TWI409412B - Led照明裝置 - Google Patents

Description

LED照明裝置

本發明涉及一種LED照明裝置，特別是涉及一種具有良好的照射角度的日光燈型LED照明裝置。

和傳統光源相比，發光二極體(LED)具有較高之發光效率、低輻射、壽命長、用電省、污染低、驅動電壓低、燈具可小型化等優點，以LED作為日光燈的照明裝置逐漸得到了廣泛的應用，並逐漸取代傳統螢光燈。但LED為點狀光源，其發光角度較小且具有強烈的方向性，LED日光燈的發光角度約為100~140度，而傳統螢光燈則為360度全周均勻發光，LED日光燈的有效照明範圍遠小於傳統螢光燈，因此在傳統螢光燈的應用場合使用LED日光燈會與原始的照明設計需求不相匹配，使得LED日光燈無法直接等效替代傳統螢光燈。另外，由於目前的LED燈是以點狀矩陣分佈，且LED單體發光強度大，在LED燈具的發光面上形成強烈的直接眩光(亮點)，從外部觀察它是點狀分佈的點光源。在生產過程或由於材料質地產生誤差，每一LED日光燈的LED點光源的發光效率和波長也會有不均勻現象，並且演色性不佳，從而影響照明品質。

有鑒於此，有必要提供一種具有良好的照射角度並能改善LED光源的直接眩光效果的LED照明裝置。

一種LED照明裝置，包括光源基板、多個LED光源、導光支架及燈罩。所述多個LED光源固定在光源基板上。導光支架設置在燈罩的內部，導光支架包括多條分枝，其中一條分枝的一端形成入光面，且該入光面設置在LED光源的正前方位置上。導光支架的每一分枝包括兩個表面，各個表面分別形成反射面。導光支架的一個或多個分枝的至少一個表面上還設置有多個凸起或凹陷結構的調光紋路。LED光源的出射光從入光面進入後，在導光支架的各條分枝的兩表面之間進行內部反射傳輸，照射到所述調光紋路的光束產生漫射而出光，並自導光支架的分枝的相應表面入射到所述燈罩的內表面，最終透過燈罩而出射到外部。

本發明透過導光支架的設置可獲得多個出射光均勻的發光面，從而使LED照明裝置具有良好的照射角度並能改善LED光源的直接眩光效果。

100a、100b、100c‧‧‧LED照明裝置

10‧‧‧散熱基座

11‧‧‧光源基板

12‧‧‧LED光源

20‧‧‧導光支架

211、212、213‧‧‧分枝

220‧‧‧入光面

230‧‧‧調光紋路

240‧‧‧交叉點

250、260‧‧‧反射片

30‧‧‧燈罩

301‧‧‧凸起

圖1是本發明第一實施方式中LED照明裝置的示意圖。

圖2是圖1中的LED照明裝置的橫截面示意圖。

圖3是圖2中的LED光源的正向出射光在導光支架中的傳輸示意圖。

圖4是圖2中的LED光源的斜向出射光在導光支架中的傳輸示意圖。

圖5是圖2中的LED照明裝置的發光示意圖。

圖6是本發明第二實施方式中LED照明裝置的發光示意圖。

圖7是本發明第三實施方式中LED照明裝置的發光示意圖。

請同時參閱圖1和2，LED照明裝置100a大致為傳統日光燈的細長管狀結構，其包括散熱基座10、光源基板11、多個LED光源12、導光支架20及燈罩30。其中，該散熱基座10與該光源基板11分別沿LED照明裝置100a的長度方向設置在LED照明裝置100a的側面。光源基板11與燈罩30分別可拆卸地安裝在散熱基座10上，多個LED光源12沿LED照明裝置100a的長度方向固定在光源基板11上，從而使得LED光源12產生的熱量能夠通過散熱基座10與空氣進行熱交換。在其他實施方式中，當不需要散熱基座10時，光源基板11可以設置在燈罩30內部，例如，可以在燈罩30內壁上設置與光源基板11匹配的凹槽，並將光源基板11扣合到該凹槽中。

導光支架20被設置在燈罩30的內部，該導光支架20採用導光材料製成，其包括多條分枝，本實施方式中，該導光支架20形成為“Y”字形結構，包括三條分枝211、212和213，其中分枝211和213以分枝212作為法線而對稱分居於分枝212兩側。分枝212的一端形成入光面220，且該入光面220設置在LED 光源12的正前方位置上。每條分支均包括兩個相互平行的表面，兩個表面均為反射面。每條分枝的兩個表面之間形成有光傳輸通道。為了控制導光支架20表面上的發光位置及發光強度，在導光支架20的一個或多個分枝的至少一個表面上設置有多個凸起或凹陷結構的調光紋路230，入射到該調光紋路230的光線發生漫射而出射。

請參閱圖3，分枝211和分枝213相鄰的兩個表面在靠近導光支架20的交叉點240處不設置調光紋路，從而在該交叉點240處形成全反射結構，LED光源12的正向出射光從入光面220進入後，從分枝212直線傳輸至交叉點240。光束被該交叉點240處的全反射結構反射後分流並轉向至分枝211和分枝213中，並分別在分枝211、213的兩表面之間進行內部反射傳輸。

請參閱圖4，LED光源12的斜向出射光從入光面220進入後，在分枝212的兩表面之間進行內部反射傳輸，當光束傳輸到“Y”字形結構的交叉點240處時，光束被分流並轉向至分枝211和分枝213中進行內部反射傳輸。

請參閱圖5，LED光源12的出射光從入光面220進入後，在導光支架20的各條分枝的兩表面之間進行內部反射傳輸，照射到導光支架20表面上的調光紋路230的光束產生漫射而出光，未照射到調光紋路230的光束則繼續被反射傳輸，直至照射到調光紋路230後最終以漫射形態出射。LED光源12的出射光自導光支架20的分枝的相應表面出射後，繼續入射到燈罩 30的內表面，最終透過燈罩而出射到外部。

燈罩30採用導光材料製成，其表面上設置具有光折射作用的、使出射光面光源化的光學紋路，本實施方式中，燈罩30的內表面上設置有多條均勻排列的柱狀凸起301，該柱狀凸起301沿垂直於其長度方向的截面為圓弧形、半橢圓形或鋸齒形等形狀中的一種。由導光支架20的各個表面出射的光束透過燈罩30表面的凸起301後作進一步的擴散，從而提升整個燈罩30表面的出射光的均勻性及柔和度。在其他實施方式中，燈罩30的材質可採用擴散材料製成或在燈罩30的表面上設置擴散層，該擴散材料內一般含有甲基丙烯酸甲酯微粒，甲基丙烯酸甲酯微粒作為擴散粒子用於使光線發生擴散，從而使出射光更加均勻柔和。

在其他實施方式中，在導光支架20的任意個分枝中每一分枝的其中一個表面未設置有調光紋路，未設置有調光紋路的表面為全反射面，光線不由該表面出射，使LED照明裝置分區域發光。在進一步的實施方式中，還可以在導光支架20的任意個分枝中每一分枝的其中一個表面外部設置反射片，阻止光線從該表面出射，使LED照明裝置分區域發光。其中，設置了反射片的表面也可以設置或不設置調光紋路。

請參閱圖6，為本發明第二實施方式中LED照明裝置100b的發光示意圖，該實施方式與圖5所示的第一實施方式不同之處在於：在本實施方式中，在分枝211和分枝213相鄰的兩個表面的外部設置有反射片250，入射到該反射片250上的光線被 反射到與該反射片250相對的表面上，從而使LED照明裝置100b成為分區域發光的面光源。

請參閱圖7，為本發明第三實施方式中LED照明裝置100c的發光示意圖，該實施方式與圖5所示的第一實施方式不同之處在於：在本實施方式中，在分枝211和分枝212相鄰的兩個表面、及在分枝213的與分枝211相鄰的一個表面的外部分別設置反射片260，入射到該反射片260上的光束被反射到與該反射片260相對的表面上，LED照明裝置100c成為分區域發光且各個發光區域的發光強度不同的面光源。

本發明透過導光支架20的設置可使LED照明裝置獲得多個出射光均勻的發光面，再搭配反射片的設置可以容易調整發光的區域及發光區域的發光強度，從而使LED照明裝置具有良好的照射角度並能改善LED光源的直接眩光效果。

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。

100a‧‧‧LED照明裝置

10‧‧‧散熱基座

11‧‧‧光源基板

12‧‧‧LED光源

20‧‧‧導光支架

211、212、213‧‧‧分枝

220‧‧‧入光面

230‧‧‧調光紋路

30‧‧‧燈罩

Claims (9)

1. 一種LED照明裝置，具有細長管狀結構，包括光源基板、多個LED光源、導光支架及燈罩，其改良在於：所述光源基板沿所述LED照明裝置的長度方向設置在所述LED照明裝置的側面，所述多個LED光源沿LED照明裝置的長度方向固定在光源基板上，所述導光支架設置在燈罩的內部，所述導光支架包括多條分枝，其中一條分枝的一端形成入光面，且該入光面設置在LED光源的正前方位置上；所述導光支架的每一分枝包括兩個表面，各個表面分別形成反射面；所述導光支架的一個或多個分枝的至少一個表面上還設置有多個凸起或凹陷結構的調光紋路；LED光源的出射光從入光面進入後，在導光支架的各條分枝的兩表面之間進行內部反射傳輸，照射到所述調光紋路的光束產生漫射而出光，並自導光支架的分枝的相應表面入射到所述燈罩的內表面，最終透過燈罩而出射到外部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，所述導光支架形成為“Y”字形結構，包括第一分枝、第二分枝和第三分枝，其中第一分枝和第三分枝以第二分枝作為法線而對稱分居於第二分枝兩側；所述入光面形成於第二分枝的一端。
3. 如申請專利範圍第2項所述之LED照明裝置，其中，所述第一分枝和第三分枝相鄰的兩個表面在靠近導光支架的交叉點處 形成全反射結構，所述全反射結構將從第二分枝入射到該交叉點處的光束反射後分流並轉向至第一分枝和第三分枝中進行內部反射傳輸。
4. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，所述導光支架的一個或多個分枝中每一個分枝的其中一個表面外部設置有反射片，阻止光線從該表面出射。
5. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，所述導光支架的分枝上未設置有調光紋路的表面為全反射表面，阻止光線從該表面出射。
6. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，燈罩的表面上設置具有光折射作用的、使出射光面光源化的光學紋路。
7. 如申請專利範圍第6項所述之LED照明裝置，其中，燈罩的內表面上設置有多條均勻排列的柱狀凸起，該柱狀凸起沿垂直於其長度方向的截面為圓弧形、半橢圓形或鋸齒形中的一種。
8. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，燈罩的表面上設置擴散層。
9. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，燈罩的材質採用擴散材料製成。