CN113074341A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光装置。发光装置包括壳体、第一发光模块及第二发光模块。第一发光模块具有第一发光区，第一发光模块设置于壳体上。第二发光模块具有第二发光区，第二发光模块设置于壳体上并环绕第一发光模块。第一发光区的第一辉度高于第二发光区的第二辉度，且第一辉度及第二辉度系分别独立受控。

Description

发光装置
技术领域
本发明是有关于一种发光装置，且特别是有关于一种具有数个发光模块的发光装置。
背景技术
对现有的路灯而言，其通常是将发光模块悬于灯杆之上，此时发光模块是在一定的高度下直接照射路面，进而产生一照射区域。然而在该种应用情境下，发光模块对非照射区外的光输出明显骤降，致使用路人从非照射区进入到照射区域时，眼睛直视路灯时所受到的辉度忽然暴增，进而产生眩光现象而产生视觉不舒适感。以现今市场对于路灯的视觉舒适需求逐渐提升的情况下，眩光造成的视觉不舒适感已成为一个亟需克服的问题。如图1所示，其绘示现有路灯发光面的发光辉度的特性图，横轴表示路灯发光面的不同发光位置，而纵轴表示发光辉度。由图1可知，当路人从非照射区进入到照射区域时(对应曲线二边的遽升段)，眼睛直视灯面时，辉度突升，此会让路人感觉到眩光。
对此，提出一种新的能改善眩光现象以提升视觉舒适度的发光装置是本技术领域业者努力的方向之一。
发明内容
本发明有关于一种发光装置，可改善前述现有灯具的问题。
本发明一实施例提出一种发光装置。发光装置包括一壳体、一第一发光模块及一第二发光模块。第一发光模块具有一第一发光区，第一发光模块设置于壳体上。第二发光模块具有一第二发光区，第二发光模块设置于壳体上并环绕第一发光模块。第一发光区的一第一辉度高于第二发光区的一第二辉度，且第一辉度及第二辉度分别独立受控。
附图说明
图1绘示现有路灯的发光辉度的特性图。
图2A绘示本发明一实施例的发光装置的示意图。
图2B绘示图2A的发光装置沿2B-2B’的剖面图(发光区朝上)。
图2C绘示图2A的发光装置沿方向2B-2B’的辉度分布图。
图3A绘示第2A图的发光装置的示意图。
图3B绘示图3A的发光装置在特定距离下第一发光区的第一辉度与第二发光区的第二辉度的关系图。
图3C绘示图3A的发光装置的第二发光区的第二辉度与驱动电流的关系图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
请参照图2A～2C，图2A绘示本发明一实施例的发光装置100的示意图，图2B绘示图2A的发光装置100沿2B-2B’的剖面图(发光区朝上)，而图2C绘示图2A的发光装置100沿方向2B-2B’的辉度(luminance)分布图。
发光装置100例如是路灯或其它照明产品。图2A～2B的Z轴向例如是大致垂直于第一发光区R11，而XY面例如是大致平行于第一发光区R11的发光面。
如图2B所示，发光装置100包括壳体110、第一发光模块130、第二发光模块140。第一发光模块130具有第一发光区R11且设置于壳体110上。第二发光模块140具有第二发光区R21，且设置于壳体110上，并环绕第一发光模块130。在实施例中，第一发光区R11的第一辉度B1高于第二发光区R21的第二辉度B2，且第一辉度B1及第二辉度B2分别独立受控。
如图2C所示，第一辉度B1例如是第一发光模块130所发出第一光线L1从第一发光区R11出光的平均辉度值，而第二辉度B2例如是第二发光模块140所发出第二光线L2从第二发光区R21出光的平均辉度值。由于第一辉度B1及第二辉度B2可分别独立受控，因此可通过辉度控制，使第二辉度B2介于第一辉度B1与背景辉度之间，产生一视觉缓冲，可降低或甚至避免眩光现象，提升视觉舒适度。
如图2B所示，第一发光区R11及第二发光区R21沿一方向D1(方向D1绘示于图2A)分别具有第一宽度W1及第二宽度W2。在实施例中，第二宽度W2与第一宽度W1的比值介于0.08与0.35之间。在实施例中，方向D1例如是发光装置100的短轴方向，然亦可为发光装置100的长轴方向，或为与发光装置100的长轴方向或与短轴方向之间夹一介于0度～90度(不包括0度及90度)之间任一角度值的方向。
如图2B所示，在本实施例中第一发光区R11与第二发光区R21不平行，即，第一发光区R11与第二发光区R21之间夹一非0度或非180度的角度A1。在一实施例中，角度A1例如是介于约120度～约180度之间(可包括或不包括端点值)。在另一实施例中，第一发光区R11与第二发光区R21可以平行，例如，第一发光区R11与第二发光区R21大致上共面，或第一发光区R11与第二发光区R21彼此平行且沿Z轴向具有一段差。
前述壳体110例如是不透光壳体，以避免光线透过壳体110漏光。较佳是金属(如铝、铜、不锈钢或其它金属材料)或者是高导热性树脂(如玻璃纤维强化塑胶)所构成的壳体，这些材料可兼具高强度及高导热性的双重效果。另外，也可在壳体110的外表面设置散热片，可再进一步提高散热效果。
如图2B所示，第一发光模块130包括基座120。
基座120材质选用可与壳体110相同，较佳是金属壳体或高导热性树脂所构成的壳体，使基座120兼具高强度及高导热性的双重效果。基座120例如是不透光基座，因此可避免第一发光模块130的第一光线L1在从第一发光区R11出光前入射至第二发光模块140内，且避免第二发光模块140的第二光线L2在从第二发光区R21出光前入射至第一发光模块130内。如此，可避免第一发光模块130的第一光线L1与第二发光模块140的第二光线L2在发光装置100内互相干扰，因此能更准确控制第一发光区R11的辉度表现及第二发光区R21的辉度表现。
如图2B所示，第一发光模块130还包括第一导光元件131及第一发光组件132。在本实施例中，第一导光元件131及第一发光组件132均设置在基座120内。详细而言，如图2B所示，基座120具有凹槽120r，第一导光元件131设置于基座120的凹槽120r的底部120r1，并且具有前述第一发光区R11及第一入光区R12。而第一发光组件132则对应第一导光元件131的第一发光区R11设置。第一发光组件132包括至少一电路板132A及至少一光源132B，其中光源132B例如是发光二极管封装件，其配置且电性连接于电路板132A上。在本发明中，第一发光组件132与第一导光元件131的相对关系可依使用者需求而任意调整。举例而言，第一发光组件132邻近于第一入光区R12配置，使光源132B发出的第一光线L1可入射至第一入光区R12，从而使第一光线L1在第一导光元件131内被引导至从第一发光区R11出光。举例而言，如图2B所示，第一入光区R12是第一导光元件131的侧面区域，第一发光组件132则采用正向光源。此时电路板132A是固定在凹槽120r的侧壁，使光源132B所发出的第一光线L1可正向射入第一入光区R12。而在另外未示出的实施例中，第一发光组件132则采用侧向光源，此时电路板132A可设置在120r的底部，使光源132B所发出的第一光线L1侧向射入第一入光区R12。另外，在部分实施例中，还于第一导光元件131下设置一反射层，以此提高出光效果。
须说明的是，在本实施例中虽然例示基座120是直接设置于壳体110的内表面，然而在部分未示出的实施例中，基座120可以例如是通过隔离柱(stand-off)设置于壳体110的内表面。而在另一部分未示出的实施例中，基座120与壳体110是一体成型者，这些变化的实施例均属于本发明范畴内。
如图2B所示，第一发光模块130还包括透光盖板133。透光盖板133设置基座120上并覆盖第一导光元件131及第一发光组件132。透光盖板133可阻挡外界杂质(如液体、灰尘等)进入发光装置100内，以保护第一导光元件131及第一发光组件132。在图2B中透光盖板133虽然例示为一透光平板，然本发明不以此为限。在其他未示出的实施例中，透光盖板132可为透镜或者弯曲板状。
如图2B所示，在实施例中，第二发光模块140包括第二导光元件141及至少一第二发光组件142。
第二导光元件141具有前述第二发光区R21及一第二入光区R22。第二发光组件142邻近第二入光区R22配置。在实施例中，第二入光区R22具有一凹部或本身呈一凹部，第二发光组件142容置于凹部内。在另一实施例中，第二入光区R22可以是平面。本发明实施例不限定第二入光区R22的几何结构，只要能允许光线入射至第二导光元件141即可。
如图2B所示，第二发光组件142包括至少一电路板142A及至少一光源142B，其中光源142B例如是发光二极管封装件，其配置且电性连接于电路板142A上。光源142B可发出第二光线L2入射至第二导光元件141的第二入光区R22。第二光线L2在第二入光区R22内被引导至从第二发光区R21出光。如图2B所示，由于第二发光组件142设置于壳体110上，如直接接触壳体110，因此第二发光组件142的发热能透过壳体110快速地对流至外界环境，然本发明不以此为限，使用者可根据实际需求改变第二发光组件142的位置。
如图2B所示，第二导光元件141例示包括第一部141A、第二部141B及第三部141C，其中第二部141B连接第一部141A与第三部141C。第二入光区R22位于第一部141A上，而第二发光区R21位于第二部141B上。第三部141C抵接于壳体110，可增加第二导光元件141与壳体110之间的稳定性。
详细而言，第一部141A邻近于第一发光模块130。第一部141A从第二发光组件142大致上沿平行于基座120的侧壁120r2的方向延伸。第二部141B及第三部141C侧向地往远离第一发光模块130方向延伸。第二部141B从第一部141A倾斜地往远离(往外)第一发光模块130的方向延伸，而第三部141C从第二部141B往水平地往远离第一发光模块130的方向延伸至壳体110并承靠在壳体110上。第三部141C可抵接或固定于壳体110上，可增加第二导光元件141与壳体110之间的稳定性。
如图2A所示，第二发光模块140的数个光源142B环绕第一发光模块130，使发光装置100提供一全周式(360度)防眩光功能。此外，这些光源142B中的一各或一些与这些光源142B中的另一个或另一些可分别独立受控，以控制/调整从第二发光区R21出射的第二光线L2的光形、照射范围、色温及/或辉度等。
如图2B所示，第二导光元件141具有相对的出光面141u与底面141b。底面141b具有数个微结构1411，其中微结构1411例如是凹孔，其由底面141b往第二发光区R21方向凹陷。微结构1411能破坏光线的全反射，使在第二导光元件141内全反射传输的第二光线L2得以从第二发光区R21射出。各微结构1411具有直径1411D，这些微结构1411的直径1411D往远离第二发光组件142的方向渐大，可增加第二导光元件141内离第二发光组件142较远的第二光线L2的出光辉度，使第二发光区R21的各局部出光辉度更为平均。此外，这些微结构1411的分布密度往远离第二发光组件142的方向系渐密，同样可增加第二导光元件141内离第二发光组件142较远的第二光线L2的出光辉度，使第二发光区R21的各局部出光辉度更为平均。在另一实施例中，各微结构1411的直径1411D可以大致上相等，或这些微结构1411的分布密度可大致上相等。在其它实施例中，第二导光元件141也可省略微结构1411。以制作方式来说，微结构1411例如是采用激光、蚀刻所形成，然在另一实施例中，微结构1411也可以与第二导光元件141于塑胶射出成形制程中一体成形。在实施例中，出光面141u、底面141b及微结构1411位于第二导光元件141的第二部141B，然此非用于限定本发明实施例。
在实施例中，第二发光模块140还包括第一反射层143、第二反射层144及第三反射层145。第一反射层143配置在第二导光元件141的底面141b。第二反射层144及第三反射层145配置在第一部141A上。例如，第一部141A具有相对二侧面，第二反射层144及第三反射层145分别配置在第一部141A的相对二侧面上。此外，第一反射层143与第二反射层144相连，使第一反射层143与第二反射层144之间无缝隙，因此可避免第二光线L2从第一反射层143与第二反射层144之间漏光。此外，第二反射层144及第三反射层145随第二导光元件141的走向延伸。举例来说，第二导光元件141呈封闭环形地环绕第一发光模块130，而第二反射层144及第三反射层145也随第二导光元件141呈封闭环形地环绕第一发光模块130。如此，第二反射层144可全周式地(360度)将第一发光模块130的侧向光线反射回第一导光元件131内且第三反射层145可全周式地将第二发光模块140的侧向光线L2反射回第二导光元件141内。在另一实施例中，视可接受的漏光量而定，第二发光模块140也可省略第一反射层143、第二反射层144与第三反射层145中至少一者。
如图2B所示，发光装置100还包括挡光元件150。挡光元件150配置在第一发光模块130与第二发光模块140之间。例如，挡光元件150横跨第一发光模块130与第二发光模块140，且覆盖第一发光模块130的边缘及第二发光模块140的边缘。挡光元件150配置正对第二发光组件142的光源142B的发光面配置，如此同时可遮蔽第二发光组件142，避免第二发光组件142从外观上露出。
如图2B所示，挡光元件150的遮蔽范围包括第二导光元件141的第二部141A及第三部141B的一部分(图2B所示第二宽度W2之外的区域)，可防止第二光线L2从第二部141A及第三部141B的该部分的区域漏光，且可将第二光线L2反射回第二导光元件141，进而使第二光线L2顺利从第二发光区R21(如图2B所示第二宽度W2所定义的区域)出光。虽然未绘示，然在另一实施例中，挡光元件150可拆分为第一挡光部及第二挡光部，第一挡光部位于第一发光区R11的第一发光模块130上方，第二挡光部位于第二发光区R21的第二发光模块140上方，其中第二挡光部位可防止第二光线L2从第三部141B的该部分(图2B所示第二宽度W2之外的区域)的区域漏光。
此外，挡光元件150可配置在第一发光模块132的边缘，且环绕第一发光区R11。如图2A及2B所示，挡光元件150呈封闭环形，其所围区域定义为第一发光区R11，而第二发光区R21从挡光元件150的边界起算，即第二部141B中未受到挡光元件150覆盖的区域定义为第二发光区R21。
如图2B所示，发光装置100还包括控制器160。控制器160配置在发光装置100内。控制器160电性连接第一发光组件132的电路板132A，以通过电路板132A控制光源132B的发光模式，且控制器160电性连接第二发光组件142的电路板142A，以透过电路板142A控制光源142B的发光模式。
请参照图3A～3C，图3A绘示第2A图的发光装置200的示意图，图3B绘示图3A的发光装置200在特定距离下第一发光区R11的第一辉度与第二发光区R21的第二辉度的关系图，而图3C绘示图3A的发光装置200的第二发光区R21的第二辉度与驱动电流的关系图。
发光装置200包括壳体110(未绘示)、基座120(未绘示)、第一发光模块130(未绘示)、第二发光模块140(未绘示)、挡光元件150(未绘示)、控制器160(未绘示)、距离传感器270及环境传感器280。发光装置200具有与发光装置100相同或相似的技术特征，不同处在于，发光装置200还包括距离传感器270及环境传感器280。
距离传感器270可侦测发光装置200与地面G之间的距离H。距离传感器270例如是影像传感器、激光测距仪或其它可感测目标距离的元件。环境传感器280可感测环境数据。环境传感器280例如是雾气传感器、雨滴传感器、湿度传感器或其它能感测环境物理数据的传感器。
如图3A所示，角度A2定义为人眼直视发光装置200时，人眼与发光装置200的连线与发光装置200的高度方向(例如是垂直于地面的方向)之间所夹的角度。图3B的曲线C1表示在距离H(例如是沿发光装置200的高度方向)例如是6公尺及角度A2例如是70度下第一发光区R11的第一辉度与第二发光区R21的第二辉度的关系曲线，其中辉度的单位例如以坎德拉每平方米(cd/m2)表示。图3B的曲线C1的数学关系如下方式(1)所示，其中式(1)的S1表示第一发光区R11的第一辉度，S2表示第二发光区R21的第二辉度，而立体角ω为人眼在角度A2下，直视第一发光区R11(未标示于图3A)与第二发光区R21(未标示于图3A)的范围总和(如图3A所示立体角ω的涵盖范围)所涵盖的立体角度。式(1)是当人眼直视灯具，处于视觉舒适与不舒适的临界条件。详言之，在已知第一发光区R11的第一辉度为S1及立体角ω下，透过曲线C1(或式(1))可取得对应的第二发光区R21的第二辉度的值S2。在控制上，控制器160较佳地可将第二发光模块140发出的第二发光区R21的第二辉度控制在至少S2值，以避免眩光现象且获得视觉舒适度。
S1＝108×(S20.44)×[(ω-0.21)-1.28] (1)
如图3B所示，在距离H等于6公尺且角度A2等于70度的前提下，当控制器160将第一发光区R11的第一辉度S1控制在130000cd/m2时，控制器160依据曲线C1，取得对应的第二辉度S2较佳为1704cd/m2，此数值能避免眩光现象，提升视觉舒适度。
图3C的曲线C2表示第二发光区R21的第二辉度与驱动电流的关系曲线。在已知S2值的前提下，控制器160依据曲线C2可取得将第二发光区R21的第二辉度控制在S2值的所需驱动电流。例如，如图3C的曲线C2所示，当第二发光区R21的第二辉度S2欲控制在1704cd/m2时，控制器160依据曲线C2取得第二发光模块140的所需驱动电流为150毫安(mA)。
此外，不同的距离H的值对应不同趋势的曲线C1。控制器160电性连接于距离传感器270，用于依据距离传感器270的信号取得距离H的值，并依据距离H的值取得对应的趋势的曲线C1，再由该对应的趋势的曲线C1取得第二辉度S2的值。然而，距离H的值也可以是一固定预设值。
此外，控制器160电性连接于环境传感器280，用于依据环境传感器280所感测到的环境数据判断环境状态，并依据环境状态主动调整第一辉度及/或第二辉度的驱动电流及/或色温。例如，当控制器160依据环境传感器280所感测到的环境数据得知环境起雾时，由于起雾环境中低色温光线比高色温光线的穿透距离远，因此可将第一光线L1的色温降低至一第一预定色温值及/或第二光线L2的色温降低至一第二预定色温值，其中第一预定色温值与第二预定色温值可相同或相异。在一实施例中，第一预定色温值及/或第二预定色温值例如是介于2000K～3500K之间，如2500K、3000K等。
在另一实施例中，当控制器160依据环境传感器280所感测到的环境数据得知环境中无人流及车流时，可降低第一辉度的驱动电流及/或第二辉度的驱动电流，以节省能源消耗。例如，控制器160可将第一辉度的驱动电流降低至一半且关闭第二辉度的驱动电流。
综上，本发明实施例的发光装置包括一第一发光模块及一围绕第一发光模块的第二发光模块，其中第一发光模块具有一第一发光区，而第二发光模块具有一第二发光区。第一发光区的发光辉度与第二发光区的发光辉度可分别独立受控，以调整二区域的发光辉度的辉度差，进而改善眩光现象，提升视觉舒适度。在一实施例中，发光装置可依据环境状态的改变，调整第一发光模块及/或第二发光模块的发光模式及/或控制模式，如辉度、色温、驱动电流等。
综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明。本发明所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的修改与完善。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
一壳体；
一第一发光模块，具有一第一发光区，该第一发光模块设置于该壳体上；以及
一第二发光模块，具有一第二发光区，该第二发光模块设置于该壳体上并环绕该第一发光模块；
其中，该第一发光区的一第一辉度高于该第二发光区的一第二辉度，且该第一辉度及该第二辉度分别独立受控。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第一发光模块包括：
一第一导光元件，具有该第一发光区及一第一入光区；以及
一第一发光组件，邻近于该第一入光区。
3.如权利要求2所述的发光装置，其特征在于，其中该第一发光模块包括一基座，该基座具有一凹槽，该第一导光元件设置于该凹槽内，该第一发光组件对应该第一入光区设置。
4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第二发光模块包括：
一第二导光元件，具有该第二发光区及一第二入光区；以及
一第二发光组件，邻近该第二入光区；
其中，该第二导光元件具有一凹部，该第二发光模块设置于该凹部内。
5.如权利要求4所述的发光装置，其特征在于，该第二导光元件包括一第一部与一第二部，该第一部与该第二部相连，其中该第二入光区位于该第一部上，该第二发光区位于该第二部上。
6.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第二导光元件包括一第一部、一第二部及一第三部，该第二部连接该第一部与该第三部，该第三部抵接于该壳体。
7.如权利要求4所述的发光装置，其特征在于，该第二导光元件具有相对的一出光面与一底面，该第二发光模块还包括：
一第一反射层，配置在该底面。
8.如权利要求7所述的发光装置，其特征在于，该第二发光模块还包括一第二反射层及一第三反射层，该第二反射层与该第三反射层分别配置于该第一部的相对二侧面。
9.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该发光装置还包括：
一挡光元件，配置在该第一发光模块与该第二发光模块之间且正对该第二发光组件的一发光面配置。
10.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第一发光区及该第二发光区沿一方向分别具有一第一宽度及一第二宽度，该第二宽度与该第一宽度的比值介于0.08与0.35之间。
11.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，第一发光区与该第二发光区之间具有一介于120度至180度之间的夹角。
12.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第二发光模块还包括：
多个第二发光组件，环绕该第一发光模块。
13.如权利要求12所述的发光装置，其特征在于，该第二发光组件的一个或一些与该第二发光组件的另一个或另一些分别独立受控。
14.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第一发光模块的色温与该第二发光模块的色温分别独立受控。
15.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该发光装置还包括：
一环境传感器，用于感测一环境数据；
一控制器，用于：
依据该环境数据，调整该第一发光区所发出光线的发光模式及该第二发光区所发出光线的发光模式。
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