TWI404881B - 照明模組 - Google Patents

Description

照明模組

本發明係關於一種照明模組，尤指一種可提供大範圍且均勻照明效果之發光二極體照明模組。

現今所使用的照明路燈大多為水銀路燈，設置在馬路或街道兩側旁以提供夜間照明。由於水銀路燈極為耗電，且長時間使用下，水銀路燈之燈泡或燈管會產生高熱，因此不僅耗費能源，亦會使燈泡或燈管發生燒焦或變黑之問題，嚴重時甚至可能造成整個燈具的損壞。並且，水銀本身是有害物質，會傷害人體的腦部及神經系統，所以在回收處理上必須多花費心思來處理。因此，發光二極體之體型輕巧、環保、單色光源、耗電量低與壽命長的優點解決了水銀燈泡的耗電、壽命短、溫度高以及高污染之問題。

請參考第1圖，第1圖為習知發光二極體照明模組之剖面結構示意圖。如第1圖所示，習知發光二極體照明模組10包含有一基板12、一發光二極體14以及一反射蓋16，其中發光二極體14設置於基板12上，並且反射蓋16之側壁係對稱於基板12之法線且圍繞發光二極體14。另外，請參考第2圖，第2圖為習知發光二極體照明模組之光線分佈的指向圖。如第2圖所示，藉由量測習知發光二 極體照明模組之光強度與角度之關係，可知習知發光二極體照明模組之光線分佈約略位於順時針方向偏移30度與逆時針方向偏移30度之間，藉此定義習知發光二極體照明模組之發光角度約略為60度。

請參考第3圖，第3圖為習知發光二極體照明模組之光能量分佈示意圖。如第3圖所示，模擬道路具有一X軸與一Y軸，當發光二極體照明模組10設置於模擬道路的座標X軸為－50毫米且Y軸為原點之上方時，測量到光能量為25瓦/平方公尺的分佈曲線18為X軸方向介於150毫米至－50毫米之間，Y軸方向介於110毫米至－110毫米之間。

由上述可知，習知發光二極體照明模組在Y軸方向上的照明範圍不足，且路燈與路燈之間具有一段距離，當光能量所涵蓋Y軸方向之道路較短時，路燈與路燈之距離必須縮小，因此需耗費更多路燈來照明整條道路，造成能源上之浪費。但若減少路燈之數量，又面臨路燈與路燈間之道路會有一段距離因發光二極體照明模組之照明範圍的限制而沒有燈光，容易造成意外的發生。

本發明之主要目的係為提供一照明模組，以提升照明範圍。

為達上述之目的，本發明提供一種照明模組，包含有一基板以及複數個發光二極體裝置。基板具有一主要平面，且主要平面包含有一中央區以及一週邊區。該等發光二極體裝置設置於基板之主要平面之中央區以及週邊區內，其中各發光二極體裝置具有一出光方向，且設置於中央區之各發光二極體裝置之出光方向係實質上垂直於主要平面，而設置於週邊區之各發光二極體裝置之出光方向係朝向相對於中央區之外側。

為達上述之目的，本發明提供另一種照明模組，包含有一基板、複數個發光二極體、複數個第一反射蓋以及複數個第二反射蓋。基板具有一主要平面，且主要平面包含有一中央區以及一週邊區。該等發光二極體設置於基板之主要平面之中央區以及週邊區內。各第一反射蓋分別具有一第一中心線，且各第一反射蓋係接合於中央區之基板上，使各第一反射蓋分別圍繞中央區之各發光二極體，而各第一反射蓋之第一中心線係垂直於主要平面。另外，各第二反射蓋分別具有一第二中心線，且各第二反射蓋係接合於該週邊區之該基板上，使各第二反射蓋分別圍繞週邊區之各發光二極體，而各第二反射蓋之第二中心線係朝相對於中央區之外側傾斜，使週邊區之各發光二極體經過第二反射蓋之出光方向朝向相對於中央區之外側。

本發明係於各發光二極體周圍設置反射蓋，且利用改變週邊區之反射蓋的傾斜方向與角度，來擴大發光二極體之照明範圍且均勻照明效果。

請參考第4圖與第5圖，第4圖為本發明一較佳實施例之照明模組的剖面結構示意圖，第5圖為本發明一較佳實施例之照明模組的上視結構示意圖。如第4圖與第5圖所示，照明模組50包含有一基板52以及複數個發光二極體裝置54。其中，基板52具有一主要平面56，且主要平面56包含一中央區58以及一週邊區60，而發光二極體裝置54皆設置於基板52之主要平面56之中央區58以及週邊區60內。值得注意的是，各發光二極體裝置54具有一出光方向62，且設置於中央區58之發光二極體裝置54的出光方向62實質上係垂直於主要平面56，而設置於週邊區60之發光二極體裝置54的出光方向62實質上係朝向相對於中央區58之外側。設置於中央區58之發光二極體裝置54的出光方向62實質上係垂直於主要平面56，但可視設計或需要作微幅的調整，另外，設置於週邊區60之發光二極體裝置54的出光方向62亦可視設計或需要朝向相對於中央區58之外側的特定角度。藉由上述設計，本發明之照明模組不僅可利用中央區58之發光二極體裝置54照明 照射區域64之中間區域A，更可利用週邊區60之發光二極體裝置54照明照射區域64之周圍或兩側的周圍區域B，以延伸中央區58之發光二極體裝置54的照明範圍。

此外，各發光二極體裝置54包含有一發光二極體66以及一反射蓋68，且設置於中央區58之基板52上之反射蓋68定義為第一反射蓋68，而設置於週邊區60之基板52上之反射蓋68定義為第二反射蓋68，其中發光二極體66係設置於基板52相對於照射區域64之一側上，且設置於主要平面56之中央區58以及週邊區60內。在本實施例中，發光二極體裝置54較佳係呈點陣(dot matrix)排列，換言之，發光二極體66亦呈點陣排列，但本發明並不限於此，另可根據實際需求之照明範圍來做相對應之調整。另外，各反射蓋68係圍繞各發光二極體66且接合於與發光二極體66同一側之基板52上，使反射蓋68僅具有一出光開口72，藉此反射蓋68可將發光二極體66所產生之光線導引至出光開口72，而於出光開口72射出。並且，各反射蓋68具有一中心線70，而各反射蓋68之整體結構約略對稱於其中心線70，其中位於中央區58之第一反射蓋68之中心線70定義為第一中心線70，且位於週邊區60之第二反射蓋68之中心線70定義為第二中心線70。由於反射蓋68係圍繞發光二極體66，使發光二極體66所產生之光線被導引至反射蓋68的出光開口72而射出，因此週邊區 60之發光二極體66本身之光軸的設置並不需與第二中心線70具有相同方向，而可為任意方向。另外於本實施例中，反射蓋68較佳係為圓錐殼狀，但本發明並不限於此，而可依實際需求來加以修改反射蓋68之形狀。

另外，中央區58之第一反射蓋68之側壁與其第一中心線70具有一第一夾角，且週邊區60之第二反射蓋68之側壁與其第二中心線70具有一第二夾角，而第一夾角大於第二夾角，藉此使中央區58之發光二極體66經過中央區58之第一反射蓋68的發光角度大於週邊區60之發光二極體66經過週邊區60之第二反射蓋68之發光角度，即中央區58之發光二極體裝置54之發光角度大於週邊區60之發光二極體裝置54之發光角度，但本發明並不限於此，中央區58之發光二極體裝置54之發光角度亦可小於週邊區60之發光二極體裝置54之發光角度。

值得注意的是，位於中央區58之第一反射蓋68的側壁皆分別對稱於主要平面56之法線，亦即位於中央區58之第一中心線70與主要平面56之法線相同方向，使中央區58之發光二極體66所產生的光線可經由第一反射蓋68的反射與聚集照射於照射區域64之中間區域A。請參考第6圖，第6圖為中央區之發光二極體裝置之光線分佈的指向圖，如第6圖所示，本實施例之中央區58發光二極體 66之光線分佈介於順時針方向30度與逆時針方向30度之間，即發光角度約略為60度，但本發明之發光角度並不限於此，可依實際之亮度需求來做調整。

另外，位於週邊區60之第二中心線70係朝相對於中央區58之外側傾斜，藉此，週邊區60之發光二極體66所產生之光線可經由第二反射蓋68的反射與引導，使週邊區60之發光二極體裝置54之出光方向62朝向相對於中央區58之外側，可照明照射區域64之周圍或兩側的周圍區域B。請參第7圖，第7圖為週邊區之發光二極體裝置之光線分佈的指向圖。如第7圖所示，本實施例位於中央區右側之週邊區發光二極體裝置的光線分佈介於逆時針方向偏移30度與60度之間，即發光角度約略為30度且出光方向約略偏向相對於中央區右側45度。相同地，位於中央區左側之週邊區發光二極體裝置具有發光角度約略為30度且出光方向約略偏向相對於中央區左側45度。但本發明之發光角度與出光方向並不限於此，可依實際之亮度需求來做調整。由於週邊區發光二極體裝置的光線分佈偏向相對於中央區之外側，因此可藉此照明照射區域之周圍區域，以提升照明模組對照射區域的照明範圍。

此外，如第5圖所示，本實施例之週邊區60較佳係位於中央區58之兩側，使週邊區60之發光二極體裝置54得 以延伸沿著道路方向74之照明範圍，但本發明並不限於此實施樣態，請參考第8圖與第9圖，第8圖與第9圖為本發明之照明模組的其他實施樣態之上視示意圖。如第8圖所示，週邊區60亦可圍繞中央區58。如第9圖所示，週邊區60係位於中央區58之一側。

請參考第10圖，第10圖為本發明之照明模組之光能量分佈示意圖。如第10圖所示，本發明之照明模組50係約略設置於座標X軸為－50毫米且Y軸為原點之上方，本發明之照明模組的光能量為25瓦/平方公尺的分佈曲線76於Y軸方向係約略介於175毫米至－175毫米之間且X軸方向係約略介於150毫米至－60毫米之間。相較於習知技術之分佈曲線18，X軸方向介於150毫米至－50毫米之間，Y軸方向介於110毫米至－110毫米之間，本發明之照明模組50明顯於Y軸方向之光能量分佈範圍大於習知技術。並且，為了達到路燈照明之需求，請參考第11圖，第11圖為路燈需求之光能量分佈示意圖。如第11圖所示，路燈80亦設置於座標X軸為－50毫米且Y軸為原點之上方，光能量為25瓦/平方公尺的分佈曲線82於X軸方向係約略介於120毫米至－50毫米，Y軸方向係約略介於190毫米至－200毫米。因此，本發明之照明模組已幾乎可達到路燈需求之照明範圍。

綜上所述，本發明係於各發光二極體周圍設置反射蓋，且利用改變週邊區之反射蓋的傾斜方向與角度，來調整發光二極體之照明範圍，以改善習知無法達到大範圍之照明範圍之問題，並且達到路燈所需之照明範圍。本發明之照明模組並不限於應用在路燈，而可視需要應用於各式照明燈具上。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10‧‧‧發光二極體照明模組

12‧‧‧基板

14‧‧‧發光二極體

16‧‧‧反射蓋

18‧‧‧分佈曲線

50‧‧‧照明模組

52‧‧‧基板

54‧‧‧發光二極體裝置

56‧‧‧主要平面

58‧‧‧中央區

60‧‧‧週邊區

62‧‧‧出光方向

64‧‧‧照射區域

66‧‧‧發光二極體

68‧‧‧反射蓋

70‧‧‧中心線

72‧‧‧出光開口

74‧‧‧道路方向

76‧‧‧分佈曲線

80‧‧‧路燈

82‧‧‧分佈曲線

A‧‧‧中間區域

B‧‧‧周圍區域

第1圖為習知發光二極體照明模組之結構示意圖。

第2圖為習知發光二極體照明模組之光線分佈的指向圖。

第3圖為習知發光二極體照明模組之光能量於道路範圍上的分佈示意圖。

第4圖為本發明一較佳實施例之照明模組的剖面結構示意圖。

第5圖為本發明一較佳實施例之照明模組的上視結構示意圖。

第6圖為中央區之發光二極體裝置之光線分佈的指向圖。

第7圖為週邊區之發光二極體裝置之光線分佈的指向圖。

第8圖與第9圖為本發明之照明模組之其他實施樣態。

第10圖為本發明之照明模組照射於道路上之光能量分佈示意圖。

第11圖為路燈需求之光能量分佈示意圖。

50‧‧‧照明模組

52‧‧‧基板

54‧‧‧發光二極體裝置

56‧‧‧主要平面

58‧‧‧中央區

60‧‧‧週邊區

62‧‧‧出光方向

64‧‧‧照射區域

66‧‧‧發光二極體

68‧‧‧反射蓋

70‧‧‧中心線

72‧‧‧出光開口

74‧‧‧道路方向

Claims (14)

1. 一種照明模組，其包含有：一基板，其具有一主要平面，該主要平面包含有一中央區以及一週邊區；以及複數個發光二極體裝置，設置於該基板之該主要平面之該中央區以及該週邊區內，各該發光二極體裝置包括：一發光二極體；以及一反射蓋，該反射蓋圍繞該發光二極體且接合於該基板上，且該反射蓋具有一中心線；其中該等反射蓋未彼此相互接觸，各該發光二極體裝置具有一出光方向，且設置於該中央區之各該發光二極體裝置之該出光方向本質上垂直於該主要平面，而設置於該週邊區之各該發光二極體裝置之該出光方向係朝向相對於該中央區之外側，位於該中央區之各該反射蓋之各該中心線與其側壁之夾角大於位於該週邊區之各該反射蓋之各該中心線與其側壁之夾角，藉此使該中央區之各該發光二極體裝置之發光角度大於該週邊區之各該發光二極體裝置之發光角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之照明模組，其中該中央區之各該發光二極體裝置之發光角度係大於該週邊區之各該發光二極體裝置之發光角度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之照明模組，其中該等發光二極體裝置係呈點陣排列。
4. 如申請專利範圍第1項所述之照明模組，其中位於該中央區之各該反射蓋之側壁係對稱於該主要平面之法線。
5. 如申請專利範圍第1項所述之照明模組，其中位於該週邊區之各該反射蓋之各該中心線係朝相對於該中央區之外側傾斜。
6. 如申請專利範圍第1項所述之照明模組，其中該週邊區係圍繞該中央區。
7. 如申請專利範圍第1項所述之照明模組，其中該週邊區係位於該中央區之兩側。
8. 如申請專利範圍第1項所述之照明模組，其中該週邊區係位於該中央區之一側。
9. 一種照明模組，其包含有：一基板，其具有一主要平面，該主要平面包含有一中央區以及一週邊區；以及複數個發光二極體，設置於該基板之該主要平面之該中央區以及該週邊區內，各該發光二極體裝置由一發光 二極體與一反射蓋所構成，且該等反射蓋未彼此相互接觸；其中該等反射蓋包括：複數個第一反射蓋，分別具有一第一中心線，各該第一反射蓋係接合於該中央區之該基板上，使各該第一反射蓋分別圍繞該中央區之各該發光二極體，且各該第一反射蓋之該第一中心線係垂直於該主要平面；以及複數個第二反射蓋，分別具有一第二中心線，各該第二反射蓋係接合於該週邊區之該基板上，使各該第二反射蓋分別圍繞該週邊區之各該發光二極體，且各該第二反射蓋之該第二中心線係朝相對於該中央區之外側傾斜，使該週邊區之各該發光二極體經過該第二反射蓋之出光方向朝向相對於該中央區之外側。
10. 如申請專利範圍第9項所述之照明模組，其中各該第一反射蓋之側壁與該第一中心線具有一第一夾角，且各該第二反射蓋之側壁與該第二中心線具有一第二夾角，而該第一夾角大於該第二夾角，藉此使該中央區之各該發光二極體經過各該第一反射蓋之發光角度係大於該週邊區之各該發光二極體經過各該第二反射蓋之發光角度。
11. 如申請專利範圍第9項所述之照明模組，其中該等發 光二極體係呈點陣排列。
12. 如申請專利範圍第9項所述之照明模組，其中該週邊區係圍繞該中央區。
13. 如申請專利範圍第9項所述之照明模組，其中該週邊區係位於該中央區之兩側。
14. 如申請專利範圍第9項所述之照明模組，其中該週邊區係位於該中央區之一側。