專利名稱：發(fā)光二極管照明器具光重新定向屏蔽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode, LED)照明器具，且特別是關(guān)于一種結(jié)合光學(xué)屏蔽元件的LED照明器具，用于避免或降低光朝至少一方向的分布。
背景技術(shù)：
由典型發(fā)光二極管(LED)所放射的光分布為朗伯(Lambertian)分布,其意指最高的光強(qiáng)度是直接在LED的放射表面上。在典型照明應(yīng)用中，例如路燈，多個(gè)LED全部向下被安裝在平坦表面上以面向街道。如果朗伯LED光放射型態(tài)未被額外光學(xué)元件修正的話，則大部分的光強(qiáng)度是直接導(dǎo)向路燈照明器具下方至街道上，從而產(chǎn)生不必要的熱光點(diǎn)在照明器具下方及產(chǎn)生最小光強(qiáng)度在路燈周圍區(qū)域。對大部分的路燈而言，存在著將照明的寬廣 目標(biāo)區(qū)域延伸超過直接在照明器具下方的熱光點(diǎn)區(qū)域。因此，要在街道上呈現(xiàn)較寬且更均勻的照明分布或其他期望的照明區(qū)域可能難以達(dá)成。安裝在LED上面的二次透鏡常被使用于更均勻重新分配由LED所放射的光，使LED照明器具周圍的鄰近目標(biāo)區(qū)域得到更好照明(例如為了符合關(guān)于街道照明或其他區(qū)域照明應(yīng)用的各種IESNA光分布基準(zhǔn))。然而，在某些應(yīng)用中，吾人可能期望選擇性將照明器具周圍的鄰近區(qū)域的一部分排除在光分布之外。舉例而言，在住宅路燈應(yīng)用上，路燈時(shí)常被安置鄰接于房子，于此實(shí)質(zhì)上均勻分布在大目標(biāo)區(qū)域上面的光會(huì)導(dǎo)致太多光被導(dǎo)向鄰家。反之，吾人期望路燈照明目標(biāo)區(qū)域的街道及人行道，但不能到達(dá)太遠(yuǎn)而更進(jìn)一步朝向鄰家，于此將妨礙居住者的隱私。因此，不對稱的二次透鏡可被使用于重新定向某些光遠(yuǎn)離鄰家，但這種透鏡難以實(shí)施且昂貴，且在避免光被導(dǎo)向進(jìn)入鄰近區(qū)域中，同時(shí)仍然在目標(biāo)區(qū)域的保留部分中維持光的期望均勻(或?qū)嵸|(zhì)上均勻)分布方面只提供有限的成功率。對于一種利用選擇性縮小或消除光進(jìn)入鄰近區(qū)域的一個(gè)部分中的照明而不會(huì)負(fù)面影響光在別處的分布能力，有效且確實(shí)產(chǎn)生光在照明器具周圍的鄰近區(qū)域中期望照明的LED照明器具而言，有其必要性。

發(fā)明內(nèi)容
前述需求是關(guān)于一種LED燈具，LED燈具包括一重新定向屏蔽及多個(gè)LED。重新定向屏蔽包括一基板，形成有多個(gè)孔隙于其中；以及多個(gè)屏蔽板，從基板的一上表面延伸。多個(gè)LED用于產(chǎn)生一光輸出并延伸通過孔隙，其中屏蔽板阻擋光輸出的一部分，以使來自LED燈具的光輸出的整體光分布不對稱。LED燈具可包括一外殼，形成一開放空穴；多個(gè)LED，配置在空穴中以產(chǎn)生一光輸出；一透鏡，配置在LED上面；以及一重新定向屏蔽，配置在空穴中。重新定向屏蔽包括一基板，形成有多個(gè)孔隙于其中；以及多個(gè)屏蔽板，從基板的一上表面延伸。LED延伸通過孔隙。屏蔽板阻擋光輸出的一部分，以使來自LED燈具的光輸出的整體光分布不對稱。本發(fā)明的其他目的及特征將藉由說明書、權(quán)利要求范圍及附圖的描述而更顯清
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圖I為適合本發(fā)明的街道燈具外殼的側(cè)視圖。圖2為重新定向屏蔽的立體圖。圖3為重新定向屏蔽及延伸通過其中的LED的立體圖。圖4為重新定向屏蔽及延伸通過其中的LED的俯視圖。圖5為重新定向屏蔽及延伸通過其中的LED的立體圖。圖6為重新定向屏蔽及延伸通過其中的LED的側(cè)視圖，其顯示單一列的LED及其相關(guān)的屏蔽板。圖7為重新定向屏蔽及延伸通過其中的LED的側(cè)視圖，其顯示多列的LED及其相關(guān)的屏蔽板。圖8A為LED及其相關(guān)屏蔽板的側(cè)視圖，其顯示阻隔/吸收放射光的屏蔽板。圖8B為LED及其相關(guān)屏蔽板的側(cè)視圖，其顯示反射放射光的屏蔽板。圖9A-9C為LED及其相關(guān)屏蔽板的側(cè)視圖，其顯示屏蔽板可被配置的各種傾斜角度。圖10A-10D為LED及其相關(guān)屏蔽板的側(cè)視圖，其顯示屏蔽板的各種示范的可能形狀。其中，附圖標(biāo)記10:街道照明器具 12:LED部分14:電子設(shè)備部分 16:開放空穴18 :空穴20 :透鏡22 :屏蔽24 :基板26 :孔隙28 :屏蔽板30 LED
具體實(shí)施例方式本發(fā)明為一種LED照明器具，其利用一重新定向屏蔽組件以減少或消除一區(qū)域至照明器具的一側(cè)的照明。圖I顯示以一懸吊式街道照明器具10的型式存在的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。然而，吾人應(yīng)注意到雖然本發(fā)明是以一懸吊式街道照明器具(具有多個(gè)LED，其面向下被安裝以照明街道、人行道及/或其他在照明器具下方及周圍的地面區(qū)域)作說明，但本發(fā)明并未受限于這種特定照明器具應(yīng)用及/或LED的面向下方位。街道照明器具10包括一外殼，其具有一 LED部分12與一電子設(shè)備部分14。LED部分12包括一個(gè)容納LED的開放空穴16，而電子設(shè)備部分14包括一個(gè)容納用于供應(yīng)電力至LED并控制LED的電子設(shè)備的空穴18。一透鏡20被配置在LED上面，且最好是(但非必要)具有建立以下目標(biāo)照明區(qū)域中的期望光分布的光學(xué)聚焦及/或擴(kuò)散特性。透鏡20是可選配的，且可能是單一透鏡元件或是多個(gè)被安裝或彼此對準(zhǔn)的分離透鏡元件。LED傳統(tǒng)上是安裝在一平坦基板(通常是提供電力及機(jī)械支撐給LED的印刷電路板)上。供LED用的電源可被安裝在印刷電路板上或各別被供應(yīng)。LED、LED支撐基板以及其電源是本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)，于此不再進(jìn)一步作說明。圖2-7顯示本發(fā)明的重新定向屏蔽22。屏蔽22包括一基板24，多個(gè)形成于基板24中的孔隙26，以及多個(gè)從基板24的上表面延伸的屏蔽板28。孔隙26被設(shè)置成能在基板24被安置在LED的支撐基板上面時(shí)，使LED 30延伸通過孔隙26，如圖3所示?？紫?6可形成為個(gè)別開口部(每個(gè)LED 30有一個(gè))，或形成為用于容納多個(gè)LED(例如延伸通過單一孔隙26的一整列或行的LED30，或延伸通過單一孔隙的一群組或群集的LED等)的連續(xù)的開放插槽或其他形狀。于圖2及3所顯示的實(shí)施例中，LED 30與匹配孔隙26被排列成數(shù)行與數(shù)列(分別在標(biāo)示的X及Z方向中)。屏蔽板28從基板24朝標(biāo)示的Y方向延伸，并在鄰近列的孔隙 26之間延伸。為了選擇性地減少朝一個(gè)方向(例如如圖所示的負(fù)Z方向[-Z])導(dǎo)向的光以產(chǎn)生不對稱光輸出，屏蔽板28最好是但非必要被配置比鄰近列更接近孔隙的一列(因此，此列的LED延伸通過其中)。最好是(但非必要)，屏蔽板鄰接孔隙的一列的邊緣(亦即孔隙的-Z側(cè))，而被隔開更遠(yuǎn)離鄰近列的孔隙的+Z側(cè)。這種配置將導(dǎo)致屏蔽板28阻隔(例如吸收或反射)朝-Z方向以低角度放射的光(低于朝+Z方向的同一低角度放射的光)，以下作更進(jìn)一步說明。除了置放屏蔽板更靠近于一列孔隙以外或取代置放屏蔽板更靠近于一列孔隙的是，依據(jù)期望程度的抑制，可以為朝期望方向的不同程度的光分布減少選擇不同形狀及不同尺寸的屏蔽板，且那些形狀及尺寸甚至可在相同的重新定向屏蔽上的屏蔽板之間改變。屏蔽板28可以由一吸光材料(例如黑色涂料，黑色陽極氧化等)所構(gòu)成或以其來涂布，用于吸收被阻擋的光。圖8A顯示兩個(gè)以相同角度但朝相反方向由LED所放射的光線。鄰近LED的屏蔽板阻擋并吸收朝一個(gè)方向的光線，而以相同角度朝另一方向放射的光未受影響。或者，屏蔽板可以由一反射材料所構(gòu)成或以反射材料來涂布，俾使被阻擋的光朝向另一方向被反射回來，如圖8B所不。為了達(dá)到阻隔朝一個(gè)方向的期望光的影響，屏蔽板28可垂直地延伸(圖9B)，傾向遠(yuǎn)離LED (圖9A)，或傾向朝向LED (圖9C)。此外，屏蔽板28可具有各種形狀，例如平面狀(圖10A)、L形狀(圖10B)、凹狀(圖10C)或凸?fàn)?圖10D)，以便提供期望光阻隔影響。光分布亦可藉由改變在LED與供此列的LED用的屏蔽板，及/或供鄰近列的LED用的屏蔽板之間的距離而受影響。應(yīng)注意到，通常期望但非必要使來自燈具中的每個(gè)LED的至少某些光被屏蔽板所阻擋(亦即，某些LED可能被配置在使其輸出實(shí)質(zhì)上完全沒有被屏蔽板所阻擋之處)。在相同照明器具中被各種屏蔽板所阻擋的光量及光特質(zhì)可以改變(亦即，藉由改變相同照明器具中的各種屏蔽板的尺寸、形狀及位置)。舉例而言，依據(jù)被使用的透鏡20 (如果使用一個(gè)的話)，某些靠近LED陣列的-Z邊緣的LED可具有較少光或沒有光被屏蔽板28阻隔(例如因?yàn)橥鈿み吘壙勺鳛榫植科帘?，所以被使用的透鏡20更有效地轉(zhuǎn)移來自那些LED的光(相較于陣列中的其他LED等))，而在LED陣列的中心中或靠近LED陣列的+Z邊緣的其他LED可透過屏蔽板28而具有更多光阻隔(例如透鏡20在轉(zhuǎn)移遠(yuǎn)離-Z方向的光方面較不有效)。依此方式，為了照明器具設(shè)計(jì)，以及特定位置及其相關(guān)期望照明型態(tài)，重新定向屏蔽22可被客制化。此外，可容易地將重新定向屏蔽22附加至一既有照明器具以解決在照明器具被裝設(shè)，及/或被重新定向屏蔽22所置換之后所發(fā)現(xiàn)的照明問題，如果期望改變(亦即，重新建造房子且需要遮住以前可忍受的光)，則此重新定向屏蔽22對于不同照明型態(tài)是最佳化的。光分布亦可藉由調(diào)整基板24相對于LED的高度(亦即，以一種可調(diào)節(jié)方式安裝基板24，能改變屏蔽板28相對于LED 30的高度，以改變重新定向屏蔽22的光阻隔特征)而受影響。光分布生成的不對稱本質(zhì)可以是朝相對于一相反方向的一個(gè)方向(亦即，阻擋或減少朝向一鄰近房子前進(jìn)的光而非朝相反方向延伸朝向街道的光)，及/或朝相對于正交的相反方向的相反方向(亦即，阻擋或減少朝向鄰近街道兩側(cè)上的房子前進(jìn)的光，盡可能不阻隔/減少朝正交方向(往下沿著街道的長度延伸)延伸的光。應(yīng)理解到本發(fā)明并未受限于上述及說明于此的實(shí)施例，但包括任何及所有落在以下權(quán)利要求書的范疇內(nèi)的變化。舉例而言，關(guān)于本發(fā)明的參考文獻(xiàn)并非意圖限制權(quán)利要求書或權(quán)利要求書專門用語的范疇，但取而代之的是僅作出關(guān)于可能由一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求書所涵蓋的一個(gè)或多個(gè)特征的參考。雖然所顯示的基板為平面，但如果LED被配置在非平 面的陣列中，則其不必是平面。雖然所顯示的屏蔽板為沿著一整列的LED延伸的連續(xù)條狀物，但它們可以是不連續(xù)的，甚至可被設(shè)計(jì)成為分離個(gè)別屏蔽，每個(gè)屏蔽供單一 LED用。
權(quán)利要求
1.一種LED燈具，其特征在于，包括 一重新定向屏蔽，其包括 一基板，形成有多個(gè)孔隙于其中，及 多個(gè)屏蔽板，從該基板的一上表面延伸；以及 多個(gè)LED，用于產(chǎn)生一光輸出并延伸通過該些孔隙，其中該些屏蔽板阻擋該光輸出的一部分，以使來自該LED燈具的該光輸出的整體光分布不對稱。
2.如權(quán)利要求I所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板具有一吸光材料，其藉由光吸收來阻擋該光輸出部分。
3.如權(quán)利要求I所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板具有一光反射材料，其藉由光反射來阻擋該光輸出部分。
4.如權(quán)利要求I所述的LED燈具，其特征在于 該些LED被排列成多列；以及 各該屏蔽板被配置鄰接于且沿著該多列的LED的其中一個(gè)延伸。
5.如權(quán)利要求4所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板以正交方式從該基板的該上表面延伸。
6.如權(quán)利要求4所述的LED燈具，其特征在于，對各該列而言，該屏蔽板從該基板的該上表面傾向朝向該列的該些LED延伸。
7.如權(quán)利要求4所述的LED燈具，其特征在于，對各該列而言，該屏蔽板從該基板的該上表面傾向遠(yuǎn)離該列的該些LED延伸。
8.如權(quán)利要求I所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板的至少一者以平面方式從該基板的該上表面延伸。
9.如權(quán)利要求I所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板的至少一者具有L形狀，其向上且局部在該些LED的至少一者上面延伸。
10.如權(quán)利要求I所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板的至少一者以凹或凸的方式從該基板的該上表面延伸。
11.如權(quán)利要求I所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板的其中一個(gè)在尺寸或形狀上相對于該些屏蔽板的另一個(gè)改變。
12.如權(quán)利要求I所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板用于不對稱地阻擋來自該些LED的該光輸出。
13.—種LED燈具，其特征在于，包括 一外殼，形成一開放空穴； 多個(gè)LED，配置在該空穴中用于產(chǎn)生一光輸出； 一透鏡，配置在該些LED上面；以及 一重新定向屏蔽，配置在該空穴中，其包括 一基板，形成有多個(gè)孔隙于其中，以及 多個(gè)屏蔽板，從該基板的一上表面延伸，其中該些LED延伸通過該些孔隙，且其中該些屏蔽板阻擋該光輸出的一部分，以使來自該LED燈具的該光輸出的一整體光分布不對稱。
14.如權(quán)利要求13所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板具有一吸光材料，其藉由光吸收來阻擋該光輸出部分。
15.如權(quán)利要求13所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板具有一光反射材料，其藉由光反射來阻擋該光輸出部分。
16.如權(quán)利要求13所述的LED燈具，其特征在于 該些LED被排列成多列；以及 各該屏蔽板被配置鄰接于該多列的LED的其中一個(gè)并沿著其延伸。
17.如權(quán)利要求16所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板以正交方式從該基板的該上表面延伸。
18.如權(quán)利要求16所述的LED燈具，其特征在于，對各該列而言，該屏蔽板從該基板的該上表面傾向朝向該列的該些LED延伸。
19.如權(quán)利要求16所述的LED燈具，其特征在于，對各該列而言，該屏蔽板從該基板的該上表面傾向遠(yuǎn)離該列的該些LED延伸。
20.如權(quán)利要求13所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板的至少一者以平面方式從該基板的該上表面延伸。
21.如權(quán)利要求13所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板的至少一者具有L形狀，其向上且局部在該些LED的至少一者上面延伸。
22.如權(quán)利要求13所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板的至少一者以凹或凸方式從該基板的該上表面延伸。
23.如權(quán)利要求13所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板的其中一個(gè)在尺寸或形狀上相對于該些屏蔽板的另一個(gè)改變。
24.如權(quán)利要求13所述的LED燈具，其特征在于，該透鏡聚焦或擴(kuò)散該光輸出。
25.如權(quán)利要求13所述的LED燈具，其特征在于，該些屏蔽板用于不對稱地阻擋來自該些LED的該光輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管(LED)燈具包括一形成開放空穴的外殼、多個(gè)配置在空穴中以產(chǎn)生光輸出的LED、一配置在LED上方用于聚焦及/或擴(kuò)散光輸出的透鏡以及一配置在空穴中的重新定向屏蔽。重新定向屏蔽包括一個(gè)形成有多個(gè)孔隙于其內(nèi)的基板，以及多個(gè)從基板的一上表面延伸的屏蔽板。LED延伸通過孔隙。屏蔽板阻擋一部分光輸出以使來自LED燈具的光輸出的整體光分布不對稱。
文檔編號F21S9/00GK102884372SQ201180023147
公開日2013年1月16日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者杜金旺, 王世昌, 徐斌皓, 鄭伊凱 申請人:光林電子股份有限公司