TWI451044B

TWI451044B - 發光二極體燈具

Info

Publication number: TWI451044B
Application number: TW098127453A
Authority: TW
Inventors: Ci-Jin Mo
Original assignee: Foxconn Tech Co Ltd
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2009-08-14
Publication date: 2014-09-01
Also published as: TW201105905A

Description

發光二極體燈具

本發明涉及一種照明裝置，特別涉及一種發光二極體燈具。

發光二極體(Light Emitting Diode，簡稱LED)光源作為一種新興之第三代光源，雖然現在還不能大規模取代傳統之白熾燈，惟其具有工作壽命長、節能、環保等優點，而普遍被市場看好。且，目前由發光二極體組成之模組能產生大功率、高亮度之光源，是故將廣泛地、革命性地取代傳統之白熾燈等習知之光源，進而成為符合節能環保主題之主要光源。

目前，典型之發光二極體燈具一般包括一平板狀基板以及複數貼設於基板底面之發光二極體模組，這類燈具之照射方向單一、且出光角度較小，其雖然能夠滿足較大部分之照明需求，然，在一些特定之應用場合，例如車庫、煤礦等需要燈具之出光角度較大之場所，就顯得不夠適用。

一種發光二極體燈具，包括一基板及設於基板一表面上之複數第一、第二發光二極體及一筒狀反光組件，該等第一發光二極體設於反光組件所圍繞之區域內，該等第二發光二極體設於反光組件之週邊，該反光組件上對應第二發光二極體設有複數凹陷部，以使第二發光二極體發出之光偏向該基板表面正對以外之區域照射，該凹陷部具有用於反射第二發光二極體發出光線之一第一反射面以及與該第一反射面相對設置、用於反射第一發光二極體發出光線之一第二反射面，該第一反射面沿基板邊緣區域向中心區域方向凹陷，該第二反射面沿基板邊緣區域向中心區域方向拱起，該反光組件沿其周向呈波浪狀彎曲。

與習知技術相比，本發明之發光二極體燈具中反光組件可將設置於該反光組件週邊之第二發光二極體發出之光偏向該基板表面正對以外之區域照射，而第一發光二極體則照射基板正對之區域，從而使實現整個燈具大角度照明。

10‧‧‧散熱器

12‧‧‧基板

120‧‧‧容置槽

122‧‧‧容置部

124‧‧‧貫通孔

126‧‧‧凸肋

1260‧‧‧螺孔

14‧‧‧散熱鰭片

16‧‧‧連接部

160‧‧‧凹槽

17‧‧‧安裝件

170‧‧‧容置孔

18‧‧‧安全連接件

180‧‧‧軸孔

182‧‧‧凹陷槽

184‧‧‧壓片

20‧‧‧發光二極體模組

22‧‧‧電路板

24‧‧‧發光二極體

242‧‧‧第二發光二極體

244‧‧‧第一發光二極體

30‧‧‧反光組件

32‧‧‧底座

320‧‧‧凸出塊

34‧‧‧反射部

36‧‧‧凹陷部

362‧‧‧第一反射面

364‧‧‧第二反射面

40‧‧‧燈罩

42‧‧‧卡邊

50‧‧‧保護罩

52‧‧‧環邊

520‧‧‧穿孔

60‧‧‧壓框

62‧‧‧開口

64‧‧‧凸塊

640‧‧‧安裝孔

100‧‧‧密封膠圈

200‧‧‧密封墊圈

300‧‧‧安裝片

圖1係本發明一實施例之發光二極體燈具之立體組合圖。

圖2係圖1中發光二極體燈具之元件分解圖。

圖3係圖1中發光二極體燈具倒置之元件分解圖。

圖4係圖1中發光二極體燈具應用時出光分佈之示意圖。

請參閱圖1及圖2，本發明一實施例之發光二極體燈具包括一散熱器10、貼設於該散熱器10之底面上之一發光二極體模組20、固定於散熱器10底面之一反光組件30、罩設該發光二極體模組20及反光組件30並與散熱器10密封性結合之一燈罩40及套設於該燈罩40外周緣之一保護罩50。

請同時參閱圖3，上述散熱器10由導熱性能良好之金屬材料如銅、鋁、合金等一體製成，其包括一呈圓盤狀之基板12及由該基板12頂面向上延伸而出之複數散熱鰭片14，該基板12具有一平坦之底面。沿該基板12之底面周緣向內凹陷形成一環狀容置槽120。該環狀容置槽120於基板12之底部圍設出一柱狀容置部122，供該發光二極體模組20貼置其上。處於該基板12底部中央之容置部122在延伸高度上大於基板12底面之周緣處，以輔助增大發光二極體模組20之出光角度。一圓環形密封膠圈100容置於該容置槽120內，用以密封該發光二極體燈具。該基板12之中央開設出一垂直貫通孔124，用以供電線穿過並導電性連接該發光二極體模組20。該基板12之外周緣均勻、間隔向外凸伸出複數豎直設置之凸肋126。該等凸肋126之底面中央分別開設出一螺孔1260，用以與螺釘(圖未示)配合安裝該燈罩40。該基板12之頂面中央垂直向上凸伸出一圓筒狀連接部16。該連接部16圍繞該貫通孔124設置。該等散熱鰭片14由該基板12之頂面垂直向上延伸而出，相鄰散熱鰭片14之間形成有供氣流穿過之氣流通道(未標示)。該等散熱鰭片14圍繞該連接部16呈放射狀設置。該連接部16之頂面開設有一環狀凹槽160，一圓環形密封墊圈200容置於該凹槽160內，用以密封該發光二極體燈具。一碗狀中空安裝件17對應密封性蓋置於該連接部16之頂面上，使得該安裝件17與連接部16之內部相連通，並共同形成一容置腔，以收容驅動電路模組(圖未示)對該發光二極體燈具提供電源驅動。該安裝件17之側壁上開設有一容置孔170。該安裝件17於容置孔170處形成有內螺紋。一安全連接件18穿設於該容置孔170內，以連通燈具之外部與內部並供該電線穿入。該安全連接件18設有貫穿其中心軸之穿孔180。該安全連接件18之中部開設有一凹陷槽182。該安全連接件18靠近底部之外圓周開設有外螺紋，以與容置孔170處之內螺紋相配合，從而將該安全連接件18密封性螺鎖固定於安裝件17上。該安全連接件18還包括一中部呈拱橋形、裝設於凹陷槽182內之壓片184。該壓片184之兩端開設有定位孔(未標示)，供螺釘穿過而將該壓片184固定在凹陷槽182內側壁上。該壓片184用以定位穿置於安全連接件18內之電線，以防止電線由於外力之拉拽而發生位移。一安裝片300安裝於該安裝件17之頂面上，用以將該發光二極體燈具固定安裝在一特定位置。

上述發光二極體模組20包括一圓形電路板22及複數均勻、間隔貼置於該電路板22上之發光二極體24。該電路板22之頂面導熱性貼合於該基板12之容置部122之底面上。該等發光二極體24包括靠近電路板22周緣設置之複數第二發光二極體242及相對於該等第二發光二極體242遠離電路板22周緣所設置之複數第一發光二極體244。本實施例中，該等發光二極體24排列在多個同心圓周上，其中該等第二發光二極體242排列在位於最週邊之一圓周上，該等第一發光二極體244排成多個同心圓周並位於第二發光二極體242所在圓周之內。

上述反光組件30為一兩端開口之筒狀結構，其一端開口處固定在該電路板22之底面上且位於靠近其周緣之區域，用於一方面經反射改變第二發光二極體242之出光方向相對於豎直方向朝外側傾斜，另一方面將第一發光二極體244發出之部分光線經過反射以重新分配。該反光組件30對應圍繞該等第一發光二極體244設置，同時，該等第二發光二極體242對應圍繞該反光組件30設置。在本實施例中，該反光組件30對應該第二發光二極體242之排佈而大致圍設出一圓形區域，可以理解地，根據出光需要，該反光組件30可相對於任意發光二極體24圍成相應之規則或不規則形狀體。該發光組件30包括一底座32及自該底座32向下延伸而出之一反射部34。該底座32為一環狀片體結構，其水平貼置於該電路板22之底面上。該反射部34整體上呈筒狀，其由該底座32之外側邊緣向下、向外傾斜延伸而出。根據出光需要，該反射部34可以垂直於底座32也可以相對於該底座32成一定角度傾斜設置。該反射部34沿遠離該電路板22方向之外徑逐漸增大。該底座32內側邊間隔向內凸伸出複數凸出塊320，每一凸出塊320上開設有一通孔，電路板上22開設對應之螺孔，螺釘分別依次穿過凸出塊320之通孔和電路板22之螺孔，從而將反光組件30固定在電路板22之底面。該反射部34均勻向內凹陷形成複數凹陷部36，使得該反射部34之周緣整體上呈起伏之波浪狀。每一凹陷部36具有用於反射第二發光二極體242發出光線之一第一反射面362以及與該第一反射面362相對設置、用於反射第一發光二極體244發出光線之一第二反射面364。其中，該第一反射面362沿電路板22邊緣區域向中心區域方向內凹，該第二反射面364沿電路板22邊緣區域向中心區域方向拱起。該反光組件30之每一凹陷部36之第一反射面362半環繞對應一第二發光二極體242並正對朝向該燈具之外側設置，以使該第二發光二極體242發出之光線盡可能之被第一反射面362朝燈具外側反射。該第一反射面362可以為抛物面、球面、橢球面、非球面等，用於將第二發光二極體242發出之光線反射到燈具外側，部分甚至可以達到發光二極體24相對於電路板22背對之區域，這樣，發光二極體24相對於電路板22之出光角度通常會大於180度，甚至可以超過210度，從而使得發光二極體模組20達到大角度出光。該第二反射面364也可以為抛物面、球面、橢球面、非球面等，用於對多個第一發光二極體244所發出之光線相對於豎直向下之方向進行反射、重新分配，將第一發光二極體244之出光角度修正到合適之角度，使整個第一發光二極體244所發出之光線在主要工作區域內連續分佈，且在60度到80度容易產生眩光之出光角度範圍內之光強值比較小，眩光強度較小；在60度以內之出光角度範圍內具有較大之光強值，以滿足標準照度之要求。

另，該反光組件30可以為塑膠件或鈑金件。根據實際需要，可對反光組件30之該等第一、第二反射面362、364進行表面處理，以達到對光線不同方式之反射，使發光二極體24所發出之光線達到不同之配光效果。例如，可對該第一、第二反射面362、364進行白色漫反射處理，使得第一、第二反射面362、364對光產生白色漫反射效果。白色漫反射處理方式可以為在反光組件30之表面噴白漆或塗覆白色反光材料；或者利用注塑成型直接成型出表面具有一定粗糙度之反光組件30。另外，可對反光組件30之該等第一、第二反射面362、364進行鏡面處理，使發光二極體24發出之光線達到不同之配光效果。鏡面處理方式包括對反光組件30之表面拋光處理或鍍一金屬層。

上述燈罩40呈碗狀，由透明或半透明材料如玻璃、樹脂、塑膠等一體製成，其對應覆蓋於該基板12之底面上。該燈罩40之頂部周緣向外水平延伸形成一環狀卡邊42。該卡邊42在形狀上與該基板12之容置槽120相對應，以對應容置於該容置槽120內。該密封膠圈100夾置於該卡邊42與基板12之底面之間，其由彈性密封材料如矽膠製成，用以密封該燈罩40與散熱器10之間之間隙，進而增強該發光二極體燈具之整體密封性。該發光二極體燈具還加設有將該燈罩40固定到基板12上之一壓框60。該壓框60整體上為一圓形環狀框體，其中央形成有一圓形開口62。該壓框60在尺寸上稍大於該燈罩40之卡邊42，使得在組裝時，該燈罩40能夠大部分穿過該壓框60之開口62，而同時壓框60能夠卡置於該燈罩40之卡邊42上。該壓框60之外周緣均勻間隔向外凸伸而出複數半圓形凸塊64。該等凸塊64在位置上與該基板12之凸肋126相對應，在組裝時，該凸塊64對應與該凸肋126疊置。每一凸塊64之中部開設有一安裝孔640，以供螺釘(圖未示)穿過並螺合於該凸肋126之螺孔1260內，從而將該燈罩40之卡邊42通過該壓框60夾置固定到該基板12之容置槽120內。該壓框60上靠近開口62處間隔開設有複數固定孔，以固定安裝該保護罩50。

上述保護罩50呈碗狀外形，其由金屬絲彎折、編織而成。該保護罩50在外形上與該燈罩40對應一致，在尺寸上稍大於該燈罩40，便於該保護罩50套置於該燈罩40之外周緣，以保護燈罩40避免直接受到外力碰撞。該保護罩50之頂部邊緣向外水平延伸出一環邊52，該環邊52上間隔開設有複數穿孔52。複數螺釘穿過該等穿孔52並對應螺合於該壓框60之固定孔內，從而將保護罩50固定於該壓框60上。

請再次參閱圖1至圖3，組裝本發明之發光二極體燈具時，將該發光二極體模組20導熱性裝置於該基板12之容置部122之底面上，該反光組件30通過螺釘固定於該發光二極體模組20之電路板22之底面上，通過螺釘固定安裝該壓框60，進而將燈罩40固定於基板12之容置槽120內，該發光二極體模組20與反光組件30共同罩置於該燈罩40內，該保護罩50固定於該壓框60上並套置於燈罩40之外周緣。

在本實施例中，本發明之發光二極體燈具工作時，如圖4所示，發光二極體燈具通過支架300安裝在一頂棚上。該等第一發光二極體244發出之光經過直射及反光組件30之第二反射面364反射大部分進入主要工作區域，具體地，在該基板12正對之出光角度範圍內，即圖4中之區域A，使得發光二極體燈具之主要工作區域獲得所需之照度。該等第二發光二極體242發出之光線大部分經過反光組件30之第一反射面362反射到基板12正對以外之區域照射，即圖4中之區域B、C、D，從而發光二極體燈具之出光角度直至可大於180度，實現發光二極體燈具之大角度出光。綜上，第一發光二極體244之設置保證主要工作區域之照度，第二發光二極體242之設置可以實現發光二極體燈具大角度出光，第一發光二極體244和第二發光二極體242之協同工作使發光二極體燈具在滿足照度要求之情況下，又實現大角度出光之目之。

與習知技術相比，本實施例之發光二極體燈具之發光二極體模組20貼置在散熱器10之基板12底面上，該發光二極體模組20上加設有反光組件30，該反光組件30用於將該發光二極體24中之第二發光二極體242發出之光線相對於豎直方向反射到發光二極體燈具之外側，部分甚至可以達到發光二極體24相對於電路板22背對之區域，從而產生大角度照明之發光效果，進而形成所需之照明區域。另，該發光二極體燈具之各個結構間隙均設置有密封結構，適合在石油、化工、船舶、冶煉、採礦等各種易燃易爆工作場所作為照明裝置使用。

可以理解地，雖然上述實施例中，發光二極體模組20是貼置於散熱器10基板12之底面上，根據需要，將發光二極體模組20設置非導熱性基板上也能實現本發明之目之，只是其散熱設計可能需要有所變更，例如，通過熱管等導熱構件將發光二極體模組20產生之熱量導致遠離基板12之地方進行散熱。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。