TW201516337A - 一種具有半導體光源模組的照明系統 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種具有半導體光源模組的照明系統，此系統包括一具有反射弧面的反射件，與反射件耦接的支架，以及具有一第一發光單元與一第二發光單的半導體光源模組。支架包括一第一支架部與一第二支架部，第一支架部設於反射件與第二支架部之間，且半導體光源模組係設於第二支架部並與反射弧面相對。其中，至少一發光單元相對於第一支架部的至少一部分有一範圍在145度至175度的夾角。

Description

一種具有半導體光源模組的照明系統
本發明係關於一種具有半導體光源模組的照明系統，尤指一種使用二個以上發光單元的半導體光源模組搭配相應支架與反射件，使得照明距離可調整之照明系統。
遠光燈與近光燈係為因應如白晝、夜間霧區等不同的環境時，所分別運用之照明系統。其中遠光燈的照明角度較高，投射的距離較遠；而近光燈的照明角度則較低，同時其投射距離也較近。
以汽車應用為例，過去汽車頭燈所採用光源主要為鹵素燈泡，由於燈體所佔體積較大，因此在包括遠光燈、近光燈或霧燈等光源於結構上，是將不同的燈模組各自獨立地安裝於各自燈座（含相應的光學鏡片與機構元件）當中。由於遠光燈和近光燈是各自安裝於汽車車頭的不同燈座當中，這就意味著汽車的照明系統需要具備足夠的容置空間才能妥善安裝這兩種不同用途的燈具。面臨這種情況，車燈模組的整體體積自然地高居不下，而且各種附加元件包括各自的散熱結構、更大的燈罩、各自的二次光學系統提高其出光的效果，都致使過去車燈模組成本高昂。
因此，如何提出一種有效將遠光燈和近光燈一體化，以減少所需要的模組體積以及組成元件用量，進而降低生產成本之一種兼具結構新穎及功效卓越之可調整照明範圍之照明系統，即是本發明所要克服的技術問題。
本發明之主要目的，係提供一種具有半導體光源模組的照明系統，其以一半導體光源模組搭配一支架與一具有反射弧面的反射件，達成一能發出不同照明距離或範圍光照的照明系統；其中半導體光源模組更包括迴路控制單元，讓使用者能透過單一控制台就可根據其需求選擇使用不同效果的燈源，達成調整照明距離或範圍之功能。
本發明之次要目的，係提供一種具有半導體光源模組的照明系統，其所安裝之多個發光單元係使用同一基座作為散熱之媒介，且該些發光單元係透過所設置之支架而使用同一反射件進行反射出光，達成縮小照明系統出光面積與所需要體積的結果，且出光效果與傳統車燈技術近似而符合相關國家標準規範。
為了達到上述之目的，本發明揭示了一種具有半導體光源模組的照明系統，其係包括：一反射件，其具有一反射弧面；一支架，其係與該反射件相耦接，並包括一第一支架部以及一第二支架部，其中該第一支架部設置於該反射件與該第二支架部之間；以及一半導體光源模組，其係設置於該第二支架部並相對於該反射弧面，且其包括二個以上的發光單元，且該些發光單元進一步包括一第一發光單元與一第二發光單元；其中，該些發光單元至少其中之一相對於該第一支架部的至少一部分有一範圍在145度至175度之一夾角；或者是當該第一發光單元與該第二發光單元各包括至少一發光二極體晶片時，該第一發光單元與該第二發光單元之發光單元中心相對距離不大於該發光二極體晶片之晶片縱邊寬之1.6倍。依此結構之佈局，即可讓具有不同照明範圍之燈具一體化設計得以實現。
1‧‧‧反射件
10‧‧‧反射弧面
2‧‧‧支架
21‧‧‧第一支架部
22‧‧‧第二支架部
4‧‧‧半導體光源模組
41‧‧‧第一發光單元
42‧‧‧第二發光單元
43‧‧‧發光二極體晶片
45‧‧‧基座
46‧‧‧斜面
5‧‧‧迴路控制單元
51‧‧‧第一模組電極組
52‧‧‧第二模組電極組
6‧‧‧中控台
7‧‧‧車頭
8‧‧‧出光口
9‧‧‧暗色系區域
LHB‧‧‧遠光燈路徑
LLB‧‧‧近光燈路徑
D‧‧‧發光單元中心相對距離
L‧‧‧晶片縱邊寬

第一圖：其係為本發明一較佳實施例之結構側面剖視示意圖；
第二A~C圖：其係為本發明中，半導體光源模組之結構示意圖；
第三圖：其係為本發明一較佳實施例之光線路徑示意圖；
第四圖：其係為本發明中，發光單元開關控制之路徑示意圖；
第五A~B圖：其係為本發明安裝於汽車車頭之光線路徑示意圖；
第六圖：其係為本發明另一較佳實施例之倒置設計之結構側面剖視示意圖；
第七圖：其係為本發明另一較佳實施例之使用具斜面之基座之結構側面剖視示意圖；以及
第八圖：其係為本發明另一較佳實施例之設置具有深色系區域之基座之示意圖。
為使本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：
首先，請參考第一圖，本發明之一實施例在結構上係包括：一反射件1、一支架2以及一半導體光源模組4。其中，該反射件1具有反射功能之一面為反射弧面10，且該反射弧面10為具有之至少一種曲率之反射面；該支架2係與該反射件1相耦接，且包括一第一支架部21以及一第二支架部22，該第一支架部21設置於該反射件1與該第二支架部22之間；該半導體光源模組4設置於該第二支架部22並與該反射弧面10相面對。其中設有該半導體光源模組4的該第二支架部22的至少一部分與該第一支架部21的至少一部分之間具有一轉折，使該第二支架部22的至少一部分與該第一支架部21的至少一部分之間有一範圍最大在145度至175度，最佳在150度至170度之一夾角θ，且該第一支架部21的至少一部分可與水平方向平行。
本實施例之半導體光源模組4所發出之光線，至少一部分係透過反射弧面10反射，並經由支架2與反射件1所構成之一出光口8出光。在這過程當中，由於支架2的第二支架與第一支架間具有彎折夾角θ，使得本發明之照明系統的出光口可以進一步縮小。以車燈應用來說，本發明即可較傳統車燈技術佔據更少車頭面積，同時本發明之支架2可遮擋部份由反射弧面10反射之光線，可作為擋板使用，減少於水平方向直接發散出燈具模組之光線，而有減低炫光的效果。另外本實施例之半導體光源模組4發出光線在反射弧面10上的位置，相較於無夾角θ之情形，更靠近反射件1與支架2耦合處，使主要光線使用率得以增加，並減少所需使用反射弧面10的面積，進而縮小整體照明系統體積。
請參考第二A圖，其係為本發明之半導體光源模組4的其中一個實施例。如圖所示，半導體光源模組4係包括二個以上的發光單元40以及一基座45，而此些發光單元40又可進一步區分為一第一發光單元41、一第二發光單元42。其中該第一發光單元41與該第二發光單元42分別包括相同數量之發光二極體晶片43並設置於該基座45的同一面上。該基座45可包括較佳導熱效果的金屬材質基板或陶瓷基板等。該第一發光單元41與一第二發光單元42之間的發光亮度可以不同，例如第一發光單元41具有較強的發光亮度而第二發光單元42具有較第一發光單元41弱的發光亮度，而於應用時即可分別作為隨照明範圍不同而有不同光強效果的燈源，例如照明範圍大時用強光，照明範圍小時用弱光；前述實施例反之亦可，本發明並不以此為限。於應用於前述第一圖之實施例時，因為第二支架部22的至少一部分與第一支架部21的至少一部分間有一夾角θ的關係，設置於第二支架部22上的半導體光源模組4的至少一發光單元相對於該第一支架部21的至少一部分為呈一夾角或斜角θ。
另外與前述實施例相較，第二B圖之實施例與第二A圖之差異在於第一發光單元41與第二發光單元42分別包括單一發光二極體晶片43；第二C圖之實施例與第二C圖之差異在於第一發光單元41與第二發光單元42分別包括不同數量的發光二極體晶片43。如此，可使第一發光單元41與第二發光單元42之間的發光亮度產生落差，而使本發明之照明系統可呈現發光亮度不同之效果。
本發明之照明系統的又一實施例請同時參照第二A圖與第三圖所示，本實施例之半導體光源模組4的第一發光單元41與第二發光單元42在基座45上具有一發光單元中心相對距離D，因此不同發光單元出光時，對應反射弧面10之相同位置有不同的入射角度，使得不同發光單元從本發明之照明系統出光口8所發出光線方向不同，例如本實施例之第一發光單元41通過發光口8所發出的光線LHB 較第二發光單元42通過發光口8所發出的光線LLB 更遠離地平線，故LHB 可照射或照明之距離較LLB 更遠，而可於車燈應用時將第一發光單元41作為遠光燈源(如第五A圖所示)，第二發光單元42則作為近光燈源(如第五B圖所示)；前述舉例反之亦可，如第六圖所示，此舉例之照明系統相較前述實施例為顛倒設置，同時第一發光單元41通過發光口8所發出的光線LLB 較第二發光單元42通過發光口8所發出的光線LHB 更貼近於地平面，故此時於車燈應用上第一發光單元41可作為近光燈源，第二發光單元42則作為遠光燈源。本發明最佳之一實施例在於發光單元中心相對距離D需不大於發光二極體晶片43之晶片縱邊寬L之1.6倍，如此本發明之照明系統在車燈應用時，可使本發明之照明系統在體積縮小的情形下，仍保有與傳統車燈模組相似之照明效果，並符合世界各國於相關車燈規範的規定。
本發明之另一實施例如第四圖所示，照明系統在控制第一發光單元41與第二發光單元42時，係透過與之電性連接之二個以上的迴路控制單元5分別控制其開關。其中使用者可透過所操控之中控台6賦予指令，然後經由迴路控制單元5分別控制第一發光單元41與第二發光單元42；請同時參考第二A~二C圖，此迴路控制單元5係包括設置於半導體光源模組4之基座45上的第一模組電極組51和第二模組電極組52，且該模組電極組51與52分別與第一發光單元41和第二發光單元42電性連接。藉由此種設計，使用者可以藉由單一中控台控制本發明之照明系統的第一發光單元41與第二發光單元42，而選擇所需的發光效果，例如兩者可以同時發光或不同時發光。另外，前述實施例之照明系統所使用迴路控制單元5可以為不同電子元件或透過積體化整合於一IC元件中。
第七圖係為本發明之照明系統的另一實施例，是在先前所述之本發明照明系統實施例基礎上，其中半導體光源模組4的基座45設置有發光單元的表面至少一部分為斜面46，使得第一支架21與第二支架22之間並不一定需要有一夾角θ，而至少一發光單元40仍同樣相對於第一支架21的至少一部分有一範圍最大在145度至175度，最佳在150度至170度之一夾角θ。
第八圖係為本發明之照明系統的另一實施例，同樣在先前所述之本發明照明系統實施例基礎上，其中在基座45設置該些發光單元40之表面上至少有一部分係為暗色系區域9，分布於發光單元40周圍，使得基座45具有單一或二個以上的色度區域。其中在暗色係區域9的範圍中，其塗色包括至少一暗色系顏色，例如黑色、灰色、深紅色、深綠色、深藍色或深紫色等顏色之一或是其組合。另外，支架2設有該半導體光源模組4的表面的至少一部分顏色也可為暗色系顏色，例如黑色、灰色、深紅色、深綠色、深藍色或深紫色等顏色之一或是其組合。藉此，本實施例的照明系統在車燈應用時，可以吸收更多的雜散光源，而有最佳發光效果。而本實施例的照明系統於不同應用時，在基座45設有發光單元40的表面的至少一部分、反射弧面10表面的至少一部分或支架2設有半導體光源模組4的表面的至少一部分上的顏色可根據需求改用或增加淺色系顏色塗佈，或設置波長轉換層，如包含黃色、紅色或綠色螢光粉的膠體等，以達成不同發光效果的需求。
綜上所述，本發明詳細揭示了一種可調整照明範圍之照明系統，其將多個發光單元設置於同一個基座之上，使得這些發光單元得以共用該基座進行散熱，且這些發光單元係共同照射於一個反射件的反射弧面，得以被應用於需要有不同照明距離或範圍的各種固定或移動工具如探照燈、舞台燈、手電筒、腳踏車、汽車、機車、飛機、船艦等。在減少照明系統的模組體積並保有與傳統照明系統之照明功能需求下，總結而言，本發明無疑提供了一種充分展現實用價值之一種可調整照明範圍之照明系統。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
1‧‧‧反射件
10‧‧‧反射弧面
2‧‧‧支架
21‧‧‧第一支架部
22‧‧‧第二支架部
4‧‧‧半導體光源模組
41‧‧‧第一發光單元
42‧‧‧第二發光單元
45‧‧‧基座
8‧‧‧出光口
LHB‧‧‧遠光燈路徑
LLB‧‧‧近光燈路徑

Claims (24)

  1. 一種具有半導體光源模組的照明系統，其係包括：
    一反射件，其具有一反射弧面；
    一支架，其係與該反射件相耦接，並包括一第一支架部以及一第二支架部，其中該第一支架部設置於該反射件與該第二支架部之間；以及
    一半導體光源模組，其係設置於該第二支架部並相對於該反射弧面，其係包括二個以上的發光單元，且該些發光單元進一步包括一第一發光單元與一第二發光單元；其中，該些發光單元至少其中之一相對於該第一支架部的至少一部分有一範圍在145度至175度之一夾角。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該反射弧面包括至少一種曲率之反射面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該夾角係更進一步介於150度至170度之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該半導體光源模組更包括一基座，且該第一發光單元與該第二發光單元係設置於該基座上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其更包括至少一迴路控制單元，其係與該第一發光單元或該第二發光單元電性連接。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之照明系統，其中該迴路控制單元係透過設置於基座上之一第一模組電極組以及一第二模組電極組，而分別與該第一發光單元以及該第二發光單元電性連接。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該第一發光單元與該照明系統之一出光口之間的距離小於該第二發光單元與該照明系統之該出光口之間的距離。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該第一發光單元照射於該反射弧面之入射角度係小於該第二發光單元於相同照射位置的入射角度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該反射弧面表面的至少一部分或該支架設有該半導體光源模組的表面的至少一部分上設有一波長轉換層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該第一發光單元與該第二發光單元各包括至少一發光二極體晶片，且該第一發光單元與該第二發光單元之發光單元中心相對距離不大於該發光二極體晶片之晶片縱邊寬之1.6倍。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該支架的第二支架部與第一支架部之間至少有一轉折，使該些發光單元至少其中之一相對於該第一支架部的至少一部分有該夾角。
  12. 如申請專利範圍第4項所述之照明系統，其中該基座設有該些發光單元的表面包括一斜面，使該些發光單元至少其中之一相對於該第一支架部的至少一部分有該夾角。
  13. 如申請專利範圍第4項所述之照明系統，其中該基座設有該些發光單元的表面的至少一部分係為一暗色系區域，並分布於該些發光單元周圍。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該支架設有該半導體光源模組的表面的至少一部分顏色為暗色系。
  15. 如申請專利範圍第4項所述之照明系統，其中該基座設有該些發光單元的表面具有二個以上的色度區域。
  16. 一種具有半導體光源模組的照明系統，其係包括：
    一反射件，其具有一反射弧面；以及
    一半導體光源模組，其係相對於該反射弧面與該反射件耦接，且包括二個以上的發光單元，且該些發光單元進一步包括一第一發光單元與一第二發光單元；其中，該第一發光單元與該第二發光單元各包括至少一發光二極體晶片，且該第一發光單元與該第二發光單元之發光單元中心相對距離不大於該發光二極體晶片之晶片縱邊寬之1.6倍。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之照明系統，其更包括一支架，其係與該反射件相耦接，且該半導體光源模組設置於該支架上與該反射弧面相對。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之照明系統，其中該支架包括一第一支架部以及一第二支架部，該第一支架部設置於該反射件與該第二支架部之間，且該半導體光源模組設置於該第二支架部。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之照明系統，其中該反射弧面表面的至少一部分或該支架設有該半導體光源模組的表面的至少一部分上設有一波長轉換層。。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之照明系統，其中該些發光單元至少其中之一相對於該第一支架部的至少一部分有一範圍在145度至175度的夾角。
  21. 如申請專利範圍第16項所述之照明系統，其中該半導體光源模組更包括一基座，且該些發光單元係設置於該基座上。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之照明系統，其中該基座設有該些發光單元的表面的至少一部分係為一暗色系區域，並分布於該些發光單元周圍。
  23. 如申請專利範圍第17項所述之照明系統，其中該支架設有該半導體光源模組的表面的至少一部分顏色為暗色系。
  24. 如申請專利範圍第21項所述之照明系統，其中該基座設有該些發光單元的表面具有二個以上的色度區域。
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