TWM445134U - 投射燈具 - Google Patents

Description

投射燈具

本創作是關於一種投射燈具，該投射燈具特別適用於投影機用之光源，稱為投影燈；以及適用於各種投射光應用之場合，例如舞台投射照明用的投射燈具。

以投影機應用為例，投影機因具有將影像放大並投影至屏幕上的功能，所以成為各式商務會議、宴會及家庭劇院等場合普遍使用的影像設備。投影機的顯像原理是藉由顯示元件將投射燈具發射的光束處理成影像光束，並藉由投影鏡頭將影像光束投射到屏幕上，以顯示影像。由此可知，投射燈具實為投影機的重要元件之一。

圖1為習知投影機之投射燈具示意圖。請參照圖1，其中從燈芯W發射出之發散光路徑A及B之間之發散光，因其能照射到主反射罩M上之主反射面M1，因此可被主反射面M1投射而成投射光束，故為有效光；但發散光路徑B及C之間之發散光無法照射到主反射罩M上之主反射面M1，因此無法被主反射面M1投射而成投射光束，故為無效光；如何把該無效光轉換為有效光，提升該投射燈具之光投射效率，是非常重要之課題。

圖2為習知提高投射燈具之光投射效率方法示意圖。請參照圖2，在西元1998年3月由中國大陸復旦大學皇甫炳炎老師編印的「燈具設計」教科書中教示了一種能提高光投射效率 之方法，藉此設計出高亮度光束的投射燈具100。此投射燈具100利用設在燈芯110旁側的主反射罩120將燈芯110發出之發散光112匯聚成可供使用的光束113。此外，為提高光利用率，在燈芯110的另一側更設置副反射罩130。副反射罩130面向主反射罩120，並將燈芯110發出之無法直接被主反射罩120反射之部分光線反射至主反射罩120，如此可增加投射燈具100之光投射效率，從而提升所投射之光束的亮度，進而能提升各種應用場合之投射亮度、例如應用在投影機或舞台投射燈等之投射亮度。

一般而言，燈芯110是被燈管所包覆，雖然在上述「燈具設計」一書中並未介紹主反射罩120與副反射罩130的固定方式，但習知投影機用之投射燈具，其燈管和反射罩都是用稱為接合劑或稱為膠體的黏結劑連接固定；另中華民國發明專利說明書，案號90111710電燈/反射器單元之說明書中揭露用接合劑將燈管及反射罩連接固定；另案中華民國公告第I245302號專利揭露了利用膠體來黏合主反射罩與包覆燈芯的燈管。因此，在實際應用上，所屬技術領域人員具有通常知識者應知主反射罩和燈管之間以及副反射罩和燈管之間，都可利用黏結劑來連接固定。

然而，燈泡點亮時，燈芯會產生高溫，而因副反射罩鄰近燈芯的高溫區，所以大量的熱能會經由黏結劑傳導至副反射罩。由於黏結劑的熱膨脹係數和燈管、副反射罩兩者的熱膨脹係數差異較大，導致在點燈時之高溫狀態下產生相應的熱應力，使副反射罩有開裂之虞或燈管有爆裂之虞。

有鑑於此，本創作提出一種投射燈具，以提升投射燈具的可靠度。

本創作提出一種投射燈具，其包括燈泡、主反射罩以及副反射罩。燈泡具有稱為燈芯的發光區及包覆燈芯之燈管，燈芯於燈泡通電點亮後可發出發散光。燈泡藉由燈管固定裝置在主反射罩上，且該主反射罩具有面向燈芯的主反射面，主反射面之功能在於將該燈芯發出照射在主反射面上之發散光轉換成投射光束。副反射罩藉由熔融接合方式固定連接於燈管上，且該副反射罩具有面向燈芯及主反射面的副反射面，副反射面之功能在於可將燈芯發出但無法照射到主反射面之部分無效發散光反射至主反射面。藉此，利用副反射罩將燈芯發出而無法發射到主反射罩的部份無效發散光反射到主反射面，從而提昇該投射燈具之光利用效率。

在本創作一實施例中，上述之副反射罩包括基材以及反射層。基材中央部份具有一開孔，藉此套裝於燈管上，然後於此開孔部位熔融接合固定於燈管上，且基材之材質包括二氧化矽。具體而言，基材的材質可為玻璃或陶瓷。反射層配置於基材之面向主反射面的表面，以形成副反射面。

在本創作一實施例中，上述之燈泡的燈管具有球狀部、第一密封部以及第二密封部。第一密封部與第二密封部分別連接於球狀部兩側，且燈芯位於球狀部所圍繞的區域中。主反射罩包括主反射部與連接於主反射部的第一筒狀部，主反射部具有主反射面，而第一筒狀部位於主反射面的背側，且主反射部具有第一貫孔。第一貫孔與第一筒狀部的第一內部空間相通，第一密封部經由第一貫孔伸入第一內部空間並凸出至第一筒狀部外。副反射罩包括副反射部與副反射罩中央部位之開孔部，副反射部具有副反射面。副反射罩經由開孔部套裝入第二密封部，且於開孔部與第 二密封部熔融接合。

本創作另提出一種投射燈具，其包括燈泡、主反射罩、副反射罩以及固定件。燈泡具有稱為燈芯的發光區及包覆燈芯之燈管，燈芯於燈泡通電點亮後可發出發散光。燈泡藉由燈管固定裝置在主反射罩上，且主反射罩具有面向燈芯的主反射面，主反射面之功能在於將燈芯發出照射在主反射面上之發散光轉換成投射光束。副反射罩藉由不具黏著性的固定件將副反射罩固定連接於燈管上，且副反射罩具有面向燈芯及主反射面的副反射面，副反射面之功能在於可將燈芯發出但無法照射到主反射面之部分無效發散光反射至主反射面。藉此，利用副反射罩將燈芯發出而無法發射到主反射罩的部份無效發散光反射到主反射面，從而提昇投射燈具之光利用效率。

在本創作一實施例中，上述之副反射罩具有第二筒狀部，且固定件為固定於第二密封部的環狀件，而副反射罩的第二筒狀部固定於固定件。

在本創作一實施例中，上述之固定件套接於第二密封部，且包括彼此相連的第一部分與第二部分，第一部分位於燈芯與第二部分之間，第二筒狀部套接於第一部分的外表面。

在本創作一實施例中，上述之固定件圍繞部分第二密封部，且包括彼此相連的第一部分與第二部分，第一部分位於燈芯與第二部分之間，第二筒狀部套接於第一部分的內表面。

在本創作一實施例中，上述之投射燈具更包括第一黏結劑以及第二黏結劑。第一黏結劑黏接於固定件與副反射罩，第二黏結劑黏接於固定件與燈管第二密封部之間。

在本創作一實施例中，上述之固定件也可以為彈性件，卡合於副反射罩第二筒狀部內表面與燈管第二密封部之間。

在本創作一實施例中，上述之彈性件包括多個金屬彈片。

綜上所述，本創作之一實施例的投射燈具中，副反射罩可利用熔融的方式與燈泡的燈管接合，所以不需使用黏結劑來將副反射罩固定於燈管。如此，能解決習知技術在高溫狀態下因粘結劑與副反射罩及燈管的膨脹係數差異過大而產生相應之熱應力，從而導致副反射罩或燈管裂損的問題，進而提升本創作之投射燈具的可靠度。在本創作另一實施例中，因藉由固定件將副反射罩穩定的固定於燈泡的燈管上，使副反射罩和燈管連結之連接部與燈管之高溫區之間相隔較遠，從而減少其相應之熱應力，從而避免副反射罩及燈管因熱應力而裂損，以提升本創作之投射燈具的可靠度。

為讓本創作之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖3A為本創作一實施例之投射燈具之剖面示意圖，圖3B為圖3A之投射燈具的光路示意圖。請參照圖3A及3B，投射燈具200包括燈泡210、主反射罩220以及副反射罩230。燈泡210具有燈芯211及包覆燈芯211之燈管212，燈芯211於燈泡通電點亮時可發出發散光S。主反射罩220連接於燈管212，且具有面向燈芯211的主反射面221，主反射面221可將燈芯發出之發散光轉換成投射光束L。具體來說，主反射面221可為橢球面，而燈芯211配置於橢球面靠近主反射面的第一焦點上，當發散光S投射至主反射面221後，各方向之發散光S經由橢球面主反射面反射而朝向橢球面的第二焦點匯聚而形成投射光束L。在另一實施例中， 主反射面221可為拋物面，而燈芯211配置於拋物面的焦點，當燈芯211發出之發散光S投射至主反射面221後，由幾何原理可得知，各方向之發散光S經由拋物面主反射面反射，朝同一方向反射而轉換為平行投射的光束。主反射面221之幾何形狀以及燈芯211相應的配置位置端看應用情況而決定，本創作並不加以限制。

副反射罩230熔融接合於燈管212，且具有面向燈芯211及主反射面221的副反射面231，副反射面231於燈泡通電點亮時，可將無法直照射到主反射面的部分無效發散光S反射至主反射面221，並經由主反射面221反射轉換為投射光束L。舉例來說，副反射面231可以是球面，而燈芯211配置於此球面的球心位置，當部分無法照射到主反射面221的無效發散光S投射至此球面後，這些發散光S經由原本的光路徑反射至主反射面221，再經由主反射面221反射轉換為投射光束L。當投射燈具200應用於投影機時，上述之投射光束L可作為投影機所需的照明光束，並由投影機的顯示元件將此投射光束L轉換成影像光束，接著再由投影機的投影鏡頭將影像光束投射至屏幕以於屏幕形成影像。

在本實施例中，副反射罩230包括基材236以及反射層237。基材236的材質例如包括二氧化矽，但不以此為限。具體而言，基材236的材質可以是玻璃、陶瓷中任何一種。反射層237可以是具冷光效應的多層介質干涉反射膜或基材本體之拋光面或其他具有高反射率之材質。基材236熔融接合於燈管212。反射層237配置於基材236之面向主反射面221的表面，以形成上述之副反射面231。在其他實施例中，副反射罩亦可為單一材料製成的單層結構，或為多層材料製成的多層結構。

此外，燈管212具有球狀部213、第一密封部214以及第二密 封部215。第一密封部214與第二密封部215分別連接於球狀部213兩側，且燈芯211位於球狀部213所圍繞的區域中。主反射罩220包括主反射部222與連接於主反射部222的第一筒狀部223，主反射部222具有主反射面221，而第一筒狀部223位於主反射面221的背側，且主反射部222具有第一貫孔224。第一貫孔224與第一筒狀部223的第一內部空間225相通，第一密封部214經由第一貫孔224伸入第一內部空間225並凸出至第一筒狀部223外。燈管212在第一密封部214藉由黏結劑240而黏固於主反射罩220之第一筒狀部223的內部。

另外，副反射罩230包括副反射部232與連接於副反射部232的第二筒狀部233，副反射部232具有副反射面231，而第二筒狀部233位於副反射面231的背側，且副反射部232具有第二貫孔234。第二貫孔234與第二筒狀部233的第二內部空間235相通，第二密封部215經由第二貫234孔伸入第二內部空間235並凸出至第二筒狀部233外，且第二筒狀部233與第二密封部215熔融接合。

在本實施例中，因副反射罩230與第二密封部215係利用熔融接合，使得副反射罩230能夠穩定的固定於投射燈具200中。如此，能解決習知技術在高溫狀態下因粘結劑與副反射罩及燈管相應的熱應力過大導致副反射罩或燈管裂損的問題，因此本實施例之投射燈具200具有較佳的可靠度。

圖4A為本創作另一實施例之投射燈具之剖面示意圖。請參照圖4A，投射燈具300與上述投射燈具200相似，差別在於投射燈具的副反射罩固定於燈管的方式。本實施例之投射燈具300並非利用熔融接合的方式來將副反射罩330固定於燈管312。相較於上述投射燈具200，本實施例之投射燈具300更包括固定件340，以 藉由固定件340將副反射罩330與燈管312結合，且固定件340不具黏性。固定件340為固定於第二密封部315的環狀件，而副反射罩330的第二筒狀部333固定於固定件340，固定件340可以是陶瓷環或其他具彈性之金屬材質製成之環狀件。此外，固定件340套接於第二密封部315，且包括彼此相連的第一部分341與第二部分342。第一部分341位於燈芯311與第二部分342之間。副反射罩330的第二筒狀部333套接於第一部分341的外表面。並且，投射燈具300更包括第一黏結劑351以及第二黏結劑352。第一黏結劑351黏接於固定件340與副反射罩330之間，第二黏結劑352黏接於固定件340與第二密封部315之間。在本實施例中，副反射罩330與第二密封部315由固定件340接合。當投射燈具300之燈泡通電點亮時產生熱能，因固定件340和燈管312之連接點距離燈泡發熱點燈芯311較遠，從而使固定件340及黏結劑351、352之溫度變化較低，使固定件340、黏結劑351、352、副反射罩330及燈管312之熱形變程度相近，如此將可避免投射燈具300操作時因固定件340受高溫形變程度與燈管312受高溫形變程度差異過大，產生相應之熱應力，從而導致副反射罩330及燈管312裂損。

上述之固定件340僅為本創作其中一種實施例，固定件的具體構造可視情況改變其設計。舉例而言，圖4B為本創作另一實施例之投射燈具之剖面示意圖。請參照圖4B，固定件440圍繞部分第二密封部415且包括彼此相連的第一部分441與第二部分442。第一部分441與第二部分442的外徑例如相同，而第一部分441的內徑例如大於第二部分442的內徑，但不以此為限。第一部分441位於燈芯411與第二部分442之間。第二部分442例如具有連接於第一部分441的止擋面443，第二筒狀部433套接於第一部分 441的內表面444並例如抵靠於止擋面443，但不以此為限。相同的，投射燈具400可更包括第一黏結劑451以及第二黏結劑452。第一黏結劑451黏接於固定件440與副反射罩之間，第二黏結劑452黏接於固定件440與第二密封部415之間。

上述實施例之固定件340、440除為不具彈性的環狀件以外，在其他實施例中固定件可為彈性件(如圖4C所示)。彈性件540可以是包括多個金屬彈片，這些金屬彈片可以是不鏽鋼或其他金屬材料，且彈性件540的材質並不限定於金屬材質。彈性件540卡合於第二筒狀部533與第二密封部515之間。利用彈性件540卡合的方式，可以節省投射燈具500組裝的時間，並且不需額外增加黏結劑或熔融加工，可降低製造成本。並且，彈性件540之彈性變形性質可消除在點燈時，副反射罩及燈管因熱膨脹產生之應力，從而避免副反射罩及燈管支損裂，其優點如與上述實施例相同，在此不再贅述。

綜上所述，本創作之一實施例的投射燈具中，副反射罩可利用熔融的方式與燈泡的燈管接合，所以不需使用黏結劑來將副反射罩黏結固定於燈管。如此，能解決習知技術在高溫狀態下因黏結劑與副反射罩及燈管的膨脹係數差異過大，產生相應熱應力導致副反射罩或燈管裂損的問題。在本創作另一實施例中，因藉由固定件將副反射罩穩定的固定於燈泡的燈管上，使副反射罩、固定件及黏結劑與燈芯之高溫區之間相隔較遠，使其升溫較低，熱應力較低從而避免副反射罩因過度熱膨脹產生之熱應力而裂損。因此，本創作的投射燈具具有較佳的可靠度。

雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後 附之申請專利範圍所界定者為準。

A、B、C‧‧‧發散光路徑

M‧‧‧主反射罩

M1‧‧‧主反射面

100、200、300、400、500‧‧‧投射燈具

110、W‧‧‧燈芯

112、S‧‧‧發散光

113、L‧‧‧投射光束

120‧‧‧主反射罩

130‧‧‧副反射罩

210‧‧‧燈泡

211、311、411‧‧‧燈芯

212、312‧‧‧燈管

213‧‧‧球狀部

214‧‧‧第一密封部

215、315、415、515‧‧‧第二密封部

220‧‧‧主反射罩

221‧‧‧主反射面

222‧‧‧主反射部

223‧‧‧第一筒狀部

224‧‧‧第一貫孔

225‧‧‧第一內部空間

230、330‧‧‧副反射罩

231‧‧‧副反射面

232‧‧‧副反射部

233、333、433、533‧‧‧第二筒狀部

234‧‧‧第二貫孔

235‧‧‧第二內部空間

236‧‧‧基材

237‧‧‧反射層

240‧‧‧黏結劑

340、440‧‧‧固定件

341、441‧‧‧第一部分

342、442‧‧‧第二部分

343、443‧‧‧止擋面

351、451‧‧‧第一黏結劑

352、452‧‧‧第二黏結劑

444‧‧‧內表面

540‧‧‧彈性件

圖1為習知投影機用投射燈示意圖。

圖2為習知提高投射燈具之光投射效率方法示意圖。

圖3A為本創作一實施例之投射燈具之剖面示意圖。

圖3B為圖3A之投射燈具的光路示意圖。

圖4A為本創作另一實施例之投射燈具之剖面示意圖。

圖4B為本創作另一實施例之投射燈具之剖面示意圖。

圖4C為本創作另一實施例之投射燈具之剖面示意圖。

200‧‧‧投射燈具

210‧‧‧燈泡

211‧‧‧燈芯

212‧‧‧燈管

213‧‧‧球狀部

214‧‧‧第一密封部

215‧‧‧第二密封部

220‧‧‧主反射罩

221‧‧‧主反射面

222‧‧‧主反射部

223‧‧‧第一筒狀部

224‧‧‧第一貫孔

225‧‧‧第一內部空間

230‧‧‧副反射罩

231‧‧‧副反射面

232‧‧‧副反射部

233‧‧‧第二筒狀部

234‧‧‧第二貫孔

235‧‧‧第二內部空間

236‧‧‧基材

237‧‧‧反射層

240‧‧‧黏結劑

Claims (11)

1. 一種投射燈具，其包括：一燈泡，具有一燈芯及一包覆該燈芯之燈管，該燈芯於燈泡點亮時發出一發散光；一主反射罩，連接於該燈管，且具有一面向該燈芯的主反射面，該主反射面可將該發散光轉換成一光束；以及一副反射罩，熔融接合於該燈管，且具有一面向該燈芯及該主反射面的副反射面，該副反射面於燈泡點亮時，可將燈芯發出之部分該發散光反射至該主反射面。
2. 如專利申請範圍第1項所述之投射燈具，其中該副反射罩包括：一基材，熔融接合於該燈管，且該基材之材質為玻璃、陶瓷中任何一種；以及一反射層，配置於該基材之一面向該主反射面的表面，以形成該副反射面。
3. 如專利申請範圍第1項所述之投射燈具，其中該燈管具有一球狀部、一第一密封部以及一第二密封部，該第一密封部與該第二密封部分別連接於該球狀部兩側，且該燈芯位於該球狀部所圍繞的區域中，該主反射罩包括一主反射部與一連接於該主反射部的第一筒狀部，該主反射部具有該主反射面，而該第一筒狀部位於該主反射面的背側，且該主反射部具有一第一貫孔，該第一貫孔與該第一筒狀部的一第一內部空間相通，該第一密封部經由該第一貫孔伸入該第一內部空間並凸出至該第一筒狀部外，該副 反射罩包括一副反射部與一連接於該副反射部的第二筒狀部，該副反射部具有該副反射面，而該第二筒狀部位於該副反射面的背側，且該副反射部具有一第二貫孔，該第二貫孔與該第二筒狀部的一第二內部空間相通，該第二密封部經由該第二貫孔伸入該第二內部空間並凸出至該第二筒狀部外，且該第二筒狀部與該第二密封部熔融接合。
4. 一種投射燈具，其包括：一燈泡，具有一燈芯及一包覆該燈芯之燈管，該燈芯於燈泡點亮時發出一發散光；一主反射罩，連接於該燈管，且具有一面向該燈芯的主反射面，該主反射面可將該發散光轉換成一光束；一副反射罩，連接於該燈管，且具有一面向該燈芯及該主反射面的副反射面，該副反射面可將部分該發散光反射至該主反射面；以及一固定件，將該副反射罩與該燈管結合，且該固定件不具黏性。
5. 如專利申請範圍第4項所述之投射燈具，其中該燈管具有一球狀部、一第一密封部以及一第二密封部，該第一密封部與該第二密封部分別連接於該球狀部兩側，且該燈芯位於該球狀部所圍繞的區域中，該主反射罩包括一主反射部與一連接於該主反射部的第一筒狀部，該主反射部具有該主反射面，而該第一筒狀部位於該主反射面的背側，且該主反射部具有一第一貫孔以與該第一筒狀部的一第一內部空間相通，該第一密封部經由該第一貫孔伸入該第一內部空間並凸出至該第一筒狀部外，該副反射罩包括 一副反射部與一連接於該副反射部的第二筒狀部，該副反射部具有該副反射面，而該第二筒狀部位於該副反射面的背側，且該副反射部具有一第二貫孔以與該第二筒狀部的一第二內部空間相通，該第二密封部經由該第二貫孔伸入該第二內部空間並凸出至該第二筒狀部外。
6. 如專利申請範圍第5項所述之投射燈具，其中該固定件為一固定於該第二密封部的環狀件，而該副反射罩的該第二筒狀部固定於該固定件。
7. 如專利申請範圍第6項所述之投射燈具，其中該固定件套接於該第二密封部，且包括彼此相連的一第一部分與一第二部分，該第一部分位於該燈芯與該第二部分之間，該第二筒狀部套接於該第一部分的一外表面。
8. 如專利申請範圍第6項所述之投射燈具，其中該固定件圍繞部分該第二密封部，且包括彼此相連的一第一部分與一第二部分，該第一部分位於該燈芯與該第二部分之間，該第二筒狀部套接於該第一部分的一內表面。
9. 如專利申請範圍第6項所述之投射燈具，更包括：一第一黏結劑，黏接於該固定件與該第二筒狀部之間；以及一第二黏結劑，黏接於該固定件與該第二密封部之間。
10. 如專利申請範圍第6項所述之投射燈具，其中該固定件為一彈性件，卡合於該第二筒狀部與該第二密封部之間。
11. 如專利申請範圍第10項所述之投射燈具，其中該彈性件包括多個金屬彈片。