TWI418731B - Ｌｅｄ燈具 - Google Patents

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TWI418731B TW100102131A TW100102131A TWI418731B TW I418731 B TWI418731 B TW I418731B TW 100102131 A TW100102131 A TW 100102131A TW 100102131 A TW100102131 A TW 100102131A TW I418731 B TWI418731 B TW I418731B
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Description

LED燈具
本發明是有關於一種LED(light emitting diode，發光二極體)燈具，特別是指一種提供較大出光角度的LED燈具。
一般LED燈具具有省電、使用壽命長、體積小、反應速度快等優點，目前已被廣泛地應用於各類電器設備及廣告看板。
然而，相較於一般白熾燈泡的全面性出光，由於一般LED晶粒因其本身的限制而具有較差的出光角度(約120度)，使得LED燈具在照明的應用上受限於其出光角度較白熾燈泡小的問題，造成LED燈具所能照射的範圍有限，目前仍無法完全取代白熾燈泡。例如當吊掛於天花板的上照式燈具使用白熾燈泡座為燈源時，燈具可於天花板及燈具下方的空間同時產生照明的功用；但是當將燈源置換成LED燈泡時僅可於天花板產生照明作用。
因此，本發明之目的，即在提供一種出光角度較大的LED燈具。
於是，本發明LED燈具，包含一燈座、一第一發光模組、一第二發光模組、一導光件，及一透光燈罩。該燈座具有一頂部，該頂部包括一第一頂面及一由該第一頂面往上凸出的凸台，該凸台具有一第二頂面。該第一發光模組設置在燈座的第一頂面上並環繞該凸台。該第二發光模組設置在該凸台的第二頂面上。該導光件環繞該凸台並設置於該第一發光模組上。該透光燈罩設置於該燈座並罩覆該第一發光模組、第二發光模組及導光件。
本發明之功效在於該LED燈具藉由導光件將第一LED發光晶粒所射出的光線經由折射與反射使其光線朝側向射出以增加側向的出光量。此外，藉由第一頂面低於第二頂面(未與第二頂面位於同一平面)所產生的高低落差，使得第二頂面上的第二LED發光晶粒的側向出光不至於被第一發光模組及第一頂面阻擋，從而使側向的出光量增加以增加該LED燈具的出光角度。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖1、圖2與圖3，本發明LED燈具之第一較佳實施例包含一燈座1、一第一發光模組2、一第二發光模組3、一導光件4，及一透光燈罩5。
燈座1具有一頂部11，頂部11包括一第一頂面111、一在高度上低於第一頂面111並環繞第一頂面111的第三頂面112，及一由第一頂面111往上凸出的凸台113。彼此有高低落差的第一頂面111、第三頂面112與凸台113使燈座1的頂部11形成三層的階梯狀結構。此處的凸台113呈柱狀而具有一高於第一頂面111的第二頂面114以及一由第二 頂面114外緣往下延伸的周面115。此外，凸台113的周面115更可鋪設一第一反射層6。第一頂面111為水平設置而與凸台113的周面115呈垂直。
第一發光模組2設置在燈座1的第一頂面111上並環繞凸台113，第一發光模組2包括一第一電路板21，及複數個設置在第一電路板21上的第一LED發光晶粒22。第二發光模組3設置在凸台113的第二頂面114上，第二發光模組3包括一第二電路板31，及複數個設置在第二電路板31上的第二LED發光晶粒32。用以驅動第一發光模組2與第二發光模組3的驅動電路(圖未示)可設於燈座1的內部。透光燈罩5設置於燈座1的第三頂面112並罩覆第一發光模組2及第二發光模組3。
導光件4呈環狀而設置在燈座1的頂部11的第一頂面111及第一發光模組2上，即導光件4環繞凸台113而設置，且罩在第一頂面111上的第一LED發光晶粒22。導光件4具有一底面40、一鄰近凸台113的第一側面41，一連接底面40與第一側面41並遠離凸台113的第二側面42，及一第三側面43。也就是說，第一側面41係面向凸台113，而第二側面42係背向凸台113，而第三側面43可與凸台113之周面115平行而可直接抵靠於周面115。第二側面42為一斜面，其與底面40間所夾的角度接近90度(即近乎垂直)，其角度較佳是落在80~90度間。第一側面41為一斜面且其與第二側面42間所夾的角度為一銳角，較佳為小於第二側面42與底面40間所夾角度，在此實施例中約為45度 。在實務上，第三側面43的大小相對於底面40、第一側面41、第二側面42的大小比例為相對小，因此也可將第三側面43直接省略而使第一側面41直接與底面40連接，因而使導光件4的縱向斷面概呈三角形。此外，於導光件4的第一側面41更可設置一用以增加光線反射效果的第二反射層7，在本實施例中，第二反射層7為塗佈於第一側面41的白漆，其反射率約為70%。底面40用以罩覆在設置於第一頂面111的第一LED發光晶粒22上，底面40具有往上凹陷的弧形曲面401，其縱向斷面較佳為半圓形。在本實施例中弧形曲面401界定出一環狀凹槽，使由第一LED發光晶粒22射出的光線大部分與導光件4入射面(即弧形曲面401)成垂直法線而直接射入導光件4而避免產生反射。在其他實施例中，底面40具有複數個分別對應第一LED發光晶粒22的弧形曲面401，各弧形曲面401呈半球形地凹陷以罩覆各第一LED發光晶粒22，在此實施態樣中弧形曲面401可進一步使由第一LED發光晶粒22射出的光線均與導光件4入射面成垂直法線，從而使出光率更佳。
當第一發光模組2的第一LED發光晶粒22所發出的光線由底面40射入導光件4並行進至第一側面41時，大部分的光線(約70%)會於第一側面41產生反射，並經由第二側面42射出導光件4。其餘的光線(約30%)會通過第一側面41並於凸台113周面115上的第一反射層6產生反射，減少光線被凸台113吸收的比例，藉此增加LED燈具100的側向出光量。在本實施例中，第一反射層6為具有 97%的反射率之反射片。此外，由於第三頂面112低於第一頂面111而非與第一頂面111位於同一平面，使得由第二側面42射出的光線不至於被第三頂面112阻擋，從而增加LED燈具100的出光角度至153度。
值得一提的是，當LED燈具100上方的光通量與側邊的光通量相等時可獲得較佳之出光效果，並可減少熱點(hotspot)現象，在本實施例中，第二LED發光晶粒32的數目雖較第一LED發光晶粒22的數目少，但單顆第二LED發光晶粒32的流明數較單顆第一LED發光晶粒22的流明數要高，使得第一發光模組2的總流明數與第二發光模組3的總流明數相等，進而在導光件4的作用下而有效減少熱點現象。較佳地，第二側面42形成有微結構(未圖示)，該微結構可經由咬花處理而得，用以避免朝向第二側面42行進的光線於第二側面42產生全反射，藉此增加側向出光的效率。較佳地，導光件4的厚度等於第一頂面111與第二頂面114在直立方向上的高度差減去單一顆第一LED發光晶粒22的厚度再加上第二電路板31的厚度與單一顆第二LED發光晶粒32的厚度，即導光件4的頂部與第二發光晶粒32的頂面位於同一平面。導光件4的厚度可增加，但增加的厚度以不超過單一顆第二LED發光晶粒32的厚度的三倍較佳。此外，當導光件4的厚度介於透光燈罩的高度(透光燈罩5頂點到第三頂面112的距離)的三分之一到二分之一之間時，可獲得較好的出光效果。較佳地，第一頂面111與第三頂面112的距離大於3毫米時可獲得較好的出光 效果。
參閱圖4，頂部11的第二頂面114與第一頂面111間具有一第一高度差d1，第一頂面111與第三頂面112間具有一第二高度差d2，透光燈罩5的頂點與第三頂面112間具有一第三高度差d3(也就是透光燈罩5的高度)。在本實施例中，第一高度差d1為5.5mm，第二高度差為3.5mm，第三高度差為40mm，導光件4的厚度t為8.14mm。
值得一提的是，本案藉由使第一頂面111低於頂部11的第二頂面114，並且將第一發光模組2設置在第一頂面111並且配合導光件4，對於整個LED燈具100而言，是除了設置在頂部11第二頂面114的第二發光模組3光源以外，更增加了往下的第一高度差d1的出光角度，且本案藉由設置導光件4將第一發光模組2的光源側向導引，除了讓第一發光模組2提供LED燈具100大部分的側向出光以外，也可避免第一發光模組2所提供的光源往上投射而與第二發光模組3的光源產生干涉而影響整個LED燈具100的光形。於是，由於第二發光模組3未經過額外的二次光學結構而不會削減正向出光量而可以提升提供正向出光效率，此外，藉由導光件4將第一發光模組2的光線朝向側向導引以增加側向的出光量，因此可整體提升LED燈具100的出光角度且也不會影響其出光均勻性。
參閱圖5，為本發明的第二實施例，其與第一實施例不同處在於，燈座1頂部11的第一頂面111與第三頂面112是在相同的高度，換句話說，燈座1頂部11只有第一 頂面111與凸台113的高低落差所形成的二層階梯狀結構。在此實施例中，LED燈具200的出光角度為140度。若將第二反射層7之白漆由反射片(反射率97%)取代，燈具200的出光角度可增加至150度。
參閱圖6，是本發明LED燈具的第三實施例，本實施例與第一實施例相近，唯LED燈具300之第一頂面111’為一斜面(第一實施例的第一頂面111為水平設置而與周面115垂直)。在本實施例中，周面115與第一頂面111’之間夾一鈍角(可大於90度並小於180度)，使第一頂面111’呈現向下傾斜狀。藉由第一頂面111’向外側傾斜使得設於其上的第一發光模組2及導光件4也一同向外側傾斜，從而使第一LED發光晶粒22可進一步提供側向更多的出光量而提升本實施例的出光角度。此外，由於第一頂面111’為傾斜表面，因此亦可以無需再設置第三頂面112，亦可達成增加出光角度的功效。
綜上所述，本發明LED燈具藉由第二發光模組3提供正向的出光，並藉由導光件4將第一發光模組2的光線朝向側向導引以增加側向的出光量，整體搭配可以有效提升LED燈具100、200、300的出光角度。此外，也可再搭配第一頂面111低於第二頂面114間階梯狀結構使第二發光模組3的側向出光不致被第一發光模組2及第一頂面111阻擋，或是將第一頂面111’變成傾斜，也可更進一步增加側向的出光量，而增加LED燈具整體出光角度，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
100‧‧‧LED燈具
200‧‧‧LED燈具
300‧‧‧LED燈具
1‧‧‧燈座
11‧‧‧頂部
111、111’‧‧‧第一頂面
112‧‧‧第三頂面
113‧‧‧凸台
114‧‧‧第二頂面
115‧‧‧周面
2‧‧‧第一發光模組
21‧‧‧第一電路板
22‧‧‧第一LED發光晶粒
3‧‧‧第二發光模組
31‧‧‧第二電路板
32‧‧‧第二LED發光晶粒
4‧‧‧導光件
40‧‧‧底面
401‧‧‧弧形曲面
41‧‧‧第一側面
42‧‧‧第二側面
5‧‧‧透光燈罩
6‧‧‧第一反射層
7‧‧‧第二反射層
d1‧‧‧第一高度差
d2‧‧‧第二高度差
d3‧‧‧第三高度差
t‧‧‧厚度
圖1是本發明LED燈具的第一較佳實施例的立體分解圖；圖2是該第一較佳實施例的剖面側視圖；圖3是圖2的局部剖視圖，說明由複數個第一LED發光晶粒所射出的光線經由一導光件產生折反射而朝側向射出；圖4是第一較佳實施例的尺寸圖；圖5是本發明LED燈具的第二較佳實施例的剖面側視圖；及圖6是本發明LED燈具的第三較佳實施例的剖面側視圖。
100．．．LED燈具
1．．．燈座
11．．．頂部
111．．．第一頂面
112．．．第三頂面
113．．．凸台
114．．．第二頂面
115．．．周面
2．．．第一發光模組
21．．．第一電路板
22．．．第一LED發光晶粒
3．．．第二發光模組
31．．．第二電路板
32．．．第二LED發光晶粒
4．．．導光件
40．．．底面
401．．．弧形曲面
41．．．第一側面
42．．．第二側面
5．．．透光燈罩

Claims (10)

  1. 一種LED燈具，包含：一燈座，具有一頂部，該頂部包括一第一頂面及一由該第一頂面往上凸出的凸台，該凸台具有一第二頂面；一第一發光模組，設置在該燈座的第一頂面上並環繞該凸台；一第二發光模組，設置在該凸台的第二頂面上；一導光件，環繞該凸台並設置於該第一發光模組上，該導光件具有一底面、一鄰近該凸台的第一側面，及一連接該底面與該第一側面並遠離該凸台的第二側面，該第一側面與該第二側面間夾一銳角；及一透光燈罩，設置於該燈座並罩覆該第一發光模組、第二發光模組及導光件。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之LED燈具，其中，該導光件的縱向斷面概呈三角形。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之LED燈具，其中，該第二側面形成有微結構。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之LED燈具，其中，該凸台還具有一由該第二頂面外緣往下延伸的周面，且該燈具還包含一設於該周面的第一反射層，該第一反射層為一反射片。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之有LED燈具，還包含一設於該導光件的第一側面的第二反射層，該第二反射層 為白漆與反射片其中一者。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之LED燈具，其中，該第一發光模組與第二發光模組的光通量相等。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之LED燈具，其中，該頂部還包括一在高度上低於該第一頂面並環繞該第一頂面的第三頂面。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述之LED燈具，其中，該導光件於直立方向的厚度介於該透光燈罩高度的三分之一到二分之一之間。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述之LED燈具，其中，該第一發光模組包括一第一電路板，及複數個設置在該第一電路板上的第一LED發光晶粒，該導光件具有一往上凹陷的弧形曲面以罩覆該等第一LED發光晶粒。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述之LED燈具，其中，該第二發光模組包括一第二電路板，及複數個設置在該第二電路板上的第二LED發光晶粒，該導光件的厚度約等於該第一頂面與第二頂面在直立方向上的高度差減去該等第一LED發光晶粒其中之一的厚度，再加上該第二電路板的厚度與該等第二LED發光晶粒其中之一的厚度。
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