CN102537714A - 导光式照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种导光式照明装置，其包括：一散热单元、一导电单元、一发光单元及一导光单元。其中，该散热单元包括一散热本体。该导电单元设置于该散热本体的第一端上。该发光单元设置于该散热本体的第二端上，其中该发光单元包括至少一电性连接于该导电单元且用于产生光束的发光元件。该导光单元包括至少一设置于该发光单元上方的导光元件，其中所述至少一导光元件的底端具有一用于接收该光束的入光面，且所述至少一导光元件的至少一侧面具有一光学表面处理层。因此，本发明可通过发光单元与导光单元的相互配合，以提供环形360度的发光范围。

Description

导光式照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，尤指一种导光式照明装置。
背景技术
随着经济的快速发展，人类对于能源的消耗已日渐剧增，所以诉求节能省电的电子产品因而大受欢迎，例如可取代白炽灯泡及日光灯管的省电灯泡，因其寿命长、效率佳、辉度高，已逐渐成为室内外照明灯具的新宠。
现行省电灯泡虽可与传统白炽灯泡做置换，但其需添加汞以产生UV光来激发涂布于管壁上的荧光材料，才能够产生可见光。此种含有汞的省电灯泡在环保趋势下，不久后即将全面禁止使用。再者，另外一种常见的LED灯泡，其因发光指向性的特性，发光角狭小且眩光严重，因而造成LED灯泡在安装上与传统灯泡有异，且令使用者在使用上感到不适。总言之，一般LED灯泡的发光光型与传统省电灯泡完全不同，因而无法直接用来替换传统省电灯泡，有时须连同灯具一同更换，才能直接使用LED灯泡。但是此种更换灯具的方式将使得成本大幅度的提高，不利于LED在照明运用上的推展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导光式照明装置，其利用导光技术，将LED高度指向性的正面发光特性，转换为全方向发光，以提供360度的环形发光范围，且其因发光光型与传统省电灯泡类似，故无论是直下式或侧向式安装皆可直接替换。
本发明其中一实施例提供一种导光式照明装置，其包括：一散热单元、一导电单元、一发光单元及一导光单元。其中，该散热单元包括一散热本体。该导电单元设置于该散热本体的第一端上。该发光单元设置于该散热本体的第二端上，其中该发光单元包括至少一电性连接于该导电单元且用于产生光束的发光元件。该导光单元包括至少一设置于该发光单元上方的导光元件，其中所述至少一导光元件的底端具有一用于接收该光束的入光面，且所述至少一导光元件的至少一侧面具有一光学表面处理层。
综上所述，本发明实施例所提供的导光式照明装置，其可通过“发光单元与导光单元相互配合”的设计，以提供360度的环形发光范围，进而取代传统省电灯泡。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1A为本发明第一实施例的导光式照明装置的立体分解示意图。
图1B为本发明第一实施例的导光式照明装置的部分立体组合示意图。
图1C为本发明第一实施例的导光式照明装置的立体组合示意图。
图1D为图1C的1D-1D的剖面示意图。
图1E为图1C的1E-1E的剖面示意图。
图1F为本发明第一实施例提供另一种导光元件的局部放大示意图及光路径示意图。
图2A为本发明第二实施例的导光元件的立体示意图。
图2B为本发明第二实施例的导光式照明装置的部分剖面示意图。
图2C为本发明第二实施例的导光式照明装置的其中一角度的剖面示意图。
图2D为本发明第二实施例的导光元件的局部放大示意图及光路径示意图。
其中，附图标记说明如下：
导光式照明装置 Z
散热单元       1    散热本体    10
第一端         101
第二端         102
散热鳍片       11
导电单元         2    电连接器    20
锁固螺纹         200
发光单元         3    电路基板    30
发光元件         31
LED基板          310
发光二极管芯片   311
封装胶体         312
导光单元         4    导光元件    40
凹槽             40A
入光面           400
出光面           401
光反射层         402
导光微结构       4020
光散射层         402’
高度             H
间距             P
卡固部           403
围绕式全反射斜面 404
定位单元         5    定位本体    50
穿孔             51
卡固槽           52
封盖单元         6    封盖本体    60
开口             61
光束             L    反射光束    L’
散射光束         L”
组装轴心线       A
螺丝             S
具体实施方式
〔第一实施例〕
请参阅图1A至图1F所示，图1A为立体分解示意图，图1B为部分立体组合示意图，图1C为立体组合示意图，图1D为图1C的1D-1D的剖面示意图，图1E为图1C的1E-1E的剖面示意图，图1F为本发明第一实施例提供另一种导光元件的局部放大示意图及光路径示意图。由上述图中可知，本发明第一实施例提供一种导光式照明装置Z，其至少可包括：一散热单元1、一导电单元2、一发光单元3及一导光单元4。
其中，如图1A所示，散热单元1包括一散热本体10及至少一与散热本体10相互配合的散热鳍片11。举例来说，散热鳍片11可经由一体成型的方式或通过后续组装的方式设置在散热本体10的外围上。然而，上述有关散热单元1的界定只是用来举例而已，其并非用以限定本发明，凡任何可提供散热功能的结构皆可应用于本发明中。
此外，如图1A或图1D所示，导电单元2设置于散热本体10的第一端101(例如散热本体10的底端)上。举例来说，导电单元2可为一表面具有锁固螺纹200的电连接器20，因此本发明可通过上述具有锁固螺纹200的电连接器20的使用，将导光式照明装置Z以旋转的方式锁固于一供电插槽(图未示)内，以使得导光式照明装置Z可取得供电插槽(图未示)的电源供应。再者，本发明亦可安装一驱动IC模块(图未示)于散热单元1内、导电单元2内或散热单元1与导电单元2之间，此驱动IC模块(图未示)电性连接于导电单元2与发光单元3之间，以作为电压转换用。例如，驱动IC模块可将电连接器20所接收的交流电(AC)转换成供应发光单元3的直流电(DC)。
另外，如图1A所示，发光单元3设置于散热本体10的第二端102(例如散热本体10的顶端)上，其中发光单元3包括一设置于散热本体10的第二端102上且电性连接于导电单元2的电路基板30及至少一或多个设置且电性连接于电路基板30的发光元件31。举例来说，如图1D所示，每一个发光元件31可为一用于产生白色光源、黄色光源或任何颜色光源的发光二极管封装结构，且发光二极管封装结构可包含一电性设置于电路基板30上的LED基板310、至少一或多个电性设置于LED基板310上的发光二极管芯片311(例如本发明的图1D以至少一发光二极管芯片311为例子来作说明)及一用于覆盖所述至少一或多个发光二极管芯片311的封装胶体312。换言之，当设计者想要得到白色或黄色光源时，可将一具有一预定波长转换功能的封装胶体312(例如由荧光粉与硅胶(silicone)或由荧光粉与环氧树脂(epoxy resin)所混合而成的荧光胶体)披覆在发光二极管芯片311(例如蓝色发光二极管芯片)上，即可使得每一个发光元件31产生所需要的白光或黄光。当然，本发明的发光二极管芯片311亦可直接采用可直接发出白光的白光发光二极管，然后封装胶体312则可使用透明封装胶体，如此亦可使得本发明得到所需的白色光源。另外，每一个发光二极管芯片311亦可通过COB(Chip On Board)的方式直接设置且电性连接于电路基板30。然而，上述有关发光元件31的界定只是用来举例而已，其并非用以限定本发明，凡任何可提供LED发光功能的结构皆可应用于本发明中。
再者，配合图1A至图1D所示，导光单元4包括至少一设置于发光单元3上方且用于接收发光单元3所产生的光束(图未示)的导光元件40。此外，导光元件40的底端具有一用于接收光束(图未示)的入光面400，且导光元件40的至少一侧面具有一光学表面处理层(本发明以导光元件40的其中两个侧面具有光学表面处理层来作例子)。另外，导光元件40的其余侧面依序相连以形成一出光面401，且光学表面处理层可为一对应于出光面401且用于反射光束(图未示)的光反射层402。
举例来说，导光单元4可以包括多个导光元件40(以下皆以多个导光元件40为例子来作说明)，每一个导光元件40可为一实心且呈U形外观的导光条，且每一个导光元件40可围绕导光式照明装置Z的组装轴心线A(如图1A所示)对称排列。此外，每一个导光元件40的两末端可分别为两个分别面向每两个相对应的发光元件31的平面或任何形状的表面。光反射层402可由多个导光微结构4020排列所组成，且每一个导光微结构4020可为一凸体或一凹槽。换言之，每一个导光元件40的两末端分别包括两个入光面400，且每一个导光元件40的两个入光面400分别面向每两个相对应的发光元件31，以使得每一个发光元件31所产生的光束(图未示)可直接进入每一个导光元件40内，以降低可能产生侧边杂散光的问题。值得说明的是，本发明的导光单元4可设有一个或多个导光元件40，其数量、结构及组装位置并不为本实施例所限制。
再者，依据不同的设计需求，每一个导光微结构4020可为一凸体(例如弧状凸体、柱状凸体、棱镜凸体等)或一凹槽(例如弧状凹槽、柱状凹槽、V形凹槽等)，这些导光微结构4020的制作方法不限任何表面处理技术，例如：蚀刻、雾化等，且每一个导光微结构4020的顶角可约为60到100度，以第一实施例而言，所设计的顶角为90度，更佳顶角约为85到95度之间。另外，依据不同的设计需求，如图1E所示，每一个导光元件40可为六角柱状，且六角柱状的剖面可呈现六角的断面。另外，每一个导光微结构4020的一部分可彼此面对面，而每一个导光微结构4020的另外一部分则可面向导光式照明装置Z的组装轴心线A(如图1A所示)。
然而，上述有关每一个导光元件40的断面形状与每一个导光元件40的多个导光微结构4020所设置的位置只是用来举例而已，其并非用以限定本发明。凡任何断面形状(例如多角形、圆形、楔型等)的导光元件40与设置在每一个导光元件40的任何表面上且包括导光功能的微结构皆可应用于本发明中。
另外，配合图1A、图1B与图1D所示，导光式照明装置Z可更进一步包括：一定位单元5，其包括一设置在发光单元3上的定位本体50(例如定位本体50可通过多个螺丝S而锁固在发光单元3上)、至少一或多个贯穿过定位本体50且对应发光元件31的穿孔51及至少一或多个对应于穿孔51的卡固槽52。在本实施例中，由于定位单元5包括多个穿孔51及多个卡固槽52，且每一个U形导光元件40的两末端分别具有卡固部403，所以每一个导光元件40的每一个卡固部403可卡固在每一个相对应的卡固槽52内，以使得每一个导光元件40的两末端可被准确的定位而分别面向每两个发光元件31且固设于该定位本体50。当然，当定位单元5包括至少一穿孔51及至少一卡固槽52时，则每一个导光元件40的底端具有至少一用于卡固在所述至少一卡固槽52内的卡固部403，以使得所述至少一导光元件40的底端可面向所述至少一发光元件31且固设于该定位本体50。
此外，导光式照明装置Z可更进一步包括：一封盖单元6，其包括一与散热单元1相互配合以遮蔽发光单元3的封盖本体60及一贯穿封盖本体60的开口61，其中导光单元4的每一个导光元件40穿过封盖单元6的开口61。
再者，如图1F所示，本发明第一实施例可提供另一种导光元件40，其底端具有一凹槽40A以容置发光元件31，且入光面400可为一形成于凹槽40A的内表面上的折射面。因此，当发光元件31所产生的光束L从入光面400射入导光元件40内时，光束L可通过这些导光微结构4020的全反射作用，以形成一反射光束L’，然后此反射光束L’可从出光面401离开导光元件40，大大提升照明装置Z的侧向发光。
综上所述，如图1A至图1C所示，本发明可依序将散热单元1、导电单元2、发光单元3、导光单元4、定位单元5及封盖单元6依序组装在一起，以形成本发明的导光式照明装置Z。当导光式照明装置Z以旋转的方式锁固于一供电插槽(图未示)内时，发光单元3即可取得供电插槽(图未示)所提供的电源供应，而产生投向导光单元4的光束(图未示)。另外，如图1F所示，当发光元件31所产生的光束L从入光面400射入导光元件40内时，光束L经由光反射层402的全反射作用后，反射光束L’可从出光面401离开导光元件40，因此本发明的导光式照明装置Z可通过导光单元4的使用，以提供不会对使用者产生眩光影响且可在视觉上呈现360度的环形发光范围。
〔第二实施例〕
请参阅图2A至图2D所示，本发明第二实施例提供一种导光式照明装置Z。由图2B与图1D的比较及图2C与图1E的比较可知，本发明第二实施例与第一实施例最大的不同在于：在第二实施例中，光学表面处理层可为一对应于出光面401且用于均匀散射光束L的光散射层402’，以作为一散射面来使用。举例来说，光散射层402’可经由将混有高散射材质的白色漆料涂布于导光元件40的至少一侧面所形成，以此产生朗伯表面(Lambertiansurface)，以形成完美反射漫射体。举例来说，在本实施例中，每一个导光元件40可为六角柱状(如图2C所示)，其外侧的三个表面为透明表面，而内侧的三个表面为涂布白色高散射漆料后所形成的光散射层402’，然而本发明所使用的光散射层402’不以上述所举的例子为限。再者，导光元件40的底端具有一凹槽40A，入光面400可为一形成于凹槽40A的内表面上的折射面，且导光元件40具有一连接于凹槽40A的内表面且围绕凹槽40A的围绕式全反射斜面404。
因此，如图2D所示，当发光元件31所产生的光束L从入光面400(折射面)射入导光元件40内时，光束L可先通过光散射层402’的散射作用以形成一散射光束L”，然后此散射光束L”可从出光面401离开导光元件40，以使得导光式照明装置Z可通过导光单元4的使用来呈现360度的环形发光范围。另外，由于从导光单元4所投射出来的散射光束L”可以相互混合，因此本发明导光式照明装置Z不仅可达成侧向发光的效果，更可以提供高均匀度且高光利用率的照明光源。
另外，如图2D所示，第二实施例中导光元件40有特别设计一连接于凹槽40A的内表面且围绕凹槽40A的围绕式全反射斜面404，当发光元件31所产生的光束L从入光面400(折射面)投射进入导光元件40内时，一部分的光束L可先通过围绕式全反射斜面404的反射，以将光束L导向更远离发光单元3的位置，然后再经由光散射层402’的散射作用以形成一散射光束L”。因此，本发明可通过围绕式全反射斜面404的使用，以增加导光式照明装置Z的光利用率。
再者，由图2A与图1A的比较可知，本发明第二实施例与第一实施例的不同处更进一步在于：在第二实施例中，导光单元4的U型顶端略呈尖形。由于发光元件31正向发出的光束L进入导光元件40后会由此处出光面401散射出去，所以每一个导光元件40都能够投射出更多散射光束L”。以此，本发明导光式照明装置Z能够通过导光单元4的使用，以增加导光式照明装置Z的光利用率及提供使用者在视觉上产生整体发光的效果。
〔实施例的可能功效〕
综上所述，本发明实施例所提供的导光式照明装置，其可通过“发光单元与导光单元相互配合”的设计，以提供360度的环形发光范围，进而取代传统省电灯泡。
另外，本发明实施例所提供的导光式照明装置，可在不更动现有灯具下，直接将传统省电灯泡替换为本发明的导光式照明装置，因此本发明的设计将有效提高使用者更换的意愿，确实能够提升节能效果与解决汞污染问题。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非因此局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种导光式照明装置，其特征在于，包括：
一散热单元，其包括一散热本体；
一导电单元，其设置于该散热本体的第一端上；
一发光单元，其设置于该散热本体的第二端上，其中该发光单元包括至少一电性连接于该导电单元且用于产生光束的发光元件；以及
一导光单元，其包括至少一设置于该发光单元上方的导光元件，其中所述至少一导光元件的底端具有一用于接收该光束的入光面，且所述至少一导光元件的至少一侧面具有一光学表面处理层。
2.如权利要求1所述的导光式照明装置，其特征在于，所述至少一发光元件为一发光二极管封装结构。
3.如权利要求1所述的导光式照明装置，其特征在于，所述至少一导光元件的其余侧面依序相连以形成一出光面，且该光学表面处理层为一对应于该出光面且用于反射该光束的光反射层。
4.如权利要求3所述的导光式照明装置，其特征在于，该光反射层由多个导光微结构所组成，且每一个导光微结构为一凸体或一凹槽。
5.如权利要求1所述的导光式照明装置，其特征在于，所述至少一导光元件的其余侧面依序相连以形成一出光面，且该光学表面处理层为一对应于该出光面且用于均匀散射该光束的光散射层。
6.如权利要求5所述的导光式照明装置，其特征在于，所述至少一导光元件的底端具有一凹槽，该入光面为一形成于该凹槽的内表面上的折射面，且所述至少一导光元件具有一连接于该凹槽的内表面且围绕该凹槽的围绕式全反射斜面。
7.如权利要求5所述的导光式照明装置，其特征在于，该光散射层为一涂布于所述至少一导光元件的所述至少一侧面上且混有高散射材质的白色漆料。
8.如权利要求1所述的导光式照明装置，其特征在于，所述至少一导光元件为一实心且呈U形外观的导光条，且所述至少一导光元件的两末端面向所述至少一发光元件。
9.如权利要求1所述的导光式照明装置，其特征在于，所述至少一导光元件为一实心且呈U形外观的导光条，所述至少一导光元件的顶端略呈尖形，且所述至少一导光元件的两末端面向所述至少一发光元件。
10.如权利要求1所述的导光式照明装置，其特征在于，所述至少一导光元件为六角柱状，其剖面呈现六角的断面，其中该导光式照明装置具有一组装轴心线，且该光学表面处理层面向该组装轴心线。
11.如权利要求1所述的导光式照明装置，其特征在于，该导光式照明装置还包括：一定位单元，其包括一设置在该发光单元上的定位本体、至少一贯穿过该定位本体且对应所述至少一发光元件的穿孔及至少一对应于所述至少一穿孔的卡固槽。
12.如权利要求11所述的导光式照明装置，其特征在于，所述至少一导光元件的底端具有至少一用于卡固在所述至少一卡固槽内的卡固部，以使得所述至少一导光元件的底端可面向所述至少一发光元件且固设于该定位本体。
13.如权利要求1所述的导光式照明装置，其特征在于，该导光式照明装置还包括：一封盖单元，其包括一与该散热单元相互配合以遮蔽该发光单元的封盖本体及一贯穿该封盖本体的开口，其中所述至少一导光元件穿过该封盖单元的开口。
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