹可拆卸附连到所述第二支撑结构上。第一支撑结构732包括反射区735。
图44-54中描述的任何光引擎模块(以及同样对本文描述的其他设备而言)可包括一个或多个散热元件(例如,一个或多个散热翅片和/或一个或多个散热引脚)、一个或多个接线盒、用于与照明设备元件(例如壳体构件)机械连接的一个或多个结构、一个或多个补偿电路器件或组件、一个或多个电源器件或组件、使光引擎模块与照明设备元件(例如壳体构件)对齐的结构或用于辅助这种对齐的结构、一个或多个便于将光引擎模块安装到特定形状因数的照明设备元件上的结构、或一个或多个与特定电源电连接和/或机械连接的结构。例如,图75是一部分光引擎模块750的示意图,该光引擎模块与图24中所示的光引擎模块240相似,除了光引擎模块750还包括散热翅片751(图75中仅一个可见)和散热引脚752以外。对另一实例而言,图76是一部分光引擎模块760的示意图,该光引擎模块与图24中所示的光引擎模块240相似,除了光引擎模块760还包括散热翅片761(图76中仅一个可见)和散热引脚762以外,光引擎模块760定位在包括壳体构件763和透镜764的照明设备元件内。
图55是光引擎模块550的前视图,其包括固态发光体支撑构件和多个固态发光体551,固态发光体支撑构件包括第一电路板552(其上安装有固态发光体551)、第一支撑结构553(第一电路板552附连到所述第一支撑结构上,且所述第一支撑结构附连到照明设备元件上)。光引擎模块550还可包括第二电路板(其上安装有至少一个补偿电路),其定位在由第一支撑结构553所限定的腔内。光引擎模块550还包括多个对齐狭槽(alignment slot)554和一对电触头元件555。
图56是光引擎模块550的横截面图,该光引擎模块安装在包括壳体构件561和透镜562的照明设备元件中(图56中仅示出了壳体构件561和透镜562的各个部分)。壳体构件561包括与光引擎模块550上的各个电触头元件555电气接触的电触头元件563。壳体构件561也包括能容纳于第一支撑结构553上的各个对齐狭槽554内的多个对齐翅片(alignment fin)564。
图57是安装在壳体构件561内的光引擎模块550的俯视图,其示出了壳体构件561上的对齐翅片564位于第一支撑结构553上的各个对齐狭槽554内。
图58是光引擎模块580的横截面图,该光引擎模块安装在包括壳体构件581和透镜582的照明设备元件中(图58中仅示出了壳体构件581和透镜582的各个部分)。壳体构件581包括与光引擎模块580上的各个电触头元件583电气接触的电触头元件585。光引擎模块580也包括能容纳于壳体构件581中的各个对齐狭槽584(具有各个壁架(ledge)586)内的多个对齐翅片587。
图74是照明设备740的截面图,该照明设备包括其上安装有多个固态发光体742的第一电路板741、其上安装有电子线路(包括补偿电路)的第二电路板743、第一支撑结构744(第一电路板741和第二电路板743(固定地或可拆卸地)附连到所述第一支撑结构的相反侧上)、第二支撑结构745(第一支撑结构744采用螺纹可拆卸附连到所述第二支撑结构上,第二结构745包括接线盒(爱迪生螺纹的形式))、透镜746(例如,漫射器的形式)和第三电路板747形式的电源模块,所述第三电路板上安装有电源组件。
图77是照明设备770的截面图,该照明设备包括其上安装有多个固态发光体772的第一电路板771、其上安装有电子线路(包括补偿电路)的第二电路板773、第一支撑结构774(第一电路板771和第二电路板773(固定地或可拆卸地)附连到所述第一支撑结构的相反侧上)、第二支撑结构775(第一支撑结构774采用螺纹可拆卸附连到所述第二支撑结构上,第二结构775包括接线盒(爱迪生螺纹的形式))、透镜776(例如,漫射器的形式)和第三电路板777形式的电源模块,所述第三电路板上安装有电源组件。
图78是一部分光引擎模块780的截面图,该光引擎模块包括其上安装有多个固态发光体782(图78中仅描述其中一个)的第一电路板781、第一支撑结构783(第一电路板781固定附连或可拆卸附连到所述第一支撑结构上)、导电体784(引脚的形式)和绝缘元件785。第一电路板781是金属芯电路板,所述金属芯电路板包括传导层786(例如铝制)、定位于传导层786的主要表面上的介电材料薄层787、形成在层787的一个或两个暴露的主要表面上的(例如铜制)传导导轨789、以及传导垫(conductive pad)788。导电体784提供传导垫788与另一电子线路组件间的电气连接,例如第二电路板上的组件(其包括诸如补偿电路)。第一支撑结构783可由提供高热导率的材料(例如,诸如铝或铜的金属)制成,从而辅助使固态发光体782产生的热量散失。如图78中所示,第一支撑结构783的区域790是内凹的(idented),绝缘元件785充满至少一部分的内凹区域790。同样如图78中所示,绝缘元件785具有第一电路板781延伸到其中的内凹区域791。这样增加了导电体784与第一电路板781的传导层786之间的爬电距离(与第一电路板781没有延伸到绝缘元件785的内凹区域中相比),增加了导电体784与第一支撑结构783(其可由导电材料制成)之间的爬电距离(与第一电路板781没有延伸到绝缘元件785的内凹区域中、以及绝缘元件785没有延伸到第一电路板781的内凹区域790中相比),而且增加了第一电路板781的传导层786与第一支撑结构783之间的爬电距离(与第一电路板781没有延伸到绝缘元件785的内凹区域791中、以及绝缘元件785没有延伸到第一电路板781的内凹区域790中相比)。由于所有这些爬电距离的增加,可使用更高电压,而不会在间隔的导电组件间存在不需要的电弧作用或其他传导性的显著风险。
光引擎模块780可能以任何合适方式,例如,如本文所描述的使光引擎模块附连到照明设备元件上的任何方式,附连到一个或多个照明设备元件上(例如,壳体构件、透镜和/或接线盒)。
虽然图78中仅示出了导电体784和绝缘元件785的单一组合,但可包括任何合适数量的上述组合,例如,四个上述结构可围绕光引擎模块的水平(在图78所示的方位下)周界大致均匀定位,所述周界可以是大致环形形状、或其他规则形状或不规则形状。
在一些实施例中,可采用合适材料填充第一电路板781与第一支撑结构783间的任何空间;例如,所述合适材料是电绝缘的和高导热的,例如环氧树脂、石墨片、云母、导热膏、具有导热粉末(例如铝、氮化铝、碳化硅、银或石墨)的硅片。
图79是一部分光引擎模块792的截面图,该光引擎模块包括其上安装有多个固态发光体782(图78中仅描述其中一个)的第一电路板781、其上安装有多个组件796(例如,补偿电路)的第二电路板793(例如,诸如FR4的玻璃纤维电路板)、第一支撑结构783(第一电路板781固定附连或可拆卸附连到所述第一支撑结构上)、导电体784和绝缘元件785。第一电路板781是金属芯电路板,所述金属芯电路板包括传导层786(例如铝制)、定位于传导层786的主要表面上的介电材料薄层787、形成在层787的一个或两个暴露的主要表面上的传导导轨789(例如铜制)、以及传导垫788。导电体784提供传导垫788与第二电路板793间的电气连接。在这一实施例中,表面安装式热敏电阻795安装在第二电路板793面向第一支撑结构783的一侧上,电绝缘且导热的可压缩性热填充垫(thermal gap pad)797在热敏电阻795与第一支撑结构783之间,所述热填充垫由浸渍有导热且电绝缘材料(例如,铝、氮化铝、碳化硅、银或石墨)的硅树脂形成。如果需要的话,例如,假设提供了防止对热敏电阻795造成损坏的其他方式,则可拆除热填充垫797。第二电路板793与第一支撑结构783间的剩余空间可以是空的(例如填充有空气),或者其他合适材料可定位在那里;例如,电介质薄片(例如迈拉或福梅克斯
Figure BDA00002241691800922
(MylarorFormex
Figure BDA00002241691800924
))可通过以下方式定位在所述剩余空间中:提供一薄片、在薄片内切割出用于容纳热敏电阻795的孔、以及将该薄片定位在第二电路板793与第一支撑结构783之间。如图79所示,这一实施例中的绝缘元件785包括在第一支撑结构783与第二电路板793间延伸的部分798。
光引擎模块792可能以任何合适方式,例如,如本文所描述的使光引擎模块附连到照明设备元件上的任何方式,附连到一个或多个照明设备元件上(例如,壳体构件、透镜和/或接线盒)。
图80是一部分光引擎模块800的分解透视图,该光引擎模块包括其上安装有多个固态发光体802的第一电路板801、其上安装有补偿电路的第二电路板803、第一支撑结构804(第一电路板801和第二电路板803固定附连或可拆卸附连到所述第一支撑结构上)、以及在第一电路板801与第二电路板803之间提供电气连接的四个电气连接结构805。如图80中可看到的,第一电路板801、第一支撑结构804和第二电路板803各自具有凹陷区域806,电气连接结构805的相应部分容纳于所述凹陷区域中。如图80中可看到的,第一电路板801、第一支撑结构804和第二电路板803各自具有近似相同的直径。
图81是图80中所示的光引擎模块800的截面图。如图81中所示,电气连接结构805的每个包括导电体809和绝缘元件810。同样如图81中所示,第一支撑结构804中的凹陷区域806包括内凹区域807,电气连接结构805的绝缘810的相应延伸部分808延伸到所述内凹区域中。图81也显示了安装在第二电路板803上的联管(header),其可容易地与电源或动力源连接。
光引擎模块800可能以任何合适方式,例如,如本文所描述的使光引擎模块附连到照明设备元件上的任何方式,附连到一个或多个照明设备元件上(例如,壳体构件、透镜和/或接线盒)。
图82是一部分光引擎模块820的分解透视图,该光引擎模块包括其上安装有多个固态发光体822的第一电路板821、其上安装有补偿电路的第二电路板823、第一支撑结构824(第一电路板821和第二电路板823固定附连或可拆卸附连到所述第一支撑结构上)、以及在第一电路板821与第二电路板823之间提供电气连接的四个电气连接结构825。如图82中可看到的,第一电路板821、第一支撑结构824和第二电路板823各自具有凹陷区域826,电气连接结构825的相应部分容纳于所述凹陷区域中。如图82中可看到的,第一电路板821和第二电路板803各自具有近似相同的直径,而第一支撑结构824具有略大的直径。
图83是图82中所示的光引擎模块820的截面图。如图83中所示,电气连接结构825的每个包括导电体829和绝缘元件830。同样如图83中所示,第一支撑结构824中的凹陷区域826包括内凹区域827,电气连接结构825的绝缘830的相应延伸部分828延伸到所述内凹区域中。
光引擎模块820可能以任何合适方式,例如,如本文所描述的使光引擎模块附连到照明设备元件上的任何方式,附连到一个或多个照明设备元件上(例如,壳体构件、透镜和/或接线盒)。
图84和85是包括第一支撑构件841的光引擎模块840的透视图,所述第一支撑构件具有安装在一侧上的多个固态发光体842和安装在另一侧上的多个电子线路组件843(例如,包括补偿电路和联管844)。第一支撑构件841可以是任何合适结构,例如诸如金属芯电路板的电路板。
图86是光引擎模块840的截面图。如图86中所示,光引擎模块840包括多个电气连接结构,每个电气连接结构包括导电体845和绝缘元件846。
光引擎模块840可能以任何合适方式,例如,如本文所描述的使光引擎模块附连到照明设备元件上的任何方式,附连到一个或多个照明设备元件上(例如,壳体构件、透镜和/或接线盒)。
图87是光引擎模块870的概念视图,该光引擎模块包括第一支撑结构871和附连到该第一支撑结构871上的散热器翅片872;所述第一支撑结构可选择性地包括其上安装有多个固态发光体的第一电路板和/或其上安装有一个或多个电子线路组件的第二电路板。代替散热器翅片872的是、或除了散热器翅片872以外,可提供任何合适类型的散热器和/或散热元件。
光引擎模块870可能以任何合适方式,例如,如本文所描述的使光引擎模块附连到照明设备元件上的任何方式,附连到一个或多个照明设备元件上(例如,壳体构件、透镜和/或接线盒)。
图88是可在根据本发明的光引擎模块中使用的电气连接结构880的透视图。参考图88,电气连接结构880包括导电体881和绝缘元件882,所述绝缘元件包括能容纳于相应内凹区域中的突出区域883。
如上所述,视情况而定,本文描述的任何光引擎模块可能以任何合适方式,例如,如本文所描述的使光引擎模块附连到照明设备元件上的任何方式,附连到一个或多个照明设备元件上(例如,壳体构件、透镜和/或接线盒)。
例如,在图80和81描述的实施例的情况下,第一支撑结构的直径可能小于第一和第二电路板的直径;在装配过程中,可通过将各个直径的第一支撑结构、第一电路板和/或第二电路板容纳于照明设备元件内而使光引擎模块定位在照明设备元件内,只要光引擎模块相对于照明设备元件是适当定位即可。
在包括凹陷区域(例如,图80-83中描述的那些)的一些实施例中,凹陷区域可以具有任何所需大小,例如足够大以容纳电气连接结构,这样光引擎模块可容纳于管状结构中,所述管状结构限定了圆柱形(或截锥形、或其他形状的)空间,并具有略大于支撑构件和/或电路板的直径的内径(或在具有任何横截面形状的空间内,所述任何横截面形状可能会或可能不会逐渐变细、或者所述任何横截面形状可能具有或可能不具有壁架(ledge)等)。上述实施例中包括以下的一些实施例:其中,支撑结构的外周边缘与光引擎模块(包括该支撑结构)定位在其中的管状结构之间接触的表面面积增加或最大化。
在一些实施例中可提供包括第一支撑结构、第一电路板和第二电路板的光引擎模块,其中第一支撑结构的直径(或者,在第一支撑结构不是圆形的情况下,至少一个尺寸)大于第一电路板的直径,以便光引擎模块可定位在具有一个或多个壁架区域的照明设备元件内,而第一支撑结构在所述壁架区域上受支撑。
在一些实施例中,光引擎模块(例如,如图80-83中任何一个所描述的光引擎模块)可定位在如图89所示的照明设备元件890中(图89是照明设备元件890的截面前视图);在所述照明设备元件中,一部分的光引擎模块(例如,比定位在支撑元件的相反侧上的第一电路板和第二电路板延伸得更远的一部分支撑元件)在壁架891上受支撑。
在一些实施例中,光引擎模块(例如,如图80-83中任何一个所描述的光引擎模块)可定位在如图90所示的照明设备元件990中(图90是照明设备元件990的截面俯视图);在所述照明设备元件中,电气连接结构(例如,图80中所示的光引擎模块的结构805)接收在照明设备元件990的各个凹口中,这样光引擎模块可精确定位(在装配过程中),并在照明设备元件990中受到牢固支承。
图91是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件902。接口元件902包括向下延伸并延伸到侧面(在图91中描述的方位下)的散热翅片903。
图92是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件904。接口元件904包括延伸到侧面(在图92中描述的方位下)的散热翅片905。
图93是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件906。接口元件906包括向下延伸(在图93中描述的方位下)的散热翅片907。
图94是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件908。接口元件908包括向上延伸(在图94中描述的方位下)的散热翅片909。
图95是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块910和与该光引擎模块连接的接口元件911。可选的可压缩性热元件912压紧在光引擎模块910与接口元件911之间,从而辅助提供热传导。接口元件911包括配合表面913和接口表面914。
图96是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括“标准的”光引擎模块915和与该光引擎模块连接的接口元件916。接口元件916包括附连凹口(attachment notch)917和逐渐变细的表面918(其用于与照明设备元件接合)。
图97是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件919。接口元件919包括用于与照明设备元件接合的内螺纹920(或替代性地,凹口)。
图98是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件921。接口元件921包括用于与照明设备元件接合的大螺距螺纹923。图99是图98中所示的光引擎元件的前视图。
图100是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件924。接口元件924包括用于与照明设备元件接合的凹口925。图101是图100中所示的光引擎元件的前视图。
图102是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件926。接口元件926包括螺孔927,螺钉(未示出)可螺接于所述螺孔中,从而与照明设备元件接合。
图103是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件928。接口元件928包括螺孔929,螺钉(未示出)可螺接于所述螺孔中,从而与照明设备元件接合。
图104是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件930。接口元件930包括热管931(图104中部分示出),来自光引擎模块的热量可通过所述热管传导。
图105是照明设备的截面图,该照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块连接的接口元件932、与接口元件932连接的照明设备元件933、以及接线盒939。照明设备元件933包括透镜934、壳体935和散热翅片936。
图106是照明设备的截面图,该照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块连接的接口元件937、与接口元件937连接的照明设备元件938、以及接线盒940。照明设备元件938包括透镜934、壳体935和散热翅片936。
图107是光引擎元件的截面图,该光引擎元件包括多个光引擎模块901和与该光引擎模块连接的接口元件944。接口元件944包括螺孔946,螺钉可螺接于所述螺孔中,从而连接接口元件944和散热元件947,其中所述散热元件包括多个散热翅片945。
图108是照明设备的截面图,该照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的接口元件948、与接口元件948连接的壳体构件949、以及接线盒988。光引擎模块901压装在接口元件948的凹槽950内(替代性地,光引擎模块901可能以其他合适方式与接口元件948连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件;例如,通过在光引擎模块901上提供可与接口元件948上的螺纹接合的螺纹)。接口元件948具有螺纹951,其可螺接在(threadable in)壳体构件949上的螺纹952中(替代性地,接口元件948可能以其他合适方式与壳体构件949连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接线盒988包括在爱迪生插座中可接收的爱迪生螺纹。接口元件948可包括一个或多个具有高热导率的区域(例如,热触头),一个或多个导电区域(例如,电触头),一个或多个透明的、半透明的或透光的区域,和/或一个或多个机械触头。
在图108描述的实施例中,接口元件948示出为与光引擎模块901连接、以及和壳体构件949连接。替代性地,接口元件948还可包括光引擎模块901(见图109)(即接口元件948和光引擎模块901可以一体成型),或者光引擎模块可自固态发光体的阵列延伸得更远(至任何程度)(例如,如图110中所示)。作为另一替代,光引擎模块可与光引擎模块壳体构件连接,这样照明设备可包括光引擎模块、光引擎模块壳体构件、接口元件和壳体构件(例如,如图121中描述的实施例)。另外,此处描述的照明设备内的任何元件或任何结构(或其他组件)可以是一体化结构(single unitary structure),或可包括可固定连接或可拆卸连接的两个或更多个结构(例如,它们可以相互螺纹连接,等)。
图109是照明设备的截面图,该照明设备包括光引擎模块953(其包括固态发光体的阵列和接口元件(即该阵列和接口元件是一体成型的))、光引擎模块/接口元件953与其连接的壳体构件956、以及接线盒957。光引擎模块/接口元件953具有螺纹954,其可螺接在壳体构件956上的螺纹955中(替代性地,光引擎模块/接口元件953可能以其他合适方式与壳体构件956连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接线盒957包括在爱迪生插座中可接收的爱迪生螺纹。光引擎模块/接口元件953可包括一个或多个具有高热导率的区域(例如,热触头),一个或多个导电区域(例如,电触头),一个或多个透明的、半透明的或透光的区域,和/或一个或多个机械触头。
图110是照明设备的截面图,该照明设备包括光引擎模块958、与该光引擎模块958连接的接口元件959、与接口元件959连接的壳体构件960、以及接线盒965。光引擎模块958具有螺纹961,其可螺接在壳体构件959上的螺纹962中(替代性地,光引擎模块958可能以其他合适方式与接口元件959连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接口元件959具有螺纹963,其可螺接在壳体构件960上的螺纹964中(替代性地,接口元件959可能以其他合适方式与壳体构件960连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接线盒965包括在爱迪生插座中可接收的爱迪生螺纹。接口元件959可包括一个或多个具有高热导率的区域(例如,热触头),一个或多个导电区域(例如,电触头),一个或多个透明的、半透明的或透光的区域,和/或一个或多个机械触头。
图111是照明设备的截面图,该照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的接口元件966、与接口元件966连接的壳体构件967、透镜972、以及接线盒971。光引擎模块901压装在接口元件966的凹槽968内(替代性地,光引擎模块901可能以其他合适方式与接口元件966连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接口元件966具有周向槽969,壳体构件967上的内周向脊970可在所述周向槽中接收(替代性地,可取代周向脊、提供在槽969中可接收的不连续的周向脊和/或一系列凸块)。替代性地,接口元件966可能以其他合适方式与壳体构件967连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件。接口元件966可定位在壳体构件967的上部(例如,在透镜972已经与壳体构件967连接之前),并向下(在图111描述的方位下)推动接口元件直至脊970接收在槽969中,从而连接接口元件966和壳体构件967(这可提供固定附连,或者可通过相对于壳体构件967向上(在图111描述的方位下)拉动接口元件966来拆除接口元件966)。接线盒971包括在爱迪生插座中可接收的爱迪生螺纹。接口元件966可包括一个或多个具有高热导率的区域(例如,热触头),一个或多个导电区域(例如,电触头),一个或多个透明的、半透明的或透光的区域,和/或一个或多个机械触头。正如其他实施例一样,接口元件966还可包括光引擎模块901(相对于图108中描述的实施例,与图109中描述的实施例类似),和/或光引擎模块可自固态发光体的阵列延伸得更远(至任何程度)(例如,相对于图108中描述的实施例,与图110中描述的实施例类似)。替代性地,脊可设在接口元件966中,槽可设在壳体构件967中,或者可提供脊区域和槽区域的任何合适的布置组合(combination of placement)。
图112是照明设备的截面图,该照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的接口元件973、与接口元件973连接的壳体构件974、透镜975、以及接线盒978。光引擎模块901胶粘到接口元件973的表面(替代性地,光引擎模块901可能以其他合适方式与接口元件973连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接口元件973具有周向槽976,壳体构件974上的内周向脊977在可所述周向槽中接收(替代性地,可取代周向脊977、提供在槽976中可接收的不连续的周向脊和/或一系列凸块)。替代性地,接口元件973可能以其他合适方式与壳体构件974连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件。接口元件973可定位在壳体构件974的上部(例如,在透镜975已经与壳体构件974连接之前),并向下(在图112描述的方位下)推动接口元件直至脊977接收在槽976中,从而连接接口元件973和壳体构件974(这可提供固定附连,或者可通过相对于壳体构件974向上(在图112描述的方位下)拉动接口元件973来拆除接口元件973)。接线盒978包括在爱迪生插座中可接收的爱迪生螺纹。接口元件973包括一对导电区域979。替代性地或额外地,接口元件973可包括一个或多个具有高热导率的区域(例如,热触头),一个或多个附加导电区域(例如,电触头),一个或多个透明的、半透明的或透光的区域,和/或一个或多个机械触头。正如其他实施例一样,接口元件973还可包括光引擎模块901(相对于图108中描述的实施例,与图109中描述的实施例类似),和/或光引擎模块可自固态发光体的阵列延伸得更远(至任何程度)(例如,相对于图108中描述的实施例,与图110中描述的实施例类似)。替代性地,脊可设在接口元件973中,槽可设在壳体构件974中,或者可提供脊区域和槽区域的任何合适的布置组合。
图113是照明设备的截面图,该照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的接口元件980、接口元件980与其连接的壳体构件981、透镜982、接线盒987、以及弹簧元件986(取代弹簧元件的是、或除了弹簧元件以外,可采用相对于壳体构件981倾向于向上(在图113所示出的方位下)移动接口元件980的任何偏置设备)。光引擎模块901压装到接口元件980的凹槽983中(替代性地,光引擎模块901可能以其他合适方式与接口元件980连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接口元件980具有周向壁架984,由于弹簧元件986向上偏置接口元件980,壳体构件981上的内周向闩锁985紧靠在所述周向壁架984上(替代性地,可取代周向壁架984提供不连续的周向壁架和/或不连续的周向闩锁;例如,仅部分围绕接口元件980的周向延伸的两个或多个壁架、以及不连续的闩锁,这样接口元件980可定位在壳体构件981的上部(例如,在透镜982已经与壳体构件981连接之前),并且随着不连续的壁架穿过不连续的闩锁中的间隙,接口元件980降低(在图113中描述的方位下)到壳体构件981中,随后可进一步向下推动接口元件980来对抗弹簧元件986的偏置,从而使不连续的壁架的区域在不连续的闩锁以下,接着可围绕其轴将接口元件980旋转到不连续的壁架的区域在不连续的闩锁的区域正下方的方位,这样可以容易地从壳体构件981上拆下接口元件980)。替代性地,接口元件980可能以其他合适方式与壳体构件981连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件。接线盒987包括在爱迪生插座中可接收的爱迪生螺纹。接口元件980可包括一个或多个具有高热导率的区域(例如,热触头),一个或多个导电区域(例如,电触头),一个或多个透明的、半透明的或透光的区域,和/或一个或多个机械触头。正如其他实施例一样,接口元件980还可包括光引擎模块901(相对于图108中描述的实施例,与图109中描述的实施例类似),和/或光引擎模块可自固态发光体的阵列延伸得更远(至任何程度)(例如,相对于图108中描述的实施例,与图110中描述的实施例类似)。
图114是照明设备的截面图,该照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的接口元件1141、与接口元件1141连接的壳体构件1142、透镜1143、以及接线盒1147。光引擎模块901压装到接口元件1141的凹槽1144中(替代性地,光引擎模块901可能以其他合适方式与接口元件1141连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接口元件1141具有螺纹1145,其可螺接在壳体构件1142上的螺纹1146中(替代性地,接口元件1141可能以其他合适方式与壳体构件1142连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接线盒1147包括在爱迪生插座中可接收的爱迪生螺纹。接口元件1141包括电触头1148、壳体构件1142包括与电触头1148相接触的电触头1149。替代性地或额外地,接口元件1141和/或壳体构件1142可包括一个或多个具有高热导率的区域(例如,热触头),一个或多个附加导电区域(例如,电触头),一个或多个透明的、半透明的或透光的区域,和/或一个或多个机械触头。正如其他实施例一样,接口元件1141还可包括光引擎模块901(相对于图108中描述的实施例,与图109中描述的实施例类似),和/或光引擎模块可自固态发光体的阵列延伸得更远(至任何程度)(例如,相对于图108中描述的实施例,与图110中描述的实施例类似)。
图115是光引擎元件1150的正视图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块901连接的接口元件1151。
图116是照明设备元件1160的截面图,该照明设备元件包括壳体构件1161、透镜1162和接线盒1163。光引擎元件1150配置为与照明设备元件1160可拆卸地连接。
光引擎模块901胶粘到接口元件1151的表面(替代性地,光引擎模块901可能以其他合适方式与接口元件1151连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接口元件1151具有螺旋槽1152,壳体构件1161上的螺旋脊1164可在所述螺旋槽中接收(替代性地,可取代螺旋脊1164来提供在槽1152中可接收的不连续的螺旋脊、和/或一系列凸块、和/或单个凸块)。替代性地,接口元件1151可能以其他合适方式与壳体构件1161连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件。接口元件1151可设置在壳体构件1161的上部(例如,在透镜1162已经与壳体构件1161连接之前),随后采用螺旋槽1152与螺旋脊1164螺纹连接的方式而使接口元件螺纹连接,从而连接光引擎元件1150和照明设备元件1160。接口元件1151还包括部分延伸到螺旋槽1152内的一对接合元件1153,所述接合元件可更牢固地支承螺旋脊1164的相应接合部分1165;例如除了与接合元件1153相邻的部分以外,螺旋脊1164略为增大的部分1165可穿过大部分的螺旋槽1152较自由地移动,一旦增大的部分1165在接合元件1153之间时,则限制了(而非防止)沿螺旋脊1164增大的部分1165的进一步运动,从而使光引擎元件1150与照明设备元件1160可拆卸连接、使光引擎元件1150相对于照明设备元件1160枢转定位(在一些实施例中,对齐接口元件1151与照明设备元件1160的热连接或热特征、电器连接或电特征、机械连接或机械特征、和/或光学连接或光学特征)、并相对于照明设备元件1160维持光引擎元件1151的枢转位置,即可实现“旋转和按合(spin and click)”连接。接线盒1163包括在爱迪生插座中可接收的爱迪生螺纹。接口元件1151可包括一个或多个具有高热导率的区域(例如,热触头),一个或多个导电区域(例如,电触头),一个或多个透明的、半透明的或透光的区域,和/或一个或多个机械触头。正如其他实施例一样,接口元件1151还可包括光引擎模块901(相对于图108中描述的实施例,与图109中描述的实施例类似),和/或光引擎模块可自固态发光体的阵列延伸得更远(至任何程度)(例如,相对于图108中描述的实施例,与图110中描述的实施例类似)。替代性地,脊可设在接口元件1151上,槽可设在壳体构件1161上,或者可提供脊区域和槽区域的任何合适的布置组合。
图117是光引擎元件1170的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块901连接的接口元件1171。图118是照明设备元件1180的截面图,该照明设备元件包括壳体构件1181、透镜1182、接线盒1183和弹簧元件1184。光引擎元件1170配置为与照明设备元件1180可拆卸连接(取代弹簧元件的是、或除了弹簧元件以外,可采用相对于壳体构件1181倾向于向上(在图118所示出的方位下)推的任何偏置设备))。
光引擎模块901压装在接口元件1171的凹槽1172内(替代性地,光引擎模块901可能以其他合适方式与接口元件1171连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接口元件1171具有一对狭槽开口/凹口开口(slot/notch openings)1173,其中分别可接收一对凸起1185。替代性地,接口元件1171可能以其他合适方式与壳体构件1181连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件。为了连接光引擎元件1170和照明设备元件1180,接口元件1171可设置在壳体构件1181的上部(例如,在透镜1182已经与壳体构件1181连接之前),随后光引擎模块1170可围绕其轴旋转,直至凸起1185与各个开口1173的入口区域1174对齐,接着可向下(在图118描述的方位下)推动光引擎元件1170来对抗弹簧元件1184的力,直至凸起1185接触各个开口1173的第一边缘1175,随后可使光引擎元件1170围绕其轴旋转、直至凸起1185接触各个开口1173的第二边缘1176,然后可释放光引擎元件1170,这样光引擎元件1170被向上推(并保持向上偏置),伴随着凸起1185与各个开口1173的第三边缘1177相接触,从而使光引擎元件1170与照明设备元件1180可拆卸连接、使光引擎元件1170相对于照明设备元件1180枢转定位(在一些实施例中,对齐接口元件1171与照明设备元件1180的热连接或热特征、电器连接或电特征、机械连接或机械特征、和/或光学连接或光学特征)、并相对于照明设备元件1180维持光引擎元件1171的枢转位置。接线盒1183包括在爱迪生插座中可接收的爱迪生螺纹。接口元件1171可包括一个或多个具有高热导率的区域(例如,热触头),一个或多个导电区域(例如,电触头),一个或多个透明的、半透明的或透光的区域,和/或一个或多个机械触头。正如其他实施例一样,接口元件1171还可包括光引擎模块901(例如,相对于图108中描述的实施例,与图109中描述的实施例类似),和/或光引擎模块可自固态发光体的阵列延伸得更远(至任何程度)(例如,相对于图108中描述的实施例,与图110中描述的实施例类似)。替代性地,凸起可设在接口元件1171上,狭槽开口/凹口开口1173可设在壳体构件1181上(正如图119和120描述的实施例一样),或者可提供脊区域和槽区域的任何合适的布置组合。
图119是光引擎元件1190的截面图,该光引擎元件包括光引擎模块901和与该光引擎模块901连接的接口元件1191。图120是照明设备元件1200的截面图,该照明设备元件包括壳体构件1201、透镜1202、接线盒1203和弹簧元件1204。光引擎元件1190配置为与照明设备元件1200可拆卸连接(取代弹簧元件的是、或除了弹簧元件以外,可采用相对于壳体构件1201倾向于向上(在图120所示出的方位下)推的任何偏置设备))。
图119和120中描述的实施例与图117和118中描述的实施例相似,除了在图119和120中描述的实施例中,凸起1192设在接口元件1191上(而不是如图118中在照明设备元件上),一对狭槽开口/凹口开口1205(图120中仅一个可见)设在照明设备元件1201上(而不是如图117在接口元件上)。凸起1192和狭槽开口/凹口开口1205(在弹簧元件1204的偏置的帮助下)相互作用的方式与凸起1185和开口1173相互作用的方式类似。
图121是照明设备的截面图,该照明设备包括光引擎模块901、与该光引擎模块901连接的光引擎模块壳体构件1121、与该光引擎模块壳体构件1121连接的接口元件1212、与接口元件1212连接的壳体构件1213、以及接线盒1214。光引擎模块901压装在光引擎模块壳体构件1121的凹槽1215内(替代性地,光引擎模块901可能以其他合适方式与光引擎模块壳体构件1121连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。光引擎模块壳体构件1121具有螺纹1216,其可螺接在接口元件1212上的螺纹1217中(替代性地,光引擎模块壳体构件可能以其他合适方式与接口元件1212连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接口元件1212具有螺纹1218,其可螺接在壳体构件1213上的螺纹1219中(替代性地,接口元件1212可能以其他合适方式与壳体结构1213连接,所述其他合适方式包括如本文描述的任何方式的附连元件)。接线盒1214包括在爱迪生插座中可接收的爱迪生螺纹。接口元件1212可包括一个或多个具有高热导率的区域(例如,热触头),一个或多个导电区域(例如,电触头),一个或多个透明的、半透明的或透光的区域,和/或一个或多个机械触头。
如上所述,任何实施例中的照明设备元件可以为圆形、或其他规则形状(例如,方形横截面、椭圆形横截面、三角形横截面、六边形横截面等)或不规则形状。
在一些实施例中,光引擎模块可能以任何合适方式定位在照明设备元件内(和/或附连到照明设备元件上),例如通过加热照明设备元件、将光引擎模块嵌入合适位置、以及随后使照明设备元件冷却(或允许其冷却),这样照明设备元件将收缩并与光引擎模块相接触;通过将光引擎模块定位在(例如宽松容纳于)照明设备元件内、且随后挤压该照明设备元件;通过提供两片或多片的照明设备元件、并围绕光引擎模块使其夹紧;通过将光引擎模块螺纹连接到照明设备元件内;通过将光引擎模块定位在(例如宽松容纳于)照明设备元件内、且随后卷曲该照明设备元件等。在任何上述装配中,可采用在光引擎模块与照明设备元件间提供紧配合和/或增强热耦合的任何合适材料,例如导热膏、环氧树脂等;在装配过程中,所述任何合适材料在任何合适阶段可定位在任何合适位置(例如,导热膏可在将光引擎模块嵌入到照明设备元件前定位在照明设备元件内,和/或可在上述定位之后再应用导热膏)。另外,在任何上述装配中,光引擎模块和照明设备元件的一个或多个可以是有延展性的,以便任何压装或热膨胀配合或类似物可提供更舒适的配合。
虽然参照各个元件的特定组合来阐述本发明的特定实施例,但在不背离本发明的示教的情况下可提供各种其他组合。因此,本发明不应解释为受这里所述以及附图所示的特定示范性实施例的限制,而是还可包括各种所述实施例的部件的组合。
本领域的普通技术人员可在不背离本发明的精神和范围的情况下根据本发明的权益对其进行许多种变化和修改。因此,必须明白所述的实施例仅用于举例,不应当将其视为限制由所附权利要求定义的本发明。因此,所附的权利要求应理解为不仅包括并行陈述的部件的组合,还包括以大致相同的方式完成大致相同功能以获得大致相同结果的所有等效部件。这些权利要求在此理解为包括以上具体阐述和说明的内容、概念上等效的内容以及结合了本发明的实质思想的内容。
这里描述的照明设备的任意两个或多个结构部分可以整合。这里描述的照明设备或光引擎模块的任何结构部分可以通过两个或多个部分提供(所述两个或多个部分可能以任何已知方式固定在一起,例如采用粘合剂、螺钉、螺栓、铆钉、U字钉等)。

Claims (22)

1.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
至少第一固态发光体支撑构件;以及
至少第一固态发光体,
所述第一固态发光体在所述第一固态发光体支撑构件上,
所述第一固态发光体支撑构件的至少第一区域包括具有弯曲横截面的表面。
2.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
至少第一固态发光体支撑构件;
至少第一固态发光体;以及
至少第一补偿电路,
所述第一固态发光体和所述第一补偿电路在所述第一固态发光体支撑构件上。
3.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
至少第一固态发光体支撑构件;
至少第一固态发光体;以及
至少第一电触头元件,
所述第一固态发光体在所述第一固态发光体支撑构件的第一表面上,
所述第一电触头元件至少从所述固态发光体支撑构件的所述第一表面延伸到所述固态发光体支撑构件的第二表面。
4.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
至少第一固态发光体支撑构件;以及
至少第一固态发光体,
所述第一固态发光体在所述第一固态发光体支撑构件上,
大致整体的所述光引擎模块在所述第一固态发光体的发射平面的第二侧上,所述第一固态发光体发出的大致所有的光发射到所述第一固态发光体的所述发射平面的第一侧。
5.根据权利要求4所述的光引擎模块,其特征在于:
所述光引擎模块的第一尺寸是所述光引擎模块在与所述第一固态发光体的所述发射平面平行的第一平面内延伸的最大尺寸,
所述光引擎模块的第一尺寸至少与所述光引擎模块在以下任何平面内延伸的最大尺寸一样大:与所述第一平面相比,所述任何平面距离所述第一固态发光体的所述发射平面更远,且所述任何平面与所述第一固态发光体的所述发射平面平行。
6.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
用于支撑至少第一固态发光体的装置;以及
至少第一固态发光体。
7.一种照明设备,其特征在于,包括:
至少一个壳体构件;
至少第一固态发光体支撑构件;以及
至少第一固态发光体,
所述第一固态发光体在所述第一固态发光体支撑构件上,
所述至少一个壳体构件可拆卸地支撑所述第一固态发光体支撑构件。
8.根据权利要求7所述的照明设备,其特征在于,所述照明设备占据与A灯大致相同的空间。
9.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
至少第一固态发光体支撑构件;
至少第一固态发光体;以及
延伸穿过所述固态发光体支撑构件的三个或多个电气连接结构,
所述第一固态发光体在所述第一固态发光体支撑构件上。
10.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
至少第一固态发光体支撑构件;
至少第一固态发光体;以及
至少第一电触头和第二电触头,
所述第一固态发光体支撑构件具有第一表面,所述第一固态发光体安装在所述第一表面上,
所述第一电触头和所述第二电触头对齐,这样所述第一电触头的一部分和所述第二电触头的一部分间限定的线段与所述第一固态发光体支撑构件的所述第一表面大致垂直。
11.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
至少第一固态发光体支撑构件;
至少第一电路板;
至少第一固态发光体;以及
至少第一电触头和第二电触头,
所述第一电路板具有第一表面,所述第一固态发光体安装在所述第一表面上,
所述第一电触头和所述第二电触头对齐,这样所述第一电触头的一部分和所述第二电触头的一部分间限定的线段与所述第一电路板的所述第一表面大致垂直。
12.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
至少第一固态发光体;
至少第一电路板和第二电路板;
至少第一支撑结构,
所述第一固态发光体在所述第一电路板上,
所述第一电路板在所述第一支撑结构的第一表面上,
所述第二电路板在所述第一支撑结构的第二表面上。
13.根据权利要求12所述的光引擎模块,其特征在于,所述光引擎模块还包括第二支撑结构,所述第一支撑结构附连到所述第二支撑结构上。
14.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
至少第一固态发光体;
至少第一电路板;
至少第一支撑结构,
所述第一固态发光体在所述第一电路板上,
所述第一电路板在所述第一支撑结构的第一表面上。
15.一种照明设备,其特征在于,包括如权利要求14中所述的光引擎模块,所述光引擎模块安装在照明设备元件内。
16.根据权利要求15所述的照明设备,其特征在于,所述光引擎模块可拆卸地安装在所述照明设备元件内。
17.根据权利要求14所述的光引擎模块,其特征在于,在所述第一电路板内设有第一凹口。
18.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
第一电路板;
安装在所述第一电路板上的至少第一固态发光体;
第一支撑结构;
导电体;以及
绝缘元件,
所述第一电路板在所述第一支撑结构上,
所述导电体与所述第一电路板上的至少一个组件电连接;
所述第一支撑结构具有至少第一内凹区域,所述绝缘元件延伸到所述第一内凹区域的至少一部分中。
19.一种光引擎模块,其特征在于,包括:
第一电路板;
安装在所述第一电路板上的至少第一固态发光体;
第一支撑结构;
导电体;以及
绝缘元件,
所述第一电路板在所述第一支撑结构上,
所述导电体与所述第一电路板上的至少一个组件电连接;
所述绝缘元件具有至少第一内凹区域,所述第一电路板延伸到所述第一内凹区域的至少一部分中。
20.一种照明设备,其特征在于,包括:
光引擎模块;以及
照明设备元件,
所述光引擎模块至少部分地在所述照明设备元件内,
所述光引擎模块的至少一个表面与所述照明设备元件的至少一个表面相接触。
21.根据权利要求20所述的照明设备,其特征在于,所述照明设备元件包括用于支撑所述光引擎模块的至少一个壁架。
22.一种光引擎元件,其特征在于,包括:
光引擎模块;以及
与所述光引擎模块连接的至少第一接口元件。
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