TWI485349B - 發光裝置 - Google Patents

Description

發光裝置

本發明是有關一種發光裝置，且特別是有關一種可調色溫的發光裝置。

在日常生活中，照明設備為不可或缺的重要工具。現有的照明設備多半以燈泡或燈管作為光源。在這些燈管或燈泡中，較為常見者有日光燈管、白熾燈泡與鹵素燈泡，由於在發光時需消耗大量的電能，因此近年來應用發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)為光源的照明設備已越來越受歡迎。此外，發光二極體不僅具有壽命長、耗電量低、體積小、耐震與用途廣泛等優點，且不易如傳統燈泡般容易破碎，對於使用者來說較為安全。

雖然發光二極體已經被應用於日常照明設備，但習知的LED照明設備通常僅能提供一種色溫的光線。舉例來說，若LED照明設備使用冷白光發光二極體作為光源，則此LED照明設備就只能產生冷白光。若LED照明設備使用暖白光之發光二極體作為光源，則此LED照明設備就只能產生暖白光。使用者除非更換發光二極體的種類，否則無法改變發LED照明設備的色溫。

近年來，市面上有部分LED照明設備包含複數個不同色溫的發光二極體與可各別控制發光二極體的控制器。這樣的LED照明設備雖然可藉由控制器讓使用者控制光線的色溫，但由於製作過程較為複雜，且材料的成本較高，因 此售價較為昂貴。

本發明之一技術態樣為一種發光裝置。

根據本發明一實施方式，一種發光裝置包含光源與色溫調整板。光源用以發出具波長λ 1的光線。色溫調整板包含透光板、第一波長轉換層與第二波長轉換層。透光板可轉動地設置於光源上方，且具有相反兩側的第一表面與第二表面。第一波長轉換層位於第一表面上，且第一波長轉換層經波長λ 1的光線激發後，發射出具波長λ 2的光線。第二波長轉換層位於第二表面上，且第二波長轉換層經波長λ 1的光線激發後，發射出具波長λ 3的光線。其中，藉由轉動透光板來改變第一波長轉換層與第二波長轉換層被具波長λ 1的光線所激發的順序，而使波長λ 1、λ 2、λ 3的光線混合形成不同色溫的光線。

在本發明一實施方式中，其中上述第一波長轉換層包含綠色螢光粉、綠色染料、綠色色素或其混合物，且第二波長轉換層包含紅色螢光粉、紅色染料、紅色色素或其混合物。

在本發明一實施方式中，其中上述光源包含藍光二極體。

本發明之一技術態樣為一種發光裝置。

根據本發明一實施方式，一種發光裝置包含光源與色溫調整板。光源用以發出具波長λ 1的光線。色溫調整板包含透光板、第一波長轉換層、第二波長轉換層與第三波 長轉換層。透光板可轉動地設置於光源上方，且具有相反兩側的一第一表面與一第二表面。第一波長轉換層位於第一表面上，且第一波長轉換層經波長λ 1的光線激發後，發射出具波長λ 2的光線。第二波長轉換層位於第二表面上，且第二波長轉換層經波長λ 1的光線激發後，發射出具波長λ 3的光線。第三波長轉換層位於第一或第二表面上，或者介於第一、第二表面之間，且第三波長轉換層經波長λ 1的光線激發後，發射出具波長λ 4的光線。其中，藉由轉動透光板來改變第一波長轉換層、第二波長轉換層與第三波長轉換層被具波長λ 1的光線所激發的順序，使波長λ 2、λ 3、λ 4的光線混合形成不同色溫的光線。

在本發明一實施方式中，其中上述發光裝置更包含殼體。殼體具有底板與圍繞於底板的側壁。底板與側壁形成一容置空間用以容置光源與色溫調整板。

在本發明一實施方式中，其中上述發光裝置更包含轉軸穿過透光板，且轉軸之二端部分別可轉動地固定於側壁上。

在本發明一實施方式中，其中上述轉軸之兩端部突出於側壁之外部。

在本發明一實施方式中，其中上述發光裝置更包含二第一磁鐵與二第二磁鐵。第一磁鐵位於轉軸上且緊鄰於側壁。第二磁鐵位於殼體的側壁上且分別緊鄰於第一磁鐵，使轉軸藉由二第一磁鐵與二第二磁鐵選擇性地定位於側壁上。

在本發明一實施方式中，其中上述發光裝置更包含握 把與握把固定座。握把位於殼體外部，且連接轉軸之其中一端部。握把固定座位於側壁的外表面上且緊鄰於握把。握把固定座具有二凹槽用以選擇性地耦合於握把。

在本發明一實施方式中，其中上述發光裝置更包含透光罩位於殼體上以覆蓋容置空間。

在本發明一實施方式中，其中上述第一波長轉換層包含綠色螢光粉、綠色染料、綠色色素或其混合物，第二波長轉換層包含紅色螢光粉、紅色染料、紅色色素或其混合物，且第三波長轉換層包含藍色螢光粉、藍色染料、藍色色素或其混合物。

在本發明一實施方式中，其中上述光源包含紫外光二極體。

在本發明上述實施方式中，由於色溫調整板的透光板可轉動地設置於光源上方，且第一波長轉換層與第二波長轉換層分別位於透光板的相反兩表面，因此光源所發出具波長λ 1的光線可藉由轉動透光板選擇性地先通過第一波長轉換層，再通過第二波長轉換層；或者先通過第二波長轉換層，再通過第一波長轉換層。也就是說，可藉由轉動透光板來改變第一波長轉換層與第二波長轉換層被具波長λ 1的光線所激發的順序，使波長λ 1、λ 2、λ 3的光線混合形成不同色溫的光線。

此發光裝置藉由色溫調整板來調整色溫，僅需設置單一色溫的發光二極體便可藉由轉動透光板來控制光線的色溫。由於發光裝置的製作過程簡單，且材料的成本較低，因此可節省成本。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示根據本發明一實施方式之發光裝置100的立體圖。第2圖繪示第1圖之發光裝置100沿剖面線2-2’的剖面圖。同時參閱第1圖與第2圖，發光裝置100包含光源110與色溫調整板120。其中，光源110可發出具波長λ 1的光線。色溫調整板120包含透光板122、第一波長轉換層124與第二波長轉換層126。透光板122可轉動地設置於光源110上方，且具有相反兩側的第一表面121與第二表面123。第一波長轉換層124位於第一表面121上，第二波長轉換層126位於第二表面123上。

此外，發光裝置100還可包含殼體130與轉軸140。殼體130具有底板132與圍繞於底板132的側壁134。底板132與側壁134可形成一容置空間136來容置光源110與色溫調整板120。轉軸140之二端部141、143突出於側壁134之外部，且轉軸140之二端部141、143分別可轉動地固定於殼體130的側壁134上。在本實施方式中，轉軸140穿過透光板122，使透光板122可隨轉軸140轉動而同步轉動。

再者，發光裝置100還可包含位於殼體130上的透光罩150，透光罩150可允許光線通過，並覆蓋容置空間136而具有保護光源110與色溫調整板120的功能與阻隔灰塵的功能。

在本實施方式中，光源110可以包含藍光二極體，位於底板132上，可發出具波長λ 1的光線。透光板122由轉軸140與側壁134支撐，使色溫調整板120可懸空於容置空間136。當色溫調整板120隨轉軸140轉動時，不會接觸透光罩150、殼體130與光源110。此外，第一波長轉換層124可以包含綠色螢光粉、綠色染料、綠色色素或其混合物，且第二波長轉換層126可以包含紅色螢光粉、紅色染料、紅色色素或其混合物。第一波長轉換層124與第二波長轉換層126可利用矽膠黏合於透光板122上。

具體而言，當光源110發出具波長λ 1的光線時(例如藍光)，第一波長轉換層124經波長λ 1的光線激發後，可發射出具波長λ 2的光線(例如綠光)。此外，第二波長轉換層126經波長λ 1的光線激發後，可發射出具波長λ 3的光線(例如紅光)。在本實施方式中，波長λ 1的光線先通過第一波長轉換層124再通過第二波長轉換層126，因此波長λ 2的光線較波長λ 3的光線多，使波長λ 1、λ 2、λ 3的光線混合後可形成偏冷的色溫，例如4500至6000K的冷白光。

第3圖繪示第1圖之發光裝置100移除透光罩150(見第2圖)時的上視圖。同時參閱第2圖與第3圖，當第一波長轉換層124為綠色螢光粉且第二波長轉換層126為紅色 螢光粉時，由於綠色螢光粉之間具有間隙，且紅色螢光粉之間也具有間隙。

第4圖繪示第2圖之發光裝置100工作時之光線強度與波長的關係圖。同時參閱第2圖與第4圖，當第一波長轉換層124為綠色螢光粉且第二波長轉換層126為紅色螢光粉時，第一波長轉換層124先被具波長λ 1的光線所激發，之後第二波長轉換層126才被具波長λ 1的光線所激發，因此可得到發光裝置100偏冷白光的光線強度與波長關係圖。

應瞭解到，已經在上述實施方式中敘述過的元件與元件連接關係將不再重複贅述。在以下敘述中，將敘述第2圖的色溫調整板120被轉動180度後的狀態，合先敘明。

第5圖繪示第2圖之發光裝置100被轉動180度後的剖面圖。色溫調整板120的透光板122可隨轉軸140轉動而同步轉動。在第5圖中，當光源110發出具波長λ 1的光線時(例如藍光)，第二波長轉換層126經波長λ 1的光線激發後，可發射出具波長λ 3的光線(例如紅光)，第一波長轉換層124經波長λ 1的光線激發後，可發射出具波長λ 2的光線(例如綠光)。光源110發出波長λ 1的光線會先通過第二波長轉換層126再通過第一波長轉換層124，因此波長λ 3的光線較波長λ 2的光線多，使波長λ 1、λ 2、λ 3的光線混合後可形成偏暖的色溫，例如2700至4500K的暖白光。

第6圖繪示第5圖之發光裝置100工作時之光線強度與波長的關係圖。同時參閱第5圖與第6圖，當第一波長 轉換層124為綠色螢光粉且第二波長轉換層126為紅色螢光粉時，第二波長轉換層126先被具波長λ 1的光線所激發，之後第一波長轉換層124才被具波長λ 1的光線所激發，因此可得到發光裝置100偏暖白光的光線強度與波長關係圖。

由於色溫調整板120的透光板122可轉動地設置於光源110上方，且第一波長轉換層124與第二波長轉換層126分別位於透光板122的相反兩表面，因此光源110所發出具波長λ 1的光線可藉由轉動透光板122選擇性地先通過第一波長轉換層124，再通過第二波長轉換層126；或者先通過第二波長轉換層126，再通過第一波長轉換層124。也就是說，可藉由轉動透光板122來改變第一波長轉換層124與第二波長轉換層126被具波長λ 1的光線所激發的順序，使波長λ 1、λ 2、λ 3的光線混合形成不同色溫的光線。

此發光裝置100藉由色溫調整板120來調整色溫，僅需設置單一色溫的光源110(例如藍光發光二極體)便可藉由轉動透光板122來控制發光裝置100所發出光線的色溫。由於發光裝置100的製作過程簡單，且材料的成本較低，因此可節省成本。

第7圖繪示根據本發明一實施方式之轉軸140固定於側壁134時的前視圖。同時參閱第1圖與第7圖，發光裝置100可包含二第一磁鐵142與二第二磁鐵144。第一磁鐵142位於轉軸140上且緊鄰於側壁134。第二磁鐵144位於殼體130的側壁134上且分別緊鄰於第一磁鐵142。 轉軸140可藉由二第一磁鐵142與二第二磁鐵144選擇性地定位於側壁134上。如此一來，色溫調整板120也可隨轉軸140定位於容置空間136中。

第8圖繪示根據本發明一實施方式之轉軸140固定於側壁134時的前視圖。第9圖繪示第8圖之轉軸140固定於側壁134時的上視圖。同時參閱第8圖與第9圖，發光裝置100(見第1圖)還可包含握把146與握把固定座148。握把146位於殼體130外部，且連接轉軸140之其中一端部141。握把固定座148位於側壁134的外表面上且緊鄰於握把146。握把固定座148具有二凹槽149用以選擇性地耦合於握把146。轉軸140可藉由握把146與握把固定座148選擇性地定位於側壁134上。如此一來，色溫調整板120(見第1圖)也可隨轉軸140定位於容置空間136(見第1圖)中。

第10圖繪示根據本發明一實施方式之發光裝置100的剖面圖。發光裝置100包含光源110與色溫調整板120。與上述實施方式不同的地方在於光源110為杯狀的發光二極體，光源110仍可發出具波長λ 1的光線。

第11圖繪示根據本發明一實施方式之發光裝置100的剖面圖。發光裝置100包含光源110與二色溫調整板120。此二色溫調整板120可分別藉由各自的轉軸140轉動。舉例來說，左側的色溫調整板120之第一波長轉換層124在下且第二波長轉換層126在上，而右側的色溫調整板120可以與左側的色溫調整板120相差180度，也就是第一波長轉換層124在上且第二波長轉換層126在下。發光裝置 100可藉由二轉軸140分別帶動二色溫調整板120轉動，使發光裝置100的色溫更具變化性，讓使用者可依照實際需求來調整。

應瞭解到，已經在上述實施方式中敘述過的元件與元件連接關係將不再重複贅述。在以下敘述中，僅敘述不同型式的色溫調整板120，合先敘明。

第12圖繪示根據本發明一實施方式之發光裝置100的剖面圖。發光裝置100包含光源110與色溫調整板120。與上述實施方式不同的地方在於色溫調整板120除了包含透光板122、第一波長轉換層124與第二波長轉換層126外，還包含第三波長轉換層128。在本實施方式中，光源110可以包含紫外光二極體。第一波長轉換層124包含綠色螢光粉、綠色染料、綠色色素或其混合物。第二波長轉換層126包含紅色螢光粉、紅色染料、紅色色素或其混合物。第三波長轉換層128包含藍色螢光粉、藍色染料、藍色色素或其混合物。

第一波長轉換層124位於第一表面121上，且第一波長轉換層124經波長λ 1的光線激發後，發射出具波長λ 2的光線。第二波長轉換層126位於第二表面123上，且第二波長轉換層126經波長λ 1的光線激發後，發射出具波長λ 3的光線。第三波長轉換層128位於第一表面121或第二表面123上，或者介於第一表面121、第二表面123之間。在本實施方式中，第三波長轉換層128分別位於第一表面121與第二表面123上。第三波長轉換層128經波長λ 1的光線激發後，發射出具波長λ 4的光線。如此一 來，仍可藉由轉動透光板122來改變第一波長轉換層124、第二波長轉換層126與第三波長轉換層128被具波長λ 1的光線所激發的順序，使波長λ 2、λ 3、λ 4的光線混合形成不同色溫的光線。

本發明上述實施方式與先前技術相較，具有以下優點：

(1)發光裝置可藉由轉動透光板來改變第一波長轉換層與第二波長轉換層被具波長λ 1的光線所激發的順序，使波長λ 2與波長λ 3的光線混合形成不同色溫的光線。

(2)發光裝置藉由色溫調整板來調整色溫，僅需設置單一色溫的發光二極體便可藉由轉動透光板來控制光線的色溫。由於發光裝置的製作過程簡單，且材料的成本較低，因此可節省成本。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧發光裝置

110‧‧‧光源

120‧‧‧色溫調整板

121‧‧‧第一表面

122‧‧‧透光板

123‧‧‧第二表面

124‧‧‧第一波長轉換層

126‧‧‧第二波長轉換層

128‧‧‧第三波長轉換層

130‧‧‧殼體

132‧‧‧底板

134‧‧‧側壁

136‧‧‧容置空間

140‧‧‧轉軸

141‧‧‧端部

142‧‧‧第一磁鐵

143‧‧‧端部

144‧‧‧第二磁鐵

146‧‧‧握把

148‧‧‧握把固定座

149‧‧‧凹槽

150‧‧‧透光罩

2-2’‧‧‧剖面線

第1圖繪示根據本發明一實施方式之發光裝置的立體圖。

第2圖繪示第1圖之發光裝置沿剖面線2-2’的剖面圖。

第3圖繪示第1圖之發光裝置移除透光罩時的上視圖。

第4圖繪示第2圖之發光裝置工作時之光線強度與波長的關係圖。

第5圖繪示第2圖之發光裝置被轉動180度後的剖面 圖。

第6圖繪示第5圖之發光裝置工作時之光線強度與波長的關係圖。

第7圖繪示根據本發明一實施方式之轉軸固定於側壁時的前視圖。

第8圖繪示根據本發明一實施方式之轉軸固定於側壁時的前視圖。

第9圖繪示第8圖之轉軸固定於側壁時的上視圖。

第10圖繪示根據本發明一實施方式之發光裝置的剖面圖。

第11圖繪示根據本發明一實施方式之發光裝置的剖面圖。

第12圖繪示根據本發明一實施方式之發光裝置的剖面圖。

100‧‧‧發光裝置

110‧‧‧光源

120‧‧‧色溫調整板

121‧‧‧第一表面

122‧‧‧透光板

123‧‧‧第二表面

124‧‧‧第一波長轉換層

126‧‧‧第二波長轉換層

130‧‧‧殼體

132‧‧‧底板

134‧‧‧側壁

136‧‧‧容置空間

140‧‧‧轉軸

150‧‧‧透光罩

Claims (18)

1. 一種發光裝置，包含：一光源，用以發出一具波長λ1的光線；以及一色溫調整板，包含：一透光板，可轉動地設置於該光源上方，且具有相反兩側的一第一表面與一第二表面；一第一波長轉換層，位於該第一表面上，且該第一波長轉換層經該波長λ1的光線激發後，發射出具波長λ2的光線；以及一第二波長轉換層，位於該第二表面上，且該第二波長轉換層經該波長λ1的光線激發後，發射出具波長λ3的光線，其中，藉由轉動該透光板來改變該第一波長轉換層與該第二波長轉換層被該具波長λ1的光線所激發的順序，而使該些波長λ1、λ2、λ3的光線混合形成不同色溫的光線。
2. 如請求項1所述之發光裝置，更包含：一殼體，具有一底板與一圍繞於該底板的側壁，其中該底板與該側壁形成一容置空間用以容置該光源與該色溫調整板。
3. 如請求項2所述之發光裝置，更包含： 一轉軸，穿過該透光板，且該轉軸之二端部分別可轉動地固定於該側壁上。
4. 如請求項3所述之發光裝置，其中該轉軸之該二端部突出於該側壁之外部。
5. 如請求項3所述之發光裝置，更包含：二第一磁鐵，位於該轉軸上且緊鄰於該側壁；以及二第二磁鐵，位於該殼體的該側壁上且分別緊鄰於該二第一磁鐵，使該轉軸藉由該二第一磁鐵與該二第二磁鐵選擇性地定位於該側壁上。
6. 如請求項4所述之發光裝置，更包含：一握把，位於該殼體外部，且連接該轉軸之其中一該端部；一握把固定座，位於該側壁的外表面上且緊鄰於該握把，該握把固定座具有二凹槽用以選擇性地耦合於該握把。
7. 如請求項2所述之發光裝置，更包含：一透光罩，位於該殼體上以覆蓋該容置空間。
8. 如請求項1~7中任一項所述之發光裝置，其中該第一波長轉換層包含綠色螢光粉、綠色染料、綠色色素或其混合物，且該第二波長轉換層包含紅色螢光粉、紅色染料、 紅色色素或其混合物。
9. 如請求項8所述之發光裝置，其中該光源包含藍光二極體。
10. 一種發光裝置，包含：一光源，用以發出一具波長λ1的光線；以及一色溫調整板，包含：一透光板，可轉動地設置於該光源上方，且具有相反兩側的一第一表面與一第二表面；一第一波長轉換層，位於該第一表面上，且該第一波長轉換層經該波長λ1的光線激發後，發射出具波長λ2的光線；一第二波長轉換層，位於該第二表面上，且該第二波長轉換層經該波長λ1的光線激發後，發射出具波長λ3的光線；以及一第三波長轉換層，位於該第一或第二表面上，或者介於該第一、第二表面之間，且該第三波長轉換層經該波長λ1的光線激發後，發射出具波長λ4的光線，其中，藉由轉動該透光板來改變該第一波長轉換層、該第二波長轉換層與該第三波長轉換層被該具波長λ1的光線所激發的順序，使該些波長λ2、λ3、λ4的光線混合形成不同色溫的光線。
11. 如請求項10所述之發光裝置，更包含：一殼體，具有一底板與一圍繞於該底板的側壁，其中該底板與該側壁形成一容置空間用以容置該光源與該色溫調整板。
12. 如請求項11所述之發光裝置，更包含：一轉軸，穿過該透光板，且該轉軸之二端部分別可轉動地固定於該側壁上。
13. 如請求項12所述之發光裝置，其中該轉軸之該二端部突出於該側壁之外部。
14. 如請求項12所述之發光裝置，更包含：二第一磁鐵，位於該轉軸上且緊鄰於該側壁；以及二第二磁鐵，位於該殼體的該側壁上且分別緊鄰於該二第一磁鐵，使該轉軸藉由該二第一磁鐵與該二第二磁鐵選擇性地定位於該側壁上。
15. 如請求項13所述之發光裝置，更包含：一握把，位於該殼體外部，且連接該轉軸之其中一該端部；一握把固定座，位於該側壁的外表面上且緊鄰於該握把，該握把固定座具有二凹槽用以選擇性地耦合於該握把。
16. 如請求項11所述之發光裝置，更包含：一透光罩，位於該殼體上以覆蓋該容置空間。
17. 如請求項10~16中任一項所述之發光裝置，其中該第一波長轉換層包含綠色螢光粉、綠色染料、綠色色素或其混合物，該第二波長轉換層包含紅色螢光粉、紅色染料、紅色色素或其混合物，且該第三波長轉換層包含藍色螢光粉、藍色染料、藍色色素或其混合物。
18. 如請求項17所述之發光裝置，其中該光源包含紫外光二極體。