反射器和包括所述反射器的燈的制作方法
【專利摘要】反射器(124)和燈(100)的實(shí)施例利用所述反射器(124)和發(fā)光二極管(LED)裝置(114)產(chǎn)生大致類似于常規(guī)白熾燈泡的光強(qiáng)分布。所述燈(100)可包括散熱組件(112)，所述散熱組件(112)具有環(huán)形地設(shè)置在外殼(116)周圍并且與所述外殼(116)間隔開以促進(jìn)對(duì)流氣流的一個(gè)或多個(gè)散熱組件。在一個(gè)實(shí)施例中，所述反射器作為全內(nèi)反射(TIR)透鏡進(jìn)行工作。
【專利說(shuō)明】反射器和包括所述反射器的燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開的主題涉及照明和照明裝置，并且更具體地說(shuō)，涉及利用定向光源和反射 器來(lái)產(chǎn)生大致類似于普通白熾燈的光強(qiáng)分布的燈的實(shí)施例。

【背景技術(shù)】
[0002] 白熾燈（例如，完整的白熾燈泡和鹵素?zé)襞荩┩ㄟ^(guò)螺紋底座連接器（也就是，在白 熾燈泡背景下的"愛(ài)迪生底座"）、卡口式底座連接器（也就是，在白熾燈泡背景下的卡口底 座），或其他標(biāo)準(zhǔn)底座連接器與燈座配合。這些白熾燈通常為一體式封裝的形式，所述一體 式封裝包括用于由標(biāo)準(zhǔn)電力源（例如，IlOV和/02 220VAC和/或12VDC和/或DC電池） 操作所述燈的部件。在白熾燈的情況下，所述燈包括在高溫下操作并且有效地將余熱輻射 至周圍環(huán)境中的白熾燈絲。此外，大多數(shù)白熾燈為自然全方向光源，這種光源提供具有大致 均勻光強(qiáng)分布（一種"強(qiáng)度分布"）的光。
[0003] 節(jié)能照明技術(shù)包括固態(tài)照明裝置如LED、具有LED作為光源的燈（LED燈），以及通 常具有優(yōu)于白熾燈的性能的其他基于LED的裝置。固態(tài)照明裝置的優(yōu)越性能可通過(guò)其有效 壽命（例如，其隨時(shí)間流逝的流明維持和可靠性）以及其以每瓦特流明（LPW)為單位測(cè)量 的更高功效來(lái)量化。例如，與基于LED的燈的壽命一般超過(guò)25, 000小時(shí)相比，白熾燈的壽 命一般在近似1，〇〇〇至5, 000小時(shí)的范圍內(nèi)。在另一實(shí)例中，與基于LED的燈的功效一般 在40至100LPW的范圍內(nèi)對(duì)比，白熾燈的功效一般在10至30LPW的范圍內(nèi)。
[0004] 基于LED的裝置在一些應(yīng)用中具有一個(gè)明顯缺點(diǎn)；也就是，基于LED的裝置本質(zhì)上 為高度單向的。例如，普通的基于LED的裝置是平坦的并且通常僅從裝置的一個(gè)側(cè)面發(fā)射 光。因此，盡管就某些性能方面而言是優(yōu)越的，但被設(shè)計(jì)成用于白熾燈的合適替代物和/或 替換物的許多可商購(gòu)LED燈的強(qiáng)度分布不能以令人滿意的方式或在足夠的程度上復(fù)制白 熾燈的強(qiáng)度分布。
[0005] 關(guān)于固態(tài)照明技術(shù)的另一挑戰(zhàn)為需要找到充分散熱的方法。例如，與包括白熾燈 絲或鹵素?zé)艚z的白熾燈相比，基于LED的裝置對(duì)就其性能和可靠性而言的溫度變化高度敏 感。通常通過(guò)將散熱器與基于LED的裝置接觸或熱接觸放置來(lái)解決這個(gè)溫度敏感性挑戰(zhàn)。 不幸的是，取決于其布置的所述散熱器可能阻擋LED燈發(fā)射的全部或一部分的光，從而可 能進(jìn)一步限制LED燈產(chǎn)生具有更均勻光強(qiáng)分布的光的能力。此外，對(duì)燈的物理約束，例如限 定包括光源在內(nèi)所有燈部件的最大尺寸的規(guī)定限制，進(jìn)一步限制了基于LED的燈充分和有 效地散熱的能力。
[0006] 相應(yīng)地，需要一種LED燈，它能進(jìn)一步激勵(lì)家庭和商業(yè)機(jī)構(gòu)從常規(guī)白熾燈轉(zhuǎn)換并 安裝更節(jié)能的燈（例如，LED燈）。因此，存在對(duì)一種燈的需要，所述燈更接近地產(chǎn)生具有與 白熾燈一致的均勻光強(qiáng)分布的光，同時(shí)就燈的平均壽命和功效而言實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的性能。此外， 存在對(duì)如LED燈的固態(tài)照明裝置的需要，所述LED燈有效且高效地散熱而不會(huì)不利地影響 LED燈的光強(qiáng)分布的均勻性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本公開在一個(gè)實(shí)施例中描述一種燈，所述燈包括形成內(nèi)部容積的外殼和設(shè)置在所 述內(nèi)部容積內(nèi)的反射器。所述反射器包括具有分別接近放射鏡的外周向邊緣和中心軸的第 一端和第二端的刻面。所述刻面具有外部刻面輪廓，所述外部刻面輪廓具有第一面、與第一 面相反的第二面和設(shè)置在它們之間的刻面邊緣。在一個(gè)實(shí)例中，第一面和第二面配置用于 至少部分地反射光。
[0008] 本公開在一個(gè)實(shí)施例中描述一種燈，所述燈包括具有光軸的發(fā)光二極管裝置和與 發(fā)光二極管裝置間隔開的反射器。所述反射器具有與光軸對(duì)齊的中心軸并且包括周向地設(shè) 置在中心軸周圍的多個(gè)刻面。所述刻面具有外部刻面輪廓，所述外部刻面輪廓具有第一面、 與第一面相反的第二面和設(shè)置在它們之間的刻面邊緣。所述燈還包括與反射器成包圍關(guān)系 的外殼。所述燈進(jìn)一步包括散熱組件，所述散熱組件具有與外殼的外表面間隔開從而形成 空氣間隙的散熱組件。
[0009] 本公開在一個(gè)實(shí)施例中描述用于在燈中使用的反射器。所述反射器包括周向地設(shè) 置在中心軸周圍的形成外周向邊緣的多個(gè)刻面。所述刻面具有外部刻面輪廓，所述外部刻 面輪廓具有第一面、與第一面相反的第二面和設(shè)置在它們之間的刻面邊緣。在一個(gè)實(shí)例中， 所述外部刻面輪廓包括接近反射器的外周向邊緣的第一輪廓和接近中心軸的與第一輪廓 不同的第二輪廓。
[0010] 結(jié)合附圖，參照以下描述，本公開的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011] 現(xiàn)在簡(jiǎn)要參考附圖，在附圖中：
[0012] 圖1示出燈的一個(gè)示例性實(shí)施例的側(cè)視示意圖，所述燈具有定向光源以及分散來(lái) 自光源的具有均勻光強(qiáng)的光的反射器；
[0013] 圖2示出燈的另一示例性實(shí)施例的側(cè)視圖，所述燈具有定向光源、反射器和散熱 組件以便獲得均勻光強(qiáng)；
[0014] 圖3示出用于在圖1和2中的燈中使用的示例性光漫射組件的透視圖；
[0015] 圖4示出圖3的示例性漫射器的側(cè)視截面圖；
[0016] 圖5不出用于在圖3和4的光漫射組件以及圖1和2的燈中使用的不例性反射器 的透視圖；
[0017] 圖6示出圖5反射器的單個(gè)刻面的頂視圖；
[0018] 圖7示出在圖6中沿線7-7截取的反射器的單個(gè)刻面的前視圖；
[0019] 圖8示出在圖6中沿線8-8截取的反射器的單個(gè)刻面的側(cè)視截面圖，所述側(cè)視截 面圖示出所述刻面的外部輪廓的一種構(gòu)型；
[0020] 圖9示出在圖5中沿線9-9截取的反射器的截面圖，所述截面圖示出所述單個(gè)刻 面的外部輪廓的第一輪廓和第二輪廓；
[0021] 圖10示出用于在圖3和4的光漫射組件以及圖1和2的燈中使用的具有向上圓 錐形狀的示例性反射器；
[0022] 圖11示出用于在圖3和4的光漫射組件以及圖1和2的燈中使用的具有向下圓 錐形狀的示例性反射器；
[0023] 圖12示出用于在圖3和4的光漫射組件以及圖1和2的燈中使用的具有帶彎曲 和/或曲線特征的圓錐形狀的示例性反射器；
[0024] 圖13示出用于在圖3和4的光漫射組件以及圖1和2的燈中使用的具有多件結(jié) 構(gòu)的示例性反射器的分解組件的透視圖；以及
[0025] 圖14示出用于燈的一個(gè)實(shí)施例（如，圖1和2的燈）的光強(qiáng)分布輪廓的曲線圖。
[0026] 在適用情況下，類似參考符號(hào)在若干視圖中表示相同或?qū)?yīng)的部件和單元，這些 視圖不按比例繪制，除非另有說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 圖1示出燈100的示例性實(shí)施例。燈100包括底座102、中心軸104、上桿106和 下桿108。上桿106和下桿108位于中心軸104上并且限定球面坐標(biāo)系，所述球面坐標(biāo)系對(duì) 描述照明的空間分布和燈產(chǎn)生的所述照明的強(qiáng)度是有用的。在本發(fā)明的這個(gè)描述中使用的 球面坐標(biāo)系包括海拔或緯度坐標(biāo)Θ和方位或經(jīng)度坐標(biāo)Φ。為了以下描述的目的，海拔或緯 度坐標(biāo)Θ應(yīng)被限定為在中心軸104的上桿106處等于0度（0° )，以及在中心軸104的下 桿108處等于180度（180° )。
[0028] 燈100還包括光漫射組件110、散熱組件112,和能夠產(chǎn)生光的光源114。光漫射組 件110包括外殼116,所述外殼116具有外表面118和包圍內(nèi)部容積122的內(nèi)表面120。光 漫射組件110還包括位于外殼的內(nèi)部容積122內(nèi)的反射器124。反射器124具有頂部126 和底部128,其中來(lái)自光源114的光在底部128進(jìn)入反射器124。
[0029] 燈100的實(shí)例產(chǎn)生舒適的室內(nèi)照明，例如類似于白熾A-19燈。如以下更多提及的， 反射器124可包括周向地設(shè)置在中心軸104周圍的多個(gè)刻面。這些刻面具有反射和/或漫 射來(lái)自光源114的光的幾何結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)燈100的照明特點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)例中，所述刻面以 與全內(nèi)反射（TIR)透鏡和類似無(wú)損反射特性一致的方式形成和/或反射光。由于反射器， 來(lái)自光源114的光以相對(duì)于刻面表面的法線成這種陡峭角度（或大于透鏡材料的所謂臨界 角）來(lái)撞擊表面，以使得光不能經(jīng)過(guò)表面并且相反從這些表面反射，仿佛表面被覆蓋了反 射性的材料。
[0030] 外殼116的外表面118和內(nèi)表面120由透光材料制成。在一些實(shí)例中，用于制造 外殼116的透光材料從以下組中選出，所述組包括玻璃、丙烯酸樹脂、漫射聚碳酸酯、其他 可商購(gòu)的漫射聚合物（例如，Teijinml52〇6,Makrolonx)，或它們的任何組合。在 其他實(shí)例中，外殼116包括的材料為固有光漫射的（例如，乳白玻璃），或可通過(guò)各種方法被 制成光漫射的，所述方法例如為磨砂和/或紋理化處理外表面118和/或內(nèi)表面120以增 強(qiáng)光漫射。在一個(gè)實(shí)例中，外殼116包括如瓷漆的涂層（未示出）和/或其他光漫射涂層 (例如，可購(gòu)自美國(guó)紐約的通用電氣公司（GeneralElectricCompany,NewYork,USA))。 合適類型的涂層被發(fā)現(xiàn)在普通白熾燈泡和熒光燈泡上。在又一實(shí)例中，可部署將光散射顆 粒、纖維和/或其他光散射介質(zhì)嵌入構(gòu)成外殼116的材料中的制造技術(shù)。
[0031] 在相對(duì)高水平下，在燈100的實(shí)施例中反射器124的使用產(chǎn)生了具有相對(duì)光強(qiáng)分 布（或"光強(qiáng)"）的光，所述相對(duì)光強(qiáng)分布在介于〇度（0° )與135度（135° )或更高之間 的緯度坐標(biāo)Θ的值的范圍內(nèi)為近似1〇〇±20%的水平，其中100%對(duì)應(yīng)于在所述范圍內(nèi)的 平均強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于小于或近似等于150度（150° )的緯度坐標(biāo)，燈100維 持100±20%的相對(duì)光強(qiáng)。這些光強(qiáng)分布輪廓遵從能源部（DOE)為固態(tài)照明裝置以及其他 適用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和等級(jí)（例如，ENERGYSTAR?)設(shè)置的光強(qiáng)目標(biāo)值。燈100的光強(qiáng)的水 平和分布使燈100成為常規(guī)白熾燈泡的合適替代物或替換物。此外，燈100的物理特點(diǎn)和 尺寸與這類普通白熾燈泡的實(shí)際輪廓大體一致，其中外部尺寸限定了燈100必須裝入其內(nèi) 的邊界。這個(gè)外邊界尺寸的實(shí)例滿足一個(gè)或多個(gè)規(guī)定限制或標(biāo)準(zhǔn)（例如，ASNI、NEM等）。 在一個(gè)實(shí)施例中，外殼116可為大致中空的并且具有漫射光的曲線幾何結(jié)構(gòu)（例如，球形、 類似球形、橢圓形、環(huán)形、卵形，和/或數(shù)學(xué)上產(chǎn)生的自由形狀）。
[0032] 反射器124裝入外殼116的內(nèi)部容積122內(nèi)的一個(gè)位置處以便攔截從光源114發(fā) 射的光。如圖1所示，這個(gè)位置與光源114和外殼116的上部或頂部間隔開。間隔量可取 決于反射器124的結(jié)構(gòu)以及燈100的其他特征和特性。在一種結(jié)構(gòu)中，反射器124的周向 邊緣用粘合劑或粘合材料固定至外殼116的內(nèi)表面120。在其他結(jié)構(gòu)中，外殼116的內(nèi)表面 120和反射器124的周向邊緣可包括一個(gè)或多個(gè)互補(bǔ)配合元件（例如，突臺(tái)和/或壁架、舌 部和/或凹槽）。這些互補(bǔ)配合元件的組合將反射器124固定就位。在另一種結(jié)構(gòu)中，所述 配合元件可形成搭扣配合、塑料焊縫，或具有阻止反射器124從所述位置（例如，如圖1所 示）以任何明顯的程度移動(dòng)的其他配合構(gòu)型。
[0033] 圖2示出燈200的另一示例性實(shí)施例的側(cè)視圖，所述燈200具有中心軸204、光漫 射組件210、散熱組件212和光源214。光漫射組件210包括外殼216,所述外殼216具有 外表面218和與反射器224成包圍關(guān)系的內(nèi)表面220。光源214可包括具有一個(gè)或多個(gè)發(fā) 光元件如發(fā)光二極管（LED)裝置的固態(tài)裝置。散熱組件212包括與光源214熱接觸的底座 元件229和連接至底座元件229的至少一個(gè)散熱組件230。散熱組件230促進(jìn)熱的傳導(dǎo)、 對(duì)流和輻射而遠(yuǎn)離光源214。在一個(gè)實(shí)施例中，散熱組件230具有形成散熱組件230的外 周邊或形狀的周向邊緣232。周向邊緣232包括外周向邊緣234和接近外殼216的外表面 218的內(nèi)周向邊緣236。間隙238將散熱組件230的周向邊緣232的內(nèi)周向邊緣236與外 殼216的外表面218分開。間隙238將散熱組件230的一端與外殼216的外表面218間隔 開，這有助于空氣流動(dòng)和對(duì)流以便促進(jìn)熱的冷卻和散熱遠(yuǎn)離燈200,同時(shí)也改善緯度方向上 的強(qiáng)度分布。
[0034] 在一個(gè)示例性實(shí)施例中，光源214為平面的基于LED的光源，所述平面的基于LED 的光源將光發(fā)射至具有朗伯強(qiáng)度分布的半球中，與用于產(chǎn)生全方向照明分布的光漫射組件 210兼容。在一個(gè)實(shí)施例中，平面的基于LED的朗伯光源包括安裝在電路板（未示出）上 的多個(gè)LED裝置（例如，LED232)，所述電路板可選地為金屬芯印刷電路板（MCPCM)。所述 LED裝置可包括不同類型的LED。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)第一類型的LED可與至少一個(gè) 第二類型的LED組合，其中第一和第二類型的LED具有各自的光譜和強(qiáng)度，所述光譜和強(qiáng)度 彼此混合以呈現(xiàn)具有所希望的色溫和顯色指數(shù)（CRI)的白光。在一個(gè)實(shí)施例中，第一類型 的LED輸出白光，所述白光在一個(gè)實(shí)例中具有呈綠色的再現(xiàn)（例如，通過(guò)使用覆蓋有合適的 "白色"磷光體的藍(lán)色或紫色發(fā)光LED芯片可實(shí)現(xiàn)）。第二類型的LED輸出紅色和/或橙色 光（例如，使用GaAsP或AlGaInP或自然發(fā)射紅色和/或橙色光的其他外延性LED芯片可 實(shí)現(xiàn)）。來(lái)自第一類型的LED和來(lái)自第二類型的LED的光混合在一起以產(chǎn)生改進(jìn)的顏色再 現(xiàn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述平面的基于LED的光源也可包括單個(gè)LED或合并至單個(gè)LED 裝置中的LED發(fā)射器陣列，所述單個(gè)LED裝置可為白色LED裝置和/或飽和色LED裝置等 等。在另一個(gè)實(shí)施例中，LED發(fā)射器在一個(gè)實(shí)例中為包括發(fā)射光的有機(jī)化合物的有機(jī)LED。
[0035] 圖3示出光漫射組件300的示例性實(shí)施例。圖4示出沿圖3的線4-4截取的側(cè)視 截面圖。在圖3中，光漫射組件300適合于用作燈（例如，分別為圖1和2的燈100和燈 200)的部分。光漫射組件300具有光學(xué)特點(diǎn)：能夠分散光以引起燈產(chǎn)生以上討論的強(qiáng)度分 布。在圖3的透視圖中，光漫射組件300具有外殼302,所述外殼302具有終止在開口 304 處的球狀體幾何結(jié)構(gòu)。外殼302為中空的，從而形成內(nèi)部容積306。反射器308設(shè)置在內(nèi) 部容積306中。反射器308可具有頂部310和底部312?？偲饋?lái)說(shuō)，外殼302和反射器308 的構(gòu)型形成一個(gè)或多個(gè)有源光學(xué)區(qū)域，所述有源光學(xué)區(qū)域包括由外殼302的全部和/或部 分形成的透射外區(qū)域以及至少部分由反射器308形成的反射區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，反射 器308允許很少或沒(méi)有光經(jīng)過(guò)而到達(dá)所述透射外區(qū)域，例如，到達(dá)外殼302的頂部。
[0036] 反射器308的頂部310可覆蓋有反射材料（例如，銀箔），以便進(jìn)一步減少經(jīng)過(guò)反 射器308的光的數(shù)量。在一個(gè)實(shí)施例中，反射器308配置用于反射光，所以被反射的光的軌 跡具有在90度（90° )至180度（180° )范圍內(nèi)的緯度值（例如，圖1的緯度值Θ)。
[0037] 開口 304提供到外殼302的內(nèi)部容積306的入口。開口 304具有直徑d，在一個(gè)實(shí) 例中所述直徑d被設(shè)置尺寸并配置用于當(dāng)光漫射組件300在燈（例如，圖1和2的燈100、 200)上就位時(shí)配合在光源（例如圖1和2的光源114、214)周圍。在一個(gè)實(shí)例中，光漫射組 件300被配置以使得所述光源坐落在內(nèi)部容積306的大部分的周邊之外和/或之上。
[0038] 在圖4的截面中，光漫射組件300被示出具有限定所述球狀體幾何結(jié)構(gòu)的曲線特 征的輪廓線和尺寸（例如，高度尺寸H和外徑D)。反射器308起作用將光主要反射通過(guò)外 殼302的透射外區(qū)域，而不是返回到和/或通過(guò)開口 304。所述直徑（例如，直徑D和直徑 d)與限定透射外區(qū)域的外殼302以及反射器308的光學(xué)特性一起，確定本說(shuō)明書所預(yù)期的 燈的實(shí)施例的強(qiáng)度分布。透射外區(qū)域的實(shí)例主要允許光從內(nèi)部容積306向外傳輸通過(guò)外 殼302。然而，透射外區(qū)域和反射器308也可展示光反射和/或光透射特性的組合以便提 供與白熾燈泡的外觀和感覺(jué)一致的強(qiáng)度分布，以及以便滿足本說(shuō)明書所討論的各種工業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)例中，通過(guò)透射外區(qū)域的光的強(qiáng)度分布明顯大于經(jīng)過(guò)反射器308的光的強(qiáng)度 分布。
[0039] 外殼302的輪廓線的變化可影響光漫射組件300展示的強(qiáng)度分布（例如，通過(guò)限 定在透射外區(qū)域中的球狀體幾何結(jié)構(gòu)的特征）。在一個(gè)實(shí)例中，光漫射組件300的球狀體幾 何結(jié)構(gòu)具有大體上比球體更平坦的形狀，例如具有扁球體形狀，從而產(chǎn)生如圖4中所示的 扁平（或大致扁平的）頂部和周向徑向彎曲。
[0040] 光漫射組件300的外殼302的實(shí)例可被整體形成為單個(gè)一體式結(jié)構(gòu)或形成為被粘 附在一起的部件。材料、所希望光學(xué)特性和其他因素（例如，成本）可支配形成光漫射組件 300的幾何結(jié)構(gòu)（例如，所述球狀體幾何結(jié)構(gòu)）所需的結(jié)構(gòu)類型。在另一示例性實(shí)施例中， 光漫射組件300具有多部件結(jié)構(gòu)，在所述多部件結(jié)構(gòu)中可通過(guò)沿球狀體的表面以軸對(duì)稱布 置進(jìn)行裝配的離散數(shù)目的平面片狀漫射器（sheetdiffusers)來(lái)近似球狀體幾何結(jié)構(gòu)。在 某些實(shí)施例中，利用片狀漫射器，是因?yàn)槠瑺盥淦骺烧故竟獾臐撛诟呗?，并且與整體形 成的三維散射器相比具有相對(duì)較低的光的損失或吸收。多部件結(jié)構(gòu)可展示與以上所討論的 漫射外殼302相同的光學(xué)特性（例如，地面（land))，因此，本公開的燈的實(shí)施例（例如，圖 1和2的燈100、200)可展示具有以上結(jié)合燈100所討論的類似強(qiáng)度分布的相同分布模式。 然而，多部件結(jié)構(gòu)可允許復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，這些復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)不一定適合包括如本說(shuō)明 書所討論的漫射器的整體形成的某些材料和/或工藝。
[0041] 圖5、6、7、8和9示出適合于用作圖1和2的反射器124、224以及圖3和4的反射 器308的示例性反射器500。圖5示出反射器500的透視圖。反射器500具有主體502,所 述主體502具有中心軸504和外周向邊緣506。主體502具有分別對(duì)應(yīng)于圖1、2、3和4的 實(shí)施例中的底部和頂部的第一側(cè)面508和第二側(cè)面510。主體502包括周向地設(shè)置在中心 軸504周圍的多個(gè)刻面（例如，第一刻面512和第二刻面514)?？堂?12、514具有包括一 對(duì)相對(duì)面（例如，第一面516和第二面518)的外部刻面輪廓，所述一對(duì)相對(duì)面形成在反射 器500的第二側(cè)面510上的刻面邊緣520。在一個(gè)實(shí)施例中，刻面512、514的第一面516和 第二面518配置用于將所述光源發(fā)射的第一數(shù)量的光反射回所述外殼（例如，圖1和2的 外殼116、216)的第一部分，并且用于將所述光源發(fā)射的第二數(shù)量的光折射至所述外殼（例 如，圖1和2的外殼116、216)的第二部分。在一個(gè)實(shí)例中，所述第一部分沿光軸在所述第 二部分的下面（和/或更靠近光源）。如在圖5中還示出，相鄰刻面512、514的面516、518 可形成凹部522。
[0042] 反射器500的實(shí)例可為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，其中對(duì)于構(gòu)成主體502的所有刻面（例如，刻 面512、514)而言，外部刻面輪廓和其他特征是大致相同的。在一個(gè)實(shí)例中，刻面（例如，刻 面512、514)的數(shù)目在約20至約40的范圍內(nèi)，但需要時(shí)尺寸和其他因素（例如，光學(xué)特性） 可使得刻面512、514的數(shù)目增加或減少。如圖5所示，刻面512、514在中心軸504的周圍 大體等距間隔開。然而，本公開考慮反射器500的其他配置，其中在相鄰刻面512之間的距 離（例如，在相鄰刻面512上的刻面邊緣520之間測(cè)量的）跨主體502的整個(gè)結(jié)構(gòu)而變化。 在一個(gè)實(shí)例中，第一側(cè)面508形成一個(gè)表面，所述表面大致平坦且光滑，并且因此不展示或 展示非常弱的光學(xué)特性。此外，如在以下一些實(shí)例中提及的，主體502的結(jié)構(gòu)可結(jié)合引起第 一側(cè)面508和第二側(cè)面510形成凸面、凹面和其他不均勻表面（例如，從外周向邊緣506朝 向中心軸504)的形狀和特征。
[0043] 凹部522可具有能影響反射器500的光學(xué)特性的各種形狀和形式。在一個(gè)實(shí)例 中，第一面514的一端和第二面516的一端在將凹部522形成為"V"形的一點(diǎn)（或大致明 顯的界面）處會(huì)合。在其他實(shí)例中，凹部522包括與第一面514的一端和第二面516的一 端配合的平坦區(qū)段和/或徑向區(qū)段。這個(gè)配置形成具有平坦底部或在徑向區(qū)段的情況下具 有"U"形狀的凹部522。平坦區(qū)段（和徑向區(qū)段）的尺寸可被最小化，以便從反射器500獲 得可接受水平的性能和內(nèi)反射。同樣地，在一個(gè)實(shí)施例中，所述外部刻面輪廓可沿刻面邊緣 520的至少一部分被修圓，其中所述修圓可由制造、精整和/或拋光處理產(chǎn)生。然而，所述被 修圓的峰的半徑應(yīng)被最小化，以便從反射器500獲得可接受的性能和內(nèi)反射。
[0044] 圖6示出在視圖中僅具有刻面512的反射器500的頂視圖，以便將下文的討論集 中在反射器500的刻面的一種示例性結(jié)構(gòu)上。具體地說(shuō)，圖6的實(shí)例示出刻面邊緣520從 外周向邊緣506延伸朝向中心軸504?？堂孢吘?20終止在孔524處，所述孔524與中心軸 504同軸并且延伸通過(guò)主體502。孔524的這種配置代表主體502中材料缺少的區(qū)域。在 一些實(shí)例中，反射器500可包括覆蓋孔524的全部和/或部分的元件。這個(gè)元件可形成圓 頂形狀、平坦形狀或提升反射器500的適當(dāng)光學(xué)特性所需的其他形狀。
[0045] 圖7為在線7-7處截取的圖6刻面512的前視圖，如圖7中最佳所示，外部刻面輪 廓具有上形狀因子（例如，三角形形狀因子526)和下形狀因子（例如，矩形形狀因子528)。 三角形形狀因子526包括第一面514、第二面516和刻面邊緣520。矩形形狀因子528包括 一對(duì)平行邊（例如，第一平行邊530和第二平行邊532)和底邊534,所述底邊534在一個(gè)實(shí) 例中由反射器500的底部表面形成。所述外部刻面輪廓還包括以虛線示出并由數(shù)字536大 體指定的配合邊界。配合邊界536限定在第一面516的一端和第二面518的一端之間的幾 何平面。
[0046] 在一個(gè)實(shí)例中，配合邊界536代表三角形形狀因子526與矩形形狀因子528之間 的界面。第一角度538和第二角度540分別限定在配合邊界536與第一面516和第二面 518之間形成的角度。在一個(gè)實(shí)例中，第一角度538和第二角度540為大致相等的。本公開 也考慮了外部刻面輪廓的實(shí)例，在所述實(shí)例中第一角度538和第二角度540具有在約45° 至約55°范圍內(nèi)的值，并且在一種特定配置中所述值為約50°。在其他實(shí)例中，第一角度 538不同于（例如，大于和/或小于）第二角度540。
[0047] 圖8和9示出分別在圖6的線8-8和線9-9截取的刻面512的視圖。在作為側(cè)視 截面圖的圖8的實(shí)例中，刻面512具有接近外周向邊緣506的第一端542和接近孔522的第 二端544?？堂孢吘?20具有從第一端542變化至第二端544的斜坡。在一個(gè)實(shí)例中，刻面 邊緣520傾斜的范圍和/或程度取決于從第一端542到第二端544在外部刻面輪廓中的變 化?？堂?12的外面外部輪廓可保持不變，也就是，圖7中的第一角度538和第二角度540 從第一端542到第二端544具有相同值。在其他實(shí)例中，以及如圖9最佳所示，刻面512可 具有第一外部刻面輪廓546 (也稱作"第一輪廓546"）和第二外部刻面輪廓548 (也稱作第 二輪廓"548"），其中第一輪廓546對(duì)第二輪廓548的比控制刻面邊緣520的傾斜度。所述 比可具有在約1至約3范圍內(nèi)的值，但本公開考慮所述比落在這個(gè)范圍外的其他配置。所 述比的修改可改變從第一端542至第二端544跨刻面邊緣520的刻面512的高度。例如在 圖9中，第一輪廓546在尺寸上大于第二輪廓548。這個(gè)配置使得刻面邊緣520隨著其接近 中心軸504將向下（例如，在從第一側(cè)面508朝向第二側(cè)面510的方向上）傾斜或逐漸變 化。在其他實(shí)例中，第一輪廓546在尺寸上小于第二輪廓548,從而引起刻面邊緣520向上 (例如，在從第一側(cè)面508朝向第二側(cè)面510的方向上）傾斜或逐漸變化。
[0048] 如以上提及的，反射器500可展示類似于TIR透鏡的光學(xué)特性，而不需要任何二次 加工，如對(duì)反射器500的任何表面施加反射涂層、處理或膜。在一個(gè)實(shí)施例中，反射器500由 單個(gè)一體件組成，以方便制造并幫助減少與制造反射器500相關(guān)的成本和費(fèi)用。在另一個(gè) 實(shí)施例中，可將反射涂層或膜（例如，銀箔或金屬漆）選擇性地施加至反射器500的頂部表 面，例如沿刻面512的邊緣520和/或中心孔524。這個(gè)反射涂層可減少?gòu)墓庠矗ɡ?，?源114、214(圖1和2))發(fā)射的經(jīng)過(guò)反射器500并隨后繼續(xù)通過(guò)燈（例如，燈100、200(圖 1和2))的和/或光漫射組件（例如，光漫射組件110、210、310(圖1、2和3))的上部分的 光的數(shù)量。
[0049] 以下實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明用于圖1和2的反射器124、224、圖3和4的反射器308以及 圖5、6、7、8和9的反射器500的替代配置和設(shè)計(jì)。
[0050] 實(shí)例
[0051] 圖10、11、12和13示出用于本公開在本說(shuō)明書中考慮的反射器的實(shí)施例的各種形 狀因子和結(jié)構(gòu)。圖10和11的反射器600和700的實(shí)例具有圓錐形反射器形狀。在圖10 中，反射器600具有向上圓錐形狀，當(dāng)外輪廓（例如，圖9的外輪廓546)的中心點(diǎn)相對(duì)于內(nèi) 輪廓（例如，圖9的內(nèi)輪廓548)沿軸604偏移或向下移動(dòng)時(shí)，所述向上圓錐形狀可產(chǎn)生。 圖7的反射器700具有向下圓錐形狀，當(dāng)外輪廓（例如，圖9的外輪廓546)的中心點(diǎn)相對(duì) 于內(nèi)輪廓（例如，圖9的內(nèi)輪廓548)沿軸704偏移或向上移動(dòng)時(shí)，所述向下圓錐形狀可產(chǎn) 生。圖12示出用于反射器800的另一種配置，其中在反射器800的底部808處的表面可形 成具有彎曲和/或曲線特征的圓錐形狀。
[0052] 圖13示出反射器900的示例性結(jié)構(gòu)的分解圖。此結(jié)構(gòu)利用多個(gè)件（例如，第一件 902、第二件904和第三件906)來(lái)形成反射器900的刻面。這些多個(gè)件可形成一個(gè)或多個(gè) 圓環(huán)（例如，第一件902和第二件904)以及內(nèi)圓盤（例如，第三件906)。在一個(gè)實(shí)例中， 每個(gè)件902、904、906包括符合本說(shuō)明書公開的特征的刻面。在一個(gè)實(shí)施例中，件902、904、 906裝配在一起完成了反射器900的結(jié)構(gòu)，并且相應(yīng)地，形成根據(jù)在燈中使用的需要而對(duì)操 縱光有用的刻面。
[0053] 圖14示出光強(qiáng)分布輪廓1002(或"光強(qiáng)"輪廓1002)的曲線圖1000。曲線圖1000 的數(shù)據(jù)的收集是使用所述燈的實(shí)施例，所述燈具有與圖5、6、7、8和9所示并且以上所描述 的反射器大致類似的反射器。如光強(qiáng)輪廓1002示出，所述燈在高達(dá)至少135度（135° )的 緯度坐標(biāo)上獲得近似100 ±20 %的平均光強(qiáng)1004。
[0054] 在本說(shuō)明書中，以單數(shù)形式或者與"一個(gè)"或"一種"結(jié)合使用的元件或功能應(yīng)理 解為不排除多個(gè)所述元件或功能，除非對(duì)此類排除做出明確說(shuō)明。另外，對(duì)所要求的發(fā)明的 "一個(gè)實(shí)施例"的引用并非意圖解釋為排除存在其他的、也包括所引用特征的實(shí)施例。
[0055] 本說(shuō)明書使用各個(gè)實(shí)例來(lái)公開本發(fā)明，包括最佳模式，同時(shí)也讓所屬領(lǐng)域的任何 技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)、以及執(zhí)行所涵蓋的任何方法。 本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書界定，并可包含所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員想出的其他實(shí)例。如 果其他此類實(shí)例的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義相同，或如果此類實(shí)例包含的等效結(jié) 構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義無(wú)實(shí)質(zhì)差別，則此類實(shí)例也應(yīng)在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種燈，所述燈包括： 形成內(nèi)部容積的外殼；以及 設(shè)置在所述內(nèi)部容積中的反射器，所述反射器包括具有分別接近所述反射器的外周向 邊緣和中心軸的第一端和第二端的刻面，所述刻面具有外部刻面輪廓，所述外部刻面輪廓 具有第一面、與所述第一面相反的第二面和設(shè)置在它們之間的刻面邊緣，其中所述第一面 和所述第二面配置用于至少部分地反射光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述外部刻面輪廓包括所述第一面和所述第二面形 成三角形的邊的第一形狀因子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中相對(duì)于在所述第一面的一端與所述第二面的一端之 間延伸的幾何平面，所述第一面形成第一角度并且所述第二面形成第二角度，并且其中所 述第一角度和所述第二角度具有相同的值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的燈，其中所述值在40°至55°的范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述外部刻面輪廓包括在所述刻面的第一端的第一 輪廓和在所述刻面的第二端的第二輪廓，其中所述第一輪廓不同于所述第二輪廓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燈，其中所述第一輪廓在尺寸上大于所述第二輪廓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燈，其中所述第一輪廓對(duì)所述第二輪廓的比為1或更大。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射器，其中所述反射器具有外周向邊緣，并且其中所述刻 面邊緣從所述外周向邊緣朝向所述中心軸逐漸減小。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述反射器具有與所述中心軸同軸的孔。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，所述燈進(jìn)一步包括具有與所述反射器的所述中心軸對(duì) 齊的光軸的光源，其中所述反射器與所述光源間隔開并且沿所述中心軸與所述外殼的頂部 間隔開。
11. 一種燈，所述燈包括： 具有光軸的發(fā)光二極管裝置； 與所述發(fā)光二極管裝置間隔開的反射器，所述反射器具有與所述光軸對(duì)齊的中心軸并 且包括周向地設(shè)置在所述中心軸周圍的多個(gè)刻面，所述刻面具有外部刻面輪廓，所述外部 刻面輪廓具有第一面、與所述第一面相反的第二面和設(shè)置在它們之間的刻面邊緣； 與所述反射器成包圍關(guān)系的外殼；以及 散熱組件，所述散熱組件具有與所述外殼的外表面間隔開從而形成空氣間隙的散熱組 件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的燈，其中所述反射器形成內(nèi)反射透鏡。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的燈，其中所述刻面包括第一刻面和與所述第一刻面相鄰的 第二刻面，并且其中所述第一刻面的所述第一面和所述第二刻面的所述第二面在其間形成 凹部。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的燈，其中所述第一刻面的所述第一面的一端和所述第二刻 面的所述第二面的一端在一點(diǎn)處會(huì)合以形成所述凹部。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的燈，其中所述反射器包括接近所述中心軸的孔。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的燈，其中所述反射器包括覆蓋至少部分的所述孔的元件。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的燈，其中所述刻面的所述第一面和所述第二面配置用于將 所述光源發(fā)射的第一數(shù)量的光反射回所述外殼的第一部分，并且用于將所述光源發(fā)射的第 二數(shù)量的光折射至所述外殼的第二部分，其中所述第一部分沿所述光軸在所述第二部分的 下面。
18. -種用于在燈中使用的反射器，所述反射器包括： 周向地設(shè)置在中心軸周圍的形成外周向邊緣的多個(gè)刻面，所述刻面具有外部刻面輪 廓，所述外部刻面輪廓具有第一面、與所述第一面相反的第二面和設(shè)置在它們之間的刻面 邊緣，其中所述外部刻面輪廓包括接近所述反射器的所述外周向邊緣的第一輪廓以及接近 所述中心軸的不同于所述第一輪廓的第二輪廓。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的反射器，其中所述第一面和所述第二面形成三角形的邊。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的反射器，其中所述第一輪廓的所述三角形小于所述第二輪 廓的所述三角形。
【文檔編號(hào)】F21V5/04GK104285097SQ201380023533
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月4日
【發(fā)明者】M.J.邁爾, G.H.屈恩斯勒, J.秦尼亞, B.L.尤德 申請(qǐng)人:通用電氣照明解決方案有限責(zé)任公司