TWI356150B - - Google Patents

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1356150 • * 第一透鏡12 外罩20 .· 對應板面21 孔槽陣列22 孔槽23 第二透鏡（2nd lens) 30 第二透鏡陣列31 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵 的化學式：（無） 鲁九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 t本發明係有關一種發光二極體（LED)燈光裝置，尤 指一種，用一外罩密封罩設在一 LED陣列之前方外圍以防 水並保護LED陣列，且在外罩上設一孔槽陣列供可利用複 數個LED之第二透鏡分別對應嵌設在孔槽陣列之各孔槽中 以形成一第二透鏡陣列，使Led陣列所產生之LED燈光可 經過该第二透鏡陣列而向外投射，藉以使外罩同時兼具 LED第二透鏡之光學作用及防水保護雙重功能者。 【先前技術】 利用發光二極體（1 ight-emitting diode，簡稱 LED) 作為燈光照明裝置的光源已是習知技術，且應用領域上已 相當廣泛如手電筒、檯燈、車燈如車前燈及車尾燈組、路 燈、或其他電子產品之輔助照明裝置如照相機閃光燈、掃 描照明光源裝置等，其大都是使用複數個發光二極體 (LED)以形成陣列而作為光源，而上述led陣列係指將 複數個LED依燈光照明裝置的需要而排列成某一模樣 (pat tern )，如線性排列、矩陣排列、同心圓形排列等但 1356150 不限制；而一發光二極體（LED)基本上包含：一基座用 以承載LED晶粒並使LED晶粒外接電源、一或數個LED晶 粒用以在導電後發光、及一層或多層由透光性樹脂材料成 型之罩蓋式透鏡體（cover lens)，一般通稱為LED之第 一透鏡，用以包覆在上述基座與LED晶粒之外部而封裝成 一 LED組件（LED assembly，在本發明中簡稱LED)，使用 時’ LED晶片發出之光線經過第一透鏡再投射向外。 _ 又在LED之應用上’不同用途的燈光照明裝置各有不 同的使用需求及條件，如手電筒一般要求平行光束且投射 較遠，檯燈及車尾燈組一般要求在一定之距離及面積内照 度足夠且均勻（但不刺眼），車前燈一般要求投射一定之 距離及面積且照度足夠，路燈要求在一段距離内昭度足夠 ，，光投射範圍最好能涵蓋一長寬比約3:丨的矩形區域 (路^間隔30公尺設立且高度約6〜2〇公尺），而為使 D =光或數個lED所形成之LED陣列的燈光能符合上述 =用途的燈光照明裝置之需求，在使用⑽為光源時， LED之·^^封裝結構上已具有基本的第一透鏡外，在 置4 J(:LED燈光投射方向之前方）-般皆再配 效照置f:以提昇⑽燈光的2使用效率，即增加有 或調整流明lra/m2)及降低過程損耗， 過先射面積及其照度均句性；而因光線穿 (兩；生f程損耗，如被介質吸收或被上面 使用效㈡if二目對ΐ降低有效照度，進而影響其 學塑膠材料製成以降用光學玻璃或光 光學元件，且4 J ，不適合製作具有大材積的 “學70件之材積越大或光學面越多時，製 1356150 作其精密模造成型工藝或塑膠射出成型工藝所須使用之 模具及其裝程就相對困難，不利於量產化。 又在目前利用發光二極體（LED)作為光源的應用技術 ，，應用於手電筒、檯燈、車燈如車前燈及車尾燈組、 路燈等燈光照明裝置，因發光二極體（LED)及相關 配，如用以承置LED之電路板）必須具有防水 免相壞，因此大部分在LED及其第二透鏡的外圍會另再設 置一燈罩（外罩）以達成防水保護效果；然，由於該燈罩 (外罩）之材積一般較大，如常見之戶外路燈的燈罩（外 • 罩），因此若直接利用光學玻璃或光學塑膠材料製成該燈 罩（外罩），則不但不符合經濟原則及節能減碳訴求，且 製程有相當困難度而難以有效控管；而若以一般玻璃或塑 膠材料製成該燈罩（外罩），則LED燈光至少須經過第二 透鏡及燈罩（外罩）之後才再向外投射，此時其過程損耗 相對增加（一般玻璃或塑膠材料之光耗損約8〜15%)，有 效照度即相對降低，嚴重影響該燈光照明裝置之使用效 率。 由上可知，在以發光二極體（LED)為光源的應用技術 儀| 中，發展一種過程損耗小、有效照度高、製造及組裝容易 且成本低之燈光照明裝置，確實有其必要性及迫切性。 【發明内容】 本發明主要目的乃在於提供一種發光二極體（led) 燈光照明裝置，其主要包含一發光二極體（LED)陣列 (array)及一外罩（holder )，其中，該LED陣列係利用 複數個發光二極體（LED )並依需要而以某一模樣 (pattern)排列形成；該外罩係密封罩設在LED陣列之 前方外圍以防水並保護LED陣列，其中，該外罩在面對led 陣列之對應板面上設有一孔槽陣列，並利用複數個配合 13561,50 LED使用之第二透鏡（2nd lens)分別對應喪設在孔槽陣 列之各孔槽中並結合成一體以形成一第二透鏡陣列，使 • LED陣列所產生之LED燈光可經過該第二透鏡陣列而向外 投射，藉以降低LED燈光之過程損耗，提高LED燈光之有 效照度，而增進LED燈光照明裝置之光學效率及使用效率。 本發明再一目的乃在於提供一種發光二極體（LED) 燈光照明裝置，其中該外罩上所設之孔槽陣列的模樣 (pattern)並不限制，其可依據LED陣列的模樣而對應 配合設計，藉以使LED陣列中各LED所發出之燈光可對應 φ 經過該孔槽陣列中所對應嵌設之第二透鏡而向外投射，藉 以提高LED燈光之有效照度，並增進LED燈光照明裝置之 光學效率及使用效率。 本發明再一目的乃在於提供一種發光二極體（LED) 燈光照明裝置，其中該外罩上所設孔槽陣列之孔槽的形狀 並不限制，其係依據對應嵌設在孔槽中之第二透鏡的外型 而配合設計，使該第二透鏡的成型模具設計、光學面設計 及生產製程可相對簡單，有利於提昇第二透鏡的光學效率 及簡化LED燈光照明裝置的組裝作業。 • 【實施方式】 為使本發明更加明確詳實，茲列舉較佳實施例並配合 下列圖示，將本發明之結構及其技術特徵詳述如後： 參考圖1-3，其分別係本發明LED燈光照明裝置一實 施例之側面剖視及其外罩上尚未或已嵌設第二透鏡之上 視示意圖。本發明係一種發光二極體（light-emitting diode，簡稱LED )燈光照明裝置1，主要包含一 LED陣 列（array) 10 及一外罩（holder) 20 ;其中，該 LED 燈 光照明裝置1的形狀、組裝型態及尺寸大小並不限制，可 依應用領域之不同需要而配合設計，如針對手電筒、檯 前燈及車尾燈組、路燈、或其他電子產品之 的應用而=如照相機閃光㉟、掃描照明光源裝置等不同 品為：的設計’而本實施例係以路燈或同類物 碲例說明，但非用以限制本發明。 以某列10係利用複數個發光二極體（led) u 之i列槿揭iPattern)排列形成，其令，該LED陣列10 j模樣（Pattern)並不限制，如線性排 路燈、或ϋίΪΪ ' #燈' +燈如車前燈及車尾燈組、 所示係以路燈或同類物！ 限制本發明陣列1〇為一矩陣排列模樣，但非用以 _ 1 各發光二極體11係由LED晶片（圖中未 :严"咖或⑽一)=ί 光線經過第一透鏡12而向外投射如圖1 型態、製程及相配合之發先 結構需要而設計，而由於( 1，可隨使用或 者，故於此不再贅:細係利用習知技術可達成 該外罩20係密封罩設在LED陣列10之前方外圍以料 該LED陣列1〇提供防水保護效果， 寸大小等並不限制，可依應不同需 ，而配a没计，如該外罩20可利用塑膠射出成型工蓺 土 如Γ·1所示，亦可為由多件物組成:組 口式、纟口構體（圓未不），又該外罩20至 21以面謂陣列10,而在該對應板面21丄設有=

Tt 22m%( V} 22 23 以某一模樣（pattern)排列形成如圖2所示，其中，該 7 1356150 孔槽陣列22之排列模樣（pattern)並不限制，如線性排 列、矩陣排列、同心圓形排列等，其可依應用領域之不同 • 需要而配合設計，如針對手電筒、檯燈、車燈如車前燈及 車尾燈組、路燈、或其他電子產品之辅助照明裝置如照相 機閃光燈、掃描照明光源裝置等不同的應用而提供不同排 列模樣之孔槽陣列22，而本實施例如圖1、2、3所示，其 係以路燈或同類物品為例說明，該孔槽陣列22為一矩陣 排列模樣，且與LED陣列10形成對稱狀態，但非用以限 制本發明。 • 再利用複數個配合發光二極體（LED) 11使用之第二 透鏡（2nd lens) 30以分別對應嵌設在孔槽陣列22之各 孔槽23中，並與外罩20，尤其是該對應板面21，結合成 一體，使複數個第二透鏡30在對應板面21上形成一第二 透鏡陣列31 ;其中，該第二透鏡（2nd lens) 30之外型 $尺寸大小係配合孔槽23設計以使其可對應嵌設在孔槽 ^並結合成一體，而其結合方式不限制，可藉黏膠黏結 固定並達成防水效果；至於第二透鏡3〇之光學面設計並 =限制，其可依應用領域之不同需要而配合設計，如針對 _ ^電筒、檯燈、車燈如車前燈及車尾燈組、路燈、或其他 ，子，品之輔助照明裝置如照相機閃光燈、掃描照明光源 ^置等不同的應用而提供不同光學面設計，而本實施例如 1、3所示係以路燈或同類物品為例說明，但非用以限 制本發明。 又該外罩20或對應板面21上所設之孔槽陣列22 的列模樣（pattern)並不限制，其以依據LED陣列1〇 列模樣而對應配合設計為最佳，以使所形成之第二透 列31也與LED陣列10對應配合如圖3、4所示，藉 乂建成第二透鏡陣列31中各第二透鏡3〇之使用功能。 1356150 本發明上述之LED陣列（array) 10、孔槽陣列22及 fr透鏡陣列31之間的配合關係，可依實際使用需要而 =其他變更設計，例如：LED陣列（array；) 1〇中各發光 ; ;極體（LED) 11的設立位置並不限制只設立一個發光二 f體（LED) 11，如可利用兩個發光二極體（LED) 11併排 =立在LED陣列（array) 1〇中的一設立位置上，且ΙΕΙ) 陣列（array) 1〇 f所使用之發光二極體（LED) 11也不 【制為同一規格；又該孔槽陣列22中各孔槽23並不限制 為同一形狀或大小，以圖2、3為例說明，如可將相鄰之 • 兩，孔槽23連通成一較大孔槽（即約原來孔槽23的兩倍 再利用一相等大小的第二透鏡（30)(即約原來第二 逯鏡30的兩倍大）嵌設在該較大孔槽中，當然若孔槽陣 歹j 22中各孔槽23設計為同一形狀或大小（即同一規格） 如圖2、3所示，則第二透鏡3〇也可設計為同一規格，有 利於第二透鏡30之量產化製造，相對可降低生產成本； ^如圖3所示，第二透鏡陣列31中各第二透鏡3〇與1^]) 10中各發光二極體（LED)Ui間為一對一對應配合 關係，也就是針對第二透鏡陣列31中之每一第二透鏡 30，在LED陣列1〇中均設有一發光二極體（LED)與之一 =一對應配合如圖3所示，但上述之一對一對應配合關係 並不限制，如圖4所示在LED陣列10中各發光二極體（LED) 11只一對一對應於第二透鏡陣列31中之部分第二透鏡 如，此時未與發光二極體（LED) 11對應之第二透鏡30 可利用一般玻璃或塑膠製成之第二透鏡代用體（可與第二 透鏡30相同形狀）嵌設在扎槽23中以取代正規的第二透 鏡30，藉以減少第二透鏡3〇之使用數量以降低材料成 本。則使用時，LED陣列10各發光二極體（LED) u所發 出之燈光皆可對應經過第二透鏡陣列31中之第二透鏡別 而再向外投射，可藉以提高LED燈光之有效照度，並婵進 1356150 LED燈光照明裝置1之光學效率及使用效率。 由於本發明發光二極體（led )燈光照明裝置1係 先在外罩20或對應板面21上設置一孔槽陣列22，再利用 複數個第二透鏡30分別對應嵌設在孔槽陣列22之各孔槽 23中，因此外罩20或對應板面21與第二透鏡30係為分

開製作’且孔槽陣列22之孔槽23的形狀基本上係依據對 應嵌設在孔槽23中之第二透鏡30的外型而配合設計，因 此，本發明所使用之第二透鏡3〇之成型模具的設計、製 作及生產製程可相對簡易，且第二透鏡30之光學面也可 簡易達成最佳化設計，有利於提昇第二透鏡3〇的光學效 率’並相對簡化本發明LED燈光照明裝置1的組裝作業。 —再參考圖5所示’其係本發明LED燈光照明裝置另一 實施例之侧面剖視示意圖。本實施例之LED燈光照明裝置 2與前一實施例之LED燈光照明裝置1之主要差別係在 於：本實施例之發光二極體（LED) 11與第二透鏡3〇之間 步可利用一鏡筒13以連結成一體，其中，該第二透 ，30之環周緣上可預設一凸緣32供與鏡筒13之上口緣 應卡合，以使第二透鏡30可簡易組合在鏡筒13之上 ，處而形成一發光二極體（LED)模組，而在組合 ΐϊί 連結作用’可使發光二極體(LED) 11與第 巧二〗？自動對準對位，請晶片發出之光線經 再向外^經由鏡筒13内部而投射至第二透鏡30 H且’有於簡化後續之組裝作業；而在組裝時， 第二透鏡30仍可嵌設在對應之孔槽23中.又以 1356150 由上所述，LED陣列10中各發光二極體（lEj)) I〗所 發出之LED燈光可經過該第二透鏡陣列31之第二透鏡3〇 而，外投射，由於該外罩20至少兼具第二透鏡&及防水 保護之雙重功能，因此可有效克服習知led燈光裝置在第 二鏡片的外部再設一保護用透明燈罩致造成光度相對損 耗的缺點；又由於該第二透鏡30與外罩20之間係分開製 造再組裝結合，因此可避免以第二透鏡之光學玻璃或塑膠 材料直接製作包含第二透鏡與外罩之一體式外罩致造成 材料成本增加、製造不易且第二透鏡精確度不易控制的問 φ 題，故可達成過程損耗降低、有效照度提高、組裝容易、 光學效率提昇及使用效率增進等多重功效。 以上所示僅為本發明之優選實施例，對本發明而言僅 ，說明性的，而非限制性的。在本專業技術領域具通^知 識人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍内可 對其進行許多改變，修改，甚至等效變更，但都將落入 發明的保護範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1 .係本發明led燈光照明裝置一實施例之側面剖視示 ^ 意圖。 '、 圖2:係圖1所示實施例之一上視示意圖（外罩上之 陣列尚未嵌設第二透鏡）。 9 圖3 :係圖1所示實施例之一上視示意圖（其第二透 列與LED陣列為一對一對應配合）。 圖4:係圖1所示實施例之一上視示意圖（其第二透鏡 列與LED陣列為非一對一對應配合）。 圖5 :係本發明LED燈光照明裝置另一實施例之側面剖視 不意圖。 【主要元件符號說明】 1356150 發光二極體（LED)燈光照用裝置1、2 LED陣列10 - 發光二極體（LED) 11 第一透鏡12 鏡筒（barrel) 13 外罩20 對應板面21 孔槽陣列22 孔槽23 第二透鏡（2nd lens) 30 ® 第二透鏡陣列31 凸緣32 12

Claims (1)

13561-50 /。。年7月/Μ修(更)正替換頁 十、申請專利範園： 1、一種發光二極體燈光照明裝置，包含一發光二極體陣 列及一外罩，其中： 發光二極體陣列，係利用複數個發光二極體以一模樣排 列形成，其中各發光二極體係由led晶粒及第一透鏡组 成，使該LED晶粒發出的光線經過該第一透鏡而向外投 射； 外罩，係罩設在發光二極體陣列之前方外圍，其包含一 板面以面對發光二極體陣列，而該板面上設有一孔槽陣 列’ 5亥孔槽陣列係由複數個孔槽以一模樣排列形成，又 .利用複數酱配合發光二極體使用之第二透鏡分別對應 嵌設在孔槽陣列中之孔槽中而與板面結合成一體，以在 板面上形成一第二透鏡陣列； 其中，當發光二極體陣列之發光二極體發出燈光時，該 燈光可經過該第二透鏡陣列之第二透鏡而向外投射丄 其中該發光一極體陣.列之排列模樣係線性排列、矩陣排 列或同心圓形排列； 其中該發光一極體陣列係利用複數個相同或不相同規 格的該#光二極體排列形成。 2、 如申請專利範圍第1項所述發光二極體燈光照明裝置， 其中該孔槽陣列係與發光二極體陣列形成對稱狀離。 3、 如申請專利範圍第1項所述發光二極體燈光照明裝置， 其中該孔槽陣列中之孔槽係具有相同或不相”同的'"形狀 及大小。 4、 如申請專利範圍第1項所述發光二極體燈光照明裝置， 其中該嵌設在孔槽陣列之孔槽中的複數個第二透<鏡可 為相同規格或不相同規格。 5、 如申請專利範圍第1項所述發光二極體燈光照明裝置， 其中該第二透鏡與孔槽之間可藉黏膠黏結固^'。t 13 13561-50 I /。存'7月參日修(更)正替換頁 6、 如申請專利範圍第1項所述發光二極體燈光照明裝置’ 其中該發光二極體與對應之第二透鏡之間進一步可設-置一鏡筒以連結成一體。 7、 如申請專利範圍第6項所述發光二極體燈光照明裝置， 其中該第二透鏡之環周緣上設有一凸緣以與鏡筒之上 口緣部對應卡合，以使第二透鏡可組合在鏡筒之上端 處。

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