TWI535979B - 發光二極體光源模組及發光二極體路燈 - Google Patents

Description

發光二極體光源模組及發光二極體路燈

下列敘述是有關於一種發光二極體光源模組及發光二極體路燈，特別是，有關於一種能應用於長條道路照明之發光二極體光源模組及發光二極體路燈。

為推動節能減碳，LED路燈漸漸取代傳統路燈。然而，看似明亮的LED路燈，其實光學利用率只有20~45%，其他的光會因照往上空或其他角度而成為無效照明，不僅浪費能源，過亮的燈頭形成眩光還會干擾鄰近住戶(尤其是往水平照射的光)，成為光害。

一般防止眩光的做法是使用間接照明，也就是「把燈藏起來」，例如埋在燈箱中或在燈外加燈罩，但這麼做只會降低光學利用率。另一種做法是加裝擴散片(diffuser)，這是一層黏附於壓克力板的薄膜，經由薄膜上特殊的光學設計，調整光射出的角度與方向，讓光均勻發散。不過，傳統的擴散片是在薄膜添加擴散粒子，雖然光會往前後發散，看起來較不刺眼，但能量效益仍然低。

而實際將LED路燈應用在道路照明時，由於LED路燈之光通量分佈為軸對稱光型，在照射道路時產生的路面配光會呈現圓形分佈的對稱光型，不符合道路的長條形狀特性，使得許多光束投射到道路路面之外的地方形成浪 費，因此如何能夠利用最低的成本將LED路燈的光束轉變成一長條形狀光束便成為目前一個很重要的議題。

本發明實施例之態樣係針對一種發光二極體光源模組及發光二極體路燈，能夠利用LED封裝設計以產生非對稱光，使發光二極體光源模組及發光二極體路燈在照射時，行車方向的道路可產生大角度的擴散分布，並在路寬方向產生小角度的聚光分布，進而提升照明效率、減少光照時不必要的能量損失。

基於上述目的，本創作係提供一種發光二極體光源模組，其其包含光源定位部可用以設置一發光二極體光源；以及一封裝透鏡，係包覆光源定位部以形成一封裝結構；其中封裝透鏡可用以折射發光二極體光源之光束，透過封裝透鏡之上下不對稱平滑自由曲面設計使折射後之光束產生矩形光照範圍。

較佳地，封裝透鏡係由至少一折射面所構成。

較佳地，發光二極體光源係位於封裝透鏡內部，且以向外擴散方式射出光束，經過封裝透鏡折射後之光束可包含蝠翼配光曲線。

較佳地，當矩形光照範圍照到路面上係形成長條光型。

較佳地，矩形光照範圍在長邊方向可包含一大角度擴散分布，在短邊方向可包含一小角度聚光分布。

基於上述目的，本創作再提供一種發光二極體路燈，其包含收容於燈具內之燈板及一結合於燈板上之發光二極體光源模組；其中發光二極體光源模組包含封裝透鏡及光源定位部，光源定位部可用以設置發光二極體光源， 封裝透鏡係包覆光源定位部以形成封裝結構，封裝透鏡可用以折射發光二極體光源之光束，透過封裝透鏡之上下不對稱平滑自由曲面設計使折射後之光束產生矩形光照範圍。

較佳地，封裝透鏡係由至少一折射面所構成。

較佳地，發光二極體光源係位於封裝透鏡內部，且以向外擴散方式射出光束，經過封裝透鏡折射後之光束可包含蝠翼配光曲線。

較佳地，當矩形光照範圍照到路面上係形成長條光型。

較佳地，矩形光照範圍在長邊方向可包含一大角度擴散分布，在短邊方向可包含一小角度聚光分布。

10‧‧‧發光二極體光源模組

20‧‧‧光源定位部

30‧‧‧封裝透鏡

31‧‧‧折射面

50‧‧‧發光二極體路燈

21‧‧‧發光二極體光源

22‧‧‧光束

51‧‧‧燈具

52‧‧‧燈板

61‧‧‧矩形光照範圍

62‧‧‧長條光型

63‧‧‧蝠翼配光曲線

71‧‧‧行車道路

本發明之上述及其他特徵及優勢將藉由參照附圖詳細說明其例示性實施例而變得更顯而易知，其中：第1圖係為根據本發明實施例之發光二極體光源模組及發光二極體路燈之方塊圖；第2圖係為根據本發明之另一實施例之發光二極體光源模組之正視圖；第3圖係為根據本發明之另一實施例之發光二極體光源模組之側視圖；第4圖係為根據本發明之另一實施例之發光二極體光源模組之俯視圖；第5圖係為根據本發明之第二實施例之發光二極體光源模組之示意圖；第6圖係為根據本發明之第三實施例之發光二極體光源模組之示意圖；以及第7圖係為根據本發明之第四實施例之發光二極體光源模組之示意圖。

於此使用，詞彙“與/或”包含一或多個相關條列項目之任何或所有組合。當“至少其一”之敘述前綴於一元件清單前時，係修飾整個清單元件而非修飾清單中之個別元件。

請參閱第1圖，其係根據本發明實施例之發光二極體光源模組及發光二極體路燈之方塊圖。如第1圖所示，此發光二極體光源模組10包含一光源定位部20及一封裝透鏡30，光源定位部20用以設置一發光二極體光源21，例如一白光二極體，封裝透鏡30係用以包覆光源定位部20以形成一封裝結構，其中此封裝透鏡30係用來折射包覆在內之發光二極體光源21所產生之一光束22(未顯示於圖中)，透過此封裝透鏡30的上下不對稱平滑自由曲面設計使折射後之光束22產生一矩形光照範圍61(未顯示於圖中)。

詳細地說，此發光二極體光源模組10可依不同之照射需求以調整此發光二極體光源21在封裝透鏡30內部之位置，而發光二極體光源21則以向外擴散之方式從封裝透鏡30射出光束22，此封裝透鏡30係包含至少一折射面31(未顯示於圖中)，可將內部之發光二極體光源21所產生的光束22進行折射，而透過此發光二極體封裝設計可產生一非對稱配光，而當此非對稱配光所產生之矩形光照範圍61照到一般的道路上時，則會產生在長邊方向包含一大角度擴散分布且在短邊方向係包含一小角度聚光分布之長條光型62(未顯示於圖中)，十分適合長條型道路之照射使用。

如第1圖所示，本發明之發光二極體路燈50包含一燈具51，此燈具51包含一燈板52以及結合於此燈板52之一發光二極體光源模組10，其中此發光二極體光源模組10已在上述揭露，故不在此進行贅述。

請參閱第2圖、第3圖及第4圖，其係根據本發明之另一實 施例之發光二極體光源模組之正視圖、側視圖及俯視圖。如第2圖所示，其亦可表示本發明之發光二極體光源模組10在平行於行車方向時之射出光線方向，此發光二極體光源模組10原來的光型分佈為Lambetrian形狀，而透過封裝透鏡30的特別曲線設計，使此發光二極體光源21產生之光束22經由封裝透鏡30上的至少一折射面31折射後產生蝙蝠型之大角度擴散分布。

如第3圖所示，其亦可表示發光二極體光源模組10垂直於行車方向時之射出光線方向，透過封裝透鏡30之特別曲線設計，可使此發光二極體光源21產生之光束22經由封裝透鏡30上的至少一折射面31折射後產生小角度之聚光分佈。

如第4圖所示，其係為發光二極體光源模組10之俯視圖，其上下不對稱平滑自由曲面設計可使內部之發光二極體光源21照射之光束22進行折射，進而產生一矩形光照範圍61。

請參閱第5圖，其係根據本發明之第二實施例之發光二極體光源模組之示意圖。如第5圖所示，其中在此非對稱配光分佈圖中，此發光二極體光源模組10在行車或是路人行走之方向可產生一蝠翼配光曲線63，且此蝠翼配光曲線63呈大角度之擴散分佈，而在路寬之方向則呈現小角度之聚光分佈，故非常適合應用於長條道路之照明使用中。

請參閱第6圖，其係根據本發明之第三實施例之發光二極體路燈之示意圖。如第6圖所示，在路寬8公尺、道路單側配置此發光二極體路燈、燈具安裝高度8公尺、燈桿與道路之間的距離0.5公尺、燈桿與燈具的距離為1.7公尺、燈具傾斜度設定為15度及LED光源光通量為5000流明的條件設定下，此發光二極體路燈50可在路面上形成一36公尺x 10公尺之長條光型，其中36公尺為平行於行車方向，10公尺為平行於 路寬方向。

請參閱第7圖，其係根據本發明之第四實施例之發光二極體路燈之示意圖。如第7圖所示，利用等距離擺放多個本發明之發光二極體路燈50於一行車道路71上，其中每一發光二極體路燈50主要由燈具51、燈板52及結合在燈板52上的發光二極體光源模組10所組成，每一發光二極體路燈50均可照射出一矩形光照範圍61，在夜晚或是視線不明時，利用等距銜接此多個發光二極體路燈50所照射在行車道路71上所形成的長條光型62，可以將行車道路71的主要範圍全部涵蓋，且不會將光束22照射到其他路面的部分以形成浪費。

綜合以上所述，本發明透過封裝透鏡的上下不對稱平滑自由曲面設計可以發光二極體光源產生非對稱光，使得發光二極體光源模組及發光二極體路燈在透過封裝透鏡折射後形成一聚光的矩形光照範圍，將此發光二極體路燈裝設於一般行車方向的道路旁時，可以道路行進方向產生大角度的擴散分布，並在路寬方向產生小角度的聚光分布，進而提升照明效率並減少光照時不必要的能量損失。

雖然本發明已參照其例示性實施例而特別地顯示及描述，將為所屬技術領域具通常知識者所理解的是，於不脫離以下申請專利範圍及其等效物所定義之本發明之精神與範疇下可對其進行形式與細節上之各種變更。

10‧‧‧發光二極體光源模組

20‧‧‧光源定位部

30‧‧‧封裝透鏡

50‧‧‧發光二極體路燈

21‧‧‧發光二極體光源

51‧‧‧燈具

52‧‧‧燈板

Claims (6)

1. 一種發光二極體光源模組，其包含：一光源定位部，係用以設置一發光二極體光源；以及一封裝透鏡，係包覆該光源定位部以形成一封裝結構；其中，該封裝透鏡係用以折射該發光二極體光源之一光束，透過該封裝透鏡之上下不對稱平滑自由曲面設計使折射後之該光束產生一矩形光照範圍；其中，該封裝透鏡之中心的高度低於該封裝透鏡之兩側的高度，該發光二極體光源位於該封裝透鏡內且位於該封裝透鏡的一底部，且與該底部的幾何中心具有一預定距離；其中，該矩形光照範圍在長邊方向係包含一大角度擴散分布，在短邊方向係包含一小角度聚光分布。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體光源模組，其中該封裝透鏡係由至少一折射面所構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體光源模組，其中該發光二極體光源以向外擴散方式射出該光束，經過該封裝透鏡折射後之該光束係包含一蝠翼配光曲線。
4. 一種發光二極體路燈，包含：一裝設於一燈具內之燈板及一結合於該燈板上之一發光二極體光源模組；其中，該發光二極體光源模組包含一封裝透鏡及一光源定位部，該光源定位部係用以設置一發光二極體光源，該封裝透鏡係包 覆該光源定位部以形成一封裝結構，該封裝透鏡係用以折射該發光二極體光源之一光束，透過該封裝透鏡之上下不對稱平滑自由曲面設計使折射後之該光束產生一矩形光照範圍；其中，該封裝透鏡之中心的高度低於該封裝透鏡之兩側的高度，該發光二極體光源位於該封裝透鏡內且位於該封裝透鏡的一底部，且與該底部的幾何中心具有一預定距離；其中，該矩形光照範圍在長邊方向係包含一大角度擴散分布，在短邊方向係包含一小角度聚光分布。
5. 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體路燈，其中該封裝透鏡係由至少一折射面所構成。
6. 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體路燈，其中該發光二極體光源以向外擴散方式射出該光束，經過該封裝透鏡折射後之該光束係包含一蝠翼配光曲線。