專利名稱：發(fā)光二極管燈和其中的反光杯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型總地涉及照明燈具，具體地說，涉及發(fā)光二極管(LED)燈和其中使用 的反光杯。
背景技術(shù)：
LED燈是指燈具產(chǎn)品采用LED (Light-emitting Diode,發(fā)光二極管)技術(shù)做為主 要的發(fā)光源。LED是一種固態(tài)的半導(dǎo)體組件，不同種類的LED能夠發(fā)出各種顏色的不同波 長的光線。近幾年的新發(fā)展則是在藍(lán)光LED上涂上螢光粉，將藍(lán)光LED轉(zhuǎn)化成白光LED產(chǎn) 品。LED燈的燈泡體積小、重量輕，并以環(huán)氧樹脂封裝，可承受高強(qiáng)度機(jī)械沖擊和震動(dòng)，不易 破碎，且亮度衰減周期長，所以其使用壽命可長達(dá)5萬-10萬小時(shí)，遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)鎢絲燈泡的 約1000小時(shí)及熒光燈管的約10，000小時(shí)。由于LED燈的使用年限可達(dá)5 10年，所以不 僅可大幅降低燈具替換的成本，又因其具有極小電流即可驅(qū)動(dòng)發(fā)光的特質(zhì)，在同樣照明效 果的情況下，耗電量也只有熒光燈管的二分之一，因此LED燈也同時(shí)擁有省電與節(jié)能的優(yōu) 點(diǎn)o目前燈泡型式的LED燈具采用的光源多半為單晶、多晶封裝的高功率LED、AC LED 等。單晶封裝的高功率LED，普遍用在MR16、LED投射燈等光源集中、指向性強(qiáng)的照明產(chǎn)品。 而10W以上取代節(jié)能燈泡的LED燈泡則是采用多芯片封裝的高功率LED當(dāng)作光源。除了采用LED作為發(fā)光元件之外，LED照明燈具的結(jié)構(gòu)與反射式節(jié)能燈的結(jié)構(gòu)類 似。一般來說，LED照明燈具包括LED燈板，其中含有LED芯片封裝、熒光粉層等；外殼；對(duì) LED芯片供電的電路部分；反射杯、散熱器等。圖1A示出現(xiàn)有技術(shù)LED反射燈的立體圖。圖 1B示出現(xiàn)有技術(shù)LED反射燈的底視圖。其中LED發(fā)光元件位于LED燈管底部標(biāo)牌的上面。 LED芯片在通電后發(fā)出光，光線傳送到覆蓋在LED芯片或封裝上的熒光粉中，激發(fā)熒光粉發(fā) 出白色光或預(yù)定顏色的光。在該產(chǎn)品中，光線從圖1A中標(biāo)牌上部的兩個(gè)側(cè)面發(fā)出，經(jīng)過反 光杯的反射向前發(fā)出。但是，該現(xiàn)有技術(shù)的LED反射燈在使用時(shí)，其反光杯所投影出來的光斑(光影區(qū)) 會(huì)出現(xiàn)部份環(huán)狀的黃色區(qū)域，呈現(xiàn)不均勻的發(fā)光效果，使LED燈管的出光質(zhì)量不佳，影響視 覺效果和應(yīng)用場合。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種具有均勻發(fā)光光斑的LED反射燈。本實(shí)用新型 的再一個(gè)目的是提供能夠在LED反射燈中反射形成具有發(fā)光區(qū)域的反射杯。為了解決上述問題，本發(fā)明人采用了一種有弧度的格紋反光杯，實(shí)現(xiàn)了具有均勻 發(fā)光光斑的LED反射燈。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種照明光源用的反光杯，它包括杯身和杯 頂，其中杯頂設(shè)有開孔以使光源從該孔伸入反光杯中，反光杯的底部具有開口，用于使光源 發(fā)出的光線射出；其特征在于所述杯身上設(shè)置多個(gè)有弧度的凹坑或凸起，該弧度與反光杯 表面的輪廓弧度不同。[0010]所述杯身的形狀可以是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的拋物面或雙曲面形狀，也可以是其它適合的形 狀，如球面形、梯臺(tái)形、長方體形等，還可以是復(fù)合的曲面，甚至任意的形狀。所述杯身還可 以被分為多個(gè)部分，以容納其它部件，或者便于制造或安裝。所述反光杯的杯身上可以設(shè)置多個(gè)按行列排列的格紋，在每一個(gè)格紋上都有加上 凸出或凹下的弧面。優(yōu)選地，所述孤度的設(shè)計(jì)如下格紋上的弧度由A-B的直線尺寸計(jì)算， 格紋側(cè)邊的尺寸A-B約為1mm至10mm，ADB的弧度最高點(diǎn)D-C的高度是約0. 02至1mm，按比 例計(jì)算是D-C等于0. 02 (A-B)至0. 1 (A-B)，優(yōu)選地D-C的高度是0. 02至0. 4mm,即D-C等 于 0. 02 (A-B)至 0. 04 (A-B)。凸出弧度的格紋弧度尺寸需要符合以下要求，弧度的高度是弧度底部尺寸的0. 02 至0. 1倍，尤其是0. 02至0. 04倍，即D-C等于0. 02至0. 1 (A-B)，優(yōu)選地，0. 02至0. 04 (A-B)。 如果超出0. 1倍的弧度，光強(qiáng)會(huì)受影響，但依然可以保持光源平均分布。所述反射杯可以用于LED反射燈，也可以用于其它類型的反射燈，如反射型的節(jié) 能燈或熒光燈、白熾燈等，甚至可以用于所有類型的照明光源中。本實(shí)用新型的另一個(gè)方面提供了一種LED反射燈，包括殼體，位于殼體中作為光 源的LED燈板和向LED供電的電路部分；固體在殼體上的反光杯和用于對(duì)LED燈板散熱的 散熱器，所述反光杯將LED燈板發(fā)出的光向外反射，形成光輸出；其特征在于所述反光杯是 以上所述的反光杯。其中，所述LED燈板含有LED芯片封裝以及表面涂有熒光粉層。優(yōu)選地，所述LED 燈板含有按陣列排列的多個(gè)LED的芯片。所述多個(gè)LED的芯片可以形成在一個(gè)半導(dǎo)體襯底 上，也可以由不同的半導(dǎo)體襯底互連而形成。根據(jù)本實(shí)用新型的反射杯和LED反射燈，可以獲得均勻的發(fā)光光斑，同時(shí)對(duì)發(fā)光 強(qiáng)度沒有不利影響。

圖1A是現(xiàn)有技術(shù)LED反射燈的立體圖。圖1B是現(xiàn)有技術(shù)LED反射燈的底視圖，顯示其中的反光杯。圖1C是LED反射燈中LED燈板的多個(gè)LED芯片陣列的示意圖。圖2表示現(xiàn)有技術(shù)LED反射燈的光斑。圖3是本實(shí)用新型的LED反射燈的立體圖。圖4是本實(shí)用新型LED燈的發(fā)光光斑。圖5是本實(shí)用新型LED燈與現(xiàn)有技術(shù)的反光杯的局部對(duì)比圖。圖6是用于計(jì)算本實(shí)用新型LED燈的反光杯弧度的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖以含有多個(gè)LED的芯片的燈板和格紋反光杯的LED反射燈來說明本 實(shí)用新型的方案。本實(shí)用新型的發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的LED反射燈進(jìn)行了深入和細(xì)致的研究和分析， 之后發(fā)現(xiàn)，在上述現(xiàn)有技術(shù)的LED反射燈的光斑中形成黃色環(huán)狀區(qū)域的主要是由LED燈板 中的多芯片陣列所形成的。[0027]圖1C是LED反射燈的LED燈板中多芯片LED陣列的示意圖。在圖1C中，最大的 方框表示LED芯片基板；小的長方形框表示LED芯片，圖中排列有3 X 10個(gè)LED芯片，這些 LED芯片可以位于一個(gè)單晶襯底上，也可以由多個(gè)小的芯片陣列組合而成。在各排芯片之間 有較大的間距，如圖1C中垂直方向的兩個(gè)長方形框所示；而各列之間的間距則較小?，F(xiàn)有技術(shù)LED反射燈中的反射杯是表面光滑的拋物面或雙曲面形狀，與反射型 熒光燈或節(jié)能燈中的反射杯相似，但被分為兩瓣以將LED燈板夾在其中。LED反射燈中LED 芯片陣列的各排LED之間是不發(fā)光的地方，它們會(huì)在熒光粉中也產(chǎn)生類似形狀的不發(fā)光或 弱發(fā)光的區(qū)域。然后這些不發(fā)光的地方經(jīng)過反光杯的反射、投影出來，便會(huì)在LED燈的光斑 中形成圖2所示的黃色暗區(qū)，從而在LED反射燈的發(fā)光光斑中產(chǎn)生不均勻的照射。為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種照明光源用的反光杯，它包括杯身和 杯頂，其中杯頂設(shè)有一開孔用以使光源從該孔伸入反光杯中，反光杯的底部具有開口，用于 使光源發(fā)出的光線射出；其特征在于所述杯身上設(shè)置多個(gè)有弧度的凹坑或凸起。所述杯身的形狀可以是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的拋物面或雙曲面形狀，也可以是其它適合的形 狀，如球面形、梯臺(tái)形、長方體形等，還可以是復(fù)合的曲面，甚至任意的形狀。所述杯身還可 以被分為多個(gè)部分，以容納其它部件，或者便于制造或安裝。如圖3所示，圖中設(shè)計(jì)的反光杯中的格紋會(huì)有凸出的弧度，使反射出來的光線可 以平均分布，從而使反光杯所投影出來的光斑(光影區(qū))變得均勻，不會(huì)出現(xiàn)黃色區(qū)域，而 且光強(qiáng)不會(huì)受影響。該反光杯的設(shè)計(jì)是在每一個(gè)格紋上都有加上凸出的弧面。圖5的局部放大圖示出 了反光杯的一部分，圖5左邊是現(xiàn)有技術(shù)的反光杯的表面，右邊是本實(shí)用新型的反光杯的 表面。從圖5中可見，現(xiàn)有技術(shù)反光杯的表面是光滑的，其中的格紋是直接設(shè)計(jì)的。現(xiàn)有技 術(shù)的反光杯是采用旋壓工程做出來的，其中的格紋是因?yàn)樾龎旱哪＞呱暇哂懈褡蛹y而做出 來的。由于反光杯的表面是拋物面或雙曲面等曲面，因此每個(gè)格紋的四邊也都是曲線。從 杯頂?shù)奖椎母窦y邊是逐漸發(fā)散的拋物線或雙曲線等形狀，而與杯底平行的格紋的邊則是 平行的圓。在現(xiàn)有技術(shù)的反光杯中，各個(gè)格紋的表面一起構(gòu)成光滑的拋物面或雙曲面。本實(shí)用新型的反光杯中設(shè)置多個(gè)按行列排列的格紋，每個(gè)格紋中形成有凸起的弧 面(圓柱面或球面)，該弧面具有一個(gè)弧度。從LED反射燈的底部向反光杯看過去，反光杯每 個(gè)格紋構(gòu)成一個(gè)小的凹面鏡，即弧面是向內(nèi)凸起的。在本實(shí)用新型的反光杯中，各個(gè)格紋中 凸起的弧面使反光杯整體的表面不再是光滑的拋物面或雙曲面，而是形成有凹凸圖案，但 反光杯整體仍然具有拋物面或雙曲面的輪廓?；蛘撸梢詫⒈緦?shí)用新型的反光杯理解為，在 形成現(xiàn)有技術(shù)的反光杯之后，將反光杯中每個(gè)格紋中的曲面向內(nèi)或向外凸起形成弧面(圓 柱面或球面)，該弧面(圓柱面或球面)的曲率與形成反光杯表面輪廓的拋物面或雙曲面不 同。下面以拋物面形狀的反光杯作為例子，解釋上述反光杯中格紋弧面的孤度的設(shè) 計(jì)。圖6示出反光杯的局部放大示意圖，其中反光杯被倒置放置，杯底位于圖的上部， 而杯頂位于圖的下部。圖面的水平方向平行于杯底，每個(gè)方框表示一個(gè)格紋。每個(gè)格紋的 上下兩邊平行于杯的底邊，格紋的側(cè)邊則由從杯頂延伸到杯底的拋物線所限定。每個(gè)格紋 具有頂點(diǎn)A、B和弧面ADB，各個(gè)頂點(diǎn)A、B位于反光杯的拋物面形狀上。[0036]在圖6中，每個(gè)格紋中側(cè)邊直線ACB的距離以A-B表示，根據(jù)反光杯的大小不同， 格紋側(cè)邊的尺寸A-B約為1mm至10mm，弧度ADB的最高點(diǎn)是D，D-C是弧面的高度，D-C的 高度是約0. 02至1mm，按比例計(jì)算D-C是等于0. 02 (A-B)至0. 1 (A-B)，尤其是D-C的高度 是約0. 02至0. 4mm,即D-C等于0. 02至0. 04(A_B)。應(yīng)注意的是，直線ACB是用于計(jì)算弧 度的設(shè)計(jì)線條，在實(shí)際的反光杯產(chǎn)品中，格紋中不存在棱邊直線ACB。弧面的高度在不同尺 寸的反光杯中也是不同的。上述凸出弧面的格紋弧度需要符合尺寸要求，最高弧度點(diǎn)是弧度底部的0. 02至 0. 1倍，優(yōu)選地0. 02至0. 04倍，即D-C等于0. 02至0. 04 (A-B)。如果超出0. 1倍的弧度， 光強(qiáng)會(huì)受影響，但依然可以保持光源平均分布。上述凸出弧面的形狀可以是圓柱面、球面或錐面形狀，或者其它適合的現(xiàn)狀。這可 以根據(jù)對(duì)LED反射燈的聚光要求和/或加工工藝來確定。對(duì)于球面或錐面形狀的弧面，點(diǎn)C 需要位于格紋的四個(gè)頂點(diǎn)所在平面的中央，而點(diǎn)D則位于格紋的四個(gè)頂點(diǎn)所在平面的垂直 線上并且該垂直線經(jīng)過點(diǎn)C。根據(jù)反光杯格紋的四個(gè)頂點(diǎn)和弧面的高度D-C，同時(shí)根據(jù)弧面 的形狀，依據(jù)幾何原理，即可以確定弧面的全部形狀。另一種替換的方式是，所述弧面也可以向外凸起，即從反光杯的底部看形成凸面 鏡，這也可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的效果。所述反光杯的形狀也不限于拋物面形狀，在雙曲面形狀或其它適合形狀的反光杯 上，也可以同樣地設(shè)計(jì)格紋和凸出/凹下的弧面，以消除反射燈光斑中的暗影或黃色光區(qū)， 形成均勻的光斑。所述反射杯可以用于LED反射燈，也可以用于其它類型的反射燈，如反射型的節(jié) 能燈或熒光燈、白熾燈等，甚至可以用于所有類型的照明光源中。因此，本實(shí)用新型的另一個(gè)方面提供了一種LED反射燈，包括殼體，位于殼體中作 為光源的LED燈板和向LED供電的電路部分；固體在殼體上的反光杯和用于對(duì)LED燈板散 熱的散熱器，所述反光杯將LED燈板發(fā)出的光向外反射，形成光輸出；其特征在于所述反光 杯是以上所述的反光杯。其中，所述LED燈板含有LED芯片封裝以及表面涂有熒光粉層。優(yōu)選地，所述LED 燈板含有按陣列排列的多個(gè)LED的芯片。所述多個(gè)LED的芯片可以形成在一個(gè)半導(dǎo)體襯底 上，也可以由不同的半導(dǎo)體襯底互連而形成。圖4中示出了本實(shí)用新型的LED反射燈的發(fā)光光斑。其中采用了上述的具有弧面 的反光杯，LED燈板發(fā)出的光在經(jīng)過反光杯的反射后從反射燈發(fā)出，反光杯所投影出來的光 斑(光影區(qū))非常均勻，因?yàn)榉垂獗母窦y所具有的弧面或弧度，使反射燈發(fā)出的光線可以 平均分配，不會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的黃色區(qū)域，而且反射燈的輸出光強(qiáng)度不受影響。以上以優(yōu)選實(shí)施例介紹了本實(shí)用新型的用于照明光源的反光杯和含有該反光杯 的LED燈。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以按照說明書中的教導(dǎo)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改進(jìn)和/修改， 這些改進(jìn)和/或修改都應(yīng)當(dāng)被包括在本實(shí)用新型權(quán)利要求書的范圍中。
權(quán)利要求一種發(fā)光二極管燈使用的反光杯，包括杯身和杯頂，其中杯頂設(shè)有開孔以使光源從該孔伸入反光杯中，反光杯的上部具有開口，用于使光源發(fā)出的光線射出；其特征在于所述杯身上設(shè)置多個(gè)有弧度的凹坑或凸起，該弧度與反光杯表面的輪廓弧度不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的反光杯，其特征在于所述反光杯的杯身上設(shè)置多個(gè)按行列排列的 格紋，在每一個(gè)格紋上都形成凸出或凹下的弧面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的反光杯，其特征在于所述弧面的孤度如下格紋上的弧度由格紋 側(cè)邊的直線尺寸A-B計(jì)算，弧度最高點(diǎn)的高度D-C按比例計(jì)算是D-C等于0. 02 (A-B)至 0. 1 (A-B)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的反光杯，其特征在于D-C等于0.02 (A-B)至0. 04 (A-B)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的反光杯，其特征在于格紋側(cè)邊的尺寸A-B為Imm至10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4的反光杯，其特征在于所述弧面的形狀是球面形、柱面形或錐面形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的反光杯，其特征在于所述杯身的形狀是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的拋物面 或雙曲面形狀。
8.一種發(fā)光二極管燈，包括殼體，位于殼體中作為光源的發(fā)光二極管燈板和向發(fā)光二 極管供電的電路部分；固體在殼體上的反光杯和用于對(duì)發(fā)光二極管燈板散熱的散熱器，所 述反光杯將發(fā)光二極管燈板發(fā)出的光向外反射，形成光輸出；其特征在于所述反光杯是根 據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的反光杯。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管燈，其特征在于所述發(fā)光二極管燈板含有按陣 列排列的多個(gè)發(fā)光二極管的芯片以及在發(fā)光二極管燈板的表面上涂有熒光粉層。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種LED燈和其中的反光杯，其為一種照明光源用的反光杯，包括杯身和杯頂，其中杯頂設(shè)有一開孔用以使光源從該孔伸入反光杯中，反光杯的底部具有開口，用于使光源發(fā)出的光線射出；其特征在于所述杯身上設(shè)置多個(gè)有弧度的凹坑或凸起。其中，所述反光杯的杯身上設(shè)置多個(gè)按行列排列的格紋，在每一個(gè)格紋上都形成凸出或凹下的弧面。所述弧面可以是球面形、柱面形或錐面形的形狀。所述弧面的孤度如下格紋上的弧度由格紋側(cè)邊的直線尺寸A-B計(jì)算，弧度最高點(diǎn)的高度D-C按比例計(jì)算是D-C等于0.02(A-B)至0.1(A-B)，尤其是0.02至0.04(A-B)。本實(shí)用新型還提供了含有上述反光杯的LED反射燈。
文檔編號(hào)F21V7/09GK201764419SQ20092027347
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者胡安華 申請(qǐng)人:馬士科技有限公司