[发明专利]发光二极管聚光灯

说明书

优先权主张

本申请案主张由Yang等人命名为“LED聚光灯”的在2010年6月11日申请的第61/354,049号美国临时专利申请案的优先权的权利，及由Yang等人命名为“LED聚光灯”的在2011年6月8日申请的第13/156,183号美国专利申请案的优先权的权利，所述申请案以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明是关于基于LED(基于发光二极管)的聚光灯，且尤其是有关于(但非排他地)具有20°或更小的发射角度的聚光灯。

背景技术

发射白光LED(“白色LED”)在所属领域中已知并且是相对新近的创新。直到开发出以电磁谱的蓝色/紫外线部分发射的LED，开发基于LED的白光源才变成实用。如所教示，例如在第5,998,925号美国专利中，白色LED包含一个或一个以上磷光体材料(即光致发光材料)，其吸收所述LED所发射的部分辐射并重新发射不同颜色(波长)的辐射。通常，所述LED芯片产生蓝光且所述磷光体材料吸收一定百分比的所述蓝光并重新发射黄光或绿光与红光、绿光与黄光或黄光与红光的组合。由所述LED产生而不被所述磷光体材料吸收的蓝光部分与所述磷光体材料所发射的光组合提供了对人眼呈现为近乎白色的光。

目前，关注最多的是使用高亮度白色LED以取代常规白炽灯泡、卤素反射器灯及荧光灯。利用高亮度白色LED的大多数照明装置包括多个LED取代常规光源组件及利用现有光学组件(例如反射器及/或透镜)的布置。理想上聚光灯将产生照度(入射于表面上的每单位面积的光通量(功率))，所述照度跨所述灯的发射角度(光束扩展)大体上是均匀的。然而，因为来自一盏灯的光发射局限于经选择的发射角度内，所以这可导致的一较大比例的光发射集中于所述轴上，由此进一步降低发射角度内的照度均匀性。不像接近地近似于点光源的白炽灯，基于LED的灯产生经常远离点光源的光，适合于要求开发LED灯的新光学布置以用于一般照明应用。需要具有20°或更小的经选择的发射角度的基于LED的聚光灯。

由Haitao YANG于2010年3月10日申请的共同待审中的第12/721,311号美国专利申请案(第US2010/0237760号公开案)教示基于LED的嵌灯，其包括：导热本体；多个发光二极管(LED)，其配置为阵列并经安装而与所述本体热连通；及位于LED平面前面的反光罩。所述罩具有至少两个平截头圆锥(即其最高点被平行于底座的平面截断的圆锥体)反光表面，所述表面围绕LED阵列且经配置使得在操作中所述灯所发射的光是在经选择的发射角度内。虽然此配置可产生40°和更大的发射角度的良好的均匀照明，但是此配置不适于具有较小发射角度的聚光灯，且尤其是具有紧凑形状因数的聚光灯。

授予Mass技术有限公司(香港)的第CN201368347Y号中国专利教示LED反射器灯，其包括安装于相应光源面板上的至少两个LED光源，所述面板又经安装以热接触至少一个导热平板的相对面。在底部具有插槽的反射器杯使LED光源面板及导热平板能插入所述反射器杯的底部，使得LED光源与所述反射器杯的中垂轴平行。

发明内容

根据本发明，一种LED聚光灯，其可操作以产生具有相对于所述聚光灯的发射轴测量的经选择的发射角度的光，所述聚光灯包括：一盘形反射器及多个LED，其中所述LED经配置使得在操作中每一者在与所述聚光灯的发射轴呈大体径向方向上发射光，且其中每一LED的光发射轴经配置以与所述聚光灯的发射轴呈至少40°的角度。所述LED可配置使得其发射轴与所述聚光灯的发射轴呈锐角而在40°到85°的范围中的角度处。或者所述LED可经配置使得其发射轴与所述聚光灯的发射轴呈钝角而在95°到140°的范围中的角度处。以此方式配置所述LED的发射轴使得能制造具有紧凑形状因数及狭窄发射角度的聚光灯。

在一个布置中，所述LED经配置使得其发射轴大体上与所述聚光灯的发射轴正交。优选的是所述LED经配置为至少一个线性阵列，所述线性阵列位于与所述LED的发射轴及所述聚光灯的发射轴相互正交的线上。有利的是所述反射器包括与LED相关联的相应大体抛物面反光表面(如通过椭圆的旋转而界定的椭圆抛物面二次曲面)。所述反射表面可包括连续光滑表面或多面表面。