专利名称：发光二极管照明器具光重新定向屏蔽的制作方法
技术领域：
本发明是有关于发光二极管(Light-Emitting Diode, LED)照明器具，且特别是关于一种结合光学屏蔽元件的LED照明器具，用于避免或降低光朝至少一方向的分布。
背景技术：
由典型发光二极管(LED)所放射的光分布为朗伯(Lambertian)分布,其意指最高的光强度是直接在LED的放射表面上。在典型照明应用中，例如路灯，多个LED全部向下被安装在平坦表面上以面向街道。如果朗伯LED光放射型态未被额外光学元件修正的话，则大部分的光强度是直接导向路灯照明器具下方至街道上，从而产生不必要的热光点在照明器具下方及产生最小光强度在路灯周围区域。对大部分的路灯而言，存在着将照明的宽广 目标区域延伸超过直接在照明器具下方的热光点区域。因此，要在街道上呈现较宽且更均匀的照明分布或其他期望的照明区域可能难以达成。安装在LED上面的二次透镜常被使用于更均匀重新分配由LED所放射的光，使LED照明器具周围的邻近目标区域得到更好照明(例如为了符合关于街道照明或其他区域照明应用的各种IESNA光分布基准)。然而，在某些应用中，吾人可能期望选择性将照明器具周围的邻近区域的一部分排除在光分布之外。举例而言，在住宅路灯应用上，路灯时常被安置邻接于房子，于此实质上均匀分布在大目标区域上面的光会导致太多光被导向邻家。反之，吾人期望路灯照明目标区域的街道及人行道，但不能到达太远而更进一步朝向邻家，于此将妨碍居住者的隐私。因此，不对称的二次透镜可被使用于重新定向某些光远离邻家，但这种透镜难以实施且昂贵，且在避免光被导向进入邻近区域中，同时仍然在目标区域的保留部分中维持光的期望均匀(或实质上均匀)分布方面只提供有限的成功率。对于一种利用选择性缩小或消除光进入邻近区域的一个部分中的照明而不会负面影响光在别处的分布能力，有效且确实产生光在照明器具周围的邻近区域中期望照明的LED照明器具而言，有其必要性。
发明内容
前述需求是关于一种LED灯具，LED灯具包括一重新定向屏蔽及多个LED。重新定向屏蔽包括一基板，形成有多个孔隙于其中；以及多个屏蔽板，从基板的一上表面延伸。多个LED用于产生一光输出并延伸通过孔隙，其中屏蔽板阻挡光输出的一部分，以使来自LED灯具的光输出的整体光分布不对称。LED灯具可包括一外壳，形成一开放空穴；多个LED，配置在空穴中以产生一光输出；一透镜，配置在LED上面；以及一重新定向屏蔽，配置在空穴中。重新定向屏蔽包括一基板，形成有多个孔隙于其中；以及多个屏蔽板，从基板的一上表面延伸。LED延伸通过孔隙。屏蔽板阻挡光输出的一部分，以使来自LED灯具的光输出的整体光分布不对称。本发明的其他目的及特征将藉由说明书、权利要求范围及附图的描述而更显清
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图I为适合本发明的街道灯具外壳的侧视图。图2为重新定向屏蔽的立体图。图3为重新定向屏蔽及延伸通过其中的LED的立体图。图4为重新定向屏蔽及延伸通过其中的LED的俯视图。图5为重新定向屏蔽及延伸通过其中的LED的立体图。图6为重新定向屏蔽及延伸通过其中的LED的侧视图，其显示单一列的LED及其相关的屏蔽板。图7为重新定向屏蔽及延伸通过其中的LED的侧视图，其显示多列的LED及其相关的屏蔽板。图8A为LED及其相关屏蔽板的侧视图，其显示阻隔/吸收放射光的屏蔽板。图8B为LED及其相关屏蔽板的侧视图，其显示反射放射光的屏蔽板。图9A-9C为LED及其相关屏蔽板的侧视图，其显示屏蔽板可被配置的各种倾斜角度。图10A-10D为LED及其相关屏蔽板的侧视图，其显示屏蔽板的各种示范的可能形状。其中，附图标记10:街道照明器具 12:LED部分14:电子设备部分 16:开放空穴18 :空穴20 :透镜22 :屏蔽24 :基板26 :孔隙28 :屏蔽板30 LED
具体实施例方式本发明为一种LED照明器具，其利用一重新定向屏蔽组件以减少或消除一区域至照明器具的一侧的照明。图I显示以一悬吊式街道照明器具10的型式存在的本发明的一个实施例。然而，吾人应注意到虽然本发明是以一悬吊式街道照明器具(具有多个LED，其面向下被安装以照明街道、人行道及/或其他在照明器具下方及周围的地面区域)作说明，但本发明并未受限于这种特定照明器具应用及/或LED的面向下方位。街道照明器具10包括一外壳，其具有一 LED部分12与一电子设备部分14。LED部分12包括一个容纳LED的开放空穴16，而电子设备部分14包括一个容纳用于供应电力至LED并控制LED的电子设备的空穴18。一透镜20被配置在LED上面，且最好是(但非必要)具有建立以下目标照明区域中的期望光分布的光学聚焦及/或扩散特性。透镜20是可选配的，且可能是单一透镜元件或是多个被安装或彼此对准的分离透镜元件。LED传统上是安装在一平坦基板(通常是提供电力及机械支撑给LED的印刷电路板)上。供LED用的电源可被安装在印刷电路板上或各别被供应。LED、LED支撑基板以及其电源是本领域现有技术，于此不再进一步作说明。图2-7显示本发明的重新定向屏蔽22。屏蔽22包括一基板24，多个形成于基板24中的孔隙26，以及多个从基板24的上表面延伸的屏蔽板28。孔隙26被设置成能在基板24被安置在LED的支撑基板上面时，使LED 30延伸通过孔隙26，如图3所示。孔隙26可形成为个别开口部(每个LED 30有一个)，或形成为用于容纳多个LED(例如延伸通过单一孔隙26的一整列或行的LED30，或延伸通过单一孔隙的一群组或群集的LED等)的连续的开放插槽或其他形状。于图2及3所显示的实施例中，LED 30与匹配孔隙26被排列成数行与数列(分别在标示的X及Z方向中)。屏蔽板28从基板24朝标示的Y方向延伸，并在邻近列的孔隙 26之间延伸。为了选择性地减少朝一个方向(例如如图所示的负Z方向[-Z])导向的光以产生不对称光输出，屏蔽板28最好是但非必要被配置比邻近列更接近孔隙的一列(因此，此列的LED延伸通过其中)。最好是(但非必要)，屏蔽板邻接孔隙的一列的边缘(亦即孔隙的-Z侧)，而被隔开更远离邻近列的孔隙的+Z侧。这种配置将导致屏蔽板28阻隔(例如吸收或反射)朝-Z方向以低角度放射的光(低于朝+Z方向的同一低角度放射的光)，以下作更进一步说明。除了置放屏蔽板更靠近于一列孔隙以外或取代置放屏蔽板更靠近于一列孔隙的是，依据期望程度的抑制，可以为朝期望方向的不同程度的光分布减少选择不同形状及不同尺寸的屏蔽板，且那些形状及尺寸甚至可在相同的重新定向屏蔽上的屏蔽板之间改变。屏蔽板28可以由一吸光材料(例如黑色涂料，黑色阳极氧化等)所构成或以其来涂布，用于吸收被阻挡的光。图8A显示两个以相同角度但朝相反方向由LED所放射的光线。邻近LED的屏蔽板阻挡并吸收朝一个方向的光线，而以相同角度朝另一方向放射的光未受影响。或者，屏蔽板可以由一反射材料所构成或以反射材料来涂布，俾使被阻挡的光朝向另一方向被反射回来，如图8B所不。为了达到阻隔朝一个方向的期望光的影响，屏蔽板28可垂直地延伸(图9B)，倾向远离LED (图9A)，或倾向朝向LED (图9C)。此外，屏蔽板28可具有各种形状，例如平面状(图10A)、L形状(图10B)、凹状(图10C)或凸状(图10D)，以便提供期望光阻隔影响。光分布亦可藉由改变在LED与供此列的LED用的屏蔽板，及/或供邻近列的LED用的屏蔽板之间的距离而受影响。应注意到，通常期望但非必要使来自灯具中的每个LED的至少某些光被屏蔽板所阻挡(亦即，某些LED可能被配置在使其输出实质上完全没有被屏蔽板所阻挡之处)。在相同照明器具中被各种屏蔽板所阻挡的光量及光特质可以改变(亦即，藉由改变相同照明器具中的各种屏蔽板的尺寸、形状及位置)。举例而言，依据被使用的透镜20 (如果使用一个的话)，某些靠近LED阵列的-Z边缘的LED可具有较少光或没有光被屏蔽板28阻隔(例如因为外壳边缘可作为局部屏蔽，所以被使用的透镜20更有效地转移来自那些LED的光(相较于阵列中的其他LED等))，而在LED阵列的中心中或靠近LED阵列的+Z边缘的其他LED可透过屏蔽板28而具有更多光阻隔(例如透镜20在转移远离-Z方向的光方面较不有效)。依此方式，为了照明器具设计，以及特定位置及其相关期望照明型态，重新定向屏蔽22可被客制化。此外，可容易地将重新定向屏蔽22附加至一既有照明器具以解决在照明器具被装设，及/或被重新定向屏蔽22所置换之后所发现的照明问题，如果期望改变(亦即，重新建造房子且需要遮住以前可忍受的光)，则此重新定向屏蔽22对于不同照明型态是最佳化的。光分布亦可藉由调整基板24相对于LED的高度(亦即，以一种可调节方式安装基板24，能改变屏蔽板28相对于LED 30的高度，以改变重新定向屏蔽22的光阻隔特征)而受影响。光分布生成的不对称本质可以是朝相对于一相反方向的一个方向(亦即，阻挡或减少朝向一邻近房子前进的光而非朝相反方向延伸朝向街道的光)，及/或朝相对于正交的相反方向的相反方向(亦即，阻挡或减少朝向邻近街道两侧上的房子前进的光，尽可能不阻隔/减少朝正交方向(往下沿着街道的长度延伸)延伸的光。应理解到本发明并未受限于上述及说明于此的实施例，但包括任何及所有落在以下权利要求书的范畴内的变化。举例而言，关于本发明的参考文献并非意图限制权利要求书或权利要求书专门用语的范畴，但取而代之的是仅作出关于可能由一个或多个权利要求书所涵盖的一个或多个特征的参考。虽然所显示的基板为平面，但如果LED被配置在非平 面的阵列中，则其不必是平面。虽然所显示的屏蔽板为沿着一整列的LED延伸的连续条状物，但它们可以是不连续的，甚至可被设计成为分离个别屏蔽，每个屏蔽供单一 LED用。
权利要求
1.一种LED灯具，其特征在于，包括 一重新定向屏蔽，其包括 一基板，形成有多个孔隙于其中，及 多个屏蔽板，从该基板的一上表面延伸；以及 多个LED，用于产生一光输出并延伸通过该些孔隙，其中该些屏蔽板阻挡该光输出的一部分，以使来自该LED灯具的该光输出的整体光分布不对称。
2.如权利要求I所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板具有一吸光材料，其藉由光吸收来阻挡该光输出部分。
3.如权利要求I所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板具有一光反射材料，其藉由光反射来阻挡该光输出部分。
4.如权利要求I所述的LED灯具，其特征在于 该些LED被排列成多列；以及 各该屏蔽板被配置邻接于且沿着该多列的LED的其中一个延伸。
5.如权利要求4所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板以正交方式从该基板的该上表面延伸。
6.如权利要求4所述的LED灯具，其特征在于，对各该列而言，该屏蔽板从该基板的该上表面倾向朝向该列的该些LED延伸。
7.如权利要求4所述的LED灯具，其特征在于，对各该列而言，该屏蔽板从该基板的该上表面倾向远离该列的该些LED延伸。
8.如权利要求I所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板的至少一者以平面方式从该基板的该上表面延伸。
9.如权利要求I所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板的至少一者具有L形状，其向上且局部在该些LED的至少一者上面延伸。
10.如权利要求I所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板的至少一者以凹或凸的方式从该基板的该上表面延伸。
11.如权利要求I所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板的其中一个在尺寸或形状上相对于该些屏蔽板的另一个改变。
12.如权利要求I所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板用于不对称地阻挡来自该些LED的该光输出。
13.—种LED灯具，其特征在于，包括 一外壳，形成一开放空穴； 多个LED，配置在该空穴中用于产生一光输出； 一透镜，配置在该些LED上面；以及 一重新定向屏蔽，配置在该空穴中，其包括 一基板，形成有多个孔隙于其中，以及 多个屏蔽板，从该基板的一上表面延伸，其中该些LED延伸通过该些孔隙，且其中该些屏蔽板阻挡该光输出的一部分，以使来自该LED灯具的该光输出的一整体光分布不对称。
14.如权利要求13所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板具有一吸光材料，其藉由光吸收来阻挡该光输出部分。
15.如权利要求13所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板具有一光反射材料，其藉由光反射来阻挡该光输出部分。
16.如权利要求13所述的LED灯具，其特征在于 该些LED被排列成多列；以及 各该屏蔽板被配置邻接于该多列的LED的其中一个并沿着其延伸。
17.如权利要求16所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板以正交方式从该基板的该上表面延伸。
18.如权利要求16所述的LED灯具，其特征在于，对各该列而言，该屏蔽板从该基板的该上表面倾向朝向该列的该些LED延伸。
19.如权利要求16所述的LED灯具，其特征在于，对各该列而言，该屏蔽板从该基板的该上表面倾向远离该列的该些LED延伸。
20.如权利要求13所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板的至少一者以平面方式从该基板的该上表面延伸。
21.如权利要求13所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板的至少一者具有L形状，其向上且局部在该些LED的至少一者上面延伸。
22.如权利要求13所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板的至少一者以凹或凸方式从该基板的该上表面延伸。
23.如权利要求13所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板的其中一个在尺寸或形状上相对于该些屏蔽板的另一个改变。
24.如权利要求13所述的LED灯具，其特征在于，该透镜聚焦或扩散该光输出。
25.如权利要求13所述的LED灯具，其特征在于，该些屏蔽板用于不对称地阻挡来自该些LED的该光输出。
全文摘要
本发明公开了一种发光二极管(LED)灯具包括一形成开放空穴的外壳、多个配置在空穴中以产生光输出的LED、一配置在LED上方用于聚焦及/或扩散光输出的透镜以及一配置在空穴中的重新定向屏蔽。重新定向屏蔽包括一个形成有多个孔隙于其内的基板，以及多个从基板的一上表面延伸的屏蔽板。LED延伸通过孔隙。屏蔽板阻挡一部分光输出以使来自LED灯具的光输出的整体光分布不对称。
文档编号F21S9/00GK102884372SQ201180023147
公开日2013年1月16日 申请日期2011年5月10日 优先权日2010年5月10日
发明者杜金旺, 王世昌, 徐斌皓, 郑伊凯 申请人:光林电子股份有限公司