发明内容
鉴于先前技术所述,本发明的一目的,在于提供一种发光装置,该发光装置的制作工序简易且可有效地降低制作成本,且更具有重量轻及绝缘性佳的优点。
本发明的另一目的,在于提供一种灯具的制作方法,可有效地简化制程,进而降低整体制作成本。
为达上述目的,本发明提供一种发光装置,包含:
至少一发光元件;
一灯具,包含:
一座体,具有一第一侧及一相反于该第一侧的第二侧;
一金属基电路板,设置于该座体的该第一侧,该金属基电路板包含一基部及多个由该基部周缘弯折成型且间隔设置的延伸部,该基部具有多个穿孔,该延伸部埋设于该座体内,该发光元件设置于该基部;
一电源驱动单元,包含一电路基板,该电路基板的一第一端部具有多个凸柱,该多个凸柱对应地贯穿该多个穿孔并与该金属基电路板形成电连接。
所述的发光装置,其中,更包含一扩散元件,设置于该座体的该第一侧并包覆该发光元件。
所述的发光装置,其中,该扩散元件包含多个卡扣,该多个卡扣对应地卡掣于该座体的一内壁面的多个卡槽。
所述的发光装置,其中,更包含一光学透镜,设置于该座体的该第一侧并包覆该发光元件。
所述的发光装置,其中,该光学透镜具有一光轴,该光学透镜包含:
一本体,包含:
一入光部,包含一底面及一反射面,该底面具有一凹槽,该反射面连接于该底面且该反射面与该光轴的距离随着逐渐远离该底面而增加,该发光元件设置于该凹槽;
一第一出光部,连接于该反射面,该第一出光部具有一顶面,且该顶面随着逐渐接近该光轴而往该底面的方向逐渐靠近;以及
一第二出光部,连接该顶面并位于该凹槽上方。
所述的发光装置,其中,该顶面包含多个交错排列的第一出光面及第二出光面,该第二出光面垂直于该底面,该第一出光面平行于底面,使该第一出光部呈阶梯状。
所述的发光装置,其中,该光学透镜包含多个入光部及一出光部,该多个入光部连接该出光部并朝着远离该出光部的方向凸出,且各该入光部具有一凹穴,该发光元件设置于该凹穴。
所述的发光装置,其中,更包含一卡合件,该卡合件具有多个卡榫,该多个卡榫卡合于该座体的多个卡槽。
所述的发光装置,其中,该座体包含多个形成于一外壁面的散热片。
所述的发光装置,其中,该座体使用热固性塑胶或热塑性塑胶制成而成。
所述的发光装置,其中,该座体包含多个具有高导热系数的导热粒子。
所述的发光装置,其中,该导热粒子为金属氧化物粉末、石墨粉末或陶瓷粉末。
所述的发光装置,其中,该电路基板的至少一板面垂直该基部的一上表面。
所述的发光装置,其中,该灯具更包含一光学透镜,该光学透镜包含多个入光部及一出光部,该多个入光部连接该出光部并朝着远离该出光部的方向凸出,且各该入光部具有一凹穴,该发光元件设置于该凹穴。
本发明还提供一种灯具的制作方法,该灯具与至少一发光元件组合成为一发光装置,该灯具的制作方法包含:
步骤a-将一具有多个穿孔的金属基电路板并与一电源驱动单元的一电路基板的多个凸柱对应结合并形成电连接;
步骤b-于该金属基电路板及该电源驱动单元外围形成一部份包覆该金属基电路板及该电源驱动单元的座体。
所述的灯具的制作方法,其中,该座体包含多个具有高导热系数的导热粒子。
所述的灯具的制作方法,其中,于步骤a前,更包含一步骤a0:
于该金属基电路板上冲压形成多个间隔设置的开槽,沿着该开槽弯折金属基电路板,使形成一基部及多个间隔设置的延伸部。
所述的灯具的制作方法,其中,于步骤a之后,步骤b之前,更包含一步骤a1:
设置一光学元件于该金属基电路板,该光学元件具有多个卡合部,对应地卡合于该金属基电路板的多个开孔,该座体部分包覆该光学元件。
本发明的发光装置的该灯具直接地组装该电源驱动单元的该电路基板及该金属基电路板并形成电连接,如此一来,不但可以有效地简化工序并可以降低制作成本。
具体实施方式
参阅随附附图,本发明的目的、特征及优点将通过本发明的较佳实施例的以下阐释性及非限制性详述描述与以更好地理解,在随附附图中,相同参考数字系用于同一元件或类似元件。
配合参阅图2、图3及图4,分别为本发明第一实施例的发光装置的局部立体分解图、局部立体组合图及剖视图。在本实施例中,该发光装置10以GU10灯泡为例说明,实际实施时该发光装置10可以为PAR系列(PAR series)灯泡、A19、A20、A60、G30等不同类型的灯泡。该发光装置10包含一灯具11及至少一发光元件12,该灯具11包含一金属基电路板(metal core printed circuit board,MCPCB)110、一电源驱动单元130及一座体140。
该金属基电路板110具有良好的热传导性且其上预先形成的多个电路布线(图未示)及多个焊垫(图未示),该金属基电路板110包含一基部112及多个自该基部112周缘弯折成型且间隔设置的延伸部114。该基部112包含多个穿孔116,在本实施例中,穿孔116以两个为例。在实际实施时,该金属基电路板110通过冲压制程预先形成多个间隔设置的开槽115,并弯折该多个延伸部114使该金属基电路板110的外观大致呈杯状。
该发光元件12设置于该金属基电路板110,且较佳地,该发光元件12设置于该基部112的一上表面113并与该金属基电路板110形成电连接;其中,该发光元件12的数量可以为一个或多个,在本实施例中,发光元件12以一个为例,且该发光元件12较佳地为高功率发光二极管。
该电源驱动单元130包含一电路基板132及设置于该电路基板132的至少一板面1326的多个电子元件134,该电路基板132较佳地可以为印刷电路板(PCB)且其上预先形成有多个电路布线1325及焊垫(图未示),在本实施例中,以两个电路布线为例说明,实际实施时不以此限。该电路基板132包含一第一端部1320及一相反于该第一端部1320的第二端部1322,该第一端部1320具有多个凸柱1321且该多个凸柱1321对应该多个穿孔116设置;在本实施例中,该第一端部1320以包含两个凸柱1321为例,且该两个凸柱1321分别对应该两个穿孔116设置。
该多个凸柱1321贯穿该多个穿孔116,使得该板面1326大致垂直该金属基电路板110的该上表面113,并且该多个电路布线1325通过该多个凸柱1321与该金属基电路板110形成电连接。其中,该金属基电路板110及该电路基板132可以通过焊接或涂布导电胶以形成电连接;再者,该多个电路布线1325可以仅设置于该电路基板132的其中一板面1326;或者,该多个电路布线1325可以同时设置于该电路基板132的两个板面1326,且该其中一板面1326的电路布线1325可以通过一绝缘件,如:绝缘胶带,以与该金属基电路板110达到绝缘效果,进而避免产生短路效果。在本实施例中,该电路基板132的该第二端部1322更包含多个凹槽1323,该多个凹槽1323供该发光装置10的两个导电接脚150设置,且该两个导电接脚150与该电源驱动单元130形成电连接。
该座体140使用具有高导热系数的高分子材料,如:热塑性塑胶、热固性塑胶等,通过射出成型方式一体成型的结构,其具有重量轻、制作简单及良好绝缘效果等优点。并且,该高分子材料内添加有多个导热粒子141,如:金属氧化物粉末、石墨粉末或陶瓷粉末等,使射出成型后的座体140可以快速地导离该发光元件12点亮时产生的热能。
同时配合参阅图4及图5,该座体140具有一第一侧142及相反于该第一侧的一第二侧144,该第一侧142大致呈杯状并具有一环绕壁1420,该环绕壁1420的一内壁面1421具有多个卡槽1422;该环绕壁1420的一外壁面1423具有多个散热片1424,该多个散热片1424与该座体140为一体成型,且其内具有该多个导热粒子141,该多个散热片1424主要用以增加该座体140的散热面积,进而提升该座体140的散热效果。该金属基电路板110设置于该第一侧142,并且该延伸部114埋设于该座体140内。该第二侧144连接该第一侧142并大致呈管状,且该多个导电接脚150贯穿该第二侧144的底缘以供插设于一外部灯座(未附图)。
实际制作该发光装置10的流程细述如下:首先,通过冲压制程于该金属基电路板110上形成多个间隔设置的开槽115,沿着该开槽115弯折该金属基电路板110使形成一基部112及多个延伸部114,并于该基部112形成多个穿孔116。接着,将一电源驱动单元130的一电路基板132的多个凸柱1321贯穿该多个穿孔116并与该金属基电路板110形成电连接。
之后,将结合的该金属基电路板110及该电源驱动单元130埋入该座体140的射出成型模具中,使得该座体140直接包覆于该金属基电路板110的该延伸部114及该电源驱动单元130;如此一来,可以提升该金属基电路板110与该座体140之间的接合力,避免因外力挤压而脱落,并且,可以使点亮该发光元件12时产生的热能快速地经由该延伸部114传递至该座体140,并由形成于该座体140的多个散热片1424散逸致外界空气中。接着,将该发光元件12经由焊接制程以设置于该金属基电路板110。或者,该发光元件12可以先通过焊接制程以设置于该金属基电路板110,之后,再将设置有该发光元件12的金属基电路板110与该电源驱动单元130结合并埋入该座体140的射出成型模具中,使得该座体140包覆于该金属基电路板110的该多个延伸部114及该电源驱动单元130。
再者,由于该电路基板132的厚度远小于其宽度,因此,避免包覆该电源驱动单元130的该座体140的厚度过厚,在该座体140射出成型之前,可于该电路基板132的两侧分别设置一填充件160,如图5所示,该填充件160较佳地可以为一塑胶件、硅胶或环氧树脂,实际实施时则不以此限,如此一来,可以使该座体140的厚度一致,并可以有效地降低制作成本及防止该座体110变形。
此外,该发光装置10更包含一扩散元件170,该扩散元件170设置于该座体140的该第一侧142并包覆该发光元件130,该扩散元件170包含多个卡扣172,该多个卡扣172对应地卡掣于该多个卡槽1422,使得该扩散元件170位于该发光元件130上方,该扩散元件170可以发散发光元件12所提供的光线,以提升该发光装置10的整体颜色均匀度,进而得到较为理想的光斑质量。
配合参阅图6及图7,分别为本发明第二实施例的发光装置的局部立体分解图及剖视图。本实施例的发光装置10a大致与上述第一实施例相同,不同之处在于本实施例的发光装置更包含一光学透镜180,该光学透镜180设置于该座体140的该第一侧,且位于该发光元件12与该扩散元件170之间并包覆该发光元件12,从而改变通过的光线的光强度分布。该光学透镜180可以依光源模组10a的出光效果而为具有聚光效果、散光效果的透镜。
在本实施例中,该光学透镜180具有一光轴I,且该光轴I大致与该发光元件12的出光轴重合。该光学透镜180包含一透光的本体181,其可以采用玻璃、塑胶等可透光材质制成。该本体181具有一入光部182、一第一出光部184及一第二出光部186,该入光部182具有一底面1820及一反射面1822,该底面1820具有一凹槽1821,该发光元件12设置于该凹槽1821。该反射面1822连接于该底面1820及该第一出光部184,且该反射面1822与该光轴I的距离随着逐渐远离该底面1820而增加。该第一出光部184连接于该反射面1822,并具有一顶面185,且该顶面185随着逐渐接近该光轴I而往该底面1820的方向逐渐靠近。该顶面185包含有多个交错排列第一出光面1842及第二出光面1844;在本实施例中,该第一出光面1842大致平行于该底面1820,该第二出光面1844大致垂直于该底面1820,使该第一出光部184呈阶梯状;并且,该第二出光面1844于垂直该底面1820的方向的长度随着逐渐接近该光轴I而递减。由此,可以缩短光线传递至该第一出光部184的距离,使降低光线于光学透镜180内传递时所产生的损耗,进一步地降低该光学透镜180整体的厚度及重量。在实际实施时,可以通过调整该光学透镜180的第一出光部184的该多个第一出光面1842相对于垂直该光轴I的一平面的倾斜角度以控制通过的光线的行进方向。
该第二出光部186连接该顶面185并大致位于该凹槽1821上方,该第二出光部186为一菲涅尔透镜(Fresnel Lens),并且,该第二出光部186可以为具有聚光功能或发散光功能的菲涅尔透镜。
配合参阅图8、图9、图10及图11,分别为本发明第三实施例的发光装置的局部分解图、局部组合图、局部分解图及剖视图。该发光装置20包含一灯具21、多个发光元件22、一光学透镜280及一卡合件290,该灯具21包含一金属基电路板210、一电源驱动单元230及一座体240。
该金属基电路板210预先形成有多个电路布线(图未示)及焊垫(图未示),该金属基电路板210包含一基部212及多个自该基部212周缘弯折成型且间隔设置的延伸部214,该基部212具有多个穿孔216,在本实施例中,穿孔216以两个为例。在实际实施时,该金属基电路板210通过冲压制程预先形成多个间隔设置的开槽215,并弯折该延伸部214使该延伸部214大致垂直于该基部212。
该多个发光元件22设置于该基部212的一上表面213,并与该金属基电路板210形成电连接,在本实施例中,发光元件22以四个为例,实际实施时则不以此限,并且,该多个发光元件22较佳地为高功率发光二极管。
该电源驱动单元230包含一电路基板232及设置于该电路基板232的至少一板面2326的至少一电子元件234,该电路基板232较佳地可以为印刷电路板且其上预先形成有多个电路布线2325及焊垫(图未示);在本实施例中,以两个电路布线2325为例说明,实际实施时不以此限。该电路基板232包含一第一端部2320及一相反于该第一端部2320的第二端部2322,该第一端部2320具有对应该多个穿孔216设置的多个凸柱2321,在本实施例中,该第一端部2320以包含二个凸柱2321为例。该多个凸柱2321贯穿该多个穿孔216,使得该板面2326大致垂直该金属基电路板210的该上表面231,并且该多个电路布线2325通过该多个凸柱2321与该金属基电路板210形成电连接。该电路基板232的该第二端部2322更包含多个凹槽2323,该多个凹槽2323供该发光装置20的两个导电接脚250设置,且该两个导电接脚250与该电源驱动单元230形成电连接。
该座体240使用具有高导热系数的高分子材料通过射出成型方式一体成型的结构,其具有重量轻、制作简单及良好绝缘效果等优点,并且该高分子材料内添加有多个导热粒子241。该座体240具有一第一侧242及相反于该第一侧的一第二侧244,该第一侧242大致呈杯状并具有一环绕壁2420,并且,该环绕壁2421的一内壁面2421具有多个卡槽2422。该环绕壁2420的一外壁面2423具有多个散热片2424,该多个散热片2424主要用以增加该座体240的散热面积,进而提升该座体240的散热效果。该金属基电路板210设置于该第一侧242,并且该延伸部214埋设于该座体240内。该第二侧244连接该第一侧242并大致呈管状,且该多个导电接脚250贯穿该第二侧244的底缘以供插设于一外部灯座(未附图)。
该座体240包覆于该金属基电路板210的该延伸部214及该电源驱动单元230,以提升金属基电路板210与该座体240之间的接合力,避免因外力挤压而脱落。
此外,该光学透镜280设置于该座体240该第一侧242并包覆该多个发光元件22,该光学透镜包含多个入光部282及一出光部284,在本实施例中,该多个入光部282的数量等于该多个发光元件230的数量。该多个入光部282连接该出光部284并朝着远离该出光部284的方向呈圆弧状凸出,各该入光部282具有一凹穴2820,该多个发光元件22设置于该凹穴2820。
该光学透镜280更包含多个支撑件286,该多个支撑件286抵顶于该金属基电路板210,以将该光学透镜280撑立于该多个发光元件280上方。
该卡合件290具有多个卡榫292,该多个卡榫292卡合于该座体240的该多个卡槽2422并紧固该光学透镜280。
配合参阅图12、图13及图14,分别为本发明第四实施例的发光装置的局部分解图、局部组合图及剖视图。在本实施例中,该发光装置30以MR16灯泡为例说明,实际实施时则不以此限。该发光装置30包含一灯具31及至少一发光元件32,该灯具31包含一金属基电路板310、一电源驱动单元330、一座体340及一光学元件380。
该金属基电路板310包含一基部312及多个自该基部312周缘弯折成型且间隔设置的延伸部314,在本实施例中,该延伸部314大致垂直于该基部312。该基部312包含多个穿孔316及多个开孔318,在本实施例中,穿孔316以两个为例,开孔318以四个为例,实际实施时则不以此限。
该多个发光元件32设置于该基部312的一上表面313并与该金属基电路板310形成电连接,且在本实施例中,发光元件32以七个为例,且较佳地可以为高功率发光二极管,实际实施时则不以此限。
该电源驱动单元330包含一电路基板332及设置于该电路基板332的至少一板面3326的至少一电子元件334,该电子元件334可例如为电源转换器或其它主动式、被动式电子元件。该电路基板332较佳地可以为印刷电路板且其上预先形成有多个电路布线3325及焊垫(图未示);在本实施例中,以两个电路布线3325为例说明,实际实施时不以此限。
该电路基板332的一第一端部3320包含多个凸柱3321,在本实施例中,凸柱3321以两个为例。该多个凸柱3321贯穿该多个穿孔316,使得该板面3326大致垂直该金属基电路板310的该上表面313,并且该多个电路布线3325通过该多个凸柱3321与该金属基电路板310形成电连接。
该光学元件380包含多个入光部382、一出光部384及多个卡合部386,该多个入光部382连接该出光部384并朝着远离该出光部384的方向呈圆弧状凸出,各该入光部382具有一凹穴3820,各该发光元件32设置于该凹穴3820;在本实施例中,该多个入光部382的数量等于该多个发光元件330的数量。该多个卡合部386对应该多个开孔318设置,且该多个卡合部386的数量等于该多个开孔318的数量,该多个卡合部386卡合于该多个开孔318使该光学元件380与该金属基电路板310结合,在本实施例中,该多个卡合部386以四个为例。
该座体340使用具有高导热系数的高分子材料通过射出成型方式一体成型的结构,其具有重量轻、制作简单及良好绝缘效果等优点,并且该高分子材料内添加有多个导热粒子341。该座体340包覆该多个延伸部314、该电源驱动单元330及该光学元件380,以提升金属基电路板310、该光学元件380与该座体340之间的接合力,避免因外力挤压而脱落。该座体340的一第一侧342大致呈杯状并具有一环绕壁3420,该环绕壁3420的一外壁面具有多个散热片3424,该多个散热片3424可以有效地提升该座体340的散热效果。该金属基电路板310设置于该第一侧342,且该延伸部314埋设于该座体340内,该光学元件380设置于该第一侧342并包覆该等发光元件32。该座体340的一第二侧344相反于该第一侧342并连接该第一侧342且大致呈管状,多个导电接脚350贯穿该第二侧344的底缘,并连接该电路基板332的第二端部3322而与该电路基板332形成电连接;在本实施例中,该多个导电接脚350为对应MR16灯泡的接脚。
实际制作该发光装置30的流程细述如下:首先,通过冲压制程于该金属基电路板310上形成多个间隔设置的开槽315,沿着该开槽315弯折该金属基电路板310使形成一基部312及多个延伸部314,并于该基部312形成多个穿孔316及多个开孔318。接着,将一电源驱动单元330的一电路基板332的多个凸柱3321贯穿该多个穿孔316与该金属基电路板310形成电连接。
将多个发光元件32设置于该基部312并与该金属基电路板310形成电连接;并且,将一光学元件380的卡合部386对应地卡合于该多个开孔318,从而固定该光学元件380。
之后,将结合的该金属基电路板310及该电源驱动单元330埋入该座体340的射出成型模具中,使得该座体340直接包覆于该金属基电路板310的该延伸部314、该电源驱动单元330及部份的该光学元件380。
配合参阅图15、图16及图17,为本发明第五实施例的发光装置的局部分解图、局部组合图及剖视图。本实施例的发光装置30a大致与上述第一实施例相似,不同之处在于其导电接脚350a,该导电接脚350a为GU10灯泡的接脚,以供插设于GU5.3或GX5.3之类的嵌灯座,此部份仅为举例,但不限于此。
综合以上所述,本发明的发光装置的该电源驱动单元的该电路基板直接地与该金属基电路板形成电连接,如此一来,不但可以有效地简化工序并可以降低制作成本;并且,该座体使用混合有导热粒子的塑胶材料制成,可以有效地导离点亮发光元件时产生的热能,且具有加工容易、重量轻、具有较佳的耐屈挠性及绝缘性佳等优点;并且,通过弯折该金属基电路板,并使该金属基电路板的该多个延伸部埋入该座体,如此一来,可以快速地导离发光元件产生的热能,避免发光元件因工作于高温环境中产生亮度降低、寿命变短及波长飘移,甚至损坏的情形产生。
然而以上所述,仅为本发明的较佳实施例,当不能限定本发明实施的范围,即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰等,皆应仍属本发明的专利涵盖范围意图保护的范畴。