CN103629624A - 光学扩散件、照明模块与照明灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种光学扩散件、照明模块与照明灯具。照明灯具具有一光学扩散件，光学扩散件具有一入光曲面及一出光曲面，其中入光曲面的曲率中心是位于预定设置一光源的发光面的中点，而出光曲面的曲率中心是位于入光曲面的曲率中心下方且远离于光源之处，且出光曲面的曲率半径R1是大于入光曲面的曲率半径R2。
Description
技术领域
本发明是有关于一种照明装置，且特别是有关于一种照明灯具、照明模块及其光学扩散件。
背景技术
近年来，由于环保意识的抬头，节能减碳俨然成为产品发展的主要趋势。为了达到节能的目的，具有低耗电、高效率等优点的发光二极管(Light EmittingDiode,LED)逐渐广泛地应用于背光领域及照明领域中。
在照明领域中，发光二极管灯管可用来取代传统的荧光灯管。发光二极管灯管通常包含一灯条以及一灯罩。灯条上承载多颗发光二极管，而灯罩则覆盖在灯条上以保护发光二极管。
然而，目前发光二极管的发光角度大约为120度，而在此发光角度外的照度会大幅低于发光角度内的照度，因此这种发光二极管灯管往往会造成照度不均匀的问题。若将发光二极管灯管设置于天花板上，由于发光二极管仅有少量光线会照射到天花板上，容易造成天花板的亮度不足而使人眼感到不适。
发明内容
有鉴于此，本发明的一技术方案是在提供一种光学扩散件，其目的是用以增加光源的照射范围或面积，以使不同区域的照度更为均匀。
为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，光学扩散件可包括一入光曲面及一出光曲面，其中入光曲面的曲率中心是位于预定设置一光源的发光面的中点，而出光曲面的曲率中心是位于该入光曲面的曲率中心下方且远离于光源之处，且出光曲面的曲率半径R1是大于入光曲面的曲率半径R2。
本发明的另一技术方案是揭露一种照明模块，依据本发明的一实施方式，照明模块是采用发光二极管做为光源，并利用上述的光学扩散件来增加发光二极管的照射范围，以使不同区域的照度更为均匀。
本发明的又一技术方案是揭露一种照明灯具，依据本发明的一实施方式，照明灯具包含一管体、一基板、至少一光源以及一上述的光学扩散件。管体具有一灯罩及一散热座，两者组合构成一灯腔。基板是容设于灯腔中。光源是设置于基板上。光学扩散件是容设于灯腔中，其是用以增加光源的照射范围，以使不同区域的照度更为均匀。
以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、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绘示依据本发明一实施方式的光学扩散件的侧视图；
图2绘示图1的光学扩散件的光路图；
图3A及图3B分别绘示依据本发明一实施方式的照明灯具的上视图以及外观立体图；
图4绘示图3A及图3B所示的照明灯具的爆炸图；
图5绘示图3A的照明灯具沿着A-A线所剖的面图；
图6绘示图5的照明灯具的局部剖面图；
图7绘示图4的照明灯具的配光曲线图。
【主要元件符号说明】
100：光学扩散件
102：光轴
110：入光曲面
112：曲率中心
114：周缘
120：出光曲面
122：曲率中心
124：周缘
130：底面200：光源210：发光面300：管体302：中心轴310：灯罩312：卡轨部320：散热座322：卡合槽324：卡轨槽326：中空腔体330：灯腔400：基板500：驱动电路板600：管套700：区域710：左端曲线720：右端曲线R1：曲率半径R2：曲率半径h：弦高d：曲率直径W：弦长D：直径H：距离L：长度A：光线B：光线C：光线
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，熟悉本领域的技术人员应当了解到，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节并非必要的，因此不应用以限制本发明。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
图1绘示依据本发明一实施方式的光学扩散件的侧视图。如图所示，光学扩散件100可包括一入光曲面110及一出光曲面120，其中入光曲面110的曲率中心112是位于预定设置一光源200的发光面210的中点，而出光曲面120的曲率中心122是位于入光曲面110的曲率中心112下方且远离于光源200之处，且出光曲面120的曲率半径R1是大于该入光曲面的曲率半径R2。
图2绘示图1的光学扩散件100的光路图。如图所示，当光源200放射光线A时，由于光线A是位于光学扩散件100的光轴102上，亦即，光线A是正向通过入光曲面110及出光曲面120，故不会产生折射。当光源200放射光线B时，光线B是偏离光轴102，亦即，光线B是正向通过入光曲面110但斜向通过出光曲面120，又由于出光曲面120的曲率半径R1比入光曲面110的曲率半径R2较大，故出光曲面120的曲率比入光曲面110更低，因此光线B在出光曲面120处会发生折射且向外偏离。相似地，当光源200放射光线C时，光线C亦是偏离于光轴102，亦即，光线C是正向通过入光曲面110但斜向通过出光曲面120经折射后向外偏离。由于光线B及光线C在通过出光曲面120时可向外偏离，故可有效增加光源200的照射范围，以使不同区域的照度更为均匀。
应了解到，本说明书全文中所述的“正向通过”一词是代表光线垂直通过而无发生折射现象。
此外，如图所示，当光源200所放射的光线越偏离于光轴102时，其折射角度越大。换句话说，当光源200所放射的光线与光轴102夹角越大时，其在出光曲面120所折射的角度越大。
请回头参阅图1，于部分实施方式中，出光曲面120的弦长W是大于出光曲面120的弦高h。换句话说，光学扩散件100的宽度会大于其高度。借此，出光曲面120可形成扁平的弧形表面，以便将光源200所放射的光线向外折射，而增加其照射范围。
于部分实施方式中，出光曲面120的弦长W及弦高h均大于入光曲面110的曲率直径d。换句话说，出光曲面120的尺寸是大于入光曲面110而形成于入光曲面110的外侧，以便光源200所放射的光线先通过入光曲面110再通过出光曲面120。较佳而言，出光曲面120的弦长W可约为入光曲面110的曲率直径d的2至4倍，而出光曲面120的弦高h可约为入光曲面110的曲率直径d的1.25至2倍。
于部分实施方式中，入光曲面110的曲率直径d是不小于光源200的长度L。换句话说，入光曲面110可比光源200更宽，以确保光源200所有放射的光线均能通过入光曲面110而进入光学扩散件100中。较佳而言，入光曲面110的曲率直径d可大于光源200的长度L的1.1倍。
于部分实施方式中，入光曲面110为一半球面，又由于入光曲面110的曲率中心112是位于光源200的发光面210中点，故可使光源200朝不同方向所放射的光线均能正向通过入光曲面110。
于部分实施方式中，出光曲面120的周缘124与入光曲面110的周缘114是位于相同高度。换句话说，光学扩散件100可具有一底面130，其是由出光曲面120的周缘124与入光曲面110的周缘114所共同构成，又由于出光曲面120的周缘124与入光曲面110的周缘114是等高的，故光学扩散件100的底面130可平行于光源200的发光面210。
图3A及图3B分别绘示依据本发明一实施方式的照明灯具的上视图以及外观立体图。图4绘示图3A及图3B所示的照明灯具的爆炸图。如图所示，本实施方式的照明灯具可包含一管体300、一基板400、至少一光源200以及一光学扩散件100。管体300具有一灯罩310及一散热座320，两者组合构成一灯腔330。基板400是容设于灯腔330中。光源200是设置于基板400上。光学扩散件100是容设于灯腔330中，是用以增加光源200的照射范围，以使不同区域的照度更为均匀。光学扩散件100是如同图1及图2所示，其具体结构可参照前文所载，将不再重复叙述。
于部分实施方式中，光源200的数量为多个，其沿着管体300的长度方向排列于基板400上，而光学扩散件100是沿着光源200的排列方向所延伸。具体来说，管体300为一圆管，而基板400为一与管体300相平行的矩形板体，多个光源200是沿着此矩形板体的长度方向排列。
图5绘示图3A的照明灯具沿着A-A线所剖的面图。如图所示，于本实施方式中，基板400及光学扩散件100均设置于散热座320上。
进一步来说，基板400的相对两表面分别接触光源200与散热座320，故光源200所产生的热能会透过基板400传导至散热座320，再由散热座320将此热能分散至外界环境中。
光学扩散件100是设置于散热座320上并罩住光源200。换句话说，光学扩散件100是设置于光源200的发光面210(请并参阅图1)上方，以使光源200的发光面210所放射的光线可通过光学扩散件100的入光曲面110及出光曲面120。通过光学扩散件100的光线走向可参照图2及前文中相关文字叙述所载。
图6绘示图5的照明灯具的局部剖面图。如图所示，于部分实施方式中，光学扩散件100可进一步包含一对卡合部140，散热座320可包含一对卡合槽322，卡合部140可分别插入卡合槽322内。具体来说，卡合部140是凸设于光学扩散件100的底面130，而卡合槽322是凹设于散热座320上放置光学扩散件100的表面。卡合部140与卡合槽322的形状相契合，亦即，卡合部140与卡合槽322两者的形状及尺寸大致相同，借此，卡合部140可沿着管体300的长度方向插入卡合槽322内，以固定光学扩散件100与散热座320的相对位置，而使光学扩散件100不致任意移动。于部分实施方式中，卡合部140可为圆形柱体，而卡合槽322可为尺寸相同的圆形凹槽。
请回头参阅图5，于部分实施方式中，灯罩310可进一步包含一对卡轨部312，而散热座320可进一步包含一对卡轨槽324，卡轨部312是分别对应组合于卡轨槽324内。具体来说，卡轨部312是凸设于灯罩310的内表面，而卡轨槽324是形成于散热座320的侧壁上，卡轨部312与卡轨槽324的形状相契合，亦即，卡轨部312与卡轨槽324两者的形状及尺寸大致相同，借此，卡轨部312可沿着管体300的长度方向插入卡轨槽324内，以灯罩310与散热座320的相对位置而组合成管体300。于部分实施方式中，卡轨部312可为圆形柱体，而卡轨槽324可为尺寸相同的圆形凹槽。
于部分实施方式中，光源200的发光面210(请并参阅图1)与管体300的中心轴302的距离H是小于管体300的直径D的四分之一。于部分实施方式中，光源200是位于管体300的中心轴302的一侧。举例而言，光源200可位于中心轴302上方且与其距离H是小于1/4D，或者，光源200亦可位于中心轴302下方并与其距离H是小于1/4D。上述光源200的高低位置可通过调整散热座320的形状来改变。
于部分实施方式中，散热座320具有一中空腔体326，换句话说，散热座320为一中空结构。请并参阅第4及图5，于部分实施方式中，照明灯具可进一步包含一驱动电路板500，其是容设于中空腔体326中。驱动电路板500可电性连接至光源200，以驱动光源200发光。
请参阅图4，于部分实施方式中，照明灯具可进一步包含两管套600，其分别盖合于管体300的两端，以在管体300内形成一封闭空间而避免灰尘或水气进入管体300内。具体来说，管套600是与管体300的端部相契合，亦即，管套600与管体300的形状及尺寸可大致相同，以利管套600稳固地盖合于管体300的端部。举例来说，管体300与管套600的剖面可呈形状与尺寸均相似的圆形或椭圆形。
于部分实施方式中，灯罩310与光学扩散件100均可由透光材料所制成，例如：透明压克力材料(Polymethylmethacrylate,PMMA,或称Acrylic)，但不以此为限。
于部分实施方式中，光源200可为一发光二极管，例如：封装后的发光二极管封装结构或是裸晶式的发光二极管芯片，但不以此为限。上述的发光二极管可为白光发光二极管、红光发光二极管、绿光发光二极管或蓝光发光二极管，但不以此为限。
图7绘示图4的照明灯具的配光曲线图。如图所示，图4的照明灯具的照射范围是如图中所圈出的区域700所示，其左端曲线710与右端曲线720的角度差可高达约200度，故可大幅提升发光二极管的照射范围及发光角度而帮助照明灯具达到广角的效果。应了解到，上述照射范围可代表光源200所放射的最大光强度的一半以上所涵盖的区域。
本发明的实施方式另揭露一种照明模块，其可包含一光源200以及一光学扩散件100。光源200为一发光二极管，而光学扩散件100是位于发光二极管上方，用以扩散发光二极管所放射的光线而增加其照射范围。
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 (30)
1.一种光学扩散件，包括一入光曲面及一出光曲面，其特征在于，该入光曲面的曲率中心是位于预定设置一光源的发光面的中点，而该出光曲面的曲率中心是位于该入光曲面的曲率中心下方且远离于该光源之处，且该出光曲面的曲率半径R1是大于该入光曲面的曲率半径R2。
2.根据权利要求1所述的光学扩散件，其特征在于，该出光曲面的弦长大于该出光曲面的弦高。
3.根据权利要求2所述的光学扩散件，其特征在于，该出光曲面的该弦长及该弦高均大于该入光曲面的曲率直径。
4.根据权利要求3所述的光学扩散件，其特征在于，该出光曲面的该弦长为该入光曲面的该曲率直径的2至4倍。
5.根据权利要求3所述的光学扩散件，其特征在于，该出光曲面的该弦高为该入光曲面的该曲率直径的1.25至2倍。
6.根据权利要求3所述的光学扩散件，其特征在于，该入光曲面的该曲率直径不小于该光源的长度。
7.根据权利要求6所述的光学扩散件，其特征在于，该入光曲面的该曲率直径大于该光源的长度的1.1倍。
8.根据权利要求1所述的光学扩散件，其特征在于，该入光曲面为一半球面。
9.根据权利要求8所述的光学扩散件，其特征在于，该出光曲面的周缘与该入光曲面的周缘是位于相同高度。
10.一种照明模块，其特征在于，其包括一如权利要求1至9中任一项权利要求所述的光学扩散件，以及一发光二极管于该光源预设处。
11.一种照明灯具，其特征在于，包含：
一管体，具有一灯罩及一散热座，两者组合构成一灯腔；
一基板，容设于该灯腔中；
至少一光源，设置于该基板上；以及
一光学扩散件，容设于该灯腔中，该光学扩散件包括一入光曲面及一出光曲面，其中该入光曲面的曲率中心是位于该光源的发光面的中点，而该出光曲面的曲率中心是位于该入光区面的区绿中心下方且远离于该光源的该发光面，且该出光曲面的曲率半径R1是大于该入光曲面的曲率半径R2。
12.根据权利要求11所述的照明灯具，其特征在于，该基板及该光学扩散件均设置于该散热座上。
13.根据权利要求12所述的照明灯具，其特征在于，该光源为多个，其沿着该管体的长度方向排列于该基板上，而该光学扩散件是沿着所述多个光源的排列方向所延伸。
14.根据权利要求13所述的照明灯具，其特征在于，该光学扩散件设置于所述多个光源的发光面上方。
15.根据权利要求12所述的照明灯具，其特征在于，该光学扩散件还包含一对卡合部，该散热座还包含一对卡合槽，所述一对卡合部是分别插入所述一对卡合槽内。
16.根据权利要求11所述的照明灯具，其特征在于，该灯罩还包含一对卡轨部，该散热座还包含一对卡轨槽，所述一对卡轨部是分别对应组合于所述一对卡轨槽内。
17.根据权利要求11所述的照明灯具，其特征在于，该光源的该发光面与该管体的中心轴的距离小于该管体的直径的四分之一。
18.根据权利要求17所述的照明灯具，其特征在于，该光源是位于该管体的该中心轴的一侧。
19.根据权利要求11所述的照明灯具，其特征在于，该散热座具有一中空腔体。
20.根据权利要求19所述的照明灯具，其特征在于，还包含一驱动电路板，容设于该中空腔体中。
21.根据权利要求11所述的照明灯具，其特征在于，还包含两管套，分别盖合于该管体的两端。
22.根据权利要求11所述的照明灯具，其特征在于，该出光曲面的弦长大于该出光曲面的弦高。
23.根据权利要求22所述的照明灯具，其特征在于，该出光曲面的该弦长及该弦高均大于该入光曲面的曲率直径。
24.根据权利要求23所述的照明灯具，其特征在于，该出光曲面的该弦长为该入光曲面的该曲率直径的2至4倍。
25.根据权利要求24所述的照明灯具，其特征在于，该出光曲面的该弦高为该入光曲面的该曲率直径的1.25至2倍。
26.根据权利要求23所述的照明灯具，其特征在于，该入光曲面的该曲率直径不小于该光源的长度。
27.根据权利要求26所述的照明灯具，其特征在于，该入光曲面的该曲率直径大于该光源的长度的1.1倍。
28.根据权利要求11所述的照明灯具，其特征在于，该入光曲面为一半球面。
29.根据权利要求28所述的照明灯具，其特征在于，该出光曲面的周缘与该入光曲面的周缘位于相同高度。
30.根据权利要求11至29中任一项权利要求所述的照明灯具，其特征在于，该光源为一发光二极管。
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| PB01 | Publication | ||
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