用于照明装置的光学同步的制作方法

1.本公开整体涉及发光二极管(led)照明系统，并且更具体地涉及led照明装置。


背景技术：

2.发光二极管(led)可以提供无需预热的即时照明。led照明装置被设计为提供免维护操作，同时提供长寿命和高流明性能。照明装置采用定制光学器件，其旨在最大化光分布和强度，同时为整个现场的改装或新安装提供灵活性。
3.从led照明装置发射的光能够以预先确定的取向和图案分布于照明区域。照明装置可以具有三个光学选项，其旨在最大化光分布和强度。led照明装置的照明区域的图案由北美照明工程学会(iesna)制定。iesna i型提供了一种长的矩形光分布的光学图案，其可适用于走廊、走道、装货码头、t型台等。iesna iii型提供了一种具有三向光分布的光学图案，适用于狭窄的人行横道、具有壁挂式固定装置的通道、具有壁挂式安装架的隧道等。iesna v型提供了一种为规则的圆形分布图案的光学图案，适用于高/低棚室内和室外天花板、吊灯、大型建筑物、仓库等。
4.来自照明装置的光分布可能相对于道路、人行道等发生偏移或定位不正确。因此，可以根据需要在现场调整iesna i型和iesna iii型光学图案。
5.因此当调整照明装置的光束输出时，需要改善的灵活性。


技术实现要素：

6.本公开整体涉及一种“同步”机制，该机制使客户能够灵活地将照明装置的光输出分布调整到期望的水平或取向，从而使给定的光分布图案有效地照亮期望的位置。该“同步”机制提供了相对于包括散热器适配器外壳的安装模块调整led系统的保持环的位置的灵活性。
7.通过阅读以下详细描述和查看相关附图，这些和其他特征和优点将是显而易见的。应当理解，前面的一般性描述和下面的详细描述都只是示例性和说明性的，并不限制本文公开的实施方式所基于的广义概念。
附图说明
8.结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的若干方面。附图的简要描述如下：
9.图1示出了根据本公开原理的照明系统的侧视图；
10.图2示出了图1的照明系统的横截面侧视图；
11.图3示出了图1的照明系统的led系统的分解图；
12.图3a示出了图2的局部横截面视图；
13.图4示出了根据本公开原理的用于照明系统的三个示例性光分布光学图案的示意图；
14.图5示出了图1的照明系统的前平面图，其描绘了适于生成i型光学图案的led配置；
15.图6示出了图1的照明系统的前平面图，其描绘了适于生成iii型光学图案的led配置；
16.图7示出了图1的照明系统的前平面图，其描绘了适于生成v型光学图案的led配置；
17.图8示出了图3所示led系统的保持环的前平面图；
18.图9示出了图8的保持环的后平面图；
19.图10示出了图8的保持环的横截面视图；
20.图11示出了图1的照明系统的局部分解图，示出了从散热器适配器外壳分解的led系统；
21.图12示出了在将led系统安装在散热器适配器外壳上之前该散热器适配器外壳的局部放大前视图；
22.图13示出了根据本公开原理的另选led系统的分解图；
23.图14示出了图13的led系统的横截面视图；并且
24.图15示出了局部视图，示出了图13的led系统的保持环和底板。
具体实施方式
25.现在将详细参考在附图中示出的本公开的示例性方面。只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的特征。
26.图1至图2示出了示例性照明系统100。该照明系统100包括驱动器隔室102、散热器适配器外壳104(例如，外壳)和led系统106(例如，光引擎)。驱动器隔室102被配置为容纳驱动器组件(未示出)，该驱动器组件可以包括电源并启用其操作。在某些示例中，照明系统100可以经由固定到驱动器隔室102的安装支架(未示出)安装到天花板、墙壁或其他结构。应当理解，照明系统100包括被配置为背向安装有照明系统100的墙壁或天花板的前侧，以及被配置为面向安装有照明系统100的墙壁或天花板的后侧。
27.散热器适配器外壳104可以联接到驱动器隔室102以固定到其。散热器适配器外壳104包括与基座110一体形成的多个平行取向的翅片108，以确保良好的热导率。由led系统106生成的任何热量都可以被吸入散热器适配器外壳104中以耗散热量。也就是说，散热器适配器外壳104充当散热片(导热)以分配热量并提供相对较大的表面积，以允许热量传递到周围空气。散热器适配器外壳104可以由铝、黄铜、铜、聚合物钢或导热的任何其他材料制成。散热器适配器外壳104的基座110具有提供了用于led系统106的安装平台114的前表面112。led系统106可以通过一个或多个紧固件116(参见图11)可移除地安装到散热器适配器外壳104的前表面112。
28.转到图3，示出了led系统106的分解图。led系统106可以包括底板118、保持环120和led子组合件122。led子组合件122可以包括印刷电路板组合件(pcba)124和光学器件126。光学器件126可以包括耦接到衬底130的一个或多个发光二极管(led)128。pcba 124可以提供到光学器件126和照明系统100的其他电组件的必要电连接。
29.底板118包括能够被热垫134覆盖的外表面132。热垫134上的粘合剂将热垫134胶
粘到底板118的外表面132。可以用多个螺钉136将光学器件126和pcba 124一起紧固到底板118，以将光学器件126相对固定在led系统106内。
30.第一垫圈138可以设置在底板118的外表面132中的沟槽140中。当保持环120附接到底板118时，第一垫圈138可以被压入沟槽140中以与保护透镜146的外凸缘145的背面建立环境密封。保持环120可以经由一个或多个螺钉144附接到底板118，其中第二垫圈142位于保持环120与透镜146的外凸缘145的前侧之间。第一垫圈138和第二垫圈142可以提供如图3a所示的密封，其提供了适当的进入保护，防止固体和液体(即，灰尘、污垢、意外接触和水)侵入由保护透镜146限定的隔室中。
31.如上所述，led系统106还可以包括透镜146，该透镜具有设置(例如，夹持)在底板118与保持环120之间的外凸缘。透镜146可以至少部分地围绕光学器件126和pcba 124并且将它们包封在底板118上。透镜146可以由任何至少部分透明或半透明的材料制成，包括玻璃和硬塑料，以便使光能够从照明系统100发射。透镜146还可以为光学器件126提供保护屏障并且保护光学器件126免受湿气或恶劣天气的影响。保持环120被配置为将led系统106的所有组件固定在一起。一个或多个螺钉144将保持环120安装到底板118以形成led系统106作为固定单元。
32.在操作中，光学器件126可以发射光，使得照明系统100可以照亮所需或期望的区域。从光学器件126发射的光能够以预先确定的取向和图案分布于期望的照明区域。也就是说，照明系统100可以被配置用于特定光分配轮廓，以将预先确定的光图案投射到表面(例如，人行道或道路)上。
33.参考图4，北美照明工程协会(iesna)制定了一种用于描述照明系统100的照亮区域的图案的分类系统。iesna i型光束图案具有长的矩形图案，当照明系统100放置在路径的中心附近并为较窄的路径或道路提供照明时使用该图案。iesna iii型光束图案具有弯曲图案，当照明系统100朝向路径的一侧放置并提供更向外投射的照明时使用该图案。iesna v型光束图案具有规则的圆形图案，用于大型建筑物、仓库、加工厂和工业厂房。图5至图7示出了可以在照明系统100中使用的示例性iesna i型、iii型、v型光学器件126a-126c。
34.参考图8至图10，示出了保持环120的多个视图。保持环120包括围绕保持环120的外周边150的四个等距间隔的安装区域148。保持环120可以绕照明系统100的中心轴线x旋转。安装区域148可以允许保持环120可调整旋转至少180度以改变照明系统100的光分布照明方向。在某些示例中，保持环120可以在45度到300度之间旋转以改变照明系统100的光分布。
35.保持环120的安装区域148可用于经由一个或多个螺钉116将led系统106附接到散热器适配器外壳104的前表面112。螺钉116可以装配到散热器适配器外壳104的前表面112上的螺钉孔152(例如，具有内螺纹的孔、开口，参见图5至图7)中。在某些示例中，保持环120的形状和尺寸可以被设定成当led系统106附接到散热器适配器外壳104时接合限定在该散热器适配器外壳中的腔154(参见图3)。
36.安装区域148可以各自包括多个离散开口156，但另选方案也是可能的。多个离散开口156以弓形阵列间隔开，并且位于保持环120的外周边150附近。在某些示例中，安装区域148可以各自包括狭槽开口154(参见图15)。安装区域148绕保持环120径向定位并且彼此
相同。因此，仅将详细描述或提及一个安装区域148。安装区域148中的每一者都可以对应于周向凸缘节段149。周向凸缘节段149可以由突起151分开。在一个示例中，多个离散开口156不具有内螺纹并且相对于紧固件116的柄略微过大。
37.散热器适配器外壳104的前表面112限定了绕散热器适配器外壳104等距间隔开的至少四个螺钉孔152。螺钉孔152可以各自与散热器适配器外壳104的多个平行取向的翅片108中的对应一者对准。例如，四个螺钉孔152可以限定在多个平行取向的翅片108中的相应一者中。在某些示例中，每个螺钉孔152对应于安装区域148中的一者。
38.在某些示例中，针对散热器适配器外壳104的螺钉孔152中的每一者，每个安装位置148存在至少六个开口156。在某些示例中，针对散热器适配器外壳104的螺钉孔152中的每一者，每个安装位置148存在至少七个开口156。在某些示例中，针对散热器适配器外壳104的螺钉孔152中的每一者，每个安装位置148处存在至少八个开口156。在某些示例中，针对散热器适配器外壳104的螺钉孔152中的每一者，每个安装位置148处存在至少九个开口156。在某些示例中，针对散热器适配器外壳104的螺钉孔152中的每一者，每个安装位置148处存在至少十个开口156。
39.尽管在保持环120上示出了安装区域148，并且螺钉孔152由散热器适配器外壳104限定，但是可以提供相反的情况。也就是说，安装区域148可以由散热器适配器外壳104限定，并且螺钉孔152可以由保持环120限定。
40.参考图12，当led系统106安装到散热器适配器外壳104时，保持环120的多个离散开口156中的一者可分别与散热器适配器外壳104的螺钉孔152中的一者对准。为了将led系统106固定到散热器适配器外壳104，紧固件116中的一者可以轴向插入多个离散开口156中的一者，并且拧入散热器适配器外壳104的螺钉孔152中。此接合防止led系统106相对于散热器适配器外壳104的任何移动。
41.由于照明装置通常放置在人行道或传送带位置旁边，在这些位置，可能没有充分利用相对于道路的光分布，因此可以提供“同步”机制，使客户能够灵活地调整光分布，从而在期望的方向、取向或水平上提供照明。
42.保持环120可以被配置为改变或以其他方式修改由光学器件126发射的光。当客户期望将照明装置“同步”或调整照明系统100的光学器件126的照明路径或图案时，led系统106可以相对于散热器适配器外壳104旋转。可以通过使用保持环120来确定实现期望的光分布所需的旋转量。旋转保持环120还使led系统106的底板118、pcba 124和光学器件126旋转。由于光学器件126可以与保持环120一起旋转，所以可以调整照明系统100的发光图案的照明方向。
43.为了调整照明系统100的照明方向，首先将紧固件116从保持环120的多个离散开口156和散热器适配器外壳104的螺钉孔152中的相应一者完全移除。这允许led系统106从散热器适配器外壳104移除，以允许led系统106相对于散热器适配器外壳104旋转，从而调整同步面位置并因此调整照明系统100的照明方向。保持环120的多个离散开口156允许led系统106以离散增量移动，从而在可以产生最佳性能的场内实现期望的光分布。例如，保持环120的多个离散开口156可以相对于散热器适配器外壳104的螺钉孔152沿顺时针或逆时针方向旋转，以通过多个离散开口156的增量改变光分布照明方向。也就是说，可以在旋转led系统106的保持环120时调整照明系统100的光分布的方向，使得保持环120的多个离散
开口156中的不同一者可以与散热器适配器外壳104的螺钉孔152对准。
44.再次转到图8，多个离散开口156可以相对于照明系统100的中心轴线x间隔不超过10度。在某些示例中，多个离散开口156可以相对于照明系统100的中心轴线x间隔不超过9度。在某些示例中，多个离散开口156可以相对于照明系统100的中心轴线x间隔不超过8度。因此，光分布照明方向可以通过相对小的增量来改变(例如，增量小于或等于约10度、9度或8度)。
45.在进行了期望的调整之后，紧固件116可以穿过保持环120的多个开口156中的选定一者重新插入并拧入散热器适配器外壳104的螺钉孔152中。这种“同步”的过程允许容易地调整场中的照明装置，而不必移除密封led系统106的一个或多个螺钉144。螺钉144使led系统106保持紧固和密封，使得led系统106不会松动或破裂而给任何进入保护带来风险。
46.参考图13至图15，根据本公开原理描绘了另选led系统106a。在实施方案类似的程度上，将不重复描述，而是针对主要的区别。具体地说，led系统106a的不同之处在于保持环120a如何安装到底板118a。例如，粘合带158可用于将保持环120a和底板118a固定在一起。因此，当用粘合带158替换螺钉144时，零件减少。粘合带158可以是双面粘合膜。在某些示例中，粘合带158可具有30牛顿至40牛顿(n)的拉伸载荷能力。在某些示例中，粘合带158优选地具有约300n至约350n的拉伸强度。
47.另外，led系统106a与图3中所示的led系统106的不同之处在于保持环120a的安装区域148a包括狭槽开口154而不是离散开口，但是应当理解，可以使用上述离散开口。紧固件116a可以穿过保持环120a的狭槽开口154插入到散热器适配器外壳104a的螺钉孔152中，以将led系统106a附接到散热器适配器外壳104a。
48.限定在保持环120a中的狭槽开口154允许led系统106a通过松开但不移除定位在保持环120a的狭槽开口154内的紧固件116a而在期望的方向上相对于散热器适配器外壳104a“同步”。紧固件116a可以从狭槽开口154中退出，以便显示1/4英寸至1/2英寸的螺纹，以允许led系统106a相对于散热器适配器外壳104a旋转至多约60度，从而改变光分布。在某些示例中，“同步”方向可以包括至少约45度的可调整性。
49.在某些示例中，如果需要进行调整超过约60度，则紧固件116a可以完全从狭槽开口154移除。然后可以将led系统106a调整到任何期望的位置。在光分布调整完成之后，然后可以将紧固件116a穿过保持环120a的狭槽开口154重新插入到散热器适配器外壳104a的螺钉孔152中并且拧紧在其中以再次将led系统106a固定到散热器适配器外壳104a。
50.本公开的示例方面
51.方面1.一种照明系统，包括：
52.驱动器隔室组件；
53.固定到所述驱动器隔室组件的散热器适配器外壳，所述散热器适配器外壳限定多个开口，所述多个开口各自具有内螺纹；
54.适于可移除地附接到所述散热器适配器外壳的光引擎，所述光引擎包括：
55.底板；
56.耦接到所述底板的光学器件；
57.可移除地安装到所述底板的保持环，所述保持环包括围绕其周向定位的多个安装区域，其中所述多个安装区域各自包括以弓形阵列等距间隔开的多个离散开口，所述多个
安装区域中的每个安装区域对应于所述保持环的周向凸缘节段，所述保持环的所述周向凸缘节段由突起分开，所述多个离散开口分别被限定为穿过所述周向凸缘节段；以及
58.具有设置在所述底板与所述保持环之间的外凸缘的透镜，所述透镜至少部分地围绕所述光学器件以将所述光学器件包封在所述底板上；
59.其中所述保持环能够经由所述多个离散开口以离散增量相对于所述散热器适配器旋转，所述多个安装区域的所述多个离散开口各自分别对应于所述散热器适配器的所述多个开口中的一个开口，其中所述光学器件与所述保持环一起旋转以改变由所述光学器件发射的光分布照明方向。
60.方面2.根据方面1所述的照明系统，其中所述光学器件包括耦接到衬底的一个或多个发光二极管。
61.方面3.根据方面1所述的照明系统，其中所述多个离散开口相对于所述照明系统的中心轴线间隔不超过8度。
62.方面4.根据方面1所述的照明系统，其中所述多个离散开口相对于所述照明系统的中心轴线间隔不超过10度。
63.方面5.根据方面1所述的照明系统，其中所述光学器件包括iesna i型波束图案。
64.方面6.根据方面1所述的照明系统，其中所述光学器件包括iesna iii型波束图案。
65.方面7.根据方面1所述的照明系统，其中所述多个安装区域允许所述保持环可调整旋转至少180度以改变所述光学器件的所述光分布照明方向。
66.方面8.根据方面1所述的照明系统，其中所述多个离散开口包括所述安装区域中的至少八个离散开口。
67.方面9.一种光引擎，包括：
68.底板；
69.耦接到所述底板的光学器件；
70.粘附地附接到所述底板的保持环；
71.可移除地安装到所述保持环的散热器适配器外壳；以及
72.具有设置在所述底板与所述保持环之间的外凸缘的透镜，所述透镜至少部分地围绕所述光学器件以将所述光学器件包封在所述底板上；
73.其中所述保持环和所述光学器件被配置为相对于所述散热器适配器外壳一起旋转以改变由所述光学器件发射的所述光分布照明方向。
74.方面10.根据方面9所述的光引擎，其中所述保持环包括围绕其周向定位的四个单独的安装区域，所述四个单独的安装区域中的每个安装区域对应于所述保持环的周向凸缘节段，所述保持环的所述周向凸缘节段由突起分开。
75.方面11.根据方面10所述的光引擎，其中所述四个单独的安装区域各自包括至少五个离散开口。
76.方面12.根据方面10所述的光引擎，其中所述四个单独的安装区域各自包括至少八个离散开口。
77.方面13.根据方面9所述的光引擎，其中所述光学器件包括耦接到衬底的一个或多个发光二极管。
78.方面14.根据方面10所述的光引擎，其中所述四个单独的安装区域各自包括狭槽开口。
79.方面15.一种限定中心轴线的照明系统，所述照明系统包括：
80.驱动器隔室组件；
81.固定到所述驱动器隔室的散热器适配器外壳；
82.适于可移除地附接到所述散热器适配器外壳的光引擎，所述光引擎包括：
83.底板；
84.耦接到所述底板的光学器件；
85.可移除地安装到所述底板的保持环；
86.具有设置在所述底板与所述保持环之间的外凸缘的透镜，所述透镜至少部分地围绕所述光学器件以将所述光学器件包封在所述底板上；
87.具有相对于所述中心轴线分开不大于10度的至少八个离散开口的至少一个安装区域，所述至少一个安装区域由所述保持环和所述散热器适配器外壳中的一者限定；以及
88.由所述保持环和所述散热器适配器外壳中的另一者限定的至少一个开口，所述至少一个开口具有内螺纹并且对应于所述至少一个安装区域；
89.其中所述保持环能够绕所述中心轴线相对于所述散热器适配器外壳旋转，所述保持环能够经由所述至少八个离散开口以离散增量旋转，所述至少一个安装区域的所述至少八个离散开口与所述至少一个开口相对应，其中所述光学器件与所述保持环一起旋转以改变由所述光学器件发射的所述光分布照明方向。
90.方面16.根据方面15所述的照明系统，其中所述保持环粘附地安装到所述底板。
91.方面17.根据方面15所述的照明系统，其中所述保持环经由紧固件固定到所述底板。
92.方面18.根据方面15所述的照明系统，其中所述光学器件包括耦接到衬底的一个或多个发光二极管。
93.方面19.根据方面15所述的照明系统，其中所述光引擎包括四个安装区域，所述四个安装区域各自对应于周向凸缘节段。
94.方面20.根据方面19所述的照明系统，其中所述周向凸缘节段由突起分开。
95.在不脱离本公开的范围和精神的情况下，本公开的各种修改和变更对于本领域技术人员将变得显而易见，并且应当理解，本公开的发明范围不应不适当地限于本文阐述的例示性实施方案。