TWI326498B - Light-emitting diode illuminating equipment - Google Patents

Description

1326498 t i 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種發光二極體照明設備(Light-emitting diode illuminating equipment)，並且特別地，本發明係關於一種具有二次 光學(Secondary optics)裝置以產生一特定光場形狀(Light pattern)之 發光二極體照明設備。 【先前技術】 由於發光二極體(Light emitting diode, LED)具有如省電、耐 震、反應快以及適合量產等許多優點。因此，目前以發光二極體 為光源的照明設備持續被研究、發展。請參閱圖一，圖一 A係繪 示一使用陣列方式排列數個發光二極體之照明設備之正視圖，圖 一 B為沿圖一 A中之X-X線之剖面圖。如圖一所示，該照明設備 以陣列方式排列多個發光二極體以獲得到高的亮度，並且每一個 發光一極體對應一光杯，該光杯係用以反射由該個發光二極體發 射的光線，以使該光線可較為集中以獲得更高的亮度。然而，以 此種方式多僅能等向性地集中光線，並無法產生特定的光場形狀 以滿足特定用途，使得其照明功能受到局限。 因此，有需要提供一種新的發光二極體照明設備，可提 定之光場形狀以解決上述問題。 . 【發明内容】 本發明之一範疇在於提供一種發光二極體照明設備。 明之另一範疇在於提供一種具有二次光學裝置以產生一 特疋光場形狀之發光二極體照明設備。 -私H較佳具體實施例，本發明之發光二極體照明設傷包含 一政”、、板 70 件 ^eat-dissipating plate device)、N 個導熱元件 5 1326498 (Heat-conducting device)、N 個二極體發光裝置(Diode light-emitting apparatus)、N個光學元件(Optical device)、一中空桶體(Hollow barrel) 以及一透明罩(Transparent shield)，其中N係一自然數。該散熱板 元件具有一第一表面以及一為該第一表面之反面的第二表面，該 第二表面處延伸有多個散熱鰭片(Heat-dissipating fin)。每一個導熱 元件係包含一第一部以及一自該第一部處延伸並具有一平坦端之 第二部。每一個二極體發光裝置係對應該N個導熱元件中之一個 導熱元件。每一個二極體發光裝置係設置於該對應的第一導熱元 件之平坦端上，並且用以將一電能轉換成一光線。每一個光學元 件對應該等二極體發光裝置中之一個二極體發光裝置，用以調整 該對應二極體發光裝置之光場形狀。該中空桶體包含一第一周圍 以及一第二周圍’該中空桶體係以該第一周圍與該散熱板元件銜 接’以暴露s亥專散熱鰭片於空氣中並形成一空間以容納該等導熱 元件以及該等二極體發光裝置。該透明罩係與該中空桶體之第二 周圍銜接。 根據該較佳具體實施例’該發光二極體照明設備進一步包含 一分隔板元件(Partition plate device)，該分隔板元件係安置於該中 空桶體内，進而將該空間隔成一第一室及一第二室，該分隔g元

件其上具有N個通孔’每一個二極體發光裝置係對應於該等= 中之一個通孔。 L ,其中，每一個光學元件包含一支撐體以及一透鏡。該支樓 係可拆卸地銜接至該分隔板元件。該支撐體包含一第一開口 ^一第二開口端，該第一開口端包含複數個卡勾用以將該支撐= ----- -----”么V —叩一且吻处规〇丹甲，該 ]兄可為一橢圓形透鏡、一圓形透鏡、一貓眼形透鏡、一不規^, 透鏡、一多邊形透鏡或其他形式的透鏡(或透鏡組）。根據該較彳^ 該分隔板元件，而該第二開口端容置該透鏡。其中，診透 規 體實施例，該透鏡係-猫眼形透鏡。該透鏡包乙 該表面上沿該透鏡之一橢圓短轴(Ellij)se瓜匕沉狀^)形成一凹在 致使由經由該透鏡發射出去之光線可形成一符合特定需求之$尸 6 1326498 I _ 形狀 透鏡調整，；產出來的光線’經由對應 例如道路照明。於實P庫1 特定需求之光場形狀， 發光二極體照明設備;同的用途需求，本發明之 途需求之光場形狀。θ 、°又计該透鏡以產生-符合該用 式得:點與精神可以藉由以下的發明觀及所附圖 【實施方式】 請參閲圖二以及m - Α η η _ 體實施例之發光二極根據本發明之-較佳具 中之明稍之外觀視圖。圖三A係沿圖二 中之γ線之《i面圖。圖三3係沿圖二中之z_z線之局部剖面圖。 含-較麵體實施例，該發光二極體設備1包 板元件ΐ且千有V :一中空桶體15以及一透明罩16。該散熱 fit!:、有一第一表面112以及-為該第-表面之反面的第二 第二表面114處延伸有多個散熱鰭片17。每一個第二

ί=2?包含-第-部122以及-自該第-部戦以並 具有-平坦端126之第二部124。 认1甲I 一 7強，調的是，每一個二極體發光裝置13係對應該等第一導熱 Ϊ效44^之—個第—導熱耕12，每—個二極體發光裝置13係 平正t接f於該對應的第一導熱元件12之平坦端126上，並且用 以=一電能轉換成—光線。藉此，每一個二極體發光裝置13運作 =私中所產生之熱係由該對應的第一導熱元件12自其本身之平坦 端126，由該第二部124及該第一部122導引至該散熱板元件厂 以及該夕個散熱鰭片17，進而由該散熱板元件η及該多 敎缺 片17散熱。 7 該發光二極體照明設備 槽(未標示於圖中），形成於該散包含六個苐一溝 -部1二本外身表之⑽^^ -導熱元件12之第1部12 =強政熱效率。並且，每-個第 料，以更進-步增強散熱效率。w對應第—溝綱填充-導熱材 此外，該發光二極體照明 貼合於該散熱板元件！！之第備^3 —_ —導熱轉18， 11以及該多個散朗片17 $ ^上二以加強該散熱板元件 示，該等第二導熱^件18，^果° t該，具體實施例所 可獲得較麵絲縣。並交錯設置， 槽(未標示_ +) 綠f讀11包含二個第二溝 18 等第：導熱元件18中之—個第：導熱元件 夺，腎窜^身^係配合與其所對應的第二導熱元件18的外 ;第二濟強散熱效率。每一個第二導熱元件18與該對 f卜I導熱材料，以更進—步增強散熱效率。另 。敫二jit件18之數量、配置可不同於前述，而應視產 :使，壤境而定。原則上，前述之交錯設置仍可使該 政‘、、、板7L件11獲得不錯的散熱效果。 _根彳本發明之較佳具體實施例，每一個光學元件Μ對應該等 m發，裝置η中之一個二極體發光襄置13，用以調整該對應 -，體發光裝置13之光場形狀。該中空桶體15係以其一周圍與 該散熱板70件11銜接，峰露财個散誠片17於空氣中，並 形成一空間s以容置該等第一導熱元件12以及該等二極體發光裝 置13。該透明罩16係與該中空桶體15之另一周圍銜接，以封閉 該空S，但不以密封為必要。其中，該中空桶體15進一步以一 絕熱環(Heat-insulating ring)19與該散熱板元件銜接11，以減少或 隔絕由該散熱板元件11傳導過來的熱，並形成該發光二極體照明 1326498 I « 設備1上熱下冷的情況，更有助於散熱效率。 ^據該較佳具體實施例，該發光二極體照明設備i進一步包 til ；#(Partiti〇n Plate device)2〇 ^ 20 於該中空桶體15内，進而將該空間s隔成—第—室si以及 二ί Γ。該分隔板树2G其上具有六個第—通孔2G2，每一個二 應一個第一通孔202。根據該較佳具體實施 裝置13係穿過該對應的第一通孔202並置 ί對應的第一通孔2〇2内）。該分隔板2〇 光裝置13或該等第-導㈣件12。但於 S3極體發光裝置13相對該分隔板元件20的位 置不以上逃為限。 夕參f ^四A及B ’圖四A翁示根據該較佳具體實施例 2 牛之正視圖。圖四㈣沿圖四A中之〜1線之剔 ϋ Ϊί，體實施例，每-個光學元件14包含一支撺體 搞二I 4。該支撐體142係可拆卸地銜接至該對應的二 極，發f置13。該支撐體142包含—第—開口端1422以及一第 ^H142l’該第一開口端1422銜接該對應二極體發光裝置 1424容置該透鏡144。其中，該透鏡144可 夕、套，‘2?:一圓形透鏡、一描眼形透鏡、一不規則形透鏡、 二夕ίϋίί形式的透鏡成透鏡組)。根據該較佳具體實施 J係一猶眼形透鏡。該透鏡144包含一表面1442， 1442二上沿—定義一方向D。該透鏡144在該表面 t @ ^^成一凹槽1444，致使由經由該透鏡發射出去 ;二/〇特疋需求之光場形狀。根據該較佳具體實施 例，該方向係該透鏡144之一姻短轴。 夕形參閱圖五’圖五係繪示根據該較佳具體實施例 日狀之示意圖。該形成的光場形狀係左右對稱，並 二極體照明設備1可將傳統圓形光場形狀調整成 ’狀’相當有利於路燈照明的應用。於實際應用中， 9 1326498 . * 配合不同的用途需求，本發明之發光二極體照明設備可藉由配置 不同的，鏡，即可形成不同需求的光場形狀。另外，前述的透铲 亦不以單一材質為限，複合式透鏡亦可使用於本發明中。例如兄 該透鏡之中間的折射率係較周邊的折射率來得低或該透鏡之折 率係連續變化，以使得光場形狀内亮度平均。此外，目前一般發 光二極體之封裝製程亦有將封裝材料封裝成一凸出，以形成— 易正透鏡；亦有在封裝之後，直接於其上覆蓋一正透鏡，以達& 聚光的效果。然而均無法形成所需的光場形狀。反之，本發明之 發光一極體照明設備可使用前述兩種封裝形式之發光二極體而 能有效地形成所需的光場形狀。 %請參閱圖六，圖六係繪示根據一具體實施例之發光二極體照 =設備,1'之剖面圖。與該較佳具體實施例比較，該發光二極體照明 β又備1之分隔板20'於每一個第一通孔202附近形成多個孔洞 204’並且每一個光學元件14，之支撐體142，之第一開口端包含多個 卡勾1426。該等卡勾1426係插入該等孔洞204中，以使該支撐髀 142,銜接至該分隔板元件2〇。 文#體 另請參閱圖七，圖七係繪示根據另一具體實施例之發光二極 =照明賴Γ之勤圖。與雜佳具體實施修谈，該發光二極 體照明設備1"之每-個光學元件14，，之支撐體142，，之第一開口端 包含多個卡勾1426，。該等卡勾1426,係插入對應的第一通孔2〇2,， 以使該支撐體142”銜接至該分隔板元件2〇”。值得一提的是，本發 =之發光二㈣照明設備之該支撐體與該分隔板之婦亦可以& 刖述卡勾_在該分隔板上，該孔洞設計在該支稽體上，而仍達 到可拆卸地銜接目的。另外以螺絲鎖固的方式來銜接亦可。 人根據該較佳具體實施例，該發光二極體照明設備丨進一步包 ^隔熱板元件(Heat-isolating plate device)21，該隔執板元件21 係安置於該第-室内s卜進而將該第一室S1隔成」第三室si2 ，及—第四室S14。該隔熱板元件21其上具有六個第二通孔212, 母一個第-導熱元件12之第二部n4係對應該等第二通孔212中 10 1326498 t n 莫孔Γ2，並且穿過該對應的第二通孔212。因此，傳 導至該政驗讀11之触於該隔紐元件21 射或傳導至該第四室S14 ’避免該熱對該等二極體發絲置13產 第一σ卩上124，尤其是套在位於該第四室S14之第二部124上，以 使，應該個第-導熱元件12之二極體發光裝置13於運作過程中 人該細室S14,進—姐強賊散熱板元件 之政熱效率。細-提的是’若該分隔板元件2 功能，則該隔熱板元件21 #可省略，以簡化結 ^二 說明於前述具體實施例亦可適用，如圖六、圖&^。Ά口構 做疋’前述說明均以使用同一種透鏡為例，然而於 中，母τ個二極體發光裝置可各自對應不同的透鏡，以 j更=7L化的錢形狀。另外，於前述該等具體實施例中，該 等第-導熱元件12以及鱗第二導熱元件18可分縣—熱導管 (^eat pipe)、一熱導柱(Heat c〇lumn)、一蒸氣腔體散熱器(v chamber)，或其他導熱元件。該等第一導熱元件12以及該等第二 ，熱元件18可分別由銅、鋁或其他具高導熱係數之材料製成。該 等^極體發光裝置13中之一個二極體發光裝置13包含至少一個 發光二極體(Light-emitting diode)或至少一個雷射二極體(Laser diode)，並且可使用不同顏色的發光二極體。 ^綜上所述，本發明之發光二極體照明設備具有二次光學設 計:利用光學元件調整二極體發光裝置所產生之光場形狀以滿^ 的用途需求。並且，該發光二極體照明設備可藉由調整、設 ί光學兀ΐ以產生更多元化的光場形狀，以滿足更多元化的用途 需求。值得一提的是，前述具體實施例係以路燈為例，但不以此 為限。在任何有照明需求者，均有本發明之適用，尤其是在有特 1326498 » Jl 定光場形狀的需求的情況下。 r非以上述所揭露的較佳具體實施例來對 及二2二以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變 及具相等性的女排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇内。 12 1326498 1 % 【圖式簡單說明】 圖- A係繪示-使用陣列方式排列數個發光二極體之照明設 備之正視圖。 圖-B為沿圖-A中之χ_χ線之剖面圖。 圖二係根據本發明之一較佳具體實施例之發光二極體照明設 備之外觀視圖。 圖三Α係沿圖二中之γ_γ線之剖面圖。 圖三B係沿圖二中之z_z線之局部剖面圖。 圖四A係繪示根據該較佳具體實施例之該光學元件之正視 圖。 圖四B係沿圖四A中之W-W線之剖面圖。 圖五係繪示根據該較佳具體實施例之形成的光場形狀之示意 圖。 圖六係繪示根據一具體實施例之發光二極體照明設備之剖面 圖〇 圖七係繪示根據另一具體實施例之發光二極體照明設備之剖 面圖。 【主要元件符號說明】 卜Γ、Γ:發光二極體照明設備 η:散熱板元件 13 :二極體發光裝置 15 :中空桶體 17 :散熱鰭片 12 :第一導熱元件 14、14'、14":光學元件 16 :透明罩 18 :第二導熱元件 13 1326498 瓤 19 :絕熱環 20、20'、20” ：分隔板元件 21 ·隔熱板元件 22 :隔熱套 112 :第一表面 114 :第二表面 122 :第一部 124 :第二部 126 :平坦端 142、142’、144':支撐體 144 :透鏡 202、202':第一通孔 204 :孔洞 212 :第二通孔 126 :平坦端 1422 :第一開口端 1424 :第二開口端 1426、1426':卡勾 1442 :表面 1444 ··凹槽 S :空間 S1 :第一室 S2 :第二室 S12 :第三室 S14 :第四室 D :方向

Claims (1)

1326498 * » 十、申請專利範圍： 1、 一種發光二極體照明設備（Light-emitting diode illuminating equipment)，包含： 一散熱板元件(Heat-dissipating plate device)，該散熱板元件具 有一第一表面以及一第二表面； 八 . 多個散熱鰭片（Heat-dissipating fin)，該等散熱鰭片係接觸該第 —表面， N個第一導熱元件(Heat-conducting device)，每一個第一導熱元 件係包含一第一部以及具有一平坦區之一第二部，該第一部 與該第二部共同形成一管體’該第二部之該平坦區係位於該 管體之一端頭，該第一部係貼合於該散熱板元件之第一表面 上’且該第一部未貫穿該散熱板元件，N係一正整數； N個二極體發光裝置(Diode light-emitting apparatus)，每一個二 極體發光裝置係設置於該等第一導熱元件中之一個第一導 熱元件之該平坦區上，並且用以將一電能轉換成一光線； N個光學元件(Optical device) ’每一個光學元件對應該等二極體 發光裝置中之一個二極體發光裝置，用以調整該對應二極體 發光裝置之光場形狀； 一中空桶體(Hollow barrel)，該中空桶體包含一第一周圍以及 一第二周圍，該中空桶體係以該第一周圍與該散熱板元件銜 接，以暴露該等散熱鰭片於空氣中並形成一空間以容置該等 第一導熱元件以及該等二極體發光裝置；以及 一透明罩(Transparent shield)，該透明罩係與該中空桶體之第二 周圍銜接。 2、 ^申請專利範圍第1項所述之發光二極體照明設備，其中每一個 光學7L件包含一支撐體與一透鏡，該支撐體係可拆卸地銜接至該 對應的二極體發光裝置。 3、 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體照明設備，其中該支撐 體包含一第一開口端以及一第二開口端，該第一開口端銜接該對 15 1326498 4、 6、 7、 9、 10、 11、 應二極體發光裝置’而該第二開口端容置該透鏡。 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體照明設備，其中該透鏡 係由橢圓形透鏡、圓形透鏡、貓眼形透鏡、不規則形透鏡與多邊 形透鏡組成之群組中選出。 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體照明設備，其個光學 元件包含一第一光學元件與一第二光學元件，該第一光學元件之 該透鏡與該第二光學元件之該透鏡相同。 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體照明設備，其個光學 元件包含一第一光學元件與一第二光學元件，該第一光學元件之 該透鏡與該第二光學元件之該透鏡不相同。 如^請專利範圍第1項所述之發光二極體照明設備，進一步包含 一分隔板元件(Partitionplate device) ’該分隔板元件係安置於該中 空桶體内，進而將該空間隔成一第一室以及一第二室，該分^板 =件其上具有N個第一通孔，每一個二極體發光裝置係對應一個 第一通孔。 專利範圍第7項所述之發光二極體照微備，其中每-個 牛包含—支撐體以及—透鏡，該支撐體係可拆卸地銜接至 邊分隔板元件。 專^範圍第8項所述之發光二極體照明設備，其中該支撐 -第-開卩端以及—第二開口端，該第一開σ端包含多個 St將該支撐體銜接至該分隔板元件，而該第二開口端容置 第8項所述之發光二極體照明設備，其中該透鏡組鏡、猫眼形透鏡、不規則形透鏡與多邊 範:極體照明設備，其中峨 沿成ί:槽在該表面上定義-方向，該透鏡在該表面上 她^繊，其中該方向 16 12、 1326498 13、 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體照明設備，复 板元件係能隔熱。 14、 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體照明設備，進一步包a 一隔熱板元件(Heat-isolating plate device)，該隔熱板元件係安 該第一室内，該隔熱板元件其上具有1^個第二通孔，每一、二 導熱元件之第二部係對應該等第二通孔中之一個第二了 穿過該對應的第二通孔。 通孔並且 15、 如申請專利範圍第14項所述之發光二極體照明設備，進一步包含 一隔熱套(Heat-insulating Sleeve)，該隔熱套係套在該等二二二 元件中之一個第一導熱元件之第二部上。 ”’、 16、 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體照明設備，盆 板元件包含N個第一溝槽，形成於該散熱板元件之第二^上·，、、 母一個第一導熱元件之第一部係貼合於一對一 π、=利範圍第16項所述之發光二極體照明=備溝=每一個 第導熱凡件之第一部與該對應第一溝槽間填充一導敎材料。 18、 專=圍第1項所述之發光二極體照明設備H包含 ίΐΞί件’該等第二導熱元件係貼合於該散熱板^之 19、 ，申，專利範圍第18項所述之發光二極體照 含多個第二溝槽’形成於該散熱板元件之第二=面 母一個第一導熱兀件係貼合於一對應第二溝槽内。 利巧第19項所述之發光二極體照‘備，豆中每一個 A 範圍第1項所述之發光二極體照進一步包含 該㈣）’其中該中空摘艘係以該絕熱環與 17