产品陈列柜的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1，典型的冷藏陈列柜10具有安装在陈列柜前部的门框组件(door and frame assembly)12。门框组件12包括相应的侧框架部件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，以提供门碰头(doorstops)和用于门24或铰链26的附着点。冷藏陈列柜10可以是独立式封闭柜体或内置式封闭柜体。
公知的用于照亮陈列柜的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，这样会降低照明系统的效率。
【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距范围，本发明的LED灯包括沿灯的轴线间隔排列的多个LED以及与LED相关的至少一个光学件(optic，光学镜)。该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基座分离。每个穹顶均包括与相应LED相关的内部主反射面。至少一个穹顶相对于相应的LED设置成在第一大体方向上改变从相应LED的相应主反射面反射开的光线的方向。此外，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、能够用在陈列柜中的灯的包括：安装结构(mounting structure)、印刷电路板(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、用于连接至陈列柜中的竖框以照亮陈列柜中的物品的LED灯包括：与目标平面间隔开的多个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。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。
【附图说明】
图1是公知冷藏封闭柜体的前视图。
图2是沿图1中的2‑2线截取的横截面的示意图。
图3是可安装在图1所示的冷藏封闭柜体中的照明组件的透视图。
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视图。
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视图。
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11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使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，与公知的照明组件相比，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t。该距离t被称作纵距。取决于商用冷柜(或其他陈列柜)放置的环境，例如，是设置在便利店(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36一定距离，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 A1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包括半透明盖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镜盖的透明部分(clearsection)。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。这种密封可有助于自加热除雾，并达到产品的IP54和NSF/ANSI7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在其纵向端部附近还具有非透明部72，盖52在其纵向端部处连接至安装结构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的冷藏封闭柜体走来时点光源(如LED 58)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何形状是截去尖端的，以使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设在灯组件中。
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。每个穹顶在y轴上大体为半椭圆形，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。穹顶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。每个穹顶86通过第一较大开口92和第二较小开口94与基座80分离。第二开口94起到了截掉大致为抛物线形的穹顶的顶部的作用。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)。穹顶86交错排列，因此第一或较大开口92沿y轴面向相反方向。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LED 58的光。换句话说，至少一个穹顶相对于其相应的LED设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，并且至少一个穹顶相对于另一相应LED设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。交错排列穹顶和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)相关连，从而有助于从相应LED发射的光线的分布。以下将进一步描述。
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穹顶86的较大开口92设置。第二次反射面98邻近反射穹顶86的较小开口94设置。这些次反射面96、98近乎是平面的并平行于y轴，但可具有微小的弯曲。当灯组件连接至竖框(如图1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)，在该区域很难使得穹顶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还包括一体式的卡扣特征和定位特征，以便将光学件54连接至安装结构62，从而使得印刷电路板56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下表面的远端处的穹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抵安装结构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PCB 56中设置的开口126中，从而用作光学件相对于PCB的定位部件。
图中所示的PCB 56是一种具有热通孔(via)的FR4双面印刷电路板。以本领域熟知的方式在PCB上设置电路。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。
沿平行于y轴的方向，LED 58在PCB 56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/串联方式连接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(如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电连接。导线132以公知的方式连接至PCB的电路以便为LED 58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。PCB 56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行于y轴延伸。纵向脊142沿x轴相互间隔大约与PCB 56的宽度相同的距离(沿x轴测量)，从而限定沟槽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柜体(例如，图1所示的封闭柜体)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)与冰柜竖框36之间的热隔离屏障158有助于组件的除雾，并且阻断了通向冰柜外部的热路径。
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所示的冷藏柜的顶部看过去)。目标平面TP的位置可改变(将图10与图11相比)。
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的光引向灯组件的中心线的相对一侧。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，大体垂直于竖框)的区域，见图10、11。目标平面的大体垂直于竖框的区域指的是，由从垂直于竖框和目标平面的PL线偏离的小内锐角α(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以及调光控制模块(DCM)162相连，从而使得灯组件能对LED58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)，并基于从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。该信号可以是脉冲宽度调制信号，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。本发明不仅仅局限于上述实施例。相反地，本发明由所附的权利要求和其等同物广泛地限定。