Led反射器和包括该反射器的灯的制作方法

专利名称：Led反射器和包括该反射器的灯的制作方法
LED反射器和包括该反射器的灯
背景技术：
LED交通信号灯试图校准光，以将由信号灯中LED所产生的光朝向信号灯观察者进行引导。采用准直透镜的LED信号灯特别容易受到“太阳幻影(sun phantom) ”效应的影响。“太阳幻影”效应是太阳光反射离开LED信号灯的内部部件的地方导致LED信号灯显示为“开(on)”。采用具有多个反射杯(reflector cup)的反射器的已知LED信号灯产生大的反射性表面积，以便使来自于LED信号灯外面的光，典型地来自于太阳，在此反射性表面上反射并且反弹回灯的外面，因此当灯并不是要被照亮时产生“太阳幻影”效应。采用包含多个反射杯的反射器的LED信号灯典型地覆盖其上安装有LED的印刷电路板的前表面。这防止了由LED产生的热消散在印刷电路板前方的周围空气中。这能够导致LED与工作在较冷环境中的LED相比具有更短的寿命。

发明内容
克服了前述缺点的一种灯包括支撑体、多个安装在支撑体上的LED、和与支撑体连接的反射器。反射器包括多个相互连接的反射杯，每个反射杯包含一个接收相应LED的 LED开口。反射器还限定至少一个布置在相邻反射杯之间的空隙，以允许从灯外面进入灯的光通过此空隙从而不被反射器反射。该反射器能够包括与反射杯连接的多个肋。反射器能够包括与这些肋连接的环形支撑体。可替换地，该反射器能够包括至少两个与这些肋连接的环形支撑体。反射杯能够形成对称图案。该对称图案能够关于至少两个互相垂直的轴线对称。该灯能够进一步包括布置在支撑体上的层，其中该层的反射率低于反射杯的反射性表面的反射率。克服了前述缺点的一种在LED灯中使用的反射器包括多个相互连接的反射杯。每个反射杯包括一个用于接收一个LED的开口。至少两个相邻反射杯在其间限定有一空隙。反射器能够是单一模制件。反射器能够是在反射杯中涂覆有镜面材料(specular material)的塑料。反射器能够进一步包括与多个反射杯连接的环形结构。反射器能够进一步包括与环形结构和反射杯连接的多个肋。反射器能够进一步包括与环形结构连接的紧固件接收区域。反射器能够关于至少两个互相垂直的轴线对称。克服了前述缺点的LED信号灯(singal，信号装置)的一个实例包括一个壳体、一个透明盖、一个支撑体、一些LED、和一个反射器。壳体包括一个开口。透明盖连接至壳体， 覆盖开口。支撑体被布置在壳体中。LED位于支撑体上。反射器与支撑体连接并布置在壳体中。反射器包括多个相互连接的反射杯，每个反射杯包括一个接收相应LED的LED开口和多个相互连接的肋。一些肋终止于相应的反射杯。信号灯能够进一步包括至少一个环形结构并且一些肋能够终止于该至少一个环形结构。该至少一个环形结构能够包括第一和第二环形结构并且一些肋能够与这些环形结构相互连接。反射器的相对于支撑体的外边缘能够限定一个总体上凹入的表面。反射器能够在相邻肋之间没有材料。反射器能够由一体材料制成。


图1是LED信号灯的分解图。图2是用于图1中所示出的LED信号灯的反射器的透视图。图3是图2中所示出的反射器的平面图。图4是用于LED信号灯的反射器的一个可替换实施方式的平面图。图5是在LED信号灯中使用的反射器的另一可替换实施方式的透视图，描绘了连接至印刷电路板的反射器，LED布置在电路板上。图6是在LED信号灯中使用的反射器的另一可替换实施方式的透视图，描绘了连接至印刷电路板的反射器，LED布置在电路板上。图7是在LED信号灯中使用的反射器的另一可替换实施方式，描绘了连接至印刷电路板的反射器，LED布置在电路板上。图8是图6和图7中所示出的反射器的侧视图的示意图。
具体实施例方式参照图1，一种发光二极管(LED)交通信号灯10包括一个壳体12、一个连接至壳体的透明盖14、一个布置在壳体中的支撑体16，支撑体上的一些LED18和一个也布置在壳体中的反射器22。壳体包括一个开口 24，并且透明盖14连接至壳体以覆盖该开口。其他光学元件，例如一个多准直区元件(multiple collimating zone element)、一些漫射光学元件等也能够设置在透明盖附近。这样的光学元件与LED配合以引导光并且为本领域所熟知。这些光学部件(包括透明盖14)能够被配置以校准来自于LED18的光。灯10还包含具有位于其上的电气部件的附加电路板沈，这些电器部件调节从连接至外部电源的电线观所接收的电力。电连接器32连接至附加电路板沈以使电线观电连接至电路板。连接器盖34覆盖电连接器32。设置一个紧固件36以在壳体12内连接电气盖34。还设置一些紧固件38以连接反射器22和支撑体16，其在说明性实施方式中为一个印刷电路板(“PCB”)，位于壳体12中。连接器盖34和反射器22能够在壳体内以其他常规方式连接。可能从透明盖14的表面、或者透明盖后面的光学部件的其他表面(未示出)朝着 LED18和反射器22引导入射太阳光而产生“太阳幻影”效应。太阳光能够朝着LED交通信号灯10的观察者反射回来，以显示交通信号灯为“开”。参照图2，反射器22被设计用于减轻“太阳幻影”效应并且还能够帮助由LED18 (图 1)所产生的热的热扩散。如图1中所示出的，反射器22与PCB16连接，PCB用作LED18的支撑体。返回参照图2，反射器22包括多个相互连接的反射杯42，每个反射杯包括一个接收相应LED18(图1)的LED开口 44(图3)。如图3中更清晰可见，反射杯42形成对称图案。该对称图案能够关于两个互相垂直的轴线(图3中的X和Y轴线)对称。每个反射杯42能够包括一个反射性表面46。该反射性表面能够由镜面的(或者基本上镜面的)位于LED开口 44周围直到每个反射杯的上边缘48的涂层或者薄膜形成。 该反射性表面能够是抛物面或者其他形状以引导从LED发射出的光形成所期望的光束图案。反射器22还能够由镜面材料(例如，铝)制成。反射器22限定有至少一个布置在相邻反射杯之间的空隙52。这些空隙允许来自于灯外面的光，例如，进入灯的太阳光，通过空隙52从而不被反射器22反射。反射器22还包括多个与反射杯42连接的肋M。在所描绘的实施方式中，环形支撑体与肋M连接内环形支撑体56和外环形支撑体58。在平面图(图幻中，环形支撑体 56和58示出为椭圆形；然而，环形支撑体56能够采用其他环形结构，例如，圆形或者矩形。 紧固件接收区域62与外环形支撑体58连接。这些紧固件接收区域能够被定位在反射器中其他地方。每个紧固件接收区域62包括一个接收紧固件38(图1)的紧固件开口 64(图 3)，以在壳体12内附接反射器22和PCB16。反射器22能够以其他形式附接在壳体12内。 一些肋M使反射杯42与内环形结构56相互连接，并且一些肋使内环形结构56与外环形结构58连接。每个肋M具有相同的厚度并且每个具有从底部或者内边缘(面向或者邻近 PCB16的边缘)到顶部或者外边缘的恒定厚度。如图2中更清晰可见，反射器的顶部或者外边缘限定有一个总体上凹入的表面。反射器的底部或者下边缘为平的或者总体上的平面。在所描绘的实施方式中，反射器22为单一塑料模制件。反射性表面46涂覆有基本上镜面的材料。整个反射器22能够涂覆有类似的镜面材料。可能期望的是，反射器的除了反射性表面46之外的表面不具有如反射性表面46 —样的反射性。这些其他表面能够覆盖有黑色无光饰面(matte finish) 0壳体12的内部能够是暗的，例如，很难反射光的黑色无光表面。此外，具有比反射杯42的反射性表面46的反射率低的反射率的层能够被布置在PCB16上。PCB上的这样的涂层能够是黑色无光饰面。反射器22和肋M和环形结构56、58使得反射器的表面积减小，同时保持良好的结构刚度以使反射器将不会因为LED18所产生的热而变形。通过减小由反射器22所隐藏的PCB16的表面积，来自于PCB16上的LED18的热扩散能够增强，因为反射器22在相邻肋之间没有材料。这能够在反射器22中产生孔或者空隙，以允许热从PCB16的顶部或者前部朝着LED18前部的周围空气逃逸。这导致了通过对流方式的热扩散。通过帮助LED18的热扩散，LED温度的降低能够导致光输出的增加，这能够减少用于同一应用的LED的数量。与传统设计相比，能够使用更少的高能LED。反射器22的前表面面积的减小还减小了来自于灯外面的光能够反射因此而产生 “太阳幻影”效应的表面积。再一次，在相邻反射杯42之间或者肋M与环形结构56和58 之间的空隙中(在此反射器没有材料)传播的任何光，此光接触印刷电路板或者壳体12中的能够具有黑色无光饰面的其他暗表面。在碰撞到暗表面上之后，光不再重新向外被引导而引起“太阳幻影”效应。而且肋M的高度和肋的顶部或者外边缘和环形结构56和58在反射杯42的顶部或者外边缘上延伸进一步降低了太阳幻影效应。反射器22的顶表面的凹度为光从LED18射出反射器22提供了无阻碍路径，但在空隙52的区域中碰撞PCB16上的入射光能够接触肋M的侧面或者环形结构56、58并且被吸收或者朝着灯内部具有黑色无光饰面的另一部件被重新引导。“太阳幻影”效应能够被降低而不必在涂层处理期间遮蔽反射器的部分，通过上述涂层处理镜面涂层被沉积在反射杯42的反射性表面44上。这导致反射器22和LED交通信号灯10更具经济性。反射器22还能够由导热材料，例如铝、或者导热塑料制造。如果反射器由反射性充分的材料制造，可不必需要反射性表面的附加涂层。参照图4，示出了反射器22'的一个可替换实施方式。此反射器能够是单一塑料模制件。类似于上述反射器22，此反射器22'能够与PCB16连接并且还包括多个相互连接的反射杯42，每个反射杯包括一个接收相应LED18的LED开口 44。这些反射杯能够形成关于互相垂直的轴线(图4中的χ和y轴线)对称的对称图案。反射器22'的构造非常类似于上述反射器22的构造，但不包括上述的肋和环形结构。相应地，反射性表面46能够由位于LED开口 44周围直到每个反射杯的上边缘的基本上镜面的涂层或者薄膜形成。该反射性表面能够是抛物面或者其他形状以引导从LED发射的光形成所期望的光束图案。反射器能够由铝或者导热塑料制造。反射器22'限定有至少一个布置在相邻反射杯之间的空隙 52，其允许来自于灯外面的光，例如，进入灯的太阳光，通过空隙从而不被反射器反射。反射器22'还能够包括连接至相应反射杯的紧固件接收区域62。每个紧固件接收区域62包括一个紧固件开口 64，该紧固件开口接收紧固件以在壳体12(图1)内附接反射器和PCB16。图5描绘了反射器22"的一个可替换实施方式，其被设计用于减轻“太阳幻影”效应并且还能够帮助由LED18产生的热进行热扩散。反射器22”包括多个互相连接的反射杯 42，每个反射杯包括一个接收相应LED18的LED开口 44。该实施方式中的这些反射杯42也形成了对称图案，其能够关于两个互相垂直的轴线对称。每个反射杯42包括一个反射性表面46。该反射性表面46由位于LED开口 44周围直到每个反射杯的上边缘的基本上镜面的涂层或者薄膜形成。反射器限定有至少一个布置在相邻反射杯之间的空隙52。该空隙允许来自于灯外面的光通过空隙52到达沉积在 PCB16上的黑色无光饰面。反射器22”还包括多个与反射杯42连接的肋M。与上面所示出的实施方式不同， 这些肋M从印刷电路板16延伸开以形成散热片70。内环形支撑体56和外环形支撑体58， 它们在平面图中是椭圆的，被连接至肋M。紧固件接收区域62与肋M和散热片70连接。 每个紧固件接收区域62包括一个开口(不可见)，开口接收紧固件38以附接反射器22”和 PCB16和壳体12。在所描绘的实施方式中，散热片70仅在内环形支撑体56径向向外的位置从肋M 向上延伸。每个散热片70包括从内环形支撑体56向上并径向向外倾斜的内部径向边缘 72。这最大化了散热片70的表面积，同时还允许从LED发射的光不被散热片阻挡。每个肋 54和散热片70具有同样的厚度并且每个具有从底部或者内边缘到顶部或者外边缘基本上恒定的厚度。散热片70的内径向表面72和内环形支撑体56的外或上边缘和肋M限定有一个总体上凹入的表面(类似于图2中的反射器22)。反射器22”能够为单一的塑料模制件，其还能够是导热塑料。期望提供一种导热塑料以扩散更多来自于LED的热。而且，反射器22”能够由传导性金属，诸如铝制造。参照图6，示出了一个PCB116、一些LED118和一个反射器122，它们能够安装在交通信号灯中，诸如图ι中所示出的交通信号灯10。反射器122包括多个相互连接的反射杯 142，每个反射杯包括一个LED开口 144。图6中所描绘的实施方式中的每个LED开口 144 接收多个LED18。反射杯142能够形成对称图案，其在说明的实施方式中关于两个互相垂直的轴线对称。每个反射杯142能够包括反射性表面146，其能够是基本上镜面的。反射器 122还包括位于每个反射杯142的上部或者最外部边缘处的基本上平面表面150。该平面表面150能够覆盖有不像反射性表面146具有反射性的薄膜或者涂层，诸如黑色无光饰面。 参照图8，反射器122还限定有至少一个布置在相邻反射杯之间的空隙152。此空隙152能够通过允许受热空气从印刷电路板116经过空隙152逃逸而帮助热扩散。反射器122还包括紧固件接收区域162，其接收紧固件138以连接LED信号灯的壳体内的反射器122、印刷电路板116和LEDl 18。参照图7，示出了反射器222的一个可替换实施方式。反射器222、PCB116和 LED218能够布置在图1中所示出的LED信号灯10的壳体12内。反射器222包括多个相互连接的反射杯对2，每个反射杯包括一个LED开口 M4。图7中所描绘的实施方式中的每个LED开口 M4，接收单个LED218。反射杯242能够形成对称图案，其关于两个互相垂直的轴线对称。每个反射杯242包括一个反射性表面M6，其能够为基本上镜面的。反射器222 还包括位于每个反射杯M2的上部或者最外部边缘处的基本上平面表面250。此平面表面 250能够覆盖有不像反射性表面一样具有反射性的薄膜或者涂层，例如黑色无光饰面。参照图8，反射器222也限定有至少一个布置在相邻反射杯之间的空隙252。此空隙252能够通过允许受热空气从印刷电路板216经过空隙252逃逸而帮助热扩散。反射器 222也包括紧固件接收区域沈2，其接收紧固件238以连接LED信号灯的壳体内的反射器 222、印刷电路板216和LED218。虽然已经参照LED信号灯描述了该反射器，该反射器能够被用于其他LED灯中。而且，上面仅对特定实施方式进行了描述。然而本发明不被限定于仅上面所描述的实施方式。 相反，本发明应当被构造为包括来自于所附权利要求及其等效物的范围内的所有修改和变化。
权利要求
1.一种灯，包括 支撑体；多个LED，安装在所述支撑体上；反射器，与所述支撑体连接并包括多个相互连接的反射杯，每个反射杯包括接收相应 LED的LED开口，所述反射器还限定有至少一个布置在相邻反射杯之间的空隙。
2.根据权利要求1所述的灯，其中，所述反射器包括与所述反射杯连接的多个肋。
3.根据权利要求2所述的灯，其中，所述反射器包括与所述肋连接的一个环形支撑体。
4.根据权利要求2所述的灯，其中，所述反射器包括与所述肋连接的至少两个环形支撑体。
5.根据权利要求1所述的灯，其中，所述反射杯形成对称图案。
6.根据权利要求1所述的灯，进一步包括布置在所述LED前方的至少一个光学元件。
7.根据权利要求6所述的灯，其中，所述至少一个光学元件包括准直元件或者漫射元件。
8.根据权利要求1所述的灯，进一步包括布置在所述支撑体上的层，所述层的反射率低于所述反射杯的反射性表面的反射率。
9.根据权利要求1所述的灯，其中，每个LED开口接收单个LED。
10.根据权利要求1所述的灯，其中，每个LED开口接收至少两个LED。
11.一种在LED灯中使用的反射器，所述反射器包括相互连接的多个反射杯，每个反射杯包括用于接收LED的开口，至少两个相邻反射杯在其间限定有空隙。
12.根据权利要求11所述的反射器，所述反射器为一体材料。
13.根据权利要求12所述的反射器，其中，所述反射器为在所述反射杯中涂覆有基本上镜面材料的模制塑料。
14.根据权利要求11所述的反射器，进一步包括与所述多个反射杯连接的环形结构。
15.根据权利要求14所述的反射器，进一步包括与所述环形结构和所述反射杯连接的多个肋。
16.根据权利要求16所述的反射器，进一步包括与所述环形结构连接的紧固件接收区域。
17.根据权利要求11所述的反射器，所述反射器关于至少两个互相垂直的轴线对称。
18.一种信号装置，包括 壳体，包括开口 ；透明盖，连接至所述壳体并覆盖所述开口 ； 支撑体，布置在所述壳体中； LED，位于所述支撑体上；反射器，与所述支撑体连接并布置在所述壳体中，所述反射器包括多个相互连接的反射杯和多个相互连接的肋，每个反射杯包括接收相应LED的LED开口，一些所述肋终止于相应的反射杯。
19.根据权利要求18所述的信号装置，进一步包括至少一个环形结构，一些所述肋终止于所述至少一个环形结构。
20.根据权利要求19所述的信号装置，其中，所述至少一个环形结构包括第一环形结构和第二环形结构，其中，一些所述肋将所述环形结构相互连接。
21.根据权利要求17所述的信号装置，其中，所述反射器的相对于所述支撑体的外边缘限定有总体上凹入的表面。
22.根据权利要求18所述的信号装置，其中，所述反射器在相邻肋之间没有材料。
全文摘要
一种灯包括支撑体、安装在支撑体上的多个LED、和与支撑体连接的反射器。反射器包括多个相互连接的反射杯，每个反射杯包括一个接收相应LED的LED开口。该反射器还限定有至少一个布置在相邻反射杯之间的空隙，以允许从灯外面进入灯的光通过此空隙从而不被反射器反射。
文档编号F21S2/00GK102159877SQ200980137130
公开日2011年8月17日 申请日期2009年8月13日 优先权日2008年8月13日
发明者史蒂文·格曼 申请人:照明有限责任公司