TW200404978A - Axial led source - Google Patents

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TW200404978A TW092115429A TW92115429A TW200404978A TW 200404978 A TW200404978 A TW 200404978A TW 092115429 A TW092115429 A TW 092115429A TW 92115429 A TW92115429 A TW 92115429A TW 200404978 A TW200404978 A TW 200404978A
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Paul S Martin
Robert S West
Daniel A Steigerwald
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Lumileds Lighting Llc
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Description

200404978 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於發光二極體（Light Emitting Diode ; LED)， 具體而言係具有多個LED光源的燈。 【先前技術】 圖1A為使用燈絲燈泡102A之傳統燈100A。燈絲燈泡 102A之位置垂直於橫轴向配置之燈轴i〇4A。燈轴104A通常 係沿光發射方向的軸。反射器106A使來自燈泡102A之大量 光線成形（例如準直），以形成需要的遠場圖案。然而，許多 光線不會撞擊反射器106 A，因此不會構成需要的圖案。此可 減少需要圖案内通量及對需要圖案的形狀之控制。 圖1B為傳統燈100B，其使用的燈絲燈泡ι〇2Β對準軸向配 置之燈轴104B。由於軸向配置，更大數量的光線撞擊反射器 106B並構成需要的遠場圖案。因此可增加需要圖案内通量且 提高了對需要圖案的形狀之控制。 圖1C及1D為使用單獨LED陣列l〇2C之傳統燈100(：。lED 陣列102C位於正對橫軸向配置之燈轴1〇4c的平面内。與燈 100 A相同，許多光線不會撞擊反射器1〇6(：，因此不會構成 需要的遠場圖案。 吾人希望可控制燈的遠場圖案。例如，汽車應用中，設計 出的前燈不會在接近交通中產生閃耀非常重要。通常，製造 具有南燭光值及快速切斷之小光點尺寸圖案很困難。若此能 實現，則可容易地達到較大光點尺寸及不同形狀之圖案。 吾人亦希望可減少燈光源之尺寸。減少光源之尺寸提供封 85906 200404978 裝自由度，以便產生不同設計的新式燈。光源之尺寸減小， 用於引導光的反射器焦距亦會減小。然而，當焦距過小，製 造過程中將反射器焦點對準光源會很困難。 【發明内容】 因此需要可解決上述問題的led燈。 本發明一具體實施例中，燈包括沿燈軸對準的一欄柱，多 個LED光源，及主要沿燈軸引導光的反射器。欄柱包括多個 欄柱小平面。每個LED光源皆安裝於欄柱小平面之一，因此 LED光源之光發射表面正常向量近似垂直於燈軸。反射器分 為多個反射性區段，每一區段主要由光自欄柱小平面之一照 射。 一項具體實施例中，每個LED光源係具有LED陣列、單獨 LED陣列或單獨LED之整體LED晶粒。一項具體實施例中， 每個LED發光表面頂部具有光晶片透鏡，用以控制其光發射 之立體角，因此每個LED主要將光發射至反射性區段之一。 因此，燈的每個反射性區段修正至LED光源之一，以投影 需要圖案之一部分。LED光源可為整體LED晶粒，以減小光 源尺寸。LED光源可安裝光晶片透鏡，用以將來自攔柱小平 面的光引導至對應反射性區段。 本發明一項具體實施例中，以一燈及一反射器產生一遠場 圖案之方法’燈具有對準燈軸之欄柱的攔柱小平面上LED光 源及包括主要由來自搁柱小平面之一的光照射的反射性區 段之反射器，該方法包括獨立控制（1)一於第一欄柱小平面上 之第一 LED光源及（2)—於第二欄柱小平面上之第二led光 85906 200404978 源以產生遠場圖案。一項具體實施例中，獨立控制第一及第 二LED光源包括獨立改變第一 LED光源及第二led光 源的電流位準用以使遠場圖案成形。一項具體實施例中，第 一及第二LED光源在遠場圖案内產生至少部分重疊的圖案。 另一具體實施例中，第一及第二]LED光源在遠場圖案内產生 不重疊圖案。 一項具體實施例中，第一及第二LED光源產生不同顏色的 光。一項具體實施例中，獨立控制第一及第二led光源包括 獨立改變（1)第一 LED光源及（2)第二LED光源的電流位準以 產生遠場圖案及顏色。 因此，無需物理機制即改變燈的光圖案。而是，藉由改變 特定LED光源之電流位準而改變燈的光圖案。 【實施方式】 圖2A及2B係本發明之具體實施例中燈2〇〇的透視圖。燈 200沿燈轴204產生一遠場圖案202。燈轴204通常係沿光發射 方向。圖案202可為各種應用成形，包括汽車、定向（例如類 似MR、AR、PAR投影光）、零售、飯店及商業照明。 燈200包括一底座208(例如一插座），其可插入電插座以接 收電源及控制信號。襴柱206自底座208沿燈轴204延伸。欄 柱206可製成各種形狀（稍後說明），以提供許多安裝一個或多 個LED光源之欄柱小平面。攔柱206包括將LED光源耦合至底 座208接收之外部電源及控制信號必需的電子配線。 儘管圖2A中僅可見一個LED光源210，欄柱206可安裝任何 數量的LED光源210。LED光源210沿軸向配置之燈軸204放 85906 200404978 置，其中每個LED光源21〇安裝至一欄柱小平面，因此其發 光表面正常向量近似垂直於燈軸2〇4。由於為改進光學集合 及/或散熱（二者稍後說明）攔柱小平面可關於燈軸2〇4成一角 度，正常向量可能不會準確垂直於燈軸2〇4。使用軸向設計， 沿燈軸之特定光源長度的發光通量可藉由添加額外欄柱小 平面及LED光源增加。此外，由於LED光源不位於垂直於燈 軸204的平面内，底座208之尺寸可減小。由於光撞擊底座2〇8 而非反射器2 1 2此可減少光損失。 根據應用’母個LED光源2 1 0可為LED陣列整體晶粒220(圖 2D)、單獨LED陣列222(圖2E)、或一個單獨LED 224(圖2F)。 整體晶粒包括形成於高電阻基板上的串列或平行LED陣列， 以便陣列p型及η型接點皆在陣列相同側面，而單獨LeD藉由 溝渠或離子植入彼此電性絕緣。整體晶粒在共同讓渡的美國 專利申請序號09/823,824中進一步說明，以參考方式全部並 入本文中。 區段反射器212安裝於底座208。區段反射器212分成許多 反射性區段。反射性區段係欄柱小平面上最佳化發射區域 (例如欄柱小平面上一個或多個LED光源）。換言之，反射性 區段在欄柱小平面發射區域具有其焦點，因此其主要由來自 一個欄柱小平面的光照射。每個反射性區段可為一平滑簡單 表面、一平滑複雜表面或分為許多稱為小平面之子區段。小 平面通常係用於管理遠場圖案中的光。 與發射至球内的燈絲光源不同，LED光源2 10發射至半球 内。因此區段反射器2 12可分成反射性區段，每個反射性區 85906 200404978 段主要從欄柱小平面上一 LED光源2 10接收光。反射性區段 可將光投影至圖案202的不同部分。或者，反射性區段投影 至圖案202内的光至少部分彼此覆蓋。 由於每個反射性區段最佳化係用於單獨led光源，區段反 射器212不對稱。因此，燈2〇〇有效光源尺寸很小。由於led 光源210正常向量近似垂直於燈軸2〇4，大多數光會撞擊並由 反射性區段成形。由於這些原因，燈2〇〇可提供高通量及/或 燭光值。 一通常燈設計中，吾人期望最終產品適合特定實體尺寸及 滿足特定性能標準。設計者會匹配具有特定焦距之反射器與 特定尺寸之光源，以符合這些要求。為正確控制來自光源的 光’較小焦距會匹配較小光源尺寸。然而，較小焦距需要製 造過程中更好的光源放置。如上所述，燈200内LED光源2 10 可為具有LED陣列或單獨LED陣列之整體晶粒。LED陣列尺 寸決定LED光源之縱橫比（長度除高度）。因此，可改變縱橫 比以匹配各種焦距，以符合尺寸及性能要求。此對燈200之 没計提供了更多機制自由度。 傳熱及散熱考慮對固態光（例如燈200)很重要。可靠性取決 於設計範圍内LED光源的溫度維持。LED光源的發光性能亦 隨溫度升高而降低。燈200之溫度維持要求將熱從LED光源 傳送開然後散逸至周圍環境。 傳熱可藉由光輻射或熱傳導完成。輻射傳熱取決於光源之 溫度（升至第四功率）及主體放射率。然而，在LED光源容許 溫度内’輻射並非總體熱負載之大部分。選擇具有高放射率 85906 -10- 200404978 之欄柱材料可最大化傳熱之輻射部分。熱傳導主要藉由軸向 欄柱。攔柱材料應具有高導熱性，通常應為金屬。 因此’欄柱206可由熱傳導材料製造，將熱從led光源210 傳送開並導向底座208。用作攔柱2〇6之上等材料包括鋁及 銅。一項具體實施例中，攔柱206由黑色陽極氧化鋁製成， 以提供極佳熱傳導性並最大化放射率及光輻射。可選擇欄柱 形狀以最小化熱阻抗（稍後說明）。 一項具體實施例中，熱管用於增加離開LEd光源210及導 向底座208的熱傳導性。熱管係傳統裝置，使用蒸發-冷凝週 期將熱彳之一點傳送至另一點。圖2c係一項具體實施例，其中 熱官209轴向插入欄柱2〇6並將熱傳送至外部功能，其藉由對 流將熱散逸至周圍環境中。轴向熱管2〇9及欄柱2〇6之間的實 體連結需要向熱管提供適當的傳熱。一項具體實施例中，軸 向熱官209沿其導向底座2〇8之長度具有遞增斷面，用以改進 離開LED光源的熱傳導。 可使用一額外功能移除來自熱管的熱並將其傳送至周圍 空氣。熱管209可安裝於散熱器/冷凝器211，其藉由對流將 熱散逸。一項具體實施例中，散熱器211由安裝於熱管2〇9表 面的縛狀物組成。散熱器211可為分離組件或為底座2〇8之一 部分。對流傳熱可藉由在散熱器211之表面設計氣流而顯著 改進。 圖2G係一項具體實施例，其中軸向熱管2〇9耦合至橫向熱 官213以將熱傳送至一高氣流區域。熱管2〇9可包括螺紋底 座’其接收入橫向熱管213之螺紋孔内。熱管213可包括用以 85906 200404978 散逸熱的散熱器215。 圖3A及3B係具有兩個LED光源之燈200(下文為「燈3〇〇」） 的一項具體實施例。此具體實施例中，欄柱306沿其長度具 有矩形斷面。因此欄柱306具有四個欄柱小平面316-1、316-2、 316-3及316-4 (圖3B)。LED光源31(M及310-3分別安裝於欄 柱小平面316-1及3 16-3上。儘管圖中顯示LED光源自欄柱小 平面突出’他們可安裝於欄柱小平面之凹陷内，這樣他們就 不會突出於攔柱小平面。 此具體實施例中，區段反射器3 12包括一第一反射性區段 314-1 ’其焦點位於LED光源310-1，一第二反射性區段 314-3，其焦點位於led光源3 10-3。根據該具體實施例，反 射性區段3 14-1及3 14-3成形係用以提供遠場圖案3〇2。例如， 反射性區段314-1及314-3可成形為準直或擴散他們的光。此 外，反射性區段3 14-1及3 14-3可成形為部分或全部重疊他們 的光。根據該具體實施例，反射性區段314—1及314-3可具有 彼此不同的形狀或尺寸。例如，反射性區段314-1可成形為 將光準直而反射性區段3 14-3可成形為將光擴散。 圖4係用於燈300之區段反射器312上的電腦仿真通量/ mm2。區段反射器312面積為15〇x7〇mm，焦距為31 75mm。 LED光源31(M&310-2假定為單獨leD 1 x5陣列，其中每個 LED曰曰粒面積為ι·2 X 1.2 mm。為進行比較，圖5係用於傳統 汽車前燈9006燈泡150 X 70 mm反射器上的電腦仿真通量/ mm2。傳統汽車前燈反射器面積亦為15〇 χ 爪爪。 從圖中可看出，反射器312具有更均勻的燭光值分佈。燭 85906 -12 - 200404978 光值具有均勻填充反射器312之一致矩形形狀。反射器3丨2之 均勻填充令消費者非常滿意，因為燈3〇〇照亮顯得均勻。反 射is 3 12亦有443流明之較高集合效率，相比之下傳統前燈為 428流明。較高集合效率意味著反射器312對光的控制更多， 燈300會產生更高燭光值。由於這些原因，燈3〇〇及其他燈 之具體貫施例適於產生光亮及可控制的圖案2〇2。 圖6係一項具體實施例中由燈3〇〇產生之遠場圖案3〇2的電 腦仿真燭光值。為進行比較，圖7係藉由使用標準9〇〇6燈泡 的傳統前燈產生之圖案702的電腦仿真燭光值。圖6及7顯示 燈300產生一較小圓形圖案302，其具有高燭光值但周邊無雜 訊。傳統前燈產生較大圓形圖案，其燭光值較低且周邊雜訊 更多。總之，燈300產生400流明的較高通量，相比之下傳統 前燈為3 65流明。由於這些原因，燈3〇〇顯示其適於產生光亮 及可控制的圖案302。 圖8 A及8B係具有三個LED光源之燈200(下文為「燈800」） 的另一具體實施例。此具體實施例中，攔柱806沿其長度具 有矩形斷面。圖8B顯示欄柱806具有三個攔柱小平面8 16-1、 816_2及816-3。LED光源810-1、810-2及810-3分別安裝於欄 柱小平面8 16-1、8 16-2及816-3上。此具體實施例中，區段反 射器812包括一反射性區段814-1，其焦點位於LED光源 810-1，一反射性區段814-2，其焦點位於LED光源8 10-2，一 反射性區段814-3，其焦點位於LED光源810-3。上述具體實 施例中，區段反射器812不對稱，因此每個反射性區段修正 至一單獨LED光源。根據該應用，反射性區段814-1、814-2 85906 -13- 200404978 及8 14-3可部分或全部覆蓋他們的光，以形成遠場圖案802。 圖9係一項具體實施例中由燈800產生之圖案802的電腦仿 真燭光值。燈800假定具有1000流明的組合光源及與圖4及6 之範例燈300縱橫比相同之LED光源。燈800具有直徑150 mm 之圓形反射器812。從圖中可看出，燈800產生一圖案802， 其中心實質上為圓形，但周邊更接近三角形。此外，圖案802 周邊無雜訊。每個反射性區段接收來自相鄰LED光源的光導 致了圖案802之非圓形特性。圖8C顯示來自鄰近LED光源的 光之間有重疊，因為每個LED光源發射至半球内（斷面為半 圓）。例如，反射性區段814-1接收的光818-2來自LED光源 810-2，光818-3來自LED光源810-3，光818-1來自本身LED 光源810-1。因此，每個反射性區段從相鄰LED光源接收串音。 LED光源可包括光晶片透鏡（下文為「OONC透鏡」）LED(不 論係單獨或係整體晶粒之部分），因此燈200(例如燈800及稍 後說明之其他燈）之具體實施例可更好地控制其遠場圖案。 OONC透鏡係黏接至LED晶粒的光學元件。或者，OONC透鏡 係形成於LED晶粒（例如藉由衝壓、蝕刻、研磨、雕繪、燒蝕） 上的透明光學元件。OONC透鏡在共同讓渡之美國專利申請 序號 09/660,317、09/880,204 及 09/823,841 中進一步說明，其 以參考方式全部並入本文中。 OONC透鏡控制LED光源内LED發射之光的立體角，因此 每個LED光源僅照射其對應的反射性區段。圖8D顯示 OONC透鏡820-1、820-2及820-3分別安裝於LED光源810-1、 8 10-2 及 810-3。OONC 透鏡 820-1 至 820-3 減小 LED 光源内 85906 -14- 200404978 LED之立體角，因此每個LED光源主要照射其對應的反射性 區段。此使反射性區段可精確地形成圖案8〇2。 圖10A及10B係具有四個LED光源之燈200(下文為「燈 1〇〇〇」）的另一具體實施例。此具體實施例中，欄柱1006沿 其長度具有矩形斷面。圖10B顯示攔柱1〇06具有四個欄柱小 平面 1016-1、1016-2、10 16-3 及 1016-4。LED 光源 loio-i、 1010-2、1010-3及1010-4分別安裝於攔柱小平面、 1 0 1 0-2、1 〇 1 6-3及1 0 1 6_4上。此具體實施例中，區段反射器 1012包括一反射性區段1014-1，其焦點位於led光源1010-1， 一反射性區段1014-2，其焦點位於LED光源1〇 10_2，一反射 性區段1014-3，其焦點位於LED光源1010-3，一反射性區段 1014-4，其焦點位於LED光源1010-4。上述具體實施例中， 區段反射器10 12不對稱，因此每個反射性區段修正至一單獨 LED光源。根據該應用，反射性區段loioq、1〇1〇_2、 及1 010-4可部分或全部覆蓋他們的光，以形成遠場圖案 1002。 圖1 0 C係欄柱10 0 6之一項具體實施例，其包含將來自欄柱 小平面的光引導至對應反射性區段之一光學結構。一項具體 實施例中’該光學結構包含攔柱1 006上的兩個反射器1 030-2 及1030-3 ’用以將來自欄柱小平面1016-2的光反射至對應反 射區段1014-2 (圖10B)。每個攔柱小平面可重復此結構（例 如’反射器1030-1及1030-2對攔柱小平面1016-1，反射器 1030-3及1030-4對欄柱小平面1016-3，反射器1030-4及 1030-1對欄柱小平面1016-4)。一項具體實施例中，每個反射 85906 -15- 200404978 器具有兩個反射性表面，因此其可在相鄰欄柱小平面共用。 例如，反射器1030-3及反射器1030-2—起將來自襴柱小平面 10 16-2的光引導至反射性區段1014-2，反射器1030-3及反射 器103 0-4—起將來自欄柱小平面1016-3的光引導至反射性區 段1014-3(圖10B)。一項具體實施例中，反射器位置靠近led 光源，以便最小化燈1000之光源尺寸。 圖11係一項具體實施例中由燈1000產生之圖案1002的電 腦仿真燭光值。燈1000假定具有1000流明的組合光源及與圖 4及6之範例燈3 0 0縱檢比相同之L E D光源。燈1 0 0 0具有直徑 150 mm之圓形反射器1012。從圖中可看出，燈1〇〇〇產生一圖 案1002 ’其中心貫質上為圓形，但周邊具有矩形突起。圖案 1002周邊無雜訊。與燈800相同，每個反射性區段接收來自 鄰近LED光源的串音導致了圖案1002周邊之非圓形特性。 圖12係具有五個LED光源之燈2〇〇 (下文為「燈12〇〇」）的 五邊形斷面。欄柱 另一具體實施例。搁柱12 0 6沿其長度具有 1206具有五個欄柱小平面1216_丨至1216巧，led光源i2i(m 至1210-5分別安裝於其上。反射性區段12141至i2i45分別 修正至LED光源nHM至1210_5。同樣，圖13係具有六個 LED光源之燈200 (下文為「燈13〇〇」）的另一具體實施例。 欄柱1306沿其長度具有六邊形斷面，柱ug6具有六個欄柱 小平面 13 16-1 至 13 16-6，LED # 源 η 1 λ ί ^ 尤你131(M至131〇-6分別安裝 於其上。反射性區段1314-1至1314 6八w μ 主3 14_6分別修正至LED光源 1310-1至1310-6 〇 如以上燈300之說明 右將OONC透鏡安裝於LEd光源内 85906 -16- 200404978 LED上以消除鄰近LED光源之間的串音，則燈8〇〇、1〇〇〇、12⑻ 及1300可更好地形成其遠場圖案。 圖14為LED光源1410-1、1410-2及1410-3，其可包括在燈 200之具體實施例内。LED光源14 10-1至14 10-3包括不同顏色 之單獨LED陣列。例如，每個Led光源包括紅色、綠色及藍 色LED之陣列。使用不同顏色Led之陣列使顏色混合可形成 另一顏色的光，例如白色。每個LED光源之顏色以不同順序 配置以便更好地混合顏色。儘管圖中顯示係三個LEd光源 141 0-1至141 0-3，可使用不同顏色、組合及led數量。如上 所述’ LED光源1410-1至1410-3可為具有LED陣列或單獨 LED陣列之整體晶粒。 圖15係燈800之一項具體實施例，其包括[ED光源1410-1 至I4 10-3。每個軸向配置之LED光源Ml 0_1至Ml 〇-3發射的 光移動至反射器812,並與不同顏色的光混合。反射性區段 重疊來自欄柱的不同發射顏色，以在圖案802中製造白光。 一項具體實施例中，為改進顏色混合不同攔柱小平面上相同 顏色之LED不會置於沿攔柱小平面的相同相對位置。經驗顯 示使用RGB LED之光源比磷轉換白色光源有效得多。 一項具體實施例中，反射器8 12並未完全混合圖案802中 LED光源1410-1至1410-3的顏色。此使燈800可產生不同顏色 的光。或者，LED光源1410-1至1410-3内單獨LED的強度可 藉由改變其電流位準而獨立變化，以產生不同顏色的光。光 色可根據應用動態地變化。 一項具體實施例中，led光源可為不同顏色。此可使反射 85906 -17- 200404978 性區段根據應用製造可重豐或分離之不同顏色圖案。 如上所述，欄柱206可製成各種形狀以促進散熱。通常具 有沿導向底座208之長度遞增斷面之欄柱較佳係將熱從leD 光源210傳導至底座208。具有遞增斷面之攔柱2〇6可採用各 種形狀’包括錐形搁柱1606(圖16)、階梯形搁柱1706(圖17) 及角錐形欄柱1 8 0 6 (圖1 8)。根據攔柱小平面之形狀，每個攔 柱小平面可適應整體晶粒或單獨LED陣列之單一 LED光源。 此外，欄柱斷面尺寸可增加，為較佳散熱移除LED光源。儘 管LED光源實體分離，區段反射器可光學形成光圖案，如同 LED光源位於相同實體位置。換言之，LED光源實體上可無 光學伸展分離。 如上所述，欄柱206亦可製成各種形狀，以促進光學集合。 通常’沿其導向底座208之長度具有遞減斷面之攔柱較佳係 將LED光源的光聚焦於其對應反射性區段。具有遞減斷面之 欄柱206可採用各種形狀，包括反向角錐形欄柱2〇〇6B(圖 2〇)、反向階梯形欄柱2106B(圖21)及具有曲形（例如拋物線） 表面之反向角錐形攔柱220 6B (圖22)。圖20亦可用於說明反 向錐形欄柱。 圖19A、19B及19C係燈1000(圖l〇A及10B)之一項具體實施 例’其中LED光源1010-1及1010-3(圖10B)係獨立開啟，以產 生各自的圖案1902及1904,其作為遠場圖案部分至少部分彼 此重疊。換言之，LED光源1010-1及1〇1 〇_3藉由改變其電流 位準獨立控制。圖19 A内此一配置係產生光亮圖案並改進堅 固性，若任何LED光源未正確製造或操作失敗。一項具體實 85906 200404978 施例中，LED光源101 0-1及101 0-3產生不同顏色的光。因此 圖案1902及1904之重疊產生的光係LED光源1010-1及1010-3 顏色之組合。 圖19B及19C係部分或完全重疊圖案之範例。若LED光源產 生不同顏色的光，則重疊區域之顏色係起作用LED光源顏色 之組合，而非重疊區域保持唯一起作用LED光源之顏色。 圖19D係燈1000之另一具體實施例，其中LED光源1010-1 及1010-3獨立開啟，以產生各自的圖案19〇6及1908，其形成 遠場圖案1909之不同部分。一項具體實施例中，LED光源 10 10-1及1010-3產生不同顏色的光。 上述燈適於各種應用，包括製造光圖案適應性改變之動態 照明。例如，用於車輛（例如汽車）之動態照明包括依據汽車 之環境或方位改變光圖案。當汽車驶下高速公路時，司機需 要高光束圖案，使自己看見遠處公路。當汽車駛下街道時， 司機需要低光束圖案’使自己看見較近距離的路。上述燈可 藉由修正對應LED光源及其相關反射區段產生不同光圖案。 因此LED光源及相關反射區段可用於產生所需光圖案之一 部分。 對本文所揭示具體實施例之功能的各種其他調適及組合 皆屬於本發明之範圍内。例如，燈2〇〇之具體實施例可用於 商業照明，產生窄照明光圖案或寬照明光圖案。一項具體實 施例中，第一組LED光源可啟動產生窄照明光圖案，同時第 二組LED光源可啟動產生寬照明光圖案。以下申請專利範圍 包括眾多具體實施例。 85906 -19- 200404978 【圖式簡單說明】 圖1A及1B分別係具有橫軸向及軸向配置燈絲光源之傳統 燈。 圖1C及1D係具有橫軸向配置LED光源之傳統燈。 圖2A、2B及2C係本發明具體實施例中軸向[ED光源燈的 透視圖。 圖2D、2E及2F係本發明具體實施例中欄柱小平面上的各 種L E D光源。 圖2G係一項具體實施例之燈柱，其具有耦合至橫向熱管將 熱由LED光源傳送開的軸向熱管。 圖3A及3B係圖2A至2C中具有兩個轴向LED光源的燈之一 項具體實施例的側面及頂部視圖。 圖4係圖3 A及3 B中燈之反射器的通量/mm2。 圖5係具有軸向配置燈絲光源之傳統燈反射器的通量/ mm2 ° 圖6係一項具體實施例中由圖3A及3B之燈產生的光圖案 之燭光值。 圖7係具有軸向配置燈絲光源之傳統燈產生的光圖案之燭 光值。 圖8A及8B係圖2A至2C中具有三個轴向LED光源的燈之一 項具體實施例的側面及頂部視圖。 圖8C係一項具體實施例中反射器上相鄰LED光源之間的 串音。 圖8D係一項具體實施例中反射器上相鄰LED光源（具有光 85906 -20- 200404978 晶片透鏡）之間無串音。 圖9係一項具體實施例中由圖8A及8B之燈產生的光圖案 之濁光值。 圖10A及10B係圖2A至2C中具有四個軸向LED光源的燈之 一項具體實施例的側面及頂部視圖。 圖10C係一項具體實施例中具有將光從欄柱小平面引導至 預想反射性區段的光學結構之襴柱。 圖11係一項具體實施例中由圖1〇A及10B之燈產生的光圖 案之濁光值。 圖12及13係圖2A至2C中分別具有五個及六個軸向LED光 源的燈之具體實施例的頂部視圖。 圖14係一項具體實施例中用於相同攔柱小平面以產生白 光的具有不同顏色LED之LED光源。 圖15係一項具體實施例中具有圖之白光的燈。 圖1 6係一項具體實施例中具有錐形欄柱的燈之側視圖。 圖17係一項具體實施例中具有階梯形欄柱的燈之側視圖。 圖1 8係一項具體實施例中具有角錐形欄柱的燈之側視圖。 圖19A及19D係兩項具體實施例中用以在遠場圖案内產生 重疊及不重疊影像的圖10A及10B之燈的透視圖。 圖19B及19C係兩項具體實施例中用以在遠場圖案内產生 重疊及部分重疊影像的圖10A及10B之燈的透視圖。 圖20係一項具體實施例中具有反向錐/角錐形欄柱的燈之 側視圖。 圖2 1係一項具體實施例中具有反向階梯形欄柱的燈之側 85906 21 200404978 視圖。 圖22係一項具體實施例中具有曲形欄柱小平面攔柱的燈 之側視圖。 圖式代表符號說明】 200 燈 202 遠場圖案 204 燈軸 206 欄柱 208 底座 209 熱管 210 LED光源 211 冷凝器 212 反射器 213 熱管 215 散熱器 220 晶粒 222 陣列 224 發光二極體 300 燈 302 圖案 306 欄柱 312 區段反射器 85906 -22- 200404978 702 圖案 800 燈 802 遠場圖案 806 欄柱 812 區段反射器 1000 燈 1002 遠場圖案 1006 欄柱 1012 區段反射器 1200 燈 1206 欄柱 1300 燈 1306 欄柱 1606 錐形欄柱 1706 階梯形欄柱 1806 角錐形欄柱 1902 圖案 1904 圖案 1906 圖案 1908 圖案 1909 遠場圖案 85906 200404978 100A 燈 100B 燈 100C 燈 1010-1 LED光源 1010-2 LED光源 1010-3 LED光源 1010-4 LED光源 1014-1 反射性區段 1014-2 反射性區段 1014-3 反射性區段 1014-4 反射性區段 1016-1 欄柱小平面 1016-2 欄柱小平面 1016-3 欄柱小平面 1016-4 搁柱小平面 102A 燈絲燈泡 102B 燈絲燈泡 102C LED陣列 1030-1 反射器 1030-2 反射器 1030-3 反射器 85906 200404978 1030-4 反射器 104A 燈軸 104B 燈軸 106A 反射器 106B 反射器 1210-1 LED光源 1210-5 LED光源 1214-1 反射性區段 1214-5 反射性區段 1216-1 攔柱小平面 1216-5 襴柱小平面 1310-1 LED光源 1310-6 LED光源 1314-1 反射性區段 1314-6 反射性區段 1316-1 欄柱小平面 1316-6 欄柱小平面 1410-1 LED光源 1410-2 LED光源 1410-3 LED光源 2006B 反向角錐形欄柱
85906 -25- 200404978 2106B 反向階梯形欄柱 2206B 反向角錐形糊柱 310-1 LED光源 310-3 LED光源 314-1 反射性區段 314-3 反射性區段 316-1 攔柱小丰面 316-2 搁柱小平面 316-3 搁柱小平南 316-4 欄柱小平面 810-1 LED光源 810-2 LED光淼 810-3 LED光源 814-1 反射彳i區段 814-2 反射性區段 814-3 反射性區段 816-1 搁柱小平面 816-2 搁柱小平面 816-3 欄柱小平面 818-1 光 818-2 光 -26- 85906 200404978 818-3 光 820-1 OONC 透鏡 820-2 OONC 透鏡 820-3 OONC 透鏡 85906

Claims (1)

  1. 200404978 拾、申請專利範圍： 1· 一種燈，其包括： _ 一沿一燈軸對準的欄柱，該欄柱包括一欄柱小平面； 以及 " 女裝於该欄柱小平面上之整體LED晶粒，其中該整 體LED晶粒包括LED之一陣列，並且該等LED發光表 面正常向量近似垂直於該燈轴。 2·如申請專利範圍第1項之燈，其進一步包括一用以通常沿 該燈轴引導光之反射器，該反射器包括複數個反射性區 段’一個反射性區段主要由來自該攔柱小平面的光照射。 3·如申請專利範圍第2項之燈，其中每個該等LED在其發光 表面頂部包括一光晶片透鏡，用以控制其光發射之立體 角，以便每個該等LED主要將光發射至該一個反射性區 段。 4. 一種燈，其包括： -一沿一燈軸對準的攔柱，該攔柱包括複數個欄柱小平 面； -複數個各自安裝於該等欄柱小平面之一的LED光源， 其中該等LED光源之發光表面正常向量近似垂直於該 燈軸；以及 -一用以引導主要沿該燈轴的光之反射器，其中該反射 器分成各主要由來自該等攔柱小平面之一的光照射之 反射性區段。 5. 如申請專利範圍第4項之燈，其中每個該等反射性區段包 85906 200404978 含一位於該等LED光源之一的焦點。 6.如申清專利範圍第4項之燈，其中每個該等lED光源包含 一 LED陣列' 一單獨LED陣列或一單獨[ED之一整體lED 晶粒。 7·如申請專利範圍第6項之燈，其中每個LED在其發光表面 頂部包括一光晶片透鏡，用以控制其光發射之立體角， 以便每個LED主要將光發射至該等反射性區段之一。 8·如申請專利範圍第7項之燈，其中該欄柱沿其導向該碴一 底座之長度具有一遞減斷面，因此該LED光源與該燈轴成 角度。 9·如申請專利範圍第8項之燈，其中該攔柱包含一反向錐 形、一反向階梯形或一反向角錐形形狀。 10.如申請專利範圍第8項之燈，其中該等攔柱小平面之一係 曲形。 1 1 ·如申請專利範圍第6項之燈，其中該攔柱沿其長度包括一 軸向熱管，用以將熱從該等LED光源傳導至該燈之一底 座。 12·如申請專利範圍第6項之燈，其中該攔柱沿其導向該燈一 底座之長度具有一遞增斷面，用以將熱從該等LED光源傳 導至該底座。 13·如申請專利範圍第12項之燈，其中該攔柱包含一錐形、 一階梯形或一角錐形形狀。 14·如申請專利範圍第6項之燈，其中該攔柱沿其長度包含一 三角形、矩形、五邊形或六邊形斷面。 85906 -2- 200404978 15·如申請專利範圍第4項之燈，其中每個該等LED光源包含 不同顏色之單獨LED的一陣列。 16·如申請專利範圍第丨5項之燈，其中該反射器混合該等LED 之不同顏色，以投影包括白色光之一遠場圖案。 1 7 ·如申請專利範圍第丨5項之燈，其中該反射器部分混合該 等LED之不同顏色。 18·如申請專利範圍第4項之燈，其中該等LED光源係不同顏 色’該反射器至少部分混合該等LED光源之不同顏色以投 影一遠場圖案。 19·如申請專利範圍第17項之燈，其中該等led光源係不同顏 色’該反射器並不混合該等LED光源之該等不同顏色以投 影一遠場圖案。 20·如申請專利範圍第15項之燈，其中至少兩個不同欄柱小 平面上的該相同顏色之該等LED並不位於沿該欄柱小平 面之該相同相對位置内。 21·如申請專利範圍第6項之燈，其中不同攔柱小平面上的該 等LED光源包含不同尺寸之led。 22·如申請專利範圍第4項之燈，其中該反射器將來自不同攔 柱小平面的光投影至一遠場圖案之不重疊部分。 23·如申凊專利範圍第4項之燈，其中該反射器將來自不同欄 柱小平面的光投影為在一遠場圖案内彼此覆蓋。 24·如申請專利範圍第4項之燈，其進一步包括該攔柱上的一 光予、、、〇構，用以將來自該等欄柱小平面之一的光引導至 該等反射器區段之一。 85906 -3 - 200404978 25·如申請專利範圍第24項之燈，其中該光學結構包含該欄 柱上之一第一反射器及一第二反射器。 26·如申請專利範圍第n項之燈，其進一步包括耦合至該軸 向熱管之一散熱器。 27. 如申請專利範圍第％項之燈，其中該散熱器包含耦合至 该軸向熱管之複數個鰭狀物。 28. 如申凊專利範圍第n項之燈，其進一步包括耦合至該軸 向熱管之一橫向熱管。 29·如申請專利範圍第28項之燈，其中該轴向熱管具有一螺 旋式底座且該橫向熱管具有用以接收該螺旋式底座之一 螺紋孔。 3 0·如申請專利範圍第丨丨項之燈，其中該轴向熱管沿其導向 該燈之該底座的長度具有一遞增斷面。 3 1· —種燈，其包括： • 一沿一燈軸對準的欄柱，該欄柱包括一攔柱小平面； 以及 -一安裝於該攔柱小平面之LED光源，該LED光源包括 安裝於該LED光源一發光表面之一光晶片透鏡，其中 該發光表面一正常向量近似垂直於該燈軸。 32·如申請專利範圍第31項之燈，其中該LED光源包含一 LED 陣列、一單獨LED陣列或一單獨LED之一整體LED晶粒。 33_如申請專利範圍第32項之燈，其進一步包括用以主要沿 該燈軸引導光的一光學元件，該光學元件包括複數個表 面，一個表面主要由來自該攔柱小平面的光照射。 85906 -4- 200404978 34. —種使用一燈及一反射器產生一遠場圖案之方法，其中 該燈具有對準一燈軸之一欄柱的攔柱小平面上複數個 led光源，該反射ϋ包括各主要由來自該等搁柱小平面的 光照射之反射性區段，該方法包括：獨立控制（1)一於一 第一攔柱小平面上之第一led光源及（2)一於一第二欄柱 小平面上之第一 LED光源以產生該遠場圖案。 35. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該獨立控制包含 獨立改變⑴該第一 LED光源及（2)該第二咖光源的電流 位準以使遠場圖案成形。 36. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該第一㈣光源及該 第二LED光源在該遠場圖案内產生至少部分重疊的圖案。 37. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該第—LED光源及該 第二LED光源在該遠場圖案内產生不重疊的圖案。 38. 如申請專利範圍第34項之方法’其中該第一LED光源及該 第二LED光源產生不同顏色的光。 39. 如申請專利範圍第38項之方法，其中該獨立控制包含： 獨立改變⑴該帛一 LED光源及（2)該第二LED光源的電流 位準以產生包括一所需顏色的該遠場圖案。 40. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該第—led光源及該 第二LED光源具有不同尺寸。 之方法，其中該遠場圖案係一低 案、一延伸光圖案或一標記光圖 41·如申請專利範圍第34項 光束圖案、一高光束圖 案之至少一部分。 窄 42·如申請專利範圍第34項 之方法’其中該遠場圖案係一 85906 200404978 照明光圖案或-寬照明光圖案之至少_部分。 43’如申.月專利|巳圍第39項之方法，其中該第一 l五〇光源及該 第二LED光源在該遠場圖案内產生重疊圖案。 44·，申If專利範圍第39項之方法，其中該第」led光源及該 第一 LED光源在該遠場圖案内產生不重疊的圖案。 45·如申請專利範圍第34項之方法，其中該卜咖光源包含 不同顏色之一第一 LED* _第二LED。 46_如申請專利範圍第45項之方法，其中該獨立控制包含改 變该第一LED光源及該第二LED光源之電流位準。
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