TW201402990A - 具有可選擇的發射器及反射器組態之燈具 - Google Patents

Abstract

一舉例的燈具提供一燈殼，一導熱的向內環形表面，一種光反射器的選擇，及一相關的透鏡蓋。由該環形表面界定的安裝墊會與該光反射器一起承接一所擇數目的光發射器和耦接於所擇的數個該等安裝墊之相關的散熱器。每一該等光反射器的選擇包括用於該等光發射器的開孔及反射表面等會匹配所擇的數個安裝墊上之光發射器的數目及位置的組合。

Description

具有可選擇的發射器及反射器組態之燈具 相關申請案

本申請案是2012年6月1日申請之No.61/美國臨時專利申請案之一非臨時申請案，該案名稱為“具有可選擇發射器和反射器組態之燈具”，其內容併此附送。

發明領域

本發明係有關用於燈具之光分佈和光發射器冷却特徵細構，且特別是用以提供一燈具可選擇的光發射器之位置、定向及數量者。

發明背景

一單燈殼設計除了該燈殼外可藉改變該燈具的不同特徵，而被用來提供許多具有不同發光特徵的燈具。例如，在白熱光和螢光燈具中，具有相同燈殼之燈具的變化，有時係藉使用各種不同的燈泡瓦數或數量來提供，或藉包含一可調整的反射器及/或燈罩其會改變該光分布圖案。

管理一燈具中之光源的溫度一般對性能和使用壽命是很重要的。此對具有較新的高效率發光技術之光源 係特別地真實，譬如LEDs、雷射二極體，或其它的發光器。LEDs通常係被選為能在一合理的成本以一指定的功耗來最大化其光輸出。因為LED光源會在一比傳統的白熱光源更低甚多的溫度操作，故較少的能量會以造成熱的形式被浪費掉。然而，LEDs會傾向於對操作溫度更為敏感，且較低的操作溫度亦會提供該LED與周遭環境間之一較小甚多的溫度差，故必須更加注意熱管理來傳送及消散該LED驅動器和發射器所產生之任何過多的熱，以使為該等部件所設計的操作溫度不會超過。

若溫度上升，則該LED的效率會降低，而減少其光輸出，並減少該LED的使用壽命。LED燈具一般包含LED驅動器和LED發射器。限制其操作溫度對該LED發射器是最關鍵的。使用於燈具中的LED發射器通常係呈一LED封裝體的形式，例如，一封裝體其包含一或多個LEDs，一安裝基材，例如由陶瓷形成者，及一可擇的透鏡結構。

為方便散熱，對流、傳導和輻射等係為傳熱的可用模式。針對LED燈具，藉傳導的熱消散通常係以被裝在一散熱器上的一或多個LED封裝體來提供。該散熱器一般係與該燈殼一體整合或熱耦接，其通常包含外部冷却突片，以藉對流和輻射來更促進熱的消散。

在習知的LED燈具中，該等散熱器係通常與該燈殼一體整合，因此熱會有效率地傳導至該燈殼外部，在該處其嗣會藉對流和輻射而消散；但是，在此等設計中，其會難以使該LED驅動器熱隔離於該等LED發射器。而且， 此一安排亦會限制對一單燈殼設計提供多種LED發射器之定向和數量的能力，因為當被與該燈殼整合的設計固定時，各LED封裝體通常係直接耦接於一或多個散熱器。

在某些習知的LED燈具中，各種不同的機械特徵細構會被用來提供可選擇的LED燈之定向和數量；但是，此等細構會在以傳導散熱時咸為一限制，及/或會致生不受歡迎的複雜性和費用。

例如，要為LED封裝體提供一可擇的定向時，一種習知技術的設計係利用LED封裝體以彈簧耦接於由一散熱器伸出的安裝柱等，在該等柱上的彈簧組合高度會決定該LED封裝體的定向；但是，此設計需要熱管其會將該等LED封裝體耦接於散熱器。另一種習知設計提供數個LEDs安裝在一可旋轉的安裝托架上；但是，該安裝托架和旋轉機構會限制熱傳導至該燈殼的外表面，在該處熱可被消散。其它的習知燈具設計包含一圓筒形散熱器。該圓筒形散熱器的外周面會形成數個平坦表面圍繞其圓周。每一平坦表面會承接多種不同的LED封裝體之一者，其能被各依據一所需的LED強度針對該特定的LED封裝體將會被定向的方向來選擇。

在此習知設計中為促進由該等LEDs散熱，該圓筒形散熱器的內部形成向內突出的冷却突片等。此冷却結構安排具有一優點即該燈殼係開放於環境，而可容許空氣流過該圓筒形散熱器的中央。此外，相同的散熱器表面和相關連的質量會被用來承接各LED封裝體，不論必須被由 耦接於該散熱器表面和相關質量之特定的LED封裝體消散的熱量是多少。

因此，乃亟需提供一種具有單一燈殼的燈具設計，其能提供多種LED組態及針對各LED組態設計之適當的散熱器和反射器。

發明概要

本發明可包含一或多個載述於所附申請專利範圍中的特徵，及/或多個以下的特徵和其組合。

一舉例的燈具提供一燈殼，一導熱性環形表面，一種光反射器的選擇，及一相關聯的透鏡蓋，由該環形表面所界定的安裝墊等與該光反射器會一起承接一所擇數目的光發射器及耦接於所擇安裝墊之相關連的散熱器等。每一光反射器的選擇包含開孔和反射表面等會匹配光反射器的數目及位置的組合。

一用於光發射器的燈具之一實施例包含一燈殼會界定一安裝位置，一導熱性環形表面會界定多數個安裝墊並熱耦接於該燈殼，該多數個安裝墊會朝內面向彼此，多數個光發射器耦接於該多數個安裝墊的所擇者，及多數個散熱器，每一該等散熱器會熱耦接每一該等光反射器和環形表面。

該舉例的燈具可包含一個所擇的該等光反射器耦接於該後殼，每一該等光反射器可更換地與該燈殼耦接，並會界定反射表面和開孔等係與耦接於所擇的該等安 裝墊之該等光發射器之一不同的組合匹配，且每一該等反射器的反射表面和開孔會提供一發光圖案不同於一個不同的該等光反射器之反射表面和開孔所提供者。該舉例的燈具可更包含一透鏡蓋與該燈殼耦接，該燈殼和透鏡蓋會包圍該環形表面，該多數個光反射器之一者，該多數個光發射器，及該多數個散熱器等。

每一該等散熱器可界定一凸出的多面體。該多數個光發射器各包含一LED發射器裝在一平坦表面上，該基材材料係選成能由該LED發射器將熱傳導至該基材之一相反面。

該舉例的燈具可更包含多數個冷却突片由該燈殼的一部份所界定，並熱耦接於該環形表面。該環形表面和多數個冷却突片可為各由該燈殼的一部份所界定並形成一體。一錐形反射器可與所擇的一個該等光反射器耦接，且其中該錐形反射器會由該環形表面繞軸地導引光。

本揭露的其它特徵將可在精習於該技術者參酌以下實施例的詳細說明時變得明顯易知。

30‧‧‧燈具

32a‧‧‧光發射器封裝體

34‧‧‧發射器

35‧‧‧光件

36‧‧‧環形傳熱表面

36a~36l‧‧‧安裝墊

38‧‧‧發射器驅動器

40a、b‧‧‧燈殼

42a‧‧‧光反射器

43‧‧‧內側

44‧‧‧可擇的光反射器

45‧‧‧密封物

46‧‧‧透鏡

48‧‧‧透鏡框

50‧‧‧固緊物

52‧‧‧散熱器

54‧‧‧反射器

70‧‧‧發射器開孔

80‧‧‧突片

82‧‧‧輪輻

84‧‧‧輪緣

94‧‧‧中心軸

該詳細說明特別地有關所附圖式，其中：圖1為一依據本發明之一舉例燈具的立體分解圖，具有光發射器位置和數量之一第一例選擇和匹配的反射器；圖2為圖1之燈具沿圖3中所示的截線2~2之一截面圖； 圖3為圖1的燈具之一組合底視圖；圖4為依據本發明之一第二舉例的反射器之立體圖，其有一光發射器位置和數量的第二例選擇。

較佳實施例之詳細說明

為了促進及瞭解本發明的原理之目的，現請參閱圖中所示的一或多個實施例，且特定的用語會被用來描述它們。

請參閱圖1~圖3，依據本發明之一燈具30的一第一實施例係被示出。請參閱圖1，該燈具30包含光發射器封裝體32a之一第一選擇，各包含發射器34之一第一選擇(若使用於此，“發射器”係指一單獨的發射器或一發射器的陣列)，一環形傳熱表面36具有發射器封裝體安裝墊36a~36l，一發射器驅動器38(見圖2，若使用於此，“驅動器”係指一單獨的驅動器或一驅動器的陣列)，一燈殼40a和40b(見圖2)，光反射器42a，可擇的光反射器44，密封物45，透鏡46(見圖3)，和透鏡框48(圖3)，及固緊物50等用以將光發射器封裝體32a固定於該環形傳熱表面36。

該發射器34可為，但並不限制於，一LED發射器如典型使用於商用發光工業而與一驅動器38結合者。該等LEDs一般係可呈一平面陣列封裝體來使用，譬如圖1和圖2中所示用於光發射器封裝體32a，在此情況下會更與散熱器52、反射器54和光件35等耦接。該燈殼40a和40b、環形表面36及散熱器52等，可為例如由鋁或一鋁合金模鑄製成。 該等光反射器42a、44和54可為例如藉壓印鋁或一鋁合金來形成，或以一能耐抗該燈具30內的熱之可成型材料來製成。

請參閱圖1和圖4，該舉例的發光系統提供多種燈具30組態，其各會提供一不同的光分佈，而使用單一共同的燈殼40a和40b及單一的共同相關部件，例如該等光發射器封裝體32、環形表面36、驅動器38、密封物45、透鏡46、及框48。該燈殼40a和40b及相關的部件能可更換地承接任何一個光反射器42a(圖1)和42b(圖4)，其各會依據與環形表面36之安裝墊36a~36l耦接的發射器封裝體32a、32b之選擇，而各有一不同的發射器開孔70之數目和位置的選擇。該等開孔，如圖2中所示，可容發射器34傳送光進入反射器40a的區域中，並容許光件35由該反射器42a之一外側伸入其之一內側43。

例如，在圖1中，發射器封裝體32a之一第一選擇包含六個發射器34和散熱器52，及相關的部件等用以與安裝墊36a、36c、36e、36g、36i、36k等耦接，基本上遍佈圍繞環形表面36之每一相隔的安裝墊36a~36l。相對地，圖4中所示的光反射器42b例如包含二個開孔70，因此發射器封裝體32b(未示出)之一第二選擇包含二發射器34和散熱器54，及相關的部件耦接於安裝墊36a和36g，在本例中位於該環形表面36的相反兩側。與環形表面36相關之發射器封裝體的數目和位置之任何其它的選擇組合，皆可被設具一相關的反射器具有一適當的開孔70之數目和位置。

故，在所示的發光系統中，一單獨的燈殼40a和 40b，環形表面36，發射器34，光件35，散熱器52，反射器54，透鏡46，框48，及其它的相關部件全都是使用於整體燈具30的共同零件，而一所擇的可更換之光反射器42a和42b，及發射器封裝體32a的數目和位置，會針對各燈具來被選出，並耦接於環形表面36來為該燈具提供一所需的發光分佈。發光分佈可包含，但不限於，由該燈具所提供之光的強度及/或圖案。例如，在某些燈具30中，該光分佈係只需要在一側，譬如被一裝在靠近一壁之天花板上的燈具所照明之一壁區域。或者一燈具30可被裝在一天花板上，而一光圖案乃需要照亮該燈具底下的地板。此一下照燈具可藉一選擇數目的燈均勻地繞該環形表面的周緣分佈，並包含選擇的反射器44會協助將光平行於一中心軸94(圖1)向下導引，而甚為方便。該各平坦安裝墊36a~36l的選擇數目，結合反射器42a、42b、44的設計和其它可能的反射器設計等，會由該同一燈具30設計提供許多不同的發光圖案。例如，被佈設的安裝墊36a~36l之位置能提供光由該燈具30僅沿一軸向延伸，繞該燈具30的圓周沿多於一軸向，遍及該燈具30的圓周，及/或繞該燈具30的圓周有較亮和較暗的區段等。

該環形表面36會形成一環其係傾斜的，而使該頂直徑小於該底直徑，且因此安裝墊36a~36l等會向內傾斜，而形成一圓形輻射圖案其容許有一比若面朝外時更可調變的光分佈，因為該等反射器42a、42b和44可供該被發射光的再導向。

在某些實施例中，形成於環形表面36上的安裝墊36a~36l可與該燈殼40a和40b一體地形成。例如，請參閱圖2，該環形表面36係一體地形成於一下燈殼或主燈殼40a中，其亦會一體地界定繞該燈殼40a之周緣形成的突片80、輪輻82(圖3)和輪緣84。或者，輪輻82和輪緣84可為該燈具30之一分開的底蓋部份。無論如何，該等發射器34被熱耦接經散熱器52和環形表面36而與冷却突片80形成一體的優點係會將熱由該等發射器34有效地傳至該燈具30周圍的環境，尤其是空氣會流過該等突片80。

在某些實施例中，該等散熱器52係各被界定呈一凸多面體的形狀，例如，一概呈楔形，並例如以黏劑或該領域中習知的其它固緊物50來與該環形表面36耦接。在某些實施例中，該等散熱器52係以發射器封裝體32a之選擇所需的位置和數目來與該平坦表面36一體地形成。該等散熱器52概呈楔形會有利地改變該等光發射器34由安裝墊36a~36l所提供的照射方向，以使該照射方向朝內，而垂直於中心軸94，直到被該等反射器42a和44的表面作用。

該環形表面36之安裝墊36a~36l的定向及該等散熱器42所界定的形狀和所造成的相對定向之組合，包括發射器34的位置等，會提供一所需的對準特徵其會促成所需的光分佈。例如圖1和圖2中所示，形成環形表面36的安裝墊36a~36l等會在該環形表面36的相反側上有角度地朝內互相面向彼此。故，若需要使光僅以一方向由軸34軸向地射出，則該等發射器封裝體32a的選擇係要將一個或少數 個封裝體成組地設成互相緊靠來以該所需方向發射光。此外該特別選出的反射器42a或42b及可擇的反射器44能以位置和定向能呈該所需的分佈圖案來導引光的反射表面來進一步導引該光。

雖本發明已在以上圖式和說明中被詳細示出及描述，其內容係被視為舉例而非限制性的，應請瞭解只有其實施例被示出和描述，且所有的等同物及該技術中所知的變化和修正而在所界定之本發明的精神與範圍內者係需要被保護。

30‧‧‧燈具

32a‧‧‧光發射器封裝體

34‧‧‧發射器

35‧‧‧光件

36‧‧‧環形傳熱表面

36a~36l‧‧‧安裝墊

38‧‧‧發射器驅動器

40a、b‧‧‧燈殼

42a‧‧‧光反射器

44‧‧‧可擇的光反射器

45‧‧‧密封物

46‧‧‧透鏡

50‧‧‧固緊物

52‧‧‧散熱器

54‧‧‧反射器

70‧‧‧發射器開孔

80‧‧‧突片

94‧‧‧中心軸

Claims (20)

1. 一種用於光發射器的燈具，包含：一燈殼會界定一安裝位置；一導熱性環形表面會界定多數個安裝墊，且熱耦接於該燈殼，該多數個安裝墊係朝內地面向彼此；多數個光發射器封裝體耦接於所選擇的數個該等安裝墊，每一個該等光發射器封裝體包含一光發射器及一散熱器，該散熱器會熱耦接該光發射器和一個該等安裝墊。
2. 如申請專利範圍第1項之燈具，更包含多數個光反射器之選出的一個耦接於該後燈殼，每一個該等光反射器可更換地與該燈殼耦接，並會界定反射表面與開孔等係與耦接於所擇之數個該等安裝墊的該等光發射器封裝體之一不同的選擇組合匹配。
3. 如申請專利範圍第2項之燈具，其中一個該等反射器的反射表面和開孔等會提供一發光圖案不同於該等反射器之一個不同者的反射表面和開孔等所提供者。
4. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中位在該環形表面之相反兩側的安裝墊是傾斜的。
5. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該各散熱器會界定一概呈楔形的凸多面體。
6. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中各該散熱器之一光發射器安裝表面係大約平行於該環形表面的中心軸。
7. 如申請專利範圍第1項之燈具，更包含一透鏡蓋會與該燈殼耦接，該燈殼和透鏡蓋會包圍該環形表面、一個該等光反射器、及該等光發射器封裝體。
8. 如申請專利範圍第1項之燈具，其中該等光發射器各包含一LED發射器裝在一平坦基材上，該基材材料被選成能將熱由該LED發射器傳導至該基材之一相反面其係耦接於該散熱器。
9. 如申請專利範圍第1項之燈具，更包含多數個冷却突片，且其中該等冷却突片係由該燈殼的一部份所界定，且該等冷却突片係熱耦接於該環形表面。
10. 如申請專利範圍第9項之燈具，其中該環形表面和該等冷却突片係各由該燈殼的一部份所界定並與之形成一體。
11. 如申請專利範圍第1項之燈具，更包含一錐狀反射器會與位在該環形表面內中央之所擇的一個該等光反射器耦接。
12. 如申請專利範圍第11項之燈具，其中該錐狀反射器會由該環形表面大約軸向地導引光。
13. 一種用於光發射器的燈具，包含：一燈殼會界定一安裝位置；一導熱性環形表面會界定多數個安裝墊，且熱耦接於該燈殼；多數個光發射器封裝體耦接於所選擇的數個該等安裝墊，每一個該等光發射器封裝體包含一散熱器及一光發射器，該散熱器會熱耦接該光發射器和一個該等安 裝墊；及多數個光反射器之選出的一個耦接於該後燈殼，每一個該等光反射器可更換地與該燈殼耦接，並會界定反射表面與開孔等係與耦接於所擇之數個該等安裝墊的該等光發射器封裝體之一不同的選擇組合匹配。
14. 如申請專利範圍第13項之燈具，其中該等安裝墊係朝內地面向彼此。
15. 如申請專利範圍第13項之燈具，其中一個該等反射器的反射表面和開孔等會提供一發光圖案不同於該等反射器之一個不同者的反射表面和開孔等所提供者。
16. 如申請專利範圍第13項之燈具，其中位在該環形表面之相反側上的多個該等安裝墊是傾斜的。
17. 如申請專利範圍第13項之燈具，其中各該散熱器之一光發射器安裝表面係大約平行於該環形表面的中心軸。
18. 如申請專利範圍第13項之燈具，更包含一透鏡蓋會與該燈殼耦接，該燈殼和透鏡蓋會包圍該環形表面、一個該等光反射器、及該等光發射器封裝體。
19. 如申請專利範圍第13項之燈具，更包含多數個冷却突片，且其中該等冷却突片係由該燈殼的一部份所界定，且該等冷却突片係熱耦接於該環形表面。
20. 如申請專利範圍第19項之燈具，其中該環形表面和該等冷却突片係各由該燈殼的一部份所界定並與之形成一體。