CN101793386A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

一种光源装置，包括一第一热传递元件、一第二热传递元件、至少一第一发光元件及至少一第二发光元件。第一热传递元件具有相对之一第一承载面及一第一散热面。第二热传递元件环绕第一热传递元件，并具有相对之一第二承载面及一第二散热面。第一热传递元件的热阻小于第二热传递元件的热阻。第一发光元件配置于第一承载面之上。第二发光元件配置于第二承载面之上。第一发光元件的发光亮度较第二发光元件的发光亮度容易随着温度改变而变化。

Description

光源装置

【技术领域】

本发明是关于一种光源装置，特别是关于一种发光亮度与颜色较为稳定的光源装置。

【背景技术】

近几年来，由于发光二极管(light emitting diode，LED)的发光效率不断提升，使得发光二极管在许多领域已渐渐取代传统光源。由于发光二极管的发光现象不是藉由加热发光或放电发光，而是属于冷性发光，因此发光二极管的寿命长达十万小时以上。此外，发光二极管更具有反应速度快(约为10^-9秒)、体积小、低用电量、低污染、高可靠度、适合量产等优点，所以发光二极管所能应用的领域十分广泛。

随着光电技术的进步，目前发光二极管已可达到较高的功率，其足以作为一般室内外照明用途而取代传统荧光灯管。一般的荧光灯管有两种不同的灯色，一为色温较高的白色，而另一为色温较低的琥珀色(ambercolor)。另一方面，发光二极管亦可分为可发出白色光的白色发光二极管及可发出琥珀色光的琥珀色发光二极管。

图1为白色及琥珀色发光二极管的相对输出光通量与散热垫温度的关系曲线图。请参照图1，散热垫是指置于发光二极管下方以将发光二极管的热量导出的元件，而其温度与发光二极管的温度有关。由图1可知，琥珀色发光二极管较白色发光二极管容易受到温度的影响，亦即当温度随着琥珀色发光二极管的工作时间增加而上升时，琥珀色发光二极管的发光强度会衰减得较白色发光二极管的发光强度严重，如此可能会达不到使用者对发光强度的要求。此外，若将白色发光二极管及琥珀色发光二极管置于同一散热座上时，随着工作时间增加，琥珀色发光二极管的亮度与白色发光二极管的亮度之比值会变小，导致白色发光二极管与琥珀色发光二极管所发出的光在混光后的颜色产生了变化，如此之混光颜色可能会达不到使用者原本的要求。

另外，由于发光二极管所发出的光具有较高的指向性，这会造成光源过于集中。当发光二极管应用于室内外照明时，过于集中的光源恐会导致眩光及人眼的不适感。

【发明内容】

本发明提供一种光源装置，其具有较为稳定的发光亮度与颜色，且能提供较为发散的光源。

本发明提供的一种光源装置，其包括一第一热传递元件(heattransfer element)、一第二热传递元件、至少一第一发光元件及至少一第二发光元件。第一热传递元件具有相对之一第一承载面及一第一散热面。第二热传递元件环绕第一热传递元件，并具有相对之一第二承载面及一第二散热面。第一热传递元件的热阻(thermal resistance)小于第二热传递元件的热阻。第一发光元件配置于第一承载面之上。第二发光元件配置于第二承载面之上。第一发光元件的发光亮度较第二发光元件的发光亮度容易随着温度改变而变化。

所述光源装置，第一发光元件及第二发光元件例如皆为发光二极管。第一发光元件与第二发光元件的发光颜色可不相同。第一热传递元件与第二热传递元件例如皆为导热体。所述光源装置，第一热传递元件为一均温板(vapor chamber)或一热管(heat pipe)，而第二热传递元件为一导热体。光源装置可更包括数个第二散热鳍片(heat dissipation fin)，其连接至第二散热面。光源装置可更包括数个第一散热鳍片，其连接至第一散热面。

所述光源装置，光源装置更包括一连接片，其中第一散热鳍片是藉由连接片连接至第一散热面，且连接片锁附于第二散热面。第一热传递元件与第二热传递元件之间可保持一间隙。这些第一散热鳍片与这些第二散热鳍片可皆位于第二散热面下方，并环绕第一散热面配置。光源装置可更包括一风扇(fan)，其配置于第一散热面下方，其中这些第一散热鳍片与这些第二散热鳍片环绕风扇配置。

所述光源装置，第一热传递元件突出于第二承载面，且第一热传递元件具有一侧反光面，其位于第一承载面与第二承载面之间，并适于反射第二发光元件所发出的光。所述光源装置，第一承载面位于第二承载面与第二散热面之间，且第二热传递元件具有一内反光面，其位于第一承载面与第二承载面之间，并适于反射第一发光元件所发出的光。第一散热面与第二散热面可实质上朝向相同方向。

所述光源装置，光源装置更包括一第一电路板及一第二电路板。第一电路板配置于第一承载面与第一发光元件之间，并电性连接至第一发光元件。第二电路板配置于第二承载面与第二发光元件之间，并电性连接至第二发光元件与第一电路板。光源装置可更包括数个导线、一第一电连接器及一第二电连接器。每一导线的一端电性连接至第一发光元件。第一电连接器连接至每一导线的另一端。第二电连接器配置于第二电路板上，并与第二电路板电性连接，其中第一电连接器与第二电连接器适于互相嵌合而电性连接。

所述光源装置，光源装置可更包括一驱动电路及一灯头(lamp base)，驱动电路电性连接至第一发光元件与第二发光元件，灯头电性连接至驱动电路。光源装置可更包括一灯头，其电性连接至驱动电路。光源装置可更包括一灯壳及一透光灯罩，灯壳环绕第一热传递元件及第二热传递元件，透光灯罩配置于灯壳上，并覆盖第一发光元件及第二发光元件。

在本发明的光源装置中，由于第一热传递元件的热阻小于第二热传递元件的热阻，因此第一热传递元件可将发光亮度较易随温度改变而变化的第一发光元件之热量较快地导出，以使第一发光元件之发光亮度尽量不随着工作时间的增长产生变化。

【附图说明】

图1为白色及琥珀色发光二极管的相对输出光通量与散热垫温度的关系曲线图。

图2A为本发明之一实施例的光源装置的剖面示意图。

图2B为图2A中的第一发光元件、第二发光元件、第一电路板及第二电路板的上视示意图。

图3A为图2A中的第一散热鳍片、第二散热鳍片及连接片的下视示意图。

图3B为图3A的第一散热鳍片、第二散热鳍片及连接片的爆炸图。

图3C为图3A的第一热传递元件、连接片及第一散热鳍片沿着I-I线的剖面示意图。

图4为本发明的另一实施例的光源装置的剖面示意图。

100、100a：光源装置

110、110a：第一热传递元件

112、112a：第一承载面

114：第一散热面

116：侧反光面

120、120a：第二热传递元件

122、122a：第二承载面

124、124a：第二散热面

126a：内反光面

130：第一发光元件

132、142：光

140：第二发光元件

150：第一电路板

160：第二电路板

170：导线

180：第一电连接器

190：第二电连接器

210：第一散热鳍片

220：连接片

222：锁固构件

230：第二散热鳍片

240：风扇

250：驱动电路

260：灯头

270：灯壳

280：透光灯罩

G：间隙

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

【具体实施方式】

下列各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施之特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

图2A为本发明之一实施例的光源装置的剖面示意图，而图2B为图2A中的第一发光元件、第二发光元件、第一电路板及第二电路板的上视示意图。请参照图2A及图2B，本实施例的光源装置100包括一第一热传递元件110、一第二热传递元件120、数个第一发光元件130及数个第二发光元件140。第一热传递元件110具有相对之一第一承载面112及一第一散热面114。第二热传递元件120环绕第一热传递元件110，并具有相对之一第二承载面122及一第二散热面124。第二散热面124环绕第一散热面114。在本实施例中，第一散热面114与第二散热面124实质上朝向相同方向。此外，在本实施例中，第一承载面112与第二承载面122实质上朝向相同方向。

第一发光元件130配置于第一承载面112之上。在本实施例中，光源装置100更包括一第一电路板150，其配置于第一承载面112与第一发光元件130之间，并电性连接至第一发光元件130。换言之，第一发光元件130是藉由第一电路板150配置于第一承载面112上。第二发光元件140配置于第二承载面122之上。在本实施例中，光源装置100更包括一第二电路板160，其配置于第二承载面122与第二发光元件140之间，并电性连接至第二发光元件140与第一电路板150。换言之，第二发光元件140是藉由第二电路板160配置于第二承载面122上。

在本实施例中，第二电路板160是藉由数个导线170电性连接至第一电路板150。具体而言，每一导线170的一端电性连接至第一发光元件130，且每一导线170的另一端连接有一第一电连接器180。第二电路板160上配置有一第二电连接器190，第二电连接器190与第二电路板160电性连接，而第一电连接器180与第二电连接器190适于互相嵌合而电性连接。

第一发光元件130与第二发光元件140例如皆为发光二极管。第一发光元件130的发光亮度较第二发光元件140的发光亮度容易随着温度改变而变化。在本实施例中，第一发光元件130与第二发光元件140的发光颜色不相同。具体而言，第一发光元件130例如为适于发出琥珀色光的发光二极管，第二发光元件140例如为适于发出白光的发光二极管，而发出琥珀色光的第一发光元件130的发光亮度较发出白色光的第二发光元件140的发光亮度容易随着工作温度的上升而衰减(即热衰减)，如图1所绘示。

在本实施例中，第一热传递元件110与第二热传递元件120皆为导热体。此外，在经过一段工作时间后，第一发光元件130与第二发光元件140的工作温度皆会上升，此时，为了改善第一发光元件130的发光亮度的衰减程度过大的问题，可将第一热传递元件110的热阻设计为小于第二热传递元件120的热阻。换言之，即是使第一热传递元件110的热传导效率大于第二热传递元件120的热传导效率，如此便能够有效减少第一发光元件130的工作温度的上升程度，进而减少第一发光元件130的发光亮度的衰减程度。值得注意的是，本发明并不限定第一热传递元件110为热导体，在其他实施例中，第一热传递元件110亦可以是一均温板或一热管。

图3A为图2A中的第一散热鳍片、第二散热鳍片及连接片的下视示意图，图3B为图3A的第一散热鳍片、第二散热鳍片及连接片的爆炸图，而图3C为图3A的第一热传递元件、连接片及第一散热鳍片沿着I-I线的剖面示意图。请参照图2A及图3A至图3C，在本实施例中，光源装置100更包括数个第一散热鳍片210，其连接至第一散热面114。具体而言，第一散热鳍片210可藉由一连接片220连接至第一散热面114，且连接片220锁附于第二散热面124。在本实施例中，可藉由数个锁固构件222贯穿连接片220的外缘及第二散热面124的内缘，以将连接片220锁附于第二散热面124。

在本实施例中，光源装置100还包括数个第二散热鳍片230，其连接至第二散热面124。在本实施例中，第一散热鳍片210及第二散热鳍片230皆位于第二散热面124下方，并环绕第一散热面114配置。第一散热鳍片210及第二散热鳍片230分别有助于使第一热传递元件110及第二热传递元件120的热更快地散逸至空气中。此外，在本实施例中，可根据使用者的需求来决定第一散热鳍片210及第二散热鳍片230的数量比。当第一散热鳍片210与第二散热鳍片230的数量比越大时，第一发光元件130的散热效率越好；反之，则第二发光元件140的散热效率越好。在本实施例中，第一热传递元件110及第二热传递元件120之间可保持一间隙G，如此一来，第一发光元件130及第二发光元件140的散热路径较不会互相干扰，这样便能够较为准确地控制第一发光元件130的发光亮度的热衰减。然而，在其他实施例中，第一热传递元件110亦可以与第二热传递元件120接触，而第一热传递元件110上的热可以传递至第二热传递元件120。此外，在其他实施例中，光源装置可以不具有第一散热鳍片210，而第一发光元件130所产生的热则依序经由第一热传递元件110、第二热传递元件120及第二散热鳍片230而散逸至空气中。

在本实施例中，光源装置100还包括一风扇240，其配置于第一散热面114下方，而第一散热鳍片210及第二散热鳍片230环绕风扇240配置。风扇240可藉由旋转而带动空气流动，以使第一散热鳍片210及第二散热鳍片230上的热更快地散逸至空气中。

值得注意的是，本发明并不限定第一散热鳍片210及第二散热鳍片230须环绕第一散热面114配置，在其他实施例中，第一散热鳍片210及第二散热鳍片230亦可以采用其他的配置方式，例如第一散热鳍片210及第二散热鳍片230可彼此平行地配置于第一散热面114及第二散热面124下方。

在本实施例中，第一热传递元件110突出于第二承载面122，且第一热传递元件110具有一侧反光面116，其位于第一承载面112与第二承载面122之间，并适于反射第二发光元件140所发出的光142。藉由侧反光面116的反射作用，第二发光元件140所发出的光142便能够较为发散地传递至外界。再者，在本实施例中，第一热传递元件110在与第一承载面112垂直之方向上的厚度大于第二热传递元件120在与第二承载面122垂直之方向上的厚度，如此第一热传递元件110便能够具有较大的散热容积，以更进一步增进第一发光元件130的散热效率。

请参照图2A，在本实施例中，光源装置100还包括一驱动电路250，其电性连接至第一发光元件130及第二发光元件140，以驱使第一发光元件130及第二发光元件140发光。此外，在本实施例中，光源装置100还包括一灯头260，其电性连接至驱动电路250。灯头260适于被旋入一般灯泡插座中，以电性连接至市电。再者，光源装置100还包括一灯壳270，其环绕第一热传递元件110及第二热传递元件120，以作为保护其内部元件的用途，并使光源装置100具有较佳的外观。除此之外，光源装置100还包括一透光灯罩280，其配置于灯壳270上，并覆盖第一发光元件130及第二发光元件140。

图4为本发明的另一实施例的光源装置的剖面示意图。请参照图4，本实施例的光源装置100a与上述光源装置100(如图2A所绘示)类似，而两者的差异如下所述。在光源装置100a中，第一热传递元件110a的第一承载面112a是位于第二热传递元件120a的第二承载面122a与第二散热面124a之间。此外，第二热传递元件120a具有一内反光面126a，其位于第一承载面112a与第二承载面122a之间，并适于反射第一发光元件130所发出的光132，以增强第一发光元件130所发出的光132的混光的效果。为了使混光效果进一步提升，内反光面126a可相对第二承载面122a倾斜，且倾斜的角度可视需求而设计。

综上所述，在本发明的实施例的光源装置中，由于第一热传递元件的热阻小于第二热传递元件的热阻，因此第一热传递元件上可配置发光亮度较容易随着温度改变而变化的第一发光元件，如此能够有效减少第一发光元件的工作温度的上升程度，进而减少第一发光元件的发光亮度的热衰减程度。此外，第一热传递元件可具有侧反光面，以使光源装置能够提供较为发散的光元。或者，第二热传递元件可具有内反光面，以提升混光效果。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。另外本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。

Claims (16)

1.一种光源装置，包括：

一第一热传递元件，具有相对的一第一承载面及一第一散热面；

一第二热传递元件，环绕该第一热传递元件，并具有相对的一第二承载面及一第二散热面，其中该第一热传递元件的热阻小于该第二热传递元件的热阻；

至少一第一发光元件，配置于该第一承载面之上；以及

至少一第二发光元件，配置于该第二承载面之上，其中该第一发光元件的发光亮度较该第二发光元件的发光亮度容易随着温度改变而变化。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：该第一发光元件与该第二发光元件的发光颜色不相同。

3.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：该第一热传递元件为一均温板或一热管，而该第二热传递元件为一导热体。

4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：还包括数个第二散热鳍片，连接至该第二散热面。

5.如权利要求4所述的光源装置，其特征在于：还包括数个第一散热鳍片，连接至该第一散热面。

6.如权利要求5所述的光源装置，其特征在于：还包括一连接片，其中该第一散热鳍片借由该连接片连接至该第一散热面，且该连接片锁附于该第二散热面。

7.如权利要求6所述的光源装置，其特征在于：该第一热传递元件与该第二热传递元件之间保持一间隙。

8.如权利要求5所述的光源装置，其特征在于：这些第一散热鳍片与这些第二散热鳍片皆位于该第二散热面下方，并环绕该第一散热面配置。

9.如权利要求8所述的光源装置，其特征在于：还包括一风扇，配置于该第一散热面下方，其中这些第一散热鳍片与这些第二散热鳍片环绕该风扇配置。

10.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：该第一热传递元件突出于该第二承载面，且该第一热传递元件具有一侧反光面，位于该第一承载面与该第二承载面之间，并适于反射该第二发光元件所发出的光。

11.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：该第一承载面位于该第二承载面与该第二散热面之间，且该第二热传递元件具有一内反光面，位于该第一承载面与该第二承载面之间，并适于反射该第一发光元件所发出的光。

12.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：该第一散热面与该第二散热面实质上朝向相同方向。

13.如权利要求1所述之光源装置，其特征在于：还包括：

一第一电路板，配置于该第一承载面与该第一发光元件之间，并电性连接至该第一发光元件；以及

一第二电路板，配置于该第二承载面与该第二发光元件之间，并电性连接至该第二发光元件与该第一电路板。

14.如权利要求13所述的光源装置，其特征在于：还包括：

数个导线，每一该导线的一端电性连接至该第一发光元件；

一第一电连接器，连接至每一该导线的另一端；以及

一第二电连接器，配置于该第二电路板上，并与该第二电路板电性连接，其中该第一电连接器与该第二电连接器适于互相嵌合而电性连接。

15.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：还包括一驱动电路及一灯头，该驱动电路电性连接至该第一发光元件与该第二发光元件，该灯头电性连接至该驱动电路。

16.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：还包括一灯壳及一透光灯罩，该灯壳环绕该第一热传递元件及该第二热传递元件，该透光灯罩配置于该灯壳上，并覆盖该第一发光元件及该第二发光元件。

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