Осветительная арматура на основе светодиодов, предназначенная для освещения поверхности, с улучшенным рассеиванием тепла и технологичностью

Осветительная арматура на основе светодиодов, предназначенная для освещения поверхности, с улучшенным рассеиванием тепла и технологичностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки к созданию изобретения

Цифровые осветительные технологии, т.е. освещение, основанное на полупроводниковых источниках тепла, таких как светоизлучающие диоды (LED), предлагают жизнеспособную альтернативу традиционным флуоресцентным лампам, разрядным лампам высокой интенсивности (HID) и лампам накаливания. Функциональные преимущества и выгоды светодиодов включают в себя высокую эффективность преобразования энергии и оптическую эффективность, прочность, более низкие эксплуатационные затраты и многое другое. Светодиоды особенно подходят для областей применения, требующих осветительной арматуры с низкими профилями. Меньшие размеры, длительный срок службы, низкое потребление энергии и долговечность светодиодов делают их выбор особенно удобным в случаях, когда важное значение имеет пространство. Например, линейная арматура на основе светодиодов может быть выполнена в форме светильников заливающего света для внутреннего и наружного освещения, обеспечивающих омывающие или скользящие эффекты освещения стен для архитектурных поверхностей и улучшения выявления трехмерных объектов.

В частности, светильники с применением светодиодов высокой интенсивности быстро внедряются в качестве альтернативы, превосходящей обычную осветительную арматуру, благодаря своей более высокой общей световой отдаче и способности генерировать различные картины освещения. Однако одна серьезная проблема, касающаяся конструкции и эксплуатации этих светильников, заключается в системе отвода тепла, поскольку светодиоды высокой интенсивности чувствительны к теплу, генерируемому в процессе эксплуатации. Поддержание оптимальной температуры перехода является важным компонентом в разработке эффективной осветительной системы, поскольку светодиоды работают с более высокой световой отдачей и служат дольше, работая при более низких температурах. Использование активного охлаждения с помощью вентиляторов и других механических систем перемещения воздуха, однако, обычно не приветствуется в осветительном хозяйстве в целом в первую очередь из-за присущего ему шума, затрат и большой потребности в техническом обслуживании. Соответственно рассеивание тепла часто является важной задачей при проектировании.

Кроме того, светильники на основе светодиодов собирают из многих компонентов, имеющих различные показатели теплового расширения, обычно с использованием адгезивных материалов для крепления этих компонентов друг к другу. Однако обычные адгезивные материалы могут выделять газы во время эксплуатации светильника, ухудшая показатели его работы. Кроме того, прилипшие компоненты обычно не могут быть отделены и должны поэтому удаляться совместно даже в случае отказа или необходимости замены только одного из прилипших компонентов. Более того, различные показатели теплового расширения/сжатия отдельных компонентов часто накладывают ограничения на конструкцию светильника. К другим недостаткам известных светильников на основе светодиодов относятся недостаточная гибкость при установке и позиционировании, так же как нежелательные тени между различными элементами арматуры, соединенными в линейные группы.

Таким образом, в технике существует потребность в высокоэффективном осветительном устройстве на основе светодиодов с улучшенной обслуживаемостью и технологичностью, так же как с показателями выделения света и рассеивания тепла. Особенно желательной является линейная арматура на основе светодиодов, пригодная для обеспечивающих омывающие или скользящие эффекты освещения стен, позволяющая избежать недостатков известных технических решений.

Сущность изобретения

Заявитель настоящим признает и принимает во внимание, что по меньшей мере некоторые из недостатков, перечисленных выше, могут быть устранены за счет уменьшения или исключения использования адгезивов при сборке светильника и уменьшения различий в тепловом расширении между его компонентами. Исходя из сказанного, различные варианты реализации настоящего изобретения относятся в целом к осветительному устройству на основе светодиодов, в котором по меньшей мере некоторые компоненты осветительного устройства располагаются относительно друг друга и конфигурированы таким образом, что механическое и/или тепловое сопряжение между соответствующими компонентами осуществляется по меньшей мере частично на основании применения усилия и/или передачи давления от одного компонента на другой.

Один вариант реализации настоящего изобретения направлен на осветительное устройство, содержащее:

теплоотвод, имеющий первую поверхность;

печатную плату светодиода, имеющую вторую и третью противоположные поверхности, из которых вторая поверхность располагается на первой поверхности теплоотвода, а третья поверхность имеет по меньшей мере один светодиодный источник света, расположенный на ней;

интегрированный элемент с линзой, имеющий прозрачную верхнюю стенку, расположенную таким образом, чтобы принимать свет, который испускает по меньшей мере один светодиодный источник света;

передающий давление элемент, имеющий опорную структуру, проходящую в целом по направлению от печатной платы светодиода до прозрачной верхней стенки интегрированного элемента с линзой и дополнительно имеющий передающую давление поверхность, соединенную с опорной структурой, причем опорная структура ограничивает отверстие, при этом передающая давление поверхность располагается на третьей поверхности указанной печатной платы светодиода поблизости от светодиодного источника света; и

оптический элемент, расположенный в отверстии, ограниченном опорной структурой передающего давление элемента,

в котором интегрированный элемент с линзой соединен посредством сдавливания с передающим давление элементом, так что усилие, приложенное к интегрированному элементу с линзой, передается через передающий давление элемент к передающей давление поверхности таким образом, чтобы прижать печатную плату светодиода к первой поверхности теплоотвода, так, чтобы обеспечить перенос тепла от печатной платы светодиода к теплоотводу.

В различных случаях выполнения осветительное устройство согласно по меньшей мере некоторым вариантам реализации, описанным здесь, конфигурированы так, что физическое строение устройства облегчает прилегание одного к другому, а вторичные оптические элементы обеспечивают смешивание света от прилегающих устройств, создавая таким образом непрерывную линейную группу из множества устройств без любых промежутков в испускании света, заметных наблюдателю.

Предпочтительно, интегрированный элемент с линзой имеет противоположные боковые стенки с прозрачной верхней стенкой, и в котором противоположные боковые стенки соединяются с теплоотводом таким образом, чтобы генерировать усилие, прилагаемое интегрированным элементом с линзой к передающему давление элементу.

Предпочтительно, интегрированный элемент с линзой соединяется с теплоотводом не являющимся клеящим соединением.

Предпочтительно, интегрированный элемент с линзой соединяется с оптическим элементом без сдавливания.

Предпочтительно, осветительное устройство содержит также податливый элемент, помещенный между интегрированным элементом с линзой и опорной структурой передающего давление элемента.

Предпочтительно, податливый элемент содержит термопластовый эластомер.

Предпочтительно, прозрачная верхняя стенка интегрированного элемента с линзой имеет внутреннюю поверхность, имеющую по меньшей мере один соединительный штифт, и также содержащую светодиффузионный слой, расположенный на внутренней поверхности прозрачной верхней стенки, причем соединительный штифт предназначен для удержания светодиффузионного слоя на внутренней поверхности прозрачной верхней стенки.

Предпочтительно, осветительное устройство содержит также термический промежуточный слой, помещенный между печатной платой светодиода и передней поверхностью теплоотвода.

Предпочтительно, термический промежуточный слой содержит графит.

Предпочтительно, интегрированный элемент с линзой имеет также противоположные торцовые стенки, смежные с прозрачной верхней стенкой.

Предпочтительно, интегрированный элемент с линзой содержит пластмассу.

Предпочтительно, интегрированный элемент с линзой содержит поликарбонат.

Предпочтительно, интегрированный элемент с линзой состоит по существу из пластмассы.

Предпочтительно, интегрированный элемент с линзой состоит по существу из поликарбоната.

Предпочтительно, наименьшее расстояние между передающей давление поверхностью и светодиодным источником света меньше приблизительно 2 миллиметров.

Более предпочтительно, наименьшее расстояние между передающей давление поверхностью и светодиодным источником света меньше приблизительно 1 миллиметра.

Предпочтительно, минимальная толщина интегрированного элемента с линзой составляет около 3 миллиметров.

Предпочтительно, передающий давление элемент является непрозрачным.

Предпочтительно, интегрированный элемент с линзой содержит первую и вторую противоположные литые торцевые стены, смежные с противоположными боковыми стенками и прозрачной верхней стенкой.

Предпочтительно, оптический элемент содержит оптику с полным внутренним отражением.

Изобретение также направлено на линейное осветительное устройство, содержащее первое и второе вышеуказанные осветительные устройства, в котором интегрированный элемент с линзой содержит первую и вторую противоположные литые торцевые стены, смежные с противоположными боковыми стенками и прозрачной верхней стенкой, при этом первая литая торцевая крышка первого осветительного устройства противостоит второй литой торцевой крышке второго осветительного устройства.

Предпочтительно, расстояние между первой литой торцевой крышкой первого осветительного устройства и второй литой торцевой крышкой второго осветительного устройства меньше приблизительно 3 миллиметров, образуя таким образом зазор между первым и вторым осветительными устройствами.

Изобретение также относится к осветительному устройству на основе светодиодов, содержащему:

теплоотвод;

узел светодиодов, содержащий множество светодиодов, расположенных на подложке;

множество оптических элементов, причем каждый оптический элемент из множества оптических элементов содержит первичный оптический элемент, помещенный внутри передающего давление элемента, где каждый оптический элемент помещен над другим светодиодом из числа множества светодиодов; и

вторичный оптический элемент, помещенный выше и соединенный посредством сдавливания с множеством оптических элементов, так что усилие, прилагаемое вторым оптическим элементом, передается передающими давление элементами таким образом, чтобы прижать узел светодиодов к теплоотводу для того, чтобы облегчить перенос тепла от узла светодиодов к теплоотводу.

Предпочтительно, теплоотвод образует первую часть корпуса для узла светодиодов, и вторичный оптический элемент образует вторую часть корпуса для узла светодиодов.

Предпочтительно, узел светодиодов прикреплен к корпусу без адгезива.

Предпочтительно, вторичный оптический элемент не прикладывает напрямую усилие к любому первичному оптическому элементу.

Некоторые из преимуществ, предлагаемые осветительным устройством и способами сборки согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения включают в себя улучшенное рассеивание тепла и понижение рабочих температур светодиодных источников света из-за того, что: (i) сжимающее усилие прикладывается непосредственно к участку генерирования тепла печатной платы узла светодиодов, что ведет к понижению теплового сопротивления и (ii) равномерное распределение удерживающего усилия от интегрированного вторичного оптического элемента генерирует сравнительно высокую сжимающую нагрузку в дополнительном термическом прокладочном материале, помещенном между печатной платой и теплоотводом. Другое преимущество заключается в упрощении обслуживаемости и технологичности светильника за счет уменьшения числа технологических операций и составляющих деталей. В частности, (i) печатная плата (с термическим прокладочным материалом и прикрепленными передающими давление элементами) ориентируется и крепится на месте интегрированным вторичным оптическим элементом, так что никакие крепежные изделия не несут исключительную ответственность за прикрепление печатной платы; и (ii) никаких адгезивов или крепежных изделий не требуется для прикрепления передающих давление элементов к печатной плате.

Соответствующая терминология

Применяемые здесь с целью настоящего описания изобретения термины «светодиод» или «светодиодный источник света» должны рассматриваться как включающие любой светоизлучающий диод или систему инжекции носителей с базовым переходом другого типа, способную генерировать излучение в ответ на электрический сигнал. Таким образом, термин «светодиод» включает в себя, не ограничиваясь ими, различные полупроводниковые структуры, которые испускают свет в ответ на воздействие тока, светоизлучающие полимеры, органические светоизлучающие диоды (OLED), электролюминесцентные полосы и тому подобное. В частности, термин «светодиод» относится к светоизлучающим диодам всех типов (включая полупроводниковые и органические светоизлучающие диоды) которые могут быть приспособлены для генерирования излучения в одном или более спектре из числа инфракрасного спектра, ультрафиолетового спектра и различных частей спектра видимого света (обычно включая излучение с длиной волн от приблизительно 400 нанометров до приблизительно 700 нанометров). Некоторые примеры светодиодов включают в себя, не ограничиваясь ими, различные типы инфракрасных светодиодов, ультрафиолетовых светодиодов, красных светодиодов, голубых светодиодов, зеленых светодиодов, желтых светодиодов, янтарных светодиодов, оранжевых светодиодов и белых светодиодов (рассматриваются дополнительно ниже). Следует знать, что светодиоды могут быть приспособлены и/или контролироваться для генерирования излучения, имеющего различный диапазон частот (например, полную ширину на полувысоте, или FWHM) для данного спектра (например, узкий диапазон частот, широкий диапазон частот), и многообразие доминирующих длин волн в пределах данной общей цветовой классификации. Например, один вариант выполнения светодиода, который предназначен для генерирования исключительно белого света (например, белый светодиод), может включать в себя ряд кристаллов, которые излучают соответственно различные спектры электролюминесцентного света, которые в сочетании смешиваются для формирования исключительно белого света. В другом варианте реализации светодиод белого цвета может быть связан с фосфорным материалом, который преобразует электролюминесценцию с первым спектром в иной второй спектр. В одном примере электролюминесценция с относительно короткими волнами и узким диапазоном частот спектра «накачивает» фосфорный материал, который в свою очередь испускает излучение с большей длиной волн и с несколько более широким спектром.

Следует также понимать, что термин «светодиод» не ограничивает тип физического или электрического корпуса светодиода. Например, как рассмотрено выше, термин «светодиод» может относиться к единственному светоизлучающему устройству, имеющему множество кристаллов, которые предназначены для соответствующего испускания различных спектров излучения (например таких, которыми можно или нельзя управлять по отдельности). Кроме того, светодиод может быть связан с фосфором, который рассматривается как интегральная часть светодиода (например, некоторые виды белых светодиодов). В общем, термин «светодиод» относится к корпусированным светодиодам, некорпусированным светодиодам, светодиодам с поверхностным монтажом, светодиодам с поверхностным монтажом кристаллов, светодиодам с Т-образным монтажом, светодиодам с радиальным монтажом, светодиодам с блоком электропитания, светодиодам, включающим в себя кожух определенного типа и/или оптический элемент (например, рассеивающую линзу) и т.д.

Термин «спектр» должен рассматриваться как относящийся к любой одной или нескольким частотам (или длинам волн) излучения, произведенного одним или больше источников света. Соответственно термин «спектр» относится как к частотам (или длинам волн) не только в видимом диапазоне, но и к частотам (или длинам волн) в инфракрасной, ультразвуковой и других частях всего спектра электромагнитного излучения. Кроме того, данный спектр может иметь относительно узкую полосу частот (например, полную ширину на полувысоте, имеющую по существу немного компонентов по частоте или длине волны), или относительно широкую полосу частот (несколько компонентов по частоте или длине волны, имеющих различную относительную мощность). Следует также понимать, что данный спектр может быть результатом смешивания двух или больше других спектров (например, смешивания излучения, соответственно испускаемого многими источниками света).

В целях настоящего описания термин «цвет» используется взаимозаменяемо с термином «спектр». Однако термин «цвет» обычно используется в первую очередь в отношении свойства излучения, которое воспринимает наблюдатель (хотя такое использование не предполагает ограничить границы термина). Соответственно термин «различные цвета» неявно относится ко множеству спектров, имеющих компоненты с различной длиной волны и/или полосы частот. Следует также понимать, что термин «цвет» может использоваться как в связи с белым, так и с не являющемся белым светом.

Термин «температура цвета» обычно используется здесь в связи с белым светом, хотя такое использование не предполагает ограничение рамок этого термина. Температура цвета по существу относится к конкретному содержанию цвета или оттенку (например, красноватому, голубоватому) белого света. Температура цвета данного образца излучения обычно характеризуется согласно температуре в градусах Кельвина (К) излучателя черного тела, который излучает по существу такой же спектр, что и рассматриваемый образец излучения. Температуры цвета излучателя черного тела обычно оказываются в диапазоне от приблизительно 700 градусов К (которые обычно считаются первыми, видимыми человеческому глазу) до более чем 10000 градусов К; белый свет обычно воспринимается при температурах цвета свыше 1500-2000 градусов К.

Более низкие температуры цвета в общем обозначают белый свет, имеющий более значительную красную составляющую, или «более теплое ощущение», в то время как более высокие температуры цвета в общем обозначают белый свет, имеющий более значительную голубую составляющую, или «более холодное ощущение». В качестве примера можно указать, что пламя имеет температуру цвета, равную приблизительно 1800 градусам К, обычная лампа накаливания имеет температуру цвета, равную приблизительно 2848 градусам К, дневной свет ранним утром имеет температуру цвета, равную приблизительно 3000 градусам К, и затянутое облаками небо в середине дня имеет температуру цвета, равную приблизительно 10000 градусам К.

Термин «контроллер» используется здесь в общем для описания различных устройств, имеющих отношение к эксплуатации одного или нескольких источников света. Контроллер может быть внедрен различными путями (например, так, как специализированная аппаратура) для выполнения различных рассматриваемых здесь функций. «Процессор» является одним из примеров «контроллера», в котором применяются один или больше микропроцессоров, которые могут быть запрограммированы с использованием программного обеспечения (например, микрокода) для осуществления применения процессора, и может также быть внедрен как сочетание специализированной аппаратуры, предназначенной для выполнения некоторых функций, и процессора (например, одного или больше запрограммированных микропроцессоров и соответствующих схем) для выполнения других функций. Примеры компонентов контроллера, которые могут применяться в различных вариантах реализации настоящего описания, включают в себя, не ограничиваясь ими, обычные микропроцессоры, применение определенных интегральных схем (ASIC), и программируемых в условиях эксплуатации логических матриц (FPGA).

В различных случаях процессор или контроллер может быть связан с одним или несколькими носителями данных (обычно упоминающихся здесь как «память», например энергозависимая или энергонезависимая компьютерная память, такая как оперативная память (ОЗУ), программируемая постоянная память (ПЗУ), стираемая программируемая постоянная память (СППЗУ) и электронно-перепрограммируемая постоянная память (ЭСППЗУ), дискеты, компакт-диски, оптические диски, магнитная лента и т.д.). В некоторых случаях носитель данных может быть закодирован одной или более программами, которые при выполнении на одном или нескольких процессорах и/или контроллерах выполняют по меньшей мере некоторые из функций, рассмотренных здесь. Различные носители данных могут быть помещены в процессоре или контроллере, или же могут быть транспортабельными, так что одна или больше программ, хранящихся в них, могут быть загружены в процессор или контроллер таким образом, чтобы выполнить различные аспекты описания, рассмотренные здесь. Термин «программа» или «компьютерная программа» используется здесь в обобщенном смысле для обозначения любого типа компьютерного кода (например, программного обеспечения или микрокода), который может быть применен для программирования одного или больше процессоров или контроллеров.

Следует понимать, что все сочетания изложенных принципов и дополнительные принципы, рассмотренные более подробно ниже (при условии, что такие принципы не являются взаимно несовместимыми) рассматриваются как часть объекта изобретения, раскрытого здесь. В частности, все сочетания заявленного объекта изобретения, появляющиеся в конце этого описания, рассматриваются как часть объекта изобретения, раскрытого здесь. Следует также понимать, что терминология, детально применяемая здесь, которая также может появиться в любом описании, добавленном в качестве ссылки, должна согласовываться со значением, в наибольшей степени совпадающим с определенными принципами, раскрытыми здесь.

Родственные патенты и патентные заявки

Следующие патенты и патентные заявки, относящиеся к настоящему описанию и любым принципам изобретения, содержащимся в нем, настоящим включаются в него в качестве ссылки:

Патент США №6016038, выданный 18 января 2000 г, озаглавленный «Multicolored LED Lighting Method and Apparatus (Способ и устройство для освещения многоцветным светодиодом»);

Патент США №6211626, выданный 3 апреля 2001 г, озаглавленный «Illumination Components» («Компоненты освещения»);

Патент США №6975079, выданный 13 декабря 2005 г, озаглавленный «Systems and Methods for Controlling Illumination Sources» («Системы и способы контроля источников освещения»);

Патент США №7014336, выданный 21 марта 2006 г, озаглавленный «Systems and Methods for Generating and Modulating Illumination Conditions» («Системы и способы для генерирования и моделирования условий освещения»);

Патент США №7038399, выданный 2 мая 2006 г, озаглавленный Method and Apparatus for Providing Power to Lighting Devices»(«Способ и прибор для подачи энергии на осветительные устройства»);

Патент США №7256554, выданный 14 августа 2007 г, озаглавленный «LED Power Control Methods and Apparatus («Способы и прибор контроля мощности светодиода»);

Патент США №7267461, выданный 11 сентября 2007 г, озаглавленный «Directly Viewably Luminaire («Непосредственно наблюдаемый светильник»);

Опубликованная заявка на патент США №2006-0022214, опубликованная 2 февраля 2006 г. под заголовком «LED Package Method and Systems» («Способы и системы монтажа светодиода»);

Опубликованная заявка на патент США №2007-0115665, опубликованная 24 мая 2007 г. под заголовком Methods and Apparatus for Generating and Modulating White Light Illumination Conditions» («Способы и устройство для генерирования и моделирования условий освещения белым светом»);

Предварительная заявка на патент США №60/916496, поданная 7 мая 2007 г. под заголовком «Power Control Methods and Apparatus («Способы и устройство для контроля мощности»);

Предварительная заявка на патент США №60/916511, поданная 7 мая 2007 г. под заголовком LED-Based Linear Lighting Fixtures for Surface Illumination» («Линейная осветительная арматура на основе светодиодов, предназначенная для освещения поверхностей»); и

Заявка на патент США №11/940926, поданная 15 ноября 2007 г. под заголовком «LED Collimator Having Spline Surfaces And Related Methods» («Коллиматор светодиода, имеющий сплайновые поверхности и соответствующие способы»).

Краткое описание чертежей

На чертежах одинаковыми числовыми позициями в целом обозначены одинаковые детали с различных позиций наблюдения. Кроме того, чертежи необязательно выполнены в масштабе, и вместо этого особое внимание уделяется иллюстрации принципов изобретения, описанных здесь.

На фиг.1А показан перспективный вид осветительного устройства согласно одному варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.1В показан вид сбоку в вертикальной проекции двух осветительных устройств с фиг.1А, образующих линейную группу;

на фиг.1С-1Е изображена линейная группа с фиг.1В, установленная на стенку;

на фиг.2 показан вид с разделением на детали, иллюстрирующий часть осветительного устройства с фиг.1А, включающий интегрированный вторичный оптический элемент и множество передающих давление элементов согласно варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.3 показан перспективный вид сверху, иллюстрирующий оптические блоки, размещенные на печатной плате светодиода согласно одному варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.4-6 проиллюстрированы перспективный вид, вид сверху и вид снизу оптических блоков с фиг.3 согласно одному варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.7 показан вид осветительного устройства с фиг.1А в поперечном разрезе, выполненном по линии 7-7, показанной на фиг.1А;

на фиг.8 показан вид осветительного устройства в поперечном разрезе, выполненном по линии 8-8, показанной на фиг.1А;

на фиг.9 показан частичный вид сверху осветительного устройства согласно одному варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.10 показан вид сбоку в вертикальной проекции линейного осветительного устройства, имеющего множество интегрированных вторичных оптических элементов согласно одному варианту реализации настоящего изобретения; и

на фиг.11-15 показаны принципиальные схемы энергоснабжения, предназначенного для подачи энергии на осветительные устройства согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения.

Подробное описание

Ниже помещены более подробные описания различных принципов и вариантов реализации, относящихся к осветительной арматуре на основе светодиодов и способам сборки согласно настоящему изобретению. Следует понимать, что различные аспекты вариантов реализации изобретения, очерченные выше и подробно рассмотренные ниже, могут быть воплощены любым из различных путей, поскольку настоящее изобретение не ограничивается любым определенным способом осуществления. Примеры конкретных осуществлений предложены только в целях иллюстрации.

Различные варианты реализации настоящего изобретения относятся в целом к осветительному устройству на основе светодиодов и способам сборки, при которых по меньшей мере некоторые компоненты осветительного устройства располагаются относительно друг друга и конфигурированы таким образом, что механическое и/или термическое соединение соответствующих компонентов выполняется по меньшей мере частично на основе применения и передачи усилия от одного компонента на другой. Например, в одном варианте реализации печатная плата, включающаяся в себя множество светодиодов («узел светодиодов») располагается в термической связи с теплоотводом, который образует часть корпуса. Первичный оптический элемент, помещенный внутри передающего давление элемента, располагается выше и оптически выравнивается с каждым светодиодом. Совмещенный вторичный оптический элемент (общий для множества светодиодов), образующий другую часть корпуса, располагается выше и соединяется со сдавливанием с передающими давление элементами. Усилие, приложенное вторым оптическим элементом, передается через передающие давление элементы таким образом, чтобы прижать узел светодиодов к теплоотводу, облегчая таким образом передачу тепла. В одном аспекте узел светодиодов крепится к корпусу без необходимости использования адгезивов. В другом аспекте вторичный оптический элемент не прикладывает непосредственно давления к любому первичному оптическому элементу, но вместо этого прикладывает давление к передающим давлением элементам, вмещающим в себя каждый первичный оптический элемент, уменьшая таким образом оптическое отклонение.

На фиг.1А проиллюстрировано осветительное устройство 100 согласно одному варианту реализации настоящего изобретения. Осветительное устройство включает в себя корпус 105, содержащий верхнюю часть 120, предназначенную для поддержки или размещения осветительной системы (например, источник света, содержащий один или больше светодиодов и соответствующую оптику, как подробно рассмотрено ниже) и нижнюю часть 108, которая включает в себя отсек для электроники 110. В отсеке для электроники помещается источник питания и схемы управления, предназначенные для питания осветительного устройства и контроля испускаемого им света, как описано более подробно ниже со ссылкой на фиг.11-15.

Корпус выполнен из прочного теплопроводного материала, такого, как экструдированный или отлитый под давлением алюминий. Как показано на фиг.1А, в некоторых вариантах осуществления верхняя часть 120 и нижняя часть 108 являются единым смежным изделием, экструдированным из алюминия. В альтернативных вариантах осуществления верхняя и нижняя части являются отдельными составляющими деталями, изготовленными по отдельности и затем соединенными вместе любым способом, известным в технике, например, крепежными изделиями.

Предпочтительно корпус изготавливают для создания сдвига 109 между краем отсека для электроники 108 и краем 122 верхней части. Сдвиг создает пространство для взаимно соединяемых кабелей, передающих энергию и данные, позволяя светоизлучающим частям осветительного устройства прилегать одна к другой и обеспечивая таким образом превосходную однородность света и смешивание в области прилегания между соседними осветительными устройствами. Таким образом, непрерывные линейные группы светильников могут быть размещены без каких-либо разрывов в испускании света, заметных наблюдателю, как показано на фиг.1В.

Отсек для электроники 110 включает в себя приспособления для рассеивания тепла, которое генерируется источником питания и схемами управления во время эксплуатации осветительного устройства. Например, эти приспособления включают в себя ребра и выступы 114, отходящие от каждой из противоположных сторон отсека для электроники, как показано на фиг.1А.

Как показано также на фиг.1А-1В, отсек для электроники включает также в себя входную и выходную торцевые крышки 116, которые выполнены из отлитого под давлением алюминия и предназначены для соединения осветительного устройства с источником энергии и дополнительно образуют одну или больше линий передачи данных к другим осветительным устройствам. Например, в некоторых областях применения стандартное сетевое напряжение подводится к распределительной коробке, а соединительная коробка соединяется с первым осветительным устройством ведущим кабелем. Таким образом, первое осветительное устройство имеет торцевую крышку, предназначенную для соединения с ведущим кабелем. Противоположная торцевая крышка первого осветительного устройства приспособлена для соединения с соседним осветительным устройством посредством соединяющего приборы кабеля 144. Таким образом может быть соединен ряд соединительных устройств для формирования линейного осветительного устройства нужной длины. Последняя торцевая крышка в ряду осветительных устройств, находящаяся дальше всего от источника питания и/или линии (линий) передачи информации, является вспомогательной торцевой крышкой, поскольку из последнего блока не должны передаваться ни энергия, ни данные. Верхняя часть 120 (которая также упоминается в описании как «теплоотвод») также обладает возможностями рассеивания тепла, которое генерируется осветительной системой во время эксплуатации осветительного устройства 100. Возможности рассеивания тепла включают в себя ребра 124, которые отходят от противоположных сторон теплоотвода 120. Как будет описано более подробно ниже со ссылкой на фиг.2-8, осветительная система, включая генерирующие свет компоненты и оптические элементы, располагается на поверхности 126 теплоотвода 120.

Интегрированный вторичный оптический элемент 130 соединяется с теплоотводом, помещая в себе множество оптических блоков 140 (показанных на фиг.1А пунктирными линиями и рассмотренных более подробно ниже). Интегрированный вторичный оптический элемент включает в себя верхнюю стенку 132, пару отлитых торцевых стенок 134 и пару противоположных боковых стенок 136. По меньшей мере часть верхней стенки 132 является прозрачной, ограничивая линзу, предназначенную для пропуска света, который генерируют источники света осветительной системы. В различных вариантах реализации интегрированный вторичный оптический элемент является единой структурой, выполненной из пластмассы, такой как поликарбонат, для улучшения ударного сопротивления и способности противостоять погодным условиям.

В одном виде осуществления литые торцевые стенки 134 являются плоскими и по существу помещенными заподлицо с краями 122 теплоотвода 120. Эта конфигурация позволяет приложить другое осветительное устройство 100 к краям 122 с образованием линейной группы с небольшими зазорами между прилегающими торцевыми стенками или совсем без них. Например, как показано на фиг.1В, расстояние 142 между первой противостоящей литой торцевой крышкой первого осветительного устройства и второй противостоящей литой торцевой крышкой второго осветительного устройства составляет около 0,5 миллиметров. Отдельное осветительное устройство может быть, например, длиной один фут (0,3 м) или несколько футов при измерении между противоположными краями 122. Состоящая из многих блоков линейная осветительная группа заданной длины может быть сформирована путем сборки нужного количества отдельных устройства способом, описанным выше. Осветительное устройство может быть установлено, например, на стене или потолке с помощью монтажных устройств, таких как зажимы, прикрепленные к нижней части 108, как показано на фиг.1С-1Е.

Как показано на фиг.1С-1Е, в случае применения для скользящего освещения стен отдельные устройства 100 и/или взаимно соединенные линейные группы устройств устанавливаются рядом с освещаемой поверхностью, например, на расстоянии около 4-10 дюймов (102-254 мм) от поверхности, с использованием кронштейнов 146, прикрепленных к соединителями 148. В вариантах осуществления соединители 148 могут также применяться для механического и электрического взаимного соединения отдельных устройств. Как показано на фиг.1D, для лучшей ориентации и позиционирования устройства относительно освещаемой архитектурной поверхности, также как для сведения к минимуму профиля устройства, соединители 148 могут поворачиваться относительно секций источников питания 108 и, в частности, могут поворачиваться вокруг компонентов электрической проводки (например, соединительного кабеля 144, показанного на фиг.1В). Как показано на фиг.1Е, торцевой установочный соединитель 150 соединяется с возможностью вращения с последним осветительным устройством в группе. За счет по меньшей мере минимального, если он вообще имеется, зазора между блоками линейная осветительная группа обеспечивает превосходную однородность освещения по всей длине группы при практическом отсутствии разрывов в испускании света, заметных наблюдателю. Кроме того, многокамерная конфигурация линейной осветительной гру