TW201207319A - LED spotlight - Google Patents

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201207319 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 此發明係關於基於LED(基於發光二極體）之聚光燈，且 尤其是有關於（儘管非排他地）具有20。或更小之一發射角度 的一聚光燈。 此申請案主張由Yang等人著之標題為「LED聚光燈」之 2010年6月11曰申請之美國臨時專利申請案第61/354,〇49號 之優先權之權利，該案之說明書及圖式以引用的方式併入 本文中。 【先前技術】 發射白光LED(「白色LED」）在此項技術中已知並且係 一相對較新近的創新。直到開發出以電磁光譜之藍色/紫 外線部分發射的LED ’開發基於LED之白光源才變成實 用。如所教示，例如美國專利第5,998,925號中，白色LED 包含一或多個磷光體材料（即光致冷光材料），其等吸收該 LED所發射之輻射之一部分並重新發射一不同顏色（波長） 之輻射。通常，該LED晶片產生藍光且該（等）磷光體材料 吸收該藍光之一百分比並重新發射黃光或綠光與紅光、綠 光與黃光或黃光與紅光的一組合。由該LED產生而不被該 填光體#料吸收之藍光的部分與該磷光體材料所發射之光 組合提供對人眼呈現為近乎白色的光。 目前，關注最多的是使用高亮度白色LED以取代習知白 熾燈泡、鹵素反射器燈及螢光燈。利用高亮度白色lEI)之 大多數照明器件包括複數個LED取代習知光源組件及利用 156848.doc 201207319 現有光學組件（諸如一反射器及/或一透鏡）的配置。理想上 一聚光燈可產生一照度（入射於一表面上的每單位面積之 光通量（本領））’該照度跨該燈之發射角度（光束擴展）係大 體上均勻的。然而，因為來自一燈之光發射係偈限於一經 選擇之發射角度内’所以這可導致集中於該轴上之一更大 比例的光發射’藉此進一步降低發射角度内之照度均勻 性。不像接近地近似於一點源之一鎢絲燈，基於LED之燈 產生經常遠離點源的光，適合要求開發led燈之新光學配 置以用於一般照明應用。需要具有20。或更小之一經選擇 之發射角度之一基於LED的聚光燈。 由Haitao YANG於2010年3月10曰申請之共同待審中之 美國專利申請案第12/721,311號（公開案第US2010/0237760 號）教示一基於LED之嵌燈’其包括一導熱本體；複數個發 光二極體（LED)，其等組態為一陣列並經安裝而與該本體 熱連通，及設置於LED平面的前面之一反光罩。該罩具有 至少兩個平截頭圓錐（即其最高點被平行於該底座之一平 面截斷的一圓錐體）反光表面，該等表面圍繞Led陣列且係 經組態使得在操作中該燈所發射之光係在一經選擇之發射 角度内。雖然此一組態可產生40。的發射角度或更大之一 良好的均勻照度’但此一組態係不適於具有較小發射角度 之聚光燈’且尤其是具有一緊湊形狀因數之聚光燈。 授予Mass技術有限公司（香港）之中國專利第 201368347Y號教示一 LED反射器燈，其包括安裝於一各別 光源面板上的至少兩個LED光源，該面板繼而經安裝以熱 156848.doc • 4 · 201207319 接觸至少-導熱平板的對立面。在底部具有一插槽的一反 射器杯使LED光源面板及導熱平板能夠插人該反射器杯的 底部，使得LED光源係與該反射器杯的中垂軸平行。 【發明内容】 .根據本發明，一 LED聚光燈（其可操作以產生具有相對 於該聚光燈之一發射軸量測之一經選擇之發射角度的光） s亥聚光燈包括.一盤形反射器及複數個LED ,其中該等 LED係經組態使得在操作中各£ED在與該聚光燈之發射轴 呈一種一般而言徑向方向上發射光及其中各LED之光發射 轴係經組態以與該聚光燈之發射軸呈至少4〇。的一角度。 該等LED係可經組態使得其發射軸係與該聚光燈之發射軸 呈一銳角而在40。至85。的一範圍中之一角度處。或者該等 LED係可經組態使得其發射軸係與該聚光燈之發射軸呈一 鈍角而在95。至140。的一範圍中之一角度處。以此一方式組 態該等LED之發射軸能夠使一聚光燈經製造而具有一緊凑 形狀因數及一狹窄發射角度。 在一配置中’該等LED係經組態使得其發射軸係大體上 與該聚光燈之發射軸正交。較佳的是該等LED組態為至少 一線性陣列，該線性陣列位於與該等led之發射軸及該聚 • 光燈之發射軸相互正交的一線上。具優勢的是該反射器包 括與LED相關聯之一各別一般而言拋物面反光表面（如旋轉 一橢圓而界定之橢圓形拋物面二次曲面該反射表面可 包括一連續光滑表面或一多面表面。 在較佳的實施方案中，該聚光燈進一步包括一導熱基 156848.doc 201207319 板，該等LED係以熱連通方式安裝於該導熱基板上。在一 配置中’該基板係大體上平面並且該等LED係安裝至該基 板的對立面。較佳的是該等LED係組態為該基板的對立面 上之一各別線性陣列並且該反射器包括與各LED相關聯之 一各別抛物面反光表面部分。例如在一實施方案中，其中 該基板係平面，四個LED係組態為該基板的對立面上之一 各別線性陣列且該反射器包括四個拋物面反光曲面。 或者’該基板可係多邊形之形狀並且該等LED係安裝至 該基板的各別面。較佳的基板幾何可包含三角形、正方 形、長方形、五角形及六角形。為進一步幫助耗散該等 LED所產生之熱量，該基板可進一步包括肋部分，其等自 該基板之一或多個角落在一徑向方向上延伸及/或自led之 間的基板的面延伸。 該導熱基板可包括一金屬芯印刷電路板（MCPCB)。為幫 助耗散該等LED所產生之熱量，該基板具有一盡可能高的 熱導率且較佳的是至少150 Wm^K·1且具優勢的是至少2〇〇 Wm ^1。該基板可包括銘、一铭合金、一鎮合金、銅、 一導熱陶瓷材料。與藉由一熱傳導及熱對流之過程而被動 地耗散熱量之導熱基板一樣’該基板亦可包括主動冷卻， 諸如微熱迴路或一熱電冷卻元件。 通常該聚光燈係經組態使得該發射角度係20。或更小並 且較佳的是少於約10。。 該聚光燈可進一步包括定位於該反射器開口上之一光發 散透光蓋。此一蓋藉由改變該蓋而使該聚光燈之發射角度 156848.doc 201207319 能夠修改。 該聚光燈可進-步包括-導熱本體且其中該基板係與該 本體熱連通。該本體之形狀較佳的是一般而言圓柱形、一 般而言圓錐形或一般而言半球形之形狀。具優勢的是該本 體係經組態使得該聚光燈可直接符合於一現有照明器具中 及較佳的疋經組態使得其具有類似—標準形狀之一形狀因 數’諸如一多面反射器（mr)mr1g^mr11 ,或一抛物面鋁 化反射器（PAR)PAR20、PAR30、PAR38、 PAR56 或 PAR64。 該反射器可包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS)、聚碳酸 酉旨、丙烯酸或其他聚合物材料且具優勢的是具有一表面鍍 金屬以最大化該反射器之反射率。或者該反射器可包括一 導熱材料’諸如鋁、鋁合金或鎂合金。 根據本發明之另一態樣，一 LED聚光燈（其可操作以發 射具有相對於該聚光燈之一發射軸量測之一經選擇之發射 角度的光）包括：一盤形反射器及複數個led，各LED具有 一各別光發射軸，其中該等LED係經組態使得在操作中各 LED在大體上與該聚光燈之發射轴正交之一徑向方向上發 射光’及其中該反射器包括複數個一般而言抛物面反光表 面部分，其中各反光表面部分與該等LED之一各別一者相 關聯。較佳的是該等LED組態為至少一線性陣列並且位於 與該等LED之發射軸及該聚光燈之發射轴相互正交的一線 上。具優勢的是該聚光燈進一步包括一大體上平面導熱基 板及其中該等LED係與該基板熱連通而安裝至該基板之對 156848.doc 201207319 立面。 【實施方式】 為更瞭解本發明，現將參考附圖僅藉由實例描述依照本 發明之實施例之LED聚光燈。 本發明之實施例係針對基於LED之聚光燈，其包括通常 一般而言拋物面形狀之一盤形反射器及複數個LEd，其發 射軸經組態以與該聚光燈之發射軸呈至少4〇。之—角度而 在一種一般而言徑向方向上延伸。在較佳的實施例中，該 等LED經組態使得其發射軸係大體上與該聚光燈之發射轴 正交。以此一方式組態該等LED之發射軸，尤其是將其等 組態以大體上與該聚光燈之發射軸正交，能夠實現—聚光 燈（其具有一緊湊形狀因數，諸如一多面反射器Mr μ (02M 或050 mm)或MR11(01.5·，或04〇 mm))仍具有一狹窄發射角 度Θ(通常小於20。）^爲幫助散熱，該等LED可經安裝而與 一導熱基板熱連通。在一配置中，該基板係大體上平面之 形狀且該等LED安裝至該基板之對立面。為使更多Led能 夠併入具有一緊湊形狀因數之一聚光燈中並藉此產生一更 大發射強度，該等LED可被組態成在徑向方向上延伸之一 線性陣列。為確保光之一均勻發射，該反射器具優勢地包 括複數個一般而言抛物面反光表面部分，其中各反光表面 部分與一各別之LED相關聯。 在另一實施例中，該基板可為多邊形之形狀，諸如三角 形、正方形或長方形、五邊形或六邊形之形狀且該等LED 安裝至該基板之各面。 156848.doc 201207319 貫穿此專利說明書，相同參考數字用於標示相同零件。 現在將參考圖1至圖4描述依照本發明之一第一實施例的 一基於LED之聚光燈10，其中圖1係該聚光燈的一透視 圖、圖2係該聚光燈的一分解透視圖、圖3係該聚光燈的一 端視圖及圖4係該聚光燈反射器的一透視圖》聚光燈10經 組態以產生白光，該白光具有=3 100 K之一相關顏色溫度 (CCT)、=250流明之一發射強度及10〇(點）之一標稱（經選 擇）光束擴展（發射角度Θ-自一中心軸12量測之發散角度）》 該聚光燈通常在100 cm之一距離處產生=1400勒克司（Lux) 之一照度並希望用作為可自一個12 v交流供應器操作之一 MR16鹵素燈的一能量有效替換件。 聚光燈10包括一中空的一般而言圓錐形導熱本體14，其 外表面類似一圓錐之一平載頭體；即一圓錐體，其最高點 (頂點）被平行該底座（亦即平截頭圓錐）之一平面截斷◦出 於美予原因，體14之形狀因數係經組態以類似一標準 MR16體形。組態體14使得其形狀因數類似一標準形狀額 外使燈能狗在現有照明器具(諸如聚光燈器具、軌道照 明器具或凹陷式照明器具）中直接改裝。體Μ由壓禱紹加 工及如所展不可包括橫向延伸散熱翼片（葉脈Μ，其係圍 繞體14之外彎曲表面圓周 w啤如所展不，翼片1 6沿平 截頭圓錐體14之長度以—蟬 丁 w閣& 螺方式延伸。在該本體的正面 (即該圓錐體的底座），翼片 你石 異片16與—環形輪緣18—起界定组 該等翼G，料料列允許在 邊寻具間自該本體的 面至該本體的後面之一氣流 156848.doc •9- 201207319 22(圖1中之重箭頭所指示）以增加該聚光燈之冷卻。 或者該本體可由鋁合金、鎂合金、一負載金屬之塑膠材 料或一導熱陶瓷材料（諸如鋁碳化矽（AlSiC))建構》較佳的 是該本體係導熱的且具有至少150 Wn^K·1之一熱導率。 聚光燈10進一步包括一雙銷連接器底座24 GU5.3或 GX5.3以使該聚光燈能夠直接連接至使用一標準照明器具 之一個12 V交流電源供應器（未展示）。將瞭解取決於希望 之應用可使用其他連接器帽，諸如（例如）用於11〇 V及220 V操作之雙銷扭鎖器（卡口）GUi〇底座或一 Edis〇n螺釘底 座。如所展示’連接器帽24可安裝至體14之經截斷的最高 點。 聚光燈10進一步包括安裝於體14之正面（即該圓錐體的 底座）内之一盤形反射器26，其係經組態以界定該聚光燈 的經選擇之發射角度（光束擴展）（亦即θ=10ο)。反射器26之 内表面包括如藉由旋轉一橢圓而界定之四個橢圓形抛物面 二次曲面26a、26b、26c、26d。如將進一步所描述，各抛 物面表面與一各別LED相關聯。如所展示，儘管反射器％ 亦可包括一連續彎曲表面，然其可包括一多面反射器。反 射器26係較佳地由ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）或另一聚 合物材料加工，該聚合物材料諸如聚碳酸酯或丙烯酸，其 具有一反光表面，諸如應用於其内表面之鉻、鋁或銀的一 鍍金屬層。或者反射器26可包括具有一良好的熱導率（亦 即通常至少HO Wm-〗K-i或較佳地至少2〇〇 之一材 料（諸如鋁或鋁合金）以幫助散熱。為進一步幫助散熱，反 156848.doc •10· 201207319 射器26可熱耦合至體14。 如最佳在圖2中所見到，—平面導熱基板28係可安裝於 體14内之一徑向延伸插槽3〇中。基板28係較佳地經安裝而 與體14熱連通。在一實施例中，基板28包括一金屬芯印刷 電路板（MCPCB)。如已知，一 MCPCB包括由一金屬芯底 座（通常鋁）、一導熱/電絕緣介電層及用於以一所需之電路 組態電連接電組件之一銅電路層組成之一層狀結構。 MCPCB 28之金屬芯底座係經安裝而在一導熱化合物的幫 助下與導熱本體14熱連通，該導熱化合物（舉例而言）諸如 含有一標準散熱器化合物（其含有氧化鈹或氮化鋁）之一黏 合劑。在替代配置中’該基板可包括具有一良好的熱導率 (即通常至少15〇 Wm^K·1或較佳地至少2〇〇 Wm^K.1)之其 他材料，諸如鋁合金、銅或銅合金。為進一步幫助散熱， 基板28可進一步合併額外的冷卻器件，諸如微迴路熱管之 一配置或基於Peltier-Seebeck效應之一熱電冷卻器。 聚光燈10進一步包括四個1.1 W LED 32a至32d，其中一 各別對之LED 32a、32b及32c、32d安裝至基板28的一對立 面。用於操作LED 32(未展示）之驅動器電路可安裝至今 MCPCB並安放於該反射器下方之一空腔中的體14内。各 LED 32經安裝而與該基板良好熱連通且可包括一陶竟封裝 之1.1 W基於氮化鎵之藍色發射LED晶片。該等LED晶片產 生具有一峰值波長（其在400 nm至480 nm之一範圍中且通 常455 nm)之藍光。既然一般要求產生白光，各LED 32進 一步包含一或多個磷光體（光致冷光）材料，其吸收由該 156848.doc -11 - 201207319 LED晶片發射之藍光的一部分並發射黃光綠光、紅光或 其之一組合《與該磷光體材料所發射之光組合之未被磷光 體材料吸收之藍光將對LED 32供給呈現白色之一發射產 物。 該磷光體材料（其通常係粉末形狀）與一透明黏結劑材料 (諸如一聚合物材料（例如一熱或uv可固化矽酮或一環氧樹 脂材料））混合，且該聚合物/磷光體混合物應用於各LED晶 片之發光面。如已知，該LED之發射產物的顏色及/或CCT 由该磷光體材料組合物、磷光體材料之數量等決定。用以 產生白光之一所需顏色或CCT所要求的磷光體材料可包括 呈一粉末形狀之任意磷光體材料且可包括一無機或有機磷 光體，舉例而言，諸如一種一般組合物之基於矽酸鹽之磷 光體A3Si(0，D)5或A2Si(0，D)4，其中Si係矽、〇係氧、A包 括锶（Sr)、鋇（Ba)、鎂（Mg)或鈣（Ca)及D包括氣（C1)、氟 (F)、氮（N)或硫（S)。該磷光體材料（其通常係呈粉末形狀） 與一透明黏結劑材料（諸如一聚合物材料（例如一熱或uv可 固化矽酮或一環氧樹脂材料））混合，且該聚合物/磷光體混 合物應用於呈一或多層之均勻厚度的形狀之光導32之發光 面。該聚光燈之發射產物的顏色及/或CCT由該磷光體材料 組合物及填光體材料之數量決定。用以產生白光之一所需 顏色或CCT所要求的碳光體材料可包括呈一粉末形狀之任 意磷光體材料且可包括一無機或有機磷光體，舉例而言， 諸如一種一般組合物之基於矽酸鹽之磷光體A3Si(〇，D)5或 A2Si(0，D)4，其中Si係矽、〇係氧、A包括锶（Sr)、鋇 156848.doc -12· 201207319 (Ba)、鎂（Mg)或鈣（Ca)及D包括氯（Cl)、氟（F)、氮（N)或硫 (S)。基於矽酸鹽之磷光體的實例揭示於美國專利案第 7,575,697號「銪活化之基於矽酸鹽之綠色磷光體」（讓與 Intematix公司）、第7,601，276號「兩相之基於矽酸鹽之黃 色磷光體」（讓與Intematix公司）、第7,655，156號「基於矽 酸鹽之橙色磷光體」（讓與Intematix公司）及第7,3 11，858號 「基於矽酸鹽之黃色-綠色磷光體」（讓與Intematix公司） 中。該磷光體亦可包括一基於鋁酸鹽之材料，諸如教示於 美國專利案第7,541,728號「基於鋁酸鹽之綠色磷光體」 (讓與Intematix公司）及第7,390,437號「基於鋁酸鹽之藍色 磷光體」（讓與Intematix公司）中，一 i呂石夕酸鹽填光體，如 美國專利第7,648,650號「鋁矽酸鹽橙色-紅色磷光體（讓 與Intematix公司）中所教示或一基於氮化物之紅色鱗光體 材料，諸如教示於2009年12月7曰申請之共同待審中之美 國專利申請案第12/632,550號中（公開案第US2010/0308712 號）。將瞭解該磷光體材料係不限於本文所描述之實例並 可包括任意磷光體材料，其包含氮化物及/或硫酸鹽磷光 體材料、氧氮化物及氧硫酸鹽構光體或石權石材料 (YAG) 〇 依照本發明，各LED 32係經組態使得其發射軸34a、 34b、34c、34d係大體上與該聚光燈之發射軸12正交。如 圖3中所展示’各對之LED 32a、32b、32c、32d係組態為 一線性陣列’其中將各LED定位在離該聚光燈之發射轴12 的一相同距離d。將瞭解該等LED係組態為一線性陣列且 156848.doc -13· 201207319 位於與LED 34之發射軸及該聚光燈之發射軸12相互正交的 一線40上。既然該等LED之發射軸在一徑向方向上隔開， 則反射器2 6包括組態為曲面之四個糖圓形拋物面曲面反光 表面部分26a、26b、26c、26d。各拋物面表面係以一相關 LED為中心》藉由以此一方式組態反射器26，聚光燈1〇產 生一大體上圓形之光發射。 如圖2及圖4中所展示，反射器26進一步包括其底座中之 一徑向延伸通槽36，藉此使反射器26能夠插入至體14在基 板28上。反射器26可進一步包含自插槽36延伸之一各別通 孔38以使反射器26能夠插入於具有安裝於正確位置之led 32的基板28上。 視情況，如圖2中所指示，該聚光燈可進一步包括安裝 至反射器26之正面開口的一透光正面蓋（窗）42。為易於暸 解，蓋42在圖1令未展示。通常蓋42包括一透光（透明）窗’ J 聚δ物材料’諸如聚碳酸g旨或丙稀酸或玻璃。亦設 心蓋42包括一透鏡，諸如一 Fresnel透鏡，藉此能夠藉由改 變該蓋而修改該聚光燈之發射角度。儘管蓋42亦包括-發 散透鏡，然通常其將包括一光發散透鏡。 圖5係展示本發明之聚光燈10之操作原理的通過圖3之一 I ___ 的一不意α'丨面圖。儘管將瞭解實務上各LED可 發光元件之一個1D或2D陣列，然為易於瞭解，LED 3平2:為一點源表示於圖5中。此外，圖5中僅表示位於紙之 ' 之光線。如從圖形中可見到，各LED 32係經組態使 "、射軸34係與該聚光燈之發射軸12正交。在操作中， 156848.doc 201207319 LED32在與該聚光燈之發射軸12呈一種一般而言徑向方向 上發射光44，且然後此光被反射器26之相關内抛物面反光 表面反射使得來自該聚光燈之光發射係大體上侷限於發射 角度Θ (例如10。）。反射器26可經組態使得在經選擇之發射 角度Θ内發生半高全寬（FWHM)發射。組態大體上與該聚光 燈之發射軸12正交的LED 32之發射軸34使得該等LED在一 種一般而言徑向方向上發射光，而能夠加工具有一緊湊形 狀因數及一狹窄發射角度的一聚光燈。此外藉由組態反射 器26使得各LED具有一相關拋物面反光表面，確保該聚光 燈產生一大體上圓形發射產物。 圖ό係用於本發明之一聚光燈的一替代多面反射器26的 一透視表示法。反射器26具有與圖4之反射器相同的形 狀’圖4之反射器具有由連接平面表面界定之反光拋物面 表面。 儘管本發明的出現與具有一小形狀因數之諸如MR16及 MR11之一 LED聚光燈有關，然設想本發明應用於其他 燈，其包含抛物面鋁化反射器（PAR)燈，諸如PAR20 (02.5"或 06.5 cm)、PAR30 (03.75"或 09.5 cm)、PAR38 (04.75"或012.2〇111)、？八1156 (07"或017.5〇111)及？八1164 (08"或 020 cm)燈。 圖7a至圖7c係適用於較大形狀因數聚光燈之依照本發明 之LED聚光燈之替代光學組態的示意端視圖。在此等聚光 燈中’基板28係多邊形之形狀且一或多個LED安裝至該基 板之一各別面。例如圖7a中，基板28(在一軸向12方向上） 156848.doc -15- 201207319 係二角形之形狀且一各別LED 32a、32b、32c安裝至基板 28之各面。依照本發明，各LED 32係經組態使得其發射軸 34a、34b、34c在一徑向方向上延伸且係大體上與該聚光 燈之發射軸12正交。反射器26包括三個扇區，各扇區包括 一抛物面反光表面部分26a、26b、26c，其中各表面部分 係與一各別LED相關聯。為幫助耗散該等led所產生之熱 量，基板28可進一步包括一個別肋部分，其自該基板之各 角落在一徑向方向上延伸。肋部分之此一組態增加該基板 之熱質量’其對於較高功率聚光燈特別重要。 圖7b展示一聚光燈，其中基板28(在一軸向方向上）係方 形之形狀且一各別LED 32a、32b、32c、32d安裝至基板28 之各面。依照本發明，各LED係經組態使得其發射軸 34a、34b、34c、34d係在一徑向方向上且係大體上與該聚 光燈之發射軸12正交。在此一組態中，反射器26包括四個 曲面拋物面反光表面部分26a、26b、26c、26d，其中各表 面部分係與一各別LED相關聯。如所展示，且為幫助散 熱’基板28可進一步包括一各別肋部分46，其自該基板之 各角落在一徑向方向上延伸。 在圖7c中’基板28(在一轴向方向上）係長方形之形狀且 八個LED 32a至32h安裝至基板28之面。如所圖解說明，一 單一 LED 32a、32e安裝至各較短端面及三個lED 32b至32d 與32f至32h之一線性陣列安裝至較長側面。各led係經組 態使付其發射軸3 4a至34h係在一種一般而言徑向方向上且 係大體上與該聚光燈之發射軸12正交。在此一組態中，反 156848.doc -16- 201207319 射器26包括人個賴，該等扇區包括—拋物面反光表面部 刀至26h其中各表面部分係與—各別相關聯。為 幫助散熱，基板28可進一步白杠 戈匕括各別肋部分46，其自該基 板之各角落在一徑向方向上延伸 疋1甲。另外，儘管圖7c中未展 示，然基板28可進一步台衽—夂 ^匕括各別肋部分，其自該基板之 面在一徑向方向上自LED對之間延伸。 本發明之聚錢不㈣所描述之特定實施例且所做在本 發明之範疇内之變動。例如’如圖心及圖扑中所展示， 咖32可經㈣使得其發射軸⑽不㈣與發射抽以 9〇。的角度而在與該聚光燈之發射轴12呈—種—般而言徑 向方向上延伸中，LED 32係經組態使得其發射轴 34以與該聚光燈之發射軸12呈一銳角中在一種一般而言徑 向方向上延伸。通常φ可在40。至85。的一範圍中。 在圖8b中’ LED 3 2係經組態使得其發射轴34以與該聚光 燈之發射軸12呈一鈍角φ在一種一般而言徑向方向上延 伸。通常φ可在95。至140。的一範圍中。 不只標準形狀，體14可具有一非標準形狀因數並經組態 使得該燈可在標準照明器具中改裝。此幾何圖之實例可取 決於一所希望之應用而包含例如一般而言圓柱形或一般而 言半球形的一體。 此外該發明性概念可應用於具有其他發射角度（諸如從 一窄點（θ=8。）至一超廣角（θ=60。）之範圍變化的發射角度）的 燈。通常對於向下照明及一般照明應用，該發射角度Θ係 在30。、45。或6〇。數量級。 156848.doc -17- 201207319 將瞭解依照本發明之聚光燈可包括其他LED晶片，諸如 基於碳化石夕（SiC)、ί西化辞（ZnSe)、氮化銦鎵（inGaN)、氮 化鋁（A1N)或氮化鋁鎵（AlGaN)之LED晶片，其等發射藍光 或U.V.光。 【圖式簡單說明】 圖1係依照本發明之一實施例之一 LED聚光燈的一透視 圖， 圖2係圖1之LED聚光燈的一分解透視圖； 圖3係圖1之聚光燈的一端視圖； 圖4係一聚光燈反射器的一透視圖； 圖5係通過圖解說明本發明之聚光燈之操作原理的圖3之 一線「A-A」的一示意剖面圖； 圖6係一多面聚光燈反射器的一透視圖； 圖7a至圖7c展示依照本發明之LED聚光燈之替代光學組 態的示意平面圖；及 圖8a及圖8b係圖解說明依照本發明之LED聚光燈之替代 光學組態的示意剖面圖。 【主要元件符號說明】 10 聚光燈 12 中心轴 14 圓錐形導熱本體 16 散熱翼片 18 環形輪緣 20 空氣入口 156848.doc 201207319 22 氣流 24 雙銷連接器底座 26 盤形反射器 26a 糖圓形拋物面二次曲面 26b 橢圓形拋物面二次曲面 26c 橢圓形抛物面二次曲面 26d 橢圓形抛物面二次曲面 26e 橢圓形拋物面二次曲面 26f 橢圓形抛物面二次曲面 26g 橢圓形抛物面二次曲面 26h 橢圓形抛物面二次曲面 28 平面導熱基板 30 插槽 32a 發光二極體 32b 發光二極體 32c 發光二極體 32d 發光二極體 32e 發光二極體 32f 發光二極體 32g 發光二極體 32h 發光二極體 34a 發射軸 34b 發射軸 34c 發射軸 19. 156848.doc 201207319 34d 發射軸 34e 發射軸 34f 發射軸 34g 發射軸 34h 發射軸 36 通槽 38 通孑L 40 線 42 透光正面蓋 44 光 46 肋部分 d 距離 Θ 發射角度 Φ •角度 156848.doc

Claims (1)

1. 201207319 七、申請專利範圍： 1. 一種LED聚光燈’其可操作以發射具有相對於該聚光燈 之一發射軸量測之一經選擇之發射角度的光，該聚光燈 包括： 一盤形反射器及 複數個LED，各LED具有一各別光發射軸， 其中該等LED係經組態使得在操作中各LED在與該聚 光燈之該發射轴呈一種一般而言徑向方向上發射光且其 中各LED之該光發射軸係經組態以與該聚光燈之該發射 軸呈至少40°的一角度。 2. 如請求項1之聚光燈’其中該等lEd係經組態使得其發射 軸係與該聚光燈之該發射軸呈一銳角而在40。至85。的一 範圍中之一角度處。 3. 如請求項1之聚光燈，其中該等led係經組態使得其發射 軸係與該聚光燈之該發射軸呈一鈍角而在95。至140。的一 範圍中之一角度處。 4. 如請求項1之聚光燈，其中該等led係經組態使得其發射 轴係大體上與該聚光燈之該發射軸正交。’ 5·如請求項4之聚光燈，其中該等LED經組態為至少一線性 陣列’其位於與該等LED之該發射軸及該聚光燈之該發 射軸相互正交的一線上。 6.如請求項1或請求項5之聚光燈，其中該反射器包括複數 個一般而言拋物面反光表面部分，其中各反光表面部分 與該等LED之一各別一者相關聯。 156848.doc 201207319 7·如請求項1之聚光燈，及其進一步包括一導熱基板且其 中該等LED係經安裝而與該基板熱連通。 8. 如請求項7之聚光燈’其中該基板係大體上平面並且該 等LED係安裝至該基板的對立面。 9. 如請求項8之聚光燈，其中該等led組態為一線性陣列， 其位於與該等led之該發射轴及該聚光燈之該發射軸相 互正交的一線上》 10. 如請求項9之聚光燈’其中該反射器包括複數個一般而 言抛物面反光表面部分，其中各反光表面部分與該等 LED之一各別一者相關聯。 11. 如請求項8之聚光燈，其中該基板係多邊形並且該等led 係女裝至該基板的面。 12. 如請求項11之聚光燈，其中該基板係選自由下列組成之 群：二角形、正方形、長方形、五角形及六角形。 13. 如請求項11之聚光燈，其中該反射器包括複數個—般而 言抛物面反光表面部分，其中各反光表面部分與該等 LED之一各別一者相關聯。 14. 如請求項1〇之聚光燈，其中該基板進一步包括肋部分， 其等自該基板之至少一角落及/或至少一面在—徑向方向 上延伸。 15. 如請求項7之聚光燈，其中該基板具有一熱導率，該熱 導率選自由下列組成之群：至少15〇 Wm^K·1及至少2〇〇 Wn^K·1。 1 6 _如吻求項7之聚光燈，其中該基板包括一材料，該材料 156848.doc 201207319 選自由下列組成之群：一金屬怎印刷電路板、紹、紹合 金、鎂合金、銅及一導熱陶瓷材料。 17.如請求項丨之聚光燈，其中該聚光燈之該經選擇的發射 角度係20。或更小。 1 8.如請求項丨之聚光燈，其中該聚光燈之該經選擇的發射 角度係10。或更小。 19. 如請求項丨之聚光燈’及其進一步包括定位於該反射器 開口上之一光發散透光蓋。 20. 如請求項7之聚光燈’及其進一步包括一導熱本體且其 中該基板係與該本體熱連通。 21. 如請求項20之聚光燈，其中該本體之形狀係選自由下列 組成之群：一般而言圓柱形、一般而言圓錐形、及一般 而言半球形之形狀。 22. 如凊求項2〇之聚光燈，其中該本體係經組態使得該聚光 燈可符合於一現有照明器具中。 23. 如清求項2〇之聚光燈’其中該本體係經組態使得其具有 類似一標準形狀之一形狀因數，該標準形狀選自由下列 組成之群：MR16、MR11、PAR20、PAR30、PAR38、 PAR56及 PAR64。 24. 如凊求項丨之聚光燈，其中該反射器係選自由下列組成 之群.丙烯腈-丁二烯_笨乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸酯、 聚合物材料、鋁、鋁合金及鎂合金。 25. —種LED聚光燈，其可操作以發射具有相對於該聚光燈 之一發射軸量測之一經選擇之發射角度的光，該聚光燈 156848.doc 201207319 包括： 一盤形反射器及 複數個LED，各LED具有一各別光發射軸， 其中該等LED係經組態使得在操作中各LED在大體上 與該聚光燈之該發射軸正交之一徑向方向上發射光，且 其中β亥反射包括複數個 > —般而言抛物面反光表面部 分’其中各反光表面部分與該等led之一各別一者相關 26. 如請求項25之聚光燈，其中該等LED經組態為至少一線 性陣列’其位於與該等LED之該發射軸及該聚光燈之該 發射軸相互正交的一線上。 27. 如請求項26之聚光燈，及其進一步包括一大體上平面導 熱基板且其中該等LED係與該基板熱連通而安裝至該基 板之對立面。 156848.doc