[发明专利]带具有球形几何形状的漫射体的LED灯

说明书

技术领域

本公开内容的主题涉及光照和光照装置，并且更具体地涉及使用发光二极管(LED)的灯，其中实施例呈现出与普通白炽灯一致的强度分布。

背景技术

白炽灯(例如，整体式白炽灯和卤素灯)经由螺纹基座连接器(在白炽灯泡的背景下有时称为爱迪生基座)、卡口型基座连接器(即，在白炽灯泡的情况是卡口基座)、或其它标准的基座连接器来与灯座匹配。这些灯通常为整体包装的形式，其包括以标准电能(例如，110V和/或220V AC和/或12V DC)操作的构件。在白炽灯和卤素灯的情况下，这些构件最小，因为灯包括在高温下操作且将多余的热有效地辐射到环境中的白炽灯丝。许多白炽灯为全向性光源。这些类型的灯提供大致一致的光强度分布(或强度分布)的光。此类灯得到了多种应用，如，在桌灯、台灯、装饰灯、吊灯、顶灯和需要沿所有方向的光的均匀分布的其它应用中。

固态光照技术如LED或基于LED的装置通常具有优于白炽灯的性能。该性能可通过例如以流明每电瓦特(LPW)测量的其有效寿命(例如，在时间内的其流明保持和其稳定性)和较高效力来量化。例如，白炽灯的寿命通常在大约1000到5000小时的范围中，而使用基于LED的装置的光照装置能够操作超过25,000小时，且或许高达100,000小时或更高；而白炽灯和卤素灯的效力通常在10到30LPW的范围中，基于LED的装置现今可具有40到100LPW的效力，且在将来甚至更高。

令人遗憾的是，基于LED的装置在性质上是高度定向的。普通LED装置是平的，且仅从一侧发光。因此，尽管性能优异，但制造作为白炽灯替换物的许多市售的LED灯的强度分布并非与白炽灯的强度分布一致。

固态技术的又一个挑战在于需要充分地散热。基于LED的装置相比于白炽灯丝或卤素灯丝在性能和可靠性两者方向对于温度高度敏感。这些特征通常通过放置与LED装置接触或热接触的散热器来解决。然而，散热器可阻挡LED装置发射的光，且因此进一步限制生成一致的光强度的光的能力。限定包括光源的所有灯构件的最大尺寸的物理约束如规章限制进一步限制了适当散热的能力。

发明内容

本公开内容描述了灯，其以一种方式分散来自发光二极管(LED)的光，该方式使得该灯适于替换白炽灯泡。这些灯的实施例包括漫射体(diffuser)，其具有球形几何形状，限定了位于漫射体的顶部的反射区域(reflective area)以及反射区域下方的透射区域(transmissive area)。反射区域将光从LED引导至透射区域，在该处光穿过漫射体。

本公开内容的其它特征和优点将通过结合附图参照以下描述而变得清楚。

附图说明

现在简要参照附图，在附图中：

图1绘出了可替换常规白炽灯泡的示例性灯的侧视图；

图2绘出了用于图1的灯中的示例性漫射体；

图3示出了沿图2的线A-A截取的漫射体的横截面；

图4示出了用于图1的灯中的另一个示例性漫射体；以及

图5示出了用于图1中的灯中的示例性基座组件的透视图。

只要适用，则相似的参考标号表示所有若干视图中的相同或对应的构件和单元，视图并未按比例，除非另外指出。

具体实施方式

图1示出了具有光引擎(light engine)102的示例性灯100(也是LED灯100)的侧视图，光引擎102具有作为主光源的发光二极管(LED)104。LED104生成光，使得灯100形成与常规白炽灯泡的强度分布相当的范围的光强度分布图案(也是强度分布)的光。具有中心轴线C且限定远场中的高度或纬度坐标θ(也是分布角θ)的坐标系可用于描述共同强度分布的照明的空间分布。在一个实施例中，LED灯100将来自LED104的光分散到强度分布中，其满足和/或超过美国能源部对于所谓L-PRIZE?规格规定的一致强度分布的目标值。在本申请提交为止，该规格限定了60瓦白炽灯的LED替换物。LED灯100还满足和/或超过其它行业标准和额定值(例如，美国的ENERGY STAR?的额定值)的值。值得注意的是，涉及强度分布的一致性的ENERGY STAR?规格指出，0°到135°的范围内的任何分布角θ下的强度必须在该角范围下的所有强度的平均值的±20%内。L-PRIZE?规格需要比ENERGY STAR?额定值更一致的强度分布。作为一个示例，L-PRIZE?规格需要0°到150°的范围内的任何角θ下的强度必须在以该角范围的所有强度的平均值的±10%内。