CN102588759B

CN102588759B - 发光装置

Info

Publication number: CN102588759B
Application number: CN201110021145.6A
Authority: CN
Inventors: 陈禀钧
Original assignee: Edison Opto Corp
Current assignee: Edison Opto Corp
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-01-14
Also published as: CN102588759A

Abstract

本发明在此揭露一种发光装置，其包含反射器以及第一光源。反射器包含第一凹面以及第二凹面，第一凹面邻接的第二凹面，且第一与第二凹面邻接处形成一凸脊，凸脊的棱线大致朝一方向延伸。第一光源配置于第一凹面的相对于凸脊的一侧。第一光源具有一第一发光面朝向凸脊，且凸脊的顶部向上延伸超越第一发光面的底部，但未超越第一发光面的顶部。

Description

发光装置

技术领域

本发明是有关于一种发光装置。

背景技术

随着科技的进步，人们对于发光装置的需求日益提升，不仅要求高发光效能，更要求低耗电量，因此发光二极管(LED)便渐渐取代传统的发光装置。

发光二极管是一种半导体组件。发光二极管的优点在于发光效率高、反应时间快、以及不含汞。除此之外，还有耐机械冲击、体积小、色域广泛等优点。随着白光发光二极管的出现，人们发现其最大的商业应用潜力即在于照明，使发光二极管俨然成为21世纪的新型光源。

但是，一般的发光二极管的出光角度约为120度，亦即发光二极管发光面法线+/-60度的立体角范围。相较于一般传统的光源，例如传统灯泡或日光灯，发光二极管的出光角度明显不足，而这也限制了发光二极管在一般照明上的应用。

发明内容

本发明的一目的是提供一种发光装置，以能具有良好的出光均匀性以及绝佳的出光角度范围。

根据本发明的实施例，此发光装置包含一反射器以及一第一光源。反射器包含一第一凹面以及一第二凹面。第一凹面与第二凹面邻接，第一及第二凹面邻接处形成一凸脊，此凸脊的棱线大致朝一方向延伸。第一光源配置于第一凹面的相对于凸脊的一侧。第一光源具有一第一发光面，第一发光面朝向凸脊。凸脊的顶部向上延伸超越第一发光面的底部，但未超越第一发光面的顶部。

如上所述的发光装置，第一发光面具有一高度，凸脊的顶部向上延伸超越此高度的约三分之一，但未超越此高度的约三分之二。

如上所述的发光装置，第一凹面具有一开口距离，且此第一发光面具有一高度，开口距离为此高度的约2.8倍至约5.8倍。

如上所述的发光装置，其中第一发光面大致位于第一凹面的边缘，第一凹面的一横截面形状包含一抛物线的一部分，此抛物线由第一凹面的边缘向下延伸，而在第一凹面上形成一抛物曲面。

如上所述的发光装置，其中此抛物线的顶点位于第一发光面上，且抛物线的焦距为开口距离的约0.3倍至约0.6倍。

如上所述的发光装置，其中第一凹面上具有复数突起结构，配置在低于第一发光面底部的位置。每一该些突起结构具有一棱线，其大致平行于凸脊的棱线。

如上所述的发光装置，其中每一突起结构至少邻接此些突起结构中的另一突起结构，而在第一凹面上形成一波浪状表面。

如上所述的发光装置，还包括一第二光源配置于第二凹面的相对于凸脊的一侧，第二光源具有一第二发光面朝向凸脊。

如上所述的发光装置，其中凸脊顶部的相对两侧形成一夹角为约100度至约140度。

本发明的发光装置具有良好的出光均匀性以及绝佳的出光角度范围。

附图说明

为让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，所附附图的说明如下：

图1是绘示本发明一实施方式的发光装置的立体示意图；

图2是绘示图1中沿2-2’线段的剖面示意图；

图3是绘示本发明另一实施方式的发光装置的立体示意图。

【主要组件符号说明】

100发光装置

110反射器

111第一凹面

112第二凹面

113凸脊

113a顶部

114突起结构

120第一光源

121第一发光面

121a顶部

121b底部

130第二光源

132第二发光面

151、152棱线

300发光装置

310第一光源

320第二光源

330第三光源

340第四光源

350反射器

352第一凸脊

354第一棱线

356第二凸脊

358第二棱线

361第一凹面

362第二凹面

363第三凹面

364第四凹面

2-2’线段

A开口距离

B水平距离

C抛物曲面

D方向

F焦点

G焦距

H高度

P抛物线

W宽度

具体实施方式

为了使本发明的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各种实施方式或实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其它的实施例，而无须进一步的记载或说明。

图1绘示本发明一实施方式的发光装置100的立体示意图。图2绘示图1中沿2-2’线段的剖面示意图。如图1所示，发光装置100包含反射器110以及第一光源120。

反射器110包含第一凹面111以及第二凹面112，且第一凹面111邻接于第二凹面112。第一凹面111与第二凹面112邻接处形成一凸脊113，凸脊113的棱线151大致朝方向D延伸。在一实施例中，第二凹面112与第一凹面111为镜像对称的结构。反射器110是用以反射第一光源120所发出的光线。反射器110可为一空心壳体的结构或者为一实心的结构。在一实施例中，反射器110为塑料材料制成的壳体，且在第一凹面111与第二凹面112上镀有诸如银或铝等反射层，用以反射光线。在另一实施例中，反射器110为实心结构，其可为铝或其它金属所制成。

请同时参见图1及图2，第一光源120配置在第一凹面111的侧边，且第一光源120位于与凸脊113相对的位置。第一光源120具有一第一发光面121，且第一发光面121面向凸脊113。第一光源120可例如为一发光二极管(LED)灯条或其它的光源装置。在一实施例中，第一发光面121大致与凸脊113的棱线151的延伸方向D平行。凸脊113的顶部113a向上延伸超越第一发光面121的底部121b，但不超越第一发光面121的顶部121a，如图2所示。

在一实施方式中，发光装置100可还包括一第二光源130，配置在第二凹面112的一侧，并与凸脊113相对。第二光源130具有一第二发光面132朝向凸脊113。在一实施例中，第二光源130大致与第一光源120平行配置，且第一发光面121与第二发光面132相对。在本发明中，第二光源130并非必要，或者第二光源130可置换为一反射镜。

在发光装置100包含有第一光源120以及第二光源130的实施方式中，第一光源120与第二光源130可为相同或不同的光源。举例而言，第一光源120与第二光源130可为不同颜色的光源，并可通过反射器110而达成混光的效果。

第一光源120朝向凸脊113的方向放射出光线。凸脊顶部113a的高度并不超越第一发光面的顶部121a，因此一部分光线将由凸脊顶部113a上方越过，而另一部分光线将被凸脊113左侧的第一凹面111部分反射向上。所以，发光装置100可以兼顾向上方向的照明以及侧边的照明。凸脊113的高度会影响向上反射光线的比例，因此可以根据实际需求而改变凸脊113的高度设计，使发光装置100具有良好的照明均匀性以及出光角度。

在一实施例中，凸脊113的顶部113a向上延伸超越第一发光面121高度H的约三分之一处，但未超越该高度H的约三分之二处。例如，顶部113a的高度位置大致位于高度H的二分之一处。在一实施例中，凸脊顶部113a的相对两侧形成一夹角θ，此夹角θ为约100度至约140度。在另一实施例中，夹角θ为约115度至约135度。

第一凹面111、第二凹面112以及凸脊113是用来反射第一光源120及/或第二光源130所发出的光线。因此，本发明的诸多实施方式中，第一凹面111、第二凹面与凸脊113本身的形状和尺寸特征，以及其与第一光源120之间的相对位置或维度比例的关系，是经缜密的设计，并非不具技术意义的形状或维度的简单改变。从而使整体发光装置100具有较佳的照度或亮度均匀性。

在本文中，开口距离A定义为凸脊113的最高点至第一凹面111边缘的水平距离，如图2所示，此处第一凹面111边缘是指第一凹面111配置有第一光源侧的边缘。在一实施方式中，开口距离A为第一发光面高度H的约2.8倍至约5.8倍。例如可为3倍、4倍或5倍。

开口距离A与第一发光面高度H两者的比例，会影响发光装置100的出光均匀性。若两者比例设计不当，可能发生在某些出光角度上的光线强度特别弱，但在某些出光角度上的光线又特别强的现象。当开口距离A为第一发光面高度H的约2.8倍至约5.8倍时，可以在各出光角度上得到较佳的出光强度均匀性。但是，对于某些特别需求的发光装置，例如需要特别强化某些特定方向上的出光强度，则开口距离A对第一发光面高度H的比例可能不在上述范围。因此，本发明并不限于此。

第一凹面111的设计是重要的，其可提高发光装置100在各出光角度上的光强度均匀性，并能有效利用第一光源120所发出的光线。举例而言，若以LED灯条作为第一光源120，一般LED灯条的出光角度约为120度(亦即法线+/-60度的立体角)，第一凹面111可用以控制第一发光面121下半部发出光线的反射方向，从而提高整体发光装置100在各出光角度上的光强度均匀性。如果反射器110仅设计有反射凸脊，而没有第一凹面111，则整体发光装置的光强度均匀性并不理想。

在一实施方式中，第一凹面111的横截面形状包含一抛物线P的一部分，且第一发光面121大致位于第一凹面111的边缘处。具体而言，抛物线P大致由第一凹面111靠近第一发光面121的边缘向下延伸，而在第一凹面111上形成一抛物曲面C，如图1及图2所示。在一实施例中，抛物线P的顶点位于第一发光面121的左侧，如图2所示，而使抛物线P大约通过第一发光面的底部121b。在另一实施例中，抛物线P的顶点可位于第一发光面121上，且抛物线P的焦距G为该开口距离A的约0.3倍至约0.6倍，例如为约0.35倍、0.4倍、0.45倍、0.5倍或0.55倍。在此，焦距G定义为抛物线P的焦点F至抛物线P的顶点的直线距离。在上述实施方式中，抛物线P的顶点不一定位在第一发光面121高度的二分之一处，抛物线P的顶点可位在第一发光面121的上半部或下半部。此外，抛物线P的轴并不一定是水平线，亦即抛物线P的顶点与焦点F可设计在不同的高度。抛物曲面C的设计有助于提高发光装置100各出光角度上的光强度均匀性。

在另一实施方式中，第一凹面111上具有数个突起结构114，用以造成光线散射。在一实施例中，突起结构114大致朝方向D延伸，亦即每一突起结构114具有一棱线152，其大致平行于凸脊的棱线151。突起结构114具有一底部宽度W为约1mm至约2mm，且突起结构114的高度为底部宽度W的约四分之一至约四分之三。每一凸起结构114可以具有不同的外观尺寸，例如可为两种不同高度的突起结构相互交错排列。在另一实施例中，突起结构114是配置在第一凹面111上的低于第一发光面底部121b的位置。

在又一实施例中，每一个突起结构114至少邻接另一突起结构114，而在第一凹面111上形成一波浪状表面。波浪状表面衔接抛物曲面C，衔接处至第一凹面111边缘的水平距离B为开口距离A的约0.2倍至约0.4倍。这些数个突起结构114是用以造成光线局部散射，从而改善第一凹面111向上反射光线时，在各出光角度上的均匀性。在其它实施例中，抛物曲面C与波浪状表面的衔接处大致位于第一凹面111的最低点。

通常，LED灯条虽然具有一发光面，但是整体外观较接近线光源。根据本发明实施例的发光装置，可以将例如LED灯条的发光源转变为一平面光源。此外，根据本发明实施例的发光装置，因反射器同时设计凸脊与凹面，使发光装置具有绝佳的出光角度范围以及光线强度均匀性。

图3绘示本发明另一实施方式的发光装置300的立体示意图。发光装置300包括有第一光源310、第二光源320、第三光源330、第四光源340以及反射器350。

在本实施方式中，反射器350包含有第一凸脊352以及第二凸脊356。第一凸脊352的第一棱线354大致与第二凸脊356的第二棱线358相互垂直，因此在反射器350上形成四个凹面，分别为第一凹面361、第二凹面362、第三凹面363以及第四凹面364。上述第一至第四凹面是用以反射第一、第二、第三以及第四光源(310、320、330、340)所发出的光线。

如图3所示，第一、第二、第三以及第四光源(310、320、330、340)配置在反射器350的周缘，且上述光源的发光面朝向反射器350。第一光源310、第二光源320大致与第一棱线354平行配置；第三光源330、第四光源340大致与第二棱线358平行配置。

第一光源310、第二光源320以及第一凸脊352的位置相对关系以及尺寸维度可与图2绘示的实施方式相似。简言之，第一凸脊352的顶部向上延伸超越第一光源310以及第二光源320的底部，但是不超越第一光源310及第二光源320的顶部。

同理，第三光源330、第四光源340以及第二凸脊356的位置相对关系以及尺寸维度可与图2绘示的实施方式相似。因此，第二凸脊356的顶部向上延伸超越第三光源330以及第四光源340的底部，但是不超越第三光源330以及第四光源340的顶部。

此外，第一凹面361、第二凹面362、第三凹面363以及第四凹面364的形状特征及维度可与图2绘示的实施方式相似。例如，第一凹面361、第二凹面362、第三凹面363以及第四凹面364上可具有数个突起结构(未绘示)；以及上述各个凹面(361、362、363、364)的横截面形状可包含抛物线的一部分。

在本实施方式中，第一、第二、第三以及第四光源(310、320、330、340)可为相同或不同颜色的光源。若第一、第二、第三以及第四光源(310、320、330、340)包含有两种不同颜色的光源，则可通过反射器350达成混合光线的效果。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种发光装置，其特征在于，包含：

一反射器，包含一第一凹面以及邻接该第一凹面的一第二凹面，该第一凹面与该第二凹面的邻接处形成一凸脊，该凸脊的一棱线朝一方向延伸；以及

一第一光源，配置于该第一凹面的相对于该凸脊的一侧，其中该第一光源具有一第一发光面朝向该凸脊，且该凸脊的一顶部向上延伸超越该第一发光面的一底部，但未超越该第一发光面的一顶部。

2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第一发光面具有一高度，该凸脊的顶部向上延伸超越该高度的三分之一，但未超越该高度的三分之二。

3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第一凹面具有一开口距离，且该第一发光面具有一高度，该开口距离为该高度的2.8倍至5.8倍。

4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该第一发光面位于该第一凹面的边缘。

5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，该第一凹面的一横截面形状包含一抛物线的一部分，该抛物线由该边缘向下延伸，而在该第一凹面上形成一抛物曲面。

6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该抛物线的顶点位于该第一发光面上，且该抛物线的焦距为该开口距离的0.3倍至0.6倍。

7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第一凹面上具有数个突起结构，配置在低于该第一发光面底部的位置。

8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，每一该些突起结构具有一棱线，其平行于该凸脊的棱线。

9.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于，每一该些突起结构至少邻接该些突起结构中的另一突起结构，而在该第一凹面上形成一波浪状表面。

10.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，还包括一第二光源配置于该第二凹面的相对于该凸脊的一侧，其中该第二光源具有一第二发光面朝向该凸脊。

11.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该凸脊顶部的相对两侧形成一夹角，该夹角为100度至140度。