太阳城集团

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具有用于改进方向性光分布的内部重定向元件的灯泡组件.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201580045097.0

申请日:

2015.08.19

公开号:

CN106716000A

公开日:

2017.05.24

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F21K 9/23申请日:20150819|||公开
IPC分类号: F21K9/23(2016.01)I; F21K9/65(2016.01)I; F21V7/00; F21V7/04; F21V7/06; F21V7/07; F21V7/08; F21V7/22; F21V14/04; F21V29/70(2015.01)I; H05K1/02; F21Y115/10(2016.01)N 主分类号: F21K9/23
申请人: 伊路米根有限责任公司
发明人: 马亨德拉·达萨奈亚克; 布里安·佩特库
地址: 美国密歇根州
优先权: 2014.08.20 US 62/039,695; 2015.08.10 US 14/821,864
专利代理机构: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 李春晖;陈炜
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法律状态
申请(专利)号:

CN201580045097.0

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2018.07.17|||2017.09.08|||2017.05.24

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团灯组件包括具有上部和重定向部的盖。盖具有纵轴线,一壳体耦接至盖。灯基座耦接至壳体。电路板设置在壳体内。电路板上具有多个光源。内部重定向元件耦接至电路板并具有曲线形表面,用于通过盖的重定向部反射来自多个光源的第一部分光并且使第二部分光透射通过。

权利要求书

1.一种灯组件,包括:
具有上部和重定向部的盖,所述盖具有纵轴线;
耦接至所述盖的壳体;
耦接至所述壳体的灯基座;
设置在所述壳体内的电路板,所述电路板上具有多个光源;以及
耦接至所述电路板的内部重定向元件,所述内部重定向元件具有曲线形表面,用于通
过所述盖的所述重定向部反射来自所述多个光源的第一部分光并且使第二部分光透射通
过。
2.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述曲线形表面包括二次曲线形截面。
3.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述曲线形表面包括围绕所述纵轴线旋转的二
次曲线形截面。
4.根据权利要求3所述的灯组件,其中,所述二次曲线形截面包括部分抛物面。
5.根据权利要求3所述的灯组件,其中,所述二次曲线形截面包括部分椭圆面。
6.根据权利要求3所述的灯组件,其中,所述二次曲线形截面包括部分球面。
7.根据权利要求3所述的灯组件,其中,所述二次曲线形截面包括部分抛物面。
8.根据权利要求3所述的灯组件,其中,所述二次曲线形截面包括部分双曲面。
9.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述曲线形表面包括具有从所述电路板偏移的
轴线的二次曲线形截面,所述二次曲线形截面围绕所述纵轴线旋转。
10.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述曲线形表面包括具有从所述电路板偏移
了预定角度的轴线的二次曲线形截面,所述二次曲线形截面围绕所述纵轴线旋转。
11.根据权利要求10所述的灯组件,其中,所述轴线与包括所述多个光源的环相交。
12.根据权利要求11所述的灯组件,其中,所述环是所述盖的所述重定向部的焦线。
13.根据权利要求12所述的灯组件,其中,所述盖的所述重定向部包括部分椭圆面。
14.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述内部重定向元件包括透明部分。
15.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述内部重定向元件包括在所述电路板与将
所述内部重定向元件耦接至所述电路板的多个支承件之间的间隙。

说明书

具有用于改进方向性光分布的内部重定向元件的灯泡组件

技术领域

本公开内容总体上涉及使用诸如发光二极管或激光器的固态光源的灯,并且更具
体地,涉及用于各种应用的照明装置,其使用二次曲线截面和各种结构关系来提供节能的
长寿命光源。

背景技术

本部分提供与本公开内容相关的不一定是现有技术的背景太阳城集团。

提供替代光源是减少能量消耗的重要目标。白炽灯的替代品包括紧凑型荧光灯泡
和发光二极管(LED)灯泡。紧凑型荧光灯泡使用明显较少的电力来照明。然而,紧凑型荧光
灯泡中使用的材料不是环保的。

已知用于发光二极管灯的各种配置。与紧凑型荧光灯泡相比,发光二极管灯持续
太阳城集团较长并且对环境的影响较小。与紧凑型荧光灯泡相比,发光二极管灯使用较少的电力。
然而,许多紧凑型荧光灯泡和发光二极管灯不具有与白炽灯的光谱相同的光谱。紧凑型荧
光灯泡和发光二极管灯也相对昂贵。为了实现发光二极管的最大寿命,必须从发光二极管
周围去除热。在许多已知的配置中,发光二极管灯由于热而经受过早失效和由于温度增加
而受到光输出抑制。

能源之星已经提出针对全向灯的发光强度分布要求。在每个垂直平面内以五度垂
直角增量从0°至135°测量发光强度。这在图1中示出。所测量的强度值中的90%可以与在所
有平面中的测量值的所有平均值相差不超过25%。在围绕灯极轴线以22.5°的最大增量从
0°至180°的垂直平面中重复进行测量。由于发光二极管的光输出的固有方向性,基于发光
二极管的灯难以满足要求,特别在180°至135°的范围内。

发明内容

本部分提供了对本公开内容的一般概述,而不是其全部范围或其所有特征的全面
公开。

本公开内容提供了一种灯组件,其用于生成光并且提供耐用且因此成本效益高的
单元。本公开内容中提供的示例改善了灯组件周围和通过灯组件的光的分布。

在本公开内容的一个方面中,灯组件包括具有上部和重定向部的盖。盖具有纵轴
线和耦接至盖的壳体。灯基座耦接至壳体。电路板设置在壳体内。电路板上具有多个光源。
内部重定向元件耦接至电路板并且具有曲线形表面,用于通过盖的重定向部反射来自多个
光源的第一部分光并且使第二部分光透射通过。

附图说明

本文描述的附图用于仅所选示例而不是所有可能的实施方式的说明性目的,并且
不旨在限制本公开内容的范围。

图1是来自能源之星组织的光分布要求的现有技术示意图。

图2A是根据本公开内容的灯组件的第一实施方式的截面图;

图2B是根据本公开内容的电路板的顶视图;

图2C是替选示例的顶视图;

图2D是另一替选示例的顶视图;

图2E是电路板的又另一替选示例的顶视图;

图3A是根据图1的内部重定向元件和电路板的透视图;

图3B是根据图1的光重定向元件的侧视图;

图3C是图1的光重定向元件的顶视图;

图3D是图1的光重定向元件的底视图;

图3E是相对于电路板和壳体的重定向元件的侧视图;

图3F是具有穿过其的孔或开口的光重定向元件的替选示例;

图4A是用于形成盖的椭圆体的示意图;

图4B是盖的重定向部的椭圆体部分的截面图;

图5A是示出用于形成内部重定向元件的第一示例的示意图;

图5B是示出用于形成内部重定向元件的第二示例的示意图;

图6是相对于围绕灯的极轴线的最大强度和最小强度的平均强度的曲线图;

图7A是其中设置有具有光线的内部重定向元件的第二示例的侧视图;

图7B是相关照度与辐射角的关系的曲线图。

图8是内部重定向元件的第二示例的侧视图;

图9是内部重定向元件的第三示例的侧视图;

图10是内部重定向元件的第四示例的侧视图;以及

图11是盖内的内部重定向元件和光窗口的第五示例的侧视图。

图12是用于形成内部重定向元件的曲率的公式。

贯穿附图的几个视图,相应的附图标记表示相应的部件。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的并且不旨在限制本公开内容、应用或用途。为了
清楚起见,在附图中将使用相同的附图标记来标识相似的元件。如本文所使用的,短语“A、B
和C中的至少一个”应当被理解为表示使用非排他性逻辑OR的逻辑(A或B或C)。应当理解的
是,在不改变本公开内容的原理的情况下,方法中的步骤可以以不同的顺序执行。

应当注意的是,在以下附图中,各种部件可以互换使用。例如,实现控制电路板和
光源电路板的几个不同的示例。同样,还公开了各种形状的光重定向元件和散热器。可以使
用散热器、控制电路板、光源电路板和灯组件的形状的各种组合。各种类型的印刷迹线和材
料也可以在灯组件的各种示例中可互换地使用。

在下面的附图中,示出了具有包括具有各种波长的诸如发光二极管(LED)的固态
光源和固态激光器的各种示例的灯组件。根据灯组件的最终用途,可以使用不同数目的光
源和不同数目的波长来形成期望的光输出。灯组件为灯装置提供光热解决方案,并且使用
多种几何形状来实现该目的。

本文所述的灯组件可用于各种目的,例如但不限于家用照明、显示照明、园艺照明
和水产养殖照明。根据各种应用,可以通过使用涂层和膜来调节灯组件以输出各种波长。

现在参照图2,示出了灯组件10的截面。灯组件10可以围绕纵(或极)轴线线12旋转
对称。灯组件10包括灯基座14、壳体16和盖18。灯基座或基座14用于向灯提供电力。基座14
可以根据应用具有各种形状。形状可以包括标准爱迪生基座或者各种其他类型的较大或较
小的基座。基座14可以是包括旋入、夹入或插入的各种类型。基座14可以至少部分地由金属
制成以用于进行电接触,并且基座14还可以用于热传导和散热。基座14也可以由不限于具
有模制的电路连接器的陶瓷、导热塑料、塑料等的材料制成。

壳体16可以具有散热能力。在下面的示例中,阐述了散热配置。在2010年6月17日
提交的美国申请12/817,807和2012年6月8日提交的美国申请13/492,177中阐述了该散热
配置,上述两个美国申请的公开内容通过引用并入本文。然而,可以使用各种配置和散热
器。壳体16与基座14邻接。壳体16可以直接与基座14邻接或者在其间具有中间部分。壳体16
可以由金属或诸如导热塑料、塑料或其组合的其他导热材料形成。合适的金属的一个示例
是铝。壳体16可以以包括冲压、挤出、诸如包覆成型的塑料模制或它们的组合的各种方式形
成。形成壳体16的另一方式包括诸如的注射成型的金属。也可以使用
成型。在一个构造示例中,壳体16形成有第一部分20和第二部分22。第一
部分20由铝材料形成并且第二部分22至少部分地由导热塑料形成。第二部分22也可以由一
部分导热塑料和非导热塑料形成。导热塑料可用于朝向灯基座的较高温度部分,而非导热
性较便宜的塑料可用于第二部分的其它部分。下面将进一步描述壳体16的形成。

壳体16可以形成为提供形成在其中的空气通道24。空气通道24具有位于盖18附近
的第一截面区域,其比靠近灯基座14的截面区域宽。通道24提供壳体16和灯组件10的对流
冷却。锥形截面区域提供喷嘴效应,其使通过通道24的空气的速度随着通道24变窄而加快。
通道24的入口26设置在第二部分22和盖18之间。空气出口28提供通道24的出口。来自出口
28的空气以比入口26的空气速度高的速度行进。箭头A指示通过入口26进入通道24的输入
空气的方向,并且箭头B提供来自通道24的空气的流出方向。

多个通道24围绕灯组件10间隔开以提供分布式冷却。

壳体16可以限定灯组件10内的第一体积29。如将在下面描述的,第一体积29可以
用于在其中容纳用于控制发光二极管或其他光源的控制电路板或其他电路。

壳体16可以具有包括双曲面形状的各种外部形状。壳体16也可以是自由形状。

壳体16和盖18形成围绕具有光源32的基板或电路板30的外壳。基座14也可以被包
括为外壳的一部分。

灯组件10包括用于支承固态光源32的基板或电路板30。电路板30可以是导热的并
且也可以由散热材料制成。光源的焊盘可以热和/或电耦接至包覆成型到塑料基座上的径
向取向的铜扇区(copper sector)或圆形导电元件以辅助热传导。在下面的任何示例中,电
路板30可以是散热工艺的一部分。

光源32具有高的流明每瓦输出。光源32可以生成相同波长的光或可以生成不同波
长的光。光源32也可以是固态激光器。固态激光器可以生成准直光。光源32也可以是发光二
极管。生成不同波长的不同光源的组合可以用于获得期望的光谱。合适的波长的示例包括
紫外光或蓝色光(例如450nm至470nm)。也可以使用生成相同波长的多个光源32。诸如发光
二极管的光源32生成低角度光34和高角度光36。高角度光36被定向为通过盖18到外部。在
灯组件的每一半上示出了三个光源32。然而,光源32表示光源32的三个环。可以仅使用一个
环。然而,可以根据灯组件的期望的总流明输出而使用两个或更多个环。

盖18在形状上可以是部分球形、部分椭圆形或其组合。盖18可以共享纵轴线12。在
该示例中,球形部分38和可以被称为重定向部40的部分旋转的椭圆形部分二者形成为盖
18。也就是说,不同的盖部分38、40可以是单片的或一体形成的。盖18可以由诸如玻璃或塑
料的透明或半透明材料形成。在一个示例中,盖18由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。PET
具有允许热通过其传递的晶体结构。热可以由于壳体16与盖之间的直接接触而从壳体16传
递到盖中。盖18的球形部分38可以被设计为使光扩散并且使困在灯组件10内的背散射光最
小化。盖18的球形部分38可以涂覆有各种材料以改变诸如波长或扩散的光特性。也可以向
盖18的球形部分38的内侧施加抗反射涂层。也可以使用由光源32泵浦的自辐射材料。因此,
灯组件10可以形成为在黑暗中具有高的显色指数和颜色感知。

通常在典型的灯泡中,低角度光是不被定向在工作方向上的光。低角度光通常由
于其不被定向到灯组件所耦接的固定装置的外部而浪费。

低角度光34的一部分可以利用重定向部40而被重定向到盖18的外部。重定向部40
可以是包括部分球形、部分抛物形、部分椭圆形或自由形状的各种形状。重定向部40还可以
成形为将来自光源32的光定向至中心点或公共点42,如光线34A所示。重定向部40可以具有
用于波长或能量改变和光谱选择的涂层。可以执行对盖18和重定向部中之一或盖18和重定
向部二者的涂覆。也可以使用多个涂层。公共点42可以是盖18的椭圆形部分的中心。

重定向部40可以具有用于增加其反射率或改变其透射率的反射或部分反射涂层
44。然而,在形成时,某些材料可以不需要涂层44。例如,诸如PET的一些塑料在吹塑时提供
光亮面或反射表面。重定向部40可以由吹塑塑料时生成的自然形成的反射表面形成。

盖18也可以由部分反射材料形成。如上所述,被定向到重定向部40的光线的一部
分也可以穿过覆盖材料并且被定向成沿向下方向,如光线34B所示。

应当注意的是,当提及诸如椭圆面、抛物面或双曲面的各种二次曲线截面时,仅围
绕轴线旋转的圆锥二次曲线截面的一部分或部分可以用于特定表面。以类似的方式,可以
使用球面的各个部分。

电路板30可以与壳体16直接接触(或者通过接口层50间接接触),并且更具体地直
接接触壳体16的第一部分20。壳体16可以包括纵向和径向向外延伸以形成通道24的多个翅
片52。翅片52可以间隔开以使得热量能够从其中消散。如下面将进一步描述的,通道24可以
形成在第一部分20的内壁54、第二部分22的外壁56和翅片52之间,翅片52可以由壳体16的
第一部分20和第二部分22的组合形成。

壳体16因此可以将热从电路板的光源32传导出去,以便消散到灯组件外部。热量
可以在壳体和散热片52中消散。热量也可以直接从壳体传导传递到盖18中。以这种方式,热
可以通过壳体16沿两个直接相反的方向纵向传递。

电路板30还可以包括用于从遥控器接收命令的接收器60。接收器60可以是包括但
不限于RF接收器或红外接收器的各种类型的接收器。开口62可以用于连通第一体积29与盖
18内的第二体积61之间的空气。盖18中的热空气可以被传递或传送到第一体积29中并且通
过壳体16的第一部分20内的开口62以将空气排放到通道24中。将在下面进一步描述开口
62。

盖18内的热空气可以通过盖18和电路板30传导至壳体以及通过开口62连通。

内部重定向元件70用于重定向或部分透射来自光源32的高角度光和低角度光。内
部重定向元件70可以由全反射材料形成或涂覆有全反射材料。内部意指在灯组件内部。内
部重定向元件70可以由金属冲压而成或由塑料材料形成。内部重定向元件70还用作传热元
件。无论材料是塑料还是金属,反射涂层72可以设置在内部重定向元件的表面上。涂层也可
以在光谱的一部分中是反射的。内部定向元件的材料还可以包括用于波长改变的纳米颗
粒。涂层也可用于波长改变。紧密网状材料也可以模制在内部重定向元件70内。网状材料74
可以用作散热器以将热量朝向电路板引导并且进入电路板下方的散热区域。网状材料74还
可以具有将在下面进一步描述的形成内部重定向元件70的波长改变细节。通常,内部重定
向元件70是“喇叭”形或钟形并且由电路板支承。为了简单起见,在图2A中未示出支承元件
(下面描述)。

元件70的材料也可以透射光以及反射光。通过材料的选择来控制透射率和反射率
使得能够最终控制灯组件的输出和输出的方向。如果使用不透光的材料,则可以形成穿过
元件70的孔,以允许光通过。孔的面积可以根据期望的光输出特性而变化。例如,80%的光
可以被反射而20%的光透射通过元件70。

现在参照图2B,示出了电路板30的一个示例。电路板30包括在其上的多个光源32。
电路板30包括径向向外的热路径110和径向向内的热路径112。可以提供穿过电路板30的开
口114来代替开口62。开口114可以保持打开以允许空气在灯组件10内循环流动。开口114可
以由多于一个的开口如开口62代替。开口114或开口62的尺寸可以被设置成容纳来自控制
电路板的一条或多条线以与电路板30进行电连接。这样的示例将在下面描述。

尽管在图2A中示出了仅六个光源32,但是用于驱动光源的更多电气部件可以结合
到电路板30上。可以在整个电路板30上设置热通孔116,以允许到散热器的热路径。如所示
出的,热通孔116通常被布局为三角形或扇形(pie-piece)布置,但不干扰热路径110和112。
热通孔116可以直接在光源下方。光源32被示出为围绕纵轴线12的环118。

电路板30可以由各种材料制成以形成导热基板。光源的焊盘可以连接至被包覆成
型到塑料基座中的径向取向的铜扇区或圆形导电元件,以使热传导离开光源。通过从光源
的区域去除热,可以延长灯组件10的寿命。电路板30可以由双面FR4材料、散热材料等形成。
如果板材是导电的,则电迹线可以形成在在电路板的导电表面上形成的非导电层上。

现在参照图2C,示出了电路板的替选示例30'。电路板30'可以包括耦接至交流电
压源以向光源32供电的多个电路迹线扇区130和132。扇区由非导电间隙134隔开。光源32可
以电耦接至交替的扇区130、132。光源32可以焊接或以其它方式电安装到两个扇区130、
132。

每个扇区130、132可以设置在非导电电路板30'上。如上所述,电路板30'也可以由
散热材料形成。如果散热材料是导电的,则可以在扇区130、132与电路板30'之间放置非导
电垫或层。

开口114被示出为圆形。开口114也可以由用于将来自控制电路板的一条或多条线
耦接至其上的较小开口代替。将在下面进一步描述这样的示例。

现在参照图2D,示出了电路板的另一示例30”。电路板30”包括由电路迹线140和
142隔开的光源32。电路迹线140和142可以具有用于激活或使能光源32的不同电压。电路迹
线140、142可以是印刷在诸如散热基板的基板上。可以从控制电路板进行电连接。

现在参照图2E,阐述了电路板的另一个实例30”'。电路板30”'具有如图2B至图2C
所示的光源32的第一环110。也可以基于期望的输出使用光源32的第二环210和第三环262。
例如,第一环中的光源32的组合可以用于提供相当于40瓦的白炽灯组件。第一环118和第二
环210中的光源可以用于形成相当于60瓦的白炽灯。所有三个环118、210和212中的光源可
用于提供相当于75瓦或100瓦的灯泡。电路板30”'还可以包括用于支承内部重定向元件的
多个支承孔230。尽管示出了六组支承孔,但可能需要较少的支承孔。支承孔230可以用于容
纳内部重定向元件的支承件的支承袢扣,如将在下面进一步描述的。支承孔230可以成对地
或单个地设置。

现在参照图3A,示出了内部重定向元件70相对于电路板30”'的透视图。在该示例
中,内部重定向元件70是至少部分半透明或透明的。光线310来自光源32,并且被示出为至
少部分地透射通过内部重定向元件70。内部重定向元件70的上表面312也可以弯曲成喇叭
形或钟形形状。为了简单起见,未示出下面描述的填充或耦接至支承孔230的支承件。

现在参照图3B,阐述了相对于纵轴线12的内部重定向元件70。在该示例中,示出了
内部重定向元件的至少部分反射的下表面314。与表面314相关联的曲面可以是各种曲面形
状。这些形状可以包括二次曲线截面,包括但不限于抛物面、双曲面,球面等。在本示例中,
表面314的截面是抛物面。抛物面具有太阳城集团其焦线偏移了角度318的轴线316。在该示例中,
焦线与最接近灯组件轴线12的纵轴线的一排LED32重合。从表面314反射的光因此将平行于
偏移轴线316反射,并且因此从电路板30的横向方向偏移。表面314的形状可以根据下面给
出的公式形成:


c=在顶点处的基本曲率

k=二次曲线常数

二次曲线常数
表面类型
k=0
球面
k=-1
抛物面
k=<-1
双曲面
-1<k<0
椭圆面

现在参照图3C,示出了内部重定向元件70的顶视图。如图3C所示,表面312相对平
滑并且朝向中心开口320弯曲。如上所述,在电路板或用于接收远程命令以控制光源的调光
或开关的接收器芯片中可以有相应的开口。

现在参照图3D,阐述了内部重定向元件70的底视图。在该示例中,示出了支承件
340。支承件340包括可以容纳到电路板30”'的支承开口230中的袢扣342。

卡扣341可以用于将重定向元件固定到电路板30。

为了便于制造,可以穿过内部重定向元件放置抓握孔350。抓握孔350使得制造设
备能够在制造过程期间拾取内部重定向元件并相对于电路板放置内部重定向元件。

现在参照图3E,阐述了相对于壳体16的内部重定向元件70、支承件340和支承袢扣
342的侧视图。

现在参照图3F,示出了重定向元件70的替选实施方式。孔360可以布置成通过其透
射光。当元件70是部分透射的或不透射的时,可以使用孔360,使得期望量的光可以通过。在
该示例中,使用多排孔。孔360的位置和数目可以根据期望的光输出特性而变化。

现在参照图4A,阐述用于形成上面示出的重定向部40的移位或偏移的椭圆的方
法。椭圆有两个焦点:F1和F2。椭圆还具有中心点C。椭圆408的长轴线410是包括F1和F2的
线。短轴线412垂直于长轴线410并且在点C处与长轴线410相交。为了形成偏移的椭圆,将对
应于光源32的焦点从长轴线410向外移动并且太阳城集团焦点F1偏移或旋转。然后旋转椭圆408并
且将所形成的椭圆体的表面的一部分用作反射表面。角度412可以是对应于装置的期望的
整体几何形状的各种角度。在椭圆中,在点F2处生成的光将从在椭圆408的外表面414处的
反射器反射并在点F1处交叉。

现在参照图4B,移位或偏移的椭圆体将来自焦点F2'和F2”的光反射成在焦点F1上
相交。焦点F2'和F2”在光源32的环上,其低角度光从偏移的椭圆体表面反射并且该光被定
向到焦点F1。因此可以在图4B中看到椭圆体的构造,因为焦点F2现在变成包括F2'和F2”的
环。电路板30可以耦接至或邻接作为重定向部40的椭圆形部分22'。

现在参照图5A,阐述用于形成最靠近光源32的重定向元件70的表面314的方法。在
该示例中,使用抛物面。如上所述,可以使用其它二次曲线截面,例如球面、椭圆面、双曲面
等。阐述灯组件的纵轴线或极轴线12以用于参考。纵轴线12对应于内部重定向元件70和灯
组件10的(在被组装情况下的)中心轴线。还示出了横轴线510。横轴线510可以对应于以上
示出的电路板30的顶表面。横轴线510是组件10的横轴线。在该示例中,抛物线512围绕轴线
510形成。抛物线的顶点V远离纵轴线偏移了预定距离。为了形成内部定向元件70的期望表
面314,抛物线的对称轴线510围绕(或按照)光源32的内环(焦点环)偏移或旋转以形成偏移
的轴线514。顶点V变成顶点V'。也就是说,抛物线的焦点F1与光源的内环一致。移位量或偏
移量对应于由轴线510表示的电路板下方的角度516。形成了以实线示出的新的抛物线520。
然后使抛物线520的上半部分围绕纵轴线12在平行于轴线510的平面中旋转。通过旋转抛物
线520,可以形成抛物面314。入射到到表面314上的源自或靠近焦点F1(在该处放置第一光
源环)的光线在平行于轴线514的方向上反射。这种情况在图2中示出。这种配置使得光能够
被重定向成朝向基本方向,以满足图1阐述的标准。由抛物线520形成的表面314因此可以被
称为具有太阳城集团内部重定向元件70的纵轴线旋转的偏移对称轴线的二次曲线截面。应当注意
的是,第一环形成用于旋转的二次曲线表面的焦线。同样,盖的重定向部40共享相同的焦点
环。在该示例中,来自光源内环的光转向电路板。V'在由轴线510表示的电路板的平面的上
方。

在图5B中,抛物线530的对称轴线被偏移了角度540至由轴线510表示的电路板的
表面上方的轴线538。该角度取决于期望的光输出。在该示例中,来自光源的内环的光转向
远离电路板(并且在电路板上方)。V'在由轴线510表示的电路板的平面的下方。

现在参照图6,阐述了表示最大辐射强度、最小辐射强度和平均强度的光输出的曲
线图。相对于距纵轴线或极轴线的角度阐述了辐射强度。具有图3A至图5所示的内部重定向
元件的灯的输出具有辐射强度610。最大辐射和最小辐射强度对应于图1所示的标准所允许
的量。

现在参照图7A,示出了灯组件的另一个示例10”'。在该示例中,内部重定向元件
70”'被示为距电路板30具有较高或较大的距离Q。

光线720从重定向元件70朝向重定向部40反射到灯组件10”的中心。来自光源的光
722由重定向元件70”'反射并离开盖18。

现在参照7B,照度图案示出了基于辐射方向的相对照度。

现在参照图8,示出了内部重定向元件的另一个示例70IV。在图8中,相对于内部重
定向元件70IV的半透明部分820示出了透明部分810。具有光线830的光源32将光定向通过透
明部分810。透明部分810在电路板30的表面上方延伸距离D或从电路板30的表面延伸距离
D。可以控制距离D以使得实现或改变灯组件的照度图案。因此,进入透明部分810的部分光
不被表面314反射。

应当注意的是,可以以两步或双射成型工艺将透射部分810与半透明部分820形成
在一起。

现在参照图9,示出了内部重定向元件的另一示例70V。在该示例中,光偏移元件
710可以插入在内部重定向元件70V上或内部重定向元件70V内。光改变或重定向元件910可
以包括纳米颗粒或者被包覆成型以形成内部重定向元件70V的网筛(mesh screen)。可以调
整元件910的材料以提供材料的适当的波长改变或反射率。元件910的材料内部重定向元件
的反射率和透射率能够改变以及由内部重定向元件70V引起的散射。

现在参照图10,阐述了内部重定向元件的另一示例70VI。在该示例中,内部重定向
元件70VI的中心部分1010不延伸到电路板30的环形表面1012。这留下了光源32不被表面314
反射的区域或间隙1014。这类似于在去除了透明部分810情况下的上面图8所示的示例。间
隙1014可以对应于图8中的距离d。在该示例中,支承件340在电路板30上支承内部重定向元
件70VI。支承袢扣342可以延伸穿过电路板30。热熔或粘合剂是用于将元件70VI固定到电路
板30的选择。

现在参照图11,阐述了内部反射元件的另一示例70VII。内部重定向元件70VII可以
具有延伸窗口1110。延伸窗口1110可以朝向盖18延伸。窗口1110可以由与内部重定向元件
70的材料相同的材料形成。也就是说,窗口1110可以是半透明的。窗口1110也可以是透明
的。在一个示例中,光源32可以具有特定波长,例如蓝光或紫外光。涂层1113可以设置在表
面314和窗口1110的表面1112上。同样地,涂层1115可以设置在重定向表面的表面1114上。
涂层1113、1115可以是光或波长改变。波长改变可以使得能够使用廉价的光源,例如蓝光发
光二极管。发射的光的波长在与涂层相互作用之后会改变。涂层可以施加到所有表面或者
可以施加到除了窗口1110之外的所有表面。具有从光源发射的特定光谱的一些光可能是有
价值的。在图11的示例中,围绕内部重定向元件70VII形成灯腔。腔1120围绕内部重定向元件
70VII环形地延伸

可以看出,可以使用内部重定向元件的修改变形来控制用于向上照明和向下照明
的光量。通过使用各种示例,可以控制重定向光的量以实现期望的性能。图2A所示的光的中
间部分Lmiddle的亮度与该灯的边缘部分Ledge的亮度之比可以小于或等于三分之一(1/3)。这
可以变化多达:中间的亮度与边缘的亮度之比是五分之一(1/5)。通过使用三分之一(1/3),
可以满足图1所阐述的准则。此外,通过在内部重定向元件70至70VII、盖18的内部或其它部
件上提供颜色可控涂层,可以实现期望的波长输出。

出于说明和描述的目的提供了示例的前述描述。其并不旨在穷举或限制本发明。
特定示例的单个元件或特征通常不限于该特定示例,而是在可应用的情况下是可互换的并
且可以在所选示例中使用,即使没有具体示出或描述。同样也可以以许多方式变化。这样的
变化不被认为是偏离本发明,并且所有这样的修改旨在包括在本发明的范围内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种灯组件,包括:

具有上部和重定向部的盖,所述盖具有纵轴线;

耦接至所述盖的壳体;

耦接至所述壳体的灯基座;

设置在所述壳体内的电路板,所述电路板上具有多个光源;以及

耦接至所述电路板的内部重定向元件,所述内部重定向元件具有曲线形表面,所述内
部重定向元件包括用于将来自所述多个光源的第一部分光反射到所述盖的所述重定向部
并且使第二部分光透射通过的颗粒,

所述重定向部由部分反射材料形成,使得来自所述光源的由所述内部重定向元件重定
向的第一部分光线被重定向到所述盖中并且使得由所述内部重定向元件重定向的第二部
分光线被定向为通过所述重定向部并且由所述重定向部重定向。

2.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述曲线形表面包括二次曲线形截面。

3.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述曲线形表面包括围绕所述纵轴线旋转的二
次曲线形截面。

4.根据权利要求3所述的灯组件,其中,所述二次曲线形截面包括部分抛物面。

5.根据权利要求3所述的灯组件,其中,所述二次曲线形截面包括部分椭圆面。

6.根据权利要求3所述的灯组件,其中,所述二次曲线形截面包括部分球面。

7.根据权利要求3所述的灯组件,其中,所述二次曲线形截面包括部分抛物面。

8.根据权利要求3所述的灯组件,其中,所述二次曲线形截面包括部分双曲面。

9.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述曲线形表面包括具有从所述电路板偏移的
轴线的二次曲线形截面,所述二次曲线形截面围绕所述纵轴线旋转。

10.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述曲线形表面包括从所述电路板偏移了预
定角度的轴线的二次曲线形截面,所述二次曲线形截面围绕所述纵轴线旋转。

11.根据权利要求10所述的灯组件,其中,所述轴线与包括所述多个光源的环相交。

12.根据权利要求11所述的灯组件,其中,所述环是所述盖的所述重定向部的焦线。

13.根据权利要求12所述的灯组件,其中,所述盖的所述重定向部包括部分椭圆面。

14.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述内部重定向元件包括透明部分。

15.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述内部重定向元件包括在所述电路板与将
所述内部重定向元件耦接至所述电路板的多个支承件之间的间隙。

16.根据权利要求1所述的灯组件,其中,所述颗粒包括纳米颗粒。

关 键 词:
具有 用于 改进 方向性 分布 内部 定向 元件 灯泡 组件
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