TWI292024B - A lamp and a method for generating a far-field pattern with said lamp - Google Patents

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TWI292024B TW092115429A TW92115429A TWI292024B TW I292024 B TWI292024 B TW I292024B TW 092115429 A TW092115429 A TW 092115429A TW 92115429 A TW92115429 A TW 92115429A TW I292024 B TWI292024 B TW I292024B
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Description

1292024 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之位置垂直於橫軸向配置之燈軸l〇4A。燈軸104A通常 係沿光發射方向的轴。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i〇2B對準軸向配 置之燈軸104B。由於轴向配置，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102c之傳統燈1〇〇c。LED 陣列102C位於正對橫軸向配置之燈軸1〇4(：的平面内。與燈 100A相同，許多光線不會撞擊反射器1〇6C，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 出的前燈不會在接近的往來車輛中產生閃耀是非常:要 的。通常’製造具有高燭光值及快速切斷之小光點 是很困難的。若此能實現，則可容易地達到較大光 及 不同形狀之圖案。 寸及 85906-960105.doc 1292024 吾人亦希望可減少燈光源之尺寸。減少光源之尺寸提供封 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攔柱，多 個led光源，及主要沿燈軸引導光的反射器。搁柱包括多個 欄柱小平面。每個LED光源皆安裝於欄柱小平面之一，因此 LED光源之光發射表面法線向量近似垂直於燈轴。反射器分 為多個反射性區段，每一區段主要由光自攔柱小平面之一照 射0 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，用以將來自欄柱小平 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，燈具有對準燈轴之攔柱的攔柱小平面上led光 源，及包括主要由來自欄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) 一於第一攔柱小平面 85906-960105.doc 1292024 ' 上之第一 LED光源及（2) —於第二攔柱小平面上之第二led 光源’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（1)第一 lED光源及（2)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沿燈軸204產生一遠場圖案202。燈軸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***電插座以接 收電源及控制信號。欄柱2〇6自底座208沿燈軸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。欄柱2〇6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，攔柱206可安裝任何 85906-960105.doc 1292024 數量的LED光源210。LED光源210沿軸向配置之燈軸2〇4放 置’其中每個LED光源210安裝至一欄柱小平面，因此其發 光表面法線向量近似垂直於燈軸204。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 0 4成一 角度，法線向量可能不會準確垂直於燈軸204。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。減少由於光撞擊 底座208而非反射器212之光損失。 根據應用，每個LED光源2 10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，以參考方式全部併 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210發射至半球 85906-960105.doc 1292024 内。因此區段反射器212可分成反射性區段，每個反射性區 奴主要從攔柱小平面上一 LED光源2丨〇接收光。反射性區段 丌將光投影至圖案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。 由於母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法線向量近似垂直於燈軸204，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配置。如上所述，燈200内LED光源210 可為具有LED陣列或單獨LED陣列之整體晶粒。LED陣列尺 寸決疋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2〇〇之 設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。 傳熱可藉由光輪射或熱傳導完成。輻射傳熱取決於光源之 溫度（至四次方）及主體放射率。然而，在LED光源容許溫度 85906-960105.doc -10- 1292024 内，輻射並非總體熱負載之大部分。選擇具有高放射率之欄 柱材料可最大化傳熱之輻射部分。熱傳導主要藉由軸向攔 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 鋼。一項具體實施例中，欄柱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2丨〇及導 向底座208的熱傳導性。熱管係傳統裝置，使用蒸發-冷凝週 期將熱從一點傳送至另一點。圖2C係一項具體實施例，其中 熱管209轴向***攔柱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。軸向熱管2〇9及攔柱2〇6之間的實 體連結需要向熱管提供適#的傳熱…項具體實施例中，抽 向熱管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。 了使用額外功此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209表 面的㈣狀物、、且成。散熱器21丨可為分離組件或為底座之一 邛刀對μ傳熱可藉由在散熱器2 11之表面設計氣流而顯著 改進。 ” 圖2G係$具體實施例，其中軸向熱管，耦合至橫向熱 管213以將熱傳送s ^ ^ ^ ...... 专、至一尚氣流區域。熱管209可包括螺紋底 85906-960105.doc 1292024 座，其螺入橫向熱管213之螺紋孔内。熱管213可包括用以散 逸熱的散熱器21 5。 圖3A及3B係具有兩個LED光源之燈200(下文為「燈300」） 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。因此攔柱306具有四個欄柱小平面316-1、3 16-2、 3 16-3及316-4 (圖3B)。LED光源3 10-1及3 10_3分別安裝於欄 柱小平面316-1及316-3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 不會突出於欄柱小平面。 此具體實施例中，區段反射器312包括一第一反射性區段 3 14_1 ’其焦點位於LED光源3 10-1，一第二反射性區段 3 14-3 ’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302。例如， 反射性區段314-1及3 14-3可成形為準直或擴散他們的光。此 外，反射性區段314-1及314-3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3 14 -1及3 14 - 3可具有 彼此不同的形狀或尺寸。例如，反射性區段3 14 -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上的電腦模擬通量/ mm2。區段反射器312面積為150x70 mm，焦距為31.75 mm。 LED光源3 10-1及3 10-3假定為單獨LED 1 X 5陣列，其中每個 LED晶粒面積為1·2 X 1.2 mm。為進行比較，圖5係用於傳統 Ά車刖燈燈泡（型號9006) 150 X 70 mm反射器上的電腦模 擬通量/ mm2。傳統汽車前燈反射器面積亦為15〇 X 7〇 mm。 85906-960105.doc -12 - 1292024 從圖中可看出，反射器312具有更均勻的燭光值分佈。燭 光值具有均勻填充反射器3 12之一致矩形形狀。反射器312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 射器312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會產生更高濁光值。由於這些原因，燈3〇〇及其他燈2〇〇 之具體實施例適於產生光亮及可控制的圖案202。 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 腦模擬燭光值。為進行比較，圖7係藉由使用標準9006燈泡 的傳統前燈產生之圖案702的電腦模擬燭光值。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365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8A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，欄柱806沿其長度具 有矩形斷面。圖8B顯示欄柱806具有三個欄柱小平面816-1、 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816-1、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810-2，一 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8 12不對稱，因此每個反射性區段修正 85906-960105.doc -13 · 1292024 至一單獨LED光源。根據該應用，反射性區段814-i、814-2 及8 14-3可部分或全部覆蓋他們的光，以形成遠場圖案8〇2。
圖9係一項具體實施例中由燈800產生之圖案8〇2的電腦模 擬燭光值。燈800假定具有1〇〇〇流明的組合光源及與圖4及6 之範例燈3 00縱橫比相同之LED光源。燈800具有直徑15 0 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光源接收交互 干擾。 LED光源可包括光晶片透鏡（下文為「〇〇NC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及務 後說明之其他燈）之具體實施例可更好地控制其遠場圖案。 ◦ ONC透鏡係黏接至LED晶粒的光學元件。或者，〇〇NC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 09/660,3 17、09/8 80,204及 09/823，841 中進一步說明，其 以參考方式全部併入本文中。 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 85906-960105.doc -14- 1292024 OONC透鏡82(M、820-2及820-3分別安裝於LED光源81〇-1、 810_2及810-3。OONC透鏡82〇]至82〇_3減小led光源内 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 1000」）的另一具體實施例。此具體實施例中，欄柱1〇〇6沿 其長度具有矩形斷面。圖10B顯示欄柱1〇〇6具有四個攔柱小 平面 1016-1、1016-2、1016-3 及 1016-4。LED 光源 1010-1、 1010-2、1010-3及1010-4分別安裝於欄柱小平面lou-i、 1016-2、1016-3及1016-4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1010-2，一反射 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101 0-4。上述具體實施例中， 區段反射器1012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1014-1、1014-2、1014-3 及1014-4可部分或全部覆蓋他們的光，以形成遠場圖案 1002。 圖10C係欄柱1006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1006上的兩個反射器1030-2 及1030-3，用以將來自欄柱小平面10 16-2的光反射至對應反 射區段1014-2 (圖10B)。每個欄柱小平面可重復此結構（例 如，反射器1030-1及1030-2對欄柱小平面1016-1，反射器 85906-960105.doc -15- 1292024 103 0-3及103 0-4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 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—起將來自攔柱小平面 1016-2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1〇16-3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 腦模擬燭光值。燈1000假定具有1〇〇〇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1〇〇〇具有直徑 15〇111111之圓形反射器1012。從圖中可看出，燈1〇〇〇產生一圖 案1002，其中心實質上為圓形，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光源的交互干擾導致了圖案1〇〇2周邊之非圓形特 性。 圖12係具有五個LED光源之燈200 (下文為「燈12〇〇」）的 另一具體實施例。攔柱12〇6沿其長度具有五邊形斷面。欄枉 1206具有五個攔柱小平面121卜丨至12165，led光源121〇1 至1210-5分別安裝於其上。反射性區段1214_丨至i2i4_5分別 修正至LED光源1210_；^121〇·5。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。 攔柱1306沿其長度具有六邊形斷面。攔柱1306具有六個欄柱 小平面131“至131“，LED光源13HM至131"分別安裝 85906-960105.doc -16- 1292024 於其上。反射性區段13 14-1至13 14-6分別修正至LED光源 1310-1至1310-6 。 如以上燈300之說明’若將OONC透鏡安裝於LED光源内 LED上以消除鄰近LED光源之間的交互干擾，則燈8〇〇、 1000、1200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1410· 1至1410-3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 1410-1至1410-3，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LED光源1410-1 至1410-3。每個軸向配置之LED光源14 10-1至1410-3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812並未完全混合圖案802中 LED光源14 10-1至14 1〇-3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 85906-960105.doc -17- 1292024 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 性區段根據應用製造可重疊或分離之不同顏色圖案。 如上所述’攔柱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係較佳，以將熱從 LED光源210傳導至底座208。具有遞增斷面之攔柱206可採 用各種形狀，包括錐形攔柱1606(圖16)、階梯形欄柱1706(圖 17)及角錐形欄柱1806(圖18)。根據欄柱小平面之形狀，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，以為了較佳散熱而分開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 體上可無光學間距。 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 攔柱206可採用各種形狀，包括反向角錐形欄柱2006B(圖 20)、反向階梯形欄柱2106B(圖21)及具有曲形（例如拋物線） 表面之反向角錐形欄柱2206B(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10A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 85906-960105.doc • 18 · 1292024 此重疊。換言之，LED光源1010-1及1010-3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在任何 LED光源未正確製造或操作失敗時改進堅固性，。一項具體 實施例中，LED光源1010-1及10 1〇-3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10 HM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1〇〇〇之另一具體實施例，其中lED光源101(M 及1010-3獨立開啟，以產生各自的圖案19〇6及19〇8，其形成 遠場圖案1909之不同部分。一項具體實施例中，LED光源 1010-1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。當汽車駛下高速公路時，司機需 要尚光束圖案，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。·，燈200之具體實施例可用二 商業照明，產生窄照明光圖案或寬照明光圖案。一項具體實 85906-960105.doc 1292024 施例中，第-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。 【圖式簡單說明】 圖1A及1B分別係具有橫轴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led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LED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3 A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3B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 之濁光值。 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中具有三個軸向LED光源的燈之一 項具體實施例的側面及頂部視圖。 85906-960105.doc •20- 1292024 圖8C係一項具體實施例中反射器上相鄰LED光源之間的 交互干擾。 圖8D係一項具體實施例中反射器上相鄰LED光源（具有光 晶片透鏡）之間無交互干擾。 圖9係一項具體實施例中由圖8A及8B之燈產生的光圖案 之燭光值。 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欄柱。 圖11係一項具體實施例中由圖10A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14之白光的燈。 圖16係一項具體實施例中具有錐形攔柱的燈之側視圖。 圖17係-項具體實施例中具有階梯形攔柱的燈之側視圖。 圖18係一項具體實施例中具有角錐形棚柱的燈之側視圖。 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1〇B之燈的透視圖。 85906-960105.doc -21- 1292024 圖20係—項具體實施例中具有反向錐/角錐形攔柱的燈之 側視圖。 圖21係一項具體實施例中具有反向階梯形攔柱的燈之侧 視圖。 圖22係一項具體實施例中具有曲形欄柱小平面欄柱的燈 之側視圖。 【圖式代表符號說明】 200 燈 202 返場圖案 204 燈軸 206 棚柱 208 底座 209 熱管 210 LED光源 211 散熱器/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 85906-960105.doc -22- 1292024 302 圖案 306 欄柱 312 區段反射器 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 搁柱 1300 燈 1306 攔柱 1606 錐形搁柱 1706 階梯形欄柱 1806 角錐形攔柱 1902 圖案 1904 圖案 85906-960105.doc -23 1292024 1906 圖案 1908 圖案 1909 遠場圖案 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 欄柱小平面 102A 燈絲燈泡 102B 燈絲燈泡 102C LED陣列 85906-960105.doc -24- 1292024 1030-1 反射器 1030-2 反射器 1030-3 反射器 1030-4 反射器 104A 燈轴 104C 燈軸 104B 燈軸 106A 反射器 106B 反射器 106C 反射器 1210-1 L E D光源 1210-2 LED光源 1210-5 LED光源 1210-i LED光源 1214-1 反射性區段 1214-2 反射性區段 1214-5 反射性區段 1214-i 反射性區段 1216-1 欄柱小平面 1216-2 棚柱小平面 1216-5 欄柱小平面 85906-960105.doc •25 1292024 1216-i 欄柱小平面 1310-1 LED光源 1310-2 LED光源 1310-6 LED光源 1310-i L E D光源 1314-1 反射性區段 1314-2 反射性區段 1314-6 反射性區段 1314-i 反射性區段 1316-1 欄柱小平面 1316-2 搁柱小平面 1316-6 欄柱小平面 1316-i 攔柱小平面 1410-1 L E D光源 1410-2 LED光源 1410-3 LED光源 2006B 反向角錐形欄柱 2106B 反向階梯形欄柱 2206B 反向角錐形攔柱 310-1 L E D光源 310-3 L E D光源 85906-960105.doc -26- 1292024 314-1 314-3 316-1 316-2 316-3 316-4 810-1 810-2 810-3 814-1 814-2 814-3 816-1 816-2 816-3 818-1 818-2 818-3 820-1 820-2 820-3 反射性區段 反射性區段 攔柱小平面 欄柱小平面 攔柱小平面 欄柱小平面 LED光源 LED光源 L E D光源 反射性區段 反射性區段 反射性區段 欄柱小平面 欄柱小平面 欄柱小平面 光 光 光 OONC透鏡 OONC透鏡 OONC透鏡 85906-960105.doc -27-

Claims (1)

1292024 拾、申請專利範圍： i 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 ' 一安裝於該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 面法線向量近似垂直於該燈軸。 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 該燈軸引導光之反射器，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欄柱小平面的光照射。 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： -一沿一燈軸對準的欄柱，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光源之發光表面法線向量近似垂直於該 燈軸；以及 -一用以引導主要沿該燈軸的光之反射器，其中該反射 器分成各主要由來自該等欄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 85906-960105.doc 1292024 含一位於該等LED光源之一的焦點。 6.如申請專利範圍第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lED之一整體 晶粒。 7·如申凊專利範圍第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燈一 底座之長度具有一遞減斷面，因此該LED光源與該燈軸成 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。 1 〇·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。 11·如申請專利範圍第6項之燈，其中該攔柱沿其長度包括一 轴向熱管，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，其中該欄柱包含一錐形、 一階梯形或一角錐形形狀。 14·如申請專利範圍第6項之燈，其中該欄柱沿其長度包含一 三角形、矩形、五邊形或六邊形斷面。 85906-960105.doc 1292024 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。 1 6·如申請專利範圍第15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。 17·如申請專利範圍第15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並不位於沿該攔柱小平 面之該相同相對位置内。 21.如申請專利範圍第6項之燈，其中不同欄柱小平面上的該 荨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欄 柱小平面的光投影至一遠場圖案之不重疊部分。 23·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，其進一步包括該欄柱上的一 光學結構’用以將來自該等欄柱小平面之一的光引導至 該等反射裔區段之^一。 85906-960105.doc 1292024 25·如申請專利範圍第24項之燈，其中該光學結構包含該攔 柱上之一第一反射器（1030-2 )及一第二反射器 (1030-3 )。 " 26·如申請專利範圍第η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26項之燈，其中該散熱器包含耦合至 該軸向熱管之複數個鰭狀物。 28·如申請專利範圍第u項之燈，其進一步包括耦合至該軸 向熱管之一橫向熱管。 29·如申吻專利範圍第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。 30·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。 31·—種燈，其包括： 、;口 燈軸對準的欄柱’該攔柱包括一攔柱小平面； 以及 "一女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 該發光表面一法線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。 85906-960105.doc -4- 1292024 33.如申請專利範圍第32項之燈，其進_步包括用以主要、乂 該燈軸引導光的一光學元件，該光學元件包括複數個： 面，-個表面主要由來自該攔柱小平面的光照射。 34.-種使用-燈及-反射器產生_遠場圖案之方法，盆中 該燈具有對準一燈軸之一攔柱的攔柱小平面上複數個 LED光源，該反射器包括各主要由來自該等攔柱小平面的 光照射之反射性區段，該方法包括：獨立控制一於一 第-欄柱小平面上之第-LED光源及⑺一於一第二搁柱 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（1)該第一 LED光源及（2)該第二LED光源的電流 位準，以使遠場圖案成形。 36. 如申凊專利範圍第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，其中該第一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。 3 8.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（1)該第一 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，其中該第一[ED光源及該 第二LED光源具有不同尺寸。 85906-960105.doc 1292024 法，其中該遠場圖案係一低 一延伸光圖案或一標記光圖 41.如申請專利範圍第34項之方法 光束圖案、一高光束贿案、一 案之至少一部分。 ，其中該遠場圖案係一窄
第二LED光源在該遠場圖案内產生重疊圖案。 44.如申明專利範圍第39項之方法，其中該第一 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。 42·如申請專利範圍第34項之方法 照明光圖案或一寬照明朵圖安 45·如申請專利範圍第34項之方法，其中該第一LED光源包含 不同顏色之一第一 LED及一第二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 變該第一 LED光源及該第二LED光源之電流位準。 85906-960105.doc 1292024 柒、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（2A )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 200 燈 202 遠場圖案 204 燈軸 206 棚柱 208 底座 210 LED光源 212 反射器 85906-960105.doc
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