CN103196045A - 发光二极管灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光二极管灯(10)，该发光二极管灯包括：基板(50)，基板以其主表面垂直于所述发光二极管灯(10)的中心轴线的方式被设置；发光二极管(60)，所述发光二极管设置在基板(50)的一个主表面上距离中心轴线通过的点给定距离的位置处；和柱形反射部件(70)，所述柱形反射部件(70)设置在基板(50)的一个主表面上的中心轴线通过的位置处，部分地定位在发光二极管(60)的光照明范围内，并包括反射所述光的反射表面。

Description

发光二极管灯

相关文件结合引用

本申请是基于2012年1月6日提交的包括说明书、权利要求、附图和发明内容的第2012-001414号的日本专利申请。上述日本专利申请的公开内容通过引用在此处全文合并。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管灯。

背景技术

通过发光二极管发射的光具有高度方向性。因此，发光二极管灯具有小的光分布角度，该角度是光传播的角度，因此，这种灯的窄照明范围成为问题。

另一方面，为了增加照明范围，已知的是：照明灯通过照明用发光二极管周围的棱镜折射由发光二极管向外发射的光(例如，参见日本未审查专利申请Kokai公开出版物第2010-182434号)。

然而，在日本未审查专利申请Kokai公开出版物第2010-182434号中描述的照明灯中，光在通过棱镜时经历传输损失。

发明内容

本发明关注上述问题被发明并且本发明的示例性目标是提供一种发光二极管灯，所述发光二极管灯具有宽的照明范围和小的通过发光二极管发射的光的损失。

为获得上述目标，根据本发明第一示例性方面的发光二极管灯是灯泡型的发光二极管灯，该发光二极管灯包括：

基板，所述基板以其主表面垂直于发光二极管灯的中心轴线的方式设置；

发光二极管，所述发光二极管设置在所述基板的一个主表面上位于距离中心轴线通过的点给定距离的位置处；

柱形反射部件，所述柱形反射部件设置在所述基板的所述一个主表面上的位于中心轴线通过的位置处，部分地定位在发光二极管的光的照明范围内，并且包括反射光的反射表面；

基部部件，所述基部部件支撑所述基板的另一个主表面；和

罩，所述罩固定到基部部件，以遮盖发光二极管和反射部件。

本发明可以提供一种发光二极管灯，所述发光二极管灯具有宽的照明范围和小的通过发光二极管发射的光的损失。

附图说明

本发明的这些目的和其它目的以及优点在阅读以下的详细说明和附图时会更加清楚，其中：

图1是根据实施例1的发光二极管灯的垂直截面图，其被部分切除以示出截面；

图2是在罩被移除之后沿图1的方向A观察的根据实施例1的发光二极管灯的视图；

图3(a)、(b)和(c)是根据实施例1的发光二极管灯的反射部件的平面图、主视图和仰视图；

图4是通过箭头显示的根据实施例1的发光二极管灯中的光的发射和反射的示意图；

图5(a)、(b)和(c)是根据实施例2的发光二极管灯的反射部件的平面图、主视图和仰视图；和

图6是通过箭头显示的根据实施例2的发光二极管灯中的光的发射和反射的示意图。

具体实施方式

本发明的实施例将在以下参照附图进行说明。本发明不限制于以下的实施例和附图。当然，可以在不改变本发明的要旨的情况下对以下实施例和附图进行修改。

(实施例1)

以下说明根据本发明实施例1的发光二极管灯。

如图1所示，根据本发明实施例的发光二极管灯10包括灯头20、连结部件21、照明电路30、基部部件40、基板50、发光二极管60、反射部件70和罩80。尽管细节将随后进行说明，如图1所示，基部部件40、反射部件70、和罩80中的每一个都由关于中心轴线CL对称的旋转体构成，并且发光二极管灯10具有实际上等于普通白炽灯灯泡的外部形状的形状，换句话说，发光二极管灯10实际上由关于中心轴线CL对称的旋转体构成。

灯头20由金属制成并在外围上具有螺旋槽，以便被螺纹连接到照明设备的插座中。

连结部件21利用粘合剂等固定到灯头20。连结部件21是由诸如合成树脂的绝缘材料制成的封闭端圆柱形部件。照明电路30容纳在连结部件21中。照明电路30通过没有示出的电线电连接到灯头20。连结部件21连结金属灯头20和随后说明的金属基部部件40，并使它们彼此电热绝缘。

基部部件40由诸如铝的高导热金属制成。基部部件40由关于中心轴线CL对称的旋转体构成，其外径随距离灯头20的距离而逐渐增加。此外，基部部件40在顶部处具有顶板41并且在其中容纳连结部件21。

在内表面上具有阴螺纹的孔42形成在基部部件40的顶板41中位于发光二极管灯10的中心轴线CL通过的位置处。此外，用于固定随后说明的罩80的沟槽43围绕顶板41形成在基部部件40中。

为了防止损坏随后说明的发光二极管60的光发射效率，基部部件40起到将发光二极管60产生的热释放到基部部件40外部的散热器的作用。

如图1和2所示，具有给定厚度的几乎圆形基板50设置在基部部件40的顶板41上。基板50具有主表面，主表面的表面面积比侧表面面积大。主表面由两个表面(表面50a和表面50b)组成，发光二极管60设置在表面50a上，而表面50b邻接在基部部件40上，如图1所示。为了便于说明，在下文的说明中，上面设置发光二极管60的表面50a被称为一个主表面，而邻接在基部部件40上的表面50b被称作另一个主表面。

此外，基板50以基板的主表面垂直于发光二极管灯10的中心轴线CL的方式被设置。在内表面上具有阴螺纹的孔51形成在基板50的中心处。基板50是以基板的孔51连接形成在基部部件40的顶板41中的孔42的方式被设置。换句话说，基板50以孔51位于发光二极管灯10的中心轴线CL通过的位置处的方式设置。

基板50由诸如铝的高导热金属制成。因此，通过发光二极管60产生的热被迅速传递到基部部件40并被释放到基部部件40外部。

如图1和2所示，多个发光二极管60在围绕发光二极管灯10的中心轴线CL的圆周上以相等间隔设置在基板50的一个主表面50a上，即与邻接在基部部件40上的另一个主表面50b相对的主表面。这里，发光二极管60的布置不被限制于图2所示的布置。发光二极管60可以被设置在两个或三个同心圆上，只要他们设置在发光二极管灯10的中心轴线CL周围的圆周上即可。可选地，图2所示的发光二极管60不需要以相等间隔布置，并且可以根据需要以较大和较小间隔被布置。此外，发光二极管60的数量可以被增加或减少。发光二极管60通过未示出的电线经由照明电路30电连接到灯头20。

发光二极管60是发射白光的白光发光二极管。例如，发光二极管60由被荧光材料覆盖的多个蓝光发光二极管元件构成。通过蓝光发光二极管元件发射的蓝光被荧光材料部分吸收，从而产生黄光。通过蓝光发光二极管元件发射的蓝光的剩余部分通过荧光材料传输并作为蓝光本身被输出。黄光和蓝光是互补色并且混合光表现出白色。这里，发射白光的方案不限于上述方法。

从发光二极管60发射的光的强度沿发光二极管60的前部方向最高，即，在垂直于基板50的方向上最高，并且随与前部方向的角度的增加而降低。

再次参照图1，反射部件70设置在基板50的孔51和基部部件40的孔42中。

如图3所示，反射部件70是包括轴部件71和反射器72的柱形部件。

轴部件71是由阳螺纹71a、圆柱形轴71b、底座71c构成的柱形部件，底座71c的直径随距离阳螺纹71a的距离而逐渐增加。轴71b和底座71c中的每一个都由关于中心轴线CL对称的旋转体构成。轴部件71由诸如铝、铝合金、镁和镁合金的高导热金属构成。例如，由三聚氰胺树脂等构成的高反射白色涂层在轴部件71的表面上形成。这里，轴部件71可以由诸如透明清澈丙烯酸树脂和梨皮涂饰(pearskin-finished)丙烯酸树脂的合成树脂构成，在其表面上形成由三聚氰胺树脂等构成的高反射白色涂层。此外，轴部件71可以由金属和合成树脂的组合构成，例如金属阳螺纹71a和圆柱轴71b以及合成树脂底座71c。

反射器72固定到轴部件71的底座71c。反射器72反射通过发光二极管60发射的光。反射器72由旋转体构成，所述旋转体通过绕着发光二极管灯10的中心轴线CL旋转水平凸起曲线而形成。因此，反射器72没有角或顶点，并且实际上完全由向外凸起的弯曲表面构成。例如，反射器72是近似球状的。因此，反射器72的反射表面由近似球形的弯曲表面构成。

此外，反射器72由诸如铝、铝合金、镁和镁合金的高导热金属构成。由三聚氰胺树脂等构成的高反射白色涂层形成在反射器72的表面上。这里，反射器72可以由诸如透明清澈丙烯和梨皮抛光丙烯的合成树脂构成，在其表面上形成由三聚氰胺树脂等构成的高反射白色涂层。反射器72可以由与轴部件71相同的材料构成或由与轴部件71不同的材料构成。在反射器72由与轴部件71相同的材料构成时，轴部件71和反射器72可以被构造成单个部件并且在它们的表面上设有由三聚氰胺树脂等构成的高反射白色涂层。

反射器72以其表面位于发光二极管60的光的照明范围内的方式被设置。因此，反射器72的表面(反射表面)反射通过发光二极管60发射的光。

具有上述结构的反射部件通过将轴部件71的阳螺纹71a螺纹连接到基板50的孔51和基部部件40的孔42中而被固定到基板50和基部部件40，其中阴螺纹形成在孔51和孔42中。然后，基板50置于并固定在反射部件70和基部部件40之间。

此外，由于反射部件70和基板50彼此邻接，因此通过发光二极管60产生的热不仅从基板50传递到基部部件40并释放在基部部件40的外部，而且从基板50传递到反射部件70并释放到由罩80封闭的空间中。

如图2所示，当沿发光二极管灯10的中心轴线CL的方向观察时，反射部件70不与发光二极管60重叠。这里，当沿发光二极管灯10的中心轴线CL的方向观察时，反射部件70可以与部分发光二极管60重叠；然而，优选的是发光二极管60的重叠部分的面积较小。

罩80由诸如玻璃和合成树脂的半透明材料制成。在合成树脂的情况下，罩80由例如环氧树脂、丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚苯乙烯、或聚丙烯树脂制成。用于散射通过发光二极管60发射的白光的不透明白色涂层形成在罩80的内表面上。此外，由含散射剂的树脂构成的涂层可以被形成在罩80的内表面上。此外，代替将涂层形成在罩80的内表面上，罩80可以由磨砂玻璃或具有磨砂玻璃外观的树脂制成。

如图1所示，罩80由关于中心轴线CL对称的旋转体构成，并具有与白炽灯灯泡的一部分几乎相同的外部形状。罩80通过接合棘爪(未示出)等固定在基部部件40的沟槽43中，从而遮盖发光二极管60和反射部件70。在罩80固定到基部部件40之后，基部部件40和罩80的轮廓是连续的，并且发光二极管灯10具有与白炽灯灯泡几乎相同的形状。

接下来，将在以下说明根据该实施例的发光二极管灯10的操作。

当发光二极管灯10连结到插座并且未显示的开关被打开时，电压从插座施加到灯头20。施加到灯头20的电压经由照明电路30被施加到发光二极管60。

如图4所示，发光二极管60将白光发射到由罩封闭的空间中(见多个箭头)。一些白光到达罩80而其余的白光到达反射部件70。已经到达罩80的一些白光发射到罩80的外部而已经到达罩80的其余的白光在罩80的内表面上被反射。在罩80的内表面上反射的一些白光到达反射部件70。

已经到达反射部件70的白光在反射部件70的表面上被反射并且在由罩80封闭的空间中散射。这里，如通过图4中箭头L1所示，已经碰撞到反射器72的反射表面的下部的白光朝向罩80的连接部分反射。因此，从发光二极管60发射的白光在整个罩80上均匀分布。因此，防止发光二极管灯10的不均匀发光。

如上所述，在该实施例的发光二极管灯10中，部分地定位在发光二极管60的光的照明范围内并且具有反射光的反射表面的柱形反射部件70设置在基板50上，位于发光二极管灯10的中心轴线CL通过的位置处，藉此，通过发光二极管60发射的光被散射和反射。因此，光的照明范围可以被扩大。

此外，在该实施例的发光二极管灯10中，反射部件70的反射表面没有角或顶点并且实际上完全由向外凸起的弯曲表面构成。因此，从发光二极管60发射的白光沿整个圆周方向均匀地散射。

此外，在该实施例的发光二极管灯10中，反射部件70的轴部件71由高导热的铝制成并且邻接在铝基板50上。以这种方式，通过发光二极管60产生的热不仅从基板50传递到基部部件40并释放到基部部件40外部，而且从基板50传递到反射部件70并且释放到由罩80封闭的空间中。

因此，热不仅从具有散热器作用的基部部件40释放，并且从反射部件70释放。因此，反射部件70可以不仅用于反射光，并且用作协助热释放的散热器，改善热释放效率。

此外，在该实施例的发光二极管灯10中，基板50置于并且固定在反射部件70和基部部件40之间。因此，不需要提供用于将基板50固定到基部部件40的部件。

此外，如前所述，光在通过未审查的日本专利申请Kokai公开出版物第2010-182434号中说明的照明灯的棱镜时会经历传输损失。然而，该实施例的发光二极管灯10不使用用于折射来自发光二极管的光并将其释放到外部的诸如棱镜的光学元件，从而减少了从发光二极管60发射的光的光学损失。

此外，在该实施例的发光二极管灯10中，反射部件70以在沿发光二极管灯10的中心轴线CL的方向观察时不与发光二极管60重叠的方式被设置。这样，与其中反射部件70和发光二极管60彼此重叠的情况相比较，反射部件70的光反射效率可以被提高。

(实施例2)

发光二极管灯10具有与实施例1相同的基本结构。该实施例与实施例1的不同之处在于反射部件的形状。

如图5所示，反射部件90是具有近似泪珠形状的柱形部件，该柱形部件包括轴部件91和反射器92。

轴部件91是由阳螺纹91a和轴91b组成的柱形部件，该轴91b形成具有凹入弯曲侧表面的近似截锥体的形状，并且该截锥体的直径随离开阳螺纹91a的距离而逐渐增加。轴91b由关于中心轴线CL对称的旋转体构成。轴部件91由诸如铝、铝合金、镁、和镁合金的高导热金属制成。例如，由三聚氰胺树脂等构成的高反射白色涂层形成在轴部件91的表面上。这里，轴部件91可以由诸如透明清澈丙烯和梨皮抛光丙烯的合成树脂制成，由三聚氰胺树脂等构成的高反射白色涂层形成在该轴部件91的表面上。

反射器92固定到轴部件91的与阳螺纹91a相对的端部。反射器92反射通过发光二极管60发射的光。反射器92由旋转体构成，该旋转体通过绕着发光二极管灯10的中心轴线CL旋转水平凸起曲线而形成。反射器92没有角或顶点并且实际上整个由向外凸起的弯曲表面构成。例如，反射器92是近似半球形的。

此外，反射器92由诸如铝、铝合金、镁和镁合金的高导热金属制成。由三聚氰胺树脂等构成的高反射白色涂层形成在反射器92的表面上。这里，反射器92可以由诸如透明清澈丙烯和梨皮抛光丙烯的合成树脂构成，在其表面上形成由三聚氰胺树脂等构成的高反射白色涂层。反射器92可以由与轴部件91相同的材料构成或由与轴部件91不同的材料构成。在反射器92由与轴部件91相同的材料构成时，轴部件91和反射器92可以被构造成单个部件并且在它们的表面上设有由三聚氰胺树脂等构成的高反射白色涂层。

反射器92以其表面位于发光二极管60的光的照明范围内的方式被设置。因此，反射器92的表面(反射表面)反射通过发光二极管60发射的光。

具有上述结构的反射部件90通过将轴部件91的阳螺纹91a螺纹连接(拧)到基板50的孔51和基部部件40的孔42中而被固定到基板50和基部部件40，其中孔51和孔42中形成有阴螺纹。然后，基板50置于和固定在反射部件90和基部部件40之间。此外，由于反射部件90和基板50彼此邻接，因此通过发光二极管60产生的热不仅从基板50传递到基部部件40并释放到基部部件40外部，而且从基板50传递到反射部件90并释放到由罩80封闭的空间中。

接下来，将在以下说明根据该实施例的发光二极管灯10的操作。

如图6所示，发光二极管60将白光发射到由罩80封闭的空间中(见多个箭头)。一些白光到达罩80而其余的白光到达反射部件90。已经到达罩80的一些白光发射到罩80的外部而已经到达罩80的其余的白光在罩80的内表面上被反射。在罩80的内表面上反射的一些白光到达反射部件90。

已经到达反射部件90的白光在反射部件90的表面上被反射并且在由罩80封闭的空间中散射。这里，如图6中箭头L2所示，已经碰撞到反射部件90的靠近基板50的一部分(即具有凹入弯曲侧表面的轴部件91)的白光朝向罩80的连接部分被反射。在实施例2中，反射部件90的轴部件91具有凹入弯曲侧表面；因此，与实施例1中的反射部件70的圆柱形轴部件71相比，光反射效率可以被提高。

因此，由于与实施例1的反射部件70相比，实施例2的反射部件90进一步均匀地反射来自发光二极管60的光，因此可以进一步防止发光二极管灯的不均匀发光。

如上所述，在该实施例的发光二极管灯10中，高反射白色涂层形成在铝制轴部件91的表面上，藉此，轴部件91还可以散射来自发光二极管60的光。

(其它实施例)

本发明不限于上述说明的实施例并且各种改变和应用是可行的。

在上述说明的实施例中，反射部件的反射器是近似球形或近似半球形的。这不是限制性的。反射器可以具有任何其他形状，只要该反射器由以下旋转体构成即可，该旋转体通过绕着发光二极管灯10的中心轴线CL旋转水平凸起曲线而形成，该旋转体没有角或顶点并且实际上整个由向外凸起的弯曲表面形成。例如，反射器可以是椭圆形的。

此外，在上述说明的实施例中，发光二极管60是白光发光二极管。这不是限制性的。可以基于发光二极管灯的应用使用具有不同于白色的某种颜色的发光二极管。此外，可以使用具有彼此不同的颜色的发光二极管。

此外，在上述说明和实施例中，涂有荧光材料的多个蓝光发光二极管元件用作白光发光二极管。这不具有限制性。涂有荧光材料的单个蓝光发光二极管元件可以用作白光发光二极管。此外，涂有吸收蓝光并发射绿光的荧光材料和吸收蓝光并发射红光的荧光材料的蓝光发光二极管可以用作白光发光二极管。此外，蓝光发光二极管元件、红光发光二极管元件、和绿光发光二极管元件可以用于发射白光。

此外，在上述说明的实施例中，反射部件设置在基板50上位于发光二极管灯10的中心轴线CL通过的位置处。这不具有限制性。反射部件可以被设置在基板50上位于发光二极管灯10的中心轴线CL通过的点附近，只要反射部件可以散射和反射通过发光二极管60发射的光即可。此外，反射部件可以被设置在基板50上与设置发光二极管60的位置相比更靠近中心轴线CL的位置处，只要反射部件可以散射和反射通过发光二极管60发射的光即可。

此外，假设发光二极管60的前部方向的光强度是100，发光二极管60的光的照明范围可以被认为是相对光强度在20和100之间的范围。

上述实施例可以部分地或整体地但不是唯一地描述如下：

(附注1)

一种灯泡型的发光二极管灯，所述发光二极管灯包括：

基板，所述基板以其主表面垂直于发光二极管灯的中心轴线的方式被设置；

发光二极管，所述发光二极管设置在所述基板的一个主表面上位于距离中心轴线通过的点给定距离的位置处；

柱形反射部件，所述柱形反射部件设置在所述基板的所述一个主表面上位于中心轴线通过的位置处或比设置所述发光二极管的位置更靠近中心轴线的位置处，部分地定位在发光二极管的光的照明范围内，并且包括反射光的反射表面；

基部部件，所述基部部件支撑所述基板的另一个主表面；和

罩，所述罩固定到基部部件，以遮盖所述发光二极管和反射部件。

(附注2)

根据附注1所述的发光二极管灯，其中所述反射部件的反射表面包括旋转体的表面，该旋转体通过绕着中心轴线旋转水平凸起曲线而形成。

(附注3)

根据附注1或2的发光二极管灯，其中基板通过将靠近反射部件一端形成的阳螺纹螺纹连接到形成在基板和基部部件中的阴螺纹中而被置于和固定在反射部件和基部部件之间。

(附注4)

根据附注1到3中任一项所述的发光二极管灯，其中反射部件以沿中心轴线的方向观察时反射部件不与发光二极管重叠的方式被设置。

(附注5)

根据附注1到4中任一项所述的发光二极管灯，其中所述反射部件的反射表面包括近似球形的弯曲表面。

(附注6)

根据附注1到4中任一项所述的发光二极管灯，其中所述反射部件的反射表面包括凹入的弯曲表面。

(附注7)

根据附注1到6中任一项所述的发光二极管灯，其中所述反射部件由铝构成。

(附注8)

根据附注7所述的发光二极管灯，其中高反射涂层形成在反射部件的表面上。

(附注9)

根据附注1到6中任一项所述的发光二极管灯，其中反射部件包括轴和反射器，轴由铝制成并在其一端固定到基板，而反射器由合成树脂制成并固定到轴的另一端。

已经通过参照一个或多个优选实施例描述并图示了本申请的原理，应该清楚的是可以再不背离此处公开的原理的情况下对优选实施例进行结构上和细节上的修改，并且本申请将被解释为包括所有这些修改和变化，只要它们落入在此处公开的主题的精神和保护范围内。

Claims (9)

1.一种灯泡型的发光二极管灯，所述发光二极管灯包括：

基板，以所述基板的主表面垂直于所述发光二极管灯的中心轴线的方式设置所述基板；

发光二极管，所述发光二极管设置在所述基板的一个主表面上，位于距离所述中心轴线通过的点给定距离的位置处；

柱形反射部件，所述柱形反射部件设置在所述基板的所述一个主表面上，位于所述中心轴线通过的位置处或位于比设置所述发光二极管的位置更靠近所述中心轴线的位置处，部分地定位在所述发光二极管的光的照明范围内，并且包括反射所述光的反射表面；

基部部件，所述基部部件支撑所述基板的另一个主表面；和

罩，所述罩固定到所述基部部件，以遮盖所述发光二极管和反射部件。

2.根据权利要求1所述的发光二极管灯，其中所述反射部件的反射表面包括旋转体的表面，该旋转体通过绕着所述中心轴线旋转水平凸起曲线而形成。

3.根据权利要求1或2所述的发光二极管灯，其中通过将靠近所述反射部件的一端形成的阳螺纹螺纹连接到形成在所述基板和基部部件中的阴螺纹中而将所述基板插入并固定在所述反射部件和基部部件之间。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的发光二极管灯，其中以沿所述中心轴线的方向观察时所述反射部件不与所述发光二极管重叠的方式设置所述反射部件。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的发光二极管灯，其中所述反射部件的反射表面包括近似球形的弯曲表面。

6.根据权利要求1到4中任一项所述的发光二极管灯，其中所述反射部件的反射表面包括凹入的弯曲表面。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的发光二极管灯，其中所述反射部件由金属制成。

8.根据权利要求7所述的发光二极管灯，其中高反射涂层形成在所述反射部件的表面上。

9.根据权利要求1到6中任一项所述的发光二极管灯，其中所述反射部件包括轴和反射器，所述轴由金属制成并在其一端处固定到所述基板，而所述反射器由合成树脂制成并固定到所述轴的另一端。

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