TW201427482A - 照明燈具 - Google Patents

Abstract

一種照明燈具。此照明燈具包含燈具殼體、至少一光源及光線控制模組。燈具殼體具有光源容置空間和控制模組容置空間。光源係設置於光源容置空間中，光線控制模組係設置於控制模組容置空間中。光線控制模組包含電流控制單元、開關單元、處理單元以及電路板。電路板係用以承載電流控制單元、開關單元以及處理單元。電流控制單元係提供直流電流源輸出。開關單元係根據開關控制訊號來使直流電流源輸出選擇性地供應直流電流給光源之至少一者。處理單元係用以調整直流電流之值。

Description

照明燈具

本發明是有關於一種照明燈具，特別是有關於一種應用直流電源之照明燈具。

照明裝置在人類的生活中扮演了重要的角色，舉凡各種建築物、交通工具或是裝飾品，皆可見到其應用。對於人類而言，照明裝置已不僅是一種提供照明的工具而已，照明裝置對於人類的生活具有強大的影響力。

目前常見的照明裝置包含有白熾燈、螢光燈和發光二極體(LED)燈等等。傳統的白熾燈係將鎢絲通電，以產生高熱發光來進行照明。然而這種發光方式非常耗電，使得白熾燈漸漸被螢光燈所取代。

螢光燈係利用施加高電壓於電極上來發射電子，使得電子撞擊水銀蒸氣之原子，產生電離和激發現象。當水銀蒸氣原子從激發狀態回到原始狀態時，會發出波長為253.7nm之電磁波，此波長屬於人眼不可見光之範圍。因此，再利用各種不同之螢光物質來吸收此電磁波並將其轉換為可見光，即可使螢光燈發出各種不同的顏色。

另外，為了達到環保節能的目標，人們也開發出發光二極體照明模組。發光二極體在一適當的順向偏壓下，電子、電洞會被分別注入N、P兩端，接著電洞電子便會在P/N界面區域結合而使得發光二極體發光。此係因電子由高能量狀態掉回低能量狀態與電洞結合，將能量以光的形 式釋放出來。

發光二極體具有比螢光燈更好的發光效率及更長的壽命，因此在節能方面的表現也超越螢光燈。一般的發光二極體都需要利用直流電來產生光能，因此市面上的發光二極體燈具都會包含有交流轉直流換流器(AC-to-DC converter)，以將交流電轉換成直流電來供發光二極體使用。一般的交流轉直流換流器大多為切換式(switching)換流器，且設置於燈具上，以提供直流電源給後端電路使用。切換式換流器雖然具有較佳的功率轉換比值，但其不但具有較強的電磁干擾(Electromagnetic Interference；EMI)，更具有較大的體積，如此不但使得發光二極體燈具有較大的體積，而且在安規認證上也較為繁複。再者，發光二極體壽命遠大於切換式換流器上的其他電子元件，例如電解電容等。因此，若將切換式換流器置於照明燈具外，將大幅提升燈具之壽命與維修切換式換流器之方便性。

故，需要一種具有較低電磁干擾、壽命長、易維修以及較小體積的照明燈具。

本發明之一方面是在提供於一種照明燈具。此照明燈具之控制電路僅使用較低電磁干擾以及較小體積的電子裝置來供應電能給光源，以降低照明燈具的電磁干擾，並縮小燈具的體積與增長燈具之壽命。

根據本發明之一實施例，此照明燈具包含燈具殼體、至少一光源以及光線控制模組。燈具殼體係具有光源容置 空間和控制模組容置空間。光源係設置於光源容置空間中。光線控制模組係設置於控制模組容置空間中，且電性連接至光源，以根據直流電壓源來提供直流電流源驅動該至少一光源。光線控制模組包含電流控制單元、至少一開關單元、處理單元以及電路板。電流控制單元係用以提供直流電流源輸出。開關單元係電性連接至光源，以根據開關控制訊號來使上述之直流電流源輸出選擇性地供應直流電流給光源其中至少一者。處理單元係電性連接至電流控制單元，以調整提供至光源的直流電流之值。電路板係承載電流控制單元、開關單元以及處理單元。

由上述說明可知，本發明實施例之照明燈具僅使用較低電磁干擾以及較小體積的電流控制單元來供應電能給光源，並且將交流轉直流模組化電源供應器獨立於照明燈具外，如此即可降低照明燈具的電磁干擾，並縮小燈具的體積與增長燈具之壽命。

請同時參照第1圖和第1a圖，第1圖係繪示根據本發明實施例之照明燈具100的結構示意圖，第1a圖繪示根據沿著第1圖之切線A-A’觀察所得之照明燈具100的剖面結構示意圖。照明燈具100包含光線控制模組112、至少一個光源114、、燈具殼體130、導光板140以及光學膜片150。在本實施例中，燈具殼體130為方形之金屬殼體，且具有光源容置空間132a和控制模組容置空間132b，以分別容置光源114以及光線控制模組112。在本發明其他實施 例中，燈具殼體130可為其他形狀，例如圓形或三角形等形狀，且製作材料也不受限於金屬。另外，在本實施例中，控制模組容置空間132b係位於燈具殼體130下方，然而，本發明之實施例並不受限於此。在本發明其他實施例中，控制模組容置空間132b可位於燈具殼體130的側面或底面等不影響光學路徑的位置。

光源114係設置於光源容置空間132a中，並抵靠在燈具殼體130的側壁上，以提供照明所需的光線。在本實施例中，光源114為發光二極體或發光二極體光條，但本發明之實施例並不受限此。在本發明之其他實施例中，光源114可為其他使用直流電之光源。導光板140係設置於光源容置空間132a中，且鄰設於光源114，以將光源114之光線引導至燈具外部。光學膜片150係設置於導光板140上方，以優化照明燈具100的照明效果。在本實施例中，光學膜片150為擴散片，但本發明之實施例並不受限於此。

光線控制模組112係設置於控制模組容置空間132b中，並電性連接至光源114，以控制光源114的工作狀態。為了使燈具100具有較小的體積，本實施例之燈具殼體130的高度Hs係設計為2.3公分，而控制模組容置空間132b的高度Hc係設計為小於1.0公分。控制模組容置空間132b的高度設計除了考慮到燈具100的體積外，更考慮燈具殼體130在成形時所受的應力。

為了在控制模組容置空間132b中置入光線控制模組112，光線控制模組112的厚度Hp也必須小於1.0公分。為了實現光線控制模組112的薄型化，本實施例提供一種 新架構的光線控制模組。

請同時參照第1b圖和第1c圖，第1b圖係繪示光線控制模組112的功能方塊示意圖，第1c圖係繪示光線控制模組112的側面結構示意圖。光線控制模組112包含處理單元112a、電流控制單元112b以及至少一個開關單元112c以及電路板112d，其中電路板112d係承載處理單元112a、電流控制單元112b以及開關單元112c。光線控制模組112係用以選擇性地供應直流電流至光源114，以開啟部份或全部光源114。在以下的說明中，將詳細介紹光線控制模組112中各部件的功能。

電流控制單元112b係用以透過電源線來接收外部電源所提供的直流電壓源，並根據此直流電壓源經由電流控制單元112b轉換為提供直流電流源至光源114，以及提供開關控制訊號至開關單元112c。開關單元112c係電性連接於電流控制單元112b與光源114間，以選擇性地供應直流電流至光源114其中至少一者。其中，開關單元112c之控制端係電性連接至電流控制單元112b，以根據電流控制單元112b所傳送的開關控制訊號來進行開啟或關閉操作。

處理單元112a係電性連接至電流控制單元112b，以根據使用者控制訊號來決定電流控制單元112b所輸出的開關控制訊號，並調整電流控制單元112b所輸出的直流電流值。例如，當使用者想開啟四個光源並將亮度調至最大時，使用者會利用電子裝置(例如遙控器)來發送控制訊號至處理單元112a。當處理單元112a接收到使用者控制訊號後，會傳輸訊號予電流控制單元112b，以決定開關控制訊號的 值，而電流控制單元112b則輸出開關控制訊號來開啟四個開關單元112c，以提供四個電流通道給四個光源114。同時，處理單元112a也會控制電流控制單元112b來調整直流電流的值至最大值，以使四個光源114皆能以最大亮度來發光。

在本實施例中，光線控制模組112上所有元件皆採用表面黏著型元件(Surface Mounted Devices,SMD)。例如，處理單元112a、電流控制單元112b、可為TSSOP、SSOP、MSOP等封裝格式之積體電路，被動元件可為晶片電阻或晶片電容，開關單元112c可為SOT、SMA、TO系列(例如TO-251)之等封裝元件來實現實體電路。

另外，光線控制模組112上所有元件皆採用表面黏著型元件(Surface Mounted Devices,SMD)封裝元件實現實體電路，且無應用切換式電力轉換器(Switch converter)技術，不需做為轉換能量使用的大型儲能元件，也不需常態性的高頻脈波寬度調變訊號(PWM)以驅動開關單元元件；故整個光線控制模組112具有非常小的總體積，並具低電磁干擾的優勢。光線控制模組112亦可應用切換式電力轉換器(Switch converter)技術實現實體電路。

由以上說明可知，本發明實施例之燈具100並不包含交流轉直流電源供應器，意即燈具100之光線控制模組112僅包含電處理單元112a、電流控制單元112b、開關單元112c、以及其他必要的被動元件(例如電阻、電容等)。由於僅使用電流控制單元112b來提供電能，因此本發明實施例之燈具控制模組100的電磁干擾可大幅減少。

另外，由於本發明實施例之光線控制模組112不包含交流轉直流電源供應器，其高度可大幅減少。在本實施例中，光線控制模組112與承載電路之電路板112d的總體最大高度為0.66公分，但本發明之實施例並不受限於此。根據光線控制模組112所採用之外部連接介面(例如，連接端子112e)，光線控制模組112的高度可再縮小。例如，若光線控制模組112只依靠電線來連接至外部裝置，而不使用連接端子112e，則光線控制模組112的高度可比0.66公分更小。

值得一提的是，雖然本實施例之照明燈具100具有多個開關單元112c和多個光源114，但本發明之實施例並不受限於此。例如，在本發明之其他實施例中，開關單元112c和光源114的對應關係可為一對多或多對一，如第1d圖和第1e圖所示。又例如，在本發明之其他實施例中，開關單元112c和光源114的數量可僅為一個，如第1f圖所示。另外，開關單元112c並不限定於電性連接在電流控制單元112b與光源114間，而開關控制訊號也不限定於由電流控制單元112b所提供。例如，在本發明其他實施例中，開關單元112c可電性連接於光源114與接地電壓之間，如第1g圖所示。又例如，在本發明其他實施例中，開關控制訊號可由處理單元112a提供，如第1h圖所示。其中，第1g圖和第1h圖所繪示之虛線係代表開關控制訊號之例示路徑。

請參照第2圖，其係繪示根據本發明再一實施例之照明燈具200的剖面結構示意圖。照明燈具200係類似於照明燈具100，但不同之處在於照明燈具200為直下式照明 燈具。照明燈具400包含光源110、光線控制模組120、燈具殼體230、光學膜片150。

類似於照明燈具100，照明燈具200之燈具殼體230亦具有光源容置空間232a和控制模組容置空間232b。光源114係設置於光源容置空間232a中，並位於燈具殼體230之底面234上。光學膜片150係設置於光源114上方，以優化照明燈具200的照明效果。由於本實施例為直下式照明燈具，因此本實施例之燈具殼體230的高度Hs係設計為8.6公分，而控制模組容置空間232b的高度仍小於1.0公分。

請參照第3圖，其係繪示根據本發明另一實施例之照明燈具300的剖面結構示意圖。照明燈具300係類似於照明燈具100，但不同之處在於照明燈具300包含燈具殼體330，其中燈具殼體330之控制模組容置空間332b係位於光源容置空間332a中，且控制模組容置空間332b係由最外側之光源114來定義。

在本實施例中，最外側之光源114與燈具殼體330之側壁間的距離為Hc，以將光線控制模組112設置於燈具殼體330之側壁上，同時避免光線控制模組112影響到光源光線的路徑。

本實施例之照明燈具300係將光線控制模組112與光源114設置於同一空間中，相較於照明燈具100，本實施例之照明燈具300不需提供額外的控制模組容置空間來容置光線控制模組112，本實施例之照明燈具300在設計上更為簡便。

請參照第4圖，其係繪示根據本發明又一實施例之照明燈具400的剖面結構示意圖。照明燈具400係類似於照明燈具300，但不同之處在於照明燈具400之燈具殼體430的控制模組容置空間432b係位於光源114之間。在本實施例中，由於光線控制模組112的厚度Hp小於1.0公分，因此可適當地設置於光源114之間設計控制模組容置空間432b，以避免影響光源光線的路徑。

由上述之實施例可知，對於直下式背光模組而言，光線控制模組112可容置於與光源同一空間之任意位置，只要光線控制模組112不影響光源光線路徑即可。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧照明燈具

112‧‧‧光線控制模組

112a‧‧‧處理單元

112b‧‧‧電流控制單元

112c‧‧‧開關單元

112d‧‧‧電路板

112e‧‧‧連接端子

114‧‧‧光源

130‧‧‧燈具殼體

132a‧‧‧光源容置空間

132b‧‧‧控制模組容置空間

140‧‧‧導光板

150‧‧‧光學膜片

200‧‧‧照明燈具

230‧‧‧燈具殼體

232a‧‧‧光源容置空間

232b‧‧‧控制模組容置空間

234‧‧‧燈具殼體底面

300‧‧‧照明燈具

330‧‧‧燈具殼體

332a‧‧‧光源容置空間

332b‧‧‧控制模組容置空間

400‧‧‧照明燈具

430‧‧‧燈具殼體

432b‧‧‧控制模組容置空間

Hs‧‧‧殼體高度

Hc‧‧‧控制模組容置空間高度

A-A’‧‧‧切線

Hp‧‧‧光線控制模組的厚度

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，上文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：第1圖係繪示根據本發明實施例之側光式照明燈具的外觀結構示意圖。

第1a圖係繪示沿著第1圖之切線A-A’觀察所得之照明燈具的剖面結構示意圖。

第1b圖係繪示根據本發明實施例之光線控制模組的 功能方塊示意圖。

第1c圖係繪示根據本發明實施例之光線控制模組的側面結構示意圖。

第1d-1h圖係繪示根據本發明實施例之光線控制模組的功能方塊示意圖。

第2圖係繪示根據本發明實施例之直下式照明燈具的剖面結構示意圖。

第3圖係繪示根據本發明實施例之直下式照明燈具的剖面結構示意圖。

第4圖係繪示根據本發明實施例之直下式照明燈具的剖面結構示意圖。

100‧‧‧照明燈具

112‧‧‧光線控制模組

114‧‧‧光源

130‧‧‧燈具殼體

132a‧‧‧光源容置空間

132b‧‧‧控制模組容置空間

140‧‧‧導光板

150‧‧‧光學膜片

Hs‧‧‧殼體高度

Hp‧‧‧光線控制模組的厚度

Hc‧‧‧控制模組容置空間高度

Claims (9)

1. 一種照明燈具，包含：一燈具殼體，具有一光源容置空間和一控制模組容置空間；至少一光源，設置於該光源容置空間中；以及一光線控制模組，設置於該控制模組容置空間中，且電性連接至該至少一光源，以根據一直流電壓源來提供直流電流源驅動該至少一光源，其中該光線控制模組包含：一電流控制單元，用以提供直流電流源輸出；至少一開關單元，電性連接至該至少一光源，以根據至少一開關控制訊號來使該直流電流源輸出選擇性地供應一直流電流至該至少一中之至少一者；一處理單元，電性連接至該電流控制單元，以並調整該直流電流之值；以及一電路板，承載該電流控制單元、該至少一開關單元以及該處理單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之照明燈具，其中該至少一開關控制訊號係由該處理單元所提供。
3. 如申請專利範圍第1項所述之照明燈具，其中該至少一開關控制訊號係由該電流控制單元所提供。
4. 如申請專利範圍第1項所述之照明燈具，其中該至少一光源為發光二極體。
5. 如申請專利範圍第1項所述之照明燈具，其中該電流控制單元和該處理單元之封裝規格為TSSOP、SSOP或MSOP，該些開關單元之封裝規格為SOT、SMA或TO系列。
6. 如申請專利範圍第1項所述之照明燈具，其中該照明燈具為側光式照明燈具。
7. 如申請專利範圍第6項所述之照明燈具，該燈具殼體之高度實質為2.3公分，該光源容置空間之高度實質小於1公分。
8. 如申請專利範圍第1項所述之照明燈具，其中該照明燈具為直下式照明燈具。
9. 如申請專利範圍第8項所述之照明燈具，該燈具殼體之高度實質為8.6公分，該該光源容置空間之高度實質小於1公分。