TW201542968A - Ｌｅｄ燈具 - Google Patents

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TW201542968A
TW201542968A TW104109404A TW104109404A TW201542968A TW 201542968 A TW201542968 A TW 201542968A TW 104109404 A TW104109404 A TW 104109404A TW 104109404 A TW104109404 A TW 104109404A TW 201542968 A TW201542968 A TW 201542968A
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Randolph C Demuynck
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Rowlette, Jr
David Power
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Bart P Reier
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Cree Inc
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    • H01R33/06—Two-pole devices with two current-carrying pins, blades or analogous contacts, having their axes parallel to each other
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

一種LED燈具包括一長形至少部份光學透射外殼。該等LED安裝在一LED板上。該外殼具有用以支持該LED板之一支持結構。該支持結構與該外殼形成為單件且由一光學材料形成。一對端蓋使用一按扣配合連接固定在該外殼之兩端。該等端蓋扣持用以連接一燈具之銷。

Description

LED燈具
本發明係有關於一種LED燈具。本申請案主張2014年6月30日申請之美國專利申請案第14/319,066號之優先權，該申請案第14/319,066號係2014年3月25日申請之美國專利申請案第14/224,520號之部份連續申請案(CIP)，且該申請案第14/319,066號在此全部加入作為參考。本申請案亦主張2014年3月25日申請之美國專利申請案第14/224,520號之優先權，且該申請案第14/224,520號在此全部加入作為參考。
發光二極體(LED)照明系統作為舊照明系統之替代物變得愈來愈普遍。LED系統係固態照明(SSL)之一例且因為它們使用較少能量，更耐用，操作更久，可組合成可被控制以便視覺地發送任一色光之多色陣列，且通常不含鉛或水銀，故優於如白熾及螢光照明之傳統照明方式。一固態照明系統可採用一照明單元、燈器具、燈泡、或一「燈具」之形態。
一LED照明系統可包括，例如包括一或多數發光二極體(LED)之一封裝發光裝置，該一或多數LED可包含可 包括形成p-n接面之半導體層的無機LED及/或可包括有機發光層之有機LED。看起來是白色或接近白色之光可藉一紅、綠及藍(「RGB」)LED之組合產生。該裝置之輸出色可藉分別調整供給該等紅、綠及藍LED之電流來改變。用以產生白色或接近白色之光之另一方法係藉使用如一磷光體之一螢光磷光體(lumiphor)。用以產生白光之再一方法是以一LED源激發多數顏色之磷光體或染料。亦可採用許多其他方法。
在某些實施例中，一燈具包含一長形至少部份光學透射外殼，且該外殼具有一第一端及一第二端。至少一LED係在該外殼中且可操作而在透過一電氣路徑通電時發光通過該外殼。該至少一LED安裝在一LED板上。該外殼包含用以支持該LED板之一支持結構，其中該支持結構與該外殼形成為單件且由一光學材料形成。一端蓋使用一按扣配合連接固定在該外殼上。
該按扣配合連接可包含在該端蓋及該外殼中之一者上的一柄腳，該柄腳與在該端蓋及該外殼中之另一者上的一掣子結合。該柄腳可形成在該端蓋上且該掣子可形成該外殼上。該掣子可包含延伸穿過該外殼之一孔。該柄腳可包含一傾斜凸輪表面，且當該外殼插入該端蓋時，該傾斜凸輪表面使該外殼變形。多數柄腳可接合多數掣子。該端蓋可支持一第一銷，其中該第一銷在該電氣路徑中；且一第一導體使用一第一接觸耦合件連接該第一銷與該 LED板。該第一導體可與該第一銷形成為單件。該第一導體可具有彈性。該LED板包含一第一接點且該第一導體可變形以在該第一導體與該第一接點之間產生一偏壓力。一支持表面可定位成使該LED板與該LED板之一側相鄰，且該LED板之該側與該第一導體相對。該第一銷及該第一導體可由一第一件導電材料製成，且該第一件導電材料彎曲而形成該第一銷及該第一導體。該端蓋可支持一第二銷及一第二導體，且該第二導體使用一第二接觸耦合件連接該第一銷及該LED板。該第一銷、第一導體、該第二銷及該第二導體可由不鏽鋼製成。該第一銷及該第二銷可中空。該第一銷及該第一導體可被一可變形第一柄腳扣持在該第一端蓋中且該第二銷及該第二導體可被一可變形第二柄腳扣持在該第一端蓋中。該外殼及該支持結構可由相同光學透射材料形成。該支持結構可延伸達該外殼之大致全長。該支持結構可包含用以收納該LED板之相對縱向邊緣的一第一通道及一第二通道。該外殼之一部份可延伸在該至少一LED後方。
在某些實施例中，一燈具包含一塑膠、長形至少部份光學透射管狀外殼。至少一LED在該外殼中且可操作而在透過一電氣路徑通電時發光通過該外殼。一第一端蓋及一第二端蓋按扣配合在該外殼上。該第一端蓋及該第二端蓋之各端蓋各支持一銷，且該銷與該電氣路徑耦合。
2‧‧‧管
22‧‧‧燈具電子設備
4‧‧‧殼體
30‧‧‧LED總成
10,210‧‧‧墓碑型連接器
32‧‧‧LED或LED封裝件
12‧‧‧線道
34‧‧‧LED板
14‧‧‧線道蓋
50‧‧‧外殼
20‧‧‧基板
50a‧‧‧內表面；內壁
50b‧‧‧光學透射部份
114‧‧‧中央補強肋
50c‧‧‧光學非透射部份；反射背部
116,220‧‧‧絕緣體
51‧‧‧混合腔室
120‧‧‧支持件；C形通道
60,160,260‧‧‧端蓋
122‧‧‧補強構件
61,161‧‧‧側壁
150‧‧‧接合結構
63,163‧‧‧端壁
152‧‧‧夾具
72,82‧‧‧槽孔
162,164‧‧‧導體
73,79‧‧‧擋件
165‧‧‧內壁
75‧‧‧承載表面
166‧‧‧鉤部
76‧‧‧控制構件
167‧‧‧支持表面；空間
77‧‧‧本體
168,196‧‧‧孔洞
78,107‧‧‧分隔件
170‧‧‧斜面；柄腳
81‧‧‧凸緣
171‧‧‧掣子
84‧‧‧突起區域
172‧‧‧前表面
94,194‧‧‧銷；電氣連接器
173‧‧‧後表面
96,175,196‧‧‧孔
177‧‧‧缺口
100‧‧‧燈具
200‧‧‧直線槽孔；接縫
102‧‧‧支持結構；接觸墊
178,202,204‧‧‧凸緣
104‧‧‧支持件；導體
206,208‧‧‧柄腳
106‧‧‧支持件；接點
210,212,263‧‧‧壁
108‧‧‧通道
294,296‧‧‧銷
110‧‧‧補強肋
364‧‧‧電線
112‧‧‧支持件
圖1係顯示本發明之一LED燈具之一實施例的前 視圖。
圖2係圖1之LED燈具的側視圖。
圖3係圖1之LED燈具的部份立體圖。
圖4係圖1之LED燈具中該外殼之一實施例的端視圖。
圖5係圖1之LED燈具之部份立體圖。
圖6係圖1之LED燈具之另一部份立體圖。
圖7係可在圖1之LED燈具中使用之一外殼之另一實施例的端視圖。
圖8係具有圖7之外殼之該LED燈具的部份立體圖。
圖9係具有另一外殼實施例之本發明之LED燈具的端視圖。
圖10係具有圖9之外殼之該LED燈具的部份立體圖。
圖11係圖1之LED燈具的另一部份立體圖。
圖12係本發明之LED燈具之另一實施例的部份立體圖。
圖13係圖12之LED燈具的另一部份立體圖。
圖14與15顯示具有本發明之LED燈具的一嵌燈殼體。
圖16係顯示可在本發明LED燈具中使用之外殼之另一實施例的截面圖。
圖17係圖1之燈具之分解圖。
圖18係圖1之燈具之另一分解圖。
圖19係本發明之燈具之另一實施例的側視圖。
圖20係沿圖19之線20-20所截取之截面圖。
圖21係圖19之LED燈具外殼之一實施例的部份立體圖。
圖22係圖21之外殼的端視圖。
圖23係圖19之LED燈具之外殼及端蓋的部份分解立體圖。
圖24係圖19之燈具的分解圖。
圖25係圖19之LED燈具之外殼及端蓋的另一部份分解立體圖。
圖26至31係顯示在圖19之LED燈具中使用之銷及電氣連接器的各種圖。
圖32係該端蓋之截面圖，顯示圖19之LED燈具中之銷及端蓋的接合。
以下將參照顯示本發明之實施例之附圖更完整地說明本發明之實施例。但是，本發明可以許多不同形式實施且不應被解釋為受限於在此所述之實施例。相反地，這些實施例係提供成使得這揭露內容是徹底且完整的，且讓所屬技術領域中具有通常知識者完全了解本發明之範圍。全部類似符號表示類似元件。
應了解的是，雖然在此可使用第一、第二等用語來說明各種不同元件，但是這些元件不應受限於這些用語。 這些用語只是被用來區別一元件與另一元件。例如，在不偏離本發明之範圍之情形下，一第一元件可被稱為一第二元件，且類似地，一第二元件可被稱為一第一元件。在此所使用之用語「及/或」包括該等相關列出物件中之一或多個物件之任一或所有組合。
應了解的是當說明例如一層、區域或基板之一元件係「在」或延伸「在」另一元件上時，它可直接在或直接延伸在另一元件上或亦可具有中間元件。相反地，當說明一元件係「直接在」或延伸「直接在」另一元件上時，沒有中間元件。亦應了解的是當說明一元件係「連接」或「耦合」在另一元件上時，它可直接連接或耦合在另一元件上或可具有中間元件。相反地，當說明一元件係「直接連接」或「直接耦合」在另一元件上時，沒有中間元件。
在此可使用例如「以下」或「以上」、「上」或「下」或者「水平」或「垂直」之相對用語來說明如在圖中所示之一元件、層或區域與另一元件、層或區域之關係。應了解的是這些用語意圖在圖中所示之方位以外，亦包含該裝置之不同方位。
在此使用之用語只是用以說明特別之實施例且不是要限制本發明。除非本文另外清楚地指出，否則在此使用之單數形「一」及「該」亦意圖包括複數形。又，應了解是當在此使用時，該等用語「包含」及/或「包括」指定具有所述特徵、整數、步驟、操作、元件、及/或組件，但不排除具有或外加一或多數其他特徵、整數、步驟、操 作、元件、組件及/或其群組。
除非另外界定，在此使用之所有用語(包括技術與科學用語)具有發明所屬技術領域中具有通常知識者一般了解之相同意義。又，應了解的是除非特別在此如此定義，否則在此使用之用語應解釋為具有與它們在這說明書及相關技術之本文中之意義一致的一意義且將不以一理想或過度正式之方式解釋。
除非特別聲明，例如「較少」及「較多」之比較、量用語意圖包含相等之觀念。舉例而言，「較少」可不只以嚴格之數學方式表示「較少」，而且也表示「小於或等於」。
該用語「LED」及「LED裝置」可指任一種固態發光器。該等「固態發光器」或「固態發射器」用語可包括一發光二極體、雷射二極體、有機發光二極體、及/或其他半導體裝置，且該其他半導體裝置包括一或多數半導體層、一基板及一或多數接觸層，又，該一或多數半導體層可包括矽、碳化矽、氮化鎵及/或其他半導體材料，該基板可包括藍寶石、矽、碳化矽及/或其他微電子基板，且該一或多數接觸層可包括金屬及/或其他導電材料。一固態照明裝置藉激化電子通過在一半導體作用(發光)層之一傳導帶及一共價帶之間的能帶間隙而產生光(紫外線、可見光、或紅外光)，且該電子轉移在一依據該能帶間隙而定之波長產生光。因此由一固態發射器發射之光之顏色(波長)係依據其作用層之材料而定。在各種實施例中，固態發光器可在可 見光範圍中具有峰波長及/或可與在可見光範圍中具有峰波長之螢光磷光材料組合使用。多數固態發光器及/或多數螢光磷光材料(即，與至少一固態發光器組合)可在一單一裝置中使用，例如，以產生看起來是適當白色或接近白色之光。在某些實施例中，多數固態發光器及/或多數螢光磷光材料之累積輸出可產生具有由大約2200K至大約6000K之一色溫範圍之暖白光輸出。
LED及/或LED封裝件與本發明之一實施例一起使用且可包括發射各種不同光之多數發光二極體晶片，而該等光在混合時可組合而可看見白色光。可如所述地使用磷光體以藉波長轉換增加其他色光。例如，可在該燈具之LED總成中使用藍或紫LED且可以上述方式中之任一種方式使用適當磷光體。LED裝置可與多數磷化塗層或與如前述地塗布該LED晶粒之一磷光體一起使用，且該等磷化塗層被該等LED局部地封裝。例如，通常包括一局部磷光體之藍位移黃(BSY)LED裝置可與在該光學透射外殼或內封罩上或中之一紅磷光體一起使用以產生實質白光，或與在該陣列中之紅發光LED裝置一起使用以產生實質白光。該等實施例可產生具有至少90或至少95之一CRI。藉由使用實質白光之用語，可表示包括一黑體160點軌跡之色度圖，其中該光源之點落在該黑體160點軌跡中任一點的四、六或十MacAdam橢圓內。在某些實施例中，可藉由提供下述獲得一90或更高之CRI：包括光譜陷波材料(例如塗布在該外殼上或內之釹或其他濾波材料)之一光徑；及/或包括 BSY+R LED之高CRI光源/組件；具有黃、綠、及/或紅磷光體(該等磷光體可混合在該組件之單層中，或該等磷光體中之一或多數磷光體可在該組件內之分開層中)之藍LED；及/或與該組件結合之光譜陷波材料。該燈具可產生等於或大於每瓦100流明。
在某些實施例中，在燈泡中可設置一天線，用以在該燈具與一控制系統之間及/或在多數燈具之間接收及/或發送一無線電信號或其他無線信號。該天線可將該無線電波轉變成一電子信號，且該電子信號傳送至該等燈具電子設備以控制該燈具之操作。該天線可安裝在該板上且與該等燈具電子設備通訊。該天線亦可用以由該燈具發送一信號。該天線可定位在該外殼內。該天線亦可完全或部份地延伸在該燈具外側。多數感測器亦可設置在該LED板上，例如，用以偵測佔據及/或周圍光線。在此所述之各種實施例中，各種智慧技術可如以下申請案中所述地加入該燈具中：2011年11月14日申請之申請案第13/295,609號的「Solid State Lighting Switches and Fixtures Providing Selectively Linked Dimming and Color Control and Methods of Operating」，且該申請案在此全部加入作為參考；2013年3月1日申請之申請案第13/782,096號的「Master/Slave Arrangement for Lighting Fixture Modules」，且該申請案在此全部加入作為參考；2013年3月1日申請之申請案第13/782,022號的「Lighting Fixture for Automated Grouping」，且該申請案在此全部加入作為參考；2013年3月1日申請之 申請案第13/782,040號的「Multi-Agent Intelligent Lighting System」，且該申請案在此全部加入作為參考；2013年3月1日申請之申請案第13/782,053號的「Routing Table Improvements for Wireless Lighting Networks」，且該申請案在此全部加入作為參考；2013年3月1日申請之申請案第13/782,068號的「Commissioning Device for Multi-Node Sensor and Control Networks」，且該申請案在此全部加入作為參考；2013年3月1日申請之申請案第13/782,078號的「Wireless Network Initialization for Lighting Systems」，且該申請案在此全部加入作為參考；2013年3月1日申請之申請案第13/782,131號的「Commissioning for a Lighting Network」，且該申請案在此全部加入作為參考；2013年3月15日申請之申請案第13/838,398號的「Ambient Light Monitoring in a Lighting Fixture」，且該申請案在此全部加入作為參考；2013年10月10日申請之申請案第14/052,336號的「System,Devices and Methods for Controlling One or More Lights」，且該申請案在此全部加入作為參考；及2014年1月27日申請之申請案第61/932,058號的「Enhanced Network Lighting」，且該申請案在此全部加入作為參考。
一LED燈具及適合LED結構之一實施例顯示且揭露於2010年8月31日申請之名稱為「Troffer-Style Fixture」之美國專利申請案第12/873,303號中，且該申請案在此全部加入作為參考。連接一或多數LED與AC輸出照明安定器的多數實施例揭露在一相關美國專利申請案中，該美國專利 申請案係由Zhang等人與本申請案同時申請，代理人檔號5308-1954TSIP且名稱為「LED LIGHTING APPARATUS FOR USE WITH AC-OUTPUT LIGHTING BALLASTS」，且該美國專利申請案之揭露內容在此全部加入作為參考。連接多數LED串與螢光緊急照明安定器之實施例揭露在一相關美國專利申請案中，該美國專利申請案係由McBryde等人與本申請案同時申請，代理人檔號5308-2049TSIP且名稱為「EMERGENCY LIGHTING CONVERSION FOR LED STRINGS」，且該美國專利申請案之揭露內容在此全部加入作為參考。供本發明之燈具使用之適當驅動器電路的實施例揭露在2013年10月16日，由Zhang申請之名稱為「SOLID-STATE LIGHTING APPARATUS WITH FILIAMENT IMITATION FOR USE WITH FLORESCENT BALLASTS」的美國專利申請案第14/055,264號中，且該美國專利申請案之揭露內容在此全部加入作為參考；及在2014年4月18日，由Zhang申請之名稱為「SOLID-STATE LIGHTING APPARATUS WITH FILIAMENT IMITATION FOR USE WITH FLORESCENT BALLASTS」的美國專利申請案第14/256,573號中，且該美國專利申請案之揭露內容在此全部加入作為參考。在某些實施例中，在此所述及在該燈具中使用之驅動器電路可使用現有螢光安定器。
在某些實施例中使用顏色控制且在某些實施例中亦使用用以控制顏色之RF控制電路。該等燈具電子設備可包括光控制電路，該光控制電路依據使用者輸入控制在 此所述之任一實施例的色溫且例如揭露於由Pope等人在2014年5月30日申請之名稱為「Lighting Fixture Providing Variable CCT」的美國專利申請案第14/292,286號中，且該美國專利申請案在此全部加入作為參考。
固態發光器可單獨或與一或多數螢光磷光材料(例如，磷光體、閃爍劑、螢光磷光墨水)及/或光學元件組合使用以便在一峰波長產生光，或產生至少一所欲看見顏色(包括可被看見為白色之顏色組合)之光。如在此所述地在照明裝置中加入螢光磷光(亦稱為「發光(luminescent)」)材料可藉直接塗布在固態發光器上、添加該等材料至封裝物、添加該等材料至透鏡、藉埋入或分散該等材料在螢光磷光支持元件、及/或塗布該等材料在螢光磷光支持元件上來達成。其他材料，例如光散射元件(例如，顆粒)及/或指數匹配材料，可聯結一螢光磷光體、一螢光磷光體結合介質、或一螢光磷光支持元件，且該螢光磷光體、螢光磷光體結合介質、或螢光磷光支持元件可與一固態發射器空間地分離。
圖14與15顯示一傳統螢光嵌燈具之一實施例，且該傳統螢光嵌燈具具有凹入或齊平地安裝在一天花板或其他結構中的一殼體4。雖然顯示一燈具之一實施例，但是可使用本發明之燈具100可包含各種形狀、尺寸及組態。本發明之燈具100可用於使用習知墓碑型(tombstone)連接器之任一照明器具中。該殼體4通常支持一安定器及例如配線之多數電導體，且該等電導體包含在該燈具之墓碑型連接器 10與一電源間之電氣連接。該電源可為一建築物之電網或其他結構等。該墓碑型連接器10連接形成在該燈具100之各端上的兩銷以提供電力至該燈具。通常，該安裝器、配線及其他電氣組件被扣持在該殼體4中之一隔室或線道12中。該線道12通常包含在該殼體4之基底中的一凹區域或溝。該線道12可被一可移除線道蓋14覆蓋使得唯一暴露之電氣組件係UL認可之墓碑型連接器10。
因為以固態燈具為主之LED使用較少能量，更耐用，操作更久，可組合成可被控制以便視覺地發送任一色光之多色陣列，且通常不含鉛或水銀，故以LED照明系統轉換，或取代螢光照明系統是必要的。在某些現有更換燈具中必須取代包括該嵌燈之全部螢光燈具。由一螢光燈轉換成一以固態LED為主之燈是耗時的且昂貴的。在本發明之系統中，一傳統螢光燈可藉由以一LED燈具取代該螢光燈泡而快速地且容易地轉換成一以LED為主之固態燈具。該LED燈具嵌入與該螢光燈管相同之殼體中且使用現有墓碑型連接器來提供電流至該LED燈具。本發明之LED燈具容許一傳統螢光燈轉換成一固態LED燈具且不需要特殊工具、設備或訓練。
請參閱圖1、2與3，該LED燈具100包含一LED總成30，且該LED總成30可被外殼50支持及固定在該外殼50內。該LED總成30可包含多數LED或LED封裝件32，該等LED或LED封裝件32延伸達該燈具100之長度，或大致該長度以產生一所欲光圖案。該等LED32可配置成使得該光 圖案延伸達該燈具100之長度，或該長度之一大部份。雖然在一實施例中該LED32延伸達該燈具之大致全長，該等LED32可配置成其他圖案且可延伸少於該燈具之大致全長且如有必要可定位成在該LED板之中心下方以外。例如，該等LED可沿該LED板34之邊緣設置且導向該燈具之中間。該等LED可被導入一波導管。
該等LED32可安裝在一LED板34上，且該LED板34為該等LED32提供實體支持且提供用以提供電力至該等LED之一電氣路徑。該電氣路徑提供電力至該等LED且可包含電源、LED板34及中間燈具電子設備22。該LED板34可包含使用一薄RF4或一撓性電路之一PCB。在其他實施例中，該LED板34可包含MCPCB、PCB、或引線框結構。該LED板34為該等LED提供一安裝基板。該LED板34可包含多數電氣組件，例如一銅層、多數線等，且該等電氣組件形成至該等LED32之電氣路徑的一部份。在其他實施例中，連接至該等LED32之電導體可包含多數分開導電元件。在一實施例中，該LED板34包含一導熱材料，例如銅之一金屬層，使得由該LED產生之熱可散逸至該外殼50內之空氣且藉該外殼50散逸至周圍環境。在某些實施例中，該等LED可以低電流操作且該LED板之導電金屬層可熱暴露以由該等LED散逸足夠熱而不需要一散熱器結構。熱暴露表示該金屬層與在該外殼內之空氣熱傳導，但是它可被一薄塗料層或焊料遮罩覆蓋。該銅、或其他金屬層係熱暴露，其中該蓋塗層不是熱絕緣且熱可由該銅層傳送至周圍空 氣。在某些實施例中，該LED板34可包含一以上實體板，其中該等板在一連接器互相連接以在該等獨立板之間提供一電氣路徑。
該LED板34可包含一撓性電路，該撓性電路包含例如聚醯亞胺、聚酯或其他材料之一介電材料的一可撓層，且一層銅或其他導電材料例如藉由黏著劑施加在該可撓層上。電氣線路形成在該銅層中以形成多數電氣墊，用以安裝如LED10及燈具電子設備22之電氣組件在該撓性電路上及用以在該等組件之間產生該電氣路徑。在其他實施例中，該基板20可包含例如一PCB FR4板之一PCB。一PCB FR4板包含積層在一FR4玻璃環氧板之一側，或兩側上的一層薄銅箔。該FR4包銅片包含蝕刻至銅層中之電路以形成該PCB FR4板。在該PCB FR4板及該撓性電路兩者中，該銅金屬層都被支持在一低導熱層，即一玻璃環氧板或一聚醯亞胺層上，其中該等LED安裝在該LED板上之外殼中且沒有一散熱器。
在某些實施例中，該LED板34可被支持在一分開支持構件上，其中該支持構件可由實體地支持該LED板的如鋁之一剛性、導熱材料製成。雖然可使用鋁，但是亦可使用其他剛性、導熱材料來形成該支持構件。該LED板34可例如藉黏著劑、固結件等固定在該支持構件上。雖然在某些實施例中可使用一支持構件，但是在其他實施例中可使用該LED板34而沒有另一支持構件。在某些實施例中，該支持構件可由一導熱材料製成以由該等LED散熱至在該 外殼50內之空氣。在某些實施例中，導熱層可設置在該支持構件與該LED板之間。例如，可使用熱黏著劑來附接該LED板34在該支持構件上。雖然可使用另一支持構件，但是在某些實施例中該等LED只被支持在該LED板34上，其中該等LED可操作使得足夠熱只使用在該LED板中之金屬便可由該LED板34散逸以達成穩定狀態操作。
該等LED32可設置成許多圖案且可包括許多不同種類及顏色之LED以產生許多顏色及/或光圖案之光。一LED燈具及適當LED結構之一實施例顯示及揭露在2010年8月31日申請之名稱為「Troffer-Style Fixture」的美國專利申請案第12/873,303號中，且該美國專利申請案在此全部加入作為參考。
該LED板34可被該外殼50支持使得該LED板34及LED32被支持該燈具之長度。該外殼50具有至少部份光學透射性使得由該等LED32發射之光透射該外殼50至該燈具外。在某些實施例中，該外殼50具有全光學透射性使得光可360度地由該外殼發射。該外殼50形成用於由該等LED32發射之光的一混合腔室51且作為用於由該燈具發射之光的一透鏡。該光在該混合腔室51中混合且該光學透射外殼50使該光擴散以提供一均一、擴散、混色光圖案。該外殼50可由塑膠或其他材料擠出成型且可具有一光擴散器。該光擴散器可藉蝕刻、施加一塗層或薄膜、藉該外殼材料之透明或半透明材料、藉在形成該透鏡時形成一不規則圖案或藉其他方法來提供。在所示實施例中，所示外殼 是透明的以便顯示該燈具之內部組件；但是，該外殼可包含一擴散器使得真正使用時看不到該等內部組件或只可看到一部份。在其他實施例中，該外殼之一第一部份可具有光學透射性且該外殼之一第二部份可具有光學非透射性，例如一反射表面。在該實施例中，該外殼50之前面可具有光學透射性且該外殼50之背面可具有光學非透射性使得該外殼之背面朝向該外殼之前面反射光。
為便於說明該燈具之結構，在該等LED32後方之該燈具側被稱為該燈具之背面且面向該等LED32之該燈具側被稱該燈具之前面。在圖中該燈具之底部係該燈具之背面且該燈具之頂部係該燈具之前面。該燈具係以該等LED32面向上之方式顯示在圖中，但是在一典型用途中該燈具係設置在一天花板固定架中，其中該等LED32面向下。因此，在一典型用途中該燈具之前面由該固定架面向外且向下且該燈具之背面面向內且向上。該燈具之水平中心線係一理論平面，且該理論平面在該管之中央或直徑且平行於該基板20。該管之高度係在該管背面與該管前面之間沿一軸之距離，且該軸與該水平中心線大致呈一直角。
在一實施例中，該外殼50可形成為一管，而該管具有一圓柱形外表面及一大致圓柱形內表面50a，且該內表面50a具有一圓形橫截面。該外殼50可具有一傳統螢光燈管之一長形狀因子，其中該燈具之長度明顯大於其直徑。因為本發明之燈具意圖作為標準螢光燈管之替代物使用，所以本發明之燈具100亦可具有配合標準螢光燈泡殼體之尺 寸使得該燈具100延伸在該等墓碑型連接器10之間且該等銷94延伸成平行於該燈具之縱軸。在使用本發明之燈具100替換一標準1英吋螢光燈管的某些實施例中，本發明之燈具可具有大約1英吋之直徑。該燈具亦可具有如前述地嵌入現有螢光燈殼體或固定架中之尺寸使得該燈具可製成具有標準長度，例如48英吋、24英吋等。雖然該外殼顯示為圓柱形，但是該外殼可具有其他形狀及尺寸。該外殼50延伸達該LED總成30之大致全長以覆蓋被支持在該LED板34上的該等LED32。
如圖中所示，該LED板34配置在該外殼50中使得它定位成偏離該外殼50之水平中心線，因此該LED板設置成比該外殼之前面靠近該外殼50之背面。該水平中心線L-L是一理論平面，該理論平面在該外殼50之中央或直徑且平行於該LED板34。將該LED板34設置成朝向該外殼之背面偏離該外殼50之中心線L-L可在該等LED中提供一較較大混合腔室且提供更多背光。在某些實施例中該基板20大於由該管前面起算之該管高度的66%，在其他實施例中該基板20大於由該管前面起算之該管高度的75%，在另外實施例中該基板20大於由該管前面起算之該管高度的85%，且在某些實施例中該基板20大於由該管前面起算之該管高度的90%。用以實現這混合及增加背光之另一機構係使該基板20之寬度比該管之寬度窄。當該基板之寬度減少時，該板將放置在該管中之較下方，即較靠近該管之背面。因為一較窄基板擋住比較少光，該較窄基板20亦容許更多光 由該管發射作為背光。類似於該板放置在該管中之情形，該管2之寬度亦可減少至小於該管之直徑的50%、小於該管之直徑的33%、小於該管之直徑的25%、或小於該管之直徑的15%。該外殼50配置成使得一直到該等LED32都沒有擋住由該等LED發射之光的結構。在某些實施例中，該LED板34之縱向邊緣接合該外殼50之側邊。該平面LED板34不阻擋由該等LED32側向地發射之光。該外殼50，在某些實施例中，可組配成使得該外殼50之寬度在其最寬部份比該LED板34之寬度大。因此，光可由該外殼50射出作為背光，且該背光不會被該LED板34擋住。由於這配置，由該等LED32產生之某些光朝一方向被導引至該等LED32之平面後方作為背光。由該等LED發射之某些光可直接發射作為背光而由該等LED發射之其他光可由該外殼50反射出來且發射作為背光。該背光產生類似於一傳統螢光燈管光分布圖案之一光分布圖案。可了解的是在一傳統螢光系統中，該螢光燈管360度地產生光。因此，由該螢光燈管產生之某些光由該固定架殼體反射。由該等LED32產生之背光可被導向該固定架殼體且由該固定架殼體反射使得本發明之LED燈具提供類似於一螢光燈管之視覺外觀。該配置提供一LED照明系統，而該LED照明系統提供類似於傳統螢光燈管燈光之光分布圖案。在某些實施例中，該等LED可居中地安裝成具有較大側發射光學輪廓，例如CREE XPQ LED。在某些實施例中可使用一三稜鏡或拋物形反射器以產生一所欲光分布。此外，可使用不同種類之LED的組合 以產生各種光圖案及強度。另外，該光分布亦可藉由該管之形狀達成，而該管之形狀可為圓橢圓或其他形狀。雖然已對一大致圓柱形管2說明了該基板20在該外殼中之配置，該等原理亦適用於具有一不同橫截面形狀之一管。在非圓形橫截面中，該管之高度可被視為在該光學透射外殼之前面與背面間的距離且該管之寬度可被視為在該外殼之最寬部份與該高度橫交的距離。
請參閱圖3至6，該外殼50可具有一支持結構102，其中該支持結構支持該LED板34在該外殼50中。在一實施例中該支持結構102包含固定在該外殼50之內表面50a上的支持件104與106，使得該LED板34可被該等支持件104、106扣持在該外殼50中之一所欲位置。該等支持件104、106可形成為多數突起，且該等突起由該內壁50a延伸達該外殼50之大致全長使得支持件104、106形成由壁50a突出之比較窄長凸緣。在一實施例中該等支持件配置成多數相對對，使得該LED板34之一縱向邊緣被第一對支持件104、106支持且該LED板34之相對縱向邊緣被該對相對支持件104、106支持。在一實施例中該等支持件104、106與該外殼50形成為單件使得該等支持件104、106及該外殼50由相同材料製成且該外殼50及該等支持件104、106係一單件一體總成。該外殼50可由一光學透射材料製成使得光可透射該外殼。當該外殼50及該等支持件104、106由單件構成時，該等支持件可由與該外殼相同之光學透射材料製成。藉製成與該外殼50相同之材料的該等支持件104、106，該等支持件104、 106透射光使得該等支持件不會阻擋由該等LED發射之光且不會被看見或只在操作該燈具時才會稍微被看見。該外殼50及該等支持件104、106可由例如塑膠之一材料擠出成型，使得該外殼50及該等支持件104、106可在一單一擠出中以非常低之成本且以最少附加材料或處理步驟製成。該外殼及支持件104、106可由如塑膠之具有一低導熱率的一材料製成且該LED板34亦可至少部份地由如FR4板之玻璃纖維、或如聚醯胺撓性帶之塑膠之具有低導熱率的一材料製成。
雖然在一實施例中該等支持件104、106及該外殼50同時形成且形成為單件，但是在某些實施例中該等支持件104、106可分別形成且附接在該外殼50上。該等支持件104、106可利用一永久附接機構附接在該外殼50上，使得該等支持件104、106及該外殼50在組合後形成一體之總成。雖然可使用分開之支持件104、106，但是該外殼50及該等支持件104、106在例如一擠出製程之單一製造操作中形成為單件可為最低成本及有效之製程。
雖然在一實施例中該等支持件104、106及該外殼50由相同光學材料製成，但是在某些實施例中該等支持件及該外殼可由不同光學材料製成。該等支持件104、106可與該外殼50分開地形成及附接以如前述地形成一體之總成或該等支持件104、106及外殼50可使用一共擠出製程或其他類似製程形成，其中形成一單件結構但是該等支持件104、106及外殼50由不同光學材料製成。
在某些實施例中該等支持件104、106及/或該外殼50之一部份可由非光學透射材料製成。請參閱圖16，該外殼50可由一光學透射部份50b及一光學非透射部份50c形成。該光學非透射部份50c可形成在該燈具之背面。
該燈具之背面可由例如一白塑膠之一反射材料的光學非透射材料形成，而該燈具之前面可由例如一透明或擴散材料之光學透射材料形成。該燈具之反射背部50c可用以由該燈具之光學透射前部50b反射出更多光。在某些實施例中該光學透射部份50b延伸超過180度且可由該LED總成之邊緣附近延伸，因此即使當該燈具包含一非光學透射背部50c時，某些光亦可朝向該燈具之背面發射作為背光。由一光學透射部份及一光學非透射部份形成之該外殼50可使用一共擠出製程製成單件使得即使它包含一種以上之材料，完成之外殼亦為單件。在某些實施例中可使用兩種以上材料，其中該等材料具有不同光學透射性質而所有材料製成一單件外殼。
該等支持件104、106可延伸達該外殼50之長度使得該等支持件支持且扣持該LED板34之全長。在一擠出製程中，該等支持件104、106及外殼50一起被擠出且該擠出物被切割成所欲長度以形成該外殼50。在某些實施例中該等支持件104、106可不延伸達該外殼50之全長，只要該等支持件104、106適當地支持該LED板即可。例如，該等支持件可在該外殼之長度上形成多數分開區段，其中該等區段間之間距係選擇成使得該LED板之長度都被適當地支 持。但是，形成分段支持件在一擠出製程中是困難的，因此在一較佳實施例中該等支持件104、106及外殼50共擠出且製成一擠出物。
該等支持件104、106可具有各種形狀及尺寸。請參閱圖4至6，該等支持件可包含其間界定出一通道108之相對前支持件104及後支持件106。該通道108可具有大致符合該LED板34之側緣形狀的一形狀使得該LED板34之邊緣可插入該通道108中。例如，當該LED板34係一比較扁平之平坦構件時，該通道108可形成為一矩形槽孔。兩對支持件104、106設置成在壁50a上互相相對以產生收納該LED板34之相對側緣的兩相對通道108。在一實施例中該等通道108之尺寸可作成使得該LED板34可由該外殼50之一端輕易地插入該等通道108。使用時，該燈具通常被支持成該等LED面向下使得該LED板34放在前支持件104上且被該前支持件104支持。因為該燈具通常以一固定方式被支持，該LED板可比較鬆弛地被支持在通道108中。該等後支持件106主要用以確保該LED板34不會由於移動或振動或在運送、安裝及/或使用該燈具時而變成錯向或在該等支持件104之間滑移。
雖然在某些實施例中該LED板34可被該等支持件104、106比較鬆弛地固持，但是在某些實施例中該LED板34可更確實地被固持在該外殼中。例如，在該LED板34與該等通道108之間可產生一摩擦配合。此外，可使用另外之連接機構固定該LED板在該外殼上。例如，可使用黏 著劑固定該LED板在該外殼上。在其他實施例中，可使用一機械連接固定該LED板在該外殼上。例如，多數柄腳可形成在該LED板及外殼中之一者上且接合多數對接掣子，而該等對接掣子形成在該LED板及外殼中之另一者上。亦可使用其他連接機構。雖然可使用連接機構，但是該LED板34可鬆弛地被固持且只如前述地放在該等支持件104上且被該等支持件104支持。
除了支持該LED板以外，該等支持件104、106亦強化該外殼50以使該外殼在其長度上更堅硬。因為該燈具100可製成比較長之長度，藉該等支持件104、106提供之另外強化可防止該外殼50在使用、安裝及/或運送時下垂。除了該LED板支持件104、106以外，可附加一補強肋110或多數補強肋以強化該外殼50但是不一定支持該LED板34。該補強肋110強化該外殼50以使該外殼在其長度上更堅硬。類似該等支持構件104、106，該補強肋110可由光學材料製成且可如前述地與該外殼50形成為單件。在其他實施例中，該補強肋110可如前述地由反射材料形成。在所述實施例中，該補強肋110在該外殼50之背面形成在該等通道108之間。該補強肋110可延伸達該外殼50之長度。此外，雖然，如圖中所示，該補強肋110與該背面LED板分開，但是在某些實施例中該補強肋110可延伸成使得它接觸且支持該LED板之中心。當該補強肋110與該LED板分開時，該補強肋110仍可在運送、安裝及/或使用該燈具時提供支持且保持該LED板相對於該外殼之位置。在某些實施例中該 LED板比較可撓(例如，一撓性電路)使得該肋110可用以防止該板下垂或振動到不正確之位置。
請參閱圖7與8，在另一實施例中該支持結構102包含相對前支持件112，且該等前支持件112由只設置前支持件之該外殼50的內壁50a延伸。該等支持件112之尺寸及位置可使得該LED板34設置在該等兩前支持件112後方且被限制在該等兩支持件120與該外殼50之內壁之間。一中央補強肋114延伸在該外殼50之中央下方且以與補強肋110相同之方式作用。該等支持件112形成為圓形構件而不是圖4至6之矩形構件。該等支持件104、106可在圖4至6之實施例中形成為圓形構件且該等支持件112可在圖7與8之實施例中形成為矩形構件。
請參閱圖9與10，在另一實施例中該支持結構102形成為相對C形通道120，該等C形通道120由該外殼50之內壁延伸且尺寸作成可收納該LED板之側緣。另一補強構件122可設置在該等C形通道之間。
為組合該LED板34及外殼50，該LED板可由該外殼之一端插入該外殼50且滑動而接合該支持結構102。除了在圖中揭露者以外，該等支持結構102可具有各種形狀及尺寸，只要該等支持結構可扣持且支持該LED板34在該外殼50中之適當位置即可。
該LED板34可由例如MCPET、白光學件等之一反射材料製成或包覆在該反射材料中，以由該混合腔室51反射光。全部LED板34可由一反射材料製成或包覆在該反 射材料中或該板之某些部份可由一反射材料製成或包覆在該反射材料中。例如，可反射光之該LED板之某些部份可由反射材料製成。
端蓋60可設置在該外殼50之相對端以封閉LED燈具100之內混合腔室51及支持用以電氣地連接該燈具與該殼體之墓碑型連接器10的該等電氣連接器94。該等端蓋60及外殼50界定該混合腔室51以供該光使用。
在某些實施例中該等端蓋60可包含多數旋轉銷94使得該等銷相對於該外殼50旋轉，因此當將該燈具安裝在一固定架中時旋轉該等銷，而不是全部燈具。該等端蓋60相同，因此只說明一端蓋之結構及操作。請參閱圖3與11，該端蓋60包含由一側壁61及一端壁63界定之一內腔室，且該內腔室之尺寸及形狀作成可緊密地收納該外殼50。該端壁63界定用以收納該控制構件76之一部份的一半圓形槽孔72。該側壁61亦包含一承載表面75及一對擋件73，該控制構件76安放在該承載表面75上且該對擋件73用以如下所述地限制該控制構件76相對該端蓋60旋轉。該旋轉控制構件76固定在該端蓋60上使得該控制構件76可相對該端蓋60旋轉但是亦可固定在該端蓋60上。
在一實施例中，該旋轉控制構件76包括設置在該端蓋外側之一本體77，由該本體77延伸進入該孔72中之一分隔件78，及亦由本體77延伸且進入孔72中之一擋件79。該擋件79及分隔件78可在孔72中滑動使得該控制構件76可相對該端蓋60旋轉。該擋件79及分隔件78具有多數鎖定 部份，該等鎖定部份接合該端壁63之內表面以扣持該擋件79及分隔件78在該槽孔72中。該旋轉控制構件76可具有一突起區域84，且該突起區域84形成一槓桿，該槓桿一使用者可輕易地觸及以在安裝該燈具時如下述地旋轉該控制構件76。該突起區域84可具有一凸緣或多數凸緣81，該凸緣或多數凸緣81產生用以收納該端蓋60之該等凸緣81之一槽孔或多數槽孔82，使得該控制構件76亦藉該等凸緣81與該承載表面75之接合而固定在該端蓋60上。該突起區域84可滾花以增加該使用者在該控制構件上之抓握力而便於旋轉該控制構件76。該控制構件76亦可在該控制構件76與該端蓋60之間使用一掣子及柄腳配置以暫時地相對該端蓋「鎖定」該控制構件且對該使用者提供關於該端蓋之適當位置的回饋。亦可使用用以安裝該旋轉構件在該等端蓋上之其他機構。
該控制構件76支持一對銷94使得該控制構件76之旋轉使銷94旋轉。該等銷94安裝在該本體77之多數孔96中且位置及尺寸作成使得該等銷94可機械地及電氣地接合該等墓碑型連接器10。在某些實施例中可使用一單一銷來達成電氣連接，其中該第二銷可只用以為該燈具在該等墓碑型連接器中提供實體支持。該等銷94可插入模製在該控制構件76中或該等銷94可使用任一適當連接機構固定在該控制構件76中，而該連接機構包括一壓入配合、黏著劑、機械連接器等。該等銷94延伸穿過該控制構件76使得該等銷之一部份與該燈具之內部連接以產生到達多數導體104 之一電氣路徑。該等銷94定位在與該等銷在一標準螢光燈管上相同之相對位置使得本發明之燈具可使用在標準螢光燈殼體中且與標準墓碑型連接器一起使用。
在一實施例中，該外殼50滑入該端蓋60中且使用一按扣配合連接來固定該等端蓋60在該外殼50上。在一實施例中該端蓋60具有多數柄腳或可變形鎖定構件，且該等柄腳或可變形鎖定構件接合形成在該外殼上之多數掣子或孔。或者，這些組件可交換且該端蓋60可具有該等掣子或孔而該外殼50可具有該等柄腳或可變形鎖定構件。當該外殼插入該端蓋60中時，在該外殼50或端蓋60中之一者上的公構件接合在該外殼50或端蓋60中之另一者上的母構件。該等端蓋60及/或該外殼50可稍微彈性變形使得該外殼50插入該端蓋60時該等組件互相相對地變形以便達成一按扣配合連接。這些構件之尺寸可作成使得該外殼與該等端蓋之間產生一摩擦配合以進一步固定該等端蓋60在該外殼上。可使用一按扣配合連接之其他配置。雖然使用一按扣配合連接器提供不需要另外工具、組裝步驟或固結件之一簡單組裝方法，但是該等端蓋60可使用例如分開固結件、黏著劑等其他連接機構來連接該外殼50。
多數電導體104與該等銷94且與形成在該LED板34上之多數電氣接點106電氣地耦合以完成在該等銷94與該LED總成4間之電氣路徑。在某些實施例中，該等導體104可包含與該等銷94且與在該LED板34上之接點106焊接或以其他方式電氣地耦合的多數電線、帶狀電纜等。在一 實施例中該等導體104可包含多數彈性構件，且該等彈性構件可被偏壓而與在該LED板34上之接點106接合，如圖11所示。該等導體104包含多數彈性構件，且該等彈性構件由例如銅之導電材料製成。各導體具有被支持在多數槽孔100中之一第一端，且該等槽孔形成在該端蓋60之端壁63中使得在該端蓋之外部產生多數接觸墊102。該等導體104之相對端延伸進入該端蓋60之內部空間，其中該等導體104與在該LED板34上之電氣接點106接觸。該等導體104被組配且被支持成使得該等導體104之自由端被偏壓而與該等接點106接合。一絕緣體116可設置在該等導體104之間以使該等導體互相電氣地絕緣。在該等銷94與該LED板34之間產生一電氣路徑以便在該等銷94與多數導體104電氣地耦合且該等導體104被偏壓而與在該基板20上之接點106接合時，提供兩側之臨界電流至該LED總成。該等銷94可連續接觸多數導體104或可在該控制構件旋轉時達成在該等銷94與該等導體104之間的電氣連接。
為改裝現有螢光燈具，由該燈具殼體移除現有螢光燈管213。該等控制構件76定位在圖13之操作位置中使得該等銷94在垂直於該基板20之一平面中對齊。在一典型天花板安裝燈具中，該控制構件76定位成使得該等銷94大致垂直地對齊且該等LED10面向下。該燈具1插入該殼體4中使得該等銷94插入該墓碑型連接器210之直線槽孔200中。在這位置，該等銷94未與導體104之該等墊102電氣地耦合使得該等銷與該等導體之間沒有產生電氣路徑。一旦 該燈具100被適當地定位在該殼體中且該等銷94安放在該等墓碑型連接器210中後，使用者使該控制構件76相對於該管2旋轉90度以旋轉該控制構件76及銷。該等銷94在該墓碑型連接器之多數圓形槽孔中旋轉。該管在該等銷旋轉時仍保持固定。該等銷94旋轉而接合在該等墓碑型連接器210中之既有電氣接點。當該等94相對於該等端蓋60旋轉時，該等銷94接觸形成在該等電導體104上之該等墊102以完成在該等墓碑型連接器與該等LED10之間的電氣路徑。依此方式，該控制構件之旋轉作為一開關，且該開關使該電源與該等銷分離直到該控制構件76旋轉且該等銷94接觸形成在該等電導體104上之該等墊102以完成該電氣路徑為止。該開關功能對於安全考慮是重要的。例如，美國保險商實驗室(UL)具有用於該等燈具之一洩漏電流測試。可了解的是在一直線燈具之某些設備中，使用者可依序插入該等銷使得在該燈具上之第一組銷插入該墓碑型連接器中(且到達電源)，而在該燈具之相對端上之第二組銷仍暴露在該第二墓碑型連接器之外側。該使用者可接著將該等第二組銷插入該第二墓碑型連接器中。在該情形下，在該等第二組銷中之洩漏電流會給該使用者帶來電擊危險。使用該控制構件76作為用以分離該電源與該燈具直到兩組銷安放在其各個墓碑型連接器中為止的一開關可避免或減少來自該燈具中之洩漏電流的電擊危險。
利用上述旋轉端蓋及銷，當該控制構件76及銷94旋轉時該燈具保持固定，以電氣地及機械地固定該燈具 100在該等墓碑型連接器10上。為安裝該燈具在一燈具殼體中，該等控制構件76相對於該外殼旋轉使得該等銷94沿垂直於該LED板34之一直線對齊。在一典型天花板安裝燈具中，該控制構件76旋轉，使得該等銷大致垂直地對齊。該燈具100插入該殼體4中使得該等銷94插入該等墓碑型連接器10之直線槽孔。一旦該燈具100適當地定位在該殼體中且該等銷94安放在該等墓碑型連接器10中後，使用者使該控制構件76相對於該外殼50旋轉以使該等銷94旋轉九十度。該等銷94在該等墓碑型連接器10之圓形槽孔中旋轉。該外殼50在該等銷94旋轉時保持固定。該等銷94旋轉以接合在該等墓碑型連接器10中之既有電氣接點。
請參閱圖12與31，在另一實施例中該LED板34可如前述地形成，但是具有一接合結構150，且該接合結構150安裝在該LED板34之各端上以安裝該LED板34在該等端蓋60上。該接合結構150可包含兩夾具152，而該等夾具152中之一夾具固定在該LED板34之各端上。該等夾具152可藉黏著劑固定在該LED板34上，只要在該燈具之操作條件下該附接不會失效即可。在某些實施例中該等夾具152可藉例如一鉚釘之機械連接器固定在該LED板34上，且該鉚釘接合該LED板34之所有層。一補強構件可附接在該LED板34上以進一步結構地強化該連接。
一端蓋260之一實施例包含一導體164，且該導體164包含被支持在該端蓋260中之彈性、導電材料使得該導體164之一端可與多數銷296電氣地耦合。該導體164之 相對端延伸進入該端蓋260之內部。該導體164被支持成抵靠該端蓋160使得該端蓋160安裝在該外殼50上時，該導體164之自由端延伸而與該夾具152相鄰。該等導體164組配成使得它們可彈性地變形以接合該夾具152。該等變形之導體164組配成可在該夾具152上施加足以使該LED板34受到張力之一力。可了解的是在該等兩端蓋上之該等導體在該LED板34上施加一拉力以使該LED板受到張力。在某些實施例中，已發現在該LED板34上之一兩磅張力足以保持該基板不下垂或在使用時振動。就一48英吋燈具而言，施加在一撓性電路上之一2lb力維持一撓性電路之下垂或彎折小於1mm。就一48英吋燈具而言，施加在一撓性電路上之一3lb力維持一撓性電路之下垂或彎折小於大約.5mm。該等導體164可在其遠端形成有多數鉤部166，且該等鉤部166接合該等夾具152以在該LED板34上施加拉力。該夾具152與該撓性電路之銅層電氣地耦合，使得該等導體164與該等夾具152之接合形成在該等銷94與該LED板34間之電氣路徑的一部份。
在所述實施例中設置一單一導體164及夾具152，其中臨界電流透過一單一電氣接點提供至該LED板。在其他實施例中，可使用連接兩導體164之兩夾具152，如圖11之實施例中所示。此外，在圖11之實施例中，可使用一單一電導體104及接點106以提供臨界電流至該等LED，如圖13所示。
為接合該等導體164與該等夾具152，一孔洞168 形成在該端蓋260之壁263中。一長形工具可插入該孔洞168中以將該導體164推至一變形位置，其中當該端蓋260嵌套在該外殼50上時，該LED板34可插入該導體164下方。當該工具取出時，該導體164返回未變形狀態，其中該鉤部166被偏壓而與該夾具152接合使得該導體164在該LED板34上施加足以使該LED板34懸吊在該外殼50中之一張力且下垂或振動最小。該LED板34被支持在該等端蓋60之間且在該管2之任一端使得該基板20被拉在該等端蓋60之間且在張力下被支持。
當該端蓋260嵌套在該外殼50上時，一斜面170可由該端蓋260延伸且插入該LED板34下方。該斜面170支持該LED板34之端部以確保該LED板被適當地定位及支持以便與該導體162產生電氣連接。可使用一類似斜面來支持在圖11之實施例中的LED板34的端部。
在圖12與13之實施例中，該等端蓋260固定在該外殼50上且該等銷294不會相對該外殼50旋轉。在該設計中，整個燈具以與一傳統螢光燈管相同之方式旋轉以將該等銷294插入該等墓碑型連接器10中。該等固定銷可如參照圖3與11所述地具有該電氣連接器，而該等旋轉銷可如圖12與13所示地具有該電氣連接器。
在另一實施例中該等銷94、294可使用多數導體電氣地耦合該LED板34，且該等導體焊接或以另外方式固定在該等LED板接點106上並且電氣地耦合該等銷294。在一實施例中該等導體可包含多數電線364，如圖5所示。該 等電線364電氣地耦合該等銷94、294且焊接或以另外方式電氣地耦合該LED板34上之該等電氣接點106。在該電線與該LED板連接後，該端蓋可滑套至該外殼上以完成該燈具。
為組合本發明之燈具，以多數LED32裝填一LED板34。將該LED板34插入該外殼50使得該LED板34如前述地被該等支持結構102支持。完成在該等端蓋中之銷與該等LED板間的電氣連接且將該等端蓋安裝在該外殼上以完成該燈具。
該燈具之另一實施例顯示在圖19至32中。請參閱圖19至22，該外殼50可具有類似於圖3至6之支持結構的一支持結構102，其中該支持結構102支持該LED板34在該外殼50中。在一實施例中該支持結構102包含固定在該外殼50之內表面50a上的支持件104與106，使得該LED板34可被該等支持件104、106扣持在該外殼50中之一所欲位置。該等支持件104、106可形成為多數突起，且該等突起由該內壁50a延伸達該外殼50之大致全長使得支持件104、106形成由壁50a突出之比較窄長凸緣。在一實施例中該等支持件配置成多數相對對，使得該LED板34之一縱向邊緣被第一對支持件104、106支持且該LED板34之相對縱向邊緣被該對相對支持件104、106支持。該等支持件可包含其間界定出一通道108之相對前支持件104及後支持件106。該通道108可具有大致符合該LED板34之側緣形狀的一形狀使得該LED板34之邊緣可如前述地插入該通道108中。置中分 隔件107可形成在由支持件104、106所形成之該等通道中且使該LED板在該外殼50中置中。在一實施例中該等支持件104、106及分隔件107與該外殼50形成為單件使得該等支持件104、106及分隔件107以及該外殼50如前述地由相同材料製成且該外殼50及該等支持件104、106及分隔件107係一單件一體總成。雖然在一實施例中該等支持件104、106及分隔件107與該外殼50同時形成且形成為單件，但是在某些實施例中該等支持件104、106及分隔件107可如前述地分別形成且附接在該外殼50上。雖然在一實施例中該等支持件104、106、分隔件107及該外殼50由相同光學材料製成，但是在某些實施例中該等支持件及該外殼可如前述地由不同光學材料製成。該燈具之背面可如前述地由例如一白塑膠之一反射材料的光學非透射材料形成，而該燈具之前面可由例如一透明或擴散材料之光學透射材料形成。該等支持件104、106及分隔件107可延伸達該外殼50之長度使得該等支持件支持且扣持該LED板34之全長，而在某些實施例中該等支持件104、106及分隔件107可不延伸達該外殼50之全長，只要該等支持件104、106適當地支持該LED板即可。
端蓋160可設置在該外殼50之相對端以封閉LED燈具100之內混合腔室51及支持用以電氣地連接該燈具與該殼體之墓碑型連接器10的該等電氣連接器194。該等端蓋160及外殼50界定該混合腔室51以供該光使用。為將該燈具插入一現有燈具中，以與一傳統螢光燈管相同之 方式旋轉整個燈具以將該等銷94插入該等墓碑型連接器。
該等端蓋160相同，因此只說明一端蓋之結構及操作。請參閱圖20與23至25，該端蓋160包含由一側壁161及一端壁163界定之一內腔室，且該內腔室之尺寸及形狀組配成可緊密地收納該外殼50。該端壁163支持一對銷194在多數孔196中。該等銷194之位置及尺寸作成可機械地及電氣地接合在一螢光燈具中發現之傳統墓碑型連接器。在某些實施例中可使用一單一銷194來達成電氣連接，其中該第二銷194可只用以為該燈具在該等墓碑型連接器中提供實體支持。該等銷194可使用任一適當連接機構固定在該等端蓋160中，而該連接機構包括一壓入配合、黏著劑、機械連接器、插入模製等；但是，在一實施例中如下述地使用一按扣配合連接。該等銷194延伸穿過該端壁163使得該等銷之一部份與該燈具之內部連接以產生多數電導體164。
該等電導體164與該等銷194且與形成在該LED板34上之多數電氣接點106電氣地耦合以完成在該等銷194與該LED總成30間之電氣路徑。該等電導體164電氣地耦合在該等銷194之間且與形成在該LED板34上之多數電氣接點106電氣地耦合以完成在該等銷194與該LED總成30間之電氣路徑。在一實施例中，該等導體164及該等銷194由一單件導電材料形成，其中該銷194及其相關導體164係一單一單件構件。該單件銷194及導體164之一實施例顯示 在圖26至31中。圖26至30顯示右銷/導體總成且圖31顯示左銷/導體。圖26與31中所示之該等銷/導體總成係彼此之鏡像，因此特別參照圖26至30之該銷/導體總成。雖然在所示實施例中使用左及右銷/導體，但是在某些實施例中在各端蓋160中之兩銷/導體可相同。
請參閱圖26至30，各銷/導體總成可由單件導電材料製成，且該導電材料被輥軋及/或衝壓以產生在該等端蓋160中使用之銷/導體總成。詳而言之，該銷/導體總成可由不鏽鋼製成以密切地配合該等黃銅墓碑型連接器及該LED總成30上之該等錫接點106的電性質。可捲起一件平坦導電材料以產生該銷194。因為該銷194被捲起，該銷194是中空的且在該捲起材料之兩端間形成一接縫200。一對相對凸緣202、204亦形成在該銷194之一端。凸緣202形成有由該凸緣202向外延伸之一倒鉤或柄腳206，且凸緣204形成有由該凸緣204向外延伸之一倒鉤或柄腳208。該等柄腳可在該材料被捲起前衝壓在該等凸緣中。一導體164由該等凸緣中之一凸緣延伸且彎曲形成一接點，而該接點可被偏壓而與該LED板34上之該等接點106接合。該導體164可由凸緣202或204或由該銷194延伸。
為組合該端蓋160，將該銷194由該端蓋160之內側插入形成在該端蓋160之端壁中的其中一孔洞196。請參閱圖20與32，一對分開壁210、212形成在該端壁163之內部，其中該等壁分開以緊密地收納該等凸緣202、204。在該等壁210、212間之距離與在凸緣202、204之外表面間的距離 大致相同。因此，當該銷/導體總成插入該端蓋時，該等柄腳206、208接觸該等壁210、212使得該等柄腳206、208及/或凸緣202、204被壓向對方。該等柄腳206、208相對於該插入方向以一角度形成使得該等柄腳之傾斜表面與該等壁210、212的接觸迫使該等柄腳206、208及凸緣202、204互相相向移動以容許該等柄腳通過該壁210、212。當該等柄腳206、208之遠端到達該等壁210、212之端部時，該等柄腳206、208朝向其未變形狀態返回使得該等柄腳206、208延伸超出且抵接該等壁210、212。該等柄腳206、208與該等壁210、212之接合防止該等銷/導體總成由該等端蓋160分離。
該等導體164包含多數彈性構件，且該等彈性構件被偏壓而與該LED板34上之接點66接合，如圖43所示。該等導體164之自由端延伸進入該端蓋160之內部空間，其中該等導體164與該LED板34上之電氣接點106接觸。該等導體164被組配且被支持成使得當該LED板插入該等端蓋160時，該等導體164因與該LED板34接合而彈性地變形，因此該等導體164之自由端被偏壓而與該等接點106接合。在該等導體164與該等接點106間之電氣耦合在此被稱為「接觸耦合」，其中該電氣連接係藉該等導體164與該等接點106在壓力下之接觸而達成且未使用焊料或電線。一絕緣體220可設置在該等導體64之間以便互相電氣地絕緣該等導體。在該等銷194與該LED板34之間產生一電氣路徑以提供兩側之臨界電流至該LED總成。
一支持表面167位在導體164下方以便在該端蓋160嵌套在該外殼50上時支持該LED板34。該支持表面167支持該LED板34之端部以確保該LED板被適當地定位及支持，以便與該等導體164接觸耦合而確保一良好電氣連接。
在另一實施例中，該等銷194可使用多數導體電氣地耦合該LED板34，且該等導體焊接或以另外方式固定在該等LED板接點106上並且電氣地耦合該等銷194。在一實施例中該等導體可包含電線，帶狀電纜等。該等導體電氣地耦合該等銷194且可焊接或以另外方式電氣地耦合該LED板34上之該等電氣接點106。在該等導體與該LED板34電氣地連接後，該等端蓋160可附接在該外殼50上以完成該燈具。
該端蓋160包含由側壁161及一端壁163界定之一內腔室，且該內腔室之尺寸及形狀組配成可緊密地收納該外殼50。在一實施例中，多數內壁165由該端壁163延伸且設置在該側壁161內側以產生用以收納該外殼50之空間167。
在一實施例中，可使用一按扣配合連接來固定該等端蓋160在該外殼50上。在一實施例中該端蓋160在該等側壁61之內部具有多數柄腳170，且該等柄腳接合形成在該外殼50上之多數掣子171。當該外殼插入該端蓋160時，該端蓋160上之該等柄腳170接合該外殼50上之掣子171。該等端蓋160及/或該外殼50可稍微彈性變形使得該外殼50 插入該端蓋160時該外殼及/或該等端蓋變形以便達成一按扣配合連接。該等掣子171可包含延伸穿過該外殼之多數孔或該等掣子171可包含形成在該外殼中之多數凹部。各柄腳170具有接合該外殼50邊緣之一傾斜前表面172以便在該外殼滑入該端蓋160時使該外殼稍微地及逐漸地變形。該等柄腳之後表面173相對於該側壁161以一大致直角形成使得當該柄腳170插入該等掣子171時，該端蓋161不會在使用該燈具時由該外殼50分離。如果需要，在該製程時藉將一專用撬具插入該等孔175而使該外殼50變形且使該柄腳170由該掣子171分離，因此該等端蓋161可由該外殼50分離。雖然該等端蓋161可在該製程時由該外殼分離，但是該等端蓋可使用按扣配合連接而永久地固定在該外殼上使得在使用該燈具時該等端蓋無法由該外殼分離。
在所示實施例中，三對對接柄腳170及掣子171設置成等距地分開環繞該端蓋161及外殼50之周邊。可使用更多或更少數目之按扣配合連接器。亦可使用一按扣配合連接器之其他配置。例如該等柄腳可設置在該等內壁165之外表面上使得該等柄腳由該外殼50之內側而不是由該外殼之內側接合該等掣子。或者，這些組件可交換且該端蓋160可具有該等掣子而該外殼50可具有該等柄腳。
在某些實施例中該燈具必須被嚴密地控制以符合工業標準及嵌入現有燈具。為組合該燈具，該外殼50擠出一比較長之長度。接著將該外殼50切割成一欲長度，其中安裝有該等端蓋之該外殼的長度產生一燈具且落在該 燈具長度之可接受公差內。該等端蓋160嵌套在該外殼50之端部以完成該燈具。為配合該外殼50之長度的各種變化，該等掣子171形成在該外殼50中而互相分開一固定距離使得當該等端蓋160嵌套在該外殼50上時，在該等端蓋160間之間距對應於該燈具之所欲長度。多數缺口177可形成在該外殼50之端部且與該等掣子171對齊。該等缺口177收納多數分開凸緣178，且該等凸緣178形成在該等端蓋160上以便相對於該外殼50定位該等端蓋160。該等缺口177之尺寸係作成使得該等缺口177可以足夠縱向間距收納該等凸緣178，使得該等缺口177可配合該外殼50之長度的小差異而不會影響該燈具之全長。
雖然在此已顯示及說明了多數特定實施例，但是所屬技術領域中具有通常知識者了解以達成相同目的為目標之任一配置可取代所示特定實施例且本發明具有在其他環境中之其他應用。本申請案意圖涵蓋本發明之任一修改及變化。以下申請專利範圍無論如何都不是意圖限制本發明之範疇至在此所述之特定實施例。
160‧‧‧端蓋
161‧‧‧側壁
164‧‧‧導體
165‧‧‧內壁
167‧‧‧支持表面；空間
170‧‧‧柄腳
171‧‧‧掣子
172‧‧‧前表面
173‧‧‧後表面
175‧‧‧孔
177‧‧‧缺口
178,202,204‧‧‧凸緣
220‧‧‧絕緣體

Claims (28)

  1. 一種燈具，包含：一長形、至少部份光學透射之外殼，其具有一第一端及一第二端；至少一LED，其係在該外殼中且可操作而在透過一電氣路徑通電時發光通過該外殼；該至少一LED安裝在一LED板上，該外殼包含用以支持該LED板之至少一第一支持結構，該支持結構與該外殼形成為單件且由一光學材料形成；及一端蓋，其使用一按扣配合連接而固定在該外殼上。
  2. 如請求項1之燈具，其中該按扣配合連接包含在該端蓋及該外殼中之一者上的一柄腳，且該柄腳與在該端蓋及該外殼中之另一者上的一掣子結合。
  3. 如請求項2之燈具，其中該柄腳形成在該端蓋上且該掣子形成該外殼上。
  4. 如請求項2之燈具，其中該掣子包含延伸穿過該外殼之一孔。
  5. 如請求項2之燈具，其中該柄腳包含一傾斜凸輪表面，且當該外殼插入該端蓋時，該傾斜凸輪表面使該外殼變形。
  6. 如請求項2之燈具，其中多數柄腳接合多數掣子。
  7. 如請求項1之燈具，其中該端蓋支持至少一第一銷，該 第一銷在該電氣路徑中；且一第一導體使用一第一接觸耦合件連接該第一銷與該LED板；該第一導體與該第一銷形成為單件。
  8. 如請求項7之燈具，其中該第一導體具有彈性。
  9. 如請求項7之燈具，其中該LED板包含一第一接點且該第一導體彈性地變形以在該第一導體與該第一接點之間產生一偏壓力。
  10. 如請求項9之燈具，其中一支持表面定位成相鄰於該LED板而至該LED板之一側，且該LED板之該側與該第一導體相對。
  11. 如請求項7之燈具，其中該第一銷及該第一導體由一第一件導電材料製成，且該第一件導電材料彎曲而形成該第一銷及該第一導體。
  12. 如請求項7之燈具，其中該第一銷、該第一導體、該第二銷及該第二導體由不鏽鋼製成。
  13. 如請求項7之燈具，其中該第一銷及該第二銷係中空。
  14. 如請求項7之燈具，其中該第一銷及該第一導體被一可變形第一柄腳扣持在該第一端蓋中。
  15. 如請求項1之燈具，其中該支持結構由一低導熱材料形成。
  16. 一種燈具，包含：一塑膠、長形且至少部份光學透射之管狀外殼；至少一LED，其係在該外殼中且可操作而在透過一 電氣路徑通電時發光通過該外殼；及一第一端蓋及一第二端蓋，其係按扣配合在該外殼上，該第一端蓋及該第二端蓋之各端蓋各支持一銷，且該銷與該電氣路徑耦合。
  17. 一種燈具，包含：一長形、至少部份光學透射之外殼，其具有一第一端及一第二端；至少一LED，其係在該外殼中且可操作而在透過一電氣路徑通電時發光通過該外殼；該至少一LED安裝在一LED板上，該外殼包含用以支持該LED板之至少一第一支持結構，該支持結構由一光學材料形成。
  18. 如請求項17之燈具，其中該外殼及該支持結構由相同光學透射材料形成。
  19. 如請求項17之燈具，其中該支持結構延伸達該外殼之大致全長。
  20. 如請求項17之燈具，其中該支持結構包含用以收納該LED板之一通道。
  21. 如請求項20之燈具，其中該支持結構包含用以收納該LED板之相對縱向邊緣的一第一通道及一第二通道。
  22. 如請求項17之燈具，其中該外殼包含由該光學材料製成之一補強構件，且該補強構件與該外殼形成為單件，並且該補強構件延伸達該外殼之大致全長。
  23. 如請求項17之燈具，其中該光學材料使由該至少一LED 發射之光擴散。
  24. 如請求項17之燈具，其中該LED板包含一導熱材料，且為該至少一LED提供實體支持，並且形成該電氣路徑之一部份。
  25. 如請求項17之燈具，其中該外殼之一寬度大於該LED板之一寬度。
  26. 如請求項17之燈具，其中該支持結構及該外殼形成為單件。
  27. 一種燈具，包含：一長形管狀外殼，其包含一光學透射材料之第一部份及一光學非透射材料之第二部份；至少一LED，其係在該外殼中且可操作而在透過一電氣路徑通電時發光通過該外殼；該至少一LED安裝在一LED板上，該外殼包含用以支持該LED板之一支持結構，該支持結構、該第一部份及該第二部份形成為單件。
  28. 如請求項27之燈具，其中該支持結構由光學非透射材料形成。
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