TWI405929B

TWI405929B - Led照明裝置

Info

Publication number: TWI405929B
Application number: TW99124986A
Authority: TW
Inventors: Shao Han Chang
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2013-08-21
Also published as: TW201204996A

Description

LED照明裝置

本發明涉及一種LED照明裝置，特別是涉及一種具有良好的照射角度的日光燈型LED照明裝置。

和傳統光源相比，發光二極體(LED)具有較高之發光效率、低輻射、壽命長、用電省、污染低、驅動電壓低、燈具可小型化等優點，以LED作為日光燈的照明裝置逐漸得到了廣泛的應用，並逐漸取代傳統螢光燈。但LED為點狀光源，其發光角度較小且具有強烈的方向性，LED日光燈的發光角度約為100~140度，而傳統螢光燈則為360度全周均勻發光，LED日光燈的有效照明範圍遠小於傳統螢光燈，因此在傳統螢光燈的應用場合使用LED日光燈會與原始的照明設計需求不相匹配，使得LED日光燈無法直接等效替代傳統螢光燈。另外，由於目前的LED燈是以點狀矩陣分佈，且LED單體發光強度大，在LED燈具的發光面上形成強烈的直接眩光(亮點)，從外部觀察它是點狀分佈的點光源。在生產過程或由於材料質地產生誤差，每一LED日光燈的LED點光源的發光效率和波長也會有不均勻現象，並且演色性不佳，從而影響照明品質。

有鑒於此，有必要提供一種具有良好的照射角度並能改善LED光源的直接眩光效果的LED照明裝置。

一種LED照明裝置，包括光源基板、多個LED光源、導光板及燈罩。所述多個LED光源固定在光源基板上。所述導光板設置在燈罩的內部，導光板一端形成入光面，且入光面與LED光源相對設置。導光板的橫截面為弧形，其包括兩個側面，兩個側面均為反射面，所述兩個側面形成為第一曲面與第二曲面。導光板的至少一個側面上設置有多個凸起或凹陷的調光紋路。LED光源的出射光從所述入光面進入後，在導光板的兩個側面之間進行內部反射傳輸，並照射到所述調光紋路上產生漫射而出光，自導光板的側面出射的光束照射到所述燈罩的內表面，最終透過燈罩而出射到外部。

本發明透過導光板的設置可獲得均勻的出射光，可改善LED光源的直接眩光效果，並使LED照明裝置具有良好的照射角度。

100a、100b、100c、100d、100e‧‧‧LED照明裝置

10‧‧‧散熱基座

11‧‧‧光源基板

12‧‧‧LED光源

20‧‧‧導光板

201‧‧‧入光面

2021、2022、411‧‧‧曲面

203‧‧‧調光紋路

210‧‧‧反射層

30、40c‧‧‧燈罩

301、302、412‧‧‧凹口

41‧‧‧反射部分

42‧‧‧透射部分

410、420‧‧‧扣合部

圖1是本發明第一實施方式中LED照明裝置的示意圖。

圖2是圖1中的LED照明裝置II-II方向的剖面圖。

圖3是圖2中的LED照明裝置的發光示意圖。

圖4是本發明第二實施方式中LED照明裝置的剖面圖。

圖5是本發明第三實施方式中LED照明裝置的剖面圖。

圖6是本發明第四實施方式中LED照明裝置的發光示意圖。

圖7是本發明第五實施方式中LED照明裝置的發光示意圖。

請同時參閱圖1和2，LED照明裝置100a大致為傳統日光燈的細長管狀結構，其包括散熱基座10、光源基板11、多個LED光源12、導光板20及燈罩30。導光板20設置在燈罩30內部，並與燈罩30可拆卸地連接，本實施方式中，燈罩30的內壁上設置有凹口301和302，凹口301和302分別與導光板20的兩端相扣合，將導光板20固定在燈罩30內部。燈罩30上設有凹口302的一側與光源基板11分別可拆卸地安裝在散熱基座10上，多個LED光源12固定在光源基板11上，從而使得LED光源12產生的熱量能夠通過散熱基座10與空氣進行熱交換。在其他實施方式中，當不需要散熱基座10時，光源基板11可以設置在燈罩30內部，例如，可以在燈罩30內壁上設置與光源基板11匹配的凹槽，並將光源基板11扣合到該凹槽中。多個LED光源12和光源基板11伸入到凹口302中。

該導光板20採用導光材料製成，其與LED光源12相對的一端形成入光面201。該導光板20包括兩個朝向該燈罩30內表面的側面，該兩個側面分別形成反射面，且兩個側面之間形成有光傳輸通道。本實施方式中，該導光板20的橫截面形成為弧形，其兩個側面分別為第一曲面2021和第二曲面2022。為了控制導光板20表面上的發光位置及發光強度，第一曲面2021和第二曲面2022上均設置有多個凸起或凹陷的調光紋路203，入射到該調光紋路203的光線發生漫射而出射。

請參閱圖3，LED光源12的出射光從入光面201進入後，在第一曲面2021和第二曲面2022之間進行內部反射傳輸，照射到第一曲面2021和第二曲面2022上的調光紋路203的光束產生漫射而出光，未照射到調光紋路203的光束則繼續被反射傳輸，直至照射到調光紋路203後最終以漫射形態出射。自第一曲面2021和第二曲面2022出射的光束照射到燈罩30的內表面，最終透過燈罩而出射到外部。

燈罩30採用導光材料製成，在一種實施方式中，燈罩30的整個內表面或外表面都設置具有光折射作用的、使出射光面光源化的光學紋路，例如，燈罩30的內表面上設置有多條均勻排列的柱狀凸起，由導光板20出射的光束入射到燈罩30內表面透過該光學紋路後作進一步的擴散，從而提升整個燈罩30表面的出射光的均勻性及柔和度。在另一種實施方式中，燈罩30僅有部分表面設置有光學紋路。在再一種實施方式中，燈罩30表面可以不設置光學紋路，而燈罩30的材質可採用擴散材料製成或在燈罩30的表面上設置擴散層，該擴散材料內一般含有甲基丙烯酸甲酯微粒，甲基丙烯酸甲酯微粒作為擴散粒子用於使光線發生擴散，從而使出射光更加均勻柔和。

請參閱圖4，為本發明第二實施方式中LED照明裝置100b的剖面圖，該實施方式與圖2所示的第一實施方式不同之處在於：在本實施方式中，導光板20的其中一個曲面，例如第一曲面2021上設置有反射層210，阻止光線從該第一曲面2021出射，入射到該反射層210上的光線被反射到第二曲面2022上，並在第二曲面2022的調光紋路203上產生漫射而出光，從而使LED照明裝置100b成為單曲面發光的面光源，即燈罩30僅有與第二曲面2022相鄰的部分發光，其他部分不發光。在另一種實施方式中，導光板20的其中一個曲面未設置有調光紋路，未設置有調光紋路的表面為全反射面，光線不由該表面出射，使LED照明裝置分區域發光。其中，設置了反射片的表面也可以設置或不設置調光紋路。在再一種實施方式中，燈罩30與設置有反射層210的第一曲面2021相鄰的部分表面不設置有光學紋路，其他部分設置有光學紋路。

請參閱圖5，為本發明第三實施方式中LED照明裝置100c的剖面圖，該實施方式與圖2所示的第一實施方式不同之處在於：在本實施方式中，燈罩40c包括反射部分41和透射部分42，反射部分41和透射部分42分別形成為扇形狀，反射部分41兩側的邊緣分別形成有第一扣合部410，透射部分42兩側的邊緣分別形成有第二扣合部420，反射部分41的第一扣合部410與透射部分42相應的第二扣合部420相互扣合，將反射部分41和透射部分42固定在一起，從而獲得一個傳統管狀燈管的外形。

反射部分41在靠近其第一扣合部410處形成有一個弧度與第一曲面2021相配合的第三曲面411，第三曲面411與兩側的第一扣合部410共同定義一個凹口412，導光板20被設置在凹口412內，第一曲面2021與反射部分41的第三曲面411相互貼合，第三曲面411將從與其相鄰的第一曲面2021出射的光線反射回導光板20中，光線最終在第二曲面2022的調光紋路203上產生漫射而出光。在一種實施方式中，反射部分41採用反射材料製成，在另一種實施方式中，反射部分41的內表面及/或外表面塗敷有反射層。在再一種實施方式中，導光板20與第三曲面411貼合的第一曲面2021上未設置有調光紋路，未設置有調光紋路的表面為全反射面，光線不由該表面出射。

透射部分42使從與其相鄰的第二曲面2022出射的光線透射到LED照明裝置100c的外部，從而使LED照明裝置100c成為單曲面發光的面光源。在一種實施方式中，所述透射部分42表面設置有具有光折射作用的、使出射光面光源化的光學紋路。在另一種實施方式中，還可以將透射部分42去除，由第二曲面2022直接出光，從而獲得如圖6所示的廣角型曲面面光源LED照明裝置100d，及如圖7所示的窄角型曲面面光源LED照明裝置100e。

本發明透過導光板20的設置可使LED照明裝置獲得兩個非對稱的、出射光均勻的曲面發光面，再搭配反射層的設置可以容易調整發光的區域，從而使LED照明裝置具有良好的照射角度並能改善LED光源的直接眩光效果。

本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。

100a‧‧‧LED照明裝置

10‧‧‧散熱基座

11‧‧‧光源基板

12‧‧‧LED光源

20‧‧‧導光板

201‧‧‧入光面

2021、2022‧‧‧曲面

203‧‧‧調光紋路

30‧‧‧燈罩

301、302‧‧‧凹口

Claims

一種LED照明裝置，具有細長管狀結構，包括光源基板、多個LED光源、導光板及燈罩，所述多個LED光源固定在光源基板上，其改良在於：所述燈罩的內壁上設置有兩條凹口，所述兩條凹口分別與導光板的兩端相扣合，將所述導光板固定在燈罩的內部，所述光源基板設置在至少一條凹口內；所述導光板與所述LED光源相對的一端形成入光面；所述導光板的橫截面為弧形，其包括兩個朝向該燈罩內表面的側面，所述兩個側面均為反射面，且分別形成為第一曲面與第二曲面；所述導光板的至少一個側面上設置有多個凸起或凹陷的調光紋路；LED光源的出射光從所述入光面進入後，在導光板的兩個側面之間進行內部反射傳輸，並照射到所述調光紋路上產生漫射而出光，自導光板的側面出射的光束照射到所述燈罩的內表面，最終透過燈罩而出射到外部。
如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，所述燈罩的部分或者全部表面上設置有具有光折射作用的、使出射光面光源化的光學紋路。
如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，所述第一曲面與第二曲面的其中一個設置有反射層，阻止光線從該曲面出射。
如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，所述燈罩包括扇形狀的反射部分，反射部分兩側的邊緣分別形成有第一扣合部，反射部分在靠近其第一扣合部處形成有一個弧度與第一曲面相配合的第三曲面，第三曲面與其兩側的第一扣合部共同定義一個凹口，導光板被設置在所述凹口內，導光板的第一曲面與反射部分的第三曲面相互貼合。
如申請專利範圍第4項所述之LED照明裝置，其中，所述燈罩還包括扇形狀的透射部分，透射部分兩側的邊緣分別形成有第二扣合部，反射部分的第一扣合部與透射部分相應的第二扣合部相互扣合，將反射部分和透射部分固定在一起。
如申請專利範圍第4項所述之LED照明裝置，其中，所述反射部分由反射材料製成的。
如申請專利範圍第4項所述之LED照明裝置，其中，所述反射部分的內表面及/或外表面塗敷有反射層。
如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，燈罩的材質採用擴散材料製成或在燈罩的表面上設置擴散層。