专利名称：产品陈列柜的led发光系统的制作方法
产品陈列拒的LED发光系统
本申请要求2007年2月12日提交的申请号为60/889,458的临
时申请的优先权。
背景技术：
参看图l，典型的冷藏陈列拒IO具有安装在陈列拒前部的门冲匡 组件(door and frame assembly) 12。门才匡组件12包4舌相应的侧才匡 架部件14、 16，以及分别与侧框架部件相互连接的顶部框架部件 18和底部框架部件22。门24通过铰链26安装至这些框架部件。 门包括保持在框架32内的玻璃板28。每一扇门上均设置有把手34。 竖框36安装于顶部和底部框架部件18、 22，以4是供门碰头(door
立式封闭拒体或内置式封闭拒体。
公知的用于照亮陈列拒的LED照明系统通常被设计成提供一 定的纵距(throw),该纵距为光源与目标平面之间的垂直距离，该 目标平面就是要被照明的平面。公知的LED照明系统还包括多个 LED,这样会降^f氐照明系统的效率。
发明内容
本发明提供了一种LED灯，与已知的灯相比其提供了更宽的 纵3巨范围，本发明的LED灯包括沿灯的轴线间隔」徘列的多个LED 以及与LED相关的至少一个光学件(optic,光学4竟)。该至少一个 光学件包括多个官顶，所述宮顶延伸得远离基座，且每一个官顶都通过至少一个开口与基座分离。每个官顶均包4舌与相应LED相关 的内部主反射面。至少一个官顶相只于于相应的LED i殳置成在第一 大体方向上改变/人相应LED的相应主反射面反射开的光线的方向。 此夕卜，至少一个穹顶相对于另一相应LED设置成在与第一大体方 向相反的第二大体方向上引导从该另一相应LED的相应主反射面 反射开的光线。另 一 个实施例的、能够用在陈列拒中的灯的包括:安装结构 (mounting structure )、印刷电路^反(PCB )、安装在PCB上的多个 LED、以及与多个LED相配合从而将来自LED的光引向目标平面 的光学件。光学件包括用于将光学件连接至安装结构的卡扣特征 (feature ),从而使PCB夹在光学件与安装结构之间。另 一 实施例的、用于连接至陈列拒中的竖框以照亮陈列拒中的 物品的LED灯包4舌与目才示平面间隔开的多个LED、以及与LED 相关连的至少一个光学件。该至少一个光学件包4舌多个主反射面和 多个次反射面，每个主反射面和次反射面都与相应的LED相关连。 主反射面的形状塑造成能将来自相应LED的光引导得远离目标平 面的大体垂直于竖框的区域。次反射面的形状塑造成能将来自相应 LED的光引向目标平面的大体垂直于竖框的区域。
图1是公知冷藏封闭拒体的前3见图。图2是沿图1中的2-2线截取的4黄截面的示意图。图3是可安装在图1所示的冷藏封闭拒体中的照明組件的透一见图。图4是图3所示的照明组件的分解图。图5是电源以及图4中分解组件的上部的特写^L图。图6是图3所示的照明组件沿图3中的6-6线截取的横截面视图。图7是在图3所示的组件中可见的光学件的一部分的上表面的透视图。图8是图7所示的光学件的一部分的下表面的透^L图。图9是图7所示的光学件的一部分的侧视图。图10示意性示出了光线从光学件的表面反射开并射向图3所 示的照明组件的目标平面。图ll是与图12类似的示意性视图，其示出了光线从将光朝向 目标平面引导的两个相邻的照明组件中发射。图12是与图3所示的照明装置配合4吏用的电配置的示意图。
具体实施方式
以下描述的照明装置(也可以称作灯组件或LED组件)的有 用之处在于，与公知的照明組件相比，其提供了更宽的纵距范围。 例如，参看图2,其中示出了可包含LED的光源46设置成与目标 平面48相距距离/。该距离/被称作纵距。取决于商用冷拒(或其 他陈列拒)；故置的环境，例如，是i殳置在4更利店(convenience store ) 还是杂货店(grocery store ),搁架44的前部距竖框36的距离决定 对于光源的纵距的距离。图2中，示出了光源46距竖框36—定距 离，正是该距离用来容纳散热器和用于驱动光源的电子器件。此处8公开的照明组件比公知的照明组件耗能更低，并且还可使用来自多个不同制造商的多种不同LED装置，从而增强了该组件的通用性。参看图3，照明组件50整体上是细长的平行六面体结构。照明 组件50的外部结构类似于US 2005/0265019 Al中所描述的照明组 件。所示实施例中的照明组件可具有24"、 48"、 60"、 70〃的长度， 或者其他长度，如有需要的话。参看图4,灯组件50包4舌半透明盖52、至少一个光学件54、 印刷电路板(PCB) 56、多个发光二极管(LED) 58、安装结构62 及端盖64。这种设计的替换实施例需要共同挤压成型的塑料 (co-extruded plastic)壳体和透镜盖。替换实施例包括塑料的挤压 成型中空壳体，其具有不透明部分和用作透4竟盖的透明部分(clear section )。可将光引擎(如光学件)、PCB和PCB上的LED从一端 放入，然后每一个端部都会被盖上。这允许如下这种简单的设计， 其中沿透镜的长度在透镜与壳体之间的接头处具有真空密封。这种 密去于可有助于自加热除雾，并达到产品的IP54和NSF/ANSI 7标准。回头参看图中描述的实施例，参看图5、 6，半透明盖52的横 截面大体为V形或U形(参看图6)。此盖由透明塑料或类似材料 制成。垫片材料70 (可由软聚氨酯材料或类似材料制成)在靠近半 透明盖52的每个端部处装配在安装结构62与半透明盖52之间。 安装结构62与盖52之间的连接是用来防止固体和液体的进入。盖 52在其纟从向端部附近还具有非透明部72,盖52在其纟从向端部处连 4妻至安装结构62。非透明部72可沿半透明盖的长度延伸以遮挡光 线，因此当消费者沿过道朝向包含照明组件50的冷藏封闭拒体走 来时点光源(如LED58)是不可见的。所述实施例中的盖52不具 有透镜特性，如，不能改变光线的方向。另一方面，如有必要，盖 也可以具有色彩。回头参看图5,光学件54连接(附设)至安装结构62。光学 件54是在各种纵距下都起作用的塑料的、电镀反射结构。光学件 的反射部的近似几<可形状是截去尖端的，以4吏得可控的光线量泄漏 到第二光学件上，以照亮目标区的未被第一光学件覆盖的区域。这 种光学件允许使用更普通的朗伯LED发射器，其可在较暖的相关 色温(CCT)的色值中方便地使用。参看图4，多个光学件54设在 每一个灯组件50中，在图4所示的例子中，4个独立的光学件54 i殳在灯组件中。参看图7，每个光学件54包括大体为矩形的基座80,其具有 上基座表面82和下基座表面84。反射穹顶86从基座80的上基座 表面82向上延伸。每个穿顶在y轴上大体为半椭圓形，如图7所 示，而在x轴上为自由形状(大致为抛物线形)，如图7所示。弯 顶86可采用其他构造。每个穹顶86均包括可进行电镀的内反射面 88,其作为用于灯组件的主反射光学面。每个,顶86通过第一4交 大开口 92和第二较小开口 94与基座80分离。第二开口 94起到了 截4卓大f丈为抛物线形的穿顶的顶部的作用。第二开口 94大体上与 第一开口 92相对(沿图7中平行于x轴的方向)。官顶86交错排 列，因此第一或專交大开口 92沿y轴面向4目反方向。沿y轴方向的 每隔一个反射面就沿相反的方向(通常与x轴对齐)引导来自相应 LED58的光。换句诏4兌，至少一个官顶相对于其相应的LEDi殳置 成沿第一总体方向改变从相应LED的相应主反射面反射开的光线 的方向，并且至少一个常顶相对于另一相应LED i殳置成沿与第一 总体方向相反的第二总体方向引导从该另一相应LED的相应主反射面反射开的光线。交错排列官顶和LED使得空间最小化，而使 得光线的立体角最大化，并提供了耐用的设计。每个穹顶86均与 相应的LED 58 (如图4) 4目关连，从而有助于从相应LED发射的 光线的分布。以下爿夸进一步描述。光学件54还包括次反射面，其也可进行电镀。继续参照图7， 第一次反射面邻近反射官顶86的4交大开口 92i殳置。第二次反射面 98邻近反射宫顶86的專交小开口 94设置。这些次反射面96、 98近 乎是平面的并平4于于y轴，〗旦可具有孩i小的弯曲。当灯组件连4妻至 竖框(如图l所示的竖框36)时，这些次反射面96、 98朝向目标 平面的大体垂直于竖框的区域反射光线。次反射面还可被看作是照 亮了目标平面的、靠近同时垂直于光组件的中心线和目标平面的线 的区域。这些次反射面96、 98还弥补了冷藏室中的低光照区域(如 靠近竖框36的区域)，在该区域4艮难^f吏得常顶86的内反射面88引 导光线。这些次反射面96、 98捕捉泄漏的且不接触主反射面88的 光线。光学件54还包4舌一体式的卡扣特;f正和定位特4i,以i"更将光学 件54连接至安装结构62，从而使得印刷电路板5 6夹在光学件与 安装结构之间。回头参看图7，光学件54包括多个挠性翼片110， 每一个一片都具有倒钩112。这些翼片110从基座80较长的侧变向 下悬垂。翼片110和倒钩112使光学件54与安装结构62配和进而 相互连接(如图6)。每个光学件54上还设有多个弹性施压指状物 114。每个指状物114通过切口 116与光学件54的基座80分开。当 光学件54连接至安装结构62时，指状物114发挥类似板簧的作用。 参看图8，每个指状物都包括设置在每个指状物114下表面的远端 处的官形的向下延伸的突起118。每个指状物还包括从突起118的 中心轴线延伸出的柱122。这些突起118允许指状物114向上弯曲 (沿图7所示的z轴)以便对印刷电路板56施加向下的力，从而 使电路板保持紧4氐安装结构62的状态。这类似于US 2005/0265019 中所述的凸轮。如需要，可不提供安装柱122的定位部件。安装柱 122可装配于PCB56中i殳置的开口 126中，从而用作光学件相对于 PCB的定<立部4牛。图中所示的PCB 56是一种具有热通3L (via)的FR4双面印刷 电路板。以本领域熟知的方式在PCB上i殳置电路。可替换地，PCB 可由其他材料制造，如用金属包覆PCB或金属芯PCB。
沿平4亍于y轴的方向，LED58在PCB56中心轴线(图5中平 行于y轴)的相对侧上随着PCB的延伸而交错排列。这种设计允许 在每英寸PCB上设置更多的LED，与LED不在PCB上交错排列 的设计相比，这对应于更高的光输出。PCB上的电路以并联/串联 方式连4妻LED。
LED 58是标准的朗伯型(Lambertian-type ) LED器件，其可从 多个不同的LED制造商(长口 Nichia、 Cree、 Osram和Philips Lumileds ) 那里购得。LED 58由外部电源130驱动，该外部电源与延伸穿过 其中一个端盖64的导线132电连4妄。导线132以/>知的方式连4妾 至PCB的电3各以1更为LED58供电。电源130将在下面详细描述。
PCB 56通过光学件54固定在安装结构62上。所述实施例中 的安装结构62是一种挤压铝元件，这允许安装结构用作散热器。 PCB56被容纳在形成于安装结构中的沟槽140中。参看图6，安装 结构62包括两个纵向脊142，所述纵向脊从基座144向上延伸(沿 z轴)，并沿安装结构的整个长度平4于于y轴延伸。纵向脊142沿x 轴相互间隔大约与PCB56的宽度相同的距离(沿x轴测量)，从而 限定沟冲曹140。
安装结构62还包括两个外部的向上延伸的外侧壁146，这两个 外侧壁沿着安装结构的整个长度平行于y轴延伸。侧壁146包括向 内突起的突出部分(protruding ledge ) 148,所述突出部为光学件54 的弹性翼片110和倒钩112提供了勾挂面(catch surface )。侧壁146 还包括向内弯曲的突出延伸部152,其大体上限定出一个圆形开口 154，以便用来容纳用于将端部盖板64 (图4 )连接至安装结构62的紧固件(未示出)。侧壁146还包括远端弯曲部156，其限定出了 容纳盖52的远端部的沟槽160。侧壁沿z轴在LED 58的上方充分 地延伸，从而使得当消费者观看储存在封闭拒体(例如，图1所示 的封闭拒体)内的物品时，不会看到作为多个点光源的LED。连接 在安装结构62 (散热器)与冰拒竖框36之间的热隔离屏障158有 助于组件的除雾，并且阻断了通向冰拒外部的热路径。
参看图10,光学件54用于沿目标平面分布光线，在商用冷藏 设备中，该目标平面典型地由搁架前部的位置限定。图10、 11都 示出了光线LR从连接至竖框36的灯组件50发出的示意图(从图 1所示的冷藏拒的顶部看过去)。目标平面TP的位置可改变(将图 10与图11才目比)。
回头参看图6,主反射面88将来自位于灯组件50的中心线一 侧的LED 58的光引向灯《且^f牛的中心线的相乂于一侧。与中心线一侧 上的LED 58相关连的每个穹顶86将来自LED的光引向中心线的 另一侧。而且，主反射面将光引导得远离目标平面的位于竖框36 正前方(即，大体垂直于竖才匡)的区i或，见图10、 11。目标平面的 大体垂直于竖框的区域指的是，由/人垂直于竖框和目标平面的PL 线偏离的小内锐角a (如小于约30度，更优选地小于约20度)限 定的区域。考虑到这些，次反射面96、 98是这样的表面，其将光 线引向目标平面的位于竖框36正前方或近乎正前方的区域。
参看图12,灯组件50可与人体感应传感器(occupancy sensor ) 160以及调光控制才莫块(DCM )162相连，从而使得灯组件能对LED 58进行调节。在所示实例中，占用状态传感器160可以是使用超声 传感器的公知类型的的人体感应传感器，或是使用计时电路的传感 器。所示实施例中的人体感应传感器提供了触点闭合。人体感应传 感器160将信号(开/关)传递至DCM 62。 DCM接收电源130的 电力(在所示的电路图中是直流电压)，并基于,人人体感应传感器接收到的信号向LED发送一信号。电源也向LED输送电力。在人 体感应传感器160监测到人的出现(开)或离开(关)的情况下， 当"开，，时，DCM向LED 58发送第一信号，以使LED以第一功 率照明。当人体感应传感器没有检测到人时，DCM会向LED发送 第二信号，从而保存能量。该信号可以是脉沖宽度调制信号，其中 占空比是从人体感应传感器收到的信号的函数。该信号可以是脉冲 频调制信号，其中频率基于从人体感应传感器收到的信号而改变。 该信号也可以是脉冲幅度调制信号，其中幅度基于从人体感应传感 器收到的信号而变化。
以上描述了一种LED灯。在阅读并理解先前详细的描述后可 以进行修改和替换。本发明不Hf又局限于上述实施例。相反地，本 发明由所附的4又利要求和其等同物广泛地限定。
权利要求
1.一种LED灯，包括多个LED，沿灯的轴线间隔开；与LED相关连的至少一个光学件，所述至少一个光学件包括多个穹顶，所述穹顶延伸得远离基座，且每一个穹顶都通过至少一个开口与所述基座分离，每个穹顶包括与相应LED相关连的内部主反射面，其中，穹顶中的至少一个相对于相应的LED设置成在第一总体方向上改变来自于该相应LED由相应主反射面反射开的光线的方向，并且穹顶中的至少一个相对于另一相应LED设置成在与第一总体方向相反的第二总体方向上引导来自于该另一相应LED由相应主反射面反射开的光线。
2. 根据权利要求1所述的灯，其中，所述宫顶沿所述灯的轴线交 ^"排列并面向相反的方向。
3. 根据权利要求2所述的灯，其中，所述LED交错排列在所述 灯的轴线的相》t两侧上。
4. 根据权利要求3所述的灯，其中，与所述轴线一侧上的LED 相关连的每一个宫顶将来自相应LED的光引向所述轴线的相对侧。
5. 根据权利要求1所述的灯，其中，所述至少一个开口包括第一 开口和大体与所述第一开口相^f的第二开口 。
6. 根据权利要求5所述的灯，其中，所述至少一个光学件包括邻 近所述第二开口设置的副反射面。
7. 根据权利要求6所述的灯，其中，所述至少一个光学件包括邻 近所述第一开口设置的附加次反射面，所述附加次反射面相对 于相应的LED和所述官顶设置，以将来自所述LED的光反射 引向目沖示平面。
8. 根据权利要求5所述的灯，其中，所述第一开口小于所述第二 开口 。
9. 一种LED火丁，包4舌 安装结构；印刷电路板(PCB); 安装在所述PCB上的多个LED;和光学件，所述光学件与所述多个LED相西己合以将来自 LED的光引向目标平面，所述光学件包括用于将所述光学件 连接至所述安装结构的一体式卡扣特征，从而将所述PCB夹 在所述光学件与所述安装结构之间。
10. 根据权利要求9所述的LED灯，其中，所述安装结构由热传 导金属制成。
11. 根据权利要求9所述的LED灯，其中，所述PCB是导热的。
12. 根据权利要求9所述的LED灯，其中，所述一体式卡扣特征 是多个挠性翼片，每个挠性翼片都包括倒钩，并且所述安装结 构包括向内突起的突出部，所述突出部为相应的倒钩提供勾挂面。
13. 根据权利要求9所述的LED灯，其中，所述光学件包括多个 弹性施压指状物，每个指状物均通过切口与光学件的基座分 开，以便当所述光学件连接至所述安装结构时，所述指状物用 作向PCB施加压力的^反簧。
14. 根据权利要求13所述的LED灯，其中，每个指状物在远端都 包括一个突起。
15. 根据权利要求13所述的LED灯，其中，每个指状物包括安装 柱，并且PCB包括多个幵口 ，每个安装柱装配于PCB中的相 应开口中。
16. 根据权利要求9所述的LED灯，还包括热隔离屏障，所述热 隔离屏障设置在安装结构的与所述PCB所抵压的一侧相对的 一侧上。
17. —种LED灯，用于连4妄至陈列冲巨中的竖冲匡以照亮所述陈列才巨 中的物品，所述灯包4舌多个LED,与目才示平面间隔开；以及与LED相关连的至少一个光学件，所述至少一个光学件 包括多个主反射面和多个次反射面，每个主反射面和次反射面 都与相应的LED相关连，所述主反射面的形状塑造成将来自 相应LED的光引导得远离所述目标平面的大体垂直于所述竖 框的区域，而所述次反射面的形状塑造成将来自相应LED的 光线引向所述目标平面的大体垂直于所述竖冲匡的区i或。
18. 根据权利要求17所述的LED灯，其中，每个主反射面基本为穹形。
19. 根据权利要求17所述的LED灯，其中，所述主反射面沿所述 灯的轴线交错々非列并面向相反的方向。
20. 根据权利要求19所述的LED灯，其中，所述LED交错排列 在所述灯的4由线的相7于两侧上。
21. 根据权利要求17所述的LED灯，其中，所述次反射面包括第 一次反射面和第二次反射面。
22. 根据权利要求17所述的LED灯，其中，所述LED与人体感 应传感器以及调光控制才莫块(DCM)电通^f言。
全文摘要
本发明提供了一种用在陈列柜中的LED灯，其包括多个LED，以及用于改变光线的方向以照亮陈列柜内的物品的光学件。
文档编号A47B97/00GK101631486SQ200880008052
公开日2010年1月20日 申请日期2008年2月12日 优先权日2007年2月12日
发明者威廉·戴维·塞克拉, 杰拉尔德·P·奥哈拉, 约瑟夫·M·霍布斯, 艾伦·B·图特, 马休·萨默斯, 马克·J·迈尔 申请人:照明有限责任公司