CN105627191A - 发光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光模块，其包含一发光元件、一导光件与一外导光件，该发光元件发出一光线，该导光件设置于该发光模块的出光路径，以及该外导光件设置于该导光件的出光路径，该导光件将光线平均分配于该外导光件的入光面上，经过该外导光源件是将光场调制成对称轴向光，再者，将该发光元件设置于一反射环内，而将一扩散片设置于该发光元件的出光路径上，当发光元件中有少数LED失效时，虽然光源整体能量降低，但对于发光模块的出光影响不大，不会导致辉度分布差异过大的现象。

Description

发光模块

技术领域

本发明是有关于一种发光模块，尤指一种利用导光件组合方式，使发光模块的出光面的辉度分布均匀。

背景技术

科技日新月异，现今住家照明普遍使用钨丝灯或卤素灯等，而工作照明则采用日光灯，路灯多为高压钠灯，但是随着科技的进步，上述大多数的照明设备都已慢慢趋向发光二极管(LED)发展，发光二极管(LED)其发光原理在于利用半导体技术，直接将电能转换为光能，发光二极管(LED)光源具有体积小、耗能低、反应速度快及寿命长等等优点。

而有关于交通号志灯为平时生活中，必然会碰到的设备，而交通号志灯内部的灯源设置，交通号志灯是以规定的时间上交互更换的光色讯号，为一由电力运转的交通管制设施，以红、黄、绿三色灯号，指示车辆及行人停止、注意与行进，设于交岔路口或其它必要地点，故需要很频繁的使用。

而上述设备的光源，若以发光二极管(LED)作为照明光源会面临到很多问题，其中一个问题是以单颗发光二极管(LED)无法提供足够得照明需求，因发光二极管所发射的光线具有指向性，其出光照度随着出光角度而逐渐降低，是以发光二极管灯泡一直有照度不均的问题。

虽已有许多习知技术尝试设计各种改良方式，如提出发光二极管(LED)发光数组的设计概念，但是，其缺点就是体积大、成本高与发光二极管的散热问题，亦或是提高发光二极管的功率以补强照度不足，但此种设计必须搭配合适的散热设计以避免发光二极管灯泡因散热不良而损毁。

除此之外，若以路灯、交通号志灯或球场使用的照明灯为例，其设备的光源高度比起一般照明要高出许多，将造成更换、维修与清洁上的不便，虽然发光二极管(LED)的寿命长，不需经常更换，但若没有定期清理落尘，将可能造成散热风口的阻塞、使热累积无法散发，导致发光二极管(LED)产生光衰或是烧毁的状况，因此，目前需要设计一种发光二极管结构，以改善因发光二极管灯泡照度不均所衍生的问题。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种发光模块，于内部发光元件的发光路径上设置二导光件的组合，使发光模块的出光面的辉度分布均匀。

本发明的一目的，在于提供一种发光模块，利用扩散片与反射环套设置于发光元件上，当发光元件中有少数LED失效时，虽然光源整体能量降低，但对于发光模块的出光影响不大，不会导致辉度分布差异过大的现象。

为达上述所指称的目的及功效，本发明为一种发光模块，其包含一发光元件、一导光件与一外导光件，该发光元件发出一光线，该导光件设置于该扩散片之上并于该发光元件的出光路径，该导光件的面积大于该扩散片的面积，该光线经过该扩散片而产生一散射光，该导光件将从该扩散片散射出来的光场分布的能量强度调制成均匀分布至该外导光件的入光面，以及该外导光件为一圆弧状，该外导光件的面积大于该导光件，其设置于该导光件的出光路径，经过该外导光件后提供对称轴向光。

再者，将一反射环框设该发光元件，而将一扩散片设置于该发光元件的出光路径上。

本发明的有益效果是：本发明提出一种发光模块，该发光模块内部由发光二极管(LED)所组成的一发光元件，该发光元件发出一光线，于该发光元件的光线路径上设有二导光件，该光线依序经过该发光模块内部的二导光件后，向该发光模块的出光面进行出光，而使该发光模块的出光面的辉度分布均匀，利用上述结构，不需要使用大量的发光二极管也可以提供足够的照明亮度，且当发光元件中有少数发光二极管无法运作或失效时，发光模块虽然整体能量降低，但是，不会导致辉度分布差异过大的现象，可减少需要维修的次数。

附图说明

图1A：其为本发明的第一实施例的发光模块的剖视图；

图1B：其为本发明的第一实施例的光路径图；

图1C：其为本发明的第一实施例的导光件结构图；

图1D：其为本发明的第一实施例的外导光件结构图；

图1E：其为本发明的第二实施例的雾化结构面；

图2A：其为本发明的第三实施例的发光模块的剖视图；

图2B：其为本发明的第三实施例的光路径图；及

图2C：其为本发明的第四实施例的雾化结构面。

【图号对照说明】

10发光元件

110散射光

110A散射光

110B反射光

120均匀光

130光线

20导光件

210折射结构面

21内导光件

211反射结构面

220平滑曲面

221平滑曲面

30外导光件

300环形槽

310折射结构面

320全反射结构面

40反射环

50扩散片

60壳体

610容置槽

620支撑件

70雾化结构面

具体实施方式

为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：

有鉴于习知技术之中，单颗发光二极管(LED)无法提供足够得照明需求，因发光二极管所发射的光线具有指向性，其出光照度随着出光角度而逐渐降低，是以发光二极管灯泡一直有照度不均的问题。虽已有许多习知技术尝试设计各种改良方式，如提出发光二极管(LED)发光数组的设计概念，但是，其缺点就是体积大、成本高与发光二极管的散热问题，亦或是提高发光二极管的功率以补强照度不足，但此种设计必须搭配合适的散热设计以避免发光二极管灯泡因散热不良而损毁，另外，上述的发光光源以LED所组成，而当有少数LED无法正常运作或失效时，其是否会影响辉度分布差异过大，或是无法提供足够的光源，也是另一个重要问题。

请参阅图1A至图1D，其为本发明的第一实施例的发光模块剖视图、光路径图、导光件结构图与该外导光件结构图；如图所示，本实施例提供一发光模块，该发光模块包含一发光元件10、一导光件20、一外导光件30，本实施例为一壳体60具有一容置槽610，将该发光元件10设置于该容置槽610底部，将多个支撑件620设置于该容置槽610底部，并且该些个支撑件620围绕该发光元件10，该导光件20设置于该些个支撑件620，使该内导光件20位于该发光元件10之上，将该外导光件30设置于该容置槽610的槽口。

承上所述，该发光元件10透过扩散片50发出一散射光110，该导光件20设置于该发光元件10的出光路径，该导光件20的面积大于该发光元件10的照射面积，使该散射光110经过该导光件20而产生光场能量分布均匀的一均匀光120，该外导光件30为圆弧状，该外导光件30的面积大于该导光件20的面积，该外导光件30设置于该导光件20的出光路径，使光场能量分布均匀的该均匀光120经过该导光件20后，该导光件20将该光场能量分布均的该均匀光120的平均分配于该外导光件30的入光面上，并经过该外导光件30后，提供轴向对称光，并可符合号志灯要求的光场分布，且使该外导光件30出光面的光线辉度分布均匀。

请同时参阅图1C至图1D，本实施例主要可运用于所占体积大的发光元件结构，本实施例的该发光元件10为COB面光源(单一封装体内具芯片数组形式封装的光源)或发光二极管数组光源，本实施例的该导光件20的入光面具有折射结构的多个环形槽210，该些个环形槽210为大小不一的同心圆结构，每一环形槽210以剖视图标的为锯齿结构状，该导光件20的作用在于将发光元件10的光线进行散射，将光线原本的照射范围扩大，另外，该导光件20的出光面为一平滑曲面220，该平滑曲面220为四周凸出弧曲度向中心处内凹的结构。

再者，该外导光件30的入光面具有多个环形槽300，该些个环形槽300为大小不一的同心圆结构组合成一折射结构面310与一全反射结构面320，该全反射结构面320设置于该折射结构面210的周缘，每一环形槽300以剖视图标的为锯齿结构状，而折射结构面310的锯齿结构其顶角角度较大且各个顶角之间宽松不密集，使该均匀光120照射于中心处的该折射结构面310的光线方向并不会产生过多的偏移，让具有光场能量分布均匀的该均匀光120能平均且集中同一方向照射，而该全反射结构面320的锯齿结构其顶角角度较小且各个顶角之间密集排列，使具有光场能量分布均匀的该均匀光120照射于偏向外围的该全反射结构面320的光线方向可以校正较大的角度，让该光场能量分布均的该均匀光120能平均且集中同一方向照射，另外，该外导光件的出光面为一平滑弧面330，该平滑弧面330为一中间高四边低的弧面结构。

本发明更进一步于该发光元件10设置一反射环40与一扩散片50，将该反射环40设置于该容置槽610的底部，并且该发光元件10设置于该反射环40之内，将该扩散片50设置于该反射环40之上，使该扩散片50介于该发光元件10与该内导光件20之间，当利用该发光元件10的光线照射至该扩散片50，该发光元件10的光线会有部分直接通过该扩散片50而产生该散射光110A，而有另一部分因该扩散片50反射至该容置槽610底面或是该反射环40的内壁，再次将光线反射导向该扩散片50而产生的反射光110B，两个光线散射光110A与经散射后并反射的反射光110B于通过该扩散片50时汇整成散射光110，因此该扩散片50的出光面的光源强度分布较为平均，而当该发光元件10为COB面光源或发光二极管数组光源，有部分发光二极管或发光二极管芯片无法运作或失效时，虽然会导致光源整体能量降低，对于发光模块整体出光面(即为外导光件30的出光面)的辉度分布的均匀度影响较小。

请参阅图1E，其为本发明的第二实施例的雾化结构面；如图所示，第一实施例与本实施例的不同在于，本实施例发光模块整体出光面外导光件的出光面)设有一雾化结构面70，该雾化结构面70利用于该外导光件30的出光面摩擦形成咬花结构或粗糙结构，而产生雾化效果，再者，利用制作该外导光件30之模具不抛光，致使制作出该外导光件30之表面会有粗糙结构，而产生雾化效果，另外，能直接将一扩散贴纸直接贴覆于该外导光件30之出光面，而产生雾化效果，本发明利用上述方式将该雾化结构面70设置于该外导光件30的出光面，使该外导光件30出光面的光源强度分布较为平均，该雾化结构面70相同于该扩散片50之效果，故不再赘，而本发明并不限定该雾化结构面70之制作方式，凡可达到此种雾化效果而导致通过该雾化结构面70之光源，其光源强度分布较为平均，皆为本发明想保护之技术特征。

请参阅图2A和图2B，其为本发明的第三实施例的发光模结构图与光路径图；如图所示，第一实施例与本实施例的不同在于，本实施例主要利用于体积较小的发光元件10，本实施例的一内导光件21包覆设置于该发光元件10，该内导光件21的入光面为一折射结构面211，而该内导光件21的出光面则一平滑曲面221，该平滑曲面221为四周凸出弧曲度向中心处内凹的结构，当该发光元件10的该光线130经过该内导光件21后，将该光线130的能量分布在角度分布上作均匀化，使该光线130散射产生一均匀光120并且照射于该外导光件30，该内导光件21将该光线130平均分配于该外导光件30的入光面上，该外导光件30的效果相同于该第一实施例，故于此不再赘述。

请参阅图2C，其为本发明的第四实施例的雾化结构面；如图所示，第三实施例与本实施例的不同在于，本实施例发光模块整体出光面外导光件的出光面设有該雾化结构面70，而该雾化结构面70则同于第二实施例，故不再赘述。

综上所述，本发明为一种发光模块，本发明的该导光件于内部发光元件的发光路径上设置二导光件的组合，藉由光线通过第一个导光件使光线散射而增加原本照射范围，进而通过第二个导光件使光线能平均并且集中于同一方向进行照射，使发光模块的出光面的辉度分布均匀。再利用扩散片与反射环套设置于发光元件上，使光线于扩散片与反射环所组成的空间内进行光的内部循环，当发光元件中有少数LED失效时，虽然光源整体能量降低，但对于发光模块的出光影响不大，不会导致辉度分布差异过大的现象，此外本发明更于外导光件的出光面设有雾化结构面，藉使光源强度分布较为平均。

上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种发光模块，其特征在于，其包含：

一发光元件；

一反射环，其框设于该发光元件外；

一扩散片，其设置于该反射环之上，并且在该发光元件的出光路径上；

一导光件，其设置于该扩散片之上，并在该发光元件的出光路径上，该导光件的面积大于该扩散片的面积，该发光元件的光线经过该扩散片产生一散射光至该导光件的入光面；以及

一外导光件，为一圆弧状，该外导光件的面积大于该导光件，其设置在该导光件的出光路径上，透过该导光件产生能量分布均匀的一均匀光平均分配至该外导光件的入光面，再经过该外导光件后提供对称轴向光。

2.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，其中该发光元件为COB面光源(单一封装体内具芯片数组形式封装的光源)或LED数组光源。

3.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，其中该内导光件的入光面为一折射结构面。

4.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，其中该外导光件的入光面包含一折射结构面与一全反射结构面，该全反射结构面设置于该折射结构面的周缘。

5.如权利要求1所述的发光模块，其中该外导光件的出光面设有一雾化结构面。

6.一种发光模块，其特征在于，其包含：

一发光元件，其发出一光线；

一内导光件，其设置于该发光元件的出光路径上；以及

一外导光件，为一圆弧状，该内导光件的面积小于该外导光件并设置于该内导光件的出光路径上，该内导光件产生能量分布均匀的一均匀光以平均分配于该外导光件的入光面上，并经由该外导光件后提供对称轴向光。

7.如权利要求6所述的发光模块，其特征在于，其中该内导光件包覆于该发光元件的出光路径。

8.如权利要求6所述的发光模块，其特征在于，其中该发光元件为COB面光源。

9.如权利要求6所述的发光模块，其中该内导光件的入光面为一折射结构面。

10.如权利要求6所述的发光模块，其中该外导光件的入光面包含一折射结构面与一全反射结构面，该全反射结构面设置于该折射结构面的周缘。

11.如权利要求6所述的发光模块，其中该外导光件的出光面设有一雾化结构面。