本申请要求于2012年4月10日提交的美国临时申请No.61/622,482 的权益，并且还要求于2012年9月25日提交的美国临时申请No. 61/705,585的权益，上述两个申请通过引证而将它们整体内容结合于此。
技术领域
本发明涉及照明槽形支架（troffer，暗灯槽），并且更具体地，涉及非常适合于与固态照明光源（诸如发光二极管（LED））一起使用的间接照明槽形支架。
背景技术：
在全世界的商业办公室和工业空间中普遍使用槽形支架类型的灯具。在许多实例中，这些槽形支架容纳跨越槽形支架的长度的细长荧光照明灯泡。槽形支架可能安装至天花板或者从天花板悬挂。通常，槽形支架可能凹入于天花板内，其中槽形支架的背侧突出进入天花板上方的通风区域内。典型地，槽形支架的位于背侧上的元件将从光源产生的热量散发至通风区域，在通风区域中空气能够循环以便于冷却机构。授予Bell等人的美国专利No.5,823,663和授予Schmidt等人的美国专利6,210,025均是典型的槽形支架类型的灯具的实例。
最近，随着有效固态照明光源的出现，这些槽形支架已经与例如发光二极管一起使用。发光二极管是这样的固态装置：它们能够将电能转换为光并且通常包括介于相反掺杂的半导体层之间的半导体材料的一个或更多个有源区域。当将偏压施加至掺杂层上时，空穴和电子被注入有源区域中，在有源区域中它们再结合以产生光。在有源区域中产生光并且从发光二极管的表面发射光。
发光二极管具有一些特定的特征，这些特征使得它们理想地用于许多先前属于白炽灯或荧光灯领域的应用中。白炽灯是效率非常低的光源，其中它们消耗的电力的大致百分之九十是作为热量被释放，而非光。荧光灯泡比白炽灯泡能量更有效约10个系数，但仍然是相对效率低的。相对比的，发光二极管能够利用小部分能量而发射出与白炽灯和荧光灯相同的光通量。
此外，发光二极管能够具有相当长的工作寿命。白炽灯泡具有相对短的寿命，一些白炽灯泡具有在约750-1000小时范围内的寿命。荧光灯泡也能够具有比白炽灯泡更长的寿命，诸如在大致10000-20000小时的范围的寿命，但是提供不太理想的颜色再现。相比较，发光二极管能够具有处于50000与70000小时之间的寿命。发光二极管的增加的效率和延长的寿命对于一些照明供应商具有吸引力，并且导致他们的发光二极管灯被应用而取代在不同应用场合中的传统照明。可以预言的是，进一步的改进将导致在更多更多照明应用场合中其一般被接受。取代白炽照明和荧光照明的采用的增加将导致提高照明效率和显著节约能源。
已经开发了其他发光二极管部件或灯，这些发光二极管部件或灯包括安装至印刷电路板（PCB）、基板或子底座的多个发光二极管封装的阵列。发光二极管封装的阵列能够包括发射不同颜色的发光二极管封装的组，以及镜子或其他反射器系统以反射由发光二极管芯片发射的光。这些发光二极管部件中的一些被布置成产生由不同发光二极管芯片发射的光组合的白光。
为了产生期望的输出颜色，一些时候需要将利用普通半导体系统容易产生的光的颜色进行混合。特别感兴趣的是，产生白光以用于每天照明应用场合中使用。传统发光二极管不能从它们的有源层中产生白光，它必须从其他颜色组合以产生白光。例如，已经通过用黄色磷、聚合物或染料来环绕蓝色发光二极管来利用蓝色发光二极管产生白光，其中典型的磷是铈掺杂钇铝石榴石(Ce:YAG)。环绕的磷材料“向下转换downconverts”一些蓝光，将其改变为黄光。一些蓝光穿过磷而没有改变，而光的主要部分向下转换为黄色。发光二极管发射蓝光和黄光，蓝光和黄光结合产生白光。
在另一已知的方法中，通过使多色磷或染料环绕发光二极管，已经将从发光二极管中发射的紫色或紫外色转换为白光。实际上，一些其他颜色组合已经被应用于产生白光。
由于各种源元件的物理布置方式，多色源通常投射带分色的阴影并且提供具有较差的颜色均匀性的输出。例如，当从头部观看时，蓝色特征的源和黄色源看起来可能具有蓝色色彩，但从侧面观看时，具有黄色色彩。因此，以多色光源相关联的一个挑战是在整个观察角度区域上良好的空间颜色混合。一种用于解决颜色混合问题的已知方法是利用漫射器来将来自各种源的光散射。
另外一种用于改进颜色混合的已知方法是将光在其从灯发射之前发射或弹射出几个表面。这具有将发射的光从其最初发射角度分离的作用。均匀化典型地利用提高的弹射量来改进，但是每个弹射具有相关的光学损失。一些应用中使用中间扩散机构（例如，形成扩散器和纹理化的透镜）以将光的不同颜色混合。这些装置中的一些是有损耗的，因此，在牺牲装置的光学效率的情况下改进颜色的均匀性。
许多现在的灯具设计利用面向前方的发光二极管部件，其中将镜子放射器放在的发光二极管的后面。一个与多源灯具相关联的设计挑战是在灯具内将来自发光二极管源的光混合，从而各个源对于观察者而言是不可见的。还使用重的扩散元件来混合来自各种源的彩色光谱，以实现均匀的输出光轮廓。为了混合源并且帮助颜色混合，已经使用重的扩散退出窗口。然而，通过这样的重的扩散材料的传播导致显著的光学损失。
一些现有的设计已经结合有间接照明方案，在该方案中，发光二极管或其他源目的在于一个在目标发射方向之外的方向。这可能通过鼓励光与内部元件（诸如扩散器）相互作用而完成。能够在授予Van de Ven的美国专利No.7,722,220中找到间接灯具的一个实例，该专利与本申请共同转让。许多不同类型和设计的间接灯具是可能的。
现代照明应用通常要求高功率发光二极管以便提高亮度。高功率发光二极管能够引起大的电流，必须控制产生的显著的热量。一些系统利用散热器，散热器必须与产生热量的光源良好热接触。槽形支架类型的灯具通常从灯具的延伸进入通风空间的背侧散发热量。这样可以避免如在现代结构中减少通风空间的挑战。此外，在通风区域中的温度通常比在天花板下方的室内温度高几度，使其更难以将热量散发至通风环境中。
技术实现要素：
灯具的一个实施方式包括被成形为限定内表面的壳体以及位于内表面上的背反射器。该灯具具有：散热器，该散热器靠近背反射器并且跨越壳体的长度；以及腔室部分，该腔室部分限定被成形为容纳电气部件的内部空间。腔室部分与散热器配合。
灯具的另一个实施方式具有被成形为限定两个或更多个内表面的壳体，其中在每个内表面上具有背反射器。该灯具具有散热器，该散热器靠近背反射器并且跨越壳体的长度。腔室部分限定被成形为容纳电气部件的内部空间。该腔室部分与散热器配合
灯具的又一个实施方式包括具有一定长度并且限定内空间的壳体，在内空间中具有背反射器。散热器从壳体的第一端伸展至壳体的第二端并且靠近于背反射器。多个光源位于散热器上并且面向背反射器。该灯具具有位于壳体的第一端与第二端之间的腔室部分。
附图说明
图1A-1E为根据本发明的一个实施例的灯具的仰视立体图、俯视分解立体图、俯视图、侧视图和端视图。
图2为根据本发明的一个实施例的安装托架的俯视图。
图3A和图3B为根据本发明的一个实施例的灯具的剖视视图和根据本发明的一个实施例的灯具的一部分的放大剖视立体图。
图4A和图4B为根据本发明的一个实施例的灯具的一部分的放大剖视立体图。
图5为安装于天花板的根据本发明的一个实施例的灯具的立体图。
图6为悬挂在天花板下方的根据本发明的一个实施例的灯具的立体图。
图7A-7E为根据本发明的一个实施例的灯具的仰视立体图、俯视分解立体图、俯视图、侧视图和端视图。
图8为安装于天花板的根据本发明的一个实施例的灯具的立体图。
图9A-9G为根据本发明的一个实施例的灯具的仰视立体图、俯视立体图、仰视图、俯视图、侧视图、端视图和俯视立体分解图。
图10为根据本发明的一个实施例的灯具的仰视立体图。
图11为根据本发明的一个实施例的灯具的立体横向剖视图和立体纵向剖视图。
图12为根据本发明的一个实施例的灯具的立体纵向剖视图。
图13为安装于天花板的根据本发明的一个实施例的灯具的立体图。图14A-14B为根据本发明的一个实施例的灯具的立体图。
具体实施方式
本发明的实施例提供了一种特别恰当地适合于与固态灯源（诸如 LED）一起使用的槽形支架型灯具。该槽形支架包括在其周界上被反射盘包围的光引擎单元。背反射器限定光引擎的反射表面。为了有利于不需要的热能远离光源而耗散，紧邻背反射器设置散热器。在一些实施例中，一个或多个透镜板从散热器延伸到背反射器外。散热器的一部分暴露于腔体外的周围环境。散热器的位于背反射器内部的部分用作用于光源的安装表面，形成从光源至周围环境的有效热路径。沿着散热器安装表面设置的一个或多个光源将光发射到内部中，在光作为有用光从槽形支架射出之前，光能在内部中混合和/或成形。以这种方式发光的槽形支架被已知为间接槽形支架或灯具（在本文中可互换使用）。一些间接灯具在属于Edmond等人的题为“Troffer-Style Fixture（槽形支架型灯具）”的美国专利申请No. 12/873,303中加以描述，其以普通方式转让给本申请人，并将其整体通过引证完全结合于此。
由于LED光源与其他光源相比是相对强的，因此如果未适当地散布，它们会形成不舒适的工作环境。使用T8灯泡的荧光灯典型地具有大约为 21lm/in2的表面亮度。许多高输出LED灯具目前具有大约为21lm/in2的表面亮度。本发明的一些实施例设计为提供不大于大约32lm/in2的表面亮度。其他实施例设计为提供不大于大约21lm/in2的表面亮度。另外的其他实施例设计成提供不大于大约12lm/in2的表面亮度。
本发明的实施例设计为有效地产生视觉上令人愉悦的输出。一些实施例设计为以不小于大约65lm/W的效能发光。其他实施例设计为具有不小于大约76lm/W的发光效能。另外的其他实施例设计为具有不小于大约90 lm/W的发光效能。
灯具的一个实施例设计为以不大于5:1的最大亮度梯度以不大于32 lm/in2的最大表面亮度实现至少为88%的总光学效率。总光学效率被限定为从光源发出的光实际上从灯具发出的百分比。其他类似实施例设计为实现不大于24lm/in2的最大表面亮度。另外的其他类似实施例设计为实现不大于3:1的最大亮度梯度。
灯具的一个实施例包括腔室部分，该腔室部分能容纳例如电路和电线连接。该腔室部分能设置在灯具的中间并与散热器相配合。通过将腔室部分设置在灯具的中间，可使用较小的透镜以降低成本。
灯具的一个实施例包括细长壳体和散热器。腔室部分能设置在灯具的中央或者设置在一端上。一个或多个光源设置在散热器的安装表面上，使得光源面向背反射器。可选地，灯具能包括一个或多个透镜，或者位于散热器上在光源上方或者从散热器延伸至背反射器（使得光在被背反射器反射之后经过透镜）。灯具还能包括位于光源上方且位于散热器上的灯焰屏蔽件。在一些实施例中，光源能具有穿过灯焰屏蔽件伸出的部分以增加效率。
灯具的一个实施例能使用通用的安装托架安装于天花板。安装托架能使用例如挂钩和凸缘系统而与灯具壳体相配合。在一些实施例中，灯具能悬挂在天花板下方。
根据本发明的灯具的一个实施例包括纵向地延伸以使灯具具有两个安装表面的腔室部分，每个安装表面具有其自身的内腔和背反射器部分。
在本文中参照转换材料、波长转换材料、荧光体、荧光体层和相关术语描述了本发明的实施例。这些术语的使用不应被解释为限制性的。应理解的是，术语荧光体或荧光体层的使用意在涵盖并可等同地应用于所有波长转换材料。
应理解的是，当一个元件被称为“在另一元件上”时，其能直接位于另一元件上，或者还可存在中间元件。此外，相对术语，诸如“内部”、“外部”、“上部”、“在...上方”、“下部”、“在...之下”和“在...下方”以及类似术语在本文中可用于描述一个元件与另一元件的关系。应理解的是，这些术语旨在涵盖除图中描绘的方向之外的装置的其他方向。
尽管在本文中可使用顺序术语第一、第二等来描述各种元件、部件、区域和/或部分，但这些元件、部件、区域和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于区别一个元件、部件、区域或部分与另一个元件、部件、区域或部分。因此，除非另有明确说明，在不背离本发明的教导的情况下，以下论述的第一元件、部件、区域或部分能被称为第二元件、部件、区域或部分。
如本文中所使用的，术语“光源”能用于指代用作单个光源的单个光反射器或一个以上的光反射器。例如，该术语可用于描述单个蓝色LED，或者其可用于描述作为单个光源的具有邻近发射的红色LED和绿色LED。因此，术语“光源”不应被解释为指代单个元件或多元件构件的一种限制，除非另有清楚说明。
如本文中参照光所使用的术语“颜色”意在描述具有特征平均波长的光；其并非意在将光限制于单个波长。因此，特定颜色（例如，绿色、红色、蓝色、黄色等）的光包括特定平均波长周围的一定范围的波长。
在本文中参照作为示意图的横截面图描述了本发明的实施例。这样，元件的实际厚度可以是不同的，并且由于制造技术和/或公差，预计图示的形状可以不同。因此，图中示出的元件本质上是示意性的，并且其形状并非旨在示出装置的区域的精确形状，并且并非旨在限制本发明的范围。
图1A-1E为根据本发明的一个实施例的槽形支架或灯具（在本文中可互换使用）的仰视立体图、分解俯视立体图、仰视图、侧视图和端视图。槽形支架100可配合安装在天花板内、安装于天花板或者悬挂起来。槽形支架100的图1A视图来自槽形支架下方的一区域，即，将由容纳在槽形支架内的光源照亮的区域。槽形支架100能具有各种规格。例如，20”长的槽形支架能具有5.75”的宽度和2.0”的高度以及小于2磅的重量，并且当在120-227V/60Hz和40W下工作时能发出色温为2700K且CRI为80 的光。40”槽形支架能具有这些相同的规格，但是具有大约为3磅的重量。具有其他尺寸的槽形支架（诸如两英尺长以及四英尺长的槽形支架）也是可行的。具有这些和类似尺寸的槽形支架是细长的并且具有细长的壳体。这些规格完全是示例性的，因为根据本发明的灯具的许多不同改变是可行的。
槽形支架100能包括细长的壳体102。细长的壳体102能由塑性材料（诸如聚碳酸酯）挤压而成，或者其能由许多其他适合的材料（包括但不限于金属）制成。壳体102具有能作为背反射器104的内部表面，该背反射器可以是高度反射材料和/或被纹理化（例如，使用微混合光学器件）以提高颜色混合并减少来自光源的成像。细长的散热器106从槽形支架的中央向下纵向地延伸。在一些实施例中，散热器106能为灯具提供机械支撑。散热器应由高度导热材料（诸如，例如铝）制成。腔室部分108设计成与散热器106相配合。在一个实施例中，散热器106穿过腔室部分108而连续，使得散热器106横跨壳体102的长度。这提供增加的来自腔室部分108 的热耗散、并且易于制造且成本较低。在其他实施例中，散热器未穿过腔室部分而连续。在所示实施例中，腔室部分108位于灯具100的中央，尽管如此，在其他实施例中，腔室部分可不位于中央，而可沿着灯具100处于任何地方。在包括透镜的实施例中，不同于设置在灯具100的一端上，将腔室部分108设置在灯具100的中央允许使用两个覆盖灯具的一半的较小透镜，而不同于在灯具的整个长度上延伸的一个大透镜，这能降低制造和加工成本。腔室部分108为设置供电和驱动电路和/或配线连接提供内部空间。腔室部分108保护这些元件免于外部元件，并还有助于防止由使用者在安装过程中产生的震动。端盖110能设置在壳体102的端部上。端盖 110是单独的工件，尽管如此，其他实施例包括整体式端盖或者没有端盖。
壳体102成形为限定包括背反射器104的内部表面，尽管如此，在其他实施例中背反射器104与壳体102的内部表面分开。散热器106邻近背反射器104而安装。散热器包括面朝背反射器104的安装表面。安装表面提供一区域，在该区域中，光源（未示出）能安装成面向背反射器104。在一个实施例中，安装表面是平的，并且光源面向背反射器的中央区域，尽管如此，成角度的安装表面是可行的，并且面向背反射器的其他部分的光源是可行的。在一些实施例中，光源可安装于底座，诸如金属芯板、FR4 板、PCB或金属条（例如，铝），该底座能又使用例如热浆料、粘合剂和/ 或螺钉安装于单独的散热器。在其他实施例中，未使用单独的灯条或底座。一些实施例包括单独的散热器或者具有翅片的整体式散热器，而一些实施例不具有翅片。
参照图1A、图1B和图1E，背反射器104可设计成具有多种不同形成，以执行特定的光学功能，包括但不限于颜色混合和光束成形。背反射器104在光源的波长范围内应该具有高反射率。在一些实施方式中，背反射器104可反射93%或更高。在其他实施方式中，背反射器104可反射至少95%、反射至少97%或反射至少99%。
根据本发明的反射器可包含多种不同的材料。在本发明的一个实施方式中，背反射器104包括漫反射表面。在本发明的其他实施方式中，反射器可包含被设计成反射从光条上的反射器发出的光的聚合物或薄膜材料。在一些实施方式中，反射器表面可以是白色的。在一些实施方式中，反射器包括白色塑料（诸如白色塑料片）或一层或多层微孔聚对苯二甲酸乙二醇酯（MCPET），并且在一些实施方式中，反射器包括白纸。在一些实施方式中，反射器可包括白色薄膜，诸如从德国新塞的WhiteOptics公司可获得的White97TM薄膜。在其他实施方式中，反射器可包括金属，包括但不限于从WhiteOptics公司可获得的WhiteOpticsTM金属等。在一些实施方式中，反射器可以是被涂覆或喷涂以反射材料的塑料或金属装置，或者是被涂覆以反射材料的其他基体材料。材料还可包括可有助于直接控制改变方向的光线的角度的镜面反射器、Lambertian反射器、以及漫反射器、镜面反射器和Lambertian反射器的组合。
漫反射灯具有将来自固体光源的具有不同光谱（即，不同颜色）的光混合的固有能力。这些漫反射器尤其非常适于多源设计，其中两个或更多个不同光谱混合以产生期望的输出颜色点（color point）。例如，发射蓝光的LED可以用在具有发射黄（或蓝移黄（blue-shifted yellow））光的LED 的组合中，以产生白光输出，或者可以使用发射蓝光和蓝移光两种光的 LED并产生白光输出。漫反射器可以消除对于额外的空间颜色混合方案的需要，这种方案会在系统中引入损耗元件，尽管如此，在一些实施方式中，可能期望在具有其他漫射元件的组合中使用漫反射器。在一些实施方式中，背反射器104被涂覆以漫射材料。在一些实施方式中，背反射器104 可被涂覆以荧光材料，该荧光材料将来自光源的至少一些光的波长转化，以实现期望颜色点的光输出。
在一些实施方式中，背反射器104包含漫射白色反射材料。通过利用这种或类似的材料并定位光源以朝向被反射器发射第一，实现了多个设计目标。例如，背反射器104执行颜色混合功能，使混合距离有效地加倍并显著增加了源的表面面积。另外，表面亮度从亮的不舒适点光源改进为大得多的舒适的漫反射。漫射白色材料还在输出时提供了均有的亮度外观。不需要太多的积极性（以及更低的光损失漫射器）就可以管理通常需要重大尝试和大型漫射器而在传统直视光中做改进的尖锐的（harsh）表面亮度梯度（最大/最小比为10:1或更大），以实现最大/最小比为5:1、3:1、或者甚至2:1。
在各种功能中，背反射器还可被纹理化，以改进颜色混合并减少来自光源的图像。在一些实施方式中，背反射器104包括微混合光学器件。在一些实施方式中，通过使反射器的内部或外部变粗糙，可赋予反射器104 这种纹理。在压印的情况下，可使用聚碳酸酯。而且，在压印的情况下，粗糙化的强度可相对于反射器的中心和/或光源的位置在空间上变化。粗糙化可以多种不同的方式实现，无论反射器初始通过挤压制作还是通过某种其他方法制作。在Lu等人的题为“Light Fixture with Textured Reflector（具有纹理化反射器的灯具）”的美国专利申请No.13/345,215中描述了纹理化的反射器，并且在2012年4月9日提交的美国专利申请No.13/442,311 中描述了微光学器件和光学纹理，这两件专利申请与本申请都共同转让给申请人，并且这两件专利申请通过引用方式整体结合于本文中。这种类型的纹理还可以用在例如光学元件上，诸如透镜。
反射器104在纹理化时在使用多个彩色反射器的灯具中可提供颜色混合并减少颜色热斑和反射。作为一个实例，一些灯具包括蓝移黄加红（BSY+R）LED系统，其中，LED光源包括至少两组LED，其中一组发射具有从435nm到490nm主波长的光，而另一组发射具有的主波长从 600nm到640nm的光。在这种情况下，一组可以被封装以荧光体，在激发时，该荧光体发射具有从540nm到585nm主波长的光。在一些实施方式中，第一组发射具有从440nm到480nm主波长的光，第二组发射具有从605nm到630nm主波长的光，并且槽形支架发射具有从560nm到580nm 主波长的光。
仅作为根据本发明实施方式的纹理化反射器的一个实例，薄型挤出的高反射率PC板可具有作为挤出工艺的一部分而压印的图案，并且这些板可被按压到未纹理化的挤出PC背反射器基板上。压印图案的一个实例是棱镜图案，该棱镜图案可包括在所有方向上延伸的重复的棱镜元件。这种图案还可用在棱镜材料中。压印图案的另一个实例是切割拱顶石图案（cut keystone pattern）。可替换地，可挤出整个反射器，其中在反射器的内侧或底面上具有压印图案。任一种类型的压印可通过作为挤出工艺的一部分的纹理化滚筒实现。还可通过使反射器或板粗糙化来应用粗糙图案，以按压到喷砂处理、砂化或另一种粗糙化技术的反射器基板上。在Lu等人的美国专利申请No.13/345,215中详细描述了纹理化的反射器。
如图1B和图1E中最佳所示，背反射器104具有在侧部上基本上成抛物线的横截面，一平坦部分连接这两部分；但是，多种其他形状也是可行的。而且，在图1B和图1E中所示，槽形支架100可设计成具有减小的高度轮廓，诸如具有大约2″或更小的总高度。背反射器104的形状应该选择成产生适当的反射轮廓，用于目标输出。
典型的固态灯具将结合有散热器，该散热器位于天花板上，以将传导的LED热量扩散到环境中。在非充气增压天花板（non-plenum ceiling）中，办公和工业天花板之上的温度一般达到35℃。如这里所讨论的，包括翅片结构（如果有的话）的散热器106的底部在槽形支架之下可以暴露于房间中的空气。
露出的散热器106可有利地出于几个原因。例如，普通办公室中的空气温度比天花板之上的空气冷得多，显然这是因为房间环境对居住者而言必须舒适；然而，在天花板之上的空间中，较冷的空气温度不太重要。另外，房间空气通常是循环的，或者通过居住者移动穿过房间或者通过空气调节进行循环。空气穿过房间的移动有助于打破边界层，帮助从散热器进行热量扩散。而且，房间一侧的散热器构造避免了隔热体在散热器顶部上的不适当安装，因为对于散热器设置在天花板一侧的普通的固体发光场合，这是可能的。这种防止不适当安装的保护可以消除潜在的火灾。
槽形支架100设计成安装至天花板或安装在天花板内。如图1B中最佳所示，腔室部分108可设计成与安装托架112配合。该安装托架可包括钩形件特征，所述钩形件特征卡入到壳体凸缘底侧上的位置，以易于安装。安装托架112可以直接安装至天花板上的J形箱（接线盒）。在将安装托架112安装至天花板上之后，腔室部分108可利用钩形件和凸缘结构卡入到位。在一些实施方式中，壳体102然和可以从一端滑入到另一端，以便对位置进行精细调整。虽然这里描述了钩形件和凸缘连接系统，但多种其他连接系统也是可行的。腔室部分108可包括孔114，连接电线可穿过该孔。安装托架112也可以具有相应的孔。
图2是连接于灯具200的安装托架212的放大俯视图。灯具200包括壳体202和腔室部分208，并且腔室部分208具有中心孔204，该中心孔可用来供应配线或连接至安装托架212。安装托架212包括钩形件部分 216，所述钩形件部分可锁定于腔室部分208底侧上的凸缘中，或者可替换地，锁定于壳体202的其他部分。安装托架212中的各种孔和槽212a 可用来将配线供应到腔室部分208，以对内部驱动电路、反射器和其他电气部件提供电力。安装托架212是通用安装托架，并且可装配各种不同形状尺寸的J形箱，包括但不限于圆形和八边形以及2″和4″。
图3A是根据本发明的灯具300的剖视立体图，剖切面位于腔室部分 308内。图3B是灯具300的沿着同一剖切面的剖视端视图。剖视视图暴露出通过壳体302的腔室部分308形成的内部空间320。散热器306穿过空间中，光发射器（诸如LED）324安装在发光条带322上，发光条带自身安装在散热器306的安装面上。在其他实施方式中，发射器324直接安装在散热器306上。
电气部件也可以设置在内部空间320内，诸如连接至电路安装板330，该电路安装板安装在空间320内。可包括在本发明的实施方式中的电气部件的一些实例包括电源电路和驱动电路（仅举几个例子，包括例如AC/DC 驱动器电路和DC/AC驱动器电路）。在对基本的层级，驱动器电路可包括 AC至DC转换器，DC至DC转换器，或者这两者。在一个实施方式中，驱动器电路包括AC至DC转换器和DC至DC转换器，这两者都位于内部空间320内。在另一个实施方式中，AC至DC转换器位于远处（即，位于光学腔室外部），并且DC至DC转换器位于光学腔室内部的控制电路处。在又一个实施方式中，仅AC至DC转换器位于内部空间320内的控制电路处。
在所示的实施方式中，安装托架312利用钩形件和凸缘结构连接至腔室部分308。如图3A和图3B中所见，托架312包括托架钩形件326，而腔室部分308包括凸缘328。在所示的实施方式中，散热器306利用具有凸缘332和槽334的凸缘和槽结构安装至腔室部分308。在根据本发明的灯具的一些实施方式中，凸缘332和槽334沿着腔室部分308的整个长度设置。位于托架312与腔室部分308之间以及位于散热器306与腔室部分 308和/或壳体302之间的多种其他连接系统也是可行的，诸如螺钉和/或粘接剂。这些替换连接系统中的一些可能比钩形件和凸缘结构更持久。
许多工业、商业和民用应用场合号召白色光源。槽形支架可以包括产生相同颜色光或不同颜色光的一个或多个发射器。在一个实施方式中，使用多色源来产生白光。几种彩色光组合将产生白光。例如，本领域中已知的是，将来自蓝色LED的光与波长转换黄（蓝移黄或BSY）光结合来产生白光，相关的色温（CCT）在5000K至7000K的范围内（通常指定为“冷白色”）。通过用光学地响应于蓝光的荧光体环绕发射器，蓝光和BSY 光都可以由蓝色发射器产生。当激发时，荧光体发射黄光，黄光然后可以与蓝光结合来产生白光。在这种方案中，由于在较窄的光谱范围内发射蓝光，所以称为饱和光。在大得多的光谱范围内发射BSY光，因此被称为不饱和光。
用多色源产生白光的另一实例是将来自绿色LED和红色LED的光结合。RGB方案还可以用来产生各种颜色的光。在一些应用场合中，添加有琥珀色发射器，用于RGBA组合。前面的组合是示例性的；可以理解，各种不同的颜色组合可以用在本发明的实施方式中。在Van de Ven等人的美国专利No.7,213,940中讨论了这些可能的颜色组合中的几种，该专利与本申请都共同转让并且通过引用方式整体结合于本文中。
除以上所述那些以外，在本发明的实施例中还能使用许多不同类型的发射器。在一些实施例中，发射器为固态发射器，诸如LED或LED封装件。能够使用许多不同LED，诸如商业上可获得的来自克利公司（Cree Inc.）的其DA、EZ、GaN、MB、RT、TR、UT和XT系列的LED芯片。此外，在本发明的实施例中能够使用许多不同类型的LED封装件。大体在以下文件中描述了一些类型的芯片和封装件：Donofrio等人的题为“Semiconductor Light Emitting Diodes Having Reflective Structures and Methods of Fabricating Same（具有反射结构的半导体发光二极管及其制造方法）”的美国专利申请系列号No.12/463,709；Lowes等人的题为“LED Package with Encapsulant Having Planar Surfaces（具有带平坦表面的密封件的LED封装件）”的美国专利申请系列号No.13/649,052，以及Lowes等人的题为“LED Package with Multiple Element Light Source and Encapsulant Having Planar Surfaces（具有多元件光源以及带平坦表面的密封件的LED封装件）”的美国专利申请系列号No.13/649,067，这三个专利申请均共同转让给本申请人并且所有这三个专利申请均整体通过引用全部结合入本申请以供参考。发射器能够发射许多不同颜色的光，优选地具有发射白光的发射器（或者发射蓝光的芯片，部分被转化为黄光以形成白光组合）。能够用在根据本发明的灯具中的封装件的一个优选实施例包括基本为盒状的密封件，其导致比Lambertian更宽广的封装件发射。在 Lowes等人美国专利申请号No.13/649,067中示出并描述了许多这些封装件，该专利申请转让给本申请人并且整体通过引用全部结合入本申请。应该理解的是，在一些实施例中，可对LED提供其生长基板（growth substrate，生长衬底）的随后去除。在其他实施例中，LED的生长基板能够保留在LED上，其中这些实施例中的一些具有成形的或纹理化的生长基板。在一些实施例中，当LED的生长基板保留在LED上时，LED以倒装芯片方式安装在光带上或安装表面上。
在一些实施例中，LED能够包括透明的生长基板，诸如碳化硅、蓝宝石、GaN、GaP等。LED芯片还可包括三维结构，并且在一些实施例中， LED可具有如下结构，其在芯片的一个或多个表面上包括整体或部分倾斜的刻面（facet）。
在一个实施例中，至少一些发射器是LED芯片和/或封装件，所述 LED芯片和/或封装件在一些实施例中具有比Lambertian更宽广的发射图案，例如，系列号为No.13/649,052和No.13/649,067的美国专利申请中描述的那些。在另一优选实施例中，这些LED芯片和/或封装件与标准 Lambertian发射器结合使用。在又一实施例中，发射器为磷涂覆的LED，例如Chitnis等人的均题为“Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method（晶片级磷涂覆方法以及利用所述方法制造的装置）”中所述的发射器，这两个专利申请均共同分派给本申请并且这两个专利申请均整体全部并入本申请以供参考。在一个实施例中，具有这些方面并且为具有比Lambertian更宽广的发射图案磷的涂覆LED芯片。在另一优选实施例中，这些LED以蓝色光谱发射并且被覆盖以黄磷，形成白光发射。在另一实施例中，发射灯具有Lambertian发射轮廓。
图4A是从底侧角度看过去的灯具400的立体剖视图，剖切面沿壳体 402的位于腔室部分408外部的一部分。灯具400还包括腔室部分壁409，所述腔室部分壁围出与图3A和3B中所示的相似的内部空间（未示出）。在所示实施例中，使用与图3A和3B中所示的相似的凸缘和狭槽系统将散热器406连接至腔室部分408。
灯具400还包括透镜440。透镜440可包括扩散性材料以帮助颜色混合。透镜也可用于保护消费者免于与高电压元件（诸如LED）接触。在所示实施例中，透镜440具有半圆形截面并且在发射器（未示出）上方安装至散热器406。虽然透镜440被示出为安装在散热器406上，但许多其他布置也是可行的。例如，可使用狭槽434将透镜板（下面将参照图6更详细地描述）安装在壳体402与散热器406之间，使得狭槽434连接至腔室部分408以及连接至腔室部分408外部区域中的透镜。如进一步详细描述的，透镜可为纹理化的和/或包括例如微透镜结构。在Lu等人的美国专利申请No.13/442,311中详细描述了具有纹理结构的透镜和具有微透镜结构的透镜。
图4B是从底侧角度看过去的灯具401的立体剖视图。灯具401包括许多与灯具400相同的部件，并且相应的附图标记用于表示相应的元件。取代透镜440，灯具401包括光焰载体441，需要该光焰载体覆盖高压发射器。光焰载体可由例如玻璃或者UL945VA等级（rated）透明塑料制成。在一些实施例中，光焰载体包括切口，发射器的部分（诸如LED圆顶）能够通过所述切口突伸出，同时光焰载体仍覆盖LED的高压部分以满足工程设计要求。所述实施例能有助于使得与光焰载体相关的光损失最小化或甚至消除所述光损失。一些实施例可包括透镜440和光焰载体441两者，并且在一些实施例中，单个元件能够组合着两者的特征和/或执行两种功能。
如前面所述的，根据本发明的灯具可安装至天花板。在图5中示出了这样的实施例。可使用安装托架（未示出）将灯具500安装至天花板。根据本发明的灯具也可通过各种方法（包括使用安装托架）安装至天花板中的腔体中。根据本发明的灯具也可从天花板悬下，如图6中所示的灯具 600。灯具600包括两个悬挂装置642，尽管如此，任何数量的悬挂装置都是可行的。在配线不直接连接至腔室部分408的实施例（即，与其中配线通过孔114进入腔室部分408的槽形支架100实施例不同的实施例）中，配线能够以不那么直接的方式连接至腔体部分。例如，通过使配线延伸穿过一个或多个悬挂装置、延伸穿过壳体602、以及延伸至腔室部分608，使得配线可连接至槽形支架600和腔室部分608。可替换地，悬挂装置可直接连接至腔室部分608，无论腔室部分608是位于灯具600的中央还是一端上。在其他实施例中，例如，可使用简单的链或索悬挂灯具。
灯具600还包括纹理化的背反射器640。背反射器640可由许多不同材料制成。背反射器640上的纹理化可包括使用Lu等人的美国专利申请 No.13/345,215和/或美国专利申请No.13/442,311中所述的方法制造的材料。
可选地，灯具600可包括透镜板（未示出）。透镜板可安装在壳体602、散热器606、和/或腔室部分608之间。透镜板能够与壳体602、散热器606、和/或腔室部分608中的一个或多个配合。可使用例如与图4中所示的狭槽434相似的散热器狭槽（未示出）将透镜板安装至散热器606。在一个实施例中，透镜板也被安装至腔室部分608和/或其中一个端盖610，尽管如此，这不总是必须的。
根据本发明的槽形支架可包括许多不同类型的透镜板。透镜板可用于对槽形支架内的部件（诸如LED）提供物理保护。透镜板可通过例如阻止物理损坏或灰尘积聚（其可不利地影响槽形支架的发射效率、强度和/或轮廓）而实现上述目的。透镜板还用于改进槽形支架发射的均匀性。取决于发射器和槽形支架中所用的反射器的类型，有时会在发射源上方在反射器上看见明亮的“热点”。这些热点有时候是不期望出现的并且可不利地影响发射均匀性。透镜板可通过将从这些热点反射的光散布在更广的观察区域上而有助于减少这些热点对于观察者的出现。在一些情况中，从这些热点反射的光可散布在整个照明设备上。甚至在没有形成热点或形成不显著热点的槽形支架中，透镜板也有助于扩散光线、加宽槽形支架的发射轮廓、聚焦槽形支架的发射轮廓，和/或产生更均匀的外观。
透镜板可被纹理化以实现一个或多个以上目的。例如，透镜板可包括刻面，或可包括一个或多个薄膜，所述薄膜具有线性或离散刻面或其他纹理结构。透镜板的其他实例具有去炫（deglaring）棱镜。根据本发明，槽形支架中使用的透镜板的一个实施例包括挤压丙烯酸，具有扩散器膜涂层或形成于丙烯酸中的扩散器中之一。可用在本发明中的透镜板的其他实施例包括扩散透镜，所述扩散透镜用于扩散所有入射光。其他实施例可包括丙烯酸、PMMA、和/或扩散添加剂。一些实施例可包括透明丙烯酸。文中所述类型的透镜板仅是能使用的透镜类型中的一些，并且不旨在局限于此。在Lu等人的美国专利申请No.13/442,311中描述了可用在根据本发明的灯具中的透镜类型。
图7A-7E是根据本发明另一灯具700的底部立体图、顶部立体图、底部图、侧部图以及端部图。灯具700包括壳体702、背反射器704、散热器706、以及两个端盖710。灯具700还包括腔室部分708，如参照图1 的散热器106和腔室部分108所述的，在一个实施例中，散热器706通过腔室部分708而连续。与图1的腔室部分108不同，腔室部分708不在灯具700的中央，而是在灯具700的一个纵向端部处。在所示实施例中，腔室部分708抵靠端盖710，尽管如此，一些实施例不包括端盖710。腔室部分708的背部侧上的各种孔和狭槽708a用于将配线供给到腔室部分708 中以给内部驱动电路、发射器和其他电气部件供电。中心孔714可用于供给配线，或可用于将灯具700连接至与图2所示的安装托架212相似的安装托架。此外，虽然腔室部分708位于灯具700的端部上，但在其他实施例中腔室部分可位于沿着灯具的任何位置处。此外，虽然灯具700包括单个腔室部分708，但其他实施例可包括两个或更多个腔室部分，诸如在灯具的每个纵向端部处具有一个腔室部分。
与灯具700相似的实施例也可包括一个或多个透镜。例如，如图7C 中所示的，透镜可占据由壳体702、散热器706和腔室部分708限定的两个区域707。在另一实施例中，透镜位于散热器上并且位于安装在其上的任何发射器上方。在又一实施例中，只需一个透镜。所述透镜可在散热器 706的下方通过以便横过灯具同时还占据这两个区域707。在相似的实施例中，散热器706位于透镜上。
与图3中所示的腔室部分308相似，腔室部分708提供用于设置电源和驱动器电路以及配线连接的内部空间。该空间保护连接免于受到外部元件影响并且还有助于防止安装过程中使用者的震动。与图1中所示的腔室部分108以及图3中所示的腔室部分308相似，腔室部分708可被设计成与安装托架（如图1中所示的安装托架112）配合。所述安装托架可直接安装至J形盒或天花板。在托架安装至天花板之后，可使用钩形件和凸缘结构将腔室部分708卡入在位。在所示实施例中，可使用螺钉、钩、线、索、或许多其他附接机构将与腔室部分710b相对的端盖附接至天花板。在图8中，示出了安装至天花板的与槽形支架700相似的槽形支架800。在其他实施例中，整个灯具700可通过线或索从天花板悬垂。
图9A至图9G是根据本发明的另一灯具900的仰视立体图、俯视立体图、仰视图、俯视图、侧视图、端视图、以及分解视图。灯具900包括壳体902、背反射器904、散热器906、以及两个端盖910。灯具900还包括腔室部分908。如图中所示，散热器906是穿过腔室部分908而连续的。与图7中的腔室部分708不同，腔室部分908处于灯具900的中央。
与灯具900类似的实施方式还可包括透镜。通过将腔室部分908放置在灯具900的中央，四个透镜可占据由壳体902、散热器906、以及腔室部分908限定的四个区域907，如图9C中所示。与较大的透镜相比，较小的透镜可以更具成本效益地制造。因此，与图7C中的采用占据两个区域707的较大透镜的情况相比，采用占据四个区域907的较小透镜可以更具成本效益。
图9G是灯具900的俯视分解立体图。如所示的，腔室部分908包括主壳体952、背壳体954、以及容纳在腔室部分908中的电气部件956。例如，所述电气部件可包括PCB上的电路。灯具900的部件可利用多种附接装置附接至彼此。如图9G中所示的，一个实施方式采用螺钉958作为附接装置。端盖910（如果存在的话）也可利用比如螺钉958的附接装置附接至主壳体902。
根据本发明，较小的灯具也是可能的。图10是根据本发明的灯具的仰视立体图。灯具1000可具有大约10"的长度、大约17"的宽度、以及大约2.5"或以下或者大约2.0"或以下的高度，但是这些尺寸仅仅是示例性的。灯具1000包括壳体1002、一个或多个背反射器904、一个或多个散热器 1006、以及一个或多个端盖1010。与图1中的腔室部分108相反（该腔室部分垂直于灯具100和散热器106的长度从端盖110延伸至端盖110），腔室部分1008可从端盖至端盖纵向地且平行于散热器1006延伸。腔室部分 1008可与散热器1006配合或者位于所述散热器上，并且在某些实施方式中，散热器1006耗散从腔室部分1008内的部件产生的热量。
图11是灯具1100的剖视立体图，其中剖切面横向于腔室部分1108。腔室部分1108容纳电气部件1108a。灯具1100具有两个内部表面，在此情况下为背反射器1104。如所示的，灯具1100包括具有两个安装表面 1106a和1106b的散热器1106。在某些实施方式中，散热器以及一个或多个安装表面都是彼此成一体的。某些其他实施方式可以包括两个或更多个散热器，每个散热器均具有其自身的一体式的一个或多个安装表面。
灯具1100还包括腔室部分1108。该腔室部分沿着散热器1106的顶部长度。在所示的实施方式中，散热器1106可提供用于从安装表面1106a 和1106b的发射器以及腔室部分1108的热耗散的路径。
光发射器1124安装在安装表面1106a和1106b上。这些光发射器1124 朝向两个背反射器1104发射光。背反射器1104的形状设计为使得产生期望的灯具光轮廓。在所示的实施方式中，发射器1124具有直立面向的主发射表面。因此，背反射器1124的形状设计为使光远离腔室部分1108并朝向透镜板1140转向，光将穿过所述透镜板。在其他实施方式中，安装表面1106a和1106b可以成角度，并且背反射器1104的形状可相应地调整。尽管所示的实施方式包括两个背反射器1104，但是其他实施方式可以包括具有两个内部表面的单个背反射器。例如，背反射器可越过腔室部分 1108并因此在腔室部分1108的任一侧上形成内部表面。
灯具1100还包括一个或多个透镜板1140。透镜板可用于对槽形支架内的部件（比如LED）提供物理保护。透镜板例如可通过防止物理损坏或灰尘累积来实现这一点，这会对槽形支架的发射效率、强度、和/或曲线有负面影响。透镜板还用作改善槽形支架发射的均匀性。取决于发射器的类型以及槽形支架中所用的发射器，有时会在发射器源上方的反射器上看见明亮的“热点”光。这些热点有时是不期望的并且会对发生均匀性有负面影响。透镜板可通过将从这些热点反射的光扩展到更宽的观察区域来帮助减少观看者看到这些热点的情况。在某些情况下，从这些热点反射的光可扩展过整个光源。即使在没有热点形成或形成不显著热点的槽形支架中，透镜板也会有助于扩散光，扩展槽形支架的发射曲线、和/或产生更均匀的外观。
在一个实施方式中，透镜板1140包括扩散件。扩散逸出透镜以若干种方式起作用。例如，所述扩散逸出透镜可防止光源的直接可视性，并且提供外发光的额外混合以实现视觉上令人愉悦的均匀光源。然而，扩散透镜板可将额外的光学损耗引入到系统中。因此，在光通过背反射器或通过其他元件充分混合的实施方式中，扩散逸出透镜可能不是必需的。在这种实施方式中，可使用透明的玻璃透镜板，或者可整个移除所述透镜板。在另一些实施方式中，可以在透镜板1140中包含散射颗粒。某些实施方式可以包括镜面背反射器或部分镜面背反射器。在这种实施方式中，可能期望的是使用扩散透镜板。
可利用若干个不同结构实现透镜板1140中的扩散元件。扩散膜镶衬（inlay）可施加至透镜板1140的顶侧表面或底侧表面。还有可能制造包括整体扩散层的透镜板1140，比如通过共同挤出两种材料或通过将扩散体以插入件模塑（insert molding）方式模制到外部或内部表面上。透明透镜可以包括在制造时滚压到挤出品中或模制到所述表面中的扩散性的或重复的几何图案。在另一实施方式中，透镜板材料自身可以包括体积扩散体，比如添加的着色剂或具有不同折射系数的颗粒。
根据本发明的透镜板的一个实施方式是带刻面的。刻面透镜可使用隆起或尖头，以便以预定方式散射光。刻面透镜可包括棱镜、比如去炫棱镜和/或线性棱镜。透镜板还可包括具有线性或离散刻面的膜。如果将多个膜层叠，则这种膜的特性可增强。这种膜可在透镜板的凹槽支架侧上、透镜板的发射侧上、或位于这两侧上。在某些实施方式中，透镜可用于例如利用微透镜结构来光学地成形外发光束。在美国专利申请序列号No.13/442， 311中详细描述了微透镜结构。
图12是灯具1200的剖视立体图，其中剖切面纵向地沿着腔室部分 1208。如所示的，在该实施方式中，腔室部分1208不会延伸凹槽支架1200 的整个长度。在另一些实施方式中，所述腔室部分延伸凹槽支架的整个长度。在所示的实施方中，壳体1202包括位于反射器1204上方的部分1202a。在其他实施方式中，反射器1204可用作凹槽支架1200的背表面。
图13是与所示的安装至天花板的凹槽支架1100和1200相似的凹槽支架1300的立体图。在其他实施方式中，整个灯具1300可从天花板悬挂，比如利用线或索。
在本发明的一个实施方式中，多个灯具（例如，灯具100、灯具700、和/或灯具900中的一个或多个）可联接在一起以形成更长的灯具，该更长的灯具例如可用于在走廊中提供连续的照明。在一个实施方式中，被连接的灯具端部的端盖（如果存在的话）被移除，并且使用两个附接装置来连接两个灯具。附接装置的实例包括，但不限于，接合器板、结合有附接机构的端盖、以及双侧端盖。在另一实施方式中，灯具可具有一体式的附接装置。例如，灯具可在一端上具有公附接装置并在另一端上具有母附接装置。上述的附接装置和方法仅仅是示例性的，用于连接多个灯具的多种不同的装置和方式是可能的。
图14A示出了在多个方面与图9中的灯具900相似的两个灯具1400、 1410，并且示出了包括套筒1420和安装板1430的接合器结构。灯具1400、 1410中的每一个均有一个端盖已经移除。安装板1430例如利用螺钉附接至灯具1400、1410，并且套筒1420在周围包绕以覆盖接合界面。轮廓被设计成与灯具的背面匹配的套筒也是可能的，比如是没有套筒的接合器结构。图14B中示出了包括两个较小灯具1400、1410的伸长灯具1450以及包括套筒1420和安装板1430的接合器结构。可以在任一方向上将额外的灯具附加至伸长灯具1450的端部，以产生具有特定期望长度的伸长灯具。对于使用任何类型安装系统的灯具而言，伸长灯具都是可能的，所述使用任何类型安装系统的灯具包括但不限于，天花板安装的灯具、表面安装的灯具、壁安装的灯具、垂吊安装的灯具、以及悬挂的灯具。
要理解的是，本说明书提出的实施方式旨在是示意性的。本发明的实施方式可包括在多个附图中所示的兼容特征的任何组合，并且这些实施方式不应限于那些明确示出和说明的实施方式。尽管已经参照本发明的某些优选配置详细描述了本发明，但是其他变型也是可能的。因此，本发明的精神和范围不应相遇上述的实例。