发光二极管反射杯组的制作方法

专利名称：发光二极管反射杯组的制作方法
技术领域：
本发明关于一种发光二极管反射杯组，特别是一种产生矩形照射面的反射杯组。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode,LED)具有体积小、寿命长、低驱动电压、耗电 量低、耐震性佳等优点。因此，发光二极管的应用愈来愈广泛，从低亮度应用到高亮度的应 用均有。高亮度应用方式的例子可见于路灯或探照灯等等。将LED应用于高亮度的灯具时，大致上需考虑亮度、光形、色温、演色性、及散热等 问题。在路灯的应用领域中，对光形的要求较为显著。意即对LED灯具所发出的光线的强 度分布情形具有特定的规范。路灯的光形若未符合规定，将无法达到该路灯所要求的照明 效果。2008年9月11申请的第M340396号台湾新型专利《可提供道路均勻照明的路灯》， 从其说明书提供的配光曲线可以得知，该专利在60度与40度的光强度落差相当大。除此 之外，2008/3/12申请的第M341153号台湾新型专利、2008/5/ 申请的M346733号新型专 利、2006/10/14申请的第M309053号台湾新型专利、及2007/3/1申请的M320032号台湾新 型专利，各别公开LED灯具的相关技术，该些技术具有仅光线集中于灯具下方或被照面照 度均勻度不佳的情形。

发明内容
针对上述问题，本发明提出一种发光二极管反射杯组，其得以反射发光二极管 (LED, light emitting diode)所发出的光线，并均勻地将光线投射于投射面上。此投射面 具有均勻的光强度，以解决上述问题。本发明公开了一种发光二极管反射杯组，适于反射多个发光二极管所发出的光线 以投射于一矩形投射面，该矩形投射面具有一中心点及一长轴向，该矩形投射面自该中心 点沿该长轴向向外依次包含一中央区、二邻央区、二夹心区、及二端区，该反射杯组包括一中央次杯组，具有三个中央反射杯；二夹心次杯组，各别具有一向内反射杯及一向外反射杯；以及二端次杯组，各别具有一端反射杯；其中，该些发光二极管对应配置于该些中央反射杯、该些向内反射杯、该些向外反 射杯、及该些端反射杯，该些中央反射杯将对应的该发光二极管所发出的光线反射至该中 央区，该些向内反射杯将对应的该发光二极管所发出的光线反射至该些邻央区，该些向外 反射杯将对应的该发光二极管所发出的光线反射至该些夹心区，该些端反射杯将对应的该 发光二极管所发出的光线反射至该些端区。根据一实施例，反射杯组另包含基板，基板具有主表面并用以承载中央次杯组、夹 心次杯组及端次杯组。每一中央反射杯及每一端反射杯为二次抛物曲面。每一向内反射杯及向外反射杯为二次椭圆曲面。对应中央反射杯及端反射杯的LED可实质上配置于对应的抛物曲面的焦 点。对应向内及向外反射杯的LED可实质上配置于对应的椭圆曲面的二焦点之一。每一中 央反射杯的抛物曲面的对称轴朝向中央区。每一中央反射杯的对称轴与主表面的一法线的 夹角为80度至100度。每一向内反射杯的该椭圆曲面的二焦点的连线朝向邻央区之一。 每一向外反射杯的椭圆曲面的二焦点的连线朝向夹心区之一。向内反射杯的该连线与该主 表面的一法线的夹角为20度至40度。向外反射杯的该连线与该主表面的该法线的夹角为 35度至55度。每一端反射杯的该抛物曲面的一对称轴朝向端区之一。每一端反射杯的该 对称轴与该主表面的一法线的夹角为50度至70度。根据另一实施例，矩形投射面在平行于长轴向的两个外侧自中心点向外依次包含 二央侧区、四个邻侧区、四个夹侧区及四个端侧区。中央次杯组另包括二个央侧子杯组，每一央侧子杯组包括一矩形反射杯及二央侧 反射杯，LED对应配置于矩形反射杯及央侧反射杯，矩形反射杯及央侧反射杯将对应的LED 所发出的光线反射至央侧区。每一夹心次杯组另包括四个内侧(inward-side)反射杯及四个外侧 (outward-side)反射杯，LED对应配置于内侧反射杯及外侧反射杯，内侧反射杯将对应的 LED所发出的光线反射至邻侧区，外侧反射杯将对应的LED所发出的光线反射至夹侧区。每一端次杯组另包括一端侧(edge-side)反射杯，LED对应配置于端侧反射杯，端 侧反射杯将对应的LED所发出的光线反射至端侧区。根据上述实施例，反射杯组所投射出来配光曲线，在60度角及0度角的光强度约 为1 4，如此一来，将使得矩形投射面的光强度均勻分布。其次，若将多个反射杯组并排配 置，即可得到更大区域的均勻矩形投射面。将此反射杯组应用于路灯灯具，则能满足路灯规 范的要求。有关本发明的特征与实作，兹配合图示作实施例详细说明如下。


图1为依据本发明第一实施例的发光二极管反射杯组的立体示意图；图2为依据本发明第一实施例的发光二极管反射杯组及矩形投射面的平面示意 图；图3A为依据本发明第一实施例的中央次杯组的顶视示意图；图;3B为图3A在位置的剖面示意图；图4A及图5A为本发明第一实施例的夹心次杯组的顶视示意图；图4B为图4A在4B-4B位置的剖面示意图；图5B为图5A在5B-5B位置的剖面示意图；图6A及图7A为依据本发明第一实施例的端次杯组的顶视示意图；图6B为图6A在6B-6B位置的剖面示意图；图7B为图7A在7B-7B位置的剖面示意图；图8为依据本发明第一实施例的配光曲线示意图；图9为依据本发明第二实施例的发光二极管反射杯组的立体示意图；图10为依据本发明第二实施例的发光二极管反射杯组及矩形投射面的平面示意图；图IlA为依据本发明第二实施例的中央次杯组的顶视示意图；图IlB为图IlA在11B-11B位置的剖面示意图；图12A为依据本发明第二实施例的夹心次杯组的顶视示意图；图12B为图12A在12B-12B位置的剖面示意图；图13A为依据本发明第二实施例的端次杯组的顶视示意图；图13B为图13A在13B-13B位置的剖面示意图；图14为依据本发明第二实施例的配光曲线示意图。其中，附图标记10，16端次杯组11a，17a 端反射杯11b，11c，17b，17c 端侧反射杯12a, 18a, 22a, 22b, 28a, 28b 开？L1如，l3b，对称轴20，洸夹心次杯组21a，27a向外反射杯21b，27b向内反射杯21c，21e，27c，27e 外侧反射杯21d，21f，27d，27f 内侧反射杯23a，23b，23c，23d，29a，29b 连线30中央次杯组31a，31b，31c 中央反射杯3ld，3Ie矩形反射杯31f，31g，31h，31i 央侧反射杯31x，31y央侧子杯组32a，32b，32c 开孑L33a，33b，33c，33f 对称轴33d，3;3e 连线41a, 41b，41c，41d，41e,41f 发光二极管42a, 42b，42c，42d，42e,42f 发光二极管
42g，42h，42i，42 j，42k，42m 发光二极管43a, 43b, 43c, 43d, 43e,43f 发光二极管43g，43h，43i 发光二极管80 基板82主表面90矩形投射面91中心点92a中央区9 ，92c 央侧区
93，93，长轴向94a，94b 邻央区94c，94d，94e，94f 邻侧区96a，96b 夹心区96c，96d，96e，96f 夹侧区98a，98b 端区98c，98d，98e，98f 端侧区
具体实施例方式[第一实施例]首先，请参阅图1。其为依据本发明第一实施例的发光二极管反射杯组的立体示 意图。从图中可以见悉，发光二极管反射杯组包含基板80、中央次杯组(central sub-cup set or central sub-reflector set) 30、夹心次杯组(sandwiched sub-cup set) 20, 26、以 及端次杯组(edge sub-cup set) 10，16。请同时参阅图2，其为本发明第一实施例的LED反射杯组及矩形投射面的平面示 意图。其中，LED反射杯组适于反射发光二极管(LED，light emittingdiode)41a，41b，42a， 42b，42c，42d，43a，43b，43c所发出的光线以投射于矩形投射面(rectangular projected area)900矩形投射面具有中心点91及长轴向93。矩形投射面90自中心点91沿该长轴向 93向夕卜(即向图2中的左右二侧)依次包含中央区(central zone)92a、邻央区(adjacent zone) 94a, 94b、夹心区(sandwiched zone) 96a, 96b、及端区(edge zone) 98a, 98b。中心点91是对应于反射杯组所照射的矩形投射面90的几何中心点。长轴向93 则是矩形投射面90沿其矩形长边的方向，也就是图中向左及向右的方向。中央区9 环围 于中心点91周围的区域。邻央区94a，94b则是位于长轴向93外侧并相邻于中央区92a的 区域。端区98a，98b则是矩形投射面90在沿长轴向93最外侧的两个区域。而夹心区96a， 96b则是夹置于端区98a，98b及邻央区94a，94b之间的区域。前述矩形投射面90中的各区 域虽于图2上显示相互间并无重迭，但实务上相邻区域可能有重迭的关系。无论各区域间 是否重迭，均能达到本发明实施例的效果。LED反射杯组能产生上述矩形投射面90，因此，可将的应用于灯具的领域。此灯具 领域可以是但不限于路灯、投射灯等领域。请再参阅图1及图2。中央次杯组30包含三个中央反射杯 (centralreflector) 31a, 31b, 31c0 每一夹心次杯组20，26具有内向反射杯 (inwardreflector)21b，27b 及外向反射杯(outward reflector) 21a，27a。每一端次杯组 10，16 具有一端反射杯(edge reflector) 11a，17a。基板80具有主表面82。主表面82用以承载中央次杯组30、夹心次杯组20，26及 端次杯组 10，16。基板 80 另配置有多个 LED 41a，41b，42a，42b，42c，42d，43a，43b，43c。请 参阅图 2。LED 41a, 41b, 42a, 42b, 42c, 42d, 43a, 43b, 43c 各别对应于中央反射杯 31a, 31b, 31c、向内反射杯21b，27b、向外反射杯21a，27a、及端反射杯11a，17a。中央反射杯31a，31b， 31c将对应的LED 43a，4北，43c所发出的光线反射至中央区92a。向内反射杯21b，27b将 对应的LED 42b, 42c所发出的光线反射至邻央区94b，94a。向外反射杯21a，27a将对应的LED 4 , 42d所发出的光线反射至夹心区96a，96b。端反射杯11a，17a将对应的LED 41a， 41b所发出的光线反射至端区98b，98a。从图2中可以看出，端反射杯11a，17a将光线反射至端区98b，98a。此反射方式 从图式上可以得知属于对角投射方式。意即右侧的端反射杯Ila将光线反射至左侧的端区 98b。左侧的端反射杯17a将光线反射至右侧的端区98a。向内反射杯21b，27b亦为对角投 射方式。而向外反射杯21a，27a则非对角反射模式，可称为同侧投射。本实施例虽结合对 角投射及同侧投射的方式配置，但并不以此为限。任何组合方式，能达同相同均勻光强度的 矩形照射面者均属本发明的范畴。其次，请参考图3A及图;3B。图3A为本发明第一实施例的中央次杯组30的顶视示 意图。图3B为图3A在;3B-;3B位置的剖面示意图。图中可以见悉每一中央反射杯31a，31b， 31c为二次抛物曲面(反射曲面)，并于抛物曲面的焦点附近具有开孔32a，32b，32c。开孔 32a，32b，32c用以供对应中央反射杯31a，31b，31c的LED 43a，43b，43c (见于图1)配置。 也就是对应中央反射杯31a，31b，31c的LED 43a，43b, 43c可被配置于中央反射杯31a，31b， 31c的焦点处。因此，藉由二次抛物曲面的特性，从LED 43a，43b，43c (焦点)所发出的光线 将被中央反射杯31a，31b，31c的二次抛物曲面反射成平行于对称轴33a，33b，33c并朝向中 央区92a的光线。其次，LED 43a，43b，43c亦可仅被开孔32a，32b，32c内但未位于其焦点 上，仍能达到投射效果。前述对称轴33a，33b，33c为经过二次抛物曲面的焦点的一条直线，且此二次抛物 曲面相对于对称轴33a，33b，33c而对称。抛物线的定义为在抛物线上的各点距离焦点的距 离相等于该点距离一特定直线的距离。因此，适当选择此特定直线所在位置，即可让中央反 射杯31a，31b，31c反射对应LED 43a，4 , 43c所发出的光线。请再同时参照图2及图3B，从图中可以看出中央反射杯31a，31b，31c的对称轴 33a，33b，33c朝向该中央区，且中央反射杯31a，31b，31c的对称轴33a，33b，33c与该主表面 82的法线的夹角为0度至20度，较佳者为15度。接着，请参考图4A、图4B、图5A及图5B。图4A、图5A各别为本发明第一实施例的 夹心次杯组20，26的顶视示意图。图4B、图5B分别为图4A在4B-4B位置及图5A在5B-5B 位置的剖面示意图。在此实施例中图4A对称于图5A。图4B对称于图5B。但并非用以限 定本发明。配置于左右两侧的夹心次杯组20J6并非限定于相互对称的结构。每一向内反射杯21b，27b及每一向外反射杯21a，27a为二次椭圆曲面。此椭圆曲 面具有二个焦点(图中未示)，在其中一个焦点处具有一开孔22a，22bJ8a，28b供对应的 LED 4 , 42b，42c，42d配置。此LED 4 , 42b，42c，42d实质上可被配置于对应的向内反射 杯21b，27b及向外反射杯21a，27a的开孔22a，22b，28b, 28a的焦点处，因此，从LED 42a， 4 ，42c，42d发出的光线可以被椭圆曲面反射而朝另一焦点投射。LED 42a, 42b, 42c, 42d 可被配置于对应的开孔22a，22b，^b，^a的焦点处，但并不以此为限。将LED 42a, 42b, 42c, 42d适当地配置于对应的开孔22a，22b，28b, 28a内，亦能达到投射的效果(容后实验验 证详述)。每一向内反射杯21b，27b的二焦点的连线23b，29b朝向邻央区94a，94b之一。每 一向外反射杯21a，27a的椭圆曲面的该二焦点的连线23a，29a朝向夹心区96a，之一。 也就是说，被向内反射杯21b，27b反射的光线即会沿着前述焦点的连线并朝邻央区94a，94b方向行进，被向外反射杯21a，27a反射的光线即会沿着前述焦点的连线并朝夹心区 96a,96b方向行进。关于此椭圆曲面的二焦点的距离及椭圆曲面上各点到此二焦点的距离 可视需要而设计与调整。其考虑因素在于反射杯组与矩形投射面90的距离、邻央区94a， 94b及夹心区96a，96b内光线的均勻程度。向内反射杯21b，27b的连线2 ，29b与该主表面80的一法线的夹角θ 1为20度 至40度，较佳者为30度。向外反射杯21a，27a的连线23a，29a与主表面80的该法线的夹 角θ 2为35度至55度，较佳者为45度。在图4Β及图5Β中的夹角Θ1与θ 2虽呈现略为 对称的方式，但并非用以限定本发明。实施时，此两夹角Θ1，Θ2亦可为非对称方式。再者，请参考图6Α、图6Β、图7Α及图7Β。图6Α、图7Α分别为本发明第一实施例的 端次杯组10，16的顶视示意图。图6Β、图7Β分别为图6Α在6Β-6Β位置及图7Α在7Β-7Β位 置的剖面示意图。在此实施例中图6Α对称于图7Α。图6Β对称于图7Β。但并非用以限定 本发明。端反射杯11a，17a为二次抛物曲面。端反射杯11a，17a在二次抛物曲面的焦点处 具有开孔12a，18a。开孔12a，18a用以容置对应端反射杯11a，17a的LED 41a，41b。也就 是说，LED 41a，41b可实质上配置于抛物曲面的焦点位置。端反射杯11a，17a的抛物曲面 的对称轴13a，19a朝向端区98b，98a。端反射杯11a，17a的对称轴13a，19a与主表面80的 法线的夹角Θ3为50度至70度，较佳者为60度。请参阅图8，其为依据本发明第一实施例的配光曲线示意图。其中，在第一实施例 中，夹角Θ1，θ 2, θ 3分别约为30度，45度，60度，二个夹心次杯组20，沈相互对称，二个 端次杯组10，16相互对称。图中水平轴为角度，单位为度。垂直轴为光强度，单位为光强 (cd，candela，或称烛光)。此配光曲线是以反射杯组为中心，在某一特定高度(距离)不 同角度下所量测而得的光强度。图中虚线所表示的是在长轴向所量测到的光强度，而实线 所表示的是在短轴向(即与长轴向垂直的轴向)所量测到的光强度。从图中可以见悉，长轴向的光强度分布线中，在60度位置的光强度约为360至430 光强(cd)。在0度位置的光强度约为90光强(Cd)。两者之间的比值约为4 1。此比值 的设计乃是考虑大部分的路灯规范而设计。依据经验，路灯灯杆高度与灯杆间距的比值约 为1 3。光强度在60度角及0度角的比值在4 1时，其地面照度的均勻性较佳(光强 度与照射面到光源的距离平方成反比)。由此可知，第一实施例能满足路灯光形及均勻性 的要求。此处的均勻性可以是在照射的光形区域内最亮与最暗的光强度的比值在21到 1 1之间。在上述的实验中，以图1的实施例所进行试验的。除此之外，亦可将多个第一实施 例以并排方式来使用(也就是在短轴向上并排)，以得到更大区域的矩形投射面90。[第二实施例]请同时参阅图9及图10。图9为依据本发明第二实施例的LED反射杯组的立体 示意图。图10为依据本发明第二实施例的LED反射杯组及矩形投射面的平面示意图。从 图中可以见出，LED反射杯组包含基板80、中央次杯组30、夹心次杯组20，26、以及端次杯组 10，16。LED反射杯组适于反射LED所发出的光线以投射于矩形投射面90。在本实施例 中，LED 共有 27 颗，其编号各别为 41a，41b，41c，41d，41e，41f，42a，42b，42c，42d，42e，42f，42g,42h,42i，42j，42k，42m,43a,43b,43c,43d,43e,43f,43g,43h,43i。以下为了避免文章 冗长并提高说明书的易读性，仅进行对应标示。矩形投射面具有中心点91及长轴向93。矩 形投射面90自中心点91沿该长轴向93向外(即向图10的左右二侧)依次包含中央区 (central zone) 92a、邻央区(adjacent zone) 94a，94b、夹心区(sandwichedzone) 96a，96b、 及端区(edge zone) 98a, 98bο此外，矩形投射面90在平行于长轴向93的两个外侧自中心点91向外依次包含 二央侧区(central-side zone) 92b，92c、四个邻侧区(adjacent-sidezone) 94c，94d，94e， 94f、四个夹侧区(sandwiched-side zone)96c，96d，96e，96f 及四个端侧区(edge-side zone)98c,98d,98e,98f0其相互之间的对应关系可见于图10。各相邻区之间可为部分重迭 或不重迭。中央次杯组30包含三个中央反射杯31a，31b，31c及二个央侧子杯组 (central-side sub-cup set)31x，31y。每个央侧子杯组31x，31y各包含一矩形反射杯 (rectangular reflector) 31d，31e 及二央侧反身寸杯(central-side reflector) 31f, 31g, 31h，31i。LED 43a，43b，43c对应配置于中央反射杯31a，31b，31c。中央反射杯31a，31b，31c 反射对应的LED 43a，43b，43c所发出的光线至中央区92a。LED 43d，43f，43g对应配置于 央侧子杯组31x的矩形反射杯31d及央侧反射杯31f，31g。LED 43g，43h，43i对应配置于 央侧子杯组31y的矩形反射杯31e及央侧反射杯31h，31i。央侧子杯组31x，31y反射对应 的 LED 43d，43e，43f，43g，43h，43i 所发出的光线至央侧区 92b，92c。请续参阅图IlA及图11B。图IlA为依据本发明第二实施例的中央次杯组的顶视示 意图。图IlB为图IlA在11B-11B位置的剖面示意图。从图中可以看出，央侧反射杯31h， 31i为二次椭圆曲面。对应央侧反射杯31h，31i的LED43f，43g，4;3h，43i实质上可配置于央 侧反射杯31h，31i的椭圆曲面的二焦点(图中未示)其中之一。央侧反射杯31h，31i的椭 圆曲面的二焦点的连线33(1,3 朝向央侧区92b，92c。从图IlA的顶视角度观之，此二焦 点的连线33d，33e与长轴向93’的夹角θ 5约为30度到60度，较佳者约为45度。图中的 长轴向93’实质上可平行于矩形投射面90的长轴向93，故仅以相同名称命名之。再观图 11Β，从该图可以见悉，此二焦点的连线33d，3 与主表面82的法线的夹角θ 4约为5度到 25度，较佳者约为15度。矩形反射杯31d，31e由四个曲面(从顶视图观之)所组成的，该四个曲面对称于 对称轴33f。此对称轴33f朝向央侧区92b，92c。矩形反射杯31d，31e的每一曲面为二次 椭圆曲面。每一矩形反射杯31d，31e的四个曲面可以具有相同的椭圆参数亦可具有相异的 椭圆参数。接着，请参阅图12A及图12B。图12A为依据本发明第二实施例的夹心次杯组的 顶视示意图。图12B为图12A在12B-12B位置的剖面示意图。每一夹心次杯组(可参考图 9)分别具有一向内反射杯21b，27b、一向外反射杯21a，27a、二个内侧反射杯(inward-side reflector) 21d,21f, 27d, 27f 及二个外侧反射杯(outward-side reflector) 21c, 21e, 27c, 27e。向内反射杯21b，27b、向外反射杯21a, 27a、内侧反射杯21d，21f，27d，27f及外侧反射 杯 21c，21e，27c，27e 各别对应配置有 LED 42b,42c,42a,42d,42f,42j,42g,42k,42e,42i, 42h，42m。
内侧反射杯21(1，216 27(1，27€可为二次椭圆曲面且该些椭圆曲面的二焦点的连 线朝向邻侧区94c，94d，94e，94f。外侧反射杯21c，21e，27c，27e亦可为二次椭圆曲面且此 椭圆曲面的二焦点的连线朝向夹侧区96c，96d，96e，96f。LED 42f，42 j，42g，42k可被配置 于内侧反射杯21d，21f，27d，27f的椭圆曲面的二焦点之一处。LED 42e,42i,42h, 42m被配 置于外侧反射杯21c，21e，27c，27e椭圆曲面的二焦点其中之一处。因此，内侧反射杯21d， 21f, 27d，27f将对应的LED 42f，42j，42g，42k所发出的光线反射至邻侧区94c，94d，94e， 94f。外侧反射杯21c，21e，27c，27e将对应的LED 42e，42i，42h，42m所发出的光线反射至 夹侧区 96c，96d，96e，96f。请再参考图12A。从该图中(顶视视角)可以见悉外侧反射杯21e的椭圆曲面的 二焦点的连线23c与长轴向93’的夹角θ 6约为5度到20度，较佳者为10度。内侧反射 杯21f的椭圆曲面的二焦点的连线23d与长轴向93’的夹角θ 7约为5度到25度，较佳者 为15度。请再参考图12Β。从该图中(侧视视角)可以见悉外侧反射杯21e的椭圆曲面的 二焦点的连线23c与主表面82的法线的夹角θ 8约为20度到40度，较佳者为30度。内 侧反射杯21f的椭圆曲面的二焦点的连线23d与主表面82的法线的夹角θ 9约为35度到 55度，较佳者为45度。再者，请参阅图13Α及图13Β。图13Α为依据本发明第二实施例的端次杯组的顶视 示意图。图13Β为图13Α在13Β-13Β位置的剖面示意图。请参阅图9。每一端次杯组10包括一端反射杯11a，17a及二端侧反射杯 (edge-side reflector) lib, 11c, 17b, 17c0 端反射杯 12a，17a 对应配置有 LED 41a，41b。 端侧反射杯11b，11c，17b，17c为二次抛物曲面，且二次抛物曲面的对称轴13b (见于图13A 及图13B)朝向端侧区98c，98d，98e，98f。LED 41c，41d，41e，41f实质上可被配置于端侧反 射杯11b，11c，17b，17c的抛物曲面的焦点上。因此，LED 41c，41d，41e，41f所发出的光线 可以被端侧反射杯lib, 11c, 17b，17c反射朝向端侧区98c,98d,98e,98f投射。请再参阅图13A。从图中可以见悉端侧反射杯Ilc的抛物曲面的对称轴13b与长 轴向93’的夹角θ 10约为5度到25度，较佳者为15度。而从图1 观之，端侧反射杯Ilc 的抛物曲面的对称轴Hb与主表面82的法线的夹角θ 11约为50度到70度，较佳者为60 度。最后，请参阅图14。图14为依据本发明第二实施例的配光曲线示意图。其中，夹 角Θ4到θ 11均以前述较佳值为之。而LED仅配置于开孔中，并实质上并未被配置于焦点 上。图中同心圆的曲线表示不同的发光强度，单位为光强(Cd)。放射状直线的中心即为反 射杯组所在位置。放射状的直线则是表示距反射杯组一特定距离。不同角度的位置。单位 为度。图中的虚线表示沿长轴向93的方向所量测而得的光强度曲线(配光曲线)。实线 则表示沿着短轴向(垂直于长轴向93的方向)所量测而得的光强度曲线。从图中可以看 出，此第二实施例在-60度及60度处的光强度相当强，而在0度处的光强度约为-60度或 60度处的光强度的0. 38。此亦符合上述大部分路灯灯具的规范与需求。第二实施例虽以上述27个反射杯为之，但并不以此为限。除了可以将第二实施例 并列实施外，亦可增减反射杯的数量，而达到不同配光曲线的要求。对于椭圆曲面及抛物曲 面的选用，则视光强度与均勻度的需求而定。
前述第一实施例与第二实施例所采用的二次椭圆曲面的参数及二次抛物曲面的 参数可依据所使用及对应的LED的特性参数(例如但不限于配光曲线)而调整。前述二次 椭圆曲面的参数可以是但不限于如两焦点的距离、及焦点到曲面上的特定数值。二次抛物 曲面的参数可以是但不限于焦点至特定直线的最短距离)。LED的特性参数可以是但不限 于LED发光的配光曲线。藉由该些参数的适当搭配及调整，即可得到矩形投射面90及均勻 光强度的效果。虽然在第一实施例及第二实施例采用了二次椭圆曲面及二次抛物曲面，但 并非用以限定本发明。实施例中各曲面的设计亦可采用其它曲面条件进行搭配，以能达成 交错投射或直接投射效果并使光形内光强度均勻分布为考虑。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明。本发 明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。 本发明的保护范围视后附的权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种发光二极管反射杯组，适于反射多个发光二极管所发出的光线以投射于一矩形 投射面，该矩形投射面具有一中心点及一长轴向，该矩形投射面自该中心点沿该长轴向向 外依次包含一中央区、二邻央区、二夹心区、及二端区，该反射杯组包括一中央次杯组，具有三个中央反射杯；二夹心次杯组，各别具有一向内反射杯及一向外反射杯；以及二端次杯组，各别具有一端反射杯；其中，该些发光二极管对应配置于该些中央反射杯、该些向内反射杯、该些向外反射 杯、及该些端反射杯，该些中央反射杯将对应的该发光二极管所发出的光线反射至该中央 区，该些向内反射杯将对应的该发光二极管所发出的光线反射至该些邻央区，该些向外反 射杯将对应的该发光二极管所发出的光线反射至该些夹心区，该些端反射杯将对应的该发 光二极管所发出的光线反射至该些端区。
2.如权利要求1所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，另包含一基板，该基板具有 一主表面，该主表面用以承载该中央次杯组、该些夹心次杯组及该些端次杯组。
3.如权利要求2所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些中央反射杯为 一二次抛物曲面，对应该些中央反射杯的该些发光二极管配置于该抛物曲面的一焦点。
4.如权利要求3所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些中央反射杯的该 抛物曲面的一对称轴朝向该中央区。
5.如权利要求4所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些中央反射杯的该 对称轴与该主表面的一法线夹角为0度至20度。
6.如权利要求2所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些向内反射杯及该 些向外反射杯为一二次椭圆曲面，对应该些向内及向外反射杯的该些发光二极管配置于该 椭圆曲面的二焦点之一。
7.如权利要求6所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些向内反射杯的该 椭圆曲面的该二焦点的连线朝向该些邻央区之一，每一该些向外反射杯的该椭圆曲面的该 二焦点的连线朝向该些夹心区之一。
8.如权利要求7所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，该向内反射杯的该连线与 该主表面的一法线的夹角为20度至40度，该向外反射杯的该连线与该主表面的该法线的 夹角为35度至55度。
9.如权利要求2所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些端反射杯为一二 次抛物曲面，对应该些端反射杯的该些发光二极管配置于该抛物曲面的一焦点。
10.如权利要求9所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些端反射杯的该抛 物曲面的一对称轴朝向该些端区之一。
11.如权利要求10所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些端反射杯的该 对称轴与该主表面的一法线的夹角为50度至70度。
12.如权利要求2所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些中央反射杯及每 一该些端反射杯为一二次抛物曲面，每一该些向内反射杯及该些向外反射杯为一二次椭圆 曲面，对应该些中央反射杯及该些端反射杯的该些发光二极管配置于对应的该抛物曲面的 一焦点，对应该些向内及向外反射杯的该些发光二极管配置于对应的该椭圆曲面的二焦点 之一，每一该些中央反射杯的该抛物曲面的一对称轴朝向该中央区，每一该些中央反射杯的该对称轴与该主表面的一法线夹角为0度至20度，每一该些向内反射杯的该椭圆曲面的 该二焦点的连线朝向该些邻央区之一，每一该些向外反射杯的该椭圆曲面的该二焦点的连 线朝向该些夹心区之一，该向内反射杯的该连线与该主表面的一法线的夹角为20度至40 度，该向外反射杯的该连线与该主表面的该法线的夹角为35度至55度，每一该些端反射杯 的该抛物曲面的一对称轴朝向该些端区之一，每一该些端反射杯的该对称轴与该主表面的 一法线的夹角为50度至70度。
13.如权利要求1所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，该矩形投射面在平行于该 长轴向的两个外侧自该中心点向外依次包含二央侧区、四个邻侧区、四个夹侧区及四个端 侧区，该中央次杯组另包括二个央侧子杯组，每一该些央侧子杯组包括一矩形反射杯及二 央侧反射杯，该些发光二极管对应配置于该些矩形反射杯及该些央侧反射杯，该些矩形反 射杯及该些央侧反射杯将对应的该些发光二极管所发出的光线反射至该些央侧区。
14.如权利要求13所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该央侧反射杯为 一二次椭圆曲面，对应该些央侧反射杯的该些发光二极管配置于该些央侧反射杯的该些椭 圆曲面的二焦点之一。
15.如权利要求14所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些央侧反射杯的 该椭圆曲面的该二焦点的连线朝向该些央侧区之一。
16.如权利要求13所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些夹心次杯组另 包括二个内侧反射杯及二个外侧反射杯，该些发光二极管对应配置于该些内侧反射杯及该 些外侧反射杯，该些内侧反射杯将对应的该些发光二极管所发出的光线反射至该些邻侧 区，该些外侧反射杯将对应的该些发光二极管所发出的光线反射至该些夹侧区。
17.如权利要求16所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些内侧反射杯及 该些外侧反射杯为一二次椭圆曲面，对应该些内侧及外侧反射杯的该些发光二极管配置于 该椭圆曲面的二焦点之一。
18.如权利要求17所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些内侧反射杯的 该椭圆曲面的该二焦点的连线朝向该些邻侧区之一，每一该些外侧反射杯的该椭圆曲面的 该二焦点的连线朝向该些夹侧区之一。
19.如权利要求13所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些端次杯组另包 括二端侧反射杯，该些发光二极管对应配置于该些端侧反射杯，该些端侧反射杯将对应的 该些发光二极管所发出的光线反射至该些端侧区。
20.如权利要求19所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些端侧反射杯为 一二次抛物曲面，对应该些端侧反射杯的该些发光二极管配置于该些端侧反射杯的该抛物 曲面的一焦点。
21.如权利要求20所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，每一该些端侧反射杯的 该抛物曲面的一对称轴朝向该些端侧区之一。
22.如权利要求1所述的发光二极管反射杯组，其特征在于，该矩形投射面在平行于该 长轴向的两个外侧自该中心点向外依次包含二央侧区、四个邻侧区、四个夹侧区及四个端 侧区，该反射杯组另包含一基板，该基板具有一主表面，该主表面用以承载该中央次杯组、 该些夹心次杯组及该些端次杯组，其中该中央次杯组另包括二个央侧子杯组，每一央侧子杯组包括一矩形反射杯及二央侧反射杯，该些发光二极管对应配置于该些矩形反射杯及该些央侧反射杯，该些矩形反射杯及 该些央侧反射杯将对应的该些发光二极管所发出的光线反射至该些央侧区，每一该央侧反 射杯为一二次椭圆曲面，对应该些央侧反射杯的该些发光二极管配置于该些央侧反射杯的 该些椭圆曲面的二焦点之一，每一该些央侧反射杯的该椭圆曲面的该二焦点的连线朝向该 央侧区，每一该些央侧反射杯的该二焦点的连线与该主表面的一法线的夹角为5度至25 度，且每一该些央侧反射杯的该二焦点的连线与该长轴向的夹角为30度至60度；每一该些夹心次杯组另包括二个内侧反射杯及二个外侧反射杯，该些发光二极管对应 配置于该些内侧反射杯及该些外侧反射杯，该些内侧反射杯将对应的该些发光二极管所发 出的光线反射至该些邻侧区，该些外侧反射杯将对应的该些发光二极管所发出的光线反射 至该些夹侧区，每一该些内侧反射杯及该些外侧反射杯为一二次椭圆曲面，对应该些内侧 及外侧反射杯的该些发光二极管配置于该椭圆曲面的二焦点之一，每一该些内侧反射杯的 该椭圆曲面的该二焦点的连线朝向该些邻侧区之一，每一该些外侧反射杯的该椭圆曲面的 该二焦点的连线朝向该些夹侧区之一，该内侧反射杯的该连线与该主表面的一法线的夹角 为35度至55度，该外侧反射杯的该连线与该主表面的该法线的夹角为20度至40度，该内 侧反射杯的该连线与该长轴向的夹角为5度至25度，该外侧反射杯的该连线与该长轴向的 夹角为5度至20度；以及每一该些端次杯组另包括一端侧反射杯，该些发光二极管对应配置于该些端侧反射 杯，该些端侧反射杯将对应的该些发光二极管所发出的光线反射至该些端侧区，每一该些 端侧反射杯为一二次抛物曲面，对应该些端侧反射杯的该些发光二极管配置于该些端侧反 射杯的该抛物曲面的一焦点，每一该些端侧反射杯的该抛物曲面的一对称轴朝向该些端侧 区之一，每一该些端侧反射杯的该对称轴与该主表面的一法线的夹角为50度至70度，该端 侧反射杯的该连线与该长轴向的夹角为5度至25度。
全文摘要
本发明公开了一种发光二极管反射杯组，适于反射多个发光二极管(LED)所发出的光线以投射于矩形投射面。该矩形投射面具有一中心点及一长轴向，矩形投射面自该中心点沿该长轴向向外依次包含一中央区、二邻央区、二夹心区及二端区。反射杯组包括中央次杯组、夹心次杯组及端次杯组。该些发光二极管对应配置于该些中央反射杯、该些向内反射杯、该些向外反射杯、及该些端反射杯，该些中央反射杯将对应的该发光二极管所发出的光线反射至该中央区，该些向内反射杯将对应的该发光二极管所发出的光线反射至该些邻央区，该些向外反射杯将对应的该发光二极管所发出的光线反射至该些夹心区，该些端反射杯将对应的该发光二极管所发出的光线反射至该些端区。
文档编号F21Y101/02GK102095165SQ200910253428
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者于庆潭, 李丽玲, 李佳学 申请人:财团法人工业技术研究院