TW201632781A

TW201632781A - Ｌｅｄ燈

Info

Publication number: TW201632781A
Application number: TW104107784A
Authority: TW
Inventors: 楊淑樺; 李昆龍; 梁志隆
Original assignee: 光寶科技股份有限公司
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-09-16

Abstract

一種LED燈，包含一反射杯座、一LED發光模組，及一光學罩殼。該反射杯座，包括一底面，及一自該底面斜向上延伸的反射面。該LED發光模組，設置於該底面，包括至少一LED發光單元。該光學罩殼罩設該反射杯座並與該反射杯座共同界定一收光空間。該光學罩殼包括一朝向該收光空間凸伸，用以改變光行進方向的光學件。該LED發光模組位於該收光空間，且該光學件的中心與該至少一LED發光單元的中心相對應。

Description

LED燈

本發明是有關於一種LED燈，特別是指一種可發出蝠翼光形的LED燈。

室內照明為求照明區域均勻性，並確保光線照射至電腦面等高反射面後不會引起不舒適眩光，因此室內照明用燈具要求使用蝠翼(Batwing)光形，而以往螢光燈管需透過反射罩與格柵，將燈管發出的光形改變為蝠翼光形，使得整體燈具效率僅約55%。

因此，本發明之目的，即在提供一種利用LED封裝結構的設計，而直接得到可發出蝠翼光形的LED燈。

於是，本發明的一種LED燈，包含：一反射杯座、一LED發光模組，及一光學罩殼。

該反射杯座包括一底面，及一自該底面斜向上延伸的反射面。該LED發光模組設置於該底面，包括至少一LED發光單元。該光學罩殼罩設該反射杯座並與該反射杯座共同界定一收光空間，包括一朝向該收光空間凸伸，用以改變光行進方向的光學件，該LED發光模組位於該收光空間，且該光學件的中心與該至少一LED發光單元的中心相對應。

較佳地，其中，該光學罩殼還包括一呈弧狀或平板狀的透光件，該透光件為可拆設的罩設該反射杯座，並與該反射杯座共同界定該收光空間，且該光學件是自該透光件朝向該收光空間凸伸。

較佳地，其中，該光學件具有一呈角錐狀並自該透光件朝向該收光空間凸伸的光擴散錐，該光擴散錐界定一光擴散空間，具有一與該LED發光單元實質對應的頂角、一位於該光擴散空間的內表面，及一位於該收光空間的外表面，且該內表面及該外表面於該頂角的間距介於1~1.5mm。

較佳地，其中，定義該外表面夾設的頂角為θ 1，該內表面夾設的頂角為θ 2，該θ 1介於60度~90度，且θ 2介於60度~90度。

較佳地，其中，該光擴散空間為充填空氣或不同於空氣之氣體。

較佳地，其中，該光學件具有複數三角稜鏡，且該等三角稜鏡的中心與該LED發光單元的中心相對應。

較佳地，其中，該等三角稜鏡的數量可為2n個，n為介於1~4的正整數，定義出一條實質通過該透光件及該LED發光單元中心的直線，該等三角稜鏡是以該直線為軸心以對稱的方式設置於該透光件上。

較佳地，其中，該等三角稜鏡的每一個內角介於40-45度。

較佳地，其中，該光學件還包括一透明光學層，該透明光學層形成於該透光件鄰近該LED發光單元的表面，該光擴散錐或該等三角稜鏡自該透明光學層表面凸伸。

較佳地，其中，該透明光學層與該光擴散錐或該等三角稜鏡呈一體成形的連接。

較佳地，其中，該透光件包括一可透光的高分子本體及多數分散於該高分子本體的擴散粒子。

較佳地，其中，該底面與該反射面的夾角介於45~65度。

較佳地，其中，該LED發光模組具有多個間隔設置於該底面的LED發光單元，該光學罩殼具有多個與該等LED發光單元相對應的光學件，且該每一個光學件的中心與相對應的該LED發光單元的中心相對應。

較佳地，其中，該反射面具有一介於5~40度的彎折角。

較佳地，其中，該反射杯座還包括一環圍該內殼體的外殼體。

本發明之功效在於：利用LED封裝結構的光學結構設計，讓該LED發光單元可藉由該光學結構直接對外發出蝠翼光形。

1‧‧‧反射杯座

11‧‧‧內殼體

111‧‧‧底面

112‧‧‧反射面

12‧‧‧外殼體

2‧‧‧LED發光模組

21‧‧‧電路板

22‧‧‧LED發光單元

3‧‧‧光學罩殼

31‧‧‧透光件

311‧‧‧高分子本體

312‧‧‧擴散粒子

32‧‧‧光學件

321‧‧‧光擴散錐

322‧‧‧頂角

323‧‧‧內表面

324‧‧‧外表面

θ 1‧‧‧外頂角

θ 2‧‧‧內頂角

325‧‧‧三角稜鏡

33‧‧‧透明光學層

100‧‧‧收光空間

200‧‧‧光擴散空間

X‧‧‧直線

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一側視示意圖，說明本發明之一第一實施例；圖2是一實驗數據圖，說明本發明該第一實施例的光強與角度的關係圖；圖3是一側視示意圖，說明本發明之一第二實施例；圖4是一實驗數據圖，說明本發明該第二實施例的光強與角度的關係圖。

參閱圖1，本發明的LED燈的一第一實施例，包含一反射杯座1、一LED發光模組2，及一光學罩殼3。

該反射杯座1包括一內殼體11及一環圍該內殼體11的外殼體12，該內殼體11具有一供設置該LED發光模組2的底面111，及一自該底面111斜向上延伸，用以反射光線的反射面112。較佳地，該底面111與該反射面112的夾角介於45~65度，更佳地，該反射面112除了可以是一平坦面之外，也可具有一介於5~40度的彎折角，使得該反射杯座1能具有二次收光的功效。此外，要說明的是，於本實施例中，該外殼體12的形狀是以圓弧狀為例，然而，該外殼體12的形狀可視安裝及設置的環境而可有不同的外觀變化，其形狀並不須特別限制。

該LED發光模組2包括一個設置於該底面111的電路板21，及一個電連接於該電路板21上的LED發光單元22。

該光學罩殼3罩設該反射杯座1並與該反射杯座1共同界定一收光空間100。該光學罩殼3包括一透光件31及一自該透光件31表面朝向該收光空間100凸伸，用以改變光行進方向的光學件32；該LED發光模組2位於該收光空間100，且該光學件32的中心與該LED發光單元22的中心相對應。

詳細的說，該透光件31呈弧狀，可拆設的罩設該反射杯座1，並與該反射杯座1的外殼體12共同配合形成一實質呈圓形的外觀面。該透光件31可僅為一可透光的高分子本體311，或是進一步包括多數分散於該高分子本體311的擴散粒子312，該等擴散粒子312選自粒徑為1nm的PC擴散粒子，用以令進入該透光件31的光線進一步擴散，而更均勻的自該透光件31向外出光。此外，要說明的是，藉由調控該等擴散粒子312的添加量，還能夠調節進入該透光件31之光的擴散程度，直接影響到蝠翼光形的指標：峰值光強的位置，及其中心光強占峰值光強的比率。圖1中該透光件31為以同時包括該高分子本體311，及分散於該高分子本體311的擴散粒子312做說明。

該光學件32是一呈三角錐狀的光擴散錐321，用以令接觸至該光擴散錐321的光現產生折射及/或反射，以改變光行進方向。

具體的說，該光擴散錐321形成於該透光件表面並朝向該收光空間100凸伸，其中，該光擴散錐321可以是自該透光件31表面凸伸的實心三角錐體，也可以是自該透光件31表面凸伸，呈空心的三角錐，於本實施例中是以該光擴散錐321為空心的三角錐做說明。

更詳細的說，當該光擴散錐321是自該透光件31表面凸伸並呈空心的三角錐時，該光擴散錐321與該透光件31會界定出一光擴散空間200，該光擴散空間200可為空氣或充填折射率不同於空氣之氣體，例如：氦氣；該光擴散錐321具有一與該LED發光單元22實質對應的頂角322、一位於該光擴散空間200的內表面323，及一位於該收光空間100的外表面324。定義該外表面324夾設的外頂角為θ 1，該內表面323夾設的內頂角為θ 2，較佳地，該θ 1介於60度~90度，θ 2介於60度~90度，更佳地，該透光件31的厚度介0.8~1mm，該內表面323及該外表面324於該頂角322的間距介於1~1.5mm，且該光擴散錐321的頂角322至該LED發光單元22頂面的距離為10~15mm。

在本實施例中，是以該底面111與該反射面112的夾角為55度，該內表面323及該外表面324於該頂角322的間距為1mm、該外頂角θ 1為70度，且內頂角θ 2為70度為例做說明。定義出一條直線X實質通過該LED發光單元22中心及該頂角322，用以確保該LED發光單元22位於該頂角322的正下方。

此外，要補充說明的是，本實施例的透光件31形狀是以弧狀為例，但是也能視製程需求設計成平板狀。

當將該LED發光模組2設置於該收光空間100時，自該LED發光單元22發出的大角度的光線，於碰觸到該反射杯座1的反射面112後，可配合該光擴散錐321進行多次的反射，再經由該透光件31自該光擴散錐321的兩側對外發出；而自該LED發光單元22發出的正向光線於接觸該光擴散錐321後，部分光線會自該光擴散錐321的外表面324反射，部分光線則經由折射進入該光擴散錐321的該光擴散空間200。經由該光擴散錐321反射的光線，部分會由該光擴散錐321的兩側對外發出，部分會再經由該反射杯座1的反射面112的反射對外發出；而進入該光擴散錐321的光則經由折射再經由該光學件31對外發出。

本發明利用於對應LED發光單元22正向出光的中心點設置一用以改變光行進方向的光擴散錐321，因此，可藉由該光擴散錐321，有效降低中心光強，使得峰值光強落在該光學件32的頂角322延伸線的四周，而直接對外發出蝠翼光形。

一般而言，適用於室內的蝠翼光形在定義上，二分之一最大光強需大於38deg，立體角80deg內累積光通量需大於等於總光通量的80%，其中心光強=65~85%峰值光強(I_center=65~85%I_peak)。

參閱圖2，圖2是本發明該第一實施例之中心光強度的量測結果。由實驗數據顯示，其峰值光強落在+/-35deg，其中心光強=90%峰值光強(I_center=90%I_peak)。

由圖2結果顯示本發明利用在該光學罩殼3中增設的光擴散錐321，成功地將該LED發光單元22發出的光線導引至該光擴散錐321的頂角322延伸線方向的兩側，並搭配該反射杯座1接收大角度的光線，達到降低中心光強且峰值光強落在該頂角322延伸線周圍的目的。

另外，要說明的是，前述該第一實施例中，是以一個LED發光單元22為例做說明，然而，在實際應用上，該LED發光模組2可包括多個LED發光單元22，而該等LED發光單元22則可視該LED燈的外型配合排列。例如，以仿照傳統長型的室內照明燈管為例，該反射杯座1與該光學罩殼3的外殼體12可以是相配合成一長圓柱形，該等LED發光單元22可以沿長度方向間隔排列設置於該底面1111，該光擴散錐321則為沿著該等LED發光單元22自該光學件31的長度方向延伸並朝向該收光空間100凸伸，以令該等LED發光單元22均可對外發出蝠翼光形。

參閱圖3，圖3為本發明一第二實施例，其主要結構與該第一實施例相同，差異在於該第二實施例的該透光件31呈平板狀，該光學件32包括一形成於該透光件31鄰近該LED發光單元22表面的透明光學層321，及多個自該透明光學層321表面朝向該收光空間100凸伸的三角稜鏡325。其中，該等三角稜鏡325的數量可為2n個，n為介於1~4的正整數，且該等三角稜鏡325朝向該LED發光單元22的內角介於40~45度。定義出一條實質通過該LED發光單元22中心的直線X，較佳地，該等三角稜鏡325的配置方式是以該直線X為軸心，以鏡向對稱的方式設置於該透光件31上。於本實施例中，是以n為1為例、該等三角稜鏡325朝向該LED發光單元22的內角為42.5度，且該等三角稜鏡325的頂角至該LED發光單元22頂面的距離為5~10mm做說明。

本發明該第二實施例利用多個三角稜鏡325讓自該LED發光單元22射出的正向光於接觸到該等三角稜鏡325後進行折射及反射，改變正向光的光行進方向，而降低正向出光量；其它角度光線則經由該反射面112與該等三角稜鏡325的配合，經過多次反射後，自該等三角稜鏡325或自該透光件31射出，因此，可藉由該等三角稜鏡325，有效降低中心光強，使得峰值光強落在該光學件32頂角322延伸線的四周，而達成對外發出蝠翼光形的目的。

參閱圖4，圖4為本發明該第二實施例出射光的光形量測結果，其峰值光強落在+/-35deg，中心光強=50%峰值光強(I_center=50%I_peak)。由此可知藉由該等三角稜鏡325的設置，能達到較佳的蝠翼光形。

此外，要說明的是，本發明該第二實施例是以該光學件32同時具有該透明光學層33及三角稜鏡325做說明，當該光學件32同時具有該透明光學層33及該等三角稜鏡325時，該透明光學層33與三角稜鏡325能夠一體成形，可更便於與該透光件31連接。然而，該光學件32也可視設計及需求，而與該第一實施例相同，僅具有該等三角稜鏡325，且該等三角稜鏡325為直接自該透光件31的表面凸伸；而該第一實施例的該光學件32，也可如第二實施例，同時具有該透明光學層33及光擴散錐321。

本發明利用在該光學罩殼3中增設一朝該反射杯座1延伸的該光學件32，成功地將光線導引至該頂角322 延伸線方向的兩側，並搭配該反射杯座1接收部分大角度的光線，達到降低中心光強且峰值光強落在該頂角322延伸線周圍，而能藉由該光學罩殼3的光學設計，令該LED發光模組2直接對外發出蝠翼光形，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。