TWI452548B - 具有均勻光分佈之燈箱之照明用之ｌｅｄ燈元件 - Google Patents

Description

具有均勻光分佈之燈箱之照明用之LED燈元件

本發明係關於一種長形燈元件，該長形燈元件具有沿一線配置之複數個近似點狀之光源，該長形燈元件可特定但不專用於廣告目的之所謂一端或兩端背光燈箱。

諸如此類之一長形燈元件係眾所周知且在市場上可稱為「Philips Affinium LED posterbox module」。在已知燈元件的情形下，光源係藉由LED而形成。反射器構件係包圍個別LED之旋轉對稱之抛物面鏡。該等LED係與其旋轉對稱之反射器鏡一起在沿一線之若干間隔處配置於一基座體內，該基座體具有一U形輪廓。

上述該類型之燈元件係尤其用於廣告看板之燈箱中。此等燈箱具有一透明或部分透明之正面以及一反射式背面，自後方以背光照明之影像定位於該正面上。該等燈元件係配合於邊緣區域上之該燈箱中，且因此發射進入到介於該等正面與背面之間之中間空間。當在一燈箱中使用該等已知燈元件時，安裝有該等LED之平面在至該燈箱之發射平面之直角處伸展。

本發明係基於開發對於該已知長形燈元件之一替代品之目的，該替代品區別在於所得光分佈係更均勻。

該目的係藉由獨立技術方案之特徵而達成。附屬技術方案以特別有利之方式闡述本發明之中心概念。

因此，根據本發明，一長形燈元件具有沿一縱向配置之複數個較佳近似點狀之光源，尤其為LED。在此情形下，一透鏡較佳地配置於各光源之上。此透鏡可覆蓋該等光源之一些或全部，因此，該透鏡可係以一近似半圓形棒之形式。在此情形下，較佳平面之光擴散構件(例如，以板之形式)配置於一側或兩側上且平行於該等光源之光出口錐體之對稱軸。該等光擴散構件經設計使得其作為其背面上之擴散發射器(近似朗伯(Lambert)發射器)，即背向該等光源之光錐體。

複數個平面光擴散構件亦可配置於一側或兩側上，且可具有相同高度或一不同高度。

散射微粒可設置於該等光擴散構件中。

介於該等光擴散構件與該光出口錐體之中心軸之間或當該等光擴散構件位於兩側上時介於彼此間之距離係結合其高度而選擇，使得該光之主錐體(FWHM寬度)在不與該等光擴散構件相互作用的情況下通過該等光擴散構件。因此，僅在該FWHM寬度之外之光係藉由該等光擴散構件而擴散地散射。

在此情形下之該擴散散射可導致在與該發射方向相反之方向上但在該等光擴散構件之外之該光之一部分之背向散射。

該等光擴散構件較佳形成一第一壁及一第二壁，該等壁相對於該等光源之主發射方向而切線地延伸。

因此形成兩個連續光擴散構件，該等光擴散構件影響來自全部該等光源之光。此導致簡單且同時高效之一設計。

在此情形下之該第一壁及該第二壁在一較佳實施例中沿於該等點狀光源之兩個相對側上之縱向而伸展。

替代必須為各光源提供一特定旋轉對稱反射器鏡(如在先前技術之情形下)，根據本發明之解決方案至此代表一簡化方案，因為僅提供以壁形式之兩個連續光擴散構件用於全部該等光源。

此外，該等光擴散構件可具有一結構化表面。

再者，可一體地形成該等光擴散構件及該等透鏡。該等光擴散構件及該等透鏡可例如藉由一射出成形程序而製造。

該透鏡較佳具有不寬於30度之一半高寬(FWHM寬度)。

該等光擴散構件可係由玻璃或一塑膠組成。該等透鏡亦可係由玻璃或一塑膠組成。

本發明之又一態樣係關於一種第二透鏡，該第二透鏡配置於該等光擴散構件之上。此第二透鏡更窄地聚焦光束。該第二透鏡可例如安裝於該等光擴散構件之邊緣處，且較佳於距該第一透鏡之一經界定距離處。

該光束之較窄聚焦因此例如導致更均勻地照明一燈箱之一中心區域(就光強度而言)。

在一較佳實施例中，該等光源配合於一異形斷面軌道上。此亦用作一散熱器(散熱)且可例如係由一金屬化材料(例如，鋁)組成。為此目的，該異形斷面軌道可具有一或多個冷卻肋。

該異形斷面軌道亦可用作該等光擴散構件之一固持件，且為此目的，可例如具有溝槽。

該異形斷面軌道之基座係寬於介於該等光擴散構件之間之距離。

本發明進一步係關於一種燈箱，該燈箱具有一透明或部分透明之正面，具有一反射式背面以及具有至少一長形燈元件，該長形燈元件配合至該等側區域之至少一者。諸如此類之一燈箱係眾所周知，如前述。

本發明現建議具有一背光廣告區域之已知燈箱如前所述於邊緣處配備有該等長形燈元件，即於一邊緣處或複數個邊緣處。

該部分透明之正面在此情形下可由一擴散器碟形成。

藉由該等光擴散構件之一合適選擇，現有可能將來自該等光源之光束特定引導至該燈箱之反射式背面，使得該等光束在該端中自該背面反射至該透明或部分透明之正面上。由於多次反射以及由於散射，光強度大致均勻遍及該燈箱之總尺寸。

進一步特性、優點及特徵在熟習此項技術者基於一例示性實施例之以下全面描述及參考隨附圖式中之圖之後將變得顯而易見。

圖1顯示根據本發明之該長形燈元件1之一前視圖。因此，在此視圖中僅可看到一光源2。此較佳包括一或多個LED 2，其係配合於一或多個LED模組4上。先前技術已知之各種方法程序可用於此目的，諸如SMD(表面黏著裝置)或COB(晶片直接封裝)。

較佳使用例如以RGB模組及/或色彩轉換LED之形式之白色LED。

該LED模組安裝於一異形斷面軌道5上，該異形斷面軌道例如係以一U形軌道之形式。該異形斷面軌道用作該燈元件1之一機械基座。同時，該異形斷面軌道亦可藉由至該LED模組之一導熱連接而用於散熱。為此目的，其可係至少部分由諸如鋁之一金屬組成，或者可能部分由一塑膠組成。

一透鏡6定位於該等光源之上且具有例如至多30度之一半高寬(FWHM)。臨界因數係該透鏡6聚焦來自該光源之出口角。

該透鏡6可覆蓋該等光源之一些或全部。尤其在後者情形下，其可係以一半圓形棒之形式。

光擴散構件3在各情形下定位於該異形斷面軌道中之溝槽中，至該等光源之左側及右側(在一截面圖中)。此等各者係以一壁之形式。該兩個壁因此形成一封圍光源之多重性的通道。如圖1中所示，該等壁可被***至該異形斷面軌道5中。與該異形斷面軌道齊平地形成該等壁亦係可行的。該等壁係至少部分透明的且例如藉由在一透明基質中引入散射微粒而具有一光散射效應。在此情形下，該等壁可係由玻璃或一塑膠組成。與該等透鏡6成一體地形成該等壁亦係可能的。一射出成形程序可用於此目的。

一壁7及8在各情形下定位至該長形燈元件1之左側及右側。此等壁係燈箱13之前壁7及後壁8，該燈箱更詳細地顯示於圖3中。

圖2顯示根據本發明之該燈元件1之一第二實施例，該第二實施例對應於該第一實施例，但亦具有一第二額外透鏡9。如圖2中所示，此可連接該兩個光擴散構件3，因此覆蓋該透鏡6。在此情形下，一體地形成該兩個壁3及該透鏡9亦係可行的，且因此該三個部分僅形成一元件。複數個透鏡9插塞至該等壁3上亦係可行的。該額外透鏡9使例如藉由更強地聚焦射出光而增強根據本發明之效應成為可能。

該第二透鏡9亦可覆蓋該等光源之一些或全部。

圖3示意性繪示具有一長形燈元件1之一燈箱13。對照該示意性繪示，該燈箱具有一相對平坦之形狀，例如具有150cm之一高度、100cm之一寬度及僅10cm之一深度。

該燈箱具有一底板14、一蓋板11(該兩者較佳係至少部分反射性)、一正面7及一背面8。在此情形下，經照明之影像(例如，一廣告看板)定位於該正面7上且具有例如150cm×100cm之一大小。該正面因併入於其中之擴散器微粒而係透明的，以便亦散射通過之光。該背面8係至少部分反射性，但亦可具有散射光反射。再者，雖然為了瞭解之原因，此處未進一步以圖形繪示，但是左手側及右手側(圖3中之該視圖中之正面及背面)係由板覆蓋。

一蓋定位於該正面10之較低區域中係可行的，以便以此方式隱蔽該燈元件1且可能隱蔽操作該燈箱所需之另外電子元件。同時，此可藉由遮蔽直接自該燈元件射出之光而增強該正面7上之均勻光分佈之效應。在此情形下，有利地是，該蓋10在該內側上係至少部分反射性。

該遮蔽蓋10純粹係可選的，因為此區域係藉由該等光擴散構件之擴散散射之背向散射效應而明亮。

一燈元件1配合於該底板14上，若有可能，則於該燈箱之整個寬度之上延伸，即例如具有100 cm之一長度。在此情形下，該燈元件經定向使得射出光之主出口方向指向介於該前壁與該後壁之間之區域中。此導致該光盡可能均勻地遍及該整個區域。該效應在此情形下亦藉由該等光擴散構件3而增強，因為該等光擴散構件將自該等光源之側處射出之光偏轉直接在該正面7之方向中，因此在統計上導致較佳係在介於該正面與該背面之間且在該燈元件之上之該區域之方向中之一光路徑。

在此情形下之光束12說明根據本發明之效應。該光束在來自一光源2之側處發射。正常情況下，該等光束將在該背面8之一較低區域中反射，且因此將亦在該正面7之一較低區域中射出，其將導致過度增強於該較低區域中之照明。然而，該光束係藉由該左手壁3而偏轉，即該等光擴散構件，使得該光束大約在該背面8之中間高度處反射，且因此在該正面7之中心略上方射出，即於一統計上之隨機點處。當該光束射出時，該正面7之散射效應再次額外散射該光束。

最後，應指出，使用兩個或兩個以上燈元件亦係可行的，該等燈元件配合於相對側上。該底板14(如圖3中所示)及該蓋板11以及該燈箱之該等左手及右手蓋板可用於此目的。

1．．．燈元件

2．．．光源

3．．．光擴散構件

4．．．發光二極體模組

5．．．異形斷面軌道

6．．．透鏡

7．．．正面

8．．．背面

9．．．第二透鏡

10．．．(純粹可選)遮蔽蓋

11．．．蓋板

12．．．光束

13．．．燈箱

14．．．底板

圖1顯示根據本發明之一長形燈元件之一第一實施例之一前視圖；

圖2顯示根據本發明之一長形燈元件之一第二實施例之一前視圖；及

圖3顯示根據本發明之一燈箱之一示意圖。

1．．．燈元件

2．．．光源

3．．．光擴散構件

4．．．發光二極體模組

5．．．異形斷面軌道

6．．．透鏡

7．．．正面

8．．．背面

Claims (16)

1. 一種長形燈元件(1)，其具有沿一縱向配置之複數個近似點狀之光源(2)，尤其為LED，該燈元件較佳地具有覆蓋複數個或全部該等光源之一透鏡(6)，及具有平面光擴散構件，其在一側上或在兩側上於該燈元件之縱軸上延伸且平行於該等光源(2)之光出口錐體之對稱軸，其中該等光擴散構件經設計使得其作為其背面上之一擴散發射器，即背向該光源之光出口錐體。
2. 如請求項1之燈元件，其中複數個平面光擴散構件亦配置於該光出口錐體之對稱軸之一側或兩側上，且具有相同高度或一不同高度。
3. 如請求項1之燈元件，其中散射微粒係設置於至少一光擴散構件中。
4. 如請求項1之燈元件，其中介於該等光擴散構件與該光出口錐體之中心軸之間或當該等光擴散構件位於兩側上時介於彼此之間之距離係結合其高度而選擇，使得由FWHM寬度表示之該光之主錐體在不與該等光擴散構件相互作用的情況下通過該等光擴散構件，且僅在該FWHM寬度之外之光係藉由該等光擴散構件而擴散地散射。
5. 如請求項1之燈元件，其中該等光擴散構件之該擴散散射導致在與該發射方 向相反之方向上但在該等光擴散構件之外之該光之一部分之背向散射。
6. 如請求項1之長形燈元件(1)，其特徵在於該等光擴散構件(3)形成一第一壁及一第二壁，該等壁相對於該等光源之主發射方向而切線地延伸。
7. 如請求項6之長形燈元件(1)，其特徵在於該第一及該第二壁沿該縱向而在該等點狀光源之兩個相對側上伸展。
8. 如請求項1之長形燈元件(1)，其特徵在於該等光擴散構件具有一光擴散結構化表面。
9. 如請求項1之長形燈元件(1)，其特徵在於該等光擴散構件及該透鏡或該等透鏡(6)係成一體地形成。
10. 如請求項1之長形燈元件(1)，其特徵在於該等光擴散構件(3)及該等透鏡(6)係藉由一射出成形程序而製造。
11. 如請求項1之長形燈元件(1)，其特徵在於該透鏡具有小於或等於30度之一半高寬(FWHM寬度)。
12. 如請求項1之長形燈元件(1)，其特徵在於該等光擴散構件(3)係由玻璃或一塑膠組成。
13. 如請求項1之長形燈元件(1)，其特徵在於一第二透鏡(9)配置於該等光擴散構件之上。
14. 如請求項1之長形燈元件(1)，其特徵在於該等光源配合於例如由鋁組成之一異形斷面軌道(5)上，該異形斷面軌道係較佳以一散熱器之形式。
15. 一種燈箱(13)，其具有一透明或部分透明之正面(7)，具有一反射式背面(8)，具有如前述請求項之一者之至少一長形燈元件(1)，該長形燈元件(1)配合於該箱之邊緣處。
16. 如請求項15之燈箱(13)，其特徵在於該部分透明之正面(7)係由一擴散器碟形成。