TW202407261A - 燈具 - Google Patents

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Abstract

一種燈具，包含一燈座、一載板、多個發光二極體以及一光學元件。燈座具有一容置空間以及連接該容置空間的一開口。載板設置於容置空間，並且載板以一正面朝向開口。多個發光二極體設置於載板的正面。光學元件具有一導光基板、多個光導以及多個光型調節結構。導光基板具有一頂面與一底面，並且導光基板覆蓋於開口，並以底面朝向載板。該些光導突出於底面，並且每一光導朝向該些發光二極體的其中之一延伸；該些光型調節結構突出於頂面，並且每一光型調節結構對應至少一個光導。

Description

燈具
本發明有關於汽車部件，特別是關於一種燈具。
傳統LED燈具的構造包含燈座、LED載板、覆蓋於個別LED的光學元件與燈罩。光學元件要個別地固定至對應的LED，使得LED燈具的零件增加，提升製造成本。此外，光學元件是固定於LED載板，也不易置換。
此外，光穿透介質的過程中，強度會逐漸衰退。在傳統LED燈具中，LED發出的光需要穿透覆蓋於個別LED的光學元件與燈罩，也就是光需要穿透兩層介質，將使得光強度衰退程度較高。為了維持足夠照度，LED的功率需要提升，而使得LED的設置成本提高。同時，高功率的運作，也產生LED壽命較短，並且產生散熱問題。
鑑於上述問題，本發明提出一種燈具，可省去原有燈罩與個別發光二極體（LED）的光學元件設置，改用單一大型光學元件。
本發明提出包含一燈座、一載板、多個發光二極體以及一光學元件。燈座具有一容置空間以及連接容置空間的一開口。載板設置於容置空間，並且載板以一正面朝向開口。多個發光二極體設置於載板的正面。光學元件具有一導光基板、多個光導以及多個光型調節結構。導光基板具有一頂面與一底面，並且導光基板覆蓋於開口，並以底面朝向載板。該些光導突出於底面，並且每一光導朝向該些發光二極體的其中之一延伸；該些光型調節結構突出於頂面，並且每一光型調節結構對應至少一個光導。
在至少一實施例中，各光型調節結構於頂面的投影，重合於對應的光導於底面的投影。
在至少一實施例中，該些光型調節結構在頂面具有不同高度。
在至少一實施例中，位於頂面的一中央區域的該些光型調節結構的高度，大於位於中央區域的周圍的該些光型調節結構的高度。
在至少一實施例中，該些光型調節結構在頂面的投影是矩型，分別具有長邊與短邊。
在至少一實施例中，位於頂面的一中央區域的該些光型調節結構是以其等之長邊互相平行排列。
在至少一實施例中，該些光型調節結構是以其等之長邊的方向形成輻射狀排列。
在至少一實施例中，各光型調節結構相應於長邊的面是斜面，且斜面與導光基板的頂面之間的夾角小於90度。
在至少一實施例中，各光型調節結構相應於長邊的面是內凹或外凸的弧面。
在至少一實施例中，各光型調節結構相應於長邊的面是平面，且平面垂直於導光基板的頂面。
在至少一實施例中，各光型調節結構相應於短邊的面是斜面，且斜面與導光基板的頂面之間的夾角小於90度。
在至少一實施例中，各光型調節結構相應於短邊的面是內凹或外凸的弧面。
在至少一實施例中，各光型調節結構相應於短邊的面是平面，且平面垂直於導光基板的頂面。
在至少一實施例中，各光調節結構的頂部是凹凸的光學擴散面。
在至少一實施例中，各光型調節結構的頂部是平面。
在至少一實施例中，燈座更包含一固定柱，設置於容置空間，用於支撐並固定載板。
經由上述組合，可省去原有燈罩與個別LED的光學元件設置，改用單一大型光學元件，簡化燈具結構，且有利於光學元件的置換。此外，在本發明中，光僅需要穿過一個介質（光學元件），不再需要穿過燈罩，大幅降低光的照度衰退率。因此，在本發明中，個別LED的發光功率可以降低，提升LED壽命、降低散熱問題，也減輕製造成本。
參閱圖1、圖2與圖3所示，是本發明實施例提出的一種燈具100，包含一燈座110、一載板120、多個發光二極體130、一光學元件140。燈座110具有一容置空間112以及連接容置空間112的開口112a。
如圖1、圖3與圖4所示，載板120設置於容置空間112並且其正面120a朝向開口112a，並且多個發光二極體130設置於載板120的正面120a。載板120可為印刷電路板，配置有印刷電路，以供應電力至各發光二極體130。載板120也可以不配置印刷電路，並且以高導熱係數的材質所製成，例如載板120可以是鋁板。同時載板120配置供應電力之導線，導線電性連接至各發光二極體130。
如圖1、圖2、圖3與圖4所示，光學元件140具有一導光基板141、多個光導142以及多個光型調節結構143。導光基板141具有一頂面141a與一底面141b，並且導光基板141覆蓋於開口112a，並以底面141b朝向載板120。光導142突出於底面141b，並且每一光導142朝向一個發光二極體130延伸，以接收各發光二極體130發出的光線。光型調節結構143突出於頂面141a，並且每一光型調節結構143對應至少一個光導142。發光二極體130發出之光線，經由光導142接收後進入光學元件140中。光線經由折射後通過導光基板141與光型調節結構143，最後在被光型調節結構143折射而擴散，由頂面141a以預設光型對外投射光線。導光基板141、多個光導142以及多個光型調節結構143是以透明材質（但可具有特定顏色，例如紅色或黃色）製作，並且是一體成形。
如圖4所示，在一具體實施例中，每一光型調節結構143是對應於一個光導142配置，並且各光型調節結構143於頂面141的投影，重合於對應的光導142於底面141b的投影。但本發明不排除各光型調節結構143於頂面141的投影與光導142於底面141b的投影大小不一致，或是投影僅有局部重合。此外，光型調節結構143與光導142之間也不限於一對一的對應關係，在本發明中，每一光型調節結構143可以同時對應於多個光導142配置，或是，多個光型調節結構143可以同時對應於一個光導142配置。
光型調節結構143主要是作為擴散結構，以擴大投射光線的角度範圍，使得平均照度降低，避免強光影響視線朝向燈具100的人員之視覺，同時增加投射光線的角度範圍，使得不同角度的觀看者都能清楚看見燈具100發光。
如圖1與圖3所示，燈座110更包含一固定柱113，設置於容置空間112，用於支撐與固定載板120。此外，燈座110的底部或側面還開設有穿線孔114，用於供電纜150穿過，以直接或間接地電性連接於各發光二極體130，而供應電力至各發光二極體130。穿線孔114中可填膠或置入彈性塞柱160，電纜150穿過填膠或彈性塞柱160，以透過填膠或彈性塞柱160對穿線孔114進行防水密封。
如圖4、圖5與圖6所示，在一具體實施例中，該些光型調節結構143在頂面141a具有不同高度，形成不同光學效果。如圖4與圖5所示，位於頂面141a的中央區域141c的該些光型調節結構143的高度，大於位於中央區域141c周圍的該些光型調節結構143的高度，使得該些光型調節結構143在中央區域141與中央區域141的周圍形成不同光學效果，改變光學元件140的整體光型以符合法規要求。
如圖5所示，在一具體實施例中，各光型調節結構143在頂面141a的投影是矩型，分別具有長邊143a與短邊143b。位於頂面141a的中央區域141c的光型調節結構143是以其等之長邊143a互相平行排列。位於中央區域141c的周圍的該些光型調節結構143是以其等之長邊143a的方向形成輻射狀排列。使得該些光型調節結構143在中央區域141與中央區域141的周圍形成不同光學效果，改變光學元件140的整體光型。
如圖6與圖7所示，在一具體實施例中，各光型調節結構143相應於長邊143a的面是斜面，斜面與導光基板141的頂面141a之間的夾角小於90度。各光型調節結構143相應於短邊143b的面是斜面，斜面與導光基板141的頂面141a之間的夾角小於90度。前述傾斜角度用於控制由側面發散光線的角度範圍，以控制光型變化。
如圖8與圖9所示，在不同實施例中，各光型調節結構143相應於長邊143a的面是內凹或外凸的弧面。各光型調節結構143相應於短邊143b的面是內凹或外凸的弧面。前述弧面曲率用於控制由側面發散光線的角度範圍，以控制光型變化。
如圖10所示，在另一實施例中，各光型調節結構143相應於長邊143a的面是平面，且平面垂直於導光基板141的頂面141a。各光型調節結構143相應於短邊143b的面是平面，且平面垂直於導光基板141的頂面141a。前述垂直平面可以降低燈具100正向的亮度，而提升側向的亮度。
如圖7與圖11所示，各光型調節結構143的頂部143c可以根據光型需求、發光角度範圍需求或平均照度需求，設置擴散結構或配置為平面。如圖7所示，各光型調節結構143的頂部143c是凹凸的光學擴散面。或如圖11所示，各光型調節結構143的頂部143c是平面。
參閱圖12所示，是本發明另一實施例提出的一種燈具100，包含一燈座110、一載板（圖未示）、多個發光二極體（圖未示）、一光學元件140。燈座110、載板、多個發光二極體的結構大致上與前述實施例相同，以下不再贅述。
如圖12、圖13與圖14所示，各光型調節結構143的頂部143c可局部設置一個斜切面143d，斜切面143d與光基板141的頂面141a之間不平行而具有一夾角。發光二極體發出之光線經由光導142接收，通過導光基板141，進入光型調節結構143之後，光線進一步落在斜切面143d時。落在斜切面143d的光線將有一個不等於零的入射角。此時，落在斜切面143d的光線，至少有部分會被反射至側面，而可由燈具100的側面觀察到。因此，光線在燈具100正面的亮度可以被降低，而側面的亮度提升，增加光型調節結構143側面發散光線的角度範圍，以控制光型變化，以利外界由各種不角度都能觀察到燈具100被點亮的狀態。前述的入射角可以安排為部分反射或全反射。於全反射的狀況下，各光型調節結構143的頂部143c可保留部分平面設計，使得部分光線仍可以零度的入射角通過頂部143c出射，而維持燈具100的亮度。
如圖15所示，在斜切面143d設置為光線部分反射而部分不反射（即光線經過斜切面143d折射）的角度時，光型調節結構143的頂部143可以全部設置為斜切面143d而不保留平面的配置。
如圖16所示，光型調節結構143的頂部143可以全部設置為斜切面143d而不保留平面的配置時，為了調節光線在燈具100正面的亮度，斜切面143d可進一步設置為凹凸的光學擴散面，以符合光型需求、發光角度範圍需求或平均照度需求。
經由上述組合，可省去原有燈罩與個別LED的光學元件設置，改用單一大型光學元件，簡化燈具結構，且有利於光學元件的置換。此外，在本發明中，光僅需要穿過一個介質（光學元件），不再需要穿過燈罩，大幅降低光的照度衰退率。因此，在本發明中，個別LED的發光功率可以降低，提升LED壽命、降低散熱問題，也減輕製造成本。
100:燈具 110:燈座 112:容置空間 112a:開口 114:穿線孔 113:固定柱 120:載板 120a:正面 130:發光二極體 140:光學元件 141:導光基板 141a:頂面 141b:底面 141c:中央區域 142:光導 143:光型調節結構 143a:長邊 143b:短邊 143c:頂部 150:電纜 160:彈性塞柱
圖1是本發明實施例中，燈具的爆炸圖。 圖2是本發明實施例中，燈具的立體圖。 圖3是本發明實施例中，燈具的剖面示意圖。 圖4是本發明實施例中，光學元件、發光二極體與載板的剖面示意圖。 圖5是本發明實施例中，光學元件的俯視圖。 圖6是本發明實施例中，光學元件的局部立體圖。 圖7至圖11是本發明不同實施例中，光型調整結構的立體圖。 圖12是本發明另一實施例中，燈具的立體圖。 圖13是本發明另一實施例中，光型調節結構的放大立體圖。 圖14至圖16是本發明不同實施例中，光學元件的局部側視圖。
100:燈具
110:燈座
112:容置空間
112a:開口
114:穿線孔
113:固定柱
120:載板
130:發光二極體
140:光學元件
141:導光基板
141a:頂面
143:光型調節結構
150:電纜
160:彈性塞柱

Claims (16)

  1. 一種燈具，包含： 一燈座，具有一容置空間以及連接該容置空間的一開口； 一載板，設置於該容置空間，並且該載板以一正面朝向該開口； 多個發光二極體，設置於該載板的該正面；以及 一光學元件，具有一導光基板、多個光導以及多個光型調節結構； 其中，該導光基板具有一頂面與一底面，並且該導光基板覆蓋於該開口，並以該底面朝向該載板； 其中，該些光導突出於該底面，並且每一該光導朝向該些發光二極體的其中之一延伸；該些光型調節結構突出於該頂面，並且每一該光型調節結構對應至少一個該光導。
  2. 如請求項1所述的燈具，其中，各該光型調節結構於該頂面的投影，重合於對應的該光導於該底面的投影。
  3. 如請求項1所述的燈具，其中，該些光型調節結構在該頂面具有不同高度。
  4. 如請求項1所述的燈具，其中，位於該頂面的一中央區域的該些光型調節結構的高度，大於位於該中央區域的周圍的該些光型調節結構的高度。
  5. 如請求項1所述的燈具，其中，該些光型調節結構在該頂面的投影是矩型，分別具有長邊與短邊。
  6. 如請求項5所述的燈具，其中，位於該頂面的一中央區域的該些光型調節結構是以其等之長邊互相平行排列。
  7. 如請求項5所述的燈具，其中，該些光型調節結構是以其等之長邊的方向形成輻射狀排列。
  8. 如請求項5所述的燈具，其中，各該光型調節結構相應於長邊的面是斜面，且該斜面與該導光基板的該頂面之間的夾角小於90度。
  9. 如請求項5所述的燈具，其中，各該光型調節結構相應於長邊的面是內凹或外凸的弧面。
  10. 如請求項5所述的燈具，其中，各該光型調節結構相應於長邊的面是平面，且該平面垂直於該導光基板的該頂面。
  11. 如請求項5所述的燈具，其中，各該光型調節結構相應於短邊的面是斜面，且該斜面與該導光基板的該頂面之間的夾角小於90度。
  12. 如請求項5所述的燈具，其中，各該光型調節結構相應於短邊的面是內凹或外凸的弧面。
  13. 如請求項5所述的燈具，其中，各該光型調節結構相應於短邊的面是平面，且該平面垂直於該導光基板的該頂面。
  14. 如請求項5所述的燈具，其中，各該光調節結構的該頂部是凹凸的光學擴散面。
  15. 如請求項5所述的燈具，其中，各該光型調節結構的頂部是平面。
  16. 如請求項1所述的燈具，其中，該燈座更包含一固定柱，設置於該容置空間，用於支撐並固定該載板。
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