CN101435551A - 一种发光二极管灯具 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管灯具，其包含一承载部；一散热装置，该散热装置包围该承载部，以使该承载部凹陷于该散热装置中；至少一发光器件，电性连接于该承载部上；以及一反射罩，连接于该发光器件的一侧壁，且该反射罩自该侧壁朝该散热装置延伸，最后延伸至该散热装置外，而形成一开口；其中该反射罩由该发光器件延伸至该散热装置的部份为第一反射区，该第一反射区具有一第一斜率，而延伸至该散热装置外的部份则为一第二反射区，该第二反射区具有一第二斜率。

Description

一种发光二极管灯具

技术领域

本发明涉及一种灯具，特别是涉及一种发光二极管灯具。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode；LED)是一种微小的固态光源(Solid-statelighting)，与传统白炽灯泡及荧光灯相比，发光二极管可具有多颗、多种的组合，且单一的发光二极管的发热量低，耗电量小，耐震性高，不易损毁，且废弃物不含汞等兼具环保特性。此外，发光二极管可平面封装，故可开发成轻薄短小产品，基于以上优点，发光二极管为被业界看好，能成为替代传统照明灯具的一大潜力商品。

公知技术提出一种发光二极管灯具，请参见图1，其所示为一种发光二极管灯具的剖面图。如图所示，发光二极管灯具100主要包含散热装置102、承载部104以及发光器件106三部份。其中承载部104位于散热装置102中央的凹陷处，而发光器件106则电性连接于承载部104上。然而，此种发光二极管灯具在使用时，由发光器件106所产生的光线会被散热装置与导线吸收，或者发散于四周，无法集中，使得发光二极管灯具的亮度大为减弱。若欲达到相同的亮度，则必须增加所供应的电量，或者另外加装发光二极管器件，造成成本提高。

另外，目前所发展的高功率发光二极管，为了顺应所使用的材料需求，所提供的电流也日益增加，在使用时所产生的热量亦大幅提升，发光二极管的光转换效率会受温度的影响，发光二极管所处的环境温度越高，其发光效率越低。而为了使设有发光二极管的照明装置能在适当的工作温度下工作，因此在照明装置加设散热装置成为目前解决散热需求的一种技术手段。

因此，仍待开发出一种发光二极管灯具，除了可降低光线被周围器件吸收外，更能提高光线的集中度，改善光线发散的情形，以增进发光二极管灯具的发光效能。并且可增大散热面积外，改善空气的热对流，以改善发光二极管照明装置运作时的散热效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于发光二极管照明装置的散热装置以及发光二极管灯具，以改善发光二极管灯具的发光效能，同时兼顾散热效果。

本发明提出的一种发光二极管灯具，其包含一承载部；一散热装置，该散热装置包围该承载部，以使该承载部凹陷于该散热装置中；至少一发光器件，电性连接于该承载部上；以及一反射罩，连接于该发光器件的一侧壁，且该反射罩自该侧壁朝该散热装置延伸，最后延伸至该散热装置外，而形成一开口；其中该反射罩由该发光器件延伸至该散热装置的部份为第一反射区，该第一反射区具有一第一斜率，而延伸至该散热装置外的部份则为一第二反射区，该第二反射区具有一第二斜率。

根据本发明目的之一，提出一种用于发光二极管照明装置的散热装置，此散热装置至少包含一柱状体与多个散热鳍片。其中柱状体的一端具有一承载部，用以设置发光器件，而散热鳍片则间隔连接于柱状体的外侧壁，并呈辐射状向外延伸，且散热鳍片高于并环绕承载部。

根据本发明目的之一，提出一种用于发光二极管照明装置的散热装置，此散热装置至少包含一柱状体与多个散热鳍片。其中柱状体的一端具有一承载部，用以设置发光器件，而散热鳍片则间隔连接在柱状体的外侧壁，并呈辐射状向外延伸，且散热鳍片低于并环绕承载部。

依照本发明另一实施例，提出一种发光二极管灯具，此发光二极管灯具包含至少多个灯座体以及连接部。其中每一该灯座体包含一散热装置，此散热装置至少包含一柱状体与多个散热鳍片。其中柱状体的一端具有一承载部，用以设置发光器件，而散热鳍片则间隔连接在柱状体的外侧壁，并呈辐射状向外延伸，且散热鳍片高于并环绕承载部。至于连接部的两端分别连接两灯座体的散热装置的散热鳍片上。

依照本发明另一实施例，提出一种发光二极管灯具，此发光二极管灯具包含至少多个灯座体以及连接部。其中每一该灯座体包含一散热装置，此散热装置至少包含一柱状体与多个散热鳍片。其中柱状体的一端具有一承载部，用以设置发光器件，而散热鳍片则间隔连接于柱状体的外侧壁，并呈辐射状向外延伸，且散热鳍片低于并环绕承载部。至于连接部的两端分别连接两灯具的柱状体侧壁。

根据本发明的另一目的，提出一种发光二极管灯具，此发光二极管灯具至少包含承载部、散热装置、发光器件，以及反射罩。其中散热装置包围承载部，以使承载部凹陷于散热装置中，发光器件则电性连接于承载部上。据此，发光器件所产生的热量，可通过承载部传导至散热装置上，以提高散热效果。至于反射罩则与发光器件的侧壁连接，并自侧壁朝散热装置延伸，最后延伸至该散热装置外，以形成一开口。

依照本发明的一实施例，上述反射罩包含第一反射区与第二反射区，其中由发光器件延伸至散热装置的部份为第一反射区，其具有一第一斜率，而延伸至散热装置外的部份则为第二反射区，其具有第二斜率。由于第一反射区与第二反射区所具有的不同斜率，故可使反射罩结构产生角度，让光线于反射罩内部进行多次反射，可使出光更为集聚。另外，于反射罩的开口处，亦可设置一扩散板，或于斜面上制作具有不同斜率的光反射斜面，以增强出光的效率并使出光均匀化。

由上述可知，此种发光二极管灯具除了可通过反射罩将光线限制于反射罩内，避免光线被散热装置或其他器件吸收外，同时，因反射罩结构设计成具有一定角度，故可使光线在经过反复反射后更为集中，进而提高灯具亮度。

另外，此发光二极管灯具的散热装置，可通过鳍片间的气流通道提高空气的对流，提升热交换效率，避免热蓄积于承载部四周，进而达到良好的散热效果。

附图说明

为使本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：

图1所示为公知技术中，一种发光二极管灯具的剖面图；

图2A所示为依照本发明一实施例的一种发光二极管照明装置的散热装置的立体图。

图2B所示为依照本发明一实施例的一种发光二极管照明装置的散热装置的立体图。

图2C为图2B中，沿箭头A方向的散热鳍片206局部放大图。

图2D为图2B中，沿箭头B方向的散热鳍片206局部放大图。

图3所示为依照本发明一实施例的一种发光二极管照明装置的散热装置的立体图。

图4A所示为依照本发明一实施例的一种发光二极管照明装置立体图。

图4B所示为图4A的灯具，沿方向A的侧视图。

图4C所示为依照本发明另一实施例的一种灯具侧视图。

图5所示为本发明另一实施例的灯具侧视图，其中此灯具具有图3的散热装置结构。

图6A所示为依照本发明一实施例中，一种发光二极管灯具的剖面图。

图6B所示为图6A中，沿箭头A方向的仰视图。

其中，附图标记：

100：散热装置                 428：侧壁

102：基座                     430：开口

104：承载部                   432：间隔窗

106：发光器件                 500：灯具

200：散热装置                 502a、502a’：灯座体

202：承载部                   504a：连结部

204：周缘                     507：气流通道

206：散热鳍片                 514a、514a’：承载部

208：分岔部                   515a、515a’：柱状体

209：突出结构                 520：散热装置

210：外侧壁                   522：发光器件

300：散热装置                 524：反射罩

302：承载部                   A、B：箭头

304：柱状体                   526：散热鳍片

306：散热鳍片                 528：侧壁

400：发光二极管照明装置       532：间隔窗

400a、400b：灯具              600：发光二极管灯具

402a、402a’：灯座体              602：承载部

402b、402b’：灯座体              604：散热装置

404a、404b：连接部                606：发光器件

406：连接装置                     607：散热鳍片

407：气流通道                     608：反射罩

414a、414a’：承载部              608a：第一反射区

414b、414b’：承载部              608b：第二反射区

420、420’：散热装置              610：侧壁

422：发光器件                     612：电源模块

424、424’：反射罩                614：扩散板

425、425’：斜面                  616：开口

具体实施方式

在下述实施例中，将提出数种散热装置与发光二极管照明装置，以对本发明作更详尽的叙述。

首先，请参照图2A，其所示为依照本发明一实施例的一种发光二极管照明装置的散热装置的立体图。如图所示，此散热装置200包含承载部202和多个散热鳍片206。其中承载部202具有周缘204环绕，而使承载部202具有一凹陷以适用于将发光器件设置于其中。在本实施例中，散热鳍片206连接周缘204外侧壁210并以之为轴，呈涡漩辐射状间隔向外延伸，在其他实施例中，散热鳍片206亦可呈辐射状间隔向外延伸。散热装置200的材质一般而言可以为金属材料(例如铜或铜铝金属复合材料)、陶瓷材料、半导体材料，碳基复合材料等(像是碳/碳复合材料、碳纤维与奈米碳纤维复合材料、碳纤维与钻石复合材料、碳纤维与石墨复合材料、PAN系碳/碳复合材料、碳氧化硅复合材料)，甚至是以上材料所形成的复合材料，例如：陶瓷强化的金属复合材料，或是由氮化铝、碳化硅、硅、氮化铝/硅、碳化硅/铝、氧化铝/铝、氧化铝/氧化硅/铝，所组成的多层膜堆叠材料，以利于热传导并兼顾热膨胀系数。

据此，若将发光器件(未标示)装设于承载部202上，则发光器件在工作时所产生的热量，则可通过承载部202向外传导至散热鳍片206上，由于两两散热鳍片206间的间隙是上下连通的，散热鳍片206在靠近承载部202的部分温度较高，被加热的空气向上升，冷空气可以迅速补入，而具有相当好的对流效果，因此，热量不会蓄积在散热鳍片206靠近承载部202的部分，而能有效的达到散热效果，以维持发光器件的发光效率并具延长发光寿命的功效。此外，由于散热鳍片206并非仅设于承载部202的底部，而是自周缘204的外侧壁210，呈辐射状设置于周缘204四周，且散热鳍片206的末端更具有分岔部208，因此可大幅提高散热面积。再则，由图2A可知，每片散热鳍片206之间具有一定间隔，且无论散热鳍片206的上方或底部，皆非密闭，此种开放空间可促进空气的热对流，有助于排出所产生的热，并导入冷空气。

而为了适应不同的需求，本发明散热装置的结构亦可稍作改良，例如可改变散热鳍片或承载部的设置位置，以作更广泛的应用。举例而言，请参照图2B，其所示为依照本发明另一实施例的一种发光二极管照明装置的散热装置的立体图。相较于图2A的散热鳍片206设置于周缘204的外侧壁210，于此实施例中，承载部202实质上并无连续的周缘环绕。由于承载部202本身为一向下延伸的柱体(未绘示)，散热鳍片206仍位于此一柱体的侧壁(未绘示)上，呈涡漩辐射状间隔设置于柱体侧壁的四周，在其他实施例中，散热鳍片206亦可成辐射状间隔向外延伸。散热鳍片206会高出承载部202，所以，不连续的周缘204由散热鳍片206的内侧端所组成。

另外，请一并参照图2C与图2D，其中图2C为图2B中，沿箭头A方向的散热鳍片206局部放大图。图2D为图2B中，沿箭头B方向的散热鳍片206局部放大图。如图2C与图2D所示，在散热鳍片206的分岔部208侧面具有数个规则或不规则排列的突出结构209，用以增加鳍片的散热表面积，增进热交换效率。突出结构209可为毫米、微米或奈米大小，形状自由选为椭圆体、角锥体、方柱、立方体、多面体以及上述任意组合所组成的一族群。

本发明另一实施例，请参照图3，其所示为依照本发明另一实施例的一种发光二极管照明装置的散热装置的立体图。于此实施例中，改变了图1或图2的承载部与散热鳍片两者间的相对设置位置。如图所示，此散热装置300亦包含承载部302和多个散热鳍片306。其中承载部302位于一柱状体304之上，在本实施例中，承载部302的宽度较柱状体304窄且与柱状体连成一体。发光器件可设置于承载部302上。而散热鳍片306则间隔连接于柱状体304的外侧壁，并以柱状体304为轴呈涡漩辐射状向外延伸。

在本发明前述实施例中，散热鳍片亦可呈辐射状向外延伸的结构，其上并可具有由毫米、微米、奈米所形成的不规则或规则突出结构，以增加散热面积，提升热交换效率。

本发明散热装置的结构除了可作上述变换外，当应用于发光二极管照明装置时，为了适应不同的需求，散热装置的承载部亦可有各式形状的变化，例如圆形或长方形等。同时，为了增加发光二极管照明装置的亮度，可于单一散热装置上，依用途与实际需求，设置多个发光器件，再将具有多个发光器件的散热装置串联或并联使用。

为了对前述散热装置的应用作更详细的说明，请参照图4A，其所示为依照本发明一实施例的一种发光二极管照明装置俯视图。于图4A中，发光二极管照明装置400主要是利用一连接装置406，将两长方形灯具400a与400b连接而成。且灯具400a、400b分别具有两灯座体402a、402a’与402b、402b’，而在灯座体402a、402a’与402b、402b’两两之间，又分别以一连接部404a、404b相连。而发光器件则分别设置于灯座体402a、402a’与402b、402b’的承载部414a、414a’与414b、414b’上。且为了提高发光二极管照明装置400的亮度，可在每一灯座体402a、402a’、402b、402b’内设置多个发光器件。而于灯具400a或400b或两者的背面则设有电源模块(未绘示)，其与发光器件电性连接，用以提供发光二极管芯片发光所需的电能。由于灯座体402a、402a’与402b、402b’两两之间，可具有多种的连接方式，再搭配前述的各式散热装置，故可变化组合成多种灯具结构。因此于下文中，将对图4A的灯具400a与400b的构造作更详尽的描述。据此，请一并参照图4B～图5，以使说明书内容更浅显易懂。

首先，请参照图4B，其所示为图4A的灯具400a，由方向A的侧视图。如图4B所示，灯具400a主要由两灯座体402a与402a’所组成。由于灯座体402a与402a’的结构相同，因此先以灯座体402a作说明。如图所示，灯座体402a包含了散热装置420、发光器件422与反射罩424，其中散热装置420的结构与图2A相同，故于此不再赘述。而发光器件422设置于散热装置420的承载部414a上。由图可知，发光器件422运作时所产生的热，可通过承载部414a向外传导至散热鳍片426上。且如上述，由于靠近承载部414a的部分温度较高，被加热的空气可通过散热鳍片426间气流通道407向上排出，而冷空气则可由下方进入(如箭头所示)，进而提高散热效果。

而为了将灯座体402a与402a’相接，因此于两灯座体402a与402a’间连接一连结部404a。如图所示，连结部404a的一端与散热装置420的散热鳍片426相接，而另一端则与散热装置420’的散热鳍片426’相连。且连接部404a的侧面则设置数个间隔窗432，间隔窗432的设计可使连接部404a前后两面相通，以提高空气对流，进一步改善散热效果。

另外，为了避免由发光器件422所射出的光线发散或者被周围器件吸收，因此可于散热装置420上增设一反射罩424；该反射罩424根据用途而可选择装设或不装设。反射罩424与发光器件422的侧壁428连接，并自侧壁428延伸至散热装置420外。此外，反射罩424的反射面更可由具有多种不同的斜率的斜面425所构成，以利于内面产生多个可造成光反射的角度，增加光线在反射罩424内部的反射效果，使光线可以趋于集中并完全朝向开口430出射。如此一来，光线不仅可被限制在反射罩424内，且通过多次反射，更可使光线更为集中，避免发散的情形。

依据本发明的另一实施例，为了顺应不同的需求，图4B的灯具400a其连接部404a的设置位置亦可随之改变。请参照图4C，其所示为本发明另一实施例的灯具侧视图，图4C的灯具400a结构大致与图4B相同。然而，相较于图4B的连接部404a两端分别与散热装置420、420’相连，于图4C中，连接部404a的两端则分别与两灯座体402a、402a’的反射罩424、424’的侧面连接。同样地，连接部404a亦具有多个间隔窗432，以提高空气对流与散热效果。

至于图5，其所示为本发明另一实施例的灯具侧视图，其中此灯具具有图3的散热装置结构。如图5所示，灯具500主要由两灯座体502a与502a’所组成。由于两灯座体502a、502a’的结构相同，因此仅以灯座体502a作说明。灯座体502a包含了散热装置520、发光器件522与反射罩524，其中散热装置520的结构与图3相同，故于此不再赘述。而发光器件522设置于散热装置520的承载部514a上。同样地，为了避免由发光器件522所射出的光线发散或者被周围器件吸收，因此可于灯座体502a上增设一反射罩524。反射罩524与发光器件522的侧壁528连接，并自侧壁528朝外延伸。

而为了将灯座体502a与502a’相接，因此于灯座体502a的柱状体515a的一侧，连接了一连结部504a。如图所示，连结部504a的一端与灯座体502a的柱状体515a侧壁相接，而另一端则与灯座体502a’的柱状体515a’相连。同样地，连接部504a的侧面亦具有多个间隔窗532。据此，发光器件522运作时所产生的热，除了可通过承载部514a传导至散热装置520与连接部504a外，并可利用连接部504a的间隔窗532，以及散热装置520的散热鳍片526间的气流通道507提高空气对流，促进散热。

综上所述，由于前述灯座体具有散热装置的设计，因此发光器件于工作时所产生的热量，不仅可通过承载部导至散热装置的散热鳍片上，且散热鳍片间的气流通道更可提高空气的热对流，避免热气蓄积。此外，在实际应用时，可将多个灯座体设置于一灯具上，或者可于灯座体上增设一反射罩，以减少光线的发散情形，进而提高光线亮度，兼顾散热与照明的效果。

而于下文中，将对如何在灯座体上增设一反射罩，以增进发光二极管灯具的发光效能，作更详尽描述。首先，请参照图6A其所示为本发明一实施例中，一种发光二极管灯具的剖面图。此发光二极管灯具600主要包含承载部602、散热装置604、发光器件606以及反射罩608。其中发光器件606电性连接于承载部602上，而于承载部的下方则具有导线612连接至电源模块。此电源模块通过导线612与该发光器件606电性连接，用以提供发光二极管灯具600发光所需的电流。至于散热装置604则包围承载部602，以使承载部602凹陷于散热装置604中。如此一来，发光器件606运作时所产生的热量，则可通过承载部602传导至散热装置604上，避免热量累积于承载部602中。此外，亦可以散热装置604为轴，以辐射状间隔的方式，在承载部602外设置数个散热鳍片607(如图6B所示)，增加散热面积，提高散热效率。

而为了增加光线集中度，而于发光二极管灯具上设置一反射罩608。反射罩608与发光器件606的侧壁610连接，并自侧壁610朝散热装置604延伸，最后延伸至散热装置604外。此外，在本实施例中，反射罩608分为两部份。反射罩608由发光器件606延伸至散热装置604的部份为第一反射区608a，此第一反射区608a具有一第一斜率所形成的光反射面，而延伸至散热装置604外的部份为第二反射区608b，此第二反射区608b则具有一第二斜率所形成的光反射面。据此，由发光器件606所产生的光线，可集中于反射罩608内部，且由于反射罩608的第一反射区608a与第二反射区608b具有两种不同的斜率，因此可于内面产生一定角度，进而增加光线在反射罩608内部的反射次数，使光线趋于集中，最后朝向开口616射出。最后，于开口616上覆上一扩散板614，使光线在穿过扩散板614上的扩散层后产生漫射，让光的分布均匀化，进一步提高亮度与出光均匀性。同时，第一反射区608a(位于图6A的I区)与第二反射区608b(位于图6A的II区)，可以是一具有多个斜率形成的光反射面(未绘示)。

在其他实施例中，反射罩608可由反射面以不同的斜率设置连接而成。一般而言，愈靠近发光器件的反射面倾斜的角度愈小，且该反射面可依用途与发光器件606的特性，采用由多种不同斜率所组成的反射面(未绘示)，以增进整体的发光效率。

请参照图6B，所示为图6A中，沿箭头A方向的仰视图。因此反射罩608(位于图6A的II区)为相对于散热装置604(位于图6A的I区)位于发光二极管灯具600的另一侧。由图可知，散热鳍片607以承载部602为轴，以辐射状间隔的方式设置，用以增加散热面积，提高散热效率。由于上述发光二极管灯具的反射罩与发光器件侧壁相连，因此可将光线限制于反射罩内，避免光线被散热装置或其他器件吸收。此外，因反射罩的设计利用不同区域具有不同斜率，组合成一定角度，故可使光线于反射罩内反复反射，提高光线的集中度，进而增加灯具亮度。

虽然本发明已以一实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种发光二极管灯具，其特征在于，该发光二极管灯具至少包含：

一承载部；

一散热装置，包围该承载部，以使该承载部凹陷于该散热装置中；

至少一发光器件，电性连接于该承载部上；以及

一反射罩，连接于该发光器件的一侧壁，且该反射罩自该侧壁朝该散热装置延伸，最后延伸至该散热装置外，而形成一开口；

其中该反射罩由该发光器件延伸至该散热装置的部份为第一反射区，该第一反射区具有一第一斜率，而延伸至该散热装置外的部份则为一第二反射区，该第二反射区具有一第二斜率。

2.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于，更包含一扩散板，该扩散板覆于该开口上。

3.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于，更包含一电源模块，且该电源模块与该发光器件电性连接，以提供该发光二极管灯具发光所需的能量。

4.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于，更包含多个散热鳍片，该散热鳍片以该散热装置为轴，呈辐射状间隔设置于该散热装置外。

5.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于，该反射罩的一反射面由多个斜面所构成，且该斜面分别具有不同的斜率。

Images