ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ НА ОСНОВЕ СВЕТОДИОДОВ С, ПО СУЩЕСТВУ, ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫМИ СВЕТОДИОДАМИ (ВАРИАНТЫ)
LED-BASED LIGHTING MODULE WITH SUBSTANTIALLY SEALED LIGHT-EMITTING DIODES (VERSIONS)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится в целом к осветительному модулю на основе светодиодов. В частности, описанные здесь различные способы изобретения и устройства относятся к осветительному модулю на основе светодиодов, имеющему множество светодиодов, которые, по существу, герметизированы от внешней среды.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цифровые технологии освещения, т.е. освещения на основе полупроводниковых источников света, таких как светоизлучающие диоды (СИД, светодиоды), предлагают жизнеспособную альтернативу традиционным флуоресцентным лампам (разрядным лампам высокой интенсивности - HID) и лампам накаливания. К функциональным преимуществам и полезным свойствам светодиодов можно отнести высокий коэффициент преобразования энергии и оптическую эффективность, долговечность, низкие эксплуатационные расходы и многое другое. Последние достижения в области светодиодных технологий обеспечили создание эффективных и надежных полноспектральных источников освещения, дающих различные световые эффекты во многих областях применения. Некоторые из приборов, включающих в себя эти источники, имеют модуль освещения, содержащий один или нескольких светодиодов, способных производить различные цвета, например, красный, зеленый и синий, а также процессор для самостоятельного управления работой светодиодов с целью получения различных цветов и цветовых эффектов освещения, что, например, подробно рассмотрено в патентах США №№6016038 и 6211626, включенных сюда в качестве ссылки.
Осветительные приборы с использованием светодиодных источников света часто разрабатывают так, чтобы обеспечить защиту от проникновения для одного или нескольких аспектов оптической системы осветительных приборов. Защита от проникновения обычно относится к степени защиты, обеспечиваемой от некоторых нежелательных внешних объектов, таких как внешние твердые объекты (например, пыль, пыльца) и/или жидкости (например, вода). Например, в некоторых светодиодных осветительных приборах светодиоды могут быть закрыты от нежелательных внешних объектов. Кроме того, например, в некоторых светодиодных осветительных приборах другие электрические компоненты (например, монтажная плата, с которой соединены светодиоды) и/или другие компоненты оптической системы осветительных приборов также могут быть опционально закрыты от нежелательных внешних объектов.
В некоторых светодиодных осветительных приборах светодиоды и другие компоненты оптической системы могут быть заключены в корпус с прозрачным или полупрозрачным стеклянным участком, по существу, герметично закрывающем отверстие в корпусе. Корпус и полупрозрачные стеклянные части совместно обеспечивают степень защиты оптической системы и часто являются единственной формой обеспечиваемой защиты от проникновения. Хотя такие осветительные приборы могут обеспечить степень защиты от проникновения, их герметизирующие элементы могут быть подвержены повреждениям, они дороги, слишком многочисленны, могут нежелательным образом изменять световой поток одного или нескольких светодиодов, могут препятствовать удобному доступу к внутренней части корпуса и/или могут иметь другие недостатки. В других светодиодных осветительных приборах для обеспечения степени защиты для светодиодов непосредственно на светодиоды нанесена прозрачная смола. Хотя такие светодиодные осветительные приборы могут обеспечить защиту от проникновения для светодиодов, их смола может нежелательным образом изменить одну или несколько характеристик светоотдачи светодиодов, может привести к искажению точности при применении, может ненадлежащим образом защищать другие электрические компоненты оптической системы и/или может иметь другие недостатки.
Таким образом, в данной области техники существует необходимость создания усовершенствованного осветительного модуля на основе светодиодов, который имеет множество светодиодов, по существу, герметизированных от внешней среды, и который опционально может устранить один или несколько вышеупомянутых недостатков.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение направлено на создание способов и устройства изобретения для осветительного модуля на основе светодиодов, имеющего множество светодиодов, по существу, герметизированных от внешней среды. Например, осветительный модуль на основе светодиодов может включать в себя монтажную поверхность и множество светодиодов, соединенных с монтажной поверхностью. Также может быть предусмотрено множество оптических частей, каждая из которых имеет основание, смежное с монтажной поверхностью, вблизи, по меньшей мере, одного светодиода из множества светодиодов. Осветительный модуль на основе светодиодов может также включать в себя эластомерный слой, который примыкает и простирается между оптическими частями. Эластомерный слой и оптические части могут действовать совместно, чтобы, по существу, герметизировать множество светодиодов от внешней среды. Между оптическими частями и монтажной поверхностью и/или эластомерным слоем и монтажной поверхностью опционально может быть вставлен клеевой слой. Кроме того, поверх эластомерного слоя и/или участка оптических частей может быть нанесен жесткий слой. В этом случае жесткий слой может взаимодействовать с монтажными поверхностями для сжатия оптических частей и/или эластомерного слоя.
В целом, в одном из вариантов осуществления изобретения имеется осветительный модуль на основе светодиодов с монтажной поверхностью. Осветительный модуль на основе светодиодов включает в себя множество светодиодов, клеевой слой, множество оптических частей, а также эластомерный слой. Светодиоды соединены с монтажной поверхностью и каждый из светодиодов имеет светоизлучающий участок. Поверх монтажной поверхности нанесен клеевой слой, не находящийся в контакте с светоизлучающим участком, по меньшей мере, некоторых светодиодов. Каждая оптическая часть имеет основание в контакте с клеевым слоем, вблизи, по меньшей мере, одного светодиода из множества светодиодов. По меньшей мере, некоторые оптические части выполнены с возможностью индивидуального размещения вблизи, по меньшей мере, одного светодиода. Эластомерный слой находится в контакте с клеевым слоем, примыкает и простирается между оптическими частями. Осветительный модуль на основе светодиодов приспособлен, по существу, для герметизации светодиодов от внешних объектов.
В некоторых вариантах осуществления эластомерный слой выходит за пределы и выступает за периферию монтажной поверхности.
В некоторых вариантах осуществления каждая из оптических частей выполнена с возможностью индивидуального размещения вблизи, по меньшей мере, одного светодиода.
В некоторых вариантах осуществления эластомерный слой примыкает ко всей основе каждой оптической части.
В некоторых вариантах осуществления осветительный модуль на основе светодиодов дополнительно включает в себя жесткий слой поверх эластомерного слоя. В подвидах этих вариантов осуществления жесткий слой перекрывает участок оптических частей. В подвидах этих вариантов осуществления жесткий слой и монтажная поверхность совместно создают сжимающее усилие, воздействующее, по меньшей мере, на эластомерный слой и/или оптические части. В подвидах этих вариантов осуществления жесткий слой выходит за пределы и выступает за периферию эластомерного слоя.
В целом, в другом варианте осуществления изобретения имеется осветительный модуль на основе светодиодов с монтажной поверхностью. Осветительный модуль на основе светодиодов включает в себя множество светодиодов, клеевой слой, множество оптических частей, эластомерный слой и жесткий слой. Светодиоды соединены с монтажной поверхностью и каждый из светодиодов имеет светоизлучающий участок. Каждая оптическая часть имеет основание, смежное монтажной поверхности, вблизи, по меньшей мере, одного светодиода из множества светодиодов. Эластомерный слой пролегает между упомянутыми оптическими частями, примыкает и окружает основание каждой из упомянутых оптических частей. Жесткий слой находится поверх эластомерного слоя и поверх участка каждой из оптических частей. Жесткий слой перекрывает место примыкания каждой оптической части и эластомерного слоя. Светодиодный осветительный модуль на основе светодиодов приспособлен, по существу, для герметизации светодиодов от внешних объектов.
В некоторых вариантах осуществления между основанием оптических частей и монтажной поверхностью расположен клеевой слой.
В некоторых вариантах осуществления клеевой слой расположен между эластомерным слоем и монтажной поверхностью.
В некоторых вариантах осуществления жесткий слой и монтажная поверхность совместно создают сжимающее усилие, воздействующее, по меньшей мере, на эластомерный слой и/или оптические части. В подвидах этих вариантов жесткий слой и монтажная поверхность совместно обеспечивают сжимающее усилие, воздействующее на эластомерный слой и оптические части.
В некоторых вариантах осуществления эластомерный слой выходит за пределы и выступает за периферию монтажной поверхности.
В некоторых вариантах осуществления эластомерный слой, по существу, выполнен в одной плоскости с поверхностью основания каждой из оптических частей, проксимальной к месту их примыкания.
В целом, в другом варианте осуществления изобретения имеется осветительный модуль на основе светодиодов с монтажной поверхностью. Осветительный модуль на основе светодиодов включает в себя множество светодиодов, клеевой слой, множество оптических частей, эластомерный слой и жесткий слой. Светодиоды соединены с монтажной поверхностью и каждый из светодиодов имеет светоизлучающий участок. Каждая оптическая часть имеет основание, смежное монтажной поверхности, вблизи, по меньшей мере, одного светодиода из множества светодиодов. Эластомерный слой примыкает и пролегает между оптическими частями. Жесткий слой находится поверх эластомерного слоя и поверх участка каждой из оптических частей. Жесткий слой перекрывает место примыкания каждой оптической части и эластомерного слоя, а также жесткий слой и монтажная поверхность совместно обеспечивают сжимающее усилие, воздействующее на эластомерный слой и/или оптические части.
В некоторых вариантах осуществления между эластомерным слоем и монтажной поверхностью расположен клеевой слой.
В некоторых вариантах осуществления клеевой слой расположен между основанием оптической части и монтажной поверхностью. В некоторых подвидах этих вариантов осуществления клеевой слой расположен между эластомерным слоем и монтажной поверхностью.
В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, одна из оптических частей включает в себя внеосевую отражающую призму.
Используемый здесь для целей изобретения термин «светодиод» следует понимать как включающий в себя любой электролюминесцентный диод или другой тип системы на основе инжекционного носителя/перехода, которая способна генерировать излучение в ответ на электрический сигнал. Таким образом, термин «светодиод» включает в себя, но не ограничивается этим, различные полупроводниковые конструкции, которые излучают свет в ответ на ток, светоизлучающие полимеры, органические светоизлучающие диоды (OLED), электролюминесцентные полосы, и тому подобное. В частности, термин «светодиод» относится к светоизлучающим диодам всех типов (в том числе полупроводниковым и органическим светоизлучающим диодам), которые могут быть приспособлены для генерации излучения в одном или нескольких спектрах: инфракрасном спектре, ультрафиолетовом спектре, различных частях видимого спектра (как правило, включающих в себя длины волн излучения приблизительно от 400 нм до приблизительно 700 нм). Некоторые примеры светодиодов включают в себя, но не ограничиваются ими, различные типы инфракрасных светодиодов, ультрафиолетовых светодиодов, красных светодиодов, синих светодиодов, зеленых светодиодов, желтых светодиодов, янтарных светодиодов, оранжевых светодиодов и белых светодиодов (подробнее рассмотрено ниже). Следует также отметить, что светодиоды могут быть приспособлены и/или управляться для генерации излучения с различной полосой пропускания (например, полная ширина на половине высоты или FWHM) для данного спектра (например, узкая полоса пропускания, широкая полоса пропускания) и различными доминирующими длинами волны в пределах данной общей классификации цвета.
Например, один вариант осуществления светодиода, приспособленного для генерации, по существу, белого света, (например, белый светодиод) может включать в себя ряд красителей, которые соответственно излучают различные спектры электролюминесценции, которые в сочетании смешиваются и образуют, по существу, белый свет. В другом варианте осуществления светодиод белого света может быть сопряжен с фосфорным материалом, который преобразует электролюминесценцию, имеющую первый спектр, в иной второй спектр. В одном примере варианта осуществления, электролюминесценция, имеющая относительно короткую длину волны и узкую полосу пропускания спектра, "подкачивает" люминофорный материал, который, в свою очередь, выделяет излучение большей длины волны с несколько более широким спектром.
Кроме того, следует понимать, что термин «светодиод» не ограничивает физический и/или электрический тип компоновки светодиода. Например, как уже говорилось выше, светодиод может относиться к отдельному светоизлучающему устройству, имеющему несколько красителей, которые приспособлены для соответственного выделения различных спектров излучения (например, которые могут быть или могут не быть индивидуально управляемыми). Кроме того, светодиод может быть сопряжен с люминофором, который рассматривается как неотъемлемая часть светодиода (например, некоторых типов белых светодиодов). В целом, термин «светодиод» может относиться к корпусированным светодиодам, не корпусированным светодиодам, светодиодам поверхностного монтажа, светодиодам «чип-на-плате», светодиодам Т-компоновки, радиальным светодиодам, сборным энергетическим светодиодам, светодиодам, включающим в себя некоторые типы капсуляции и/или оптический элемент (например, рассеиватель) и др.
Термин "источник света" следует понимать как относящийся к одному или нескольким различным источникам излучения в том числе, но не ограничиваясь этим, светодиодным источникам (включающим в себя один или нескольких светодиодов, как это определено выше), накальным источникам (например, лампам накаливания, галогенным лампам), флуоресцентным источникам, фосфоресцирующим источникам, источникам высокой интенсивности разряда (например, натриевым, ртутным и металлогалогенным лампам), лазерам, другим типам электролюминесцентных источников, пиролюминесцентным источникам (например, пламени), свечеобразным люминесцентным источникам (например, с газокалильной сеткой, источникам излучения с угольным электродом), фотолюминесцентным источникам (например, газоразрядным источникам), катодным люминесцентным источникам с использованием электронного насыщения, гальванолюминесцентным источникам, кристаллолюминесцентным источникам, кинелюминесцентным источникам, термолюминесцентным источникам, триболюминесцентным источникам, сонолюминесцентным источникам, радиолюминесцентным источникам, а также люминесцентным полимерам.
Данный источник света может быть приспособлен для генерации электромагнитного излучения в видимой области спектра, за пределами видимой области спектра или в сочетании того и другого. Таким образом, термины "свет" и "излучение" использованы здесь взаимозаменяемо. Кроме того, источник света может включать в себя в качестве неотъемлемого компонента один или несколько фильтров (например, цветных фильтров), линз и других оптических компонентов. Кроме того, следует понимать, что источник света может быть приспособлен для различных применений, включая, но не ограничиваясь этим, индикацию, визуализацию и/или освещение. "Источник освещения" представляет собой источник света, который, в частности, приспособлен для генерации достаточно интенсивного излучения, чтобы эффективно освещать внутреннее или внешнее пространство. В этом контексте "достаточно интенсивного" относится к достаточной мощности излучения в видимой области спектра, генерируемого в пространстве или среде (единица "люмен" часто используется для представления общего светового потока от источника света во всех направлениях с точки зрения мощности излучения или «светового потока»), чтобы обеспечить окружающее освещение (например, свет, который может быть воспринят не напрямую и который может быть, например, отражен от одной или нескольких различных промежуточных поверхностей перед восприятием в целом или по частям).
Термин "осветительный прибор" использован здесь для обозначения варианта осуществления или компоновки одного или нескольких осветительных устройств, в частности, конструктивного решения, сборки или комплектации. Термин "осветительное устройство" использован здесь для обозначения аппарата, включающего в себя один или более источников света одного или разных типов. Данное осветительное устройство может иметь любой из различных монтажных механизмов для источника (источников) света, конструкции и формы оболочки/корпуса и/или электрические и механические соединительные конфигурации. Кроме того, данное осветительное устройство опционально может быть сопряжено (например, включать в себя, быть соединенным и/или скомпонованным вместе) с различными другими компонентами (например, схемой управления), связанным с работой источника (источников) света. "Осветительный модуль на основе светодиодов" относится к осветительному устройству, которое включает в себя один или несколько светодиодных источников света, как рассматривалось выше, отдельно или в сочетании с другими не светодиодными источниками света. "Многоканальное" осветительное устройство относится к светодиодному или не светодиодному осветительному модулю на основе светодиодов, который включает в себя, по меньшей мере, два источника света, приспособленных для соответственного генерирования различных спектров излучения, причем каждый иной источник спектра может рассматриваться как «канал» многоканального осветительного прибора.
Следует иметь в виду, что все сочетания вышеуказанных понятий и дополнительных понятий, более подробно изложенные ниже (при условии, что такие понятия не являются взаимоисключающими), рассматриваются как часть описанного здесь объекта изобретения. В частности, все сочетания заявленного объекта изобретения, появляющиеся в конце этого описания, рассматриваются как часть описанного здесь объекта изобретения. Понятно также, что примененной здесь эксплицитным образом терминологии, которая также может появиться в любом описании, использованном в качестве ссылки, должен придаваться смысл, наиболее соответствующий описанным здесь конкретным концепциям.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах аналогичные ссылочные позиции обычно относятся к аналогичным частям на разных видах. Кроме того, чертежи не обязательно выполнены в масштабе, акцент обычно сделан на иллюстрирующие принципы изобретения.
На фиг. 1 показан перспективный вид снизу варианта осуществления осветительного модуля на основе светодиодов, по существу, с герметизированными светодиодами.
На фиг. 2 показан перспективный вид сверху монтажной поверхности, светодиодов и клеевого слоя осветительного модуля на основе светодиодов с фиг. 1, при этом клеевой слой показан отдельно от монтажной поверхности.
На фиг. 3 показан перспективный вид сверху монтажной поверхности, светодиодов и клеевого слоя светодиодного осветительного модуля на основе светодиодов с фиг. 1, при этом клеевой слой показан поверх монтажной поверхности.
На фиг. 4 показан перспективный вид сверху монтажной поверхности, светодиодов, клеевого слоя и оптических частей осветительного модуля на основе светодиодов с фиг. 1, при этом множество оптических частей помещены вблизи светодиодов в контакте с клеевым слоем, а одна из оптических частей показана отделенной от одного из светодиодов.
На фиг. 5 показан вид сверху в перспективе оптической части и эластомерного слоя осветительного модуля на основе светодиодов с фиг. 1, при этом оптические части помещены вблизи светодиодов в контакте с клеевым слоем, а эластомерный слой примыкает и простирается между оптическими частями и находится в контакте с клеевым слоем.
На фиг. 6 показан перспективный вид сверху жесткого слоя и оптических частей осветительного модуля на основе светодиодов с фиг. 1, при этом жесткий слой находится поверх эластомерного слоя и поверх участка оптических частей.
На фиг. 7 показан вид в разрезе осветительного модуля на основе светодиодов, взятого по линии разреза 7-7 с фиг. 6.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Разработаны светодиодные осветительные приборы, вмещающие в себя светодиоды в корпусе, имеющем прозрачный или полупрозрачный стеклянный участок, который, по существу, герметично запаян поверх отверстия в корпусе. Корпус и стеклянный участок совместно обеспечивают определенную степень защиты для светодиодов. Также разработаны светодиодные осветительные приборы, вмещающие в себя светодиоды в прозрачной или полупрозрачной смоле, чтобы обеспечить определенную степень защиты для светодиодов. Хотя такие осветительные приборы могут обеспечить определенную степень защиты, они имеют один или несколько недостатков. Например, их герметизирующие элементы могут быть подвержены повреждениям, дороги, слишком многочисленны, их трудно применять, они могут нежелательным образом изменять световой поток одного или нескольких светодиодов, и/или они могут затруднять удобный доступ к внутренней части корпуса и/или оптической системе. Таким образом, заявителями признано и принято во внимание, что в данной области существует необходимость создания улучшенного осветительного модуля на основе светодиодов, имеющего множество светодиодов, по существу, герметизированных от внешней среды, которое опционально может устранить один или несколько вышеупомянутых недостатков.
В целом, заявителями признано и принято во внимание, что было бы предпочтительно создать осветительный модуль на основе светодиодов, использующий, по меньшей мере, множество оптических частей, каждая из которых размещена вблизи, по меньшей мере, одного светодиода, а также эластомерный слой, проходящий между оптическими частями, чтобы, по существу, герметизировать СИДы от внешней среды.
В связи с вышеизложенным различные варианты осуществления и реализации изобретения направлены на создание осветительного модуля на основе светодиодов, который включает в себя монтажную поверхность, множество светодиодов, соединенных с монтажной поверхностью, множество оптических частей, каждая из которых размещена, по меньшей мере, вблизи одного светодиода из множества светодиодов, а также эластомерный слой, который примыкает и простирается между оптическими частями. Эластомерный слой и оптические части могут действовать совместно, чтобы, по существу, герметизировать множество светодиодов от внешней среды. Между оптическими частями и монтажной поверхностью и/или эластомерным слоем и монтажной поверхностью может быть опционально вставлен клеевой слой. Кроме того, поверх эластомерного слоя и/или участка оптических частей опционально может быть вставлен жесткий слой.
На фиг. 1 вариант осуществления осветительного модуля на основе светодиодов 10 включает в себя светодиодную плату 20, клеевой слой 40, группу 50 оптических частей 52, эластомерный слой 60, а также жесткий слой 70, которые показаны на перспективном виде снизу, отдельно друг от друга на фиг. 1. Как дополнительно подробно описано в настоящем документе, в альтернативных вариантах осуществления опционально может быть предусмотрен осветительный модуль на основе светодиодов 10 без одного или нескольких изображенных и описанных здесь элементов. Например, в некоторых вариантах осуществления может быть опущен жесткий слой 70 и/или клеевой слой 40.
На фиг. 2 и 3 изображен перспективный вид сверху светодиодной платы 20 и клеевого слоя 40. Клеевой слой 40 показан отдельно от светодиодной платы 20 на фиг. 2 и показан соединенным сверху с монтажной поверхностью 22 светодиодной платы 20 на фиг. 3. Клеевой слой 40 изображен, по существу, прозрачным на фиг. 2 и 3 для обеспечения лучшего вида других элементов осветительного модуля на основе светодиодов 10. Понятно, что в то время как клеевой слой 40 может быть прозрачным в некоторых вариантах осуществления, он также может быть полупрозрачным или непрозрачным в других вариантах осуществления. На монтажной поверхности 22 размещено сорок девять светодиодов 30. Каждый из светодиодов 30 содержит светоизлучающий участок 32, через который свет излучается из светодиода 30. Электрическое соединение 7 является электрически совместимым и выборочно подает питание на светодиоды 30 через электропроводку 5, которая может быть выборочно электрически соединена с источником питания. Электропроводка 5 пролегает от электрических соединений 7 и через выемку 24 в светодиодной плате 20. В некоторых вариантах осуществления клеевой слой 40 может представлять собой двухстороннюю клейкую ленту VHB™ от компании 3М™.
Светодиодная плата 20 включает в себя множество крепежных отверстий 29, которые выровнены с определенными крепежными отверстиями 49 клеевого слоя 40, когда клеевой слой 40 соединен с монтажной поверхностью 22. Как дополнительно подробно описано в настоящем документе, крепежные отверстия 29 и 49 обеспечивают пропускание через них крепежного средства 3 (фиг. 1, 6, 7) для соединения эластомерного слоя 60 и/или жесткого слоя 70 со светодиодной платой 20. Клеевой слой 40 также включает в себя множество светодиодных отверстий 42, выровненных со светодиодами 30, когда клеевой слой 40 соединен с монтажной поверхностью 22. Таким образом, клеевой слой 40 будет окружать и не будет в контакте со светодиодами 30 при соединении с монтажной поверхностью 22.
Светодиодная плата 20 также включает в себя множество вторых крепежных отверстий 27, выровненных с определенными крепежными отверстиями 49 клеевого слоя 40 при соединении клеевого слоя 40 с монтажной поверхностью 22. Вторые крепежные отверстия 27 могут опционально обеспечивать пропускание через них крепежного средства для соединения светодиодной платы 20 с корпусом или другой конструкцией. Вторые крепежные отверстия 27 могут альтернативно быть соединены с бобышками, которые простираются назад от светодиодной платы 20, чтобы таким образом соединить светодиодную плату 20 с корпусом или другой конструкцией. Альтернативные способы и/или конструкции могут быть использованы для соединения светодиодной платы 20 и/или других участков осветительного модуля на основе светодиодов 10 с корпусом или другими конструкциями при встраивании осветительного модуля на основе светодиодов 10 в осветительный прибор. В некоторых вариантах осуществления светодиодная плата 20 может представлять собой печатную плату с металлическим сердечником, такую как, например, печатную плату с алюминиевым сердечником.
Хотя здесь проиллюстрирована и описана конкретная светодиодная плата 20 и расположение светодиодов 30, ознакомленные с настоящим описанием специалисты в данной области техники поймут, что в альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы альтернативные светодиодные опорные конструкции, включающие в себя светодиодную монтажную поверхность. Например, в некоторых вариантах осуществления светодиодная опорная конструкция может быть не плоской, может иметь альтернативную форму и/или может содержать множество отдельных светодиодных опорных конструкций, таких как множество светодиодных плат. Кроме того, может быть предусмотрено альтернативное количество и/или расположение светодиодов 30. Например, может быть предусмотрено большее или меньшее количество светодиодов, один или несколько светодиодов могут быть представлены в иной светодиодной компоновке, светодиоды могут иметь несимметричное расположение и/или светодиоды могут лежать в разных плоскостях относительно друг друга. Кроме того, хотя здесь проиллюстрирован и описан определенный клеевой слой 40, ознакомленные с настоящим описанием специалисты в данной области техники поймут, что могут быть предусмотрены альтернативные клеевые слои. Например, в альтернативных вариантах осуществления клеевой слой может содержать несколько слоев, может быть оснащен по-разному размещенными сквозными отверстиями или же может не иметь слоеной формы (например, может быть нанесен в жидком виде или виде геля). Кроме того, в некоторых вариантах осуществления осветительного модуля на основе светодиодов клеевой слой 40 может быть опущен.
На фиг. 4 показан перспективный вид сверху светодиодной платы 20, клеевого слоя 40 и группы 50 оптических частей 52. Группа 50 включает в себя сорок девять оптических частей 52. Каждая из сорока восьми оптических частей 52 проиллюстрирована расположенной над и вблизи одного светодиода 30 и в контакте с клеевым слоем 40. Одна из оптических частей 54 показана отдельно от одного из светодиодов 30 и клеевого слоя 40. Каждая оптическая часть 52 включает в себя основание 55, которое, по меньшей мере, частично находится в контакте и соединено с клеевым слоем 40, когда оптическая часть 52 находится над и вблизи одного из светодиодов 30. Основание 55 включает в себя верхнюю поверхность 57, которая, по существу, является плоской в показанном варианте осуществления. Каждая оптическая часть 52 также включает в себя отражающую призму 54, соединенную с основанием 55 и пролегающую от него. Изображенные оптические части 52 выполнены с возможностью коллимации света, излучаемого одним из светодиодов 30 в направлении лицевой поверхности отражающей призмы 54. Лицевая поверхность отражающей призмы затем перенаправляет, по существу, большую часть коллимированного света, направленного на нее, в общем направлении, внеосевом относительно первичной оси светового потока от одного из светодиодов 30. Когда оптические части 52 расположены вблизи светодиодов 30, светодиоды 30, по существу, охвачены светодиодной платой 20 и оптическими частями 52. В некоторых вариантах осуществления оптические части 52 могут представлять собой оптические части LifeLED™ от Philips Lumec.
Хотя здесь подробно описаны конкретные оптические части 52, понятно, что в описанном здесь осветительном модуле на основе светодиодов могут быть использованы альтернативные оптические части. Например, в альтернативных вариантах осуществления могут быть предусмотрены оптические части, которые не перенаправляют световой поток от светодиодов в направлении, которое, как правило, является внеосевым относительно первичной светодиодной оси. Кроме того, например, в альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы не коллимирующие оптические части. Кроме того, например, в альтернативных вариантах осуществления могут быть предусмотрены оптические части, которые могут быть размещены над и больше, чем вблизи одного из светодиодов 30. Кроме того, например, в альтернативных вариантах осуществления одна или несколько оптических частей могут быть соединены друг с другом. Кроме того, например, в альтернативных вариантах осуществления оптические части могут быть оснащены основаниями альтернативных конфигураций, такими как, например, основания альтернативной формы, основания альтернативных размеров и/или основания с неплоской верхней поверхностью. Кроме того, следует понимать, что один осветительный модуль на основе светодиодов может объединять в себе множество отдельно приспособленных оптических частей.
На фиг. 5 эластомерный слой 60 показан размещенным поверх светодиодной платы 20, клеевого слоя 40 и группы 50 оптических частей 52, проиллюстрированных на фиг. 4. Эластомерный слой 60 включает в себя множество отверстий 62 оптических частей (фиг. 1) для обеспечения пропускания через них, по меньшей мере, участка оптических частей 52. Как дополнительно подробно описано в настоящем документе, эластомерный слой 60 примыкает к оптическим частям 52, простирается между ними и находится, по меньшей мере, частично поверх и при контакте с клеевым слоем 40. Эластомерный слой 60 включает в себя множество крепежных отверстий 69, которые выровнены с крепежными отверстиями 29 светодиодной платы 20 и крепежными отверстиями 49 клеевого слоя 40, когда эластомерный слой 60 находится поверх клеевого слоя 40 и светодиодной платы 20. Крепежные отверстия 69 обеспечивают пропускание через них крепежного средства 3 для соединения эластомерного слоя 60 со светодиодной платой 20. Эластомерный слой 60 включает в себя зону 64 выемки, которая граничит с основаниями 55 оптических частей 52 и выполнена, по существу, в одной плоскости с верхней поверхностью 57 оснований 55. Как дополнительно подробно описано в настоящем документе, эластомерный слой 60 выходит за пределы и выступает за окружность светодиодной платы 20. В некоторых вариантах осуществления эластомерный слой 60 может иметь твердость измерений по дюрометру 40A или меньше. В некоторых вариантах осуществления эластомерный слой 60 может иметь твердость измерений по дюрометру в диапазоне приблизительно от 40A до приблизительно 80A. В некоторых вариантах осуществления эластомерный слой может представлять собой термопластичный эластомер (ТПЭ). В некоторых вариантах осуществления эластомерным слоем может являться Santoprene™ от Exxon Mobile Chemical.
Эластомерный слой 60 также включает в себя множество выступов 61b, которые простираются вверх от области 64 заглубления. Выступы 61b имеют такие размеры и расположены так, чтобы быть вставленными в соответствующие заглубления 71b (фиг. 1) жесткого слоя 70. Выступы 61b и заглубления 71b опционально могут способствовать надлежащему выравниванию жесткого слоя 70 относительно эластомерного слоя 60 и опционально могут находиться в плотном зацеплении друг с другом. Эластомерный слой 60 также включает в себя множество заглублений 61а, которые утоплены относительно, по меньшей мере, некоторой части окружающей верхней поверхности 66 эластомерного слоя 60. Заглубления 61А имеют такие размеры и расположены так, чтобы иметь возможность приемки соответствующих выступов 71А (фиг. 1) жесткого слоя 70. Заглубления 61а и выступы 71а опционально могут способствовать надлежащему выравниванию жесткого слоя 70 относительно эластомерного слоя 60 и опционально могут находиться в плотном зацеплении друг с другом.
Хотя здесь описан определенный эластомерный слой 60, понятно, что в описанном в данном документе осветительном модуле на основе светодиодов могут быть использованы альтернативные эластомерные слои. Например, в альтернативных вариантах осуществления эластомерный слой 60 может иметь нескольких частей, может быть оснащен альтернативно расположенными в нем сквозными отверстиями, при этом сквозные отверстия могут иметь альтернативную форму, с иной конструкцией выравнивания и/или без конструкции выравнивания.
На фиг. 6 показан перспективный вид сверху жесткого слоя 70, размещенного поверх светодиодной платы 20, клеевого слоя 40, группы 50 оптических частей 52 и эластомерного слоя 60, проиллюстрированного на фиг. 5. Жесткий слой 70 включает в себя множество отверстий 72 оптических частей (фиг. 1) для обеспечения пропускания через него, по меньшей мере, участка оптических частей 52. Как дополнительно подробно описано в настоящем документе, жесткий слой 70 находится поверх эластомерного слоя 60 и пролегает поверх места примыкания эластомерного слоя 60 и оптических частей 52. Жесткий слой 70 включает в себя множество крепежных отверстий 79 (фиг. 1), которые выровнены с крепежными отверстиями 69 эластомерного слоя 60, крепежными отверстиями 29 светодиодной платы 20 и крепежными отверстиями 49 клеевого слоя 40, когда жесткий слой 70 находится поверх эластомерного слоя 60, клеевого слоя 40 и светодиодной платы 20. Крепежные отверстия 79 обеспечивают пропускание через себя крепежного средства 3 для соединения жесткого слоя 70 со светодиодной платой 20. Как дополнительно подробно описано в настоящем документе, жесткий слой 70 выходит за пределы и выступает за периферию эластомерного слоя 60, а также выходит за пределы периферии светодиодной платы 20. В некоторых вариантах осуществления жесткий слой 70 может опционально содержать поликарбонат или алюминий. Опционально жесткий слой 70 может быть окрашен.
На фиг. 7 показан вид в разрезе осветительного модуля на основе светодиодов 10, взятого по линии разреза 7-7 на фиг. 6. Контактная поверхность 56 оптических частей 52 показана в контакте с клеевым слоем 40 (видимая в разрезе как темная линия поверх монтажной поверхности 22). Можно также видеть, что участки эластомерного слоя 60 находятся в контакте с клеевым слоем 40. Контактирующая поверхность 56 окружает светодиоды 30 и светодиодный светоизлучающий участок 32. Основание 55 оптических частей 52 включает в себя сторону 58, которая примыкает к стенке 63, образующей отверстия 62 оптических частей 62 эластомерного слоя 60. Сторона 58 и стенка 63 могут быть посажены с натягом относительно друг друга. Как показано на фиг. 7, в изображенном варианте осуществления область 64 заглубления эластомерного слоя 60, по существу, выполнена в одной плоскости с верхней поверхностью 57 основания 55. Скошенная часть эластомерного слоя 60 проходит между областью 64 заглубления и верхней поверхностью 66 эластомерного слоя 60.
Жесткий слой 70 включает в себя перекрывающий участок 74, который нанесен поверх и области 64 заглубления и участка верхней поверхности 57. Каждое из отверстий 72 оптических частей включает в себя стенку 73, образующую отверстие 72 оптических частей и скошенную часть, проходящую между стенкой 73 и верхней поверхностью жесткого слоя 70. Отверстия 72 оптических частей жесткого слоя 70 имеют меньший диаметр, чем отверстия 62 оптических частей эластомерного слоя 60, и имеют меньший диаметр, чем сторона 58 основания 55, вызывая тем самым перекрытие жестким слоем 70 места примыкания эластомерного слоя 60 и основания 55. Выступающий участок 67 эластомерного слоя 60 виден на фиг. 7 и выступает над светодиодной платой 20. Выступающий участок 77 жесткого слоя 70 также виден на фиг. 7 и выступает над эластомерным слоем 60.
На фиг. 7 видно отдельное крепежное средство 3, окруженное сквозным отверстием 79 жесткого слоя 70, сквозным отверстием 69 эластомерного слоя 60 и сквозным отверстием 29 светодиодной платы 20. Крепежное средство 3 может представлять собой крепежный замок с защелкой и включает в себя скошенную часть 4 для замкового зацепления с участком светодиодной платы 20. При вставке через отверстие 79 и отверстие 29 и фиксации на месте скошенная часть 4 может вступить в зацепление со светодиодной платой 20, а головной участок крепежного средства 3 может вступить в зацепление с участком жесткого слоя 70. Крепежное средство 3 может создавать сжимающее усилие для сжатия оптической части 52 и/или эластомерного слоя 60 между жестким слоем 70 и светодиодной платой 20. В альтернативных вариантах осуществления может быть использовано другое крепежное средство и/или альтернативная конструкция для прикрепления жесткого слоя 70 и/или эластомерного слоя 60 к светодиодной плате 20. Например, в некоторых вариантах осуществления резьбовое крепежное средство может быть вставлено в бобышку, образованную в отверстии 69 или в соединенную с ним, отверстие 79 и/или отверстие 29. Кроме того, например, могут быть предусмотрены зажимы, которые контактируют с обращенными наружу лицевыми поверхностями эластомерного слоя 60 или жесткого слоя 70 и светодиодной платы 20. Ознакомленные с настоящим описанием специалисты в данной области техники поймут, что иная конструкция и/или методика могут быть использованы для прикрепления жесткого слоя 70 и/или эластомерного слоя 60.
Хотя здесь описан конкретный жесткий слой 70, понятно, что в описанном в данном документе светодиодного осветительном модуле на основе светодиодов могут быть использованы альтернативные жесткие слои, а в некоторых вариантах осуществления светодиодного осветительного модуля на основе светодиодов жесткий слой 70 может быть опущен. Например, в альтернативных вариантах осуществления жесткий слой 70 может иметь нескольких частей, может быть оснащен в качестве альтернативы проделанными в нем сквозными отверстиями, при этом проделанные через него сквозные отверстия могут иметь альтернативную форму, иную конструкцию выравнивания и/или конструкцию без выравнивания.
Осветительный модуль на основе светодиодов 10 может быть встроен в осветительный прибор, такой как, например, осветительный прибор наружного освещения. Опционально осветительный модуль на основе светодиодов 10 может быть встроен в корпус, который включает в себя светоотдающее отверстие. В некоторых вариантах осуществления светоотдающее отверстие может быть без линз, и участки осветительного модуля на основе светодиодов 10 (например, жесткий слой 70 и оптические части 52; эластомерный слой 60 и оптические части 52) могут подвергаться воздействию внешней среды. Опционально жесткий слой 70 и/или эластомерный слой 60 может взаимодействовать с другими участками осветительного прибора, по существу, для герметизации задней поверхности светодиодной платы 20 от внешней среды. Опционально задняя поверхность светодиодной платы 20 может быть, по существу, свободна от электрических компонентов и/или может не быть легко подвержена повреждению некоторыми наружными элементами.
Хотя здесь были описаны и проиллюстрированы многие варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области техники будет легко представить себе различные другие средства и/или конструкции для выполнения функций и/или получения результатов и/или одного или нескольких преимуществ, описанных здесь, при этом каждое из таких изменений и/или модификаций рассматривается как находящееся в пределах объема вариантов осуществления изобретения, описанных в настоящем документе. В целом, специалисты в данной области техники легко определят, что все параметры, размеры, материалы и конфигурации, описанные в данном документе, предназначены для примера и что фактические параметры, размеры, материалы и/или конфигурации будут зависеть от конкретных применений или применений, для которых использованы идеи изобретения. Специалистам в данной области техники будет понятно, или они будут иметь возможность оценить, используя не более чем рутинные эксперименты, многие эквиваленты описанных здесь конкретных вариантов изобретения. Таким образом, следует понимать, что вышеуказанные варианты осуществления представлены только в качестве примера и что в пределах объема прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов варианты осуществления изобретения могут быть реализованы иначе, чем конкретно описано и заявлено. Варианты осуществления изобретения направлены на каждый индивидуальный признак, систему, деталь, материал, комплект и/или способ, описанные в настоящем документе. Кроме того, любое сочетание двух или более таких признаков, систем, деталей, материалов, комплектов и/или способов, если такие признаки, системы, детали, материалы, наборы и/или способы не являются взаимоисключающими, входит в объем изобретения.
Все определения, приведенные и использованные в данном описании, следует понимать как преобладающие над словарными определениями, определениями в документах в качестве ссылки и/или обычными значениями определенных терминов.
Неопределенные артикли "а" и "an", использованные здесь в описании и в формуле изобретения, если четко не указано иное, следует понимать в значении «по меньшей мере, один».
Фразу «и/или», использованную здесь в описании и в формуле изобретения, следует понимать в значении "один или оба" соединенных таким образом элементов, т.е. элементов, которые соединены, представлены в некоторых случаях и не соединены, представлены в других случаях. Многочисленные элементы, перечисленные с "и/или", следует толковать таким же образом, то есть "один или несколько" соединенных таким образом элементов. Другие элементы могут опционально быть представлены иначе, чем элементы, конкретно обозначенные придаточным "и/или", будь они связаны или не связаны с этими специально обозначенными элементами. Таким образом, в качестве неограничительного примера ссылка на "А и/или В" при использовании в сочетании с открытой конструкцией, такой как «содержащий», может относиться в одном варианте осуществления только к А (возможно, включая сюда элементы, отличные от В), в другом варианте осуществления только к В (возможно, включая сюда элементы, отличные от А), в еще одном варианте осуществления и к А и к В (возможно, включая сюда другие элементы) и т.д.
Использованное здесь в описании и в формуле изобретения "или" следует понимать как имеющее тот же смысл, что и "и/или", как определено выше. Например, при выделении позиций в перечислении "или" или "и/или" должны толковаться включительно, т.е. как включающие, по меньшей мере, один, но также включающие более одного из числа или списка элементов, и при необходимости дополнительные частные элементы. Только термины, четко указывающие на обратное, такие как "только один" или "ровно один из", или при использовании в формуле изобретения "состоящий из" будут относиться к включению ровно одного элемента из числа или списка элементов. В целом, термин "или" здесь должен быть истолкован как обозначающий исключающие альтернативы (например, «один или другой, но не оба"), когда ему предшествует термины исключительности, такие как «либо», «один из», «только один из» или «точно один из». "Состоящий в основном из" при использовании в формуле изобретения должен иметь свое обычное значение, используемое в области патентного права.
Использованную здесь в описании и в формуле изобретения фразу "по меньшей мере, один" со ссылкой на список из одного или нескольких элементов следует понимать как обозначающую, по меньшей мере, один элемент, выбранный из одного или нескольких элементов в списке элементов, но не обязательно включающий в себя, по меньшей мере, по одному элементу из всех и каждого, конкретно указанных в списке элементов, и не исключающий любые сочетания элементов в списке элементов. Это определение также допускает, что элементы могут опционально быть представлены иначе, чем элементы, конкретно указанные в списке элементов, к которым относится фраза «по меньшей мере, один», будь они связаны или не связаны с этими определенными элементами. Таким образом, в качестве не ограничительного примера, «по меньшей мере, один из А и Б» (или, что эквивалентно, «по меньшей мере, один из А и В», или, что тоже эквивалентно, «по меньшей мере, один из А и/или Б») может относиться в одном варианте осуществления, по меньшей мере, к одному, возможно, включающему в себя более одного, А, при отсутствии В (и, возможно, включающему в себя иные элементы, отличные от В), в другом варианте осуществления, по меньшей мере, к одному, возможно, включающему в себя более одного, В, при отсутствии А (и, возможно, включающему в себя элементы, отличные от А), а в еще одном варианте осуществления, по меньшей мере, к одному, возможно, включающему в себя более одного, А, и, по меньшей мере одному, возможно, включающему в себя более одного, В (и, возможно, включающему в себя другие элементы) и т.д.
Следует также понимать, если четко не указано иное, что в любых заявленных здесь способах, которые включают в себя более чем один этап или действие, порядок этапов или действий способа не обязательно ограничены порядком, в котором перечислены этапы или действия способа.
В формуле изобретения, а также в вышеприведенном описании, все переходные фразы, такие как «содержащий», «включающий в себя», «выполняющий», «имеющий», «подразумевающий», «удерживающий», «образованный» и т.п. следует понимать, как открытые, т.е. обозначающие в том числе, но не ограничиваясь этим. Только переходные фразы «состоящий из» и «состоящий в основном из» должны рассматриваться как закрытые или полузакрытые переходные фразы соответственно, как указано в Руководстве по проведению патентной экспертизы, раздел 2111,03. Патентного ведомства США.