TWI521174B - 發光二極體燈具 - Google Patents

Description

發光二極體燈具

本發明是有關於一種燈具，特別是有關於一種發光二極體燈具。

自湯瑪斯．愛迪生發明白熾燈(incandescent lamp)起，世界已廣泛使用電力進行照明，迄今更發展出高亮度且耐用的照明裝置，如螢光燈(fluorescent lamp)。相較於白熾燈泡，螢光燈具有高效率與低工作溫度之優點。然而，螢光燈中含有重金屬(例如汞)，而重金屬於廢棄時易對環境造成傷害。

隨著照明技術的發展，一種更為節能環保的光源，即發光二極體燈具已被開發出來。發光二極體燈具中的發光二極體藉由在P-N接面中電子與電洞復合來發光。相較於白熾燈或螢光燈，發光二極體燈具有低消耗功率(power consumption)、高發光效率(efficiency)與壽命長的優點。此外，發光二極體燈具不需使用重金屬汞而更為環保。

然而，在習知的發光二極體燈具中，由於發光二極體晶片的發光模式過於集中，而使得習知發光二極體燈具所發出的光束無法像傳統白熾燈般向四面八方傳遞。此外，在習知的發光二 極體燈具中，多將發光二極體晶片置於燈罩的底部，因此當燈罩為透明時，習知發光二極體燈具的視覺效果與傳統的白熾燈有極大的差異。

有鑑於此，本發明提供一種發光二極體燈具，其視覺效果近似於傳統的白熾燈。

本發明提出一種發光二極體燈具。此發光二極體燈具包括基座、燈罩、支架、光擴散罩以及發光二極體光源。燈罩配置於基座上。燈罩與基座圍出第一空間。支架與基座連接且配置於第一空間中。支架包括朝遠離基座的方向延伸的柱狀部以及載台部。柱狀部連接載台部與基座。載台部由柱狀部向燈罩擴展。光擴散罩配置於載台部上。光擴散罩與載台部圍出第二空間。第二空間為部份的第一空間。發光二極體光源配置於載台部上且配置於第二空間中。發光二極體光源與光擴散罩之間存在空隙。

在本發明的一實施例中，上述的發光二極體光源包括發光二極體晶片以及與發光二極體晶片接觸的光波長轉換材料，而光擴散罩不具另一光波長轉換材料。

在本發明的一實施例中，上述的發光二極體光源包括發光二極體晶片，光擴散罩具有光波長轉換材料，而光擴散罩與發光二極體晶片之間不存在另一光波長轉換材料。

在本發明的一實施例中，上述的光擴散罩包括弧狀表面 以及環狀表面。環狀表面連接支架的載台部與弧狀表面。環狀表面被支架的柱狀部所在的第一參考平面截出二長方形截面。每一長方形截面之長邊所在的一方向與支架柱狀部的延伸方向平行。

在本發明的一實施例中，上述的發光二極體光源包括具有發光面的發光二極體晶片。環狀表面與弧狀表面有環狀交界線。環狀交界線所在第二參考平面位於發光二極體晶片的發光面與支架的載台部之間。

在本發明的一實施例中，上述的支架具有貫孔。此貫孔貫穿載台部以及柱狀部。發光二極體燈具更包括驅動器以及導線。導線配置於貫孔中並連接發光二極體光源與驅動器。

在本發明的一實施例中，上述的貫孔為直柱狀通孔。

在本發明的一實施例中，上述的貫孔包括第一直柱狀通孔以及與第一直柱狀通孔連通的第二直柱狀通孔。第一直柱狀通孔位於支架的柱狀部中。第二直柱狀通孔位於支架的載台部中。第一直柱狀通孔的延伸方向與柱狀部的延伸方向平行。第二直柱狀通孔的延伸方向與第一直柱狀通孔的延伸方向交錯。

在本發明的一實施例中，上述的貫孔包括第一直柱狀通孔、與第一直柱狀通孔連通的第二直柱狀通孔以及與第一直柱狀通孔和第二直柱狀通孔連通的第三直柱狀通孔。第一直柱狀通孔位於支架的柱狀部中。第二直柱狀通孔以及第三直柱狀通孔位於支架的載台部中。第一直柱狀通孔的延伸方向與柱狀部的延伸方向平行。第二直柱狀通孔的延伸方向與第一直柱狀通孔的延伸方 向交錯。第三直柱狀通孔的延伸方向與第二直柱狀通孔的延伸方向以及第一直柱狀通孔的延伸方向交錯。

在本發明的一實施例中，上述的燈罩是透明的。

基於上述，本發明一實施例的發光二極體燈具利用光擴散罩擴大發光二極體光源所發出光束的分佈範圍，而使發光二極體光源搭配光擴散罩的光學效果近似於傳統白熾燈泡的燈絲。並且，發光二極體燈具利用支架將光學效果近似於燈絲的發光二極體光源及光擴散罩置於燈罩的中間。因此，本發明一實施例的發光二極體燈具的視覺效果可近似於傳統的白熾燈泡。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧發光二極體燈具

110、110A‧‧‧基座

112‧‧‧貫孔

114‧‧‧散熱鰭片

116‧‧‧散熱平滑曲面

120‧‧‧燈罩

130、130A、130B‧‧‧支架

132‧‧‧柱狀部

134‧‧‧載台部

134a‧‧‧凹槽

134b‧‧‧承載面

134c‧‧‧表面

136‧‧‧底部

140、140A‧‧‧光擴散罩

142‧‧‧弧狀表面

144‧‧‧環狀表面

144a‧‧‧長方形截面

150、150A‧‧‧發光二極體光源

152‧‧‧發光二極體晶片

152a‧‧‧發光面

154‧‧‧光波長轉換材料

156‧‧‧擴散粉

160‧‧‧燈頭

170‧‧‧驅動器

180‧‧‧導線

D1~D6‧‧‧方向

G‧‧‧空隙

H、HA、HB‧‧‧貫孔

h1、h2、hb1、hb2、hb3‧‧‧直柱狀通孔

I‧‧‧環狀交界線

L‧‧‧光束

LB‧‧‧藍光

LW‧‧‧白光

P2‧‧‧第二參考平面

S1‧‧‧第一空間

S2‧‧‧第二空間

圖1為本發明一實施例的發光二極體燈具的立體示意圖。

圖2為圖1的發光二極體燈具的剖面圖。

圖3示出圖1的光擴散罩、部分支架的載台部以及發光二極體光源。

圖4示出本發明另一發光二極體燈具中的光擴散罩、部分支架的載台部及發光二極體光源。

圖5A為圖2的支架的立體示意圖。

圖5B為圖5A的支架的上視圖。

圖5C為圖5A的支架的下視圖。

圖6A為本發明另一發光二極體燈具的支架的剖面示意圖。

圖6B為圖6A的支架的立體示意圖。

圖6C為圖6B的支架的上視示意圖。

圖6D為圖6B的支架的下視示意圖。

圖7A為本發明又一發光二極體燈具的支架的剖面示意圖。

圖7B為圖7A的支架的立體示意圖。

圖7C為圖7B的支架的上視示意圖。

圖7D為圖7B的支架的下視示意圖。

圖8為本發明另一實施例的發光二極體燈具的立體示意圖。

圖1為本發明一實施例的發光二極體燈具的立體示意圖。圖2為圖1的發光二極體燈具的剖面圖。請參照圖1及圖2，本實施例的發光二極體燈具100包括基座110、燈罩120、支架130、光擴散罩140以及發光二極體光源150(繪於圖2)。本實施例的發光二極體燈具100更包括燈頭160。

本實施例的燈罩120配置於基座110上且與基座110圍出第一空間S1。在本實施例中，燈罩120可為透光燈罩。為滿足使用者的需求，燈罩120可略作燻黑質感，但不做霧化處理(例如噴砂、塗白漆等)。燈罩120的材質可為玻璃或耐熱塑膠。但本發明不以此為限，在其他實施例中，燈罩120的材質亦可為其他 適當材料。

本實施例的支架130與基座110連接且配置於第一空間S1中。支架130包括朝遠離基座130之方向D1延伸的柱狀部132。在本實施例中，柱狀部132的外觀可呈圓柱形。柱狀部132在方向D1上的高度可超過燈罩120在柱狀部132延伸方向D1上之高度的四分之一。支架130更包括由柱狀部132向燈罩120擴展的載台部134。柱狀部132連接載台部134與基座110。載台部134用以承載發光二極體光源150。詳言之，載台部134可具有凹槽134a，而發光二極體光源150可配置於凹槽134a中。在本實施例中，支架130可進一步包括底部136。柱狀部132連接載台部134與底部136。底部136在與柱狀部132延伸方向D1垂直的方向D2上的最大寬度可大於載台部134在方向D2上的最大寬度。換言之，如圖2所示，本實施例的支架130的剖面大致上可呈工字型。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，支架130亦可不包括底部136。換言之，在其他實施例中，支架130的剖面亦可大致上呈T字型。

值得一提的是，本實施例的支架130除了用以承載發光二極體光源150之外，更可兼具散熱的功能。進一步而言，如圖2所示，支架130的載台部134具有與發光二極體光源150接觸的承載面134b以及與承載面134b相對的表面134c。表面134c可設計為向基座110凸起的弧面，此弧面可使發光二極體光源150所產生的熱能快速地自載台部134傳遞至柱狀部132，進而離開發光 二極體燈具100。支架130的材質可為鋁、銅、不鏽鋼、陶瓷、耐熱塑膠或其他適當的材料。

本實施例的光擴散罩140配置於支架130的載台部134上且與支架130的載台部134圍出第二空間S2。第二空間S2為部份的第一空間S1。如圖2所示，發光二極體光源150配置於支架130的載台部134上且配置於第二空間S2中。值得注意的是，發光二極體光源150與光擴散罩140之間存在空隙。發光二極體光源150所發出的光束L可在行經此空隙後被光擴散罩140所散射，而使光束L的分佈範圍擴大，進而形成全周光。

進一步而言，在本實施例中，光擴散罩140可包括弧狀表面142以及環狀表面144。環狀表面144連接支架130的載台部134與弧狀表面142。環狀表面144被支架130的柱狀部132所在的第一參考平面(即圖2之紙面)截出二長方形截面144a。長方形截面144a之長邊所在的一方向與支架130的柱狀部132的延伸方向D1平行。發光二極體光源150包括具有發光面152a的發光二極體晶片152。環狀表面144與弧狀表面142有環狀交界線I。環狀交界線I所在的第二參考平面P2位於發光二極體晶片152的發光面152a與支架130的載台部134之間。值得注意的是，發光二極體燈具100除了可透過光擴散罩140的弧狀表面142擴大光束L的分佈範圍外，更可透過光擴散罩140的環狀表面144將更多的光束L擴散至第二參考平面P2以下的燈罩120上，進而使發光二極體燈具100的發光效果更近似傳統的白熾燈泡。

圖3示出圖1的光擴散罩、部分支架的載台部以及發光二極體光源。請參照圖3，在本實施例中，發光二極體光源150包括發光二極體晶片152以及與發光二極體晶片152接觸的光波長轉換材料154，而光擴散罩140不具另一光波長轉換材料。進一步而言，本實施例的發光二極體光源150可為發出白光的發光二極體光源模組。發光二極體光源150的發光二極體晶片152可為發出藍光LB的發光二極體晶片，而與發光二極體晶片152接觸的光波長轉換材料(例如螢光材料)154可將發光二極體晶片所發出的藍光LB轉換為白光LW。另外，本實施例的光擴散罩140可單純為具有光擴散功能的罩體，而不具波長轉換的功能。光擴散罩140的材料可為混入擴散粉的矽樹脂(silicone)、混入擴散粉的耐熱塑膠或其他適當材料。光擴散罩140的顏色可呈白色，但本發明不以此為限。

然而，本發明的光擴散罩及發光二極體光源的樣態不限於圖3中所示。圖4示出本發明另一發光二極體燈具中的光擴散罩、部分支架的載台部及發光二極體光源。請參照圖4，在此實施例中，發光二極體光源150A可單純為發光二極體晶片152。光擴散罩140A可具有光波長轉換材料，且光擴散罩140A與發光二極體晶片152之間可不存在另一光波長轉換材料。進一步而言，此實施例的發光二極體光源150A可為發出藍光LB的發光二極體晶片152。光擴散罩140A所具有的光波長轉換材料可將發光二極體晶片152所發出的藍光LB轉換為白光LW。換言之，此實施例的 光擴散罩140A整合了光擴散及波長轉換的功能。光擴散罩140A的材料可為混入擴散粉156及光波長轉換材料(例如螢光粉)154的矽樹脂(silicone)混入擴散粉及螢光粉的耐熱塑膠或其他適當材料。光擴散罩140A的顏色可呈半透明的黃色，但本發明不以此為限。

圖5A為圖2的支架的立體示意圖。圖5B為圖5A的支架的上視圖。圖5C為圖5A的支架的下視圖。請參照圖2、圖5A、圖5B及圖5C，在本實施例中，支架130可具有貫孔H。貫孔H貫穿載台部134以及柱狀部132。貫孔H更貫穿底部136。貫孔H更與基座110的貫孔112連通。本實施例之發光二極體燈具100更可進一步包括導線180。導線180配置於貫孔H中並連接發光二極體光源150。本實施例之發光二極體燈具100更可選擇性地包括驅動器170。在本實施例中，驅動器170可配置於基座110中。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，驅動器170亦可獨立於發光二極體燈具100之外。值得一提的是，導線180可隱藏至貫孔H中，並電性連接發光二極體光源150與驅動器170。如此一來，與發光二極體光源150電性連接的導線180便不會暴露於支架130外，而讓使用者不易從外觀上察覺導線180的存在，進而使本實施例的發光二極體燈具100的視覺效果更趨近於傳統的白熾燈泡。

如圖2所示，在本實施例中，貫孔H可為直柱狀通孔。更進一步地說，貫孔H可為圓柱狀通孔。然而，本發明貫孔的樣 態不限於圖2，貫孔的樣態可視實際需求做適當的變化。以下藉由圖示舉例說明之。圖6A為本發明另一發光二極體燈具的支架的剖面示意圖。圖6B為圖6A的支架的立體示意圖。圖6C為圖6B的支架的上視示意圖。圖6D為圖6B的支架的下視示意圖。請參照圖6A至圖6D，支架130A的貫孔HA包括第一直柱狀通孔h1以及與第一直柱狀通孔h1連通的第二直柱狀通孔h2。第一直柱狀通孔h1位於支架130A的柱狀部132中。第一直柱狀通孔h1更貫穿支架130A的底部136。第一直柱狀通孔h1可為圓柱狀通孔。第二直柱狀通孔h2位於支架130A的載台部134中。第二直柱狀通孔h2亦可為圓柱狀通孔。第一直柱狀通孔h1的延伸方向D3與柱狀部132的延伸方向可平行，而第二直柱狀通孔h2的延伸方向D4可與第一直柱狀通孔h1的延伸方向D3交錯。簡言之，如圖6A所示，由第一直柱狀通孔h1與第二直柱狀通孔h2構成的貫孔HA的剖面可近似於倒置的L字型。

圖7A為本發明又一發光二極體燈具的支架的剖面示意圖。圖7B為圖7A的支架的立體示意圖。圖7C為圖7B的支架的上視示意圖。圖7D為圖7B的支架的下視示意圖。請參照圖7A至圖7D，支架130B的貫孔HB包括第一直柱狀通孔hb1、與第一直柱狀通孔hb1連通的第二直柱狀通孔hb2以及與第一直柱狀通孔hb1和第二直柱狀通孔hb2連通的第三直柱狀通孔hb3。第一直柱狀通孔hb1位於支架130B的柱狀部132中。第一直柱狀通孔hb1可為圓柱狀通孔。第二直柱狀通孔hb2以及第三直柱狀通孔 hb3位於支架130B的載台部134中。第一直柱狀通孔hb1的延伸方向D3與支架130B的柱狀部132的延伸方向平行。第二直柱狀通孔hb2的延伸方向D5與第一直柱狀通孔hb1的延伸方向D3交錯。第三直柱狀通孔hb3的延伸方向D6與第二直柱狀通孔hb2的延伸方向D5以及第一直柱狀通孔hb1的延伸方向D3交錯。簡言之，如圖7A所示，由第一直柱狀通孔hb1、第二直柱狀通孔hb2與第三直柱狀通孔hb3構成的貫孔HB的剖面可近似於Y字型。

請再參照圖1，本實施例的基座110更可兼具有散熱的功能。詳言之，在本實施例中，基座110可具有位於第一空間S1外的多個散熱鰭片114，其中每一散熱鰭片114與相鄰散熱鰭片114間存在空隙G。此外，每一散熱鰭片114的表面更可塗佈散熱塗料(例如氮化硼)。基座110的多個散熱鰭片114可增加基座110的散熱面積，而使基座110的散熱效果更佳。然而，本發明的基座的樣態不限於圖1，基座的樣態可視發光二極體光源的功率做適當的設計。舉例而言，圖8為本發明另一實施例的發光二極體燈具的立體示意圖。圖8的發光二極體光源的功率可小於圖1的發光二極體光源的功率，此時，基座110A可具有位於第一空間S1外的散熱平滑曲面116。散熱平滑曲面116的表面更可塗佈散熱塗料。

綜上所述，本發明一實施例的發光二極體燈具利用光擴散罩擴大發光二極體光源所發出光束的分佈範圍，而使發光二極體光源搭配光擴散罩的光學效果近似於傳統白熾燈泡的燈絲。並 且，發光二極體燈具利用支架將光學效果近似於燈絲的發光二極體光源及光擴散罩置於燈罩的中間。因此，本發明一實施例的發光二極體燈具的視覺效果可近似於傳統的白熾燈泡。

100‧‧‧發光二極體燈具

110‧‧‧基座

112‧‧‧貫孔

120‧‧‧燈罩

130‧‧‧支架

132‧‧‧柱狀部

134‧‧‧載台部

134a‧‧‧凹槽

134b‧‧‧承載面

134c‧‧‧表面

136‧‧‧底部

140‧‧‧光擴散罩

142‧‧‧弧狀表面

144‧‧‧環狀表面

144a‧‧‧長方形截面

150‧‧‧發光二極體光源

152‧‧‧發光二極體晶片

152a‧‧‧發光面

160‧‧‧燈頭

170‧‧‧驅動器

180‧‧‧導線

D1、D2‧‧‧方向

H‧‧‧貫孔

I‧‧‧環狀交界線

L‧‧‧光束

P2‧‧‧第二參考平面

S1‧‧‧第一空間

S2‧‧‧第二空間

Claims (10)

1. 一種發光二極體燈具，包括：一基座；一燈罩，配置於該基座上且與該基座圍出一第一空間；一支架，與該基座連接且配置於該第一空間中，該支架包括：一柱狀部，朝遠離該基座的方向延伸；以及一載台部，該柱狀部連接該載台部與該基座，該載台部由該柱狀部向該燈罩擴展；一光擴散罩，配置於該支架的該載台部上且與該支架的該載台部圍出一第二空間，該第二空間為部份的該第一空間；以及一發光二極體光源，配置於該支架的該載台部上且配置於該第二空間中，而該發光二極體光源與該光擴散罩之間存在一空隙，其中該光擴散罩以及該支架完全地位於該燈罩與該基座圍出的該第一空間之內，而該支架的該載台部不與該燈罩接觸。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體燈具，其中該發光二極體光源包括一發光二極體晶片以及與該發光二極體晶片接觸的一光波長轉換材料，而該光擴散罩不具另一光波長轉換材料。
3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體燈具，其中該發光二極體光源包括一發光二極體晶片，該光擴散罩具有一光波長轉換材料，而該光擴散罩與該發光二極體晶片之間不存在另一光波長轉換材料。
4. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體燈具，其中該光擴散罩包括一弧狀表面以及一環狀表面，該環狀表面連接該支架的該載台部與該弧狀表面，該環狀表面被該支架的該柱狀部所在的一第一參考平面截出二長方形截面，每一該長方形截面之一長邊所在的一方向與該支架的該柱狀部的延伸方向平行。
5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體燈具，其中該發光二極體光源包括具有一發光面的一發光二極體晶片，該環狀表面與該弧狀表面有一環狀交界線，該環狀交界線所在的一第二參考平面位於該發光二極體晶片的該發光面與該支架的該載台部之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體燈具，其中該支架具有一貫孔，該貫孔貫穿該載台部以及該柱狀部，該發光二極體燈具更包括一導線，該導線配置於該貫孔中並連接該發光二極體光源。
7. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體燈具，其中該貫孔為一直柱狀通孔。
8. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體燈具，其中該貫孔包括一第一直柱狀通孔以及與該第一直柱狀通孔連通的一第二直柱狀通孔，該第一直柱狀通孔位於該支架的該柱狀部中，該第二直柱狀通孔位於該支架的該載台部中，該第一直柱狀通孔的延伸方向與該支架的該柱狀部的延伸方向平行，該第二直柱狀通孔的延伸方向與該第一直柱狀通孔的延伸方向交錯。
9. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體燈具，其中該貫孔包括一第一直柱狀通孔、與該第一直柱狀通孔連通的一第二直柱狀通孔以及與該第一直柱狀通孔和該第二直柱狀通孔連通的一第三直柱狀通孔，該第一直柱狀通孔位於該支架的該柱狀部中，該第二直柱狀通孔以及該第三直柱狀通孔位於該支架的該載台部中，該第一直柱狀通孔的延伸方向與該支架的該柱狀部的延伸方向平行，該第二直柱狀通孔的延伸方向與該第一直柱狀通孔的延伸方向交錯，該第三直柱狀通孔的延伸方向與該第二直柱狀通孔的延伸方向以及該第一直柱狀通孔的延伸方向交錯。
10. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體燈具，其中該燈罩是透明的。