CN204611432U - 具有广角出光分布的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型揭示了一种照明装置，其包含有至少一发光半导体元件、承载座以及灯罩，该发光半导体元件设置于该承载座上，该灯罩设置于该承载座上且遮盖该发光半导体元件；灯罩包含有第一出光部、环绕第一出光部的侧出光部，以及微结构；该微结构设置于第一出光部的一侧且面对发光半导体元件，并用来反射该发光半导体元件所发射的光线。本实用新型的照明装置包含有复数个微结构，用以增加发光半导体元件发射的光线的反射角度；该复数个微结构设置于该第一出光面上以向下反射光线，以得到更广角或全方向的出光分布，且该微结构的形状、尺寸与排列方式已优化以使照度更佳，也就是说，可提升该照明装置的照度并改善出光分布。

Description

具有广角出光分布的照明装置
技术领域
本实用新型有关于一种照明装置，特别是一种包含有发光半导体元件与微结构且具有广角出光分布的照明装置。
背景技术
随着科技的发展，发光二极管(LED)已广泛地运用于人们生活当中。LED具有快速响应、小尺寸、低污染、低耗电、可靠度高与产品寿命长的优点，故可运用于照明或显示屏幕中。一般传统式照明灯泡，如白炽灯泡可被LED照明装置所取代。然而，LED所发出的光束为具有方向性的光源，与传统的扩散性光源不同，在应用上受到许多限制。故习知的LED照明装置仍无法全面取代传统式照明灯泡。
请参考图1与图2。图1为习知的照明装置1，图2为照明装置1的配光曲线图。习知的照明装置1包含有发光半导体元件10、承载座12以及灯罩14。发光半导体元件10包含有至少一LED结构且可发射光线L。如图2所示，照明装置1的出光分布较狭窄且受到限制。因此，如何设计具有广角反射与良好照度的照明装置，成为重要的课题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种照明装置，特别是一种包含有发光半导体元件与微结构且具有广角出光分布的照明装置，以解决上述的问题。
为实现上述目的之一，本实用新型一实施方式提供一种照明装置，包含发光半导体元件、承载座及灯罩，该发光半导体元件设置于该承载座上；灯罩设置于该承载座上且遮盖该发光半导体元件，该灯罩包含有第一出光部、侧出光部及复数个微结构，侧出光部环绕于该第一出光部；复数个微结构设置于该第一出光部的一侧且面对该发光半导体元件，其中，从剖面来看，该复数个微结构包含有复数个三角形截面，该复数个三角形截面对称于该发光半导体元件的中心设置；其中，该复数个三角形截面的顶端分别形成有第一夹角θ11~θn1，该复数个三角形截面的底角分别形成有第二夹角θ12~θn2，其中，n为该复数个三角形截面的数量；该第一夹角θ11~θn1彼此相等或相对于该发光半导体元件的中心由内向外递增。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该复数个三角形截面包含直角三角形，且该第一夹角的角度范围在45度至65度之间。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该第n个第一夹角θn1满足方程式 n1 = θ11*rn-1，其中，r的数值范围为1.01~1.15。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该复数个三角形截面包含等腰三角形，且该第一夹角的角度范围在90度至145度之间。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该复数个微结构的厚度范围为3μm~15μm。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该复数个微结构的截面包含弧形结构。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该复数个微结构的表面涂布有反射薄膜，该反射薄膜为银色反射层或白色反射层。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该复数个微结构的任意两个相邻的该三角形截面间的距离P1~Pn-1彼此相等或相对于该发光半导体元件的中心由内向外递增。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该第(n-1)个距离Pn-1满足方程式Pn = P1 + (n-1)d，其中，d的范围为0.1mm~2mm。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该第(n-1)个距离Pn-1满足方程式Pn = P1*rn-1，其中，r的数值范围为1.01~1.05。
为实现上述目的之一，本实用新型一实施方式提供一种照明装置，包含发光半导体元件、承载座及灯罩，该发光半导体元件设置于该承载座上；灯罩设置于该承载座上且遮盖该发光半导体元件，该灯罩包含有第一出光部、侧出光部及复数个微结构，侧出光部环绕于该第一出光部；复数个微结构设置于该第一出光部的一侧且面对该发光半导体元件，其中，从剖面看，该复数个微结构包含有复数个三角形截面，该复数个三角形截面对称于该发光半导体元件的中心设置；其中，该复数个微结构的任意两个相邻的该三角形截面间的距离P1~Pn-1彼此相等或相对于该发光半导体元件的中心由内向外递增，其中，n为该复数个三角形截面的数量。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该复数个微结构的厚度范围为3μm~15μm。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该第(n-1)个距离Pn-1满足方程式Pn = P1 + (n-1)d，其中，d的范围为0.1mm~2mm。
作为本实用新型一实施方式的进一步改进，该第(n-1)个距离Pn-1满足方程式Pn = P1*rn-1，其中，r的数值范围为1.01~1.05。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：本实用新型的照明装置包含有复数个微结构，用以增加发光半导体元件发射的光线的反射角度；该复数个微结构设置于该第一出光面上以向下反射光线，以得到更广角或全方向的出光分布，且该微结构的形状、尺寸与排列方式已优化以使照度更佳，也就是说，可提升该照明装置的照度并改善出光分布。
附图说明
图1为习知的照明装置的示意图；
图2为习知的照明装置的配光曲线图；
图3为本实用新型第一实施例照明装置的剖面图；
图4为本实用新型第一实施例照明装置的配光曲线图；
图5为本实用新型第二实施例照明装置的剖面图；
图6为本实用新型第三实施例照明装置的剖面图；
图7为本实用新型第三实施例照明装置的配光曲线图；
图8为本实用新型第四实施例照明装置的剖面图；
图9为本实用新型第五实施例照明装置的剖面图；
图10为本实用新型第六实施例照明装置的剖面图；
图11为本实用新型第七实施例照明装置的上视图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
请参考图3与图4，图3为本实用新型第一实施例照明装置2的剖面图，图4为本实用新型第一实施例照明装置2的配光曲线图。照明装置2包含有至少一发光半导体元件50、承载座52以及灯罩54。发光半导体元件50设置于承载座52上且发出光线L，灯罩54设置于承载座52上且遮盖发光半导体元件50。灯罩54包含有第一出光部541、环绕第一出光部541的侧出光部543，以及复数个微结构545，设置于第一出光部541的一侧且面对发光半导体元件50，复数个微结构545用来将至少部分的光线L散射至不同方向。第一出光部541的未面对发光半导体元件50的另一侧包含有平面或接近平面的表面。灯罩54的材料可包含聚碳酸酯和/或二氧化钛。根据本实用新型的实施例，如图4中配光曲线图所示，照明装置2于不同出光角度的单位面积的发光强度(照度)大于图2所示的习知的照明装置1的照度。
另外，根据图3所示的微结构545的剖面图，微结构545可包含有复数个V形截面以及复数个三角形截面，其中这些V形截面与三角形截面对称于发光半导体元件50的中心或第一出光部541的中心轴D1设置。这些三角形截面与V形截面彼此间隔设置于第一出光部541上。这些复数个三角形截面可包含直角三角形。请参考图3中照明装置2的剖面图，微结构545的复数个三角形截面的顶端分别形成有第一夹角θ11~θn1，微结构545的复数个三角形截面的底角分别形成有第二夹角θ12~θn2，其中n为该复数个三角形截面的数量。为避免照明装置2于接近中心轴D1的照度大于远离中心轴D1的照度，第一夹角θ11~θn1彼此相等，或相对于发光半导体元件50的中心由内向外逐渐递增，以使照明装置2所发出的光线更均匀。值得一提的是，第一夹角θ11~θn1的角度范围在45度与65度之间。也就是说，第二夹角θ12~θn2也是彼此相等或相对于中心轴D1由内向外逐渐递减，且角度范围在25度与45度之间。另外，于其他实施例中，第一夹角θ11~θn1的关系也可为等比数列，且第n个第一夹角θn1满足于方程式θn1 = θ11*rn-1，其中n为该复数个三角形截面的数量，r的数值范围为1.01~1.15。其中r较佳为等于或接近1.02。
另外，微结构545的厚度H的范围为3μm~15μm，且微结构545中任意两个相邻三角形截面的距离P1~Pn-1彼此相等或相对于发光半导体元件50的中心由内向外逐渐递增。具体而言，距离P1~Pn-1的关系可为等差数列，因此第(n-1)个距离Pn-1满足方程式Pn = P1 + (n-1)d，其中d的范围为0.1mm~2mm。d可较佳为等于或接近0.2。于其他实施例中，距离P1~Pn-1的关系可为等比数列，第(n-1)个距离Pn-1满足方程式Pn = P1*rn-1，其中r的数值范围为1.01~1.3。r可较佳为等于或接近1.05。
请参考图5。图5为本实用新型第二实施例照明装置3的剖面图。相较于第一实施例，照明装置3的发光半导体元件50更包含有复数个发光二极体结构501与基板503。发光二极体结构501设置于基板503上且发出光线L。为了可更有效率及直接地传导与发散发光二极体结构501产生的热量，基板503的材质可为金属、陶瓷、蓝宝石、碳化硅或这些材料的任意组合。
除此之外，第一出光面541的直径W1大于承载座52的直径W2，且W1对W2的比值(W1/W2)范围为1.05~1.5，如图5所示，如此一来，本实用新型的照明装置的出光品质更良好，其中W1对W2的比值(W1/W2)较佳为等于或接近1.23。
请参考图6与图7。图6为本实用新型第三实施例照明装置4的剖面图。图7为本实用新型第三实施例照明装置4的配光曲线图。如图6所示，相较于上述实施例，照明装置4的灯罩54的复数个微结构545的表面涂布有反射薄膜549，使得至少部分从发光半导体元件50射出的光线L可被反射至灯罩54的侧出光部543。如此一来，即可提升照明装置4侧边的照度，如图7的配光曲线图所示。换句话说，相较于未涂布反射薄膜549的照明装置，照明装置4的出光分布更广。其中，反射薄膜549可为银色反射层或白色反射层。
请参考图8与图9。图8为本实用新型第四实施例照明装置5的剖面图。图9为本实用新型第五实施例照明装置6的剖面图。照明装置5、6的微结构545形状相较于上述实施例可不相同。如图8所示，照明装置5的微结构545的三角形截面可包含等腰三角形。此外，第一夹角θ11~θn1的角度范围在90度至145度之间。另外如图9所示，照明装置6的微结构545的截面可包含弧形结构。
请参考图10。图10为本实用新型第六实施例照明装置7的剖面图。相较于上述实施例，本实施例照明装置7的灯罩54另包含有位于第一出光部541之上的第二出光部841。至少部分的侧出光部543耦接于第一出光部541与第二出光部841，并且环绕包围第一出光部541与第二出光部841之间形成的空间。复数个微结构845设置于第二出光部841的一侧且面对于发光半导体元件50。复数个微结构845反射至少一部分穿透出第一出光部541的光线。第二出光部841未面对于发光半导体元件50的一侧为平面或接近平面的表面。另外，复数个微结构845可相对于复数个微结构545间隔排列。换句话说，复数个微结构845的三角形截面可不对齐于复数个微结构545的三角形截面。由于第二出光部841与第一出光部541具有类似的结构与功能，故可增加反射的光线L，且照明装置7的出光分布可更广。
请参考图11。图11为本实用新型第七实施例照明装置8的上视图。相较于上述实施例，本实施例的照明装置8另包含有复数个发光半导体元件50。复数个发光半导体元件50可对称于承载座52的中心设置。第一出光部541或第二出光部841的形状可为圆形，承载座52可为圆形、方形或对应于第一出光部541或第二出光部841的形状。复数个微结构545(845)可分组形成不同的反射区域547。从剖面观察，反射区域547可包含有复数个V形截面与复数个三角形截面，其中该V形截面与该三角形截面对称于反射区域547的中心轴设置。具体而言，在图11的实施例中，第一出光部541可包含有三个反射区域547，其中任一反射区域547的中心轴对齐于相对应的至少一发光半导体元件50。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种照明装置，其特征在于包含：
发光半导体元件；
承载座，该发光半导体元件设置于该承载座上；以及
灯罩，设置于该承载座上且遮盖该发光半导体元件，该灯罩包含有：
第一出光部；
侧出光部，环绕于该第一出光部；以及
复数个微结构，设置于该第一出光部的一侧且面对该发光半导体元件，其中，从剖面来看，该复数个微结构包含有复数个三角形截面，该复数个三角形截面对称于该发光半导体元件的中心设置；
其中，该复数个三角形截面的顶端分别形成有第一夹角θ11~θn1，该复数个三角形截面的底角分别形成有第二夹角θ12~θn2，其中，n为该复数个三角形截面的数量；该第一夹角θ11~θn1彼此相等或相对于该发光半导体元件的中心由内向外递增。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该复数个三角形截面包含直角三角形，且该第一夹角的角度范围在45度至65度之间。
3.如权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，该第n个第一夹角θn1满足方程式 n1 = θ11*rn-1，其中，r的数值范围为1.01~1.15。
4.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该复数个三角形截面包含等腰三角形，且该第一夹角的角度范围在90度至145度之间。
5.如权利要求1、2或4中任一项所述的照明装置，其特征在于，该复数个微结构的厚度范围为3μm~15μm。
6.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该复数个微结构的截面包含弧形结构。
7.如权利要求1、2、4或6中任一项所述的照明装置，其特征在于，该复数个微结构的表面涂布有反射薄膜，该反射薄膜为银色反射层或白色反射层。
8.如权利要求1、2、4或6中任一项所述的照明装置，其特征在于，该复数个微结构的任意两个相邻的该三角形截面间的距离P1~Pn-1彼此相等或相对于该发光半导体元件的中心由内向外递增。
9.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，该第(n-1)个距离Pn-1满足方程式Pn = P1 + (n-1)d，其中，d的范围为0.1mm~2mm。
10.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，该第(n-1)个距离Pn-1满足方程式Pn = P1*rn-1，其中，r的数值范围为1.01~1.05。
11.一种照明装置，其特征在于包含：
发光半导体元件；
承载座，该发光半导体元件设置于该承载座上；以及
灯罩，设置于该承载座上且遮盖该发光半导体元件，该灯罩包含有：
第一出光部；
侧出光部，环绕于该第一出光部；以及
复数个微结构，设置于该第一出光部的一侧且面对该发光半导体元件，其中，从剖面看，该复数个微结构包含有复数个三角形截面，该复数个三角形截面对称于该发光半导体元件的中心设置；
其中，该复数个微结构的任意两个相邻的该三角形截面间的距离P1~Pn-1彼此相等或相对于该发光半导体元件的中心由内向外递增，其中，n为该复数个三角形截面的数量。
12.如权利要求11所述的照明装置，其特征在于，该复数个微结构的厚度范围为3μm~15μm。
13.如权利要求11或12所述的照明装置，其特征在于，该第(n-1)个距离Pn-1满足方程式Pn = P1 + (n-1)d，其中，d的范围为0.1mm~2mm。
14.如权利要求11或12所述的照明装置，其特征在于，该第(n-1)个距离Pn-1满足方程式Pn = P1*rn-1，其中，r的数值范围为1.01~1.05。
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