CN102192417A - 光源模组与灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光源模组与灯具，光源模组包括至少一发光元件、一遮光元件及一导光元件。发光元件适于发出一光束。遮光元件配置于导光元件与发光元件之间，具有至少一透光开孔与至少一聚光反射面，且遮光元件与发光元件之间具有一间隙。光束的一第一部分会通过透光开孔传递至导光元件再穿透导光元件，光束的一第二部分会通过透光开孔及被聚光反射面反射与会聚，再穿透导光元件，光束的一第三部分会被遮光元件遮挡而无法传递至导光元件。一种使用此光源模组的灯具也被提出。本发明提供的光源模组，其出光角度较小，本发明提供的灯具，也具有较小的出光角度。

Description

光源模组与灯具

技术领域

本发明涉及一种光源模组与灯具。

背景技术

随着半导体技术的进步，发光二极管(light-emitting diode，简称为：LED)所能达到的功率越来越大，且所发出的光的强度越来越高。此外，发光二极管更具有省电、使用寿命长、环保、启动快速、体积小等优点。因此，发光二极管也被广泛地应用于照明设备、交通标志、显示器、光学鼠标等产品，且更有逐渐取代传统荧光灯管的趋势。

对于现有的小型白光发光二极管照明灯具而言，普遍存在着以下两个问题。首先，小型灯具的光学设计空间有限，采用现有的光学设计方法难以将发光二极管所发出的大偏向角的光线偏折成足够小的偏向角的光线，而这些偏向角过大的光线对于照明灯具而言即为杂散光，其对最终的光型与发光角度有不良的影响。再者，白光发光二极管之所以发白光是因为其发光二极管晶片发出蓝光，蓝光通过荧光粉后会被转换成黄光，而被荧光粉转换成的黄光与没被转换的蓝光即混合成白光。由于发光二极管所发出的蓝光具有一定程度的指向性，这会使得以较大角度偏离光轴的蓝光的光强度较弱，进而使得以较大角度偏离光轴的黄光的强度大于蓝光的强度。如此一来，会使得照明灯具的照射范围的边缘产生黄晕。

另外，一般现有的发光二极管灯具的电线的走线方式是从灯具的两端出线，这样的走线设计会使得多个灯具无法沿着其延伸的方向，以紧密相靠的方式排列成一直线。

发明内容

本发明的目的是提供一种光源模组，其出光角度较小。

本发明的另一目的是提供一种灯具，其具有较小的出光角度。

本发明的一实施例提供一种光源模组，其包括至少一发光元件、一遮光元件及一导光元件。发光元件具有一光轴，适于发出一光束。遮光元件配置于导光元件与发光元件之间，具有至少一透光开孔与至少一聚光反射面，且遮光元件与发光元件之间具有一间隙。光束的一第一部分会通过透光开孔传递至导光元件再穿透导光元件，光束的一第二部分会通过透光开孔及被聚光反射面反射与会聚，再穿透导光元件，光束的一第三部分会被遮光元件遮挡而无法传递至导光元件。

在本发明的一实施例中，发光元件例如为一发光二极管。此发光二极管例如为一白光发光二极管。

在本发明的一实施例中，透光开孔在至少一方向上的内径小于发光元件的出光截面在此方向上的外径。

在本发明的一实施例中，光源模组还包括一扩散片，其配置于遮光元件与发光元件之间。

在本发明的一实施例中，聚光反射面例如为一凹面。

在本发明的一实施例中，发光元件的数量为多个，透光开孔的数量为多个。这些发光元件可排列在一第一参考直线上，且这些透光开孔可排列在一第二参考直线上。第一参考直线可实质上平行于第二参考直线，且这些发光元件可分别对应于这些透光开孔。光源模组可还包括一电路板，其中这些发光元件配置于电路板上。

在本发明的一实施例中，导光元件例如为一聚光透镜。

本发明的另一实施例提供一种灯具，其包括上述光源模组、一灯座及一第一电源线。灯座沿着与第一参考直线平行的方向延伸，且具有一第一端、一相对于第一端的第二端及一连接第一端与第二端的侧壁。灯座还具有一容置凹槽，容置凹槽沿着与第一参考直线平行的方向延伸，且至少部分光源模组配置于容置凹槽中。第一电源线的一端连接至侧壁。

在本发明的一实施例中，灯具还包括一第二电源线，其中第二电源线的一端连接至侧壁，且靠近灯座的第二端。第一电源线的这一端可靠近灯座的第一端。

在本发明的一实施例中，灯具还包括一公插头与一母插头。公插头连接至第一电源线的另一端。母插头连接至第二电源线的另一端，其中公插头的形状与母插头的形状适于互相嵌合而电性连接。

在本发明的一实施例中，每一透光开孔在至少一方向上的内径，小于对应的发光元件的出光截面在此方向上的外径。

在本发明的光源模组及灯具中，发光元件所发出的光束须经过遮光元件的透光开孔传递至导光元件，并穿透导光元件而传递至外界。换言之，传递至外界的光束的出光角度会受到遮光元件的限制，因此本发明实施例的光源模组及灯具能够提供出光角度较小的照明。此外，由于遮光元件具有聚光反射面以反射与会聚部分光束，这也有助于本发明实施例的光源模组及灯具提供出光角度较小的照明。

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，并结合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A为本发明的一实施例的灯具的立体图。

图1B为图1A的灯具的爆炸图。

图2A为图1A的灯具沿着I-I线的剖面图。

图2B为图1B中的遮光元件的立体图。

图3为多个图1A的灯具排列于一直线上的示意图。

主要元件符号说明：

100、100a、100b：灯具；    110：灯座；

112、122、142：第一端；    114、124、144：第二端；

116：侧壁；                118：容置凹槽；

120：第一电源线；          130、150：插头；

140：第二电源线；          160、170：侧盖；

180：锁固构件；            200：光源模组；

210：发光元件；            212：光束；

212a：第一部分；           212b：第二部分；

212c：第三部分；           214：出光截面；

220：遮光元件；            222：透光开孔；

224：聚光反射面；          230：导光元件；

240：电路板；              250：扩散片；

A：光轴；                  D1：内径；

D2：外径；                 L1：第一参考直线；

L2：第二参考直线。

具体实施方式

图1A为本发明的一实施例的灯具的立体图，图1B为图1A的灯具的爆炸图，图2A为图1A的灯具沿着I-I线的剖面图，而图2B为图1B中的遮光元件的立体图。请参照图1A、图1B、图2A及图2B，本实施例的灯具100包括一光源模组200及一灯座110。光源模组200包括至少一发光元件210(图中是以多个发光元件210为例)、一遮光元件220及一导光元件230。发光元件210适于发出一光束212(如图2A所示)。在本实施例中，发光元件210具有一光轴A。此外，在本实施例中，发光元件210例如为一发光二极管。具体而言，发光元件210例如为一白光发光二极管。然而，在其他实施例中，发光元件210也可以是发其他色光的发光二极管或其他发光元件。

遮光元件220配置于导光元件230与发光元件210之间，具有至少一透光开孔222(在图中是以多个透光开孔222为例，如图2B所示)与至少一聚光反射面224(在图中是以二个聚光反射面224为例)，且遮光元件与发光元件之间具有一间隙。另外，遮光元件220例如为一遮光片。此外，在本实施例中，这些发光元件210排列在一第一参考直线L1(如图1B所示)上，这些透光开孔222排列在一第二参考直线L2(如图1B与图2B所示)上，且第一参考直线L1实质上平行于第二参考直线L2。这些发光元件210分别对应于这些透光开孔222，换言之，这些发光元件210在遮光元件220上的正投影会分别与透光开孔222至少部分重叠。在本实施例中，光源模组200还包括一电路板240，而这些发光元件210配置于电路板240上，且与电路板240电性连接。

导光元件230配置于遮光元件220上，且透光开孔222位于发光元件210与导光元件230之间。在本实施例中，导光元件230例如为一聚光透镜。具体而言，导光元件230例如为一凹凸透镜。然而，在其他实施例中，导光元件230也可以是一平凸透镜、双凸透镜或其他种类的聚光元件。

光束212的一第一部分212a会通过透光开孔222传递至导光元件230(例如是沿着光轴A传递至导光元件230)再穿透导光元件230，而光束212的一第二部分212b会通过透光开孔222及被聚光反射面224反射与会聚，再穿透导光元件230。此外，光束212的一第三部分212c(即以大角度偏离光轴A的部分)则会被遮光元件220遮挡而无法传递至导光元件230。

在本实施例中，灯座110沿着与第一参考直线L1平行的方向延伸，且具有一第一端112、一相对于第一端112的第二端114及一连接第一端112与第二端114的侧壁116。灯座110还具有一容置凹槽118，容置凹槽118沿着与第一参考直线L1平行的方向延伸，且至少部分光源模组200配置于容置凹槽118中。在本实施例中，发光元件210、电路板240及遮光元件220均位于容置凹槽118中，而导光元件230则有一部分位于容置凹槽118中，而另一部分突出于容置凹槽118外。此外，在本实施例中，灯具100还包括二侧盖160、170，其分别设于灯座110的第一端112与第二端114。具体而言，侧盖160、170可通过锁固构件180分别锁附于第一端112与第二端114，而锁固构件180例如为螺丝。

在本实施例的光源模组200及灯具100中，发光元件210所发出的光束212须经过遮光元件220的透光开孔222传递至导光元件230，并穿透导光元件230而传递至外界。此外，以大角度偏离光轴A的光束212的第三部分212c则会被遮光元件220阻挡而无法传递至外界。换言之，传递至外界的光束212的出光角度会受到遮光元件的限制，因此本实施例的光源模组200及灯具100能够在有限的光学设计空间的情形下，提供出光角度较小的照明。再者，由于白光发光二极管所发出的以大角度偏离光轴A的光束212的第三部分212c，在通过荧光封装体后会产生蓝光、黄光颜色混合不均的现象，导致颜色会偏黄，因此本实施例的光源模组200与灯具100通过遮光元件220遮挡光束212的第三部分212c，可有效改善现有白光发光二极管光源模组或灯具所产生的黄晕现象。出光角度较小与黄晕现象较低的照明可应用于特定的用途上，举例而言，本实施例的光源模组200及灯具100可用来作为艺术品或画作的照明，以使艺术品或画作相对于环境较为醒目，且不带有黄晕的照明能够较真实呈现艺术品或画作的色彩。或者，也可用于其他种类的局部照明，以使局部区域较周边区域为醒目。

另外，由于遮光元件220具有聚光反射面224以反射与会聚部分光束，这也有助于本实施例的光源模组200及灯具100提供出光角度较小的照明。在本实施例中，聚光反射面224例如为一凹面。具体而言，这些聚光反射面224例如各为一在垂直于第二参考直线L2的方向上弯曲的凹面，且此凹面在平行于第二参考直线L2的方向上不弯曲。如此一来，本实施例的光源模组200及灯具100便能够提供在与第二参考直线L2垂直的方向上的出光角度较小的照明。

为了使光源模组200及灯具100所提供的照明的出光角度进一步缩小，且为了进一步改善黄晕现象，在本实施例中可使每一透光开孔222在至少一方向上(图中以在与第二参考直线L2垂直的方向上为例)的内径D1小于对应的发光元件210的出光截面214在此方向上(即在与第二参考直线L2垂直的方向上)的外径D2。如此一来，遮光元件220会进一步限制能通过其的光束212的角度，换言之，遮光元件220允许以更小角度偏离光轴A的光束212通过，并阻挡以其他角度偏离光轴A的光束212。

此外，为了使光源模组200及灯具100在提供出光角度较小的照明的前提下，也能提供均匀的照明，在本实施例中可在遮光元件220与发光元件210之间配置一扩散片250，并使扩散片250位于透光开孔222与发光元件210之间。由于通过扩散片250的光束212须再通过透光开孔222，因此光束212的出光角度仍会受到透光开孔222尺寸的限制，所以在上述位置加入扩散片250不会导致出光角度大幅增加，但能够使照明更为均匀。

在本实施例中，灯具100还包括一第一电源线120，第一电源线120的一第一端122连接至侧壁116，而第一电源线120的一第二端124可电性连接至外部电源。具体而言，第一电源线120的第二端124可连接至一插头130，而插头130可插入外部电源的插座(未示出)中。在本实施例中，插头130具有正端子与负端子。当发光元件210采用多种不同发光颜色的发光二极管(如红光发光二极管、绿光发光二极管及蓝光发光二极管)时，插头130还可包括多个对应至不同颜色的发光二极管的端子(如对应至红色、绿色与蓝色发光二极管的端子)。

在本实施例中，灯具100可还包括一第二电源线140，第二电源线140的一第一端142连接至侧壁116，且靠近灯座110的第二端114。此外，第一电源线120的第一端122可靠近灯座110的第一端112。第二电源线140的一第二端144可连接至一插头150，而插头150可连接至外部电源。在本实施例中，插头130例如为一公插头，而插头150例如为一母插头，其中公插头的形状与母插头的形状适于互相嵌合而电性连接。举例而言，请参照图3，图3为多个图1A的灯具排列于一直线上的示意图。多个本实施例的灯具100(包括灯具100a与灯具100b)可在灯座110的延伸方向上排成一直线。此外，灯具100a的插头150可与灯具100b的插头130相接，如此一来，多个灯具100便可形成长度更长的线光源。请参照图1B与图3，由于本实施例的灯具100的第一电源线120与第二电源线140是连接至灯座110的侧壁116(如图1B所示)，即第一电源线120与第二电源线140是从侧壁116出线，而不是从灯座110的第一端112或第二端114出线，因此相邻两灯具100的一的灯座110的第一端112可紧靠相邻两灯具100的另一的灯座110的第二端114，而不会受到电源线的干涉。如此一来，便可增加灯具100的应用方式。在其他实施例中，相邻两灯具100的一的灯座110的第一端112也可紧临相邻两灯具100的另一的灯座110的第二端，两者没有互相承靠到。

值得注意的是，在其他实施例中，插头130与插头150也可分别为母插头与公插头。此外，也可以采用三个以上的灯具100沿着灯座110的延伸方向排成一直线，且相邻两灯具100通过插头130与插头150的连接而彼此电性连接。

综上所述，在本发明实施例的光源模组及灯具中，发光元件所发出的光束须经过遮光元件的透光开孔传递至导光元件，并穿透导光元件而传递至外界。因此，以大角度偏离光轴的部分光束会被遮光元件阻挡而无法传递至外界。换言之，传递至外界的光束的出光角度会受到遮光元件的限制。此外，由于遮光元件具有聚光反射面以反射与会聚部分光束，更进一步促进本发明实施例的光源模组及灯具提供出光角度较小的照明。因此本发明实施例的光源模组及灯具，能够在有限的光学设计空间的前提下，提供出光角度较小的照明。

再者，当发光元件采用白光发光二极管时，由于白光发光二极管所发出的以大角度偏离光轴的部分光束，强度较低，在通过封装体后的颜色会偏黄。因此本发明实施例的光源模组与灯具通过遮光元件遮挡此部分光束，有效改善现有白光发光二极管光源模组或灯具所产生的黄晕现象。

另外，由于本发明实施例的灯具的第一电源线与第二电源线是连接至灯座的侧壁，而不是连接至灯座的第一端或第二端，因此相邻两灯具的一的灯座的第一端可紧靠或紧临相邻两灯具的另一灯座的第二端，而不会受到电源线的干涉。如此一来，便可增加灯具的应用方式。

虽然本发明已以实施例揭示如上，但其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作适当更改或等同替换，因此本发明的保护范围应以权利要求书所界定的范围为准。

Claims (16)

1.一种光源模组，其特征在于，包括：

一导光元件；

至少一发光元件，适于发出一光束；以及

一遮光元件，配置于所述导光元件与所述发光元件之间，具有至少一透光开孔与至少一聚光反射面，且所述遮光元件与所述发光元件之间具有一间隙；

其中所述光束的一第一部分会通过所述透光开孔传递至所述导光元件再穿透所述导光元件，所述光束的一第二部分会通过所述透光开孔及被所述聚光反射面反射与会聚，再穿透所述导光元件，所述光束的一第三部分会被所述遮光元件遮挡而无法传递至所述导光元件。

2.根据权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述发光元件为一发光二极管。

3.根据权利要求2所述的光源模组，其特征在于，所述发光二极管为一白光发光二极管。

4.根据权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述透光开孔在至少一方向上的内径小于所述发光元件的出光截面在所述方向上的外径。

5.根据权利要求1所述的光源模组，其特征在于，还包括一扩散片，配置于所述遮光元件与所述发光元件之间。

6.根据权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述聚光反射面为一凹面。

7.根据权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述至少一发光元件为多个发光元件，所述至少一透光开孔为多个透光开孔，所述多个发光元件排列在一第一参考直线上，所述多个透光开孔排列在一第二参考直线上，所述第一参考直线实质上平行于所述第二参考直线，且所述多个发光元件分别对应于所述多个透光开孔。

8.根据权利要求7所述的光源模组，其特征在于，还包括一电路板，其中所述多个发光元件配置于所述电路板上。

9.根据权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述导光元件为一聚光透镜。

10.一种灯具，其特征在于，包括：

一光源模组，包含有：

一导光元件；

复数个发光元件，排列在一第一参考直线上，各所述发光元件适于发出一光束；以及

一遮光元件，位于所述导光元件与各所述发光元件之间并与各所述发光元件之间具有一间隙，且具有复数个透光开孔与至少一聚光反射面，其中所述复数个透光开孔排列在一第二参考直线上，所述第一参考直线实质上平行于所述第二参考直线，且所述复数个透光开口分别对应于所述复数个发光元件；

一灯座，沿着与所述第一参考直线平行的方向延伸，且具有一第一端、一相对于所述第一端的第二端及一连接所述第一端与所述第二端的侧壁，其中所述灯座还具有一容置凹槽，所述容置凹槽沿着与所述第一参考直线平行的方向延伸，且至少部分所述光源模组配置于所述容置凹槽中；以及

一第一电源线，所述第一电源线的一端连接至所述侧壁。

11.根据权利要求10所述的灯具，其特征在于，还包括一第二电源线，所述第二电源线的一端连接至所述侧壁，且靠近所述灯座的所述第二端，所述第一电源线的所述端靠近所述灯座的所述第一端。

12.根据权利要求11所述的灯具，其特征在于，还包括：

一公插头，连接至所述第一电源线的另一端；以及

一母插头，连接至所述第二电源线的另一端，其中所述公插头的形状与所述母插头的形状适于互相嵌合而电性连接。

13.根据权利要求10所述的灯具，其特征在于，其中各所述发光元件为一发光二极管。

14.根据权利要求10所述的灯具，其特征在于，其中各所述透光开孔在至少一方向上的内径，小于对应的所述发光元件的出光截面在所述方向上的外径。

15.根据权利要求10所述的灯具，其特征在于，所述光源模组还包括一扩散片，配置于所述遮光元件与所述复数个发光元件之间。

16.根据权利要求10所述的灯具，其特征在于，所述导光元件为一聚光透镜。

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