TW567449B

TW567449B - Luminaire and signaling lamp

Info

Publication number: TW567449B
Application number: TW089114444A
Authority: TW
Inventors: Matthijs Hendrik Keuper; Albertus Johannes Hyacint Kock
Original assignee: Lumileds Lighting Bv
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2003-12-21
Also published as: JP2003503827A; EP1110027A1; WO2001002771A1

Description

567449 五、發明說明（1) ---- 本發明係關於一種昭明突甘由兮机姊了 — f…、月為包括一殼體具有光發射窗，其中該戎體可容置複數也+ ^ ^ + 複歎先電元件及複數光準直元件， #心々、隹士尤包几件係發射可見光，且其中各準直元件具有^ ^ ^ Q ^ ^ ’ 忐軸，並連接於一光電元件。本發明同日係關於一種呈 ^ 〇〇〇 · 種具有照明器之號誌燈。該等照明态係為孰知。1 处 “、、 /、特別係用於控制交通的號誌燈號，如：紅f燈。此種照明器包括相對多數之光電元件， -般可柄，=光電兀件’如電光轉換元件，如發光二極體 (LEDs)。該寻光源係通常係根據殼體内部之内表面之特定花樣照射使光線呈現不同的形4 士 _ Μ ， ^ ^ Ν的形狀。該準直兀件，例如正向透鏡，如菲涅耳（Frp^npl、4k 現適當的分佈，若丄、仏 esnei)透鏡，提供用以做為對光線呈一調和亮度之分佈。值得注意係”光強度分佈"係取決於鱼度之光強度分佈。"亮度分佈則與光在照明器光發窗之表面分佈角度無關。吴國專利申請5 8 1 6 68 1係揭露如何將準直元件架構，以使光電广件與各個準直元件連接。藉由準直元件所呈現之特性，該照明器之光發射窗的亮度分佈至少在操作時係為調和。上述之照明器與號誌燈具有嚴重的缺點。若不欲照明整個光發射窗時，如在該光發射.窗覆蓋一遮罩，則將導致照明器的輸出光量減少，這係不想見到的。本發明目的之一係避免上述之缺點。本發明特別係針對上述之照明器加以改良，其中特別係當非調和光線在該光發射窗之部份出現時，仍可提供相對高度光輸出。

第7頁 567449 五、發明說明（2) 為達此 '一目的相對其藉由光軸，改變。發光的的照明射調和光發射顯示器誌等。以指示人通行該光電元件照亮的窗表面於該光可.得。窗，因窗需發可明顯在已 F resne 所連接之準配置該光電而光電元件藉由此種特部份發光。目的。例如光，如紅、窗係以遮罩操作樣態，在此之號諸左右轉，或〇發射窗之遮係偏心配置部份照亮。的80%左右t 電元件之光在已知照明疋有不少的光的部位被地減少。知之照明器 1透鏡（準直本發明直元件元件以之光線性，其號誌燈，其光黃及綠或其他如以適實施例包括以. 之照明之光車由使之偏路徑從係可取，如交發射窗光。在裝置加合的色包括一紅光顯器特徵係配置於實必於其所該準直元代該光發通號諸、燈係可完全號誌燈之以遮擋光光顯示箭或多個照示行人停在於該質偏心連接準件之發射窗，，可以以所需實施例路徑，頭號誌明之彩止或綠光電元件位置。直元件之射位置則以使所需用於不同的色光發中，部份使照明器、行人號色箭頭用光顯示行蔽部份則不會發射光，據本發明，該光於準直元件光軸，以使光發射窗需要被而光發射窗被遮蔽部份可能佔該光發射在已知之照明器中，該光電元件係置轴上，以使整體且調和的光發射窗係為為中，僅有1 5 %的光線通過該光發射光係被損耗。若根據本發明，使光發射照明’則光電元件與能源消耗等成本係之中，發光二極體（LED)係連接於一元件）遺LED係置於presne丨透鏡之光軸

第8頁 567449 五、發明說明（3) 上。若LED係置於該Fresnel透鏡之焦點時，該透鏡沿Fresnel透鏡的光軸發射平行光線。在本發明之照明器中，兮氺+ —从Μ — # μ T 口亥先电凡件係實質置於與其有關之準直7L件光軸的偏心位置，若光電元件係LED且該準直 π件係為（正向）FreSnel透鏡時，該Fresnel透鏡係以一特定之孔角度發射平行光束，若該LED係與Fresnel透鏡有一等於Fresnel透鏡的焦點。若該LED係與Fresnei透鏡一定距離大於或小於該Fresnel透鏡之焦距時，則該 Fresne 1透鏡則以特定固體角度發射聚集或散射之光束。該等光束係可互相稱之為預設方向之光束。本舍明之A?、明為特欲係在於至少一準直元件係與至少〜另一光電元件連接。在已知之照明益中，各準直元件係連接於一單一光源该光源係置於該準直兀件之光軸上·。藉由配置二或多個電元件於一準直元件於照明器之殼體中，昭明哭之光輪尤可以增加。利用每一準直元件上的一光電元件二該光二= 該準直元件之輸出光可以導引其方向，當利用每一準直_ 件上的二或多個光電元件可以使該準直元件之輸出光可^ 被導引至特定形狀。本發明之照明其中複數光電元件係連接於各準直一件’可以使照明為更具效率。一合適、可預設位置（偏心之光電元件於相對所連接準直元件光軸上係可以該光發j 窗上未被覆蓋之部份更有效率為光電元件所照明，而準

元件僅需置於該光發射窗照明位置之後方。此外，I * 我多

第9頁 567449 五、發明說明（4) 個光竜元件的中，光電元件器之其他優點元件將更有致減少，而無需明器之中，減計。本發明照偏差較不敏感上對不正之偏另一光電元適於該照明器發明中照明器相對於該光軸若每個準直電元件與其所在本發明之另該光軸上。 1較佳者，該造照明器係藉予以簡化。因 ^照明該光發準直元件相對元件其所需之方向係可改變失效係的失效係具高率，每故變該 &光電明器之。而在差係可件之合夂光發 <較佳係實質元件係連接之一實施不會或很會光發射光輸出之一準直元照明器内元件的數另一優點已知之照立即被看適（偏心）射窗所需實施例之偏心配置配置複數準直元件例中，該難被查知窗上產生光電元件件所對應部之光學目將使該在於照明明器之中出。位置係可照明部份特徵係在。在已知之照明器黑點。本發明照明，例如在未來光電之光電元件數目將結構。在已知之照光學結構重行設器對於位置對齊的，光電元件在位置以該照明條件更合的條件。例如，本於該另一光電元件光電元件，其可將其一之光之光軸共心。為達此目的，另一光電元件係實質配置於準直元件之光軸係配置使彼此相互平行。製由整合該準直元件一體於一稱之為光平面而為遠準直元件係併排配置，該等準直元件不射iSj之相同位置。為各個準直元件以及給予於其他準直元件之位置，則藉由提供該光電位置（偏心）’而光束通過該複數準直元件之以照明該光發射窗之所需照明位置。 ’ ____

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567449 五、發明說明（6)· 該殻體2可容置複數光電元件5，5，，···； 6, 6，，···； 7， 7, ，…以及複數之準直元件15; ι6; 17。在圖3中，該光電元件5，5’，··.； 6，6’，···； 7，7，，…係發光二極體（LEDs) 而準直元件15; 16; 17係稱之為Fresnei透鏡。操作中，該光電元件5， 5’，···； 6， 6，，···； 7， 7，，…發射可見光。而各準直兀件15; 16; 17具有其光軸25; 26; 27，且各準直元件1 5 ; 1 6 ; 1 7係連接於至少光電元件5 ; 6 ; 7。據本發明，該光電元件5; 6; 7係配置偏離與該光電元件5; 6· 7有關的該準直元件15; 16; 17之光軸25; 26; 27。 ’ ’ 圖2中，各準直元件15; 16; 17係連接於至少另一光電元件5’ ； 6’ ； 7’ ，其係相對於光軸25; 26; 27偏置。可^ 該另一之光電元件係與該準直元件之光軸係為共軸（圖2 ^ 示）。一在圖2所示之實施例中，該準直元件丨5，· i 6 ; } 7之 2 5 ; 2 6 ; 2 7係實質相互平行。 ’ 圖3係圖2之照明器在X _ z平面之剖視圖。該準直元件1 $ · 16; 17; 18; 19之光軸係直角延伸至該χ〜ζ ^面，$各， ^元件15; 16 17; 19虛線延伸之交叉位置。為簡化單元的組合’該準直元件1 5 ; 1 6 ; 1 7 ; 1 8 ，Λ 士 ▲ ., 0，19在又-2平面上具有六邊形之〜構（亦即橫越該光軸2 5 ; 2 6 . 2 7 2 8 . 29之平面），於圖3中，各個準直元件15; ’ ’ 係連接至八個光電元件5，5’，…；6，6， * ，，18’ 19 8, 8’，…；9,179' ’其配置係實質偏離其所7連接7之準直元件15; 16; 17; 18; 19之光軸。其係有可能，該另一光 567449 五、發明說明（7) 電元件5, ； 6’ ； 7, ； 8, ; 9,係與該準直元件〜軸（圖3未示）。元#係為共，藉由該光電兀件5, 5,，…；6， 6,，. .； 7，了，… 8’，…；9，9’，···相對於其所連接之準直元件15’· ^ 8， U，1 9光軸之不對稱定位，即可在該光發射窗3 ，一 1 7 ; 調和光分佈。合適選擇”離軸"定位該等光，一非 …；6’ 6，，··.； 7, m，8，，.·.； 9, 9，乂5可 5,二配合該遮罩12; 12,的光分佈，藉此主要光線到發射窗3離開，照明器，直接通過該光發射窗未^ = 1 2 ; 1 2所遮盍的部份。"離軸"定位係取決於該光带:、相對於其所連準直元件之光軸的偏心程度而定。电凡部份光發射窗3可容許光通過，亦即光線不會為 12’所遮擋，而可更有效地接收涑自光電元件5， 5/”'二.’ 6’ 6’’ …；7’ 7’，···； 8， 8’，…；9， 9’，...以及準直元件 15; 16; 17; 18; 19的光線，以使該光發射窗3部份為之照明。圖4係圖2之照明器在χ — y平面之剖視圖。為簡化^圖式，複數之準直元件17; 18; 19係以一光學結構2〇表示，而光束則繪製表示之。 έ亥光學結構2 0包括·例如7， 1 9或3 8六邊形之jp r e s n e 1透鏡（正向透鏡）。本發明之特具吸引力之照明器實施例包括 1 9個Fresnel透鏡係配置於一六邊形結構之中（如圖3示）， 8 - 10個LEDs係配合各個Fresnel透鏡，該LEDs係置於一製之PCB(印刷電珞板）結構上。

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隹園DA-D中，顯示在x-z平面上各種光乂一或多個光電元件在相對於其所連接之準 '郛，其係由同位置所造成。線條係至少相對於該不度。在圖5A-D之各圖中，該準直元件之光寺效-該Χ-Ζ平面於X軸與ζ軸交接處。 ’、伸垂直於圖5Α中，顯示一種習知照明器中之發光二 1/5，該LED係置於其所連接iFresnel透鏡的光軸之上。該光線輪廓包括以Fresnei透鏡光軸為影像中心之共心圓。若LED係配置於透鏡之焦點，該f ^ 鏡則發射平行光束。若LED係配置於實質大於或小於 Fresnel透鏡.焦距位置時，該叶““丨透鏡會發射聚合+ μ沾止古《 σ 一人月文圖5Β所示係本發明之一LED 11)6係置於相對於與該led有關的Fresnel透鏡光軸偏心處。該光線輪廓包括以led為影像中心之共心圓。若該LED係配置距離Fresnel透鏡等於^ Fresnel透鏡之焦距時，該f?resnei透鏡會以一特定角度於射平#光束。若該LED係配置於實質大於或小KFresnei ▲ 鏡焦距位置時，該Fresnel透鏡會以特定之角度發射聚合或散射之光束。該等光束係可依預設之光束而加以變換。該離軸位置之LED係決定光束的方向。圖5C所示係由二LEDs 107與107，所造成之光線輪廓，其係根據本發明’並置於相對與其連接presnel透鏡光軸偏心處。該光線輪廓包括對稱之線條。該等LEDs相對於彼此的配置以及其間之距離決定該光束的形狀。

第14頁圖5 D所_ 廓，其=示係由三LEDs 108， 1〇8,與1〇8，，所造成之光、係根據本發明，並置於相對於與該等L E D s有關 resnel透鏡光轴偏心處。圖5D所示之例子中，其中一 LEDs係置於該Fresnei透鏡光軸上。該光線輪廓/包括当之線條。該等LEDs相對於彼·此的配置以及[ 決定該光束的形狀。 s 之本赞％化對於熟習本項技術見，例如，該準直7L件之光軸係無需彼此本發明之權利.範圍並非為上述之實施例戶:;二伸實施係在於其各項新穎特徵以及各特徵利範圍中的標號係用以參考而非用以限岳]且^ 。而 ”包括，，之字眼則並不排除在專 =濩之範件。 j靶圍中其他未提及線輪的十稱距離而易發明請專〇而元

Claims

567449 案號 89114444 η 年J月2

修正六、申請專利範圍 1 . 一種照明器補充包括一真有光發身Γ#( 3 )的殼體（2) 其中該殼體（2 )可容置複數個光電元件（5， 5 ’，…；6， 6’， …；7， 7’，…；8， 8’，…；9, 9’，…）及複數個光準直元件（1 5 ; 1 6 ; 1 7 ; 1 8 ; 1 9 )， lit. I I r t k] ? t § 清癸員示 \ 其中，操作中時，該等光電元件（5， 5 ’，…；6， 6 ’， …；7， 7’，…；8， 8’，…；9， 9’，…）係發射可見光，且其中各準直元件（15; 16; 17; 18; 19)具有一光軸 (25; 26; 27; 28; 29)，並連接於一光電元件（5; 6; 7; 8 ; 9)，其特徵在於該光電元件（5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 )係以相對於連接於該光電元件（5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 )之準直元件（1 5 ; 1 6 ; 1 7 ; 1 8 ; 1 9 )之光軸（2 5 ; 2 6 ; 2 7 ; 2 8 ; 2 9 )實質偏心位置配置之，而且至少一準直元件（15; 16; 17; 18; 19)係與至少一另一光電元件（5 ’ ； 6 ’ ； 7 ’ ； 8 ’ ； 9 ’）連接。 2 .如申請專利範圍第1項之照明器，其特徵在於該另一光電元件（5 ’ ； 6 ’ ； 7 ’ ； 8 ’ ； 9 ’）相對於該光軸（2 5 ; 2 6 ; 2 7 ; 2 8 ; 2 9 )係實質偏心配置。 3. 如申請專利範圍第1項之照明器，其特徵在於該另一光電元件（5 ’ ； 6 ’ ； 7 ’ ； 8 ’ ； 9 ’）係實質配置於該光軸（2 5 ; 26 ; 27 ; 28 ; 29) JL 〇 4. 如申請專利範圍第1項之照明器，其特徵在於準直元件（1 5 ; 1 6 ; 1 7 ; 1 8 ; 1 9 )之光轴（2 5 ; 2 6 ; 2 7 ; 2 8 ; 2 9 )上係以實質平行於彼此之方式配置之。 5 .如申請專利範圍第1項之照明器，其特徵在於該準直

O:\65\65399-920327.ptc 第17頁 567449 修正案號 89114444 六、申請專利範圍元件（15; 16; 17; 18; 19)包括 Fresnel 透鏡。 6 .如申請專利範圍第1項之照明器，其特徵在於該準直元件（15; 16; 17; 18; 19)係位於一平面平橫向通過該光軸（2 5 ; 2 6 ; 2 7 ; 2 8 ; 2 9 )具有六邊形之結構。 7.如申請專利範圍第1項之照明器，其特徵在於該光電元件（5， 5,，…；6， 6’，…；7， 7’，…；8, 8,，…；9, 9’，…）包括發光二極體。 8 . —種號誌燈（1 ; 1 ’），係具有如申請專利範圍第1項之照明器。

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