CN104110619B - 广配光灯罩及具有广配光灯罩的灯具 - Google Patents

Abstract

一种广配光灯罩及具有广配光灯罩的灯具，该具有广配光灯罩的灯具包含：一散热座、一导电座、一发光模块及一灯罩。导电座设置于散热座的一端；发光模块设置于散热座的相对于导电座的另一端；灯罩罩设于发光模块，灯罩的顶部具有一梯状结构，梯状结构的顶面的顶面直径小于梯状结构的底面的底面直径，且梯状结构的底面面向发光模块；其中梯状结构的底面设有一低透光结构，发光模块发出的光束通过低透光结构反射后，由灯罩的一侧壁射出。通过该梯状结构及该低透光度结构，可有效提升灯具的侧光亮度。

Description

广配光灯罩及具有广配光灯罩的灯具

技术领域

本发明涉及一种发光二极管的灯罩及其灯具，特别是一种广配光灯罩及其灯具。

背景技术

随着科技产业不断地进步，传统的灯具（如灯泡）以逐渐地被发光二极管（LightEmitting Diode；LED）所取代，由于发光二极管具有体积小、使用寿命长、驱动电压低、反应速度快等特点，且容易与生活周遭的各类型产品进行结合，因而近年来大量被使用于照明或显示装置中。

由于发光二极管及传统灯泡具有不同的发光特性，例如：传统白炽灯灯泡为面光源，而发光二极管为点光源，所以其所达到的出光效果也不同。如图1A所示，若直接将发光二极管10应用于传统灯具的半球形灯罩A上，由于发光二极管10为点光源，因此相对于面光源的白炽灯泡可达到360度的出光效果，其仅可达到的出光角度约为120度至140度。换言之，将发光二极管10直接应用于半球形灯罩A中，其仅可提供大量的直射光线，而只可提供有限的侧光光量；也就是说，其并无法像传统灯泡可达到360度的广域照明（全周光照明）。

为解决上述问题，现今所采用的技术手段，一般是通过装设光学反射元件、利用发光二极管排列组合、灯罩磨砂及灯罩改良设计等方式，以达到全周光的效果。其中又以灯罩改良设计的效果最为显著，如图1B所示，其为目前常见的改良式灯罩，业者将传统半球形灯罩A，改良设计为图中的形式；改良式灯罩B的顶面被设计为均厚（相对传统灯罩的厚度较厚）的透光结构11，藉此可使发光二极管10发出的部分直射光线被反射回改良式灯罩B内，进而可增加灯具的侧光光量，以达到全周光的效果。

然而，改良式灯罩B顶面因为增设该透光结构11而相对增厚，使得改良式灯罩B的光吸收率提高，进而使得直射光量减弱，而造成整体发光效率下降。另外，业者为使顶面的透光结构11所反射的光线有效地由改良式灯罩B侧边射出，因此顶面透光结构11的直径大小需大于发光二极管基板12的直径大小；然而，此设计会造成灯泡的直径大小相对增加，而无法直接取代传统灯泡装设于一般常用规格（例如：E26）的灯具中；又，发光二极管灯具业者为缩减灯具直径，且同时保有相同的散热效果，灯具的散热座及其散热鳍片需相对应地拉长或作特殊的适应性设计，相对地会造成整体灯泡过长，而应用于一般常规灯具（尤指使用白炽灯泡的灯具）中时，灯泡顶部会外凸于灯具外，而造成炫光刺眼的问题。

有鉴于上述各种问题，本发明人乃潜心研究并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述问题的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种广配光灯罩及其灯具，通过灯罩顶部梯状结构的设计，以增加灯具的直射及侧光光量，以解决已知直射或侧光光量不足的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种具有广配光灯罩的灯具，其包含：一散热座、一导电座、一发光模块及一灯罩。散热座的两端分别设置导电座及发光模块。灯罩罩设于发光模块，灯罩的顶部具有一梯状结构，梯状结构的顶面的顶面直径小于梯状结构的底面的底面直径，且梯状结构的底面面向发光模块。其中，梯状结构的底面设有一低透光结构，发光模块发出的光束通过低透光结构反射后，由灯罩的一侧壁射出。

进一步地，灯罩的透光率可以是介于80%至100%。灯罩的顶面可以是一直射区域，发光模块发出的光束穿透直射区域可以直接射出，以成为灯具的直射光来源；梯状结构底面的低透光结构为一反射区域，发光模块发出的光束通过反射区域反射后，由灯罩的侧壁射出，以成为灯具的侧光来源。优选的态样中，发光模块的一基板宽度的八分之一小于顶面直径。低透光结构可以为一粗糙面（粗糙度介于20μm至60000μm），且粗糙面的一区域半径介于底面直径与顶面直径差的二分之一至底面直径的二分之一。低透光结构为额外设置于该梯状结构的该底面的一反射辅助件，设置于灯罩的梯状结构的底面，且反射辅助件的透光度较灯罩的透光度差5%至50%。反射辅助件可以是掺加光扩散剂而形成的，或是任何具有低透光度及高反射率的材料构件。优选地，反射辅助件的外形为环状，且环状宽度介于底面直径与顶面直径差的二分之一至底面直径的二分之一。

本发明具有以下有益的效果：

1.通过灯罩顶部的梯状结构底部设置的低透光结构，以反射发光模块所发出的光束，使光束可由灯罩的侧边射出，藉以可提升灯具的侧光亮度。

2.通过灯罩顶部梯状结构设计，配合低透光结构的设置，以反射发光模块所发出的光束，进而可使灯罩顶面的厚度相对变薄，而使灯罩整体体积相对减少，进而可降低灯罩的光吸收率。

3.通过灯罩梯状结构的设计，并配合设置于灯罩梯状结构底部的低透光结构，可有效反射发光模块所发出的光束，进而可使灯具在不牺牲直射发光量下，同时增加侧光的发光量。

4.通过灯罩梯状结构的设计，并配合设置于灯罩梯状结构底部的低透光结构，通过控制其透光度与反射度，可有效控制反射发光模块所发出的光束，进而可使灯具不易发生炫光的情况。

5.仅针对灯罩内部结构进行改良，因此可维持与传统白炽灯具相同的高度及灯罩的直径大小，藉以可提升实用性；且可直接沿用现有的散热座，而可达到相同的散热效果，如此不需重新设计散热座，进一步可以降低成本。

6.应用于天花板灯具中时，本发明具有相对较强的直射光强度，且相对较小的总体光通量损失量。

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，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1A、图1B为已知灯具的示意图。

图2为本发明的具有广配光灯罩的灯具的剖面示意图。

图3为本发明的具有广配光灯罩的灯具的组装示意图。

图4为本发明的广配光灯罩的梯状结构的一实施示意图。

图5为本发明的广配光灯罩的梯状结构的另一实施示意图。

图6为本发明的广配光灯罩的剖面光路示意图。

图7为本发明的广配光灯罩的第二实施例的示意图。

图8A为本发明的广配光灯罩的第三实施例的第一示意图。

图8B为本发明的广配光灯罩的第三实施例的第二示意图。

图9A为已知灯具应用于室内天花板灯具的光路示意图。

图9B为本发明的具有广配光灯罩的灯具应用于室内天花板灯具的光路示意图。

【符号说明】

〔已知〕

A：半球形灯罩

B：改良式灯罩

C：天花板灯具的灯罩

10a：发光二极管

111：透光结构

12：基板

〔本发明〕

1：灯具

10：灯罩

101：梯状结构

1011：顶面

1012：底面

1013：斜面

102：侧壁

1012a：低透光结构

11：反射辅助件

20：发光模块

30：散热座

40：导电座

A：直射区域

B：反射区域

C1：基板宽度

D1：顶面直径

D2：底面直径

具体实施方式

〔第一实施例〕

请一并参阅图2及图3。图2为本发明的具有广配光灯罩的灯具的示意图；图3为本发明的具有广配光灯罩的灯具的剖面示意图。如图2、3所示，灯具1包含：一灯罩10、一发光模块20、一散热座30及一导电座40。发光模块20及导电座40分别设置于散热座30的两端，其相关组装结构及其方式为本领域技术人员所熟知，于此不多赘述。灯罩10罩设发光模块20，且顶部具有一梯状结构101，该梯状结构101的底面1012设有一低透光结构1012a，用以反射发光模块20所发出的光束。该梯状结构101进一步向下渐缩或无渐缩延伸形成灯罩10的侧壁102。其中，灯罩10可以依据需求为塑料材质、玻璃材质或是任何高透光材质（优选的透光率介于70%至100%之间）；发光模块20优选的为发光二极管模块；散热座30可以是具有多个散热鳍片或其他具有散热效果的形式；导电座40则可以是爱迪生螺旋帽接头（Edisonscrew-cap fittings）或其他灯具接头。特别强调的是，上述本发明的各组件规格及其大小，优选地是与传统灯泡（白炽灯泡）具有相同的大小规格，例如：灯具1整体高度为110mm；导电座40规格为E26或E27。于此特别强调的是，相较于已知改良式灯罩，必须重新设计散热座（例如，缩小散热器直径以避免遮挡反射的侧光，并拉长散热鳍片以补足散热效能），以维持相同的散热效果，本发明的广配光灯罩10可以直接装设于现有常见的散热座（例如是：半球形灯罩发光二极管灯具所使用的散热座），且维持同样的散热效果，不需额外重新设计散热座，为此可以有效降低成本以及提升生产效率。

进一步地说，梯状结构101的顶面1011的顶面直径D1小于梯状结构101的底面1012的底面直径D2，且梯状结构101的底面1012面向发光模块20。其中，梯状结构101的顶面1011可以定义为一直射区域A，发光模块20所发出的光束可以直接穿透该直射区域A射出，藉以成为灯具1的直射光源；梯状结构101的底面1012设有低透光结构1012a，该低透光结构1012a可以定义为一反射区域B，发光模块20所发出的部分光束通过反射区域B反射后，可由灯罩10的侧壁102射出，藉以成为灯具1的侧光光源。其中，直射区域A即为发光模块20所发出的光束，可以直接穿透的区域；反之，反射区域B即为会反射发光模块20所发出光束的区域。其中，图式中侧壁102呈向下渐缩状，仅为其中一示范态样，在实际应用中可以依据需求加以变更（例如可以是设计为直筒状），并不以此为限。

在优选的实际应用中，梯状结构101可以是截圆锥状；若定义顶面1011的直径为D1，且底面1012的直径为D2，基板宽度为C1，则优选的实施态样为：基板宽度C1的八分之一小于顶面直径D1，而顶面直径D1小于底面直径D2；以数学形式可以简单的表示为C1/8<D1<D2。另外，一般来说，上述低透光结构1012a的透光度较灯罩10的透光度差5%至50%，所达到的提升侧光光量的效果最为显著。

值得一提的是，上述本发明主要利用梯状结构101的底面1012所设置的低透光结构1012a来反射光束，以达到产生侧光的目的，实际实施中，光束不但通过低透光结构1012a，还间接通过梯状结构101的斜面1013，来协助进行光束的反射。在实际应用中，可以通过调整梯状结构101的斜面1013的倾斜度，配合低透光结构1012a的覆盖区域，而调整光束反射的角度，还可再进一步配合向下渐缩的侧壁102设计，进而可以有效的使被反射的光束由灯罩10的侧壁102射出，以成为灯具1的侧光。换言之，相较于已知无法调整反射光束的角度，而必需加大灯罩10的直径，以使反射光束有效射出的设计，本发明不但可以维持与传统白炽灯泡相同直径大小，且还可以提供相对较强的直射光亮度，同时也可使灯具1具有侧光效果。

请一并参阅图4及图5。图4为本发明的广配光灯罩的梯状结构底面的第一示意图；图5为本发明的广配光灯罩的梯状结构底面的第二示意图。特别说明的是，如图所示，于本实施例中，上述低透光结构1012a可以是形成于梯状结构101的底面1012的粗糙面（粗糙度介于20μm至60000μm为佳）。在优选的示范态样中，粗糙面的区域半径介于底面直径D2与顶面直径D1差的二分之一至底面直径D2的二分之一；也就是说，粗糙面可以是如图4所示的环状，或可以是如图5所示的粗糙面形成于整个梯状结构101的底面1012。另外，值得一提的是，上述增设低透光结构1012a不但可以增加梯状结构101的底面1012的反射率，还可以有效降低灯罩10发生炫光的状况。

请参阅图6。图6为本发明的广配光灯罩的剖面光路示意图。如图所示，发光模块20所发出的光束大致沿两种光路穿射出灯罩10：其一为直接穿透梯状结构101的顶面1011（直射区域A），以成为灯罩10直射光的主要来源；其二为通过设置于梯状结构101的底面1012的低透光结构1012a（反射区域B）反射，而由灯罩侧壁102射出，以成为灯罩10的侧光来源。

已知改良式灯罩，利用灯罩顶部增厚的透光结构，以反射发光二极管发出的光束，藉以使部分光束由灯罩侧壁102射出，此种设计，由于灯罩变厚所以会使得灯罩的光吸收率增加，进而使得直射光亮度下降，且由于部分直射光束被反射成为侧光，所以又再一次的减弱直射光亮度；换言之，已知灯罩的设计，虽然得到较强的侧光，但相对的使得直射光亮度下降。反观本发明的广配光灯罩10，利用设置于梯状结构101的底面1012的低透光结构1012a（反射区域B）反射光束以成为灯具1的侧光，藉此无需增厚灯罩10的顶部厚度，进而可使得整体灯罩10顶部的厚度相对地变薄，使得灯罩10具有相对较低的光吸收率，因此光束通过灯罩10顶部时，可以直接穿过射出。简单说，本发明的具有广配光灯罩的灯具1不但可以提供侧光，且同时可以提供相对于已知较强的直射光亮度。

再者，已知改良式灯罩设计中，由于灯罩顶部厚度增加，被吸收光量增加，需增加瓦数以弥补不足；为避免遮挡反射的侧光，需缩小散热器直径，进而会造成散热效果不佳的问题，为此必需另外设计相关的散热座，也就是说，已知改良式灯罩必需对应装设于特殊设计的散热座中；相对地，本发明因为通过灯罩10顶部的梯状结构101的设计，可以相对地减薄灯罩10的顶部厚度，减少被吸收光量，可不用增加瓦数弥补不足。因此不会发生上述已知具有散热的问题，也就是说，本发明的灯罩10可以直接装设于一般常见的散热座（例如是半球形灯罩的发光二极管所使用的散热座）中，并不需要另外设计对应的散热座，藉此本发明具有相对较好的实用性。

〔第二实施例〕

请参阅图7，图7为本发明的广配光灯罩的第二实施例的示意图。关于灯罩10的相关结构与及对应产生的功效，与前一实施例相似，于此不多赘述。本实施例特别要说明的是，上述低透光结构1012a在另一示范态样中，可以是如图7中所示为额外设置于梯状结构101的底面1012的一反射辅助件11，其可以装设于灯罩10内，可以是贴合于梯状结构101的底面1012或离梯状结构101的底面1012有一段间距设置。其中，上述反射辅助件11其可以是任何具有低透光度及高反射率的材料构件，例如：掺有光扩散剂的透光构件或是导光板。优选地，反射辅助件11的透光度可以是较灯罩10的透光度差5%至50%。其中，反射辅助件11的厚度优选的小于梯状结构101的厚度。

在优选的示范态样中，反射辅助件11为环状外形，其环状宽度介于底面直径与顶面直径差的二分之一至底面直径的二分之一。在实际应用中，优选的环状宽度为梯状结构101的斜面1013对应至底面1012的长度；也就是说，梯状结构101的底面1012相对于顶面1011的位置皆被反射辅助件11所覆盖；更白话地说，反射辅助件11的环状中央即对应于顶面1011的直射区域A。

〔第三实施例〕

请参阅图8，图8A为本发明的广配光灯罩的第三实施例的示意图；图8B为本发明的广配光灯罩的第三实施例的示意图。关于灯罩10的相关结构与及对应产生的功效，与前一实施例相似，于此不多赘述。相较于前一实施例图式中反射辅助件11为扁平外形；本实施例图式中，特别举出另一种不同外型的反射辅助件11；也即，上述反射辅助件11其外型可以依据需求加以变换设计。由图中可知，反射辅助件11的侧壁可以是与梯状结构101的斜面1013具有相同的斜率，据以可使灯罩10顶部的周缘具有平滑的倾斜面；换言之，灯罩10的梯状结构101的底面1012可以依据反射辅助件11的特殊外形，作适应性的设计。

〔第四实施例〕

请参阅图9，图9A为已知改良式灯具装设于一般室内天花板灯具的光路示意图；图9B为本发明的具有广配光灯罩的灯具，装设于一般室内天花板灯具的光路示意图。其中，图式中利用线条的粗细来表示光束的强度。关于已知改良式灯具的结构设计及其缺点请参阅先前技术的论述（配合图1B），于此不多赘述，于本实施例中仅特别针对光线强度进行说明。如图9A所示，已知改良式灯具因为利用反射直射光束来产生侧光，所以由图中可清楚看出，其直射光强度明显较侧光强度弱。

请一并参阅图9A、9B，依据图式中光路线条的粗细（对应于光强度大小）可知，已知改良式灯具具有较强的侧光亮度，而本发明具有相对较弱的侧光亮度；但是本发明具有较强的直射光亮度（假设灯具输出光通量为1520流明，在其他条件皆相同的状况下，在距离灯具前方30厘米处，测量得的实测数值为5000lux），反观已知则具有相对较弱的直射光亮度（假设灯具输出光通量为1520流明，在其他条件皆相同的状况下，在距离灯具前方30厘米处，测量得的实测数值为3000lux）。

诚如上述，已知技术虽然可以有效提升天花板灯具的侧面亮度，但只可提供亮度较弱的直射光线（已知改良式灯具牺牲直射光强度，以提升侧光亮度），而本发明不但可提供亮度较强的直射光线，且经实际测试，本发明所提供的侧光亮度虽然不比已知好，但已足以照亮整个天花板灯具的侧面。换言之，本发明的灯具装设于一般室内天花板灯具时，不但可以有效提供直射光亮度外，同时可照亮整个天花板灯具的侧面。

另外，特别说明的是，如图所示，灯具的侧光可以经由天花板灯具的灯罩C反射后，转而成为灯具的直射光束；且由图中光束强弱（以线条粗细表现）可知一般天花板灯具的灯罩C会吸收光束，因此由灯具射出的光束经过灯罩C的多次反射后，该光束会因为被灯罩C多次吸收后，而使得光束强度变弱。如图9A所示，已知改良式灯罩将发光二极管产生的光束，大多集中由灯罩侧边射出，此种设计，不但产生相对较少的直射光束外，较强的侧光经过天花板灯具的灯罩C吸收反射，转化成为的直射光束也相对较少。本发明相较于已知灯具具有相对较强的直射光强度，而具有相对较弱的侧光光强度，藉此可以得到相对较多的总直射光量。从另一角度来说，已知改良式灯具应用于天花板灯具，总体的光通量损失（其一来至增厚的透光结构；其二是因为天花板灯具的灯罩C的吸收）很大，而本发明因为具有相对较强的直射光强度，因此侧光被天花板灯具的灯罩C吸收的量相对较少，因而总体的光通量损失相对较少。

然而以上所述仅为本发明的优选实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利要求保护范围内，合予陈明。

Claims (24)

1.一种具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，包含：

一散热座；

一导电座，设置于所述散热座的一端；

一发光模块，设置于所述散热座的相对于所述导电座的另一端；以及

一灯罩，罩设于所述发光模块，所述灯罩的顶部具有一梯状结构，所述梯状结构的顶面的顶面直径小于所述梯状结构的底面的底面直径，且所述梯状结构的所述底面面向所述发光模块；

其中，所述梯状结构的所述底面设有一低透光结构，所述发光模块发出的光束通过所述低透光结构反射后，由所述灯罩的一侧壁射出。

2.根据权利要求1所述的具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，所述灯罩的透光率介于80％至100％之间。

3.根据权利要求1所述的具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，所述梯状结构的所述顶面为一直射区域，所述发光模块发出的光束穿透所述直射区域直接射出；所述梯状结构的所述底面的所述低透光结构为一反射区域，所述发光模块发出的光束通过所述反射区域反射后，由所述灯罩的所述侧壁射出。

4.根据权利要求1所述的具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，所述灯罩的所述顶部的周缘向下渐缩或无渐缩地形成所述侧壁。

5.根据权利要求1所述的具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，所述发光模块的基板宽度的八分之一小于所述顶面直径。

6.根据权利要求1所述的具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，所述低透光结构为一粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度介于20μm至60000μm之间。

7.根据权利要求6所述的具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，所述粗糙面的一区域半径介于所述底面直径与所述顶面直径之差的二分之一至所述底面直径的二分之一之间。

8.根据权利要求1所述的具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，所述低透光结构的厚度小于所述梯状结构的厚度。

9.根据权利要求1所述的具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，所述低透光结构掺有光扩散剂。

10.根据权利要求1所述的具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，所述低透光结构为额外地设置于所述梯状结构的所述底面的一反射辅助件。

11.根据权利要求10所述的具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，所述反射辅助件的透光度较所述灯罩的透光度差5％至50％。

12.根据权利要求10所述的具有广配光灯罩的灯具，其特征在于，所述反射辅助件的外形为环状，且环状的宽度介于所述底面直径与所述顶面直径之差的二分之一至所述底面直径的二分之一之间。

13.一种广配光灯罩，用以罩设于一发光模块，其特征在于，所述灯罩的顶部具有一梯状结构，所述梯状结构的顶面的顶面直径小于所述梯状结构的底面的底面直径，且所述梯状结构的所述底面面向所述发光模块；

其中，所述梯状结构的所述底面设有一低透光结构，所述发光模块发出的光束通过所述低透光结构反射后，由所述灯罩的一侧壁射出。

14.根据权利要求13所述的广配光灯罩，其特征在于，所述灯罩的透光率介于80％至100％之间。

15.根据权利要求13所述的广配光灯罩，其特征在于，所述梯状结构的所述顶面为一直射区域，所述发光模块发出的光束穿透所述直射区域直接射出；所述梯状结构的所述底面的所述低透光结构为一反射区域，所述发光模块发出的光束通过所述反射区域反射后，由所述灯罩的所述侧壁射出。

16.根据权利要求13所述的广配光灯罩，其特征在于，所述灯罩的所述顶部的周缘向下渐缩或无渐缩地形成所述侧壁。

17.根据权利要求13所述的广配光灯罩，其特征在于，所述发光模块的一基板宽度的八分之一小于所述顶面直径。

18.根据权利要求13所述的广配光灯罩，其特征在于，所述低透光结构为一粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度介于20μm至60000μm之间。

19.根据权利要求18所述的广配光灯罩，其特征在于，所述粗糙面的一区域半径介于所述底面直径与所述顶面直径之差的二分之一至所述底面直径的二分之一之间。

20.根据权利要求13所述的广配光灯罩，其特征在于，所述低透光结构的厚度小于所述梯状结构的厚度。

21.根据权利要求13所述的广配光灯罩，其特征在于，所述低透光结构掺有光扩散剂。

22.根据权利要求13所述的广配光灯罩，其特征在于，所述低透光结构为额外地设置于所述梯状结构的所述底面的一反射辅助件。

23.根据权利要求22所述的广配光灯罩，其特征在于，所述反射辅助件的透光度较所述灯罩的透光度差5％至50％。

24.根据权利要求22所述的广配光灯罩，其特征在于，所述反射辅助件的外形为环状，且环状的宽度介于所述底面直径与所述顶面直径之差的二分之一至底面直径的二分之一之间。