TW201534843A - 燈具 - Google Patents

Abstract

一種燈具，包含中空燈管、基板、複數個發光二極體以及反光元件。中空燈管具有第一長軸方向。基板位於中空燈管中且具有承載面。發光二極體設置於承載面上，且沿第一長軸方向排列。反光元件設置於承載面上，具有上表面、下表面、複數個貫孔及複數個凹陷結構，其中上表面與下表面相對，貫孔貫通上表面及下表面，且對應發光二極體，凹陷結構位於發光二極體之間，用以反射發光二極體所射出之光線。

Description

燈具

本發明是有關於一種燈具，特別是一種使用發光二極體的條狀燈具。

近年來，發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)技術提高，高功率、高光度的LED陸續上市，再加上LED作為燈泡具有壽命長的優點，使得這類燈泡漸有取代其他傳統光源之勢。LED可應用於眾多燈具，如日光燈、路燈或手電筒。

隨著LED的效率提升，每一單顆LED的亮度也越來越大，所以每個條狀燈具中使用的LED顆數可以減少，不但整體亮度不受影響，製造條狀燈具所需要的成本也隨之下降。

然而，當條狀燈具使用的LED顆數減少時，每一LED之間的間距所隨之增加，在如此的情況下，由於單顆LED的主要發光角度有上限，所以會產生熱點現象(Hot Spot)，即在燈管上看到的亮度不均勻，在正對LED位置的燈管亮度較亮，而對應於兩個LED之間位置的燈管亮度則 會較暗。

本發明提供一種燈具，用以消除發光二極體條狀燈具的熱點現象(Hot Spot)，並使其亮度均勻。

根據本發明一實施方式，一種燈具，包含中空燈管、基板、複數個發光二極體以及反光元件。中空燈管具有第一長軸方向。基板位於中空燈管中且具有承載面。發光二極體設置於承載面上，且沿第一長軸方向排列。反光元件設置於承載面上，具有上表面、下表面、複數個貫孔及複數個凹陷結構，其中上表面與下表面相對，貫孔貫通上表面及下表面，且對應發光二極體，凹陷結構位於發光二極體之間，用以反射發光二極體所射出之光線。

於本發明之一或多個實施方式中，每一凹陷結構位於其相鄰的兩發光二極體之間的對稱中心位置。

於本發明之一或多個實施方式中，每一凹陷結構為圓錐凹坑或V型凹溝或倒梯形凹溝。

於本發明之一或多個實施方式中，每一凹陷結構於平行第一長軸方向且垂直於承載面之橫截面為具有二相對斜面的V形或倒梯形。

於本發明之一或多個實施方式中，二斜面與基板法線之間分別具有角度小於30度的夾角。

於本發明之一或多個實施方式中，發光二極體具有第一高度，反光元件具有第二高度，其中第二高度小於第 一高度，且第二高度大於三分之一第一高度。

於本發明之一或多個實施方式中，每一V型凹溝及每一倒梯形凹溝沿垂直於第一長軸方向延伸。

於本發明之一或多個實施方式中，發光二極體具有第一高度，反光元件具有第二高度，其中第二高度小於三分之二第一高度，且第二高度大於三分之一第一高度。

於本發明之一或多個實施方式中，反光元件具有第二高度，凹陷結構具有第三高度，其中第二高度大於第三高度。

本發明上述實施方式設置反光元件的凹陷結構於發光二極體之間，於是凹陷結構會將發光二極體往側向方向發射之光線反射至中空燈管，因而使對應於兩個發光二極體之間位置的燈管亮度增加，而使中空燈管上的亮度均勻，並消除熱點現象。

100、100’‧‧‧燈具

102、102’‧‧‧亮區

104、104’‧‧‧暗區

110、110’‧‧‧基板

111、111’‧‧‧承載面

120、120’‧‧‧發光二極體

130‧‧‧反光元件

131‧‧‧貫孔

132‧‧‧凹陷結構

132a‧‧‧圓錐凹坑

132b‧‧‧V型凹溝

132c‧‧‧倒梯形凹溝

133‧‧‧上表面

134‧‧‧下表面

135‧‧‧斜面

136‧‧‧底面

140、140’‧‧‧中空燈管

141、141’‧‧‧出光面

D、D’‧‧‧第一長軸方向

H1‧‧‧第一高度

H2‧‧‧第二高度

H3‧‧‧第三高度

θ‧‧‧夾角

N‧‧‧基板法線

L‧‧‧光線

第1A圖繪示傳統燈具的剖面圖。

第1B圖繪示對應第1A圖之燈具毗鄰出光面之內側區域的亮度-位置圖。

第2A圖繪示依照本發明一實施方式之燈具的剖面圖。

第2B圖繪示對應第2A圖之燈具毗鄰出光面之內側區域的亮度-位置圖。

第3圖繪示依照本發明一實施方式之燈具的上視圖。

第4圖繪示依照本發明另一實施方式之燈具的上視圖。

第5A圖繪示依照本發明又一實施方式之燈具的剖面圖。

第5B圖繪示第5A圖的上視圖。

第6圖繪示第2A圖之燈具的另一剖面圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1A圖繪示傳統燈具100’的剖面圖。第1B圖繪示對應第1A圖之燈具100’毗鄰出光面141’之內側區域的亮度-位置圖。如第1A圖與第1B圖所繪示，中空燈管140’具有第一長軸方向D’與出光面141’，其中出光面141位於發光二極體120上方。基板110’位於中空燈管140’中且具有承載面111’。發光二極體120’設置於承載面111’上，且沿第一長軸方向D’排列。由於近來發光二極體120’的效率提升，每一發光二極體120’的亮度也越來越大，所以燈具100’中使用的發光二極體120’的顆數可以隨之減少，但當燈具100’使用的發光二極體120’的顆數減少時，每一發光二極體120’之間的間距所隨之增加，在如此的情況下，由 於單顆發光二極體120’的主要發光角度有上限，所以會產生熱點現象(Hot Spot)，也就是在出光面141’上看到亮度不均勻的現象，在正對發光二極體120’之位置的出光面141’的亮度較亮，而對應於兩個發光二極體120’之間位置的出光面141’的亮度則會較暗。在對應於發光二極體120’且毗鄰出光面141’之內側區域會形成亮區102’，而在對應於兩個發光二極體120’之間位置且毗鄰出光面141’之內側區域會形成暗區104’。

第2A圖繪示依照本發明一實施方式之燈具100的剖面圖。第2B圖繪示對應第2A圖之燈具100毗鄰出光面141之內側區域的亮度-位置圖。本實施方式之燈具100包含基板110、複數個發光二極體120、反光元件130以及中空燈管140。中空燈管140具有第一長軸方向D與出光面141，其中出光面141位於發光二極體120上方。基板110位於中空燈管140中且具有承載面111。發光二極體120設置於承載面111上，且沿第一長軸方向D排列。反光元件130設置於承載面111上，具有上表面133、下表面134、複數個貫孔131及複數個凹陷結構132，其中上表面133與下表面134相對，貫孔131貫通上表面133及下表面134，且對應發光二極體120，凹陷結構132位於發光二極體120之間，用以反射發光二極體120所射出之光線。

在對應於發光二極體120且毗鄰出光面141之內側區域會形成亮區102，而在對應於兩個發光二極體120之間位置且毗鄰出光面141之內側區域會形成暗區104。

由於反光元件130的凹陷結構132位於發光二極體120之間，於是凹陷結構132會將發光二極體120往側向方向發射之光線，例如光線L，反射而使光線朝出光面141的方向行進，如此可以有效提升暗區104的亮度，使暗區104的亮度與亮區102的亮度不會差距過大。

出光面141可為霧面結構，以霧化從出光面141內側向外射出的光線。於是，由於暗區104的亮度與亮區102的亮度不會差距過大，在暗區104的光線與在亮區102的光線經過出光面141的霧化之後，便能使亮區102與暗區104的光線亮度均勻，因而消除熱點現象。

組裝燈具100的步驟與與組裝傳統的燈具100’的步驟差異不大。具體而言，先配置好電路於基板110上，再組裝發光二極體120於承載面111上，之後將具有貫孔131的反光元件130設置於承載面111上，由於貫孔131的位置為對應於發光二極體120的配置位置，所以在反光元件130設置於基板110上時，每個發光二極體120將會自然地穿過各貫孔131，並且形成如第2A圖的配置關係，接著再將組裝好的基板110、發光二極體120以及反光元件130設置於中空燈管140中，並完成燈具100的組裝。

相較於組裝傳統燈具100’的步驟，燈具100的組裝僅多了將反光元件130設置於基板110之承載面111上的步驟，其他步驟與傳統燈具100’的組裝沒有差別，因此，組裝燈具100的製程可以藉由結合傳統燈具100’的製程，相對容易地設計出來。

具體而言，下表面134與承載面111直接接觸。應了解到，以上所舉之燈具100的具體實施方式僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇燈具100的具體實施方式。

凹陷結構132可為任意形狀，只要能夠將發光二極體120往側向方向發射之光線反射而使光線朝出光面141的方向行進即可。凹陷結構132可由光滑平面或光滑曲面所組成，以使凹陷結構132的反射效果較佳。

第3圖繪示依照本發明一實施方式之燈具100的上視圖。如第3圖所繪示，每一凹陷結構132為圓錐凹坑132a。圓錐凹坑132a會把發光二極體120往側向方向發射之光線大部份反射至圓錐凹坑132a的正上方，可有效消除暗區104與亮區102之間的亮度差異。

第4圖繪示依照本發明另一實施方式之燈具100的上視圖。如第4圖所繪示，每一凹陷結構132為V型凹溝132b。V型凹溝132b會把發光二極體120往側向方向發射之光線大部份反射至V型凹溝132b的正上方，由於V型凹溝132b的橫跨整個基板110，所以被反射之光線將會有較大的分佈範圍，可有效消除暗區104與亮區102之間的亮度差異。

第5A圖繪示依照本發明又一實施方式之燈具100的剖面圖。第5B圖繪示第5A圖的上視圖。如第5A圖與第5B圖所繪示，每一凹陷結構132為倒梯形凹溝132c。倒梯形凹溝132c會把發光二極體120往側向方向發射之光 線大部份反射至倒梯形凹溝132c的正上方，倒梯形凹溝132c的反射效果大致與V型凹溝132b相同，可有效消除暗區104與亮區102之間的亮度差異。

如第2A圖與第5A圖所繪示，每一凹陷結構132沿垂直於該第一長軸方向D延伸。具體而言，每一V型凹溝132b(見第4圖)及每一倒梯形凹溝132c(見第5b圖)沿垂直於該第一長軸方向D延伸。

每一凹陷結構132於平行第一長軸方向D且垂直於承載面111之橫截面為具有二相對斜面135的V形或倒梯形。具體而言，二斜面135與基板法線N之間分別具有角度小於30度的夾角θ，藉由以上有關夾角的設計，凹陷結構132可以把大部份發光二極體120往側向方向發射之光線反射至暗區104，而不會把發光二極體120往側向方向發射之光線反射至亮區102。

如第5A圖所繪示，凹陷結構132更具有一底面136。由於反光元件130可使用射出成形(insert molding)的方式製作而成，若凹陷結構132為倒梯形凹溝132c，底面136的結構可以使反光元件130更容易脫模。

第6圖繪示第2A圖之燈具100的另一剖面圖。如第6圖所繪示，發光二極體120具有第一高度H1，反光元件130具有第二高度H2，也就是上表面133與下表面134的最大距離。第二高度H2小於第一高度H1或第二高度H2小於三分之二第一高度H1。如此一來，反光元件130才不會過高，而把發光二極體120往側向方向發射的大部份光 線擋住，因而凹陷結構132無法反射光線。

另外，第二高度H2大於三分之一第一高度H1。如此一來，凹陷結構132的高度才不會太低，以至於無法接收到大部份發光二極體120往側向方向發射之光線。

凹陷結構132具有第三高度H3，也就是凹陷結構132從上表面133往下延伸的深度。第二高度H2大於第三高度H3。由於凹陷結構132為反光元件130的一部份，所以反光元件130的第二高度H2必然大於凹陷結構132的第三高度H3。

本發明上述實施方式設置反光元件130的凹陷結構132於發光二極體120之間，於是凹陷結構132會將發光二極體120往側向方向發射之光線反射至中空燈管140，因而使對應於兩個發光二極體120之間位置的中空燈管140亮度增加，而使中空燈管140上的亮度均勻，並消除熱點現象。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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‧‧‧燈具

110‧‧‧基板

111‧‧‧承載面

120‧‧‧發光二極體

130‧‧‧反光元件

131‧‧‧貫孔

132‧‧‧凹陷結構

133‧‧‧上表面

134‧‧‧下表面

135‧‧‧斜面

140‧‧‧中空燈管

141‧‧‧出光面

D‧‧‧第一長軸方向

θ‧‧‧夾角

N‧‧‧基板法線

L‧‧‧光線

Claims (9)

1. 一種燈具，包含：一中空燈管，具有一第一長軸方向；一基板，位於該中空燈管中，具有一承載面；複數個發光二極體，設置於該承載面上，且沿該第一長軸方向排列；以及一反光元件，設置於該承載面上，具有一上表面、一下表面、複數個貫孔及複數個凹陷結構，其中該上表面與該下表面相對，該些貫孔貫通該上表面及該下表面，且對應該些發光二極體，該些凹陷結構位於該些發光二極體之間，用以反射該些發光二極體所射出之光線。
2. 如請求項1所述之燈具，其中每一該些凹陷結構位於其相鄰的兩該些發光二極體之間的對稱中心位置。
3. 如請求項2所述之燈具，其中每一該些凹陷結構為一圓錐凹坑或一V型凹溝或一倒梯形凹溝。
4. 如請求項3所述之燈具，每一該些凹陷結構於平行該第一長軸方向且垂直於該承載面之橫截面為具有二相對斜面的V形或倒梯形。
5. 如請求項4所述之燈具，其中各該二斜面與該基板法線之間分別具有一角度小於30度的夾角。
6. 如請求項1~5中任一項所述之燈具，該些發光二極體具有一第一高度，該反光元件具有一第二高度，其中該第二高度小於該第一高度，且該第二高度大於三分之一該第一高度。
7. 如請求項6所述之燈具，每一該些V型凹溝及每一該些倒梯形凹溝沿垂直於該第一長軸方向延伸。
8. 如請求項7所述之燈具，該些發光二極體具有一第一高度，該反光元件具有一第二高度，其中該第二高度小於三分之二該第一高度，且該第二高度大於三分之一該第一高度。
9. 如請求項8所述之燈具，該反光元件具有一第二高度，該些凹陷結構具有一第三高度，其中該第二高度大於該第三高度。