專利名稱：光反射罩的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及照明，特別涉及用于照明的光反射罩。
背景技術：
眾所周知，反射罩用于將從光源如燈泡產(chǎn)生的光進行導向、改變方向或聚光。例 如，反射罩已經(jīng)被廣泛用于各種應用，包括室內(nèi)照明、室外照明、舞臺照明和公園照明。
發(fā)光二極管(LED)是眾人皆知的，并有廣泛的應用范圍，包括計算和電子設備、裝 飾燈、和平面光源丄ED是非常有用的，因為其非常有效，使用相對較少的電能就能夠產(chǎn)生大 量的光。 當前，LED照明的潛力是有限的，因為用來反射和導向LED輸出光的已知反射器是 低效和無效的。所以，需要一種能夠克服已知照明設備缺點的設備。
發(fā)明概述 依照本發(fā)明的一個實施例，披露了一個光反射罩，其用來散發(fā)從光源產(chǎn)生的光。光 反射罩包括多個板，其形成一個孔腔，孔腔有一個光接收端和一個光輸出端，孔腔內(nèi)壁有一 個反射面，且其中孔腔有多個階層(stepped layer)，其沿著孔腔內(nèi)壁從光接收端延伸到光 輸出端，光接收端被設置以接收從光源產(chǎn)生的光，孔腔的階層被設置以反射從光源產(chǎn)生的 光，并以不對稱分布的方式從光輸出端散發(fā)反射光。 依照本發(fā)明的另一個實施例，披露了一個光反射罩，用來散發(fā)從發(fā)光二極管(LED) 產(chǎn)生的光。光反射罩包括多個板，包括一個前板、第一側(cè)板、第二側(cè)板、和一個后板，后板通 過第一側(cè)板和第二側(cè)板與前板連接，其中前板、后板、第一側(cè)板和第二側(cè)板形成一個孔腔， 孔腔有第一開口和第二開口，每個板有一個內(nèi)面和一個外面，多個板的內(nèi)面形成孔腔的內(nèi) 面，孔腔的內(nèi)面有一個反射面，沿著孔腔內(nèi)面，孔腔有多個階層，且第一開口被配置以接收 LED產(chǎn)生的光，孔腔的階層被配置以接收并反射LED產(chǎn)生的光，并以不對稱分布的方式從第 二開口散發(fā)LED產(chǎn)生的光。 依照本發(fā)明的另一個實施例，披露了一個光反射罩。反射罩包括一個四邊形截錐 臺形狀，其有一個內(nèi)面和一個外面。四邊形截錐臺形狀還有一個輸入開口和一個輸出開口， 內(nèi)面有多個相鄰隆脊(ridge)，其中至少一部分內(nèi)面是反射的。 從以下的詳細描述，本領域技術人員將更容易理解本發(fā)明的其它實施例，其中將 通過附圖描述本發(fā)明的實施例。將會認識到，本發(fā)明能夠適用于其它和不同的實施例，并且 能夠在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下對它的一些細節(jié)進行修改。


圖1是本發(fā)明第一實施例的一個光反射罩的俯視圖； 圖2是本發(fā)明第一實施例圖1所示光反射罩的底視圖； 圖3A是本發(fā)明第一實施例圖1所示光反射罩沿著線A的截面3
圖3B是本發(fā)明第-一實施例圖2所示光反射罩沿著線B的截面4是本發(fā)明第--實施例圖1所示光反射罩的透視底視圖；圖5是本發(fā)明第--實施例圖1所示光反射罩的側(cè)視圖；圖6是本發(fā)明第--實施例圖1所示光反射罩的后視圖；圖7是本發(fā)明第--實施例圖1所示光反射罩的前視圖；圖8是本發(fā)明第--實施例圖1所示光反射罩的輸出照度圖；圖9是本發(fā)明第二:實施例的一個光反射罩的俯視圖；圖10是本發(fā)明第—二實施例圖9所示光反射罩的底視圖；圖11是本發(fā)明第—二實施例圖9所示光反射罩的透視底視圖；圖12是本發(fā)明第—二實施例圖9所示光反射罩的側(cè)視圖；圖13是本發(fā)明第—二實施例圖9所示光反射罩的后視圖；圖14是本發(fā)明第—二實施例圖9所示光反射罩的前視圖；圖15是本發(fā)明第—二實施例圖9所示光反射罩的輸出照度發(fā)明詳述 在以下的描述中，參照附圖并通過描述顯示了本發(fā)明的特定實施例。應該理解，可
以使用其它實施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以對其作出結(jié)構和其它變化。再者，各
個實施例以及每個實施例的各個方面可以相互結(jié)合使用。因此，附圖和詳述將被看作是描
述性的，而不是限制性的。在每個附圖內(nèi)的同一元件是由相同編號表示。 本發(fā)明涉及一個光反射罩，其用于光源產(chǎn)生的發(fā)射光。依照一個實施例，光反射罩
是一個不規(guī)則四邊形的梯形形狀(trapezoidal)的腔體， 一端是光接收端，另一端是光輸
出端。腔體內(nèi)壁是反光的，有多個階層或槽道用來將光反射從輸出端出去。 現(xiàn)參照圖1和2，圖1是本發(fā)明第一實施例的一個光反射罩100的俯視圖，圖2是
光反射罩100的底視圖。光反射罩100有一個前板102、一個后板104、第一側(cè)板106、和第
二側(cè)板108。前板102、后板104、第一側(cè)板106和第二側(cè)板108—起可以稱為"板"。每個
板從光反射罩100的頂部向其底部角度傾斜向外，在光反射罩100內(nèi)部形成一個四邊孔腔，
孔腔從頂部到底部呈喇叭形。每個板的內(nèi)面通常是反射的，從而在光反射罩內(nèi)形成一個反
射孔腔。依照一個實施例，每個板僅有一部分內(nèi)面是反射的，或孔腔的至少一部分內(nèi)面是反
射的。前板102的橫向?qū)R通常平行于后板104的橫向?qū)R。第一側(cè)板106和前板102形
成的第一角度以及第二側(cè)板108和前板102形成的第二角度通常是相等的。同樣，第一側(cè)
板106和后板104形成的第三角度以及第二側(cè)板108和后板104形成的第四角度通常也是
相等的。所以，光反射罩有一個截頂?shù)奶菪蔚牟灰?guī)則四邊形的棱錐臺形狀。 所述實施例的光反射罩通常是一個四邊形截錐體或截頂?shù)奶菪卫忮F的形狀。所
以，依照實施例，光反射罩的橫向截面層是一個四邊形或一個梯形形狀。 光反射罩100的板在光反射罩100的頂部通常形成一個正方形或四邊形開口 109，
并在光反射罩的底部形成一個更大的等腰梯形開口 H0(圖2)。在使用時，光反射罩100的
頂端被安置罩在光源上方，光從反射罩100的梯形開口發(fā)射出去或反射出去。 光反射罩的一個實施應用是LED照明，光反射罩的結(jié)構可以特別適合LED
照明。但是，光反射罩不受限于LED照明應用，也可以用于其它照明類型，如白熾燈(incandescent)、熒光燈(fluorescent)、高壓氣體放電燈(high intensity discharge)、 低壓鈉燈(low pressuresodium)、太陽能或任何其它照明類型。光反射罩實施例可以用于 任何照明應用，如燈、街燈、公園照明、移動照明、室內(nèi)照明、室外照明、建筑物照明、裝飾照 明、安全照明、和其它合適的應用。 參照圖2，沿著板的內(nèi)面，板內(nèi)壁有圓周階層112。階層包括多個相鄰隆脊(ridge) 從光反射罩100的每個板的頂端延伸到底端。階層112構成一個棱紋表面，每個階層112 在光反射罩100板的內(nèi)壁周圍形成一個四邊環(huán)形隆脊。所以，術語"隆脊"和"階層"可以 相互替代使用。參照圖3A和3B可以很容易地描述階層112的形狀。依照一個實施例，光 反射罩100的內(nèi)表面是糙面的亞光覆面，用以增強出光的均勻性。但是，其他效果的覆面也 可以用在內(nèi)表面上，如特定實施所要求。依照一個實施例，反射面包括真空沉積鋁。依照另 一個實施例，反射面包括真空沉積銀。依照另一個實施例，反射面可以包括鋁、銀、或一個依 照任何合適方法實施的鋁銀化合物。 圖3A是本發(fā)明的第一實施例圖1內(nèi)沿著線A顯示的光反射罩的截面圖。在圖3A 內(nèi)可以看到第一側(cè)板106和第二側(cè)板108的一個截面。在圖3A所示的截面圖內(nèi)可以很容 易看到在第一側(cè)板106和第二側(cè)板108上看到的每個階層112的形狀。在所述實施例里， 每個階層112有一個凸弧，遠離板而彎曲。不同階層的彎曲形狀、高度和深度可能不同。光 反射罩100有一個頂端114和一個底端116。 圖3B是圖2內(nèi)沿著線B顯示的光反射罩的截面圖。在圖3B內(nèi)可以看到前板102 和后板104的一個截面。在圖3B所示的截面圖內(nèi)可以看到前板102和后板104的每個階 層的形狀。 雖然每個階層112通常有相同的高度，但是可以改變階層高度以獲得期望的光輸 出。另外，在不同階層上弧半徑值和弧的形狀都可以不同，從大約2毫米到大約40毫米。 在一個實施例里，弧半徑在大約3毫米到大約12毫米的范圍內(nèi)。盡管提供了示例的變化范 圍，但是變化值可能取決于期望的輸出均勻性、反射罩尺寸、和光源亮度?？梢岳斫?，弧值也 可能依照使用的光反射罩的形狀和具體照明應用的不同而不同。另外，雖然在附圖內(nèi)描述 了一個特定弧半徑，但可以使用其它合適的弧半徑。 弧半徑值的選擇要考慮光損耗(optical loss)和均勻性(uniformity value)之 間的權衡。半徑值越小，均勻性越好，而光反射罩的光損耗則越大，因為光損耗至少部分是 當光源發(fā)射的光與每個階層相互作用時由光反射器內(nèi)的光反射和衍射造成的。但是，由于 反射和衍射造成的光損耗的量并不大，是可以接受的，因為輸出光的均勻性的增長是相當 大的。在一個實施例里，光損耗量大約是整個光功率的3%或小于3%。
依照本發(fā)明的一個實施例，弧半徑在一個大約8毫米到大約15毫米的范圍內(nèi)。從 底層到頂層弧半徑都不同。階層里也可以使用其它形狀，如其它曲線形狀或曲線和直線和 角度的一個組合形狀。 圖4是本發(fā)明的第一實施例圖1所示光反射罩的透視底視圖。光反射器包括前板 102、后板104、第一側(cè)板106、和第二側(cè)板108。在透視圖內(nèi)也可以看到內(nèi)階層112。
圖5是本發(fā)明的第一實施例圖1所示光反射罩的側(cè)視圖。第一側(cè)板106的側(cè)視圖 和第二側(cè)板108的側(cè)視圖通常是相同的，所以在此僅顯示一個側(cè)視圖。如在側(cè)視圖內(nèi)所看 到的，光反射罩100的前板102和后板104有一些彎曲，由編號118顯示。另外，在光反射罩100的底端116，前板102和后板104包括一個喇叭擴口，由編號120顯示。 圖6是本發(fā)明的第一實施例圖l所示光反射罩的后視圖。后板104通?？赡苁且?br> 個等腰梯形形狀?？拷夥瓷湔值捻敹?14可以看到第一側(cè)板106和第二側(cè)板108有一些彎曲。 圖7是本發(fā)明的第一實施例圖1所示光反射罩的前視圖。前板102通常也可能是 一個等腰梯形形狀，梯形寬度比后板104(圖6)更窄。但是，每個板的形狀和相關尺寸不受 限于所述實施例?？梢钥吹降谝粋?cè)板106和第二側(cè)板108的喇叭擴口朝向光反射罩100的 后板104。 圖8是本發(fā)明的第一實施例圖1所示光反射罩輸出的照度圖。照度圖是計算機輔 助光分析的結(jié)果，其顯示在一個遠離光源大約10米的距離上大約5米半徑的光輸出。照度 圖顯示光反射罩產(chǎn)生一個不對稱的輸出分布。這種不對稱的輸出分布非常適合特定應用， 包括但不限于室外照明和裝修建筑照明。但是，不對稱的光輸出也可以適用于任何其它期 望的應用。 參照圖9到15，圖9是本發(fā)明的第二實施例光反射罩200的俯視圖，而圖10是光 反射罩200的底視圖。除非有特別說明，有關在圖1到8內(nèi)描述的本發(fā)明第一實施例的以 上描述同樣適用于圖9到15內(nèi)描述的第二實施例。 光反射罩200有一個前板202、一個后板204、第一側(cè)板206、以及第二側(cè)板208。前 板202、后板204、第一側(cè)板206和第二側(cè)板208 —起可以被稱為"板"。每個板從光反射罩 200的頂部向其底部角度傾斜向外，在光反射罩200內(nèi)形成一個四邊孔腔。前板202的側(cè)向 對齊通常平行于后板204的側(cè)向?qū)R。第一側(cè)板206和前板202形成的第一角度以及第二 側(cè)板208和前板202形成的第二角度不是相等的。類似地，第一側(cè)板206和后板204形成 的第三角度以及第二側(cè)板208和后板204形成的第四角度也不是相等的。這種角度不相等 通常使得光反射罩200在梯形形狀上有一些不規(guī)則。 光反射罩200的板，通常在光反射罩200的頂端形成一個方形或四邊形開口 209， 在光反射罩的底端形成一個更大的梯形形狀開口 210(圖10)。在使用時，光反射罩200的 頂端被安置罩在光源如一個或多個LED的上方，光從光反射罩的梯形開口 210散發(fā)出去或 反射出去。 參照光反射罩的第二實施例，應該注意到，與在第一實施例內(nèi)描述的等腰梯形形 狀開口 110 (圖2)相比，光反射罩的底端開口 210是梯形形狀。具體而言，梯形形狀底端開 口 210是一個直角梯形。但是，在第一和第二實施例內(nèi)描述的底端開口的這兩個形狀，分 別等腰梯形和直角梯形，僅僅是用于本發(fā)明實施例的合適形狀的例子。底端開口的形狀也 可能包括其它四邊形形狀，包括但不限于簡單四邊形、凸形、凹形、正切形、環(huán)形、梯形、對折 形、平行四邊形、菱形、雙心形、矩形、方形、或其它四邊形形狀。類似地，頂端開口的形狀可 能有任何其它合適的形狀。雖然考慮和描述了四邊形形狀，但本發(fā)明實施例不受限于四邊 形形狀，依照本發(fā)明實施例光反射罩可以是三邊或多邊形。再者，如上所述，板通常是平坦 的，有一些彎曲。但是，每個嵌板的拓撲可以是任何合適的外形。 特別參照圖10，沿著板內(nèi)面，板內(nèi)壁有多個階梯形的周圍層212。階層212構成一 個棱紋表面，每個階層在光反射罩內(nèi)壁周圍形成一個四邊環(huán)形隆脊。也可以在圖11內(nèi)看到 階層212。參照圖2到4對階層的描述同樣適用于圖9到15描述和顯示的第二實施例的階層。 圖11是本發(fā)明第二實施例圖9所示光反射罩的透視底視圖。光反射罩包括前板 202、后板204、第一側(cè)板206、以及第二側(cè)板208。也可以在透視圖內(nèi)觀看到階內(nèi)層212。光 反射罩200有一個頂端214和一個底端216。 圖12是本發(fā)明第二實施例圖9所示光反射罩的側(cè)視圖。第一側(cè)板206的側(cè)視圖
和第二側(cè)板208的側(cè)視圖通常是一樣的，所以在此僅顯示一個側(cè)視圖。從側(cè)視圖可以看出，
光反射罩100的前板202和后板204有一些彎曲，由編號218顯示。另外，在光反射罩200
的底端216，前板202和后板204包括一個喇叭擴口，由編號220顯示。 圖13是本發(fā)明第二實施例圖9所示光反射罩的后視圖。后板204可以是一個普
通梯形形狀。在靠近光反射罩200的頂端214的第一側(cè)板206和第二側(cè)板208上可以看到
有輕微彎曲。 圖14是本發(fā)明的第二實施例圖9所示光反射罩的俯視圖。前板202也可以是一 個普通梯形形狀，梯形寬度比后板204(圖13)更窄。在靠近光反射罩200的頂端214的第 一側(cè)板206和第二側(cè)板208上，也可以看到有一些彎曲。 圖15是本發(fā)明的第二實施例圖9顯示的光反射罩輸出的照度圖。照度圖是計算機 輔助光分析的結(jié)果，其顯示在一個遠離光源大約10米的距離上大約一個5米半徑的輸出。 照度圖顯示光反射罩有一個不對稱的輸出分布。 本發(fā)明實施例的光反射罩的一個優(yōu)點是產(chǎn)生不對稱的光分布。術語"不對稱的光 分布"被用來描述關于一個平面或一條線不是對稱性的光輸出。 在光反射罩的一個典型實施里，當被用于一個LED街燈時，特別是與具有一個對
稱性光分布的傳統(tǒng)街燈進行比較時，在道路上的光分布有更大的均勻性。 雖然已經(jīng)參照所述實施例特別顯示和描述了本發(fā)明，但本領域技術人員將會理
解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍條件下，可以在形狀和細節(jié)上作出改變。例如，可以改變
光反射罩的形狀和尺寸以及板之間的關系。再者，也可以改變各個板顯示的彎曲量。實施
例的向外喇叭擴口形狀也可以在不同角度上擴展。 光反射罩實施例可以由任何合適的材料制成，包括但不限于玻璃類材料、金屬和 金屬類材料、塑料和聚合物類材料、天然材料、再造材料、和/或兩個或多個不同材料的任 何合適合成物。 所以，以上描述意在提供本發(fā)明的典型實施例，而本發(fā)明范圍不受所提供具體實 施例的限制。
權利要求
一個光反射罩，用來發(fā)射從光源產(chǎn)生的光，光反射罩包括多個板，其形成一個孔腔，孔腔有一個光接收端和一個光輸出端，孔腔內(nèi)壁有一個反射面，其中孔腔有多個階層，沿著孔腔內(nèi)壁從光接收端延伸到光輸出端，且其中光接收端被設置以接收從光源產(chǎn)生的光，而孔腔階層被設置以反射從光源產(chǎn)生的光，并以不對稱分布的方式從光輸出端散發(fā)反射光。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光反射罩，其中多個板包括四個板，且光反射罩是一個梯形 形狀。
3. 根據(jù)權利要求2所述的光反射罩，其中孔腔的光輸出端有一個等腰梯形形狀。
4. 根據(jù)權利要求2所述的光反射罩，其中孔腔的光輸出端有一個直角梯形形狀。
5. 根據(jù)權利要求1所述的光反射罩，其中每個階層有一個凸弧。
6. 根據(jù)權利要求5所述的光反射罩，其中凸弧有一個大約在3毫米到12毫米范圍的弧 半徑。
7. 根據(jù)權利要求1所述的光反射罩，其中反射面包括真空沉積鋁。
8. 根據(jù)權利要求l所述的光反射罩，其中反射面包括真空沉積銀。
9. 一個光反射罩，用來散發(fā)從發(fā)光二極管(LED)產(chǎn)生的光，光反射罩包括多個板，包括一個前板、第一側(cè)板、第二側(cè)板、以及一個后板，后板通過第一側(cè)板和第二 側(cè)板與前板連接，其中前板、后板、第一側(cè)板、以及第二側(cè)板形成一個孔腔，孔腔有第一開口 和第二開口 ，每個板有一個內(nèi)面和一個外面，多個板的內(nèi)面形成孔腔內(nèi)面，孔腔內(nèi)面有一個 反射面，其中沿著空腔內(nèi)面孔腔有多個階層，其中第一開口被設置以接收LED產(chǎn)生的光，而 孔腔階層被設置以接收和反射LED產(chǎn)生的光，且LED產(chǎn)生的光是從第二開口以不對稱分布 方式散發(fā)出去的。
10. 根據(jù)權利要求9所述的光反射罩，其中孔腔第二開口是一個梯形形狀。
11. 根據(jù)權利要求9所述的光反射罩，其中孔腔第二開口是一個等腰梯形形狀。
12. 根據(jù)權利要求IO所述的光反射罩，其中第二開口是一個直角梯形形狀。
13. 根據(jù)權利要求9所述的光反射罩，其中光發(fā)射罩是一個梯形截錐臺形狀。
14. 根據(jù)權利要求9所述的光反射罩，其中每個階層有一個凸弧。
15. 根據(jù)權利要求14所述的光反射罩，其中凸弧有一個大約3毫米到大約12毫米范圍 的弧半徑。
16. 根據(jù)權利要求9所述的光反射罩，其中反射面包括真空沉積鋁。
17. 根據(jù)權利要求9所述的光反射罩，其中反射面包括真空沉積銀。
18. —個反射罩，包括一個四邊形截錐臺形狀，其有一個內(nèi)面和一個外面，四邊形截錐臺形狀還有一個輸入 開口和一個輸出開口，內(nèi)面有多個相鄰隆脊(ridge)，其中至少部分內(nèi)面是反射的。
19. 根據(jù)權利要求18所述的反射罩，其中四邊形截錐臺形狀是梯形截錐臺形狀。
20. 根據(jù)權利要求18所述的反射罩，其中四邊形截錐臺形狀被設置以不對稱分布的方 式從輸出口輸出光。
全文摘要
一種光反射罩，用來散發(fā)從光源如發(fā)光二極管產(chǎn)生的光。依照一個實施例，光反射罩包括多個板，其形成一個孔腔，孔腔有一個光接收端和一個光輸出端，孔腔內(nèi)壁有一個反射面，且其中孔腔有多個階層，其沿著孔腔內(nèi)面從光接收端延伸到光輸出端，且其中光接收端被設置以接收從光源產(chǎn)生的光，而孔腔的階層被設置以反射從光源產(chǎn)生的光，并不對稱地從光輸出端散發(fā)反射光。本發(fā)明實施例使用一個梯形形狀來建立不對稱的輸出分布。
文檔編號F21V7/04GK101720405SQ200880000078
公開日2010年6月2日 申請日期2008年7月31日 優(yōu)先權日2008年7月31日
發(fā)明者劉洋, 廖本瑜 申請人:香港應用科技研究院有限公司