TWM452289U - 光源模組 - Google Patents

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TWM452289U
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light source
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Zhi-Ting Ye
Ming-Chuan Lin
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Wintek Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/007—Array of lenses or refractors for a cluster of light sources, e.g. for arrangement of multiple light sources in one plane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/69—Details of refractors forming part of the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21Y2107/00—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements
    • F21Y2107/30—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements on the outer surface of cylindrical surfaces, e.g. rod-shaped supports having a circular or a polygonal cross section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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  • Planar Illumination Modules (AREA)

Description

光源模組
本創作關於一種光源模組，尤指一種利用透鏡調制光型之光源模組。
常見的發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)光源的出光特性接近一郎伯光源(Lambertian light source)，直接作為照明光源時，於一般室內照明用途(例如閱讀、寫作、會議及一般電腦工作等)中，其統一眩光指數(Unified Glare Ratio,UGR)仍可能過高，仍易造成使用者的不適。目前市面上具有抗眩光功能的燈具，多採用於發光源前方設置偏光片的配置來改變燈具的出光特性，使得燈具的統一眩光指數得以降低，達到抗眩光的目的，但是偏光片也降低了燈具的照度，亦即燈具整體能源使用效率降低，不符節能趨勢。
鑑於先前技術中的問題，本創作的目的之一在於提供一種光源模組，具有設置於發光源前方之透鏡，利用該透鏡調制光束以在不顯著影響該光源模組整體出光效率的情形下，改善該光源模組之光型，進而降低統一眩光指數，抑制眩光程度，故能有效解決先前技術中眩光及偏光片造成照度降低等問題。
本創作之光源模組包含一載體、一發光單元及一透鏡。該發光 單元設置於該載體上並具有一出光面。該透鏡設置於該發光單元之上並具有一底面及與該底面相對之一錐形頂面，該底面正對該出光面，該底面與該出光面間存有一間隙。藉此，該發光單元發射之光束經過該透鏡調制後，可大部分相對集中於特定的照射角度範圍內且於此特定照射角度範圍內較均勻分佈，有助於減輕該光源模組的眩光程度。經由適當地設計該錐形頂面，可使該光源模組能適用於一般室內照明用途(例如閱讀、寫作、會議及一般電腦工作等)。
進一步地，該錐形頂面實質上係一圓錐或一角錐之側表面，該錐形頂面具有一頂角，介於140至160度，可使該光源模組的統一眩光指數不大於19。
於實作上，該光源模組可包含複數個發光單元及複數個透鏡，每一個發光單元對應一個透鏡並覆蓋設置於該對應的透鏡上。該複數個發光單元於該載體上可排成一列，形成光棒，亦可排成多列。當該載體係一柱狀物時，該複數個發光單元亦可環繞設置於該載體的側面，每個側面上可設置多個發光單元，該複數個透鏡可一體成形，整體邏輯上視為一光學調制元件，包覆該載體及該複數個發光單元，此亦形成光棒，可四面發光。於一實施例中，該載體包含一電路板，該發光單元係一發光二極體元件，電性連接於該電路板上。
關於本創作之優點與精神可以藉由以下的創作詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第1圖及第2圖，第1圖為根據本創作之一較佳具體實施例之光源模組1之示意圖，第2圖為光源模組1沿第1圖中線X-X之局部剖面圖。光源模組1包含一載體12、一第一發光單元14、複數個第二發光單元16、一第一透鏡18及複數個第二透鏡20。第一發光單元14設置於載體12上並具有一第一出光面142，第一透鏡18設置於第一發光單元14之上並具有一第一底面182及與第一底面182相對之一第一錐形頂面184，第一底面182正對第一出光面142，第一底面182與第一出光面142間存有一間隙22。每一個第二發光單元16設置於載體12上並具有一第二出光面162，每一個第二透鏡20對應設置於一個第二發光單元16之上並具有一第二底面202及與第二底面202相對之一第二錐形頂面204，第二底面202正對第二出光面162，第二底面202與第二出光面162間存有一間隙24。
於本實施例中，載體12係一電路板(例如印刷電路板或軟性電路板)，第一發光單元14及第二發光單元16分別為一發光二極體元件，電性連接於該電路板上。但本創作不以此為限。此外，第一透鏡18及第二透鏡20邏輯上均為一圓錐，分別完整覆蓋於第一出光面142及第二出光面162。第一底面182及第二底面202即該圓錐的底面，第一錐形頂面184及第二錐形頂面204即該圓錐的側表面，其中第一錐形頂面184及第二錐形頂面204之頂角186、206介於 140至160度。於實作上，第一透鏡18與第二透鏡20一體成形，第一透鏡18與第二透鏡20間及相鄰的第二透鏡20間得以一連接部19連接，第一透鏡18與第二透鏡20整體邏輯上視為一光學調制元件，但本創作不以此為限，例如第一透鏡18與第二透鏡20各別固定於第一發光單元14及第二發光單元16上。藉此，第一發光單元14及第二發光單元16發射之光束分別經第一透鏡18及第二透鏡20調制後，即可大部分相對集中且於此集中區域中分佈更均勻。因此，第一透鏡18及第二透鏡20的設置有助於減輕光源模組1的眩光程度，有效解決先前技術中眩光及偏光片造成照度降低等問題。於本實施例中，光源模組1的統一眩光指數可低於19，符合一般室內照明用途(例如閱讀、寫作、會議及一般電腦工作等)之要求。
此外，於本實施例中，用於封裝第一發光單元14之發光二極體晶片144之封膠146固化後，其表面(即第一出光面142)略低於第一發光單元14之座體148上表面，故第一透鏡18直接放置於座體148上，間隙22即可於第一底面182與第一出光面142之間形成，但本創作不以此為限。前述說明亦適用於第二發光單元16及第二透鏡20，不另贅述。另外，於本實施例中，第一發光單元14及第二發光單元16相鄰設置於載體12之同一表面122上，並且排成一列，使得光源模組1整體即形成一光棒，但本創作不以此為限。例如，第一發光單元14及第二發光單元16可設置於載體12之相對的表面上。
請參閱第3圖，其為根據本創作之另一實施例之光源模組3之示意圖。光源模組3與光源模組1之結構大致相同，為便於說明，光源模組3仍大部分沿用光源模組1之元件符號，且前述關於光源模組1之說明於此可適用者，亦有適用，不另贅述。光源模組3與光源模組1主要不同之處在於光源模組3之第一透鏡38及第二透鏡40邏輯上均為一角錐，第一錐形頂面384及第二錐形頂面404即該角錐的側表面，其中第一錐形頂面184及第二錐形頂面204之頂角亦介於140至160度，但本創作不以此為限。此外，於本實施例中，前述角錐為一四角錐，但本創作不以此為限。另外，前述角錐的頂角角度可定義為角錐頂點至角錐底面的垂線與角錐的側表面的夾角的兩倍。據此，前述第一錐形頂面184及第二錐形頂面204之頂角介於140至160度，亦即角錐的側表面與垂線的夾角介於70至80度。同樣地，第一發光單元14及第二發光單元16發射之光束分別經過第一透鏡38及第二透鏡40調制後，亦可大部分相對集中且於此集中區域中更均勻地分佈，此有助於減輕光源模組3的眩光程度，有效解決先前技術中眩光及偏光片造成照度降低等問題。
請參閱第4圖及第5圖，第4圖為根據本創作之另一實施例之光源模組5之示意圖，第5圖為光源模組5沿第4圖中線Y-Y之剖面圖。光源模組5與光源模組1之結構大致相同，為便於說明，光源模組5仍大部分沿用光源模組1之元件符號，且前述關於光源模組1之說明於此可適用者，亦有適用，不另贅述。光源模組5與光源模組1主要不同之處在於光源模組5之載體52係一柱狀物，具有 四個環狀相連的側表面522a、522b、522c、522d。光源模組5之第一發光單元14及複數個第二發光單元16環狀設置於側表面522a、522b、522c、522d上，光源模組5之第一透鏡18及複數個第二透鏡20對應地設置於第一發光單元14及複數個第二發光單元16之上；其中，為便於說明載體52四周承載發光單元14、16，透鏡18、20以透明表現且其輪廓以虛線繪示於第4圖中。於本實施例中，第一透鏡18與複數個第二透鏡20亦一體成形，於實作上，可利用其上形成有第一透鏡18及複數個第二透鏡20之片狀光學調制元件捲曲而成，套於載體52及發光單元14、16外側。
補充說明的是，雖於本實施例中，載體52四個側表面522a、522b、522c、522d上均設置有發光單元14、16，但本創作不以此為限。於實作上，可適產品需定，而僅於相鄰的或相對的兩個側表面上設置發光單元14、16。另外，於實作上，載體52可主要由一金屬柱體及貼附於該金屬柱體四周之電路板來實現。於此結構，該金屬柱體可同時提供足夠的結構強度並作為發光單元14、16的散熱媒介。
以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。
1、3、5‧‧‧光源模組
12、52‧‧‧載體
14‧‧‧第一發光單元
16‧‧‧第二發光單元
18、38‧‧‧第一透鏡
19‧‧‧連接部
20、40‧‧‧第二透鏡
22、24‧‧‧間隙
122‧‧‧表面
142‧‧‧第一出光面
144‧‧‧發光二極體晶片
146‧‧‧封膠
148‧‧‧座體
162‧‧‧第二出光面
182‧‧‧第一底面
184、384‧‧‧第一錐形頂面
186、206‧‧‧頂角
202‧‧‧第二底面
204、404‧‧‧第二錐形頂面
522a、522b、522c、522d‧‧‧側表面
第1圖為根據本創作之一較佳具體實施例之光源模組之示意圖。
第2圖為第1圖中光源模組沿線X-X之局部剖面圖。
第3圖為根據本創作之另一實施例之光源模組之示意圖。
第4圖為根據本創作之另一實施例之光源模組之示意圖。
第5圖為第4圖中光源模組沿線Y-Y之剖面圖。
1‧‧‧光源模組
12‧‧‧載體
14‧‧‧第一發光單元
16‧‧‧第二發光單元
18‧‧‧第一透鏡
19‧‧‧連接部
20‧‧‧第二透鏡
22、24‧‧‧間隙
122‧‧‧表面
142‧‧‧第一出光面
144‧‧‧發光二極體晶片
146‧‧‧封膠
148‧‧‧座體
162‧‧‧第二出光面
182‧‧‧第一底面
184‧‧‧第一錐形頂面
186、206‧‧‧頂角
202‧‧‧第二底面
204‧‧‧第二錐形頂面

Claims (10)

  1. 一種光源模組，包含：一載體；一第一發光單元，設置於該載體上並具有一第一出光面；以及一第一透鏡，設置於該第一發光單元之上並具有一第一底面及與該第一底面相對之一第一錐形頂面，該第一底面正對該第一出光面，該第一底面與該第一出光面間存有一間隙。
  2. 如請求項1所述之光源模組，其中該第一錐形頂面實質上係一圓錐或一角錐之側表面。
  3. 如請求項2所述之光源模組，其中該第一錐形頂面具有一頂角，介於140至160度。
  4. 如請求項1所述之光源模組，更包含一第二發光單元及一第二透鏡，該第二發光單元設置於該載體上並具有一第二出光面，該第二透鏡設置於該第二發光單元之上，該第二透鏡具有一第二底面及與該第二底面相對之一第二錐形頂面，該第二底面正對該第二出光面，該第二底面與該第二出光面間存有一間隙。
  5. 如請求項4所述之光源模組，其中該第一透鏡與該第二透鏡一體成形。
  6. 如請求項4所述之光源模組，其中該第一發光單元及該第二發光單元相鄰設置於該載體之一表面上。
  7. 如請求項4所述之光源模組，其中該載體係一柱狀物並具有相鄰的一第一側表面及一第二側表面，該第一發光單元設置於該第一側表面上，該第二發光單元設置於該第二側表面上。
  8. 如請求項1所述之光源模組，更包含複數個第二發光單元及複數個第二透鏡，其中該載體係一柱狀物並具有複數個環狀相連的側表面，該第一發光單元及該複數個第二發光單元環狀設置於該複數個側表面上，該複數個第二透鏡對應地設置於該複數個第二發光單元之上，每一個第二發光單元具有一第二出光面，每一個第二透鏡具有一第二底面及與該第二底面相對之一第二錐形頂面，每一個第二底面正對該對應的第二出光面，每一個第二底面與該對應的第二出光面間存有一間隙。
  9. 如請求項8所述之光源模組，其中該第一透鏡與該複數個第二透鏡一體成形。
  10. 如請求項1所述之光源模組，其中該載體包含一電路板，該第一發光單元係一發光二極體元件，電性連接於該電路板上。
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