TW202004080A - 具有整合電連接器的照明模組 - Google Patents

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麥可 丹尼許
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Abstract

照明模組包括由具有大於至少0.5 W·m-1 K-1 之導熱率的導熱材料所形成之外殼。外殼形成實質上圓筒形之孔腔並包含圍繞實質上圓筒形孔腔的開口之凸緣。照明模組包括至少一整合電連接器，與外殼的至少一部分機械式嚙合且實質上容納在外殼之至少一部分內，以接收來自建築物的電系統之AC電壓。照明模組更包括光源，包括至少一設置於實質上圓筒形孔腔中的LED；和AC至DC轉換器，設置在實質上圓筒形孔腔中，以由至少一整合電連接器接收電能，並供給經調節之電能以對光源供電。

Description

具有整合電連接器的照明模組
本發明關於一種照明模組，特別是關於一種具有整合電連接器的照明模組。
照明器具是一種無處不在之裝置，其在諸多室內和室外環境中提供人工照明。依賴於白熾燈或一體式螢光燈(CFL)照明的傳統照明器具典型已使用可更換之燈泡，在此所述燈泡含有接收電輸入和發光的零組件。最近，基於發光二極體(LED)之照明器具已利用含有LEDs和相應的驅動器電子器件之照明模組來管理和控制藉由照明器具所接收的電輸入。照明模組在一些實施方式中可為燈炮之形式，為用戶提供安裝及／或替換照明器具中的發光零組件之便利形式。
經由用於照明模組的先前創新設計，發明人已認知及了解光源和電子器件整合在單一封裝內之照明模組大致上簡化將照明模組安裝進入給定的照明器具之過程。於一態樣中，藉由使用諸多標準電連接器及／或耦接機構中的一種來促進將此一照明模組安裝進入照明器具。然而，發明人亦認識到傳統照明模組典型設計成特別用於與對應之特定類型的照明器具(例如，嵌入式照明器具、表面安裝式照明器具、泛光燈器具、安全照明器具、諸如道路或庭院照明之室外器具、樹木照明、階梯照明等)，其中照明器具的類型可對照明模組強加相應之特定限制(基於照明器具組構及／或使用照明器具的應用)。例如，設計用於表面安裝式照明器具之傳統照明模組不適合嵌入式照明器具。
其結果是，設計用於與特定類型的照明器具一起使用之傳統照明模組可能不適合與其他類型的照明器具一起使用。另外，如果用戶希望改變照明器具之一些態樣(例如光輸出)，則可能需要不同的照明模組。據此，可能需要多數類型之照明模組以適應不同類型的照明器具和用戶在給定環境(例如，辦公室、房屋、多戶住宅建築)中之期望規格，從而導致更高的成本和維護。
因此，本揭示內容針對“通用”照明模組之諸多創造性實施方式，其與諸多不同類型的照明器具兼容(例如，就形狀因數、尺寸、電連接需求中的一或多個而言)，且是特別適合那些沒有經驗的電氣承包商或照明設計師(例如，屋主、自己動手的愛好者等)輕易進行安裝和更換的人。於一態樣中，在此所敘述之照明模組可具有足夠緊湊的形狀因數，使得照明模組能夠裝入用於照明模組之諸多類型的照明器具或其他容器／封圍件；此容器／封圍件或照明器具之範例包括、但不限於諸多類型的電接線盒、嵌入式照明器具(例如，嵌入式照明器具之“罐子”外殼)、表面安裝式照明器具、吊燈照明器具、泛光燈器具、戶外照明器具(例如，樹木照明器具、階梯照明器具、地面或道路照明器具、庭院照明器具)和安全照明器具。
在用於在此所揭示的諸多照明模組之相對緊湊設計的其他態樣中，用於照明模組之外殼可以是單件或多件式結構(例如主要外殼本體機械地耦接至用於主要外殼本體的後蓋或背蓋)，且外殼之一些部分可建構成在其中包括整合電連接器，其與外殼的至少一部分機械地嚙合，以便用於照明模組之緊湊輪廓。在諸多方面中，整合電連接器為照明模組提供更精飾和“清潔”的外觀，並減輕從照明模組鬆弛地懸掛出電線之需要；這依序能使安裝和更換對於那些可能幾乎沒有電或照明系統經驗的屋主或自己動手的愛好者來說不那麼令人生畏。
如此，在此所敘述之諸多創新的照明模組可以是“通用的”，其中可在用於不同照明應用之不同類型照明器具中採用給定的照明模組(例如，照明模組可在給定環境中的不同照明器具之間互換)，如此簡化維護。譬如，在此所敘述的創新照明模組可安裝在不同類型之電接線盒、用於嵌入式照明器具的嵌入式罐子外殼、庭院或道路照明器具、樹木照明器具、吊燈照明器具、裝飾照明器具、階梯照明器具、及泛光燈器具。在一些實施方式中，照明模組可包括複數安裝孔，其建構來與用於特定尺寸之電接線盒的對應孔對齊。為將照明模組安裝進入不同尺寸設計之接線盒或其他容器／封圍件或照明器具，於一些實施方式中，照明模組可與耦接配接件一起使用，以便於將照明模組安裝進入容器／封圍件或照明器具的不同尺寸孔口。在一範例中，此耦合配接件可包括建構來與接線盒及照明模組對齊之孔洞。
於諸多實施方式中，在此所敘述的創新照明模組可為以諸多方式輕易地耦接至裝飾件。例如，給定之照明模組能以扣持彈簧耦接至裝飾件，所述扣持彈簧例如可將照明模組和裝飾件鎖固至嵌入式罐子外殼。為了將照明模組安裝進入不同尺寸的照明器具，可使用具有各種扣持彈簧之裝飾件。於一些實施方式中，耦接至照明模組的裝飾件顯著地促進藉由照明模組所產生之散熱(例如，藉由照明模組中的光源及／或驅動器／電力電子器件所產生之熱)。
在一些實施方式中，照明模組的模組外殼亦可使用於僅封閉光源和驅動器。為了改善來自照明模組之光輸出，可將光學元件放置在每一光源上，以將更多的光耦合進入周圍空氣，模組外殼之內部側壁能塗覆有反射塗層，以減少寄生吸收損失，且蓋透鏡可將光重定向至所期望的角度和空間分佈。以此方式，於一些照明模組範例中，不需要包括單獨之反射元件，這可允許更小的形狀因子照明模組並降低製造和組裝之成本。
在其他實施方式中，擴散透鏡或具有漫射體的透明透鏡可利用於保護光源並越過透鏡提供更均勻之照明。在又其他實施方式中，可利用光導，其中光源安裝於照明模組的外殼之側壁上，以減小模組的尺寸。
總之，一範例實施方式針對照明模組，包含：外殼，由具有大於至少0.5 W·m-1 K-1 之導熱率的導熱材料所形成，外殼形成實質上圓筒形之孔腔並包含圍繞實質上圓筒形孔腔的開口之凸緣；至少一整合電連接器，與外殼的至少一部分機械式嚙合且實質上容納在所述外殼之至少一部分內，以接收來自建築物的電系統之AC電壓；光源，包括至少一設置於所述實質上圓筒形孔腔中的LED；和AC至DC轉換器，設置在所述實質上圓筒形孔腔中，以由所述至少一整合電連接器接收電能，並供給經調節之電能以對光源供電。
2018年5月8日發給及標題為“用於嵌入式照明的統一標準之驅動器和光源組件”的美國專利第9,964,266號全部以引用之方式併入本文。
應當理解，以下更詳細討論的前述概念和附加概念之所有組合(假設此等概念不相互矛盾)被認為是在此所揭示的發明主題之一部分。特別地是，出現在本揭示內容結尾的所主張主題之所有組合都被認為是在此所揭示的發明主題之一部分。亦應當理解，於此明確採用的術語亦可出現在通過引用併入之任何揭示內容中，應當賦予與於此所揭示的特定概念最一致之意義。
以下是與照明模組有關之諸多概念的更詳細敘述、及其實施方式，所述照明模組可容易地與室內和室外兩者環境中之諸多不同的容器／封圍件或不同類型之照明器具一起使用。應當理解，上面介紹的和下面更詳細討論之諸多概念能以多種方式實現。提供具體實施方式和應用的範例主要是出於說明性目的，以致能夠使那些熟諳此技藝者實踐對那些熟諳此技藝者顯而易見之實施方式及另外選擇。
下面所敘述的附圖和示範實施方式並不意指將本實施方式之範圍限制於單一實施例。通過交換所敘述或說明的一些或所有元件，其他實施方式是可能的。再者，於所揭示之示範實施方式的某些元件可使用已知組件局部或完全實現之處，在某些情況下，僅敘述對於理解本實施方式所必需的此等已知零組件之那些部分，並省略此等已知零組件的其他部分之詳細描述，以免模糊本實施方式。
在下面的討論中，提供本發明之照明模組的諸多範例，其中給定範例或範例組展現照明模組之一或多個特定特徵。應當理解，結合照明模組的給定範例所討論之一或多個特徵可採用於根據本揭示內容的照明模組之其他範例中，使得在此所揭示的諸多特徵可輕易地組合於根據本揭示內容之給定照明模組中(假設各個特徵不相互矛盾)。
具有整合電連接器的照明模組之第一範例
在下面所呈現的第一組範例中，揭示包括以下特徵之一或多個的照明模組：電連接器，整合於照明模組之外殼中(或外殼的後蓋／蓋件)；LED光源，配置在照明模組之外殼的內部側壁附近(例如，以實質上圓形之組構)並定位，以便背光照明模組的光學器件(例如，透鏡)；照明模組外殼，具有卡扣配合連接器組構，用於將裝飾件機械地耦接至照明模組(例如使用扣持彈簧)；及照明模組外殼，具有扭鎖連接器組構，用於將裝飾件機械地耦接至照明模組。
圖1A-1F顯示照明模組100之第一示範實施方式。照明模組100可包括模組外殼110，其包圍發光的光源160；及驅動器170，其向光源160供應和調節電力。後蓋120可耦接至模組外殼110之後表面，並可包括與後蓋機械地嚙合的整合電連接器122，以在將照明模組100連接至外部電源時改善安裝之便利性(例如，來自建築物的電系統之AC電壓，其中安裝含有照明模組的照明器具)。蓋透鏡130可耦接至模組外殼110之前端，以將光分配進入周圍環境。於一些實施方式中，透鏡130可實質上將光源160及驅動器170與周圍環境分開。模組外殼110可包括允許照明模組100耦接至另一結構的例如孔洞140之諸多特徵、例如接線盒(看圖4A)或具有諸多組構的照明器具。模組外殼110亦可包括一或多個建構來將裝飾件190耦接至照明模組之連接構件150。
如圖1D及1E中所顯示，模組外殼110可包括藉由側壁102所界定且含有光源160和驅動器170之孔腔113。在一些實施方式中，側壁102的長度(例如，沿著圖1E中之垂直方向)可取決於驅動器170的尺寸及／或期望的熱性能，以從與光源160及／或驅動器170相關聯之電子器件散熱。
後蓋120可用於至少局部地容置及／或機械地支撐電連接器122並包圍將電連接器122耦接至驅動器170的複數電線126。電連接器122可與後蓋機械地嚙合，使得它實質上在後蓋的成形隔室中之固定位置中(例如，經由一或多個卡扣配合或推入配合突片)容納於後蓋內。如圖1B、1D和1F中所示，在一態樣中，電連接器的可接近端一旦與後蓋之形成隔室嚙合且容納於後蓋的形成隔室內，本質上與後蓋之外部表面齊平，使得電連接器實質上未由後蓋突出。在另一態樣中，電連接器可為“快速連接器”類型，其保持在後蓋的隔室內之適當位置中，且建構成使得耦接至外部電源的對應咬合電連接器128(如圖1E和1F中所示)可插入電連接器122，以向照明模組100提供電力(例如，經由AC電源、諸如建築物之電系統)。以此方式，後蓋120可用於至少局部地由周圍環境屏蔽照明模組100中的內部佈線並改善安裝之容易性。再者，於某些方面，如此與後蓋(或外殼的另一部分)整合之電連接器為照明模組提供更加完美和“清潔”的外觀，並減少從照明模組鬆弛地懸掛出電線之需要；這依序能使安裝和更換對於那些可能幾乎沒有電或照明系統經驗的屋主或自己動手的愛好者來說不那麼令人生畏。
在下面進一步討論之其他範例中，光源160和驅動器170位於單獨的基板上，且驅動器可包括在外殼之後蓋或替代後孔腔中。於此替代設計的一態樣中，驅動器電子器件在離光源更遠之距離處放置於外殼中，藉此減少驅動器電子器件暴露至藉由光源所產生的熱量(及反之亦然)。
在一些實施方式中，如圖1B和1F中所示，後蓋120可為經由複數連接構件124耦接至模組外殼110的後外部表面之單獨零組件，以便易於對齊和組裝。連接構件124可為諸多類型的連接器，包括、但不限於卡扣配合連接器、螺釘緊固件、黏著劑、導熱膏、及膠帶。連接構件124之類型亦可取決於用以形成後蓋120的材料之順應性而變動。例如，圖1B顯示一實施方式，在此連接構件124是複數卡扣配合連接器，其建構來耦接至模組外殼110的後外部表面上之對應的複數孔洞。於圖1B所示實施方式中，後蓋120可由足夠撓性之材料所形成，以允許卡扣配合連接器彎曲，以便裝配進入模組外殼110上的孔洞中。
後蓋120可由諸多塑料和金屬所形成，包括但不限於鋁、鋼、不銹鋼、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚丙烯、和聚苯乙烯。取決於用以形成後蓋120之材料，可使用諸多製造方法來製作後蓋120，包括但不限於射出成形、銑削、拋光、搭接、研磨或普通熟諳技術領域者所已知的任何其他方法。
後蓋120之組裝至模組外殼110界定後孔腔111，其局部包圍電連接器122及用於將電連接器122電耦接至驅動器170的複數電線126。在一些實施方式中，後孔腔111可藉由設置於模組外殼110之後外部表面上的複數後鰭片112所局部地界定。如圖1B中所示，凹槽可為併入至每一後鰭片112上並建構來承納後蓋120上之側壁的一部分。因此，後孔腔111之尺寸可基於每一後鰭片112上的凹槽之深度、及後蓋120的側壁之長度而變動。
在一些實施方式中，後蓋120和模組外殼110的後外部表面可建構來形成包圍複數電線126之實質上密封的後孔腔111。藉由形成密封之孔腔，複數電線126可與周圍環境充分隔離，使得單獨的接地電線不需要包括在照明模組100中，以滿足藉由美國國家電氣規範(NEC)和美國保險商實驗室(UL)所規定之諸多電氣規範。於一些實施方式中，可定位後蓋120，使得後孔腔111經過形成在後蓋120和模組外殼110之間的開口部分地暴露至周圍環境。開口可提供空氣從後孔腔111循環至周圍環境之通路，其可改善來自模組外殼110的後外部表面之熱對流。
模組外殼110可包括饋通孔118，其允許從模組外殼110的後外部表面饋送經過藉由模組外殼110所界定之孔腔的後內部表面，使得複數電線126之第一端可耦接至驅動器170。於一些實施方式中，饋通孔118可為設置於模組外殼110的後表面上之孔洞，如圖1B及1D中所示。在一些實施方式中，支撐驅動器170的機板亦可包括孔洞與饋通孔118對齊之孔洞，以允許複數電線126連接至設置驅動器電子器件170的機板之前表面。複數電線126的第二端可耦接至電連接器122。複數電線126之第一端和第二端可分別使用諸多耦接機構耦接至驅動器170及電連接器122，包括但不限於焊劑接合、接線螺釘、及導電環氧基樹脂。
在一些實施方式中，應變消除特徵116可併入於模組外殼110或後蓋120上，以消除複數電線126中的應變。例如，應變消除特徵116可機械地耦接至一部分電線126，使得例如在組裝期間施加至電線126之力量不會傳送到電線126的第一端或第二端，於此與驅動器170和電連接器122之耦接可能更脆弱。例如，在一些實施方式中，應變消除特徵116可由複數突出特徵所形成，所述突出特徵形成尺寸小於模組外殼110的外部後表面上之電線126的直徑之凹槽，如圖1B和1E中所示。電線126可壓配合進入凹槽，以由於應變消除特徵116和與所述應變消除特徵116接觸的部分電線126之間的摩擦而機械地限制電線126之動作。在一些實施方式中，應變消除特徵116可為柱或桿，其建構來使得電線126能使用附加的電線或綁紮帶綁至所述應變消除特徵116。於一些實施方式中，複數應變消除特徵116可為設置在後蓋120和模組外殼110上，以減輕沿著電線126之複數位置的應變。
電連接器122可使用諸多耦接機構耦接至後蓋120，包括、但不限於壓配合、卡扣配合、螺釘緊固件、黏著劑、及膠帶。譬如，圖1D及1E顯示一實施方式，在此電連接器122壓配合進入後蓋120，使得後蓋120之一部分夾緊電連接器122的側面。
於一些實施方式中，複數後方鰭片112及／或側面鰭片114可為設置在模組外殼110上，以藉由增加可用於熱對流之表面積來改善對周圍空氣的散熱。例如，圖1B顯示照明模組100之實施方式，在此模組外殼110包括後方鰭片112及側面鰭片114兩者。圖2顯示照明模組100的另一示範實施方式，在此模組外殼110僅包括後方鰭片112及沒有側面鰭片114。
於一些實施方式中，模組外殼110亦可局部地經過耦接至照明模組100之裝飾件190散熱。裝飾件190可用於覆蓋牆壁或天花板中的孔洞，將容置照明模組100的照明器具安裝進入此孔洞(或在其上)。裝飾件190可沿著孔腔113機械地接觸模組外殼110之側壁102。此接觸可提供界面，光源160及／或驅動器170所產生的熱可經由熱傳導傳送通過所述界面。然後，藉由裝飾件190所接收之熱量可傳送至裝飾件190或建築物結構的處於環境溫度之其他部分。以此方式，裝飾件190可用於將照明模組100、尤其是光源160保持在期望的操作溫度，如此增加照明模組100之壽命及／或滿足電碼規範，同時減小照明模組100的整體尺寸。
光源160可為諸多類型之電光裝置，包括但不限於發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、和聚合物發光二極體(PLED)。在一些實施方案中，光源160可包括一或多個發光元件、例如多數LED、OLED、或PLEDs，以增加光輸出及／或變更發射進入周圍環境中的光之光譜特性。驅動器170可包括用於供電和調節電力的諸多電子器件及電路系統，以便分別為光源160供電和控制光源160。在一些實施方式中，驅動器包含AC至DC轉換器，以從AC電源(例如，建築物之電系統)接收電能，並供應經調節的電能以為照明模組供電(例如，以DC電壓及／或電流之形式)。
於一些實施方式中，光源160及驅動器170可為設置在單一機板174例如印刷電路板(PCB)上，如圖3A及3B中所示，以簡化製造及組裝。於圖3A中，光源160的各個LED設置成靠近機板174之周邊的圓形配置中，而在圖3B中，光源160之多數LED大致上設置於機板174的中心。機板174之尺寸和形狀可設計成裝配於藉由模組外殼110所界定的孔腔內。在一些實施方式中，光源160和驅動器170可設置至二或更多機板174上並經由另外之佈線元件電耦接以提供更大的設計靈活性，尤其是當相同之驅動器170可用於諸多類型的光源160時。在一些實施方式中，二或更多機板174可定位成大致共平面的。例如，圖3C顯示一實施方式，於此複數光源160設置在第一機板174A上，且驅動器170設置於建構來同心地圍繞第一機板174之第二機板174B上。在一些實施方案中，機板174亦可包括與饋通孔118對齊的孔洞(例如，參見圖3A)，其允許來自後蓋120之電線126穿過機板174並耦接至驅動器170。電線126可使用諸多連接機構耦接至驅動器170，所述連接機構包括但不限於焊劑接合、接線螺釘、及導電環氧基樹脂。
在一些實施方式中，支撐光源160和驅動器170的一或多個機板174可使用諸多耦接機構耦接至藉由模組外殼110所界定之孔腔的後面或側面內部表面，所述耦接機構包括但不限於黏著劑、螺釘緊固件、膠帶、及夾子。例如，圖3A顯示支撐光源160及驅動器170之單一機板174，所述光源160及驅動器170使用例如螺釘緊固件的複數連接構件172鎖固至模組外殼。藉由光源160所產生的熱可通過支撐機板174經由熱傳導而消散進入模組外殼110。導熱環氧基樹脂、黏著劑、或糊劑可設置於支撐光源160及模組外殼110之機板174的至少一部分之間，以進一步改善散熱。在一些實施方式中，一或多個機板174可以是撓性印刷電路，其可使用導熱黏著劑安裝至模組外殼110。
如上所述，於一些實施方式中，一或多個光源160可實質上設置在藉由模組外殼110所界定的孔腔113中之後內部表面的中心附近，如圖3B和3C中所示。然後，驅動器170之電子器件可沿著光源160的周邊之至少一部分設置，如圖3B和3C中所示。於其他實施方式中，光源160可圍繞機板174的周邊(例如，靠近外殼110之側壁102)以大約圓形配置設置在機板174上，如圖3A中所示。於其他實施方式中，驅動器170可設置在模組外殼110中的單獨孔腔中。藉由將光源160放置在模組外殼110之中心附近，藉由光源160所發射的光不太可能藉由模組外殼110或驅動器電子器件170之內部側壁所阻擋。於一些實施方式中，驅動器170的電子器件可替代地實質上設置在藉由模組外殼110所界定之孔腔中的後內部表面中心附近。一或多個光源160可接著沿著驅動器170之周邊的至少一部分設置，如圖3A中所示。由於沿著驅動器170之周邊可用的更大區域，此組構可允許使用更多光源160。在一些實施方式中，光源160可散置於驅動器電子器件170中並沿著模組外殼110中之孔腔的後內部表面均勻分佈。
光源160亦可包括建構來增加光源160之光輸出的光學元件。在一些實施方式中，光學元件可為放置成與光源160之發光元件接觸的稜鏡。例如，光學元件可為由透明且在藉由光源160所發射之光譜內具有大於1的折射率之材料所形成。光學元件的尺寸和形狀可設計成耦合來自光源160之光，否則光將由於全內反射而被捕獲。如圖1F和3A中所示，光學元件可為放置在每一光源160上的圓頂形光學元件。
可建構藉由模組外殼110所界定之孔腔113的內部表面，以反射藉由光源160所發射之光，以增加照明模組100進入周圍環境的光輸出。於一些實施方案中，孔腔之內部表面可塗覆有反射塗層，以減少來自模組外殼110的光之寄生吸收。反射塗層可為擴散地反射光的漆料(例如，白色啞光漆)、鏡面反射地(例如，鏡面漆)、或其某種組合。在一些實施方案中，亦可使用粉末塗層施加反射塗層。另外，反射膜或片亦可施加至孔腔113之內部表面。以此方式，可從照明模組100排除單獨的反射元件，從而減小照明模組100之形狀因數和製造及組裝成本。
蓋透鏡130亦可建構來以直接或擴散的方式傳輸光。於一些實施方案中，蓋透鏡130可建構成具有高光學透明度，使得所發射之光的空間和角度分佈主要取決於光源160和模組外殼110中之孔腔的側壁之反射特性。在一些實施方案中，蓋透鏡130可經紋理化或圖案化以散射光。例如，蓋透鏡130可擴散地散射光，以在環境中提供更均勻的柔和照明。蓋透鏡130可為修改耦接進入周圍環境之光的空間和角度分佈之光學元件。蓋透鏡130可形成為諸多形狀。例如，蓋透鏡130實質上可為平坦的，如圖1E和1F中所示，或形狀上可為凸出或凹入的、例如圓頂形蓋透鏡130。蓋透鏡130之厚度也可在空間上變動。例如，蓋透鏡130可建構成具有凸出表面，在此蓋透鏡130的中心比周邊厚，使得藉由光源160所發射之光於耦合進入環境時聚焦。在另一範例中，蓋透鏡130可建構成具有凹入表面，在此蓋透鏡130之中心比周邊薄，以使藉由光源160所發射的光發散。在下面進一步討論之照明模組的其他範例中，蓋透鏡可為PMMA光導，具有壓入表面之熱壓紋微結構。微結構特徵以受控的方式將光分散出光導。可將諸多圖案按壓至PMMA光導之表面上，以操縱光輸出光束散佈，藉此允許在相對較淺的孔腔中之諸多光束圖案。
於一些實施方案中，蓋透鏡130可耦接至模組外殼110的前表面，使得蓋透鏡130實質上與模組外殼110之前表面齊平。蓋透鏡130可使用諸多包括但不限於黏著劑、卡扣配合、夾具和螺釘緊固件的連接機構耦接至模組外殼110。在一些實施方式中，蓋透鏡130和模組外殼110可形成實質上密封之封圍件，這減少將驅動器170暴露至周圍環境。藉由使用蓋透鏡130來由環境屏蔽驅動器170，可降低潛在的火災風險和其他危險，從而使照明模組100能夠符合藉由美國國家電氣規範(NEC)和美國保險商實驗室(UL)所規定之消防代碼。
蓋透鏡130可由諸多光學透明材料所形成、例如玻璃或聚合物，包括但不限於聚碳酸酯、丙烯酸聚合物、環烯烴聚合物(澤諾克斯“Zeonex”)、聚苯乙烯、矽酸鹽基玻璃、氟化鈣、氟化鎂、矽、鍺、或硒化鋅。取決於用於形成蓋透鏡130的材料，可使用諸多製造方法，包括但不限於射出成形、銑削、拋光、搭接、研磨、熱壓花、或普通熟諳技術領域者所已知的任何其他方法。
照明模組100的尺寸和形狀可設計成實質上裝配在容器／封圍件或照明器具(於此亦稱為“外部外殼”)內側，以便於將照明模組100安裝在諸多室內或室外建築設置。外部外殼之範例包括、但不限於諸多電接線盒、嵌入式照明器具、表面安裝照明器具、階梯照明器具、庭院照明器具、安全照明器具、樹木照明器具、地面照明器具、和道路照明器具。
外部外殼可包括開放孔口，以便於將照明模組100放置在藉由外部外殼所界定的孔腔中。開放孔口之尺寸(例如，特徵長度可以在由約3英寸至約10英寸的範圍內)和形狀(例如，圓形、圓角正方形、多邊形)亦可變動。例如，圖4A顯示電接線盒180、3.5英寸圓形接線盒、和4英寸大小之圓角正方形接線盒的二示範實施方式，其可用作照明模組100之外部外殼。在接線盒中亦可包括拆卸部(未示出)，以便於佈線和與照明模組100(例如，連接器128)電連接。圖4B-4F顯示照明模組100的實施方式之諸多視圖，其具有允許照明模組100裝配在圖4A中所示接線盒中的尺寸。因此，照明模組100可與不同類型和不同尺寸設計之外部外殼(及因此不同的照明器具)互換。
照明模組100可使用諸多耦接機構耦接至外部外殼，所述耦接機構包括、但不限於螺釘緊固件、螺栓緊固件、夾具、扣持彈簧、和夾子。例如，在外部外殼為接線盒180之實施方式中，模組外殼110可包括複數孔洞140，所述孔洞建構來與接線盒180上的複數孔洞182對齊，如圖4G中所示。因此，連接構件142、例如螺釘緊固件可用於經過所述孔洞140和182將模組外殼110耦接至接線盒180。大致上孔洞182的尺寸和孔洞182之間的距離可針對不同尺寸設計之接線盒180而變動。其結果是，照明模組100上的孔洞140可與接線盒180之一實施方式對齊，但是可以不與接線盒180的另一實施方式對齊。為了適應接線盒180之維度的變動，可使用配接件186，其可包括與模組外殼110上之孔洞140對齊的複數孔洞187和與接線盒180上之孔洞182對齊的複數孔洞188，如圖4H中所示。配接件186可為設置在接線盒180和模組外殼110之間，如圖4I中所示。連接構件189、例如螺釘緊固件可用於使用孔洞188和182將配接件186耦接至接線盒180。連接構件142、例如螺釘緊固件可用於使用孔洞187及140將模組外殼110耦接至配接件182。配接件186亦可包括中心孔口，所述中心孔口的尺寸和形狀設計成使得模組外殼110可實質上通過所述孔口，用以放置在接線盒180之孔腔內。藉由確定照明模組100的尺寸以裝配於較小之接線盒180(例如，3英寸直徑的接線盒)內側，然後可使用諸多配接件186將相同之照明模組100安裝進入較大的接線盒180中。
在一些實施方案中，外部外殼可為嵌入式罐子外殼。照明模組100能使用複數設置於耦接至照明模組100之裝飾件190上的扣持彈簧耦接至嵌入式罐子外殼。扣持彈簧能建構成將往外力量施加在嵌入式罐子外殼中之孔腔的內部表面上，以將照明模組100鎖固至嵌入式罐子外殼。耦接至照明模組100之相同裝飾件190可用於諸多尺寸設計的嵌入式罐子外殼，只要藉由扣持彈簧所施加之向外力量足以將照明模組100固持在嵌入式罐子外殼中。對於較大的嵌入式罐子外殼，不同之裝飾件190可耦接至相同的照明模組100，以確保照明模組100牢固地耦接至較大之嵌入式罐子外殼。
如上所述，照明模組100亦可耦接至裝飾件190。裝飾件190用於覆蓋照明模組100所在表面(例如，天花板或牆壁)上的孔洞之暴露邊緣。裝飾件190可包括孔口，以允許來自照明模組100的光通過進入周圍環境。譬如，圖5A顯示耦接至表面184之示範接線盒180。接線盒180界定照明模組100所在的孔腔。裝飾件190可耦接至照明模組100之模組外殼110，使得裝飾件190一旦組裝就覆蓋接線盒180的孔腔之暴露邊緣，如圖5B中所示。
裝飾件190可使用諸多耦接機構耦接至照明模組100，包括、但不限於扭鎖連接器、磁鐵、咬接連接器、模製按扣特徵、螺釘緊固件、夾子、夾具、樹脂、及黏接劑。譬如，圖5C-5E顯示一實施方式，在此咬接連接器使用於將裝飾件190耦接至模組外殼110。如圖5D中所示，裝飾件190上的連接構件192可包括沿著孔口之內部側壁的溝槽，其建構來固持扣持彈簧。在一些實施方式中，扣持彈簧可為電線狀元件，於此扣持彈簧之各部份建構來裝配在模組外殼110上的對應溝槽(例如，連接構件150)，並於模組外殼110上施加向內之力量，以將裝飾件190牢固地耦接至模組外殼110。在一些實施方式中，模組外殼110上的溝槽可沿著模組外殼110之外部側壁靠近前表面設置，如圖5D中所示，以確保模組外殼110實質上裝配於接線盒180的孔腔中。
圖6A-6C顯示具有扣持彈簧之裝飾件190的諸多實施方式。圖6A顯示裝飾件190之實施方式，在此裝飾件190的前表面建構成幾乎與照明模組100之前表面共平面。圖6B顯示裝飾件190的另一實施方式，於此照明模組100之前表面係設置在藉由裝飾件190所界定的圓筒形凹入孔腔內側。圖6C顯示裝飾件190之另一實施方式，於此照明模組100的前表面設置在藉由裝飾件190所界定之錐形凹入孔腔內側。
在一些實施方案中，裝飾件190可經由扭鎖連接器耦接至模組外殼110。模組外殼110上的連接構件150可為與模組外殼110一體成形之複數扭鎖凸緣，如圖1A-1F中所示。裝飾件190上的連接構件192可包括複數溝槽或凹槽，其建構來耦接至模組外殼110上之扭鎖凸緣。圖7A-7C顯示具有扭鎖連接器的裝飾件190之諸多實施方式。圖7A顯示裝飾件190的實施方式，於此建構成裝飾件190之前表面，以與照明模組100的前表面幾乎共平面。圖7B顯示裝飾件190之實施方式，在此照明模組100的前表面設置於藉由裝飾件190所界定之圓筒形凹入孔腔內側。圖7C顯示裝飾件190的另一實施方式，在此照明模組之前表面設置於藉由裝飾件190所界定的圓錐形凹入孔腔內側。
在一些實施方式中，模組外殼110可包括一或多種類型之連接構件150，以改善與更寬範圍的裝飾件類型之兼容性。例如，圖8A顯示照明模組100的實施方式，於此模組外殼110上之連接構件150包括插入式連接器和扭鎖連接器兩者。在一些實施方式中，模組外殼110可僅包括一種類型的連接構件150。圖8B顯示照明模組100之實施方式，在此模組外殼110上的連接構件150是咬接連接器，圖8C顯示照明模組100之另一實施方式，在此模組外殼110上的連接構件150是設置於靠近模組外殼110之前表面一定距離處的扭鎖連接器。圖8D顯示照明模組100之另一實施方式，在此模組外殼110上的連接構件150是與模組外殼110之前表面共平面的扭鎖連接器。
具有整合電連接器之照明模組的第二範例
於下面所呈現之第二組範例中，揭示包括以下特徵的一或多個之照明模組：電連接器，整合在照明模組的外殼中；LED光源，沿有照明模組之外殼的內部側壁配置，且定位以便使照明模組之光學器件(例如，光導)邊緣照明；及照明模組外殼，其建構成便於經由一或多個卡扣配合機構(例如，使用抓至外殼上的裝飾件上之可壓力變形的卡扣突片)將裝飾件機械連接至照明模組。
圖9A-9C顯示照明模組100之另一示範實施方式。如所示，照明模組100可包括模組外殼110，其局部地用於支撐和安裝照明模組100的諸多零組件。模組外殼110可包括二孔腔，孔腔113含有光源160，且後孔腔111含有驅動器170。孔腔111和113可藉由側壁102所界定並藉由形成進入模組外殼110之分隔件104所分開。孔腔113可具有允許來自光源160的光發射出照明模組100。孔腔111可具有足夠大的開口，以允許驅動器170被放置進入孔腔111。可封閉孔腔111，且在一些情況下，實質上使用後蓋120密封。另外，照明模組130可包括電耦接至驅動器170之電連接器122，以從外部電源接收電力(例如，來自建築物的電系統之AC電壓)。照明模組100亦可包括光學器件202，以增加照明模組100的光耦合效率，並使光成形，以提供期望之光束輪廓(例如，期望的角度分佈、期望之空間分佈)。應理解的是，相對於圖1A-1F中所描述之照明模組100所敘述的各種特徵、結構、和材料亦可應用至圖9A-9C中所顯示之照明模組100。
如上面所述，模組外殼110主要使用於支撐照明模組100的諸多零組件，且分別界定含有驅動器170和光源160之孔腔111和113。如藉由側壁102所界定的孔腔111和113之深度可取決於驅動器170和光源160的相應尺寸。可選擇每一孔腔之深度以增加距離，並因此增加驅動器170與光源160之間的熱阻(例如，驅動器170和光源160之間的氣隙電阻和側壁電阻之組合)。較大的熱阻減少藉由光源160所產生之熱所造成的驅動器170中之不希望的溫度升高，因此增加驅動器170和光源160兩者之壽命。然而，每一孔腔的深度可受限於照明模組100上所施加之尺寸限制，這可藉由能裝配進入照明器具的特定外部外殼之最大兼容照明模組100所指示。為此目的，可通過整合進入模組外殼110之諸多散熱特徵的輔助來獲得更淺之深度，這可將來自光源160的熱轉移遠離驅動器170。
例如，圖9A和9B顯示模組外殼10，其具有沿著側壁102之外部表面設置的複數散熱片114。散熱片114可用於對流地散熱至周圍空氣。另外，模組外殼110可包括沿著通向孔腔113之開口定位的凸緣106。凸緣160可局部地用於與裝飾件190介接。如上所述，藉由經過使裝飾件190之與模組外殼110接觸的部分傳導熱，裝飾件190也可用於從模組外殼110散熱。為了增加熱傳送，凸緣160可設計成具有更大之表面積，熱可經過所述表面積傳導至裝飾件190。凸緣160亦可提供耦接機構，其在凸緣160和裝飾件190之間施加力量，這增加熱接觸。
在圖9A-9C中所描述的示範模組外殼110中，凸緣160併入模製按扣特徵，其設計成容納裝飾件190上之按扣連接器192，如圖12所示。如所示，按扣連接器192可沿著凸緣160的周邊與凸耳配合。按扣連接器192可設計成利用固持力量將裝飾件190扣持至模組外殼110上，所述固持力量亦增加熱接觸。特別是當模組外殼110和裝飾件190由具有足夠拉伸強度之材料(諸如硬塑料或甚至金屬)所形成時，可使用模製的卡扣特徵。使用卡扣特徵是合乎需要的，其中裝飾件190及／或模組外殼110(特別是在使用包覆成型製程之情況下)可因此由單一件所形成，這減少組裝、勞力、和零件成本。
於一些實施方式中，一或多個通氣孔(未示出)可設置在側壁102上，靠近孔腔113和光源160。一或多個通氣孔可允許藉由光源160所加熱的空氣從孔腔113通過進入環繞之周圍環境。加熱的空氣流可藉由孔腔113中之空氣內的溫度梯度以及相對於環繞照明模組110之周圍空氣所引起的對流來驅動。一或多個通風孔之數量、尺寸和位置可藉由經過一或多個通風孔的潛在漏光所指示。漏光可降低照明模組100之光耦合效率，並亦可導致不期望的美觀，尤其是如果光經過照明器具中之另一開口(例如，牆壁或天花板中的單獨孔洞)洩漏。
分隔件104可包括饋通孔160，以在孔腔111及113之間佈線(未示出)。電線可用來將光源160及驅動器170電耦接在一起。可將饋通孔160的尺寸設計成具有與電線類似之尺寸及／或可用圍繞電線的絕緣環或填充材料(諸如黏接劑、糊劑、或環氧基樹脂)填充。以此方式，孔腔111和113可保持實質上彼此隔離。藉由保持孔腔111和113分離，與濕氣累積相關之潛在問題不太可能影響光源160和驅動器170兩者。
模組外殼110亦可包括耦接特徵，以便於將照明模組100耦接至照明器具的外部外殼。例如，圖9A-9C顯示具有孔洞140之模組外殼110，孔洞140與電接線盒上的對應孔洞對齊。洞孔140可承納螺釘緊固件，以將照明模組100用螺栓連接至外部外殼。然而，應理解的是，可使用其他連接特徵，包括、但不限於扭鎖機構、卡扣配合連接器、及扣持彈簧。
在一些實施方式中，模組外殼110可為由諸多導熱材料所形成，包括、但不限於諸如鋁、鋼和銅之金屬、或諸如馬克羅倫(Markrolon®)聚碳酸酯的導熱聚合物或Themia-TechTM 之導熱化合物。模組外殼110大致上由導熱率大於至少0.5 W·m-1 K-1 的材料所形成。在一些實施方式中，取決於可接受的成本及／或熱性能，模組外殼110可完全由金屬或導熱聚合物所形成。
在一些實施方式中，模組外殼110可使用包覆成型製程形成為二零件，在此包覆模製件係經由鑄造、射出成形、或類似製程環繞基底所形成。圖10A和10B顯示使用包覆成型製程所製成之示範模組外殼110。如所示，模組外殼110可包括基底117和包覆模製件115。基底117可局部地用於從光源160散熱。因此，光源160可耦接至用於直接熱接觸的基底117之暴露表面。可使用導熱環氧基樹脂、黏著劑、或糊劑將光源160安裝至基底117。然而，如果在基底117是導電的、諸如金屬之情況下，期望的是減少基底117之暴露表面積，以便減少與電擊相關聯的可能危險。因此，可由導熱但電絕緣材料所形成之包覆模製件115可用於覆蓋基底117的暴露表面，使得用戶觸摸基底117之暴露表面的可能性實質上降低。
在圖10A及10B中，基底117係描述為界定照明模組110之側壁102和第一孔腔113的一部分。包覆模製件115可界定第一孔腔113之剩餘部分、第二孔腔111、分隔件104、和模組外殼110上的任何其他散熱器相關特徵。因此，基底117具有二暴露表面：其上安裝有光源160之側壁113的一部分和分隔件104之一部分。當完全組裝時，這些暴露的表面可被照明模組100中之其他零組件所覆蓋。於一些實施方式中，包覆模製件115可使照明模組100充分電絕緣，使得可消除用於照明模組100的單獨電接地。再者，使用包覆成型製程可允許包覆模製件115和基底117之間的更大接合，如此減小模組外殼110內之熱阻抗。然而，在其他實施方式中應當理解，模組外殼110可為使用不同的組裝製程由二零件所形成。例如，對應之“包覆模製件”和“基底”可使用傳統緊固件與設置在零件之間的界面處之熱油脂或黏著劑結合來組裝。
應當理解，於其他實施方式中，包覆模製件115可完全覆蓋基底117的所有表面(例如，基底117嵌入包覆模製件115中)或允許基底117之一或多於兩個表面暴露。亦應理解，在其他實施方式中，由基底117和包覆模製件115所形成的模組外殼110之相對比例亦可改變。例如，基座117可界定第二孔腔111、複數鰭片114、及諸多耦接特徵，以將照明模組100耦接至照明器具的外部外殼或於裝飾件190耦接至照明模組100。
基底117可以是導熱材料(例如，具有大於約0.5 W·m-1 K-1 之導熱率)、諸如金屬，使用諸多金屬板、機械加工或鑄造製程所形成。包覆模製件115亦可以是導熱材料(例如，具有大於約0.5 W·m-1 K-1 的導熱率)、諸如導熱聚合物。
驅動器170可安裝至後蓋120，以更好地將光源160與驅動器170熱分離。如所示，驅動器170能以倒置之方式安裝至後蓋160。這可為藉由使用諸多耦接機構將驅動器170安裝至後蓋120所完成，所述耦接機構包括、但不限於螺釘緊固件、黏著劑、或壓配合。在一些實施方式中，後蓋120可為杯形零組件，其局部地包圍如圖9C所示的驅動器170。因此，後蓋120可用於使驅動器170與照明模組100中之其他零組件局部地隔離，進一步降低電擊危險的風險。驅動器170亦可具有將電連接器122扣持進入模組外殼110中之結構性特徵。如所示，後蓋120可具有與電連接器122的形狀匹配之開口。如上所述，後蓋120可使用諸多耦接機構耦接至模組外殼110，所述耦接機構包括、但不限於螺釘緊固件、卡扣配合連接器、或黏接劑。
照明模組100亦可包括連接器122，以便於照明模組100和外部電源之間的電耦接(例如，來自建築物之電系統的AC電壓)。如圖9A-9C所示，可使模組外殼110成形，使得電連接器122可為實質上嵌套在模組外殼110之外邊界內，如此為照明模組100提供更小的整體形狀因數。電連接器122可以是諸多類型之連接器，包括、但不限於2針連接器和3針連接器。
在圖9A-9C中所描述的電連接器122可為具有整合式返迴路徑之多針連接器。例如，連接器可包括接地，並可以是具有與散熱器的金屬接觸之3針公頭、2針母頭，或具有內部接地的3針母頭。於一範例中，連接器是2針連接器，在此每一針銷對應於正端子和負端子。2針連接器可包括外部接地，其經由暴露之觸點和策略設計的金屬針銷接觸模組外殼110之金屬部分。因此，2針連接器能以較低的成本和較小之形狀因數提供與3針連接器類似的功能性。再者，藉由以此方式為照明模組100提供整合接地，照明模組100和照明器具的外部外殼之間的電線螺帽／電線及／或另一連接進一步簡化了安裝。
光源160可包括多數發光元件，每一發光元件發光且每一發光元件可操作地耦接至驅動器170。每一發光元件可為藉由印刷電路板(PCB)或撓性電路板(FCB)所支撐。例如，發光元件可以是撓性輥之形式，其足夠柔順以配合孔腔113的橫截面形狀。於一些實施方式中，發光元件可為設置在孔腔113中之諸多位置中。例如，圖9A和9B顯示安裝至側壁102上的光源160，使得發光元件沿著側壁102均勻分佈並垂直於驅動器170定向。在其他實施方式中，發光元件可集中到側壁102之一部分及／或可沿著側壁102非均勻地分佈。於一些實施方式中，發光元件可設置在分隔件104上或側壁102和分隔件104的組合上。
於一些實施方案中，孔腔113之橫截面形狀可為多邊形。例如，圖9A和9B顯示孔腔113為16邊多邊形。藉由提供平坦表面以安裝光源160的發光元件，多邊形橫截面可以使光源160更容易組裝至模組外殼110。藉由提供離散數量之明確定義的表面(例如，具有已知平坦度和定向之表面)，多邊形橫截面形狀亦可允許光學器件202至光源106的設計和對齊更容易，光從所述表面發射進入光學器件202。應當理解，孔腔113可具有其他橫截面形狀，包括、但不限於不對稱之多邊形、圓形和橢圓形。例如，圖14A和14B顯示另一示範照明模組100，在此孔腔113具有圓形橫截面。光源160的發光元件沿著界定圓形孔腔113之側壁102設置。
於光源160的發光元件安裝在孔腔113之側壁102上的情況下，藉由發光元件所發射之光將被引向中心(或孔腔113內的一些內部位置)而不是被引導出照明模組100。因此，設置在孔腔113內之光學器件202可用於將藉由光源160所發出的光重新引導至照明模組100之外。在一些實施方案中，光學器件202可經調整以將光輸出為具有所期望特性(例如，所期望的角度分佈、所期望之空間分佈、所期望的色散)之光束。
圖13顯示一示範光學器件202，其包括光導212、反射器210、和外耦合器214。光導212用於接收藉由光源160在光學器件202的邊緣處所發射之光，如所示。一旦光耦合進入光導212，光沿著光導212傳播遠離光耦合進入光導212的邊緣(亦即，朝光學器件202之相對邊緣)。反射器210可直接設置在朝分隔件104(亦即遠離孔腔113的開口)之表面上的導光212上，可用於防止光從導光212洩漏，且因此在孔腔113內沿著不期望之方向被吸收或以其他方式重新定向。於一些實施方式中，反射器210可為折射率低於光導212的材料，使得在界面處發生全內反射(例如，類似於光纖中之芯部和包層)。
可使用外耦合器214，其可直接設置在面朝孔腔113的開口之表面上的光導212上，以耦合出來自光導212之光，並從而耦合出照明模組100的光。外耦合器214能以受控之方式耦合出光，這導致產生具有上述期望性質的光束。這可局部地藉由外耦合器214來完成，所述外耦合器是光導212之結構化表面。例如，外耦合器214可以是直接形成至光導212上的一系列稜鏡微結構。微結構之形狀和尺寸可根據沿著光導212的表面之位置而變動。在一些實施方式中，外耦合器214可基於光源160的特定光發射輪廓和光學器件202相對於光源160之位置來設計。
薄膜216亦可設置在外耦合器214上。薄膜216可進一步修改耦合出光導212的光之光束輪廓。例如，薄膜216可以是漫射體，其分散和柔和耦合出照明模組100的光。於另一範例中，薄膜216可以是從光源160去除不需要之波長的濾光器。一般而言，薄膜216可有助於減少眩光，改變耦合出照明模組之光的光束圖案，並掩蓋光瞄準源之假影。
因此，如圖13中所描述的光學器件202可具有類似於板片或薄片之形狀因數。如此，光學器件202可具有比傳統的板上晶片(COB)光源160和反射器組構更小之厚度。這允許較淺的孔腔113，並因此減小照明模組100之整體尺寸。
取決於光源160的期望工作波長，光導212和反射器210可由諸多材料所形成，包括、但不限於聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、二氧化矽、硼矽酸鹽玻璃、氟化鎂、和氟化鈣。在一些實施方案中，可藉由將摻雜劑導入材料來修改光導212和反射器210之複雜折射率。
可使用扣持環件204將光學元件202安裝至模組外殼110。扣持環件204可使用諸多耦接機構耦接至模組外殼110，包括、但不限於螺釘緊固件、扭鎖機構、卡扣連接器、或黏接劑。圖11顯示支撐光學器件202的示範扣持環件204。如所示，扣持環件204具有二卡扣配合連接器206，其設計成耦接至孔腔113中之內部側壁102。卡扣配合連接器206的使用可允許使用者在安裝照明模組100之後移去及替換光學器件202，而未使用任何額外的工具。於一些實施方案中，不同光學器件202可提供不同之光束輪廓(例如，更寬或更窄的光束焦點)。使用者可藉由移除及／或鎖固扣持環件204來替換現場中之光學器件202，而不是必須更換整個照明模組，從而為使用者提供更大的靈活性和易用性。
包括照明模組之範例照明器具組構
上面討論的任何發明之照明模組範例可採用於諸多不同的照明器具組構及／或插入容器／封圍件(例如，電接線盒)內，用於諸多不同之建築應用。
例如，圖15A、15B和15C顯示包括根據在此所說明及敘述的諸多實施方式之照明模組的嵌入式照明器具300之個別側視圖、仰視圖和立體視圖。
圖16A、16B和16C顯示根據在此所說明及敘述的諸多實施方式之照明模組的個別側視圖、仰視圖和立體視圖，所述照明模組設置於接線盒中並耦接至表面安裝照明組構400中之表面安裝裝飾件。
圖7A、17B和17C顯示根據在此所說明及敘述的諸多實施方式之照明模組的個別前視圖、側視圖、和立體視圖，所述照明模組設置於接線盒中並耦接至階梯燈組構500中之階梯燈裝飾件。
圖18A、18B和18C顯示根據在此所說明及敘述的諸多實施方式之照明模組，所述照明模組分別設置於樹照明器具600、道路照明器具700、和泛光燈照明器具800中。
結論
在此所敘述的所有參數、尺寸、材料和組構係意指示範性，且實際參數、尺寸、材料、及／或組構將取決於使用本發明教導之特定應用或諸多應用。應當理解，前述實施例主要經由範例呈現，且在所附申請專利及其同等項的範圍內，本發明之實施例能以不同於具體敘述和要求保護的方式實施。本揭示內容之發明實施例針對在此所敘述的每一個別之特徵、系統、物件、材料、套件、及／或方法。
此外，如果此等特徵、系統、物件、材料、套件、及／或方法不相互矛盾，則二或更多此等特徵、系統、物件、材料、套件、及／或方法的任何組合包括於本揭示內容之發明範圍內。在不脫離本揭示內容的範圍之情況下，可在示範實施方式的各個元件之設計、操作條件和配置中進行其他替換、修改、改變、和省略。數值範圍的使用不排除落在實現相同功能之範圍以外的同等項，以相同方式產生相同之結果。
而且，諸多發明概念可體現為一或多種方法，其中已提供至少一範例。作為方法的一部分所施行之動作在某些情況下能以不同方式排序。因此，於一些發明實施方式中，給定方法的各個動作能以與明確說明之順序不同的順序施行，其可包括同時施行一些動作(即使此等動作在說明性實施例中顯示為順序動作)。
在此所提及之所有公告、專利申請案、專利、和其他參考文獻全部以引用的方式併入本文中。
如於此所定義和使用之所有定義應理解為透過辭典定義、藉由併入引用的文獻中之定義、及／或所定義的術語之普通含義。
除非明確相反地指出，否則如在此於本說明書中和申請專利範圍中所使用的不定冠詞“一(a)”和“一(an)”應理解為意指“至少一個”。
如在此於本說明書和申請專利範圍中所使用之片語“及／或”應理解為意指如此結合的元件中的“一者或兩者”，亦即在某些情況下結合存在、及在其他情況下分離出現之元件。用“及／或”列出的多數元件應以相同之方式解釋、亦即如此結合的“一或多個”元件。除了藉由“及／或”子句所明確標識之元件以外，能可選地存在其他元件，無論是否與所明確標識的那些元件相關還是不相關。因此，作為非限制性範例，當與諸如“包含”之開放式語言結合使用時，對“A及／或B”的引用可於一實施例中僅意指A(可選地包括除了B以外之元件)；在另一實施例中，僅意指B(可選地包括除了A以外的元件)；於又另一實施例中，意指A和B兩者(可選地包括其他元件)；等等。
如在此於說明書中和申請專利範圍中所使用，“或”應理解為具有與如上所定義之“及／或”相同的含義。例如，當分開列表中之項目時，“或”或“及／或”應解釋為包含、亦即包含數個元件或元件列表、及可選的其他未列出項目之至少一個、但也包括超過一個。只有清楚地指示相反的術語，諸如“只有一個”或“恰好一個”或當在申請專利範圍中使用時，“由...所組成”將意指包含數個元件或元件列表中之恰好一個元件。大致上，如於此所使用的術語“或”將僅解釋為指示當排他性條款(諸如“任一個”、“其中一個”、“僅其中一個”)之外時的互斥方案(亦即“一個或另一個但不是兩個”)。當在申請專利範圍中使用時，“基本上由...所組成”將具有如其在專利法領域中所使用之普通含義。
如在此於說明書中和申請專利範圍中所使用，參考一或多個元件的列表，“至少一個”之片語應理解為意指選自元件列表中的元件之任何一或多個的至少一元件，但不一定包括元件列表中所明確列出之每一元件的至少一元件，且不排除元件列表中之元件的任何組合。此定義亦允許除了在“至少一個”之片語所意指的元件列表內所明確列出之元件以外，可選地存在元件，無論是否與那些明確標識的元件相關或不相關。因此，作為非限制性範例，於一實施例中，“A和B之至少一個”(或等效地，“A或B的至少一個”，或等效地“A及／或B之至少一個”)可意指至少一個、任選地包括多於一個，A，不存在B(且任選地包括除B以外的元件)；於另一實施例中，意指至少一個、任選地包括多於一個，B，不存在A(且任選地包括除A以外之元件)；於又另一實施例中，意指至少一個、任選地包括多於一個，A，和至少一個、任選地包括多於一個，B(和任選地包括其他元件)；等等。
在申請專利範圍中、以及上面說明書中，所有轉折句、諸如“包含”、“包括”、“帶有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由...所組成”、等等應理解為開放式的，亦即，意指包括但不限於。僅“由...所組成”和“基本上由...所組成”之轉折句應分別為閉合或半閉合轉折句，如在美國專利局專利審查程序手冊第2111.03節中所提出。
100‧‧‧照明模組 102‧‧‧側壁 104‧‧‧分隔件 106‧‧‧凸緣 110‧‧‧模組外殼 111‧‧‧後孔腔 112‧‧‧後鰭片 113‧‧‧孔腔 114‧‧‧側面鰭片 115‧‧‧包覆模製件 116‧‧‧應變消除特徵 117‧‧‧基底 118‧‧‧饋通孔 120‧‧‧後蓋 122‧‧‧整合電連接器 124‧‧‧連接構件 126‧‧‧電線 128‧‧‧電連接器 130‧‧‧蓋透鏡 140‧‧‧孔洞 142‧‧‧連接構件 150‧‧‧連接構件 160‧‧‧光源 170‧‧‧驅動器 172‧‧‧連接構件 174‧‧‧機板 174A‧‧‧機板 174B‧‧‧機板 180‧‧‧接線盒 182‧‧‧孔洞 184‧‧‧表面 186‧‧‧配接件 187‧‧‧孔洞 188‧‧‧孔洞 189‧‧‧連接構件 190‧‧‧裝飾件 192‧‧‧連接構件 202‧‧‧光學器件 204‧‧‧扣持環件 206‧‧‧卡扣配合連接器 210‧‧‧反射器 212‧‧‧光導 214‧‧‧外耦合器 216‧‧‧薄膜 300‧‧‧嵌入式照明器具 400‧‧‧表面安裝照明組構 500‧‧‧階梯燈組構 600‧‧‧樹照明器具 700‧‧‧道路照明器具 800‧‧‧泛光燈照明器具
熟練的技術人員將理解，附圖主要是出於說明性目的，且不意欲限制在此所敘述之發明主題的範圍。附圖不一定按比例繪製；於一些情況下，在此所揭示之發明主題的諸多態樣可於附圖中誇大或放大地顯示，以便於理解不同之特徵。在附圖中，相同的參考標記大致上意指相同之特徵(例如，功能上相似及／或結構上相似的元件)。
圖1A係根據一些實施方式之照明模組的前面立體視圖。
圖1B係圖1A中所顯示之照明模組的後方立體視圖，在此後蓋與模組外殼分開。
圖1C係圖1A中所顯示之照明模組的側視圖，在此移去後蓋。
圖1D係圖1A中所顯示之照明模組的立體橫截面前面視圖。
圖1E係圖1A中所顯示之照明模組的橫截面側視圖。
圖1F係圖1A中所顯示之照明模組的分解視圖。
圖2係根據一些實施方式而沿著側壁沒有鰭片之照明模組的後方立體視圖。
圖3A係根據一些實施方式而設置在模組外殼內側之光源及驅動器的前面視圖。
圖3B係一圖示，詳細說明根據一些實施方式而設置於模組外殼內側之單一機板上的光源和驅動電子器件之配置。
圖3C係一圖示，詳細說明根據一些實施方式而設置於模組外殼內側之分開機板上的光源和驅動電子器件之配置。
圖4A係與在此所揭示的照明模組之諸多實施方式兼容的示範接線盒之影像。
圖4B係根據一些實施方式的具有扭鎖連接器之照明模組的前面立體視圖。
圖4C係圖4B中所顯示之照明模組的後方視圖。
圖4D係圖4B中所顯示之照明模組的前面視圖。
圖4E係圖4D中所顯示之橫截面A-A的橫截面側視圖。
圖4F係圖4D中所顯示之橫截面B-B的橫截面側視圖。
圖4G係根據一些實施方式設置進入接線盒及耦接至裝飾件之照明模組的後方立體視圖。
圖4H係根據一些實施方式之配接件的前面視圖。
圖4I係一圖示，顯示根據一些實施方式之使用配接件在4英寸接線盒中組裝照明模組100。
圖5A係一圖示，詳細說明根據一些實施方式而將照明模組和裝飾件組裝進入安裝至表面的接線盒。
圖5B係圖4C中所顯示之安裝於接線盒中的已組裝之照明模組的圖示，所述接線盒安裝至所述表面。
圖5C係根據一些實施方式耦接至具有扣持彈簧之裝飾件的照明模組之後方立體視圖。
圖5D係圖7A中所顯示的照明模組之橫截面側視圖。
圖5E係圖7B的橫截面側視圖，在此照明模組及裝飾件是透明的。
圖6A係根據一些實施方式具有扣持彈簧之示範裝飾件，在此照明模組的前表面係大約與裝飾件之前表面共平面。
圖6B係根據一些實施方式具有扣持彈簧之示範裝飾件，在此照明模組的前表面係定位於圓筒形凹入孔腔內側。
圖6C係根據一些實施方式具有扣持彈簧之示範裝飾件，在此照明模組的前表面係定位於成圓錐形地凹入孔腔內側。
圖7A係根據一些實施方式具有扭鎖連接器之示範裝飾件，在此照明模組的前表面係大約與裝飾件之前表面共平面。
圖7B係根據一些實施方式具有扭鎖連接器之示範裝飾件，在此照明模組的前表面係定位於圓筒形凹入孔腔內側。
圖7C係根據一些實施方式具有扭鎖連接器之示範裝飾件，在此照明模組的前表面係定位於成圓錐形地凹入孔腔內側。
圖8A係根據一些實施方式而具有扭鎖連接器及咬接連接器兩者之照明模組的側視圖。
圖8B係根據一些實施方式而具有咬接連接器之照明模組的側視圖。
圖8C係根據一些實施方式而具有扭鎖連接器之照明模組的側視圖，所述扭鎖連接器未與照明模組之大部份前表面共平面。
圖8D係根據一些實施方式而具有扭鎖連接器之照明模組的側視圖，所述扭鎖連接器與照明模組之大部份前表面共平面。
圖9A顯示示範照明模組的底部、立體視圖。
圖9B顯示圖9A之照明模組的分解視圖。
圖9C顯示9A之照明模組的橫截面側視圖。
圖10A顯示使用基底和包覆模製件所形成之示範模組外殼的側視圖。
圖10B顯示圖10A之模組外殼的底部、立體視圖。
圖11顯示安裝至扣持環件之示範光學器件。
圖12顯示耦接至裝飾件的示範照明模組。
圖13顯示將光耦合進入周圍環境之示範光源及光學器件。
圖14A顯示具有圓形孔腔的示範照明模組之仰視圖，所述照明模組具有沿著其設置光源的側壁。
圖14B顯示圖14A之照明模組的底部、立體視圖。
圖15A、15B及15C顯示包括根據在此所說明及敘述之諸多實施方式的照明模組之嵌入式照明器具的相應側視圖、仰視圖和立體視圖。
圖16A、16B及16C顯示根據在此所說明及敘述之諸多實施方式的照明模組之相應側視圖、仰視圖和立體視圖，所述照明模組設置於接線盒中及耦接至在表面安裝式照明組構中的表面安裝式裝飾件。
圖17A、17B及17C顯示根據在此所說明及敘述之諸多實施方式的照明模組之相應前面視圖、側視圖、和立體視圖，所述照明模組設置於接線盒中及耦接至在階梯燈組構中的階梯燈裝飾件。
圖18A、18B及18C說明根據在此所說明及敘述之諸多實施方式的照明模組，所述照明模組分別設置於樹木照明器具、道路照明器具、及泛光照明器具中。
100‧‧‧照明模組
110‧‧‧模組外殼
111‧‧‧後孔腔
113‧‧‧孔腔
120‧‧‧後蓋
122‧‧‧整合電連接器
130‧‧‧蓋透鏡
150‧‧‧連接構件
160‧‧‧光源
170‧‧‧驅動器

Claims (1)

  1. 一種照明模組，包含： 外殼，由具有大於至少0.5 W·m-1 K-1 之導熱率的導熱材料所形成，該外殼形成實質上圓筒形之孔腔並包含圍繞該實質上圓筒形孔腔的開口之凸緣； 至少一整合電連接器，與該外殼的至少一部分機械式嚙合且實質上容納在該外殼之至少一部分內，以接收來自建築物的電系統之交流電電壓； 光源，包括至少一設置於該實質上圓筒形孔腔中的發光二極體；和 交流電至直流電轉換器，設置在該實質上圓筒形孔腔中，以由該至少一整合電連接器接收電能，並供給經調節之電能以對該光源供電。
TW108116564A 2018-05-14 2019-05-14 具有整合電連接器的照明模組 TW202004080A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862671372P 2018-05-14 2018-05-14
US62/671,372 2018-05-14

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