CN105570763B - 直接式led照明系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种直接照明系统和方法，其包括固定在灯具内的多个发光二极管（LED）。照明系统进一步包括发散透射性元件，适于将来自LED的光传送通过其中并将发散的光提供到需要照射的区域。

Description

直接式LED照明系统和方法
本申请是申请号为200980141850.0、申请日为2009年08月25日、名称为“直接式LED照明系统和方法”的专利申请的分案申请。
对相关申请的交叉引用
本专利申请要求2008年8月25日提交的美国临时专利申请No. 61/091,630的优先权，并且以任意目的通过引用包含该申请的全部公开内容。
技术领域
本申请一般涉及光源，更具体地但非限制性地涉及直接式LED照明系统和方法，用于为一区域提供整体环境照明。
背景技术
商用运输运载工具中的照明是严格的。除了美学因素以外，在内部照明系统的设计中还必须考虑乘客的安全性和舒适性。在传统上，商用运输运载工具，例如公共汽车、火车、和飞机，要求在运载工具的几乎所有内部空间中的照射。参见图1，其中显示出现有技术的荧光照明系统100。照明系统100已成为用于商用运载工具应用的一种选择，这是因为，可采用长荧光灯泡102。如在此所示，照明系统100包括设置在壳体104内的一个或多个荧光灯泡102，并在荧光灯泡102的两端设置有镇流器106。镇流器106通过使灯泡102通电以激发其中所含汞气而操作。被激发的汞原子产生短波紫外光，紫外光然后使得涂覆在灯泡102内表面上的磷发荧光，从而产生可见光。
通常，荧光照明系统比白炽灯泡更适合用于商用运载工具中。荧光灯在荧光灯泡的整个长度上提供大致均匀的照射水平，从而使其非常适合于照射商用运载工具内部空间的整个长度。此外，荧光系统比白炽灯泡的能效更高。
虽然荧光灯泡可在整个发射表面上提供长的低亮度光源，但在商用运载工具中商用荧光灯泡还存在特定缺点。对于荧光灯泡操作而言，电端子或镇流器必须设置在管两端，由此在端到端设置的两个荧光照明系统之间的乘客区域内形成亮度较低的区域。另外的缺点是，荧光灯仅可按照独立尺寸使用。需要照射的区域并不都具有相同尺寸，而且可能不适合于制造荧光灯所针对的特定独立尺寸。这种设计限制导致在应用中的暗区域，在这些区域中，没有照明系统所需的灯泡，必须将较短的灯泡替换。荧光灯的另外的缺点是，已到达“寿命末期”的荧光灯泡在整个灯长度的任何区部都不发光，这在应用环境中形成大的暗区域。另外的安全问题是，荧光灯实际上包含汞和磷，这要求专门的弃置措施以防止出现环境问题。类似地，如果灯是在密闭环境（例如公共汽车）中破裂，则除了存在破碎玻璃以外，还必须处理所存在的乘客安全问题和污染问题。
为了克服荧光灯的缺陷，已经提出利用发光二极管（LED）的照明系统。LED不包含危险气体，其可按照不同长度的阵列提供，并可模糊、高效、轻质，且具有不会由于重复开关功率循环而减短的长的工作寿命。由于这些和其它优点，LED型照明系统在多种环境中替代传统荧光照明系统，包括：运载工具外部照明环境，军用环境，商用环境，和家用环境。
不过，LED型照明系统具有多种缺点，这些缺点在其可应用于商用运输环境内部照明之前必须解决。现在参见图2，其中显示现有技术的LED型照明系统200包括以单行设置的多个单独LED 202。如图2中可见，利用LED照明系统200进行环境照明的主要缺点之一是，LED行中的每个LED 202均从LED照明系统200之外可见。这有时是指形成“辉点”、“热点”、“针孔”、“豹纹”、和/或“斑马”照明。辉点在用于运输运载工具中时会分散注意力并会使乘客和司机不快。这样，所产生的问题是，使辉点最小化，必须降低来自LED的光强度，这将降低商用运载工具乘客区域中的照射水平。这样可能形成潜在的危险情况。
已经提出的一种消减辉点的解决方案是间接照明系统，例如在图3中所示的照明系统。在图3中，LED照明系统300具有远离被照射区域而朝向的LED条302。来自LED条302的光从反射表面304反弹离开并然后通过发散表面306。发散表面306在其一侧上或两侧上具有多个曲形表面以进一步发散来自LED条302的光。以这种方式，来自单独LED的光在由反射表面发散之后照射乘客区域。不过，光在其反射离开背表面时产生损耗，使得间接照明系统的效率低。此外，由于需要使LED条对准以进行适合的反射并需要在LED条与反射表面之间提供足够空间，因而使间接照明系统复杂且体积大。因此，需要一种能够提供发散光且简单、高效和紧凑的LED照明系统。
发明内容
本发明涉及具有改进的发散性能的LED照明系统和方法。因此，提供用于LED光源支架的方法和系统，其显著消除或减少了与先前系统和方法相关的缺点和问题。在一些实施例中，LED光源支架可包括多个开口，用于允许LED的一部分穿过其中。在一些实施例中，支架中可包含有接合特征部，以与灯具配合。在一些实施例中，多个LED附接到印刷布线组件（PWA）。支架中可包含有多个锁定特征部，以将LED PWA保持就位。在一些实施例中，锁定特征部可为配合槽，适于保持LED PWA抵靠照明特征部。在一些实施例中，散热器或其它热导体适于与LED PWA热连通以从中去除热量。散热器可压靠灯具以允许二者之间的热传导。
在各种实施例中，提供一种通过发光二极管（LED）照明的方法，所述LED被定向成将光能直接发射到待照射表面上，而没有来自所述LED的可观察到的辉点，所述方法包括：
提供灯具，所述灯具具有与安装表面相反设置的照射开口，用于让光能从其中通过；
使LED组件可移除地接合到在述灯具内的安装表面，所述LED组件上设置有多个LED，所述LED被定向成将光能直接发射通过所述照射开口；
将所述LED组件联接到功率源；
提供具有选择发散率和透射率性能的透镜，使得来自所述LED并透射过所述透镜的光能充分发散以在光学上掩饰LED光能源，从而使得不能从所述LED光能源观察到辉点；
将所述透镜固定在所述灯具的照射开口上，所述透镜设置在所述LED组件与待照射表面之间；和
其中，当向所述LED供电时，光以发散并在光学上掩饰所述LED光能的方式从所述LED直接穿过所述透镜发射出。
在各种实施例中，所述方法还可包括：
其中，所述透镜具有的透射率大于50％；
其中，从设置为与所述透镜相距2英寸的100流明LED透射通过所述透镜的光将均匀照射所述透镜；
其中，所述透镜具有的厚度在0.12英寸的量级；
其中，所述透镜包括所述灯具的结构元件；将所述透镜固定在所述灯具的照射开口上为所述透镜提供结构支撑；
所述LED组件具有功率供应器，所述功率供应器集成形成于所述LED组件中并且适于联接到所述功率源；
使用所述功率供应器提供脉宽调制以控制所述LED的光强度；
其中，如果所述多个LED中的一个LED失效，则提供到其它LED的电流增大以补偿所述失效；
其中，所述LED组件包括：支架，和LED印刷布线组件；
其中，使LED组件可移除地接合到所述安装表面包括：使多个弹簧推压铆钉穿过所述LED组件并进入所述安装表面中；
所述安装表面设置从其中突出的多个接合桩；
所述LED组件设置支架，所述支架在其中设置有多个键孔；和
其中，使LED组件可移除地接合到所述安装表面包括：使所述接合桩穿过所述支架以与所述支架相连；
所述LED组件具有从其边缘突出的多个接合特征部；和
其中，使LED组件可移除地接合到所述安装表面包括：使所述接合特征部抵靠所述安装表面的相反侧锁紧；
其中，所述灯具包括设置在其相反侧上的半透明端帽；
其中，在光学上掩饰LED光能包括：使得穿过所述透镜的所述LED的轮廓相互不可区分；
其中，当向所述LED供电时，不能观察到所述LED的位置。
在各种实施例中，提供一种使用发光二极管LED提供照明的系统，所述LED被定向成将光能直接发射到待照射表面上，而没有来自所述LED的可观察到的辉点，所述系统可包括：
灯具，其具有与大致平坦的安装表面相反设置的照射开口；
支架，其可配合地接合所述灯具的安装表面；
LED组件，其上设置有多个LED，所述LED设置在所述安装表面与所述支架之间；
半透明透镜，其设置为越过所述开口，所述透镜具有选择发散率和透射率性能，使得来自所述LED并透射过所述透镜的光能充分发散以在光学上掩饰LED光能源，从而使得不能从所述LED光能源观察到辉点；和
其中，当向所述LED供电时，光以发散并在光学上掩饰所述LED光能的方式从所述LED直接穿过所述透镜发射出。
本发明的各种实施例可具备以上所列益处中的一种、一些或不具备所述益处。在此描述的方案是示例性的。应注意，在不背离本发明的精神和原理的情况下，存在多种不同的可采用的实施例，而包含本发明精神和范围的实施例应被认为不仅限于对所列各实施例的描述。
附图说明
参照以下结合附图的详细描述，可获得对本发明的方法和系统的更完全的理解，其中：
图1是现有技术的荧光灯具的立体图，所述荧光灯具中设置有两个荧光灯泡；
图2是现有技术的LED条的立体图，所述LED条中具有多个LED；
图3是现有技术的间接照明系统的侧视图，所述间接照明系统具有反射表面和透射表面；
图4是根据本发明原理的灯具的实施例的仰视立体图，所述灯具中设置有支架和LED PWA；
图5是图4的灯具的侧视图，所述灯具中设置有支架和LED PWA；
图6是LED PWA和支架组件的可替代实施例的分解立体图；
图7是组装好的图6键孔支架照明组件的实施例的截面的透视图；
图8是图6的键孔支架照明组件的键孔支架的实施例的立体图；
图9是LED PWA，其中具有多个弹簧推压铆钉；
图10是弹簧推压铆钉的侧视图；
图11是例示出为商用运载工具提供直接式LED照明的过程的流程图；和
图12是例示出使键孔支架抵靠灯具可滑动地接合的过程的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述本发明的各种实施例。不过，本发明可实现为多种不同形式并应被认为不限于在此提出的实施例；而是，提供各实施例而使得本公开内容将透彻和完全，并将本发明的范围全面传达于本领域技术人员。
LED正日益替代其它类型的照明系统，这是因为。与白炽灯和/或荧光灯照明系统相比，其可提供高效能、小尺寸、高耐久性、长寿命、可完全模糊、无汞的选择。然而，虽然具有这些诸多潜在益处，但在运输运载工具中由于存在多种困难已阻碍了LED灯的应用。例如，LED灯具典型地具有多个密布紧固件用以将LED灯具联接到LED印刷布线组件（PWA），以在整个PWA上提供足够压力而排散由LED产生的热量。所述多个紧固件常常使LED PWA的安装和更换变得困难而且耗时。由于在商用运载工具中的LED PWA的安装和更换需要快速和容易，因而商用运输产业对采用LED型照明系统用于内部照明保持沉默。
在商用运载工具中采用LED灯用于乘客区域照射的另外的障碍是，由这种LED型照明系统提供的光必须对乘客友好。为了照射具有长底盘的商用运载工具的内部空间，LED型照明系统经常包括LED条，其具有沿安装组件的长度分布的多个分立的LED。然而，与沿荧光灯泡整个长度提供低亮度的荧光灯泡相比，LED易于发出窄束的强亮光而导致辉点，如图2中所示。辉点可能极大地分散商用运载工具乘客和司机的注意力。过去，已经尝试通过为乘客区域提供间接照明而克服辉点。然而，通过在照射所述区域之前使光从一表面反射离开，高传送损耗致使间接照明方法效率低。例如，在一些情况下，每次光从一表面反射离开，可能损耗超过30％的光。此外，被发散而足以掩饰辉点的光要求LED与反射表面分开，因而间接照明系统体积较大。
现在参见图4，其中显示出根据本发明原理构建的直接式LED照明系统400的仰视立体图。直接式LED照明系统400在此显示为具有灯具406，为运输运载工具（例如公共汽车、轨道车辆、飞机、或其它运载工具）的乘客区域提供发散照明。在一些实施例中，灯具406可适于附接到运输运载工具底盘，例如沿运载工具的角部或从其天花板的中部下延附接。在各种实施例中，灯具406具有设置在其中的支架404，适于将位于PWA（未示出）上的多个LED402固定到灯具406内。在一些实施例中，支架404可适于卡紧就位或以其它方式可移除地固定，以易于安装/更换。支架404适于被定向成使得从多个LED 402发出的光可穿过在LED402与乘客区域之间设置的透镜（未示出）或其它透射性材料。如在下文中更详细所述，在一些实施例中，透镜可具有发散性能，从而能够掩饰由LED 402形成的辉点，使得穿过透镜的光变形，其变形方式例如使得各单独LED 402相互之间不能被通过透镜观看的观看者加以区分。
在所示实施例中，灯具406具有设置在其两端上的端帽410。在各种实施例中，一个或多个端帽410或者其一部分可为半透明的，以允许光穿过其中，由此消除否则会由镇流器或其它不透光材料形成暗点。此外，端帽410可提供密封防尘，以使透入灯具406中的灰尘量最少。
在一些实施例中，支架404和/或灯具406的内表面可包括反射材料，用于发散和反射来自LED 402的光。在一些实施例中，高反射性涂料或其它材料可涂敷于支架404和/或灯具406的内表面，以增大其反射率。
如在下文中更详细所述，在一些实施例中，灯具406的一部分可适于提供用于LED402的散热器408。在一些实施例中，热垫（未示出）可设置在LED PWA与散热器408之间，其中，支架404可适于施压于LED PWA使其抵靠散热器408以增加导热。在所示实施例中，支架404具有沿其边缘的挤出部，适于接合灯具406用以将支架404固定到灯具406并确保在二者之间的压力。如将在下文中更详细所述，在各种实施例中，支架404可使用多个弹簧推压铆钉（未示出）、键孔锁定组件（未示出）、或各种其它固定方法固定到灯具406上。为了描述目的，支架404仅部分地沿灯具406的长度延伸。不过，在不同实施例中，支架404可沿灯具406的基本上全部长度延伸。类似地，在各种实施例中，灯具406和支架404可根据应用而具有任意长度。在所示实施例中，支架404被示为固定了具有九个LED 402的LED PWA。不过，在不同实施例中，LED 402可根据应用而分开得更紧密或更疏远。类似地，LED 402可结合支架404和灯具406而采用任意数量的行和/或密度。
在各种实施例中，灯具406可包括一个或多个外表面422，适于在其上显示信息。在各种实施例中，极强的粘合带，例如3M的VHB TAPE，可施加于灯具406的一个或多个外表面422，以利于抵靠外表面422粘接广告布告或其它信息显示物。此外，极强的粘合带也可施加于各种衔接部和/或可以用作缓冲物和减少咔哒声或其它可听到的噪声。
现在参见图5，其中显示出组装好的图4的LED型照明系统的侧视图。LED型照明系统500被示为具有灯具506，支架504固定在其上。由此图可见，支架504被适配而使得：LEDPWA 512可设置在支架504与灯具506之间以允许将热量从LED PWA 512的背侧排散到散热器挤出部508。还可见，LED PWA 512抵靠支架504的背侧装配，使得从LED PWA 512的LED502发出的光可以穿过支架504。在一些实施例中，热垫（未示出）或热凝胶可设置在LED PWA512与散热器508之间。热垫和/或热凝胶可由导热材料形成，适于将热量从LED PWA 512传送到灯具506的散热器508。散热器508可以包括形成在其上的散热片以更有利于从LED 502排散热量。在一些实施例中，支架504可形成有从其一侧或两侧延伸的接合特征部516，用于沿散热器508的边缘紧密装配，以将支架504固定到灯具506。在一些实施例中，支架504可由塑料、金属、或其他材料形成，其中所述材料可具有高反射性或者可将高反射性材料施加于支架504的表面。类似地，灯具506的内表面可包括反射性材料，以增加从其表面反射离开的光的量。此外，支架504和/或灯具506可包括一个或多个挤出部，适于使光从灯具506内设置的各个角落反射离开。
在一些实施例中，支架504的接合特征部516也可包括从其向外突出的挤出部，适于有利于将支架504相对于灯具506安装和移除。例如，接合特征部516的挤出部可沿支架504的相反侧设置，并被适配而使得：施加于一个或多个手柄的压力致使接合特征部516与散热器508脱离接合，从而更容易地允许移除支架504。如在下文中更详细所述，在一些实施例中，可采用有利于将支架504相对于灯具506固定和移除的其他措施，例如，螺钉、铆钉、粘接剂、闭锁、或其它可移除的附接方法。
在所示实施例中，灯具506具有从其下部分延伸的挤出部，适于固定透镜514。在一些实施例中，灯具506的挤出部可在其两侧上包括槽，以允许透镜514卡紧就位或滑动就位，以便于组装。在其它实施例中，挤出部可以是可旋转的、可弯曲的、可移动的、可锁定的、或以其它方式适于将透镜514固定就位。在各种实施例中，透镜514可由挤出塑料、塑料片、或其它材料形成，可为平滑的或在其一侧或两侧上具有图样，并可为白色、蓝色或其它颜色。在各种实施例中，透镜514可适于为灯具506提供结构支撑。当存在结构支撑时，灯具506可更薄、更轻、和/或需要更少材料，从而使其组装和使用更便宜。除了提供结构支撑以外，透镜514还可适于为照明组件500提供耐固水平，这常常是商用运载工具应用的关注问题。在一些实施例中，在单一商用车辆中可采用多种不同颜色的透镜。例如，接近司机的一个或多个灯具可具有蓝色或其它暗色以使得对司机注意力分散得最少，而更远离司机的一个或多个灯具可具有白色或其它亮色。
如所示实施例中可见，LED 502被定向成使得由LED 502发出的大多数光从LED502直接传送到乘客区域520，而不是在大多数光从反射表面反射离开之后再将光传送到乘客区域（即，间接照明）。由于存在因在照射区域之前使光从一表面反射离开所致的损耗，因而间接照明系统常常在效率上低于直接照明系统。不过，由于直接照明系统中的大多数光在照射乘客区域520之前不会从任何表面反射离开，因而被设置在LED 502与乘客区域520之间的透镜514必须使光充分发散以掩饰辉点。透镜514因而必须形成为使其提供充分的发散性能，而同时提供穿过其中的充分光透射。因此，当设计透镜514时，必须考虑各种因素，包括：材料透射率，材料发散率，材料厚度，材料颜色，材料刚性，和/或其它标准。
还必须加以额外考虑的是，LED 502的强度和灯具506的封装，即在透镜514与LED502之间的距离。为了掩饰辉点，透镜514必须使来自LED 502的光在给定的距离和强度下完全发散。例如，在一些实施例中，直接照明系统的整个高度可在例如4英寸的量级，这在一些情况下比其它系统可以小最多至3英寸或更多。在其他实施例中，直接照明系统可大于或小于4英寸。
在各种实施例中，可使用塑料形成透镜514。在一些实施例中，透镜514可由塑料片形成、由挤出塑料形成、或通过其它制造方法形成。在各种实施例中，可采用透射率例如在58％的量级且厚度在0.12英寸的量级的挤出塑料。在各种其它实施例中，可采用透射率例如在56％的量级且厚度在0.12英寸的量级的塑料片。在各种实施例中，塑料可为聚碳酸酯树脂，例如，均来自SABIC Innovative Plastics的LEXAN FXD 12 IR、Sabic grade FXD153 color WH4D459X、Sabic grade SG308OB color WH6D06，或者其它塑料、玻璃或其它材料。在各种实施例中，透镜514能够使来自透镜514之后2英寸定位的100流明LED的光完全发散。在各种实施例中，透镜514可为任何颜色。由于各种颜色均具有不同透射率和发散率，因此，当设计透镜514时，发散和透射性能必须以一定方式匹配于将被使用的颜色，从而为乘客区域提供充分照明而同时掩饰辉点。
现在参见图6，其中显示出LED型照明系统的可替代实施例的分解立体图，其具有用于将支架可移除地固定到灯具的不同接合特征。在所示实施例中，键孔－支架照明组件600包括：键孔支架604；LED PWA 612，其上具有多个LED 602；和灯具606的一部分，在其上设置有多个接合桩618。在各种实施例中，灯具606可以具有从其表面突出的多个接合桩618，例如，从灯具606的包括散热器（显示在图4和5中）的部分突出的接合桩。接合桩618可与灯具606集成而成，可焊接、粘接、卡入、或以其它方式固定到灯具606。在各种实施例中，接合桩618可首先固定到板或其它表面，然后该板或其它表面可固定到灯具606。如图可见，LED PWA 612在其中包括多个孔624，适于与灯具606的接合桩618对准。类似地，键孔支架604在其中包括多个键孔626，适于与灯具的接合桩618对准。如在下文中更详细所述，LEDPWA 612可被定向成使得接合桩618穿过对应孔624。此后，键孔支架604可被定向成使得接合桩618穿过对应孔626以与其配合接合。
在各种实施例中，功率供应器628可集成于LED PWA 612。功率供应器628可包括在LED PWA 612相反端上的连接器，适于允许电流从一端输入和允许电流从另一端输出。以这种方式，多个LED PWA 612可端到端联接到一起。根据应用，常常可能需要多个长度的LEDPWA 612。在许多情况下，定制灯具以匹配于特定长度可能费用惊人。在各种实施例中，制造费用可减少，这是因为可制造出多种不同长度的LED PWA 612，其中每种不同的LED PWA612采用相同类型的功率供应器628，由此不需要定制多种不同的功率供应器。例如，6英寸LED PWA、12英寸LED PWA、和24英寸LED PW可均使用相同类型功率供应器。在各种实施例中，功率供应器628能够控制来自LED 602的光的强度。例如，功率供应器628可利用脉宽调制（PWM）来增大或减小LED 602的输出。在一些实施例中，灯具可具有非常薄的封套，由此要求LED 602的输出被模糊以掩饰辉点。如果被模糊的光没有为乘客区域提供充分照射，则可将更多LED 502增加到LED PWA 612的给定长度，或者可能需要采用不同的透镜材料。
在各种实施例中，功率供应器628可用于补偿在新旧LED 502之间的差异。例如，如果多个LED PWA 612已经在商用运载工具中使用了一段时间而且一个或多个（但不是所有）LED PWA 612需要更换，则较旧LED PWA 612可能比较新LED PWA 612产生更少的光。这种照射差异可能是商用运载工具乘客所不希望的。在这种情况下，较新LED PWA 612的照射可被模糊以匹配较旧LED PWA 612的照射，由此产生对运载工具乘客区域的更均匀照射。在一些实施例中，安装者可将较新LED PWA 612手动模糊至所希望的水平。在一些实施例中，LEDPWA 612可基于不同因素自动模糊。在一些实施例中，功率供应器628也可以用于提供LED冗余或系统冗余。例如，提供LED冗余可包括：当LED PWA上的一个或多个LED失效时为LED PWA的LED提供额外电流以补偿所述失效。此外，提供系统冗余可包括：当一个或多个LED PWA失效时为LED PWA提供额外电流以补偿所述失效。
现在参见图7，其中显示出组装后的图6的键孔支架照明组件的实施例沿线A-A的截面图。如图可见，接合桩718从灯具706的表面向外延伸、穿过LED PWA 712、并可配合地接合键孔支架704。以这种方式，键孔支架704可被定向成使得当与灯具706的接合桩718接合时，设置在键孔支架704与接合桩718之间的LED PWA 712固定就位，并有足够压力提供到LED PWA 712而在LED PWA 712与灯具706之间提供热传导以将由LED产生的热量传导到灯具706。
现在参见图8，其中显示出图6的键孔支架的立体图。在各种实施例中，键孔支架804包括键孔826。键孔支架804的键孔826可具有大致长形形状，其中具有键孔826的第一部分和键孔26的第二部分，且第二部分的宽度小于第一部分的宽度。在操作中，接合桩可穿过第一部分的较大宽度，然后键孔支架804可沿侧向滑动以使接合桩从第一部分移动到第二部分。接合桩可具有唇，其适于配合地接合第二部分的唇，并由此阻止接合桩向回穿过键孔826。当需要移除键孔支架804和/或LED PWA（未示出）时，键孔支架804可沿侧向滑动以使接合桩从键孔826的第二部分移动到第一部分，由此允许接合桩穿过键孔826。在各种实施例中，所述配合接合可包括适于有利于安装和移除LED PWA的各种其它类型的配合接合。
现在参见图9，LED PWA 912显示在其中设置有多个弹簧推压铆钉930。在此实施例中，LED PWA 912可固定于灯具（未示出），而不需要支架。例如，灯具可在其中设置有多个孔，而LED PWA 912可具有与灯具中的孔对应的多个孔。在LED PWA 912的孔与灯具的孔对准之后，多个弹簧推压铆钉可插入穿过LED PWA 912和灯具，以将LED PWA 912固定到灯具。
现在参见图10，其中显示出图9的弹簧推压铆钉的实施例的侧视图。弹簧推压铆钉1030可用于以恒定可控量的力保持LED PWA 1012抵靠灯具1006。在各种实施例中，弹簧推压铆钉1030包括弹簧1036、铆钉1034、和螺钉1032。在各种其它实施例中，还可包括适于被设置在LED PWA 1012与弹簧1036之间的垫片（未示出）。在所示实施例中，弹簧推压铆钉1030已经被插入穿过LED PWA 1012和灯具1006的孔。来从铆钉1034的突出部可见接合灯具1006以将铆钉1034暂时保持在其中。螺钉1032然后可进一步插入到铆钉1034中，由此使铆钉1034的插入部分向外膨胀并将LED PWA 1012固定于灯具1006。以这种方式，当需要移除或更换LED PWA 1012时，螺钉1032可从1034铆钉旋开。在各种实施例中，铆钉1034、弹簧1036和螺钉1032可以是塑料、金属、或其它材料，并且各自可由相同材料形成或可由不同材料形成。在一些实施例中，弹簧1036可以不是螺旋弹簧，而可以是适于提供抵靠LED PWA1012的压力的其它特征部，例如，从铆钉1034延伸的挤出部。
图11是显示出用于为商用运载工具乘客区域提供直接照明的过程1100的流程图。在步骤1102，多个灯具固定到商用运载工具的底盘。在步骤1104，多个LED PWA固定到灯具。在步骤1106，透镜固定到灯具。在步骤1108，LED照射以将光提供到商用运载工具乘客区域，而同时掩饰辉点。在步骤1110，在商用运载工具的司机近处的一组或多组灯具可在夜晚熄灭。在步骤1112，一个LED PWA被更换为新LED PWA。在步骤1114，来自新LED PWA的光的强度被模糊以匹配于较旧LED PWA。
图12是例示出使支架与灯具接合以在二者之间固定LED PWA的过程1200的流程图。在步骤1202，提供设置有多个接合桩的灯具。在步骤1204，LED PWA抵靠灯具定位而使得多个接合桩穿过LED PWA。在步骤1206，支架抵靠LED PWA定位而使得多个接合桩穿过支架上对应的键孔。在步骤1208，朝向灯具对支架施压，此后，支架沿侧向滑动，直到多个接合桩设置在键孔的窄的锁定部分中。在步骤1210，过程结束。
应注意，附图因而例示出一种包含多个LED的照射系统，其利用来自LED穿过透射元件的光照射一区域。在此提供的照射系统可见能够包含用于在其上安装硬件和安装构件的多种特征部。此系统可进一步包含用于热传导和热排散的特征部。
虽然本发明的方法和设备的各种实施例已经在附图中例示并在以上详细描述中进行描述，不过应理解，本发明不限于所公开的实施例，而是在不背离如在此所呈现的本发明精神的情况下能够进行多种重构、修改和替换。

Claims (15)

1.一种使用发光二极管LED提供照明的直接式照明系统，所述LED被定向成将光能直接发射到待照射表面上，而没有来自所述LED的可观察到的辉点，所述系统包括：
灯具，其具有与平坦的安装表面相反设置的照射开口；
支架，其可配合地接合所述灯具的所述安装表面；
LED组件，其上设置有多个LED，所述LED组件设置在所述安装表面与所述支架之间；
半透明透镜，其设置为越过所述照射开口，所述半透明透镜具有选择发散率和透射率性能，使得来自所述LED并直接透射过所述半透明透镜的光能充分发散以在光学上掩饰所述多个LED，从而使得不能从所述LED观察到辉点；和
其中，当向所述LED供电时，大多数的光以发散并在光学上掩饰所述LED光能的方式从所述LED直接穿过所述半透明透镜发射出。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述半透明透镜具有的透射率大于50％。
3.如权利要求2所述的系统，其中，从设置为与所述半透明透镜相距2英寸的100流明LED透射通过所述半透明透镜的光将均匀照射所述半透明透镜。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述半透明透镜具有的厚度在0.12英寸的量级。
5.如权利要求1所述的系统，进一步包括：
其中，所述半透明透镜包括所述灯具的结构元件；以及
所述半透明透镜固定成越过所述灯具的照射开口，为所述灯具提供结构支撑。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述LED组件具有功率供应器，所述功率供应器集成形成于所述LED组件中并且适于联接到所述功率源。
7.如权利要求6所述的系统，进一步包括：
所述功率供应器提供脉宽调制以控制所述LED的光强度。
8.如权利要求1所述的系统，其中，如果所述多个LED中的一个LED失效，则提供到其它LED的电流增大以补偿所述失效。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述LED组件包括：支架，和LED印刷布线组件。
10.如权利要求1所述的系统，进一步包括：
从所述平坦的安装表面突出的多个接合桩；
设置在所述支架中的多个键孔；和
其中，使LED组件可移除地接合到所述安装表面包括：使所述接合桩穿过所述支架以与所述支架相连。
11.如权利要求1所述的系统，其中，使得穿过所述半透明透镜的所述LED的轮廓相互不可区分。
12.如权利要求1所述的系统，包括多个弹簧推压铆钉，所述多个弹簧推压铆钉穿过所述LED组件并进入所述安装表面中，以使所述LED组件接合所述安装表面。
13.如权利要求1所述的系统，其中，当向所述LED供电时，不能观察到所述LED的位置。
14.如权利要求1所述的系统，包括：
从所述LED组件的边缘突出的多个接合特征部；和
其中，使LED组件可移除地接合到所述安装表面包括：使所述接合特征部抵靠所述安装表面的相反侧锁紧。
15.如权利要求1所述的系统，进一步包括，设置在所述灯具的相反侧上的半透明端帽。
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