CN102620153A

CN102620153A - 灯具

Info

Publication number: CN102620153A
Application number: CN2011100355895A
Authority: CN
Inventors: 郑顺中; 王志煌; 郑嘉铭
Original assignee: Silitek Electronic Guangzhou Co Ltd; Lite On Technology Corp
Current assignee: Silitek Electronic Guangzhou Co Ltd; Lite On Technology Corp
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-01
Also published as: US20120194068A1

Abstract

本发明是有关于一种灯具，包含一壳体、一板体、一发光模块，及一光传感器。该板体安装于该壳体并具有一波长转换材料。该发光模块与该板体相间隔地设于该壳体并包括一电路板，及多个设于该电路板并朝向该板体照射的发光单元。该光传感器设于该板体并用以感测从所述发光单元发出且经过该板体和该波长转换材料的光线的色温。

Description

灯具

技术领域

本发明涉及一种灯具，特别是涉及一种具有光传感器的LED(LightEmitting Diode，发光二极管)灯具。

背景技术

由于LED具有省电、使用寿命长及环保的优点，已逐渐应用普及于一般的照明领域。

目前LED灯具中多是以LED发光晶粒混上荧光粉的形式以激发并混光为照明光线。为提供稳定的照明光线，在某些LED灯具可设有一光传感器(Light Sensor)，该光传感器用以感测LED灯具的色温或亮度，并以控制电流或电压的方式来提供稳定色温或亮度的照明光线。

然而，因光传感器的设置位置限制，因而可能无法精确反应出LED发光晶粒经荧光粉激发的照明光线色温，或是无法精确反应LED灯具中混光后的色温。

由此可见，上述现有的LED灯具在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新型结构的灯具，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的LED灯具存在的缺陷，而提供一种新型结构的灯具，所要解决的技术问题是使其在于提供一种能够精确反应灯具混光后的色温的具有光传感器的灯具，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种灯具，包含：一壳体、一板体、一发光模块，及一光传感器；其中：该板体安装于该壳体并具有一波长转换材料；该发光模块与该板体相间隔地设于该壳体并包括一电路板，及多个设于该电路板并朝向该板体照射的发光单元；该光传感器设于该板体并用以感测从所述发光单元发出且经过该板体和该波长转换材料的光线的色温。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的灯具，其中所述的该光传感器是设于该板体的侧缘。

前述的灯具，其中所述的该波长转换材料为涂布于该板体面向该发光模块的一侧表面的荧光粉层。

前述的灯具，其中所述的该波长转换材料为散布于该板体中的荧光粉。

前述的灯具，其中所述的还包含一位于该板体与该光传感器间的聚光透镜。

前述的灯具，其中所述的还包含多个设置于该电路板的反射体，各该反射体呈半球体状且将其周围的发光单元发出的光线朝向该板体反射。

前述的灯具，其中所述的各该发光单元为LED封装体，包括至少一LED发光晶粒；各该反射体的高度与两相邻反射体的距离成正比，并与各该LED晶粒的半功率光谱宽度成反比。

前述的灯具，其中所述的各该发光单元为LED封装体，包括至少一LED发光晶粒；所述LED封装体区分为两种，分别为蓝色LED封装体及琥珀色LED封装体。

前述的灯具，其中所述的该光传感器是设于该板体背向该发光模块的一侧表面。

前述的灯具，其中所述的还包含一与该光传感器电耦接的控制单元，该控制单元接收该光传感器所感测的色温并据以调整所述发光单元的色温。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种灯具，包含：一壳体、一板体、一发光模块及一光传感器。该板体安装于该壳体并具有一波长转换材料。该发光模块与该板体相间隔地设于该壳体并包括一电路板，及多个设于该电路板并朝向该板体照射的发光单元。该光传感器设于该板体并用以感测从所述发光单元发出且经过该板体和该波长转换材料的光线的色温，进而可据以调整所述发光单元的色温。借由上述技术方案，本发明灯具至少具有下列优点及有益效果：借由将光传感器设于具波长转换材料的板体，使光传感器能感测到通过波长转换材料的光线，从而精确反应灯具混光后的色温。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明灯具的较佳实施例的一剖面示意图；

图2是该较佳实施例的一局部剖面示意图，说明一发光模块的光线路径；

图3是该较佳实施例的一部分俯视图；

图4是一色度图，说明该较佳实施例是采用白光与琥珀色的光线进行混光以进行色温调变；

图5是该较佳实施例的一局部剖面示意图，说明多个反射体用以改变该发光模块的光线路径；

图6是一色度图，说明混光后色温的计算方法；

图7是该较佳实施例的另一实施结构的一局部剖面示意图，说明一光传感器设于一板体背向该发光模块的一侧表面。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的灯具其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参阅图1、图2，本发明灯具的较佳实施例包含一壳体2、一板体3、一发光模块4、一光传感器5，及一控制单元6。壳体2供板体3与发光模块4设置，光传感器5设于板体3，而控制单元6则安装于壳体2外部并与发光模块4及光传感器5电耦接。

壳体2包含一本体部22及一设于本体部22的灯罩部23。本体部22凹陷形成有一连通外部的容置空间21，容置空间21是由本体部22的一环形的内周面221及一连接内周面221的底面222共同界定出。内周面221为一能够反射光线的反射面。容置空间221可由一体成型的本体部22界定出，或者本体部22可具有一底板(图未示)及一环绕底板的内周壁(图未示)，而容置空间221则由底板与内周壁共同界定出。本体部22相反于容置空间的另一侧可设有一用以与外部电源连接的导电接头(图未示)。灯罩部23呈环状并具有一内壁面231，内壁面231界定出一用以供板体3外露的出光孔。内壁面231为一能够反射光线的反射面。反射面可由一设于灯罩部23的反射片构成，或者灯罩部23本身由能够反射光线的材料制成，使其内壁面形成一反射面。

板体3安装于壳体2的本体部22，也就是板体3覆盖于凹陷的本体部22上以封闭容置空间21。板体3是由可透光的导光材料构成，使得光线通过板体3时部分的光线能穿过板体3，部分的光线可在板体3和空气的接口上不断的产生全反射而在板体3内沿着板体3的方向向前传播。板体3整体的厚度介于1.5mm至3mm间可获得较好的出光效果。板体3具有一波长转换材料7，在本实施例中，波长转换材料7为涂布于板体3面向容置空间21的一侧表面的荧光粉层。波长转换材料7均匀地涂布于板体3表面时可达到较好的效果而避免光圈的产生。在另一实施结构中，波长转换材料7是以射出成型的技术与板体3的材料混合后制成，也就是说，波长转换材料7是散布于板体3中(如图7所示)。

发光模块4设于壳体2的本体部22的底面222而位于容置空间221内，并与板体3间具有一间隔距离。发光模块4包括一设置在底面222的电路板41，及多个设于电路板41背向底面222的一侧并朝向板体3照射的发光单元42。各发光单元42为LED封装体，包括至少一LED发光晶粒421(见图5)。由于波长转换材料7是设于板体3而与发光单元42间具有一间距，可避免波长转换材料7因直接接触发光单元42而因高温造成波长转换材料7变质。也就是说，本实施例的波长转换材料7是采用间接涂布(RemotePhosphor)的技术。

参阅图3、图4，LED封装体可区分为两种，分别为蓝色LED封装体42a及琥珀色LED封装体42b。琥珀色LED封装体42b的光线波长介于580nm与585nm间。蓝色LED封装体42a的光线通过波长转换材料7(譬如为黄色荧光粉)后会激发成色温介于6020K与7040K间的白光，而琥珀色LED封装体42b所发出的光线通过波长转换材料7后不会产生色温的改变，仅在强度上略为衰减。白光与琥珀色的光线依不同的权重比例经混光后的色温可包含照明领域常用的数种色温领域。蓝色LED封装体42a及琥珀色LED封装体42b可分别通过设置蓝色LED发光晶粒与琥珀色LED发光晶粒于蓝色LED封装体42a及琥珀色LED封装体42b内，使蓝色LED封装体42a及琥珀色LED封装体42b分别可发出蓝色与琥珀色的光线，或者，蓝色LED封装体42a及琥珀色LED封装体42b可分别通过多个设置于蓝色LED封装体42a及琥珀色LED封装体42b内的发光晶粒(图未示)混光后而产生蓝色及琥珀色的光线，或者，可于蓝色LED封装体42a及琥珀色LED封装体42b设置荧光粉(图未示)，使蓝色LED封装体42a及琥珀色LED封装体42b内的发光晶粒421所发出的光线经过荧光粉激发后而分别产生蓝色及琥珀色的光线。

参阅图5，灯具100还包含多个设置于电路板41并与发光单元42位于电路板41同一侧表面的反射体9，各反射体9突出于电路板41表面并呈半球体状且将其周围的发光单元42发出的光线朝向板体3反射。当光线由发光单元42射出时，由于LED发光晶粒421具有中央出光量最大并朝两侧逐渐递减的特性(例如光线路径P3的照度为1流明，而光线路径P4的照度减少为0.7流明)，造成出光分布不均而在视觉上产生亮点。在反射体9的作用下可改变发光单元42两侧的光线路径，借以降低出光分布不均的现象(例如照度为0.3流明的光线路径P5在反射后与光线路径P4加总产生与P3路径相同的1流明的照度，使得出光的分布较为均匀)。较佳地，各反射体9的高度与两相邻反射体9的距离成正比，并与各LED晶粒的半功率光谱宽度(Full width at half maximum；FWHM)成反比。较佳地，LED发光晶粒421的相邻两反射体9的距离L及高度H是符合以下方程式：

H = \frac{L}{2} \times \tan (90 - θ)

其中，

θ = \frac{1}{2} FWHM

参阅图2，光传感器5设于板体3的侧缘。根据上面描述，部分光线可以在板体3中传播，因此蓝色LED封装体42a激发波长转换材料7后产生的白光与琥珀色LED封装体42b所产生的光线在板体3内会不断进行全反射而产生混光光线，此混光光线进而可传递到板体3侧缘旁的光传感器5，于是光传感器5可据以感测其混光光线的色温。换句话说，发光单元42的光线经过内周面221或反射体9的反射后会朝板体3行进并通过波长转换材料7，接着大部分的光线会通过板体3朝外部射出(如光线路径P1)，少部分光线则于板体3内产生全反射而传导至板体3的侧缘后而射出(如光线路径P2)，由侧缘射出的光线可被设于板体3侧缘的光传感器5所感测。由于仅有蓝色LED封装体42a的光线于通过波长转换材料7时会激发波长转换材料7而产生白光，而琥珀色LED封装体42b的光线于通过波长转换材料7时不会激发波长转换材料7而仍维持琥珀色的光线，且上述的白光与琥珀色的光线可在板体3内传递而均匀混光，所以光传感器5可以感测从蓝色LED封装体42a发出且激发波长转换材料7后所产生的白光以及琥珀色LED封装体42b的琥珀色的光线混光后的色温。在本实施例中，灯具100还包含一位于板体3与光传感器5间的聚光透镜8。聚光透镜8呈一凸透镜形状并由板体3的侧缘突出，用以将从板体3侧缘传播的光线聚焦以提高光传感器5接收到的光线流明数，使光传感器5的精确度提高。此外，上述实施例为发光单元42有两种不同LED封装体42a、42b，光传感器5用以感测两种不同LED封装体42a、42b的光线经波长转换材料7而混光后的色温，然而在其它实施例中，发光单元42也可以仅有单一种LED封装体(图未示)，因而仅用于感测该种LED封装体经波长转换材料7激发后产生的光线的色温。

参阅图1、图6，控制单元6与光传感器5电耦接，接收光传感器5所感测的色温并据以调整发光单元42的色温。控制单元6经由调整蓝色LED封装体42a与琥珀色LED封装体42b的光线的亮度权重比例，使白光与琥珀色的光线混光后的色温达到一目标值，从而使灯具100进行色温调变。其中，控制单元6是通过一公式计算出混光后的色温值，有关计算混光后的色温的方法可参阅图6并说明如下：假设欲进行混光的两种光线分别为(x₁，y₁，Y₁)及(x₂，y₂，Y₂)，其中(x₁，y₁)与(x₂，y₂)分别为两种光线的色坐标，且Y₁与Y₂分别为两种光线的亮度，则混光后的色坐标等于

(x_{3}, y_{3}) = (\frac{m_{1} x_{1} + m_{2} x_{2}}{m_{1} + m_{2}}, \frac{m_{1} y_{1} + m_{2} y_{2}}{m_{1} + m_{2}}),

其中，

m_{1} = \frac{Y_{1}}{y_{1}}

且

m_{2} = \frac{Y_{2}}{y_{2}}

混光后的亮度等于

Y₃＝Y₁+Y₂

通过上述的计算公式控制单元6能计算出混光后的色温值，使控制单元6能将灯具100的色温调整至目标值。

参阅图7，在本实施例的另一实施结构中，光传感器5’是设于板体3背向发光模块4的一侧的表面，且波长转换材料7’则散布于板体3中。在此实施结构下，发光单元42所发出的光线可以在经过板体3时同时经过波长转换材料7’，且部分光线仍可如前述在板体3中传递而混光，即如图3的蓝色LED封装体42a的光线可激发波长转换材料7’而产生白光，或是如图3的琥珀色LED封装体42b不与波长转换材料7’作用而为琥珀色的光线，白光与琥珀色的光线在板体3中混光为混光光线而传递至光传感器5’，光传感器5’接收到此混光光线并感测其色温。此外，也可适度调整板体3、本体部22、光传感器5’的尺寸大小或相对位置配置而使光传感器5’不会阻挡任何出光而使其整体出光效率不致下降。

综上所述，本发明灯具借由将光传感器5、5’设于板体3而使本实施例能在波长转换材料7、7’采用间接涂布的技术下感测发光单元42激发波长转换材料7、7’后的光线的色温，而同时具有波长转换材料7、7’不易受LED发光晶粒421的高温影响产生变质的功效以及能够准确感测发光单元42发出且经过波长转换材料7、7’的光线色温的功效。并搭配聚光透镜8的结构设计使光传感器5的精准度提升，又通过反射体9的设置使本实施例的出光较为均匀，此外，本发明采用白光与琥珀色光线进行混光而能调变出照明领域常用的各种色温效果，所以确实能达成本发明的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种灯具，包含：一壳体、一板体、一发光模块，及一光传感器；其特征在于：该板体安装于该壳体并具有一波长转换材料；该发光模块与该板体相间隔地设于该壳体并包括一电路板，及多个设于该电路板并朝向该板体照射的发光单元；该光传感器设于该板体并用以感测从所述发光单元发出且经过该板体和该波长转换材料的光线的色温。

2.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：该光传感器是设于该板体的侧缘。

3.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：该波长转换材料为涂布于该板体面向该发光模块的一侧表面的荧光粉层。

4.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：该波长转换材料为散布于该板体中的荧光粉。

5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的灯具，其特征在于：所述的灯具还包含一位于该板体与该光传感器间的聚光透镜。

6.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：所述的灯具还包含多个设置于该电路板的反射体，各该反射体呈半球体状且将其周围的发光单元发出的光线朝向该板体反射。

7.如权利要求6所述的灯具，其特征在于：各该发光单元为LED封装体，包括至少一LED发光晶粒；各该反射体的高度与两相邻反射体的距离成正比，并与各该LED晶粒的半功率光谱宽度成反比。

8.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：各该发光单元为LED封装体，包括至少一LED发光晶粒；所述LED封装体区分为两种，分别为蓝色LED封装体及琥珀色LED封装体。

9.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：该光传感器是设于该板体背向该发光模块的一侧表面。

10.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：所述的灯具还包含一与该光传感器电耦接的控制单元，该控制单元接收该光传感器所感测的色温并据以调整所述发光单元的色温。