TWI388776B - 反射罩及照明裝置 - Google Patents

Description

反射罩及照明裝置

本發明涉及一種光學系統，尤其涉及一種反射罩及使用該反射罩的照明裝置。

隨著半導體照明技術的發展，發光二極體(Light emitting diode,LED)的光效不斷提高，現正逐步取代傳統光源，尤其是路燈領域。如何有效地分配LED發出的光能是LED路燈光學系統設計要解決的關鍵問題。目前的LED路燈所形成的照明區域大多為圓對稱分佈，為了更節能且實現更大區域的照明，可將照明區域調整為長條形分佈方式。現有的得到長條形照明區域的改進方式主要包括：使用複數個具有不同出光平面(即不同出光角度)的光源；使用一個光學透鏡陣列對複數個LED的出光方向分別進行調整。針對前一種改進方式，通常需要針對每個光源設置調整裝置，導致LED路燈的體積較大，且製造成本較高，而對於第二種改進方式，則必須使用製造成本較高的光學透鏡陣列，並且LED發出的光線穿過光學透鏡陣列會造成一定的光損失。

故，有必要提供一種結構簡單且可形成長條形光場的照明裝置。

下面將以實施例說明一種結構簡單且可形成長條形光場的照明裝置。

一種用於對發光二極體光源發出的光線進行調整以形成 長條形光場的反射罩，該長條形光場的長度方向為X軸方向，該長條形光場的寬度方向為Y軸方向，垂直於XY平面的方向為Z軸方向，其包括一個垂直於XZ平面的第一反射板，一個垂直於XZ平面的且與該第一反射板相對設置的第二反射板，及複數個設置於該第一反射板與該第二反射板之間且垂直於XY平面的側板。該第一反射板、第二反射板及複數個側板圍合形成一桶狀結構。該桶狀結構具有一個第一開口及一個與該第一開口相對的第二開口，所述發光二極體光源設置於該桶狀結構的第一開口處。該第一反射板與該第二反射板分別沿Z軸方向向內傾斜設置。該第一反射板與該第二反射板中至少一者於XY平面上的投影覆蓋至少部分所述發光二極體光源。

一種用於形成長條形光場的照明裝置，該長條形光場的長度方向為X軸方向，該長條形光場的寬度方向為Y軸方向，垂直於XY平面的方向為Z軸方向，其包括：一個基板，複數個設置於該基板上的發光二極體，一個由複數個反射罩單元組成的反射罩模組。該複數個反射罩單元分別與該複數個發光二極體相對應，每個反射罩單元包括一個垂直於XZ平面的第一反射板，一個垂直於XZ平面的且與該第一反射板相對設置的第二反射板，複數個設置於該第一反射板與該第二反射板之間且分別垂直於XY平面的側板。該第一反射板、第二反射板及複數個側板圍合形成一桶狀結構。該桶狀結構具有一個第一開口及一個與該第一開口相對的第二開口，至少一個該發光二極體光源設置於該桶狀結構的第一開口處。該第一反射板 與該第二反射板分別沿Z軸方向向內傾斜設置。該第一反射板與該第二反射板中至少一者於XY平面上的投影覆蓋至少部分該至少一個發光二極體光源。

相對於先前技術，第一反射板於XY平面上的投影與第二反射板於XY平面上的投影分別覆蓋至少部分發光二極體光源，第一反射板與第二反射板可將發光二極體光源發出的光線反射至X軸的另一方向，從而增加了於X軸方向上的光分佈。而複數個側板可對發光二極體光源發出的光線進行反射，使得發光二極體光源發出的光線於Y軸方向上不至於被發散。故，經所述第二開口出射的光線形成的光場為長方形。另，所述反射罩的主要由反射板及具有反射功能的側板組成，使得該反射罩具有較為簡單的結構。

下面將結合附圖，以對本發明實施例作進一步的詳細說明。

請參閱圖1至圖3，本發明第一實施例提供的一種反射罩10，其用於對一個發光二極體光源發出的光線進行調整以形成長條形光場，所形成的長條形光場位於圖1所示的XY平面上，其中長條形光場的長度方向為X軸方向，長條形光場的寬度方向為Y軸方向，Z軸垂直於XY平面，該反射罩10包括一個第一反射板11，一個第二反射板12，複數個側板13。

第一反射板11為垂直於XZ平面的曲面板。

第二反射板12為垂直於XZ平面的曲面板，並且第二反射板12與第一反射板11相對設置。在本實施例中，第二反射板12沿圖1所示的Z軸方向向第一反射板11一側彎折，而第一反射板11沿圖1所示的Z軸方向向第二反射板12一側彎折。

複數個側板13分別為垂直於XY平面的曲面板，其設置於第一反射板11及第二反射板12之間。在本實施例中，該反射罩10包括四個側板13，該四個側板13兩兩相對的分別設置於第一反射板11及第二反射板12的兩側。第一反射板11，第二反射板12與該複數個側板13首尾相連圍合形成一桶狀結構。可以理解地，設置於第一反射板11及第二反射板12同一側的側板13可為三個或三個以上串連的曲面板；設置於第一反射板11及第二反射板12的同一側的側板13亦可為一具有平滑內表面的曲面板。

該反射罩10，亦可說是上述桶狀結構，具有一第一開口101及一個與第一開口101相對的第二開口102，由於第一反射板11與第二反射板12分別沿Z軸方向向內彎折，故，第一開口101的面積大於第二開口102的面積。發光二極體光源須可設置於第一開口101處，如圖2所示的第一反射板11與第二反射板12於XY平面上的投影110，120覆蓋發光二極體光源。可以理解地，一個發光二極體光源可選擇性地設置於第一反射板11或第二反射板12的下方，使得第一反射板11於XY平面上的投影110或第二反射板12於XY平面上的投影120覆蓋至少部分發光二極體光源即可。當然，亦可在第一反射板11與第二反射板12的下方 均設置發光二極體光源，使得第一反射板11於XY平面上的投影110與第二反射板12於XY平面上的投影120分別覆蓋至少部分發光二極體光源即可。

由於第一反射板11與第二反射板12分別垂直於XZ平面且位於發光二極體光源的上方以遮蔽發光二極體光源，即第一反射板11於XY平面上的投影110與第二反射板12於XY平面上的投影120分別覆蓋至少部分發光二極體光源，第一反射板11的內表面112與第二反射板12的內表面122可將其下方的發光二極體光源發出的光線反射至X軸的另一方向，從而增加了於X軸方向上的光分佈，具體光路可參見圖3。由於複數個側板13分別垂直於XY平面，複數個側板13的內表面132可對發光二極體光源發出的光線進行反射，使得發光二極體光源發出的光線於Y軸方向上不至於被發散。故，經所述第二開口102出射的光線形成的光場為長方形。另，反射罩10所包括的第一反射板11，一個第二反射板12及複數個側板13可為藉由射出成型形成的一體成型塑膠結構，進一步再藉由電鍍方式在第一反射板11的內表面112，第二反射板12的內表面122，側板13的內表面132形成金屬反射膜，這樣不僅可降低製造成本，還可快速量產。當然第一反射板11，一個第二反射板12及複數個側板13的材料亦可為玻璃，樹脂等透光材料。

請參閱圖4至圖6，本發明第二實施例提供的一種反射罩20，其用於對一個發光二極體光源發出的光線進行調整以形成長條形光場，所形成的長條形光場位於圖4所示的 XY平面上，其中長條形光場的長度方向為X軸方向，長條形光場的寬度方向為Y軸方向，Z軸垂直於XY平面，該反射罩20包括一個第一反射板21，一個第二反射板22，複數個側板23及一個底板24。

第一反射板21，第二反射板22及複數個側板23均設置於底板24上，底板24位於XY平面上。第一反射板21，第二反射板22及側板23的結構分別與第一實施例中的第一反射板11，第二反射板12及側板13的結構基本相同，在此不再贅述。第一反射板21，第二反射板22與該複數個側板23首尾相連圍合形成一桶狀結構，該桶狀結構具有一第一開口201及一個與第一開口201相對的第二開口202，第一開口201的面積大於第二開口202的面積。底板24設置於該第一開口201處，並且與該複數個側板23相連接。底板24與第一反射板21之間設置有一個第一通孔203，底板24與第二反射板22之間設置有一第二通孔204。第一通孔203與第二通孔204分別靠近第一反射板21與第二反射板22，即第一反射板21於XY平面上的投影208覆蓋至少部分第一通孔203，第二反射板22於XY平面上的投影209覆蓋至少部分第二通孔204，具體參見圖5。

第一通孔203與第二通孔204用於收容發光二極體光源，第一反射板21的內表面212與第二反射板22的內表面222可將其下方的發光二極體光源發出的光線反射至X軸的另一方向，從而增加了於X軸方向上的光分佈，具體光路可參見圖6。同時，發光二極體光源發出的光線被複數個側板23的內表面232反射後於Y軸方向上亦不至於被發散。 故，經所述第二開口202出射的光線形成的光場為長方形。反射罩20一般是由塑膠、玻璃等廉價的材料製造，故，在降低成本的同時還可快速量產。

請參閱圖7至圖9，本發明第三實施例提供的一種反射罩30，其用於對一個發光二極體光源發出的光線進行調整以形成長條形光場，所形成的長條形光場位於圖7所示的XY平面上，其中長條形光場的長度方向為X軸方向，長條形光場的寬度方向為Y軸方向，Z軸垂直於XY平面，該反射罩30包括一個第一反射板31，一個第二反射板32，複數個側板33及一個底板34。

第一反射板31，第二反射板32及複數個側板33均設置於底板34上，底板34位於XY平面上。第一反射板31與為垂直於XZ平面的平板。第二反射板32為垂直於XZ平面的平板，並且第二反射板32與第一反射板31相對設置。在本實施例中，第二反射板32沿圖7所示的Z軸方向向第一反射板31一側傾斜，而第一反射板31沿圖7所示的Z軸方向向第二反射板32一側傾斜。可以理解地，第一、第二反射板31、32亦可為其他結構，只要其分別沿Z軸方向向內傾斜即可。

複數個側板33分別為垂直於XY平面的平板，其設置於第一反射板31及第二反射板32之間。第一反射板31，第二反射板32與該複數個側板33組合形成一桶狀結構，但位於第一反射板31與第二反射板32的同一側的側板33與第一反射板31或第二反射板32之間設置有缺口35。缺口35用於調整發光二極體光源的配光曲線。在本實施例中， 該反射罩30包括三個側板33，其中兩個首尾相連的設置於第一反射板31及第二反射板32的一側，而另一個則設置於第一反射板31及第二反射板32的另一側，兩個缺口35分別與第一反射板31、第二反射板32相鄰。可以理解地，該反射罩30可包括四個或四個以上的側板33，而缺口35的數量與設置位置可根據所需形成的光場形狀進行設計。

底板34上設置有一個第一通孔303及一個第二通孔304。第一通孔303與第二通孔304分別靠近第一反射板31與第二反射板32，即第一反射板31於XY平面上的投影308覆蓋至少部分第一通孔303，第二反射板32於XY平面上的投影309覆蓋至少部分第二通孔304，具體參見圖8。

第一通孔303與第二通孔304用於收容發光二極體光源，第一反射板31的內表面312與第二反射板32的內表面322可將其下方的發光二極體光源發出的光線反射至X軸的另一方向，從而增加了於X軸方向上的光分佈，具體光路可參見圖9。同時，發光二極體光源發出的光線被複數個側板33的內表面332反射後於Y軸方向上亦不至於被發散。故，發光二極體光源發出的光線經由反射罩30反射後形成的光場為長方形，而從缺口35處射出的光線則於X軸方向上形成特殊的光分佈，但不至於改變最終長方形的光場分佈。反射罩30一般是由塑膠、玻璃等廉價的材料製造，故在降低成本的同時還可快速量產。

請參閱圖10至圖12，本發明第四實施例提供的一種照明裝置40，其用於形成長條形光場，該長條形光場的長度 方向為X軸方向，該長條形光場的寬度方向為Y軸方向，垂直於XY平面的方向為Z軸方向。所述照明裝置40包括一個基板41，複數個發光二極體42，一個反射罩模組43，一個透光板44，一個容置座45。

複數個發光二極體42以陣列排佈的方式設置於基板41的一個表面411上。複數個發光二極體42分別與基板41電連接，而基板41則可與外部電源(圖未示)相連。

反射罩模組43包括一個基板431及複數個如第一實施例項所述之反射罩10。該複數個反射罩10以陣列排佈的方式設置於基板431上。每個反射罩10的第一反射板11與第二反射板12均設置於X軸上，即該複數個反射罩10的排列方向相一致。每個反射罩10覆蓋基板41上的至少一個發光二極體42。在本實施例中，第一反射板11於XY平面上的投影覆蓋一個發光二極體42，而第二反射板12於XY平面上的投影亦覆蓋一個發光二極體42。

可以理解地，每個反射罩10所覆蓋的發光二極體42的數量以及第一反射板11或第二反射板12於XY平面上的投影對發光二極體覆蓋區域的大小，可根據所需形成的光場形狀進行設計。

透光板44設置於反射罩模組43的與基板41的表面411相對的一側，以覆蓋反射罩模組43。透光板44用於對經由反射罩模組43出射的光線進行均勻化，使得照明裝置40能夠形成長方形光場的同時具有較佳的光均勻度。可以理解地，透光板44可為一透鏡陣列。

容置座45用於將承載有發光二極體42的基板41，反射罩模組43及透光板44收容在其中，這樣可對設置於其中的元件進行有效保護，同時有利於組裝拆卸。

每個反射罩10的第一反射板11的內表面112與第二反射板12的內表面122可將其下方的發光二極體光源42發出的光線反射至X軸的另一方向，從而增加了於X軸方向上的光分佈。同時，發光二極體光源42發出的光線被其側板13的內表面132反射後於Y軸方向上亦不至於被發散。故複數個發光二極體42發出的光線經由反射罩模組43反射後最終形成的光場為長方形，在此，照明裝置40的配光曲線圖請參見圖11，照度模擬圖請參見圖12。如上所述每個反射罩10的製造材料較為廉價，使得照明裝置40的製造成本較低，並且由於照明裝置40的組裝靈活性，照明裝置40亦可快速量產。

值得說明的是，上述第二實施例所提供的反射罩20與第三實施例所提供的反射罩30亦可應用到上述照明裝置40中以替代反射罩10，同樣可得到長方形的光場。

可以理解地，對於本領域的普通技術人員來說，可根據本發明的技術構思做出其他各種對應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬於本發明申請專利範圍第的保護範圍。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本 案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10、20、30‧‧‧反射罩

11、21、31‧‧‧第一反射板

13、23、33‧‧‧側板

101、201‧‧‧第一開口

102、202‧‧‧第二開口

110、120、208、209、308、309‧‧‧投影

112、122、132、212、222、232、312、322、332‧‧‧內表面

12、22、32‧‧‧第二反射板

24、34‧‧‧底板

203、303‧‧‧第一通孔

204、304‧‧‧第二通孔

35‧‧‧缺口

40‧‧‧照明裝置

41、431‧‧‧基板

42‧‧‧發光二極體

43‧‧‧反射罩模組

44‧‧‧透光板

45‧‧‧容置座

411‧‧‧表面

圖1係本發明第一實施例提供的反射罩的結構示意圖。

圖2係圖1所示反射罩的俯視圖。

圖3係圖1所示反射罩沿III-III的截面圖。

圖4係本發明第二實施例提供的反射罩的結構示意圖。

圖5係圖4所示反射罩的俯視圖。

圖6係圖4所示反射罩沿VI-VI的截面圖。

圖7係本發明第三實施例提供的反射罩的結構示意圖。

圖8係圖7所示反射罩的俯視圖。

圖9係圖7所示反射罩沿IX-IX的截面圖。

圖10係本發明第四實施例提供的照明裝置的結構分解示意圖。

圖11係圖10所示照明裝置的配光曲線圖。

圖12係圖10所示照明裝置的照度類比圖。

10‧‧‧反射罩

11‧‧‧第一反射板

13‧‧‧側板

101‧‧‧第一開口

102‧‧‧第二開口

112、122、132‧‧‧內表面

12‧‧‧第二反射板

Claims (15)

1. 一種用於對發光二極體光源發出的光線進行調整以形成長條形光場的反射罩，該長條形光場的長度方向為X軸方向，該長條形光場的寬度方向為Y軸方向，垂直於XY平面的方向為Z軸方向，其包括：一個垂直於XZ平面的第一反射板；一個垂直於XZ平面的且與該第一反射板相對設置的第二反射板；複數個設置於該第一反射板及該第二反射板之間的側板，該複數個側板分別垂直於XY平面，該第一反射板、第二反射板及複數個側板圍合形成一桶狀結構，該桶狀結構具有一個第一開口及一個與該第一開口相對的第二開口，所述發光二極體光源設置於該桶狀結構的第一開口處，該第一反射板與該第二反射板分別沿Z軸方向向內傾斜設置，該第一反射板與該第二反射板中至少一者於XY平面上的投影覆蓋至少部分所述發光二極體光源。
2. 如申請專利範圍第1項所述之反射罩，其中，該第一反射板與該第二反射板分別為沿Z軸方向向內彎折的曲面板。
3. 如申請專利範圍第1項所述之反射罩，其中，該第一反射板與該第二反射板分別為沿Z軸方向向內傾斜的平板。
4. 如申請專利範圍第1項所述之反射罩，其中，該側板為曲面板。
5. 如申請專利範圍第1項所述之反射罩，其中，進一步包括一個底板，該底板設置於該桶狀結構的第一開口處，該底板與該複數個側板相連接，該底板與該第一反射板之間設 置有一第一通孔，該底板與該第二反射板之間設置有一第二通孔，該第一反射板於XY平面上的投影覆蓋至少部分該第一通孔，該第二反射板於XY平面上的投影覆蓋至少部分該第二通孔。
6. 如申請專利範圍第5項所述之反射罩，其中，位於該第一反射板與該第二反射板的同一側的至少一側板與該第一反射板或該第二反射板之間設置有一缺口。
7. 一種用於形成長條形光場的照明裝置，該長條形光場的長度方向為X軸方向，該長條形光場的寬度方向為Y軸方向，垂直於XY平面的方向為Z軸方向，其包括：一個基板；複數個設置於該基板上的發光二極體；一個由複數個反射罩單元組成的反射罩模組，該複數個反射罩單元分別與該複數個發光二極體相對應，每個反射罩單元包括：一個垂直於XZ平面的第一反射板；一個垂直於XZ平面的且與該第一反射板相對設置的第二反射板；複數個設置於該第一反射板及該第二反射板之間的側板，該複數個側板分別垂直於XY平面，該第一反射板、第二反射板及複數個側板圍合形成一桶狀結構，該桶狀結構具有一個第一開口及一個與該第一開口相對的第二開口，至少一個該發光二極體光源設置於該桶狀結構的第一開口處，該第一反射板與該第二反射板分別沿Z軸方向向內傾斜設置，該第一反射板與該第二反射板中至少一者於XY平面上的投影覆蓋至少部分該至少一個發光二極體光源。
8. 如申請專利範圍第7項所述之照明裝置，其中，該反射罩單元為陣列排佈。
9. 如申請專利範圍第7項所述之照明裝置，其中，進一步包括一個容置座，該容置座用於收容該基板及該反射罩模組。
10. 如申請專利範圍第9項所述之照明裝置，其中，進一步包括一個透光板，該透光板設置於該容置座上以覆蓋該反射罩模組，該透光板位於該反射罩模組的與該複數個發光二極體相對的一側。
11. 如申請專利範圍第7項所述之照明裝置，其中，每個反射罩單元的該第一反射板與該第二反射板分別為沿Z軸方向向內彎折的曲面板。
12. 如申請專利範圍第7項所述之照明裝置，其中，每個反射罩單元的該第一反射板與該第二反射板分別為沿Z軸方向向內傾斜的平板。
13. 如申請專利範圍第7項所述之照明裝置，其中，每個反射罩單元的側板為曲面板。
14. 如申請專利範圍第7項所述之照明裝置，其中，每個反射罩單元進一步包括一個底板，該底板設置於該桶狀結構的第一開口處，該底板與該複數個側板相連接，該底板與該第一反射板之間設置有一第一通孔，該底板與該第二反射板之間設置有一第二通孔，該第一反射板於XY平面上的投影覆蓋至少部分該第一通孔，該第二反射板於XY平面上的投影覆蓋至少部分該第二通孔。
15. 如申請專利範圍第14項所述之照明裝置，其中，位於每個反射罩單元的該第一反射板與該第二反射板的同一側的至 少一側板與該第一反射板或該第二反射板之間設置有一缺口。