TWI407036B - 三色混光led點光源裝置 - Google Patents

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Hon Hai Prec Ind Co Ltd
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Description

三色混光LED點光源裝置
本發明涉及一種點光源裝置，特別是涉及一種可調節光色的三色混光LED點光源裝置。
LED具有無汞、高發光效率、使用壽命長等優點，具有逐漸取代傳統照明光源之趨勢。現有LED點光源裝置搭配微棱鏡光學板使LED點光源產生多倍化的虛擬光源，使在不影響發光亮度的情況下，減少LED的數量，節省了成本，但單色LED照明裝置只能做亮度的調整並無法做光色的變化，這使得無法隨著環境的變化發射出適當的光色。現有做法中，通常將兩種或三種顏色的LED點光源的數量等比例設置，形成適應環境的混光光色，但演色性不足，在該混光光色下，容易導致部分物體的顏色失真。
有鑒於此，有必要提供一種三色混光LED點光源陣列的光源裝置，同時進一步提高光的演色性。
一種LED點光源裝置，包括殼體及固定在殼體內的微棱鏡光學板和LED電路基板。所述微棱鏡光學板上形成沿兩個不同方向延伸的多個V形脊，所述電路基板上排布至少一個光源組，每個光源組中設有四個能夠發射出三種不同顏色的單色LED點光源，每個LED點光源發射的光線經過微棱鏡光學板形成四個虛擬光源；每個光源組中的四個LED點光源之間保持一預定距離，任意相鄰的兩個光源組共用一個LED點光源，使相鄰的LED點光源對應的虛擬 光源存在兩對重疊的虛擬光源。
本發明的LED點光源裝置，將三色LED點光源的數量設置不同比例，來擴大光的色域，增加光的演色性；同時交替排列的三色LED點光源產生的光線經過所述微棱鏡光學板，擴散成四倍虛擬光源，該四倍虛擬光源所形成的混光光色保證光的亮度，同時有效減少LED點光源的數量。
100‧‧‧LED點光源裝置
10‧‧‧殼體
101‧‧‧底板
102‧‧‧側壁
103‧‧‧保護罩
20‧‧‧電路基板
201‧‧‧LED點光源
202‧‧‧光源組
203‧‧‧光源組矩陣
204‧‧‧虛擬光源
205‧‧‧混光光色
21‧‧‧LED點光源陣列
22‧‧‧部分混光區
23‧‧‧完全混光區
30‧‧‧微棱鏡光學板
301‧‧‧入光面
302‧‧‧出光面
303、313、314、315、316‧‧‧V形脊
圖1為本發明中三色混光LED點光源裝置的剖面示意圖。
圖2為圖1中微棱鏡光學板的立體結構示意圖。
圖3為圖1中單一LED點光源產生四個虛擬光源示意圖。
圖4為圖1中三色LED點光源排布示意圖。
圖5為圖1中三色LED點光源產生虛擬光源的混光的示意圖。
圖6為圖1中虛擬光源的混光區域示意圖。
請參閱圖1，一種三色混光的LED點光源裝置100包括殼體10、電路基板20和微棱鏡光學板30。殼體10包括一個底板101、沿底板101的四周延伸的側壁102及一保護罩103。該底板101和該側壁102圍成一收容腔。所述保護罩103由透明玻璃、毛玻璃、透明塑膠板等透明材質中的一種製成，保護罩103位於微棱鏡光學板30的上方，用於保護微棱鏡光學板30的表層不受到污染或刮傷。本實施方式中，所述底板101及側壁102可由具有高反射率的金屬或塑膠製成，或由塗布有高反射率塗層的金屬或塑膠製成。所述電路基板20固定在底板101上，電路基板20的表面排布三個或多個不同顏色的LED點光源201。所述微棱鏡光學板30位於該殼體10內，其位於LED點光源201的上方且大致與底板101平行。
請參閱圖2和圖3，所述微棱鏡光學板30由透明塑膠材質製成，其具有入光面301及與入光面301相對的出光面302，該入光面301為平面且面向LED點光源201，多個V形脊303形成於所述出光面302上，並沿兩個不同方向延伸，且沿該兩方向延伸的多個V形脊303相互交錯排列，並具有共同的連接點，使得單一LED點光源201發射的光線通過該微棱鏡光學板30形成如圖3所示的4個虛擬光源204，所述虛擬光源204均勻分佈在以該LED點光源201為圓心、以預定值R為半徑的圓周上。其中，半徑R的值與微棱鏡光學板30距LED點光源201的高度相關。
本實施方式中，每個V形脊303的頂角呈45度，該V形脊303包括多個沿第一方向X1延伸的多個長條狀V形脊313和多個沿第二方向X2延伸的多個長條狀V形脊314，其中，沿第一方向X1延伸的多個長條狀V形脊313和沿第二方向X3延伸的多個長條狀V形脊315相互正交於一點。分別與兩個正交方向X1及X2延伸的長條狀V形脊313及314具有共同連接點的對稱方向X3及X4也形成長條狀V形脊315及316。
請參閱圖4和圖5，所述電路基板20表面排布點光源陣列21，點光源陣列21包括至少一個光源組202，每個光源組202中包括能發出三種不同顏色光的四個單色LED點光源201，任意相鄰兩個光源組共用一個LED點光源，每個LED點光源發射的光線經過微棱鏡光學板30形成4個虛擬光源204，所述4個LED點光源201之間保持預定距離，使所產生的虛擬光源中存在一組由4個虛擬光源204重疊形成的混光。本實施方式中，每個光源組202中四個LED點光源201依其所在位置順次連接形成邊長為R的正方形，使得相鄰的LED點光源201所產生的虛擬光源204規則性重疊，重疊部分形成不同強度的三種光色的混光光色205。由於，每個光源組202的三色LED點光源201的數量比為1：2：1，使形成混光光色的色域範圍擴大，從而提高光的演色 性，一定程度上減少物體在該混光照射下的失真率。本實施方式中，每個光源組202中的LED點光源201分別能夠發射出紅色、綠色和藍色的光，其中，在每個光源組202中，發出紅色、綠色和藍色的光的LED點光源201的數量分別為1個、2個和1個，從而能夠混光形成白光。在需要時，可通過調節三種光色LED點光源201的輸入功率比或來調節點光源陣列21的混光光色205。
請參閱圖6，本實施方式中，所述LED點光源陣列21中，最外層LED點光源201所形成的虛擬光源204發生部分混光，該區域為部分混光區22，被最外層LED點光源201所包圍的內部其他LED點光源201所產生的虛擬光源204形成完全混光光色，該區域為完全混光區23。
本發明的三色混光LED點光源裝置100，將三色LED點光源201的數量設置不同比例，來擴大光的色域，增加光的演色性；同時交替排列的三色LED點光源201產生的光線經過所述微棱鏡光學板30，擴散成四倍虛擬光源204，該四倍虛擬光源204所形成的混光光色，保證光的亮度同時有效減少LED點光源201的數量。
本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。
201‧‧‧LED點光源
204‧‧‧虛擬光源
205‧‧‧混光光色
21‧‧‧LED點光源陣列

Claims (6)

  1. 一種LED點光源裝置，包括殼體及固定在殼體內的微棱鏡光學板和電路基板，其改良在於：所述微棱鏡光學板上形成沿兩個不同方向延伸的多個V形脊，所述電路基板上排布至少一個光源組，每個光源組中設有四個能夠發射出三種不同顏色的光的單色LED點光源，每個LED點光源發射的光線經過微棱鏡光學板形成四個虛擬光源，所述四個虛擬光源均勻分佈在以該LED點光源為圓心，以一第一預定距離為半徑的圓周上；每個光源組中的四個LED點光源依其所在位置順次連接形成邊長為一第二預定距離的正方形，所述第二預定距離為所述第一預定距離的倍，使每個光源組中相鄰的LED點光源對應的虛擬光源規則性重疊，重疊部分形成一個三種光色的混光光色。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之LED點光源裝置，其中，所述微棱鏡光學板具有面向LED點光源的入光面及與入光面相對的出光面，所述入光面為平面，所述多個V形脊形成於所述出光面上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之LED點光源裝置，其中，所述多個V形脊包括沿第一方向延伸的多個V形脊及與第一方向正交於一點的沿第二方向延伸的多個V形脊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之LED點光源裝置，其中，所述微棱鏡光學板由透明塑膠材質製成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之LED點光源裝置，其中，所述殼體包括底板及沿底板的四周延伸的側壁，該底板和該側壁圍成一收容腔，所述電路基板和微棱鏡光學板設置在該收容腔中，其中，所述微棱鏡光學板位於電路基板的上方且與底板平行。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之LED點光源裝置，其中，所述LED點光源裝置還包括保護罩，該保護罩由透明材質製成，保護罩固定在微棱鏡光學板的上方。
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