[发明专利]具有一体灯罩的全内反射透镜

说明书

相关申请的交叉引用

本发明涉及2009年4月8日提交的、共同转让并共同在审的美国专利申请No.12/420,802，该申请的全部内容通过全文引用结合于此。

技术领域

本发明大体上涉及照明设备，尤其涉及具有一体灯罩的全内反射(TIR)透镜。

背景技术

白炽灯泡已有100多年历史。尽管它仍然被广泛使用，但是正有很多努力针对用更具能量效率的发光技术来代替白炽灯泡，这些发光技术例如紧凑的荧光灯泡或者基于发光二极管(LED)的灯。

这些新技术所面临的一个挑战在于与支撑白炽灯泡的实体设施相结合。例如，许多现有的照明固定设备提供了标准的螺纹插口，具有标准螺纹基座的白炽灯泡能够插入这些插口中，使得用户能够容易地更换烧坏的灯泡。大多数建筑物已经永久性地安装了照明固定设备，例如安装到天花板中的“筒”状灯具、能够沿轨道布置各个照明固定设备的“轨道”灯具等。这些固定设备经常被设计成容纳具有各种标准形状因子(form factor)的白炽灯泡。

标准电灯泡形状因子的一种示例是“PAR-38”。这个本领域的术语指的是这样的灯泡：带有抛物面铝反射器、使光能够逸出的透明或半透明前盖、直径为八分之38英寸(4.75英寸，或107.95毫米(mm))。PAR-38灯泡常用于例如下列应用中：凹入式照明固定设备、保安灯具、聚光灯或其他需要直接的光的应用。

为了便于从白炽灯泡转换到更新的技术，有利的是把基于LED或其他更具能量效率的技术的灯制造成具有与针对白炽灯泡而涉及的现有固定设备相兼容的形状因子和螺纹基座，从而消除为了容纳新类型的灯具而更换现有照明固定设备所带来的成本和难度。

为了成功地作为现有电灯泡的替代物，基于LED的灯应当具有与所要代替的灯泡相近的形状因子以及与现有的照明设备相兼容的电连接。另外，这样的灯还应当耐用、提供令人满意的光质量、并具有吸引人的外观。

发明内容

本发明的实施例提供了带有一体灯罩的全内反射(TIR)透镜，这些透镜能够用在基于LED的灯中。TIR透镜的尺寸和形状可以被调整以针对灯的光输出而进行优化，而几乎无需考虑特定应用所需的形状因子。一体灯罩可以把TIR透镜的前表面(即来自光源的光出射处的表面)从光轴向外扩展，以更好的匹配特定灯的形状因子，同时在光的质量方面提供美学优点并给所安装的灯提供装饰性外观。在一些实施例中，TIR透镜和盖可以被调整以用在更换灯泡的灯中，这样的灯对应于标准的形状因子(例如PAR-38)。

根据一种实施例，透镜组件包括全内反射(TIR)主体部件和盖部件。TIR主体部件关于光轴大体上圆柱对称，其外表面具有沿着光轴的变尖形状，使得TIR主体部件在一端处比另一端处更宽。变尖形状提供了全内反射，以把来自较窄那端附近的光源位置的光导向较宽那端。与TIR主体部件一体的盖部件被布置在TIR主体部件的较宽那端。盖部件在垂直于光轴的方向上的宽度比TIR主体部件的最宽直径更大，在沿光轴的方向上的厚度比TIR主体部件的厚度更小。

盖部件可以比TIR主体部件薄得多。例如，盖部件的厚度可以小于透镜组件的总厚度的约10％，并可以是总厚度的至少约5％。

类似地，盖部件可以比TIR主体部件的较宽那端宽得多。例如，TIR主体部件的最宽直径可以不大于盖部件宽度的约40％，并可以至少是盖部件宽度的约25％。

下面的详细说明与附图一起，可以提供对于本发明的性质和优点的更好理解。

附图说明

图1是根据本发明实施例的透镜的侧面剖视图。

图2是图1的透镜的正视图。

图3A是根据本发明的实施例的微透镜的正视图。

图3B是根据本发明的实施例的微透镜的侧视图。

图4是图1的透镜的侧视图。

图5是图1的透镜的后视图。

图6是图1的透镜的后方立体图。

图7A是灯的简化剖视侧视图，该灯包含根据本发明实施例的透镜。

图7B是灯的正面立体图，该灯包含根据本发明实施例的透镜。

图8A是基于LED的光源的俯视图，该光源适于与根据本发明实施例的透镜一起使用。

图8B是基于LED的光源的侧面剖视图，该光源适于与根据本发明实施例的透镜一起使用。

具体实施方式