TWM565772U - Surgical lamp device with wafer direct-packaged light-emitting diode - Google Patents

Abstract

一種具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置，包含一發光單元、一反射件、一安裝件，及一反射罩。該發光單元包括一發光件，該發光件為一個晶片直接封裝式(COB)發光二極體。該反射件與發光件間隔，並包括一用於反射發光件的光線的第一反射面。該安裝件結合在發光單元與反射件間。該反射罩包圍在該發光單元、反射件與安裝件周圍，並具有一用於將該第一反射面反射而來的光線再度反射射出的第二反射面。透過COB LED之發光件，可提升光輸出量、提升封裝良率，減少熱能累積、減少耗能。搭配該反射件與反射罩提供之二次光學反射，使照明光線均勻。

Description

具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置

本新型是有關於一種燈具，特別是指一種具有晶片直接封裝式發光二極體(COB LED)的手術燈裝置。

隨著環保意識抬頭，LED光源逐漸取代傳統之鹵素燈，應用於各大醫療照明設備上。已知採用LED光源的手術燈，有投射式與反射式等設計，其中都必須使用大量的LED，但傳統LED為表面黏著型(SMD) LED，必須將LED一顆一顆進行封裝，再將LED固定於電路板上時，由於SMD LED的分布密度高、熔接點多，容易有短路、位置偏移或燒熔電路板的問題產生。此外，投射式手術燈所形成的照明光線，由於為多個LED光源的光線直接射出，因此在照光平面上，對應於LED位置的亮度高，會產生有許多局部亮點的視覺感覺，其光線並不均勻，上述問題皆有待改善。

因此，本新型之目的，即在提供一種能克服先前技術的至少一個缺點的具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置。

於是，本新型具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置，包含一個發光單元、一個反射件、一個安裝件，以及一個反射罩。該發光單元包括一個位於一光軸上的發光件，該發光件為一個晶片直接封裝式(COB)發光二極體。該反射件沿該光軸而與該發光件間隔設置，並包括一個朝向該發光件且用於反射該發光件的光線的第一反射面。該安裝件結合在該發光單元與該反射件間。該反射罩圍繞該光軸且包圍在該發光單元、該反射件與該安裝件周圍，該反射罩具有一個用於將該第一反射面反射而來的光線再度反射射出的第二反射面。

本新型之功效在於：透過COB LED之發光件，可提升光輸出量、提升封裝良率，減少熱能累積、減少耗能。且COB LED之發光件搭配該反射件與反射罩所提供之二次光學反射，使照明光線均勻。

參閱圖1、2、3，本新型具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置之一實施例，適用於安裝在一天花板下方，並朝下發光照射。但本實施例的安裝方向僅是舉例，實施時不限於此。該手術燈裝置包含一發光單元1、一反射件2、一安裝件3，以及一反射罩4。

該發光單元1包括一個水平設置且位於一光軸L上的基板11、一個安裝在該基板11表面且位於該光軸L上的發光件12，以及一個導光件13。該發光件12為一個晶片直接封裝式(Chip On Board, 簡稱COB)發光二極體(LED)，COB LED的結構是將數個LED晶片直接封裝結合於一例如鋁材之COB電路基板上。該導光件13呈圓管狀，並固定於該基板11上，該導光件13包括一個圍繞該發光件12的導光面131，以及二個彼此間隔且徑向突出的突耳132(圖2只示出一個)。該導光面131具有高反射率，可利用反射的方式將該發光件12的光線朝該反射件2的方向導引射出。

該反射件2沿該光軸L而間隔設置於該發光件12下方，並包括一個朝向該發光件12且用於反射該發光件12的光線的第一反射面21。該第一反射面21朝上，其為一個錐面，並具有一個位於該光軸L上的頂部211，以及一個相對於該頂部211遠離該發光件12的周緣212，故該錐面是由上往下逐漸徑向向外斜伸，可將該發光件12的光線朝周圍反射，進而使光線射向該反射罩4。

該安裝件3結合在該發光單元1與該反射件2間，用於將發光單元1、反射件2固定住。該安裝件3包括一個用於將該導光件13固定於該基板11上的第一固定部31、一個與該第一固定部31間隔並供該反射件2安裝的第二固定部32，以及數個彼此間隔且連接於該第一固定部31與第二固定部32間的延伸桿33。該第一固定部31具有二個分別朝該導光件13的該等突耳132突出並卡嵌結合的突柱311，藉此將該導光件13固定於該基板11上。該第二固定部32與該反射件2間可透過嵌卡方式固定結合。但上述元件間的固定方式僅是舉例，實施時不以此為限。該第一固定部31與該第二固定部32皆圍繞該光軸L而呈圓環狀。本實施例的該等延伸桿33呈等角度分布排列於該第一固定部31與第二固定部32間，進而形成穩定有效的支撐結構。

該反射罩4圍繞該光軸L且包圍在該發光單元1、反射件2與安裝件3周圍，該反射罩4呈截頭圓錐狀，並具有一個圍繞該發光單元1的小徑部41、一個相對於該小徑部41遠離該發光單元1且直徑大於該小徑部41之直徑的大徑部42，以及一個自該小徑部41朝該大徑部42延伸的第二反射面43。該反射罩4的外形自該小徑部41朝該大徑部42的方向逐漸徑擴，用於將該第一反射面21反射而來的光線再度反射而朝下射出。

該手術燈裝置組裝時，將該發光單元1與安裝件3安裝於該反射罩4，而該反射件2裝設於該安裝件3上。其中，該發光單元1的基板11位於該反射罩4外，該基板11與該反射罩4間可設有一圖未示的散熱單元，用於傳導逸散該發光件12的熱能。由於該散熱單元非本新型改良重點，故不再說明其詳細結構。

該手術燈裝置使用時，該發光件12的光線向下射出，並受到該導光件13向下傳導，接著被該反射件2的第一反射面21進行第一次反射，反射光線再被該反射罩4的第二反射面43進行第二次反射，最後往下射出而形成手術燈照明光線。其中，該導光件13輔助傳導光線，可提升光線射出利用率，使光線亮度高。該第一反射面21搭配該第二反射面43，使發光件12的光線受到二次反射，可提升照光均勻度。需說明的是：所述第一反射面21、第二反射面43中的「第一」、「第二」，僅是兩個不同元件名稱間的區分，並非用於限定反射順序只能為第一、第二。

由於該發光件12為COB LED，採用多重晶片封裝，其發光區域能容納的光源比相同面積的傳統 LED(例如表面黏著型(SMD) LED) 高出許多，因此可大幅提升光輸出。COB LED 的單一電路僅用兩個接觸點供電給封裝於其中的所述數個LED晶片，因此每個 LED晶片受到較少的元件驅動就能正常運作，可減少元件使用。也因為COB LED不需使用傳統 LED晶片架構的封裝作業，因此能減少每個 LED 晶片產生的熱。而且鋁材之COB電路基板連接至該散熱單元時，也是高效率的熱傳遞媒介，可進一步降低模組整體的工作溫度，具有良好的散熱性，可提升LED工作效率，並降低故障率。COB LED 能降低故障率的另一個原因是，由於每個 LED 晶片都是直接安裝至COB電路基板上，因此無需對各個LED晶片進行點焊。由於熔接點變少，故障率便降低。

具體而言，本實施例之手術燈裝置的功率可為30~50瓦特。且經由實驗證實，其發出的光符合European Standard NEN-EN-IEC 60601-2-41醫療規範。該發光件12的中心照度(illuminance)為54280Lux，大於標準規範之40000Lux。中心照度簡稱為Ec，照度為中心照度的50%之位置 (diameter of light patch at 50% of E _C)，稱為d ₅₀，為140mm。照度為中心照度的10%之位置 (diameter of light patch at 10% of E _C)，稱為d ₁₀，為240mm。d ₅₀/d ₁₀=140/240=0.583，大於標準規範之0.5。

綜上所述，透過COB LED之發光件12，相對於以往SMD LED封裝，可以減少熔接點，從而改善以往封裝時容易打偏、位移、短路，易於燒熔等問題。本新型可提升光輸出量、提升封裝良率，減少熱能累積、減少耗能。搭配該反射件2與反射罩4之二次光學反射，使光線均勻，確實達到本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧發光單元
11‧‧‧基板
12‧‧‧發光件
13‧‧‧導光件
131‧‧‧導光面
132‧‧‧突耳
2‧‧‧反射件
21‧‧‧第一反射面
211‧‧‧頂部
212‧‧‧周緣
3‧‧‧安裝件
31‧‧‧第一固定部
311‧‧‧突柱
32‧‧‧第二固定部
33‧‧‧延伸桿
4‧‧‧反射罩
41‧‧‧小徑部
42‧‧‧大徑部
43‧‧‧第二反射面
L‧‧‧光軸

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本新型具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置的一實施例的一立體組合圖； 圖2是該實施例的部分元件的一立體分解圖；及 圖3是該實施例的一剖視組合圖，圖中箭頭示意光行進路徑。

Claims (9)

1. 一種具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置，包含： 一個發光單元，包括一個位於一光軸上的發光件，該發光件為一個晶片直接封裝式(COB)發光二極體； 一個反射件，沿該光軸而與該發光件間隔設置，並包括一個朝向該發光件且用於反射該發光件的光線的第一反射面； 一個安裝件，結合在該發光單元與該反射件間；及 一個反射罩，圍繞該光軸且包圍在該發光單元、該反射件與該安裝件周圍，該反射罩具有一個用於將該第一反射面反射而來的光線再度反射射出的第二反射面。
2. 如請求項1所述的具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置，其中，該第一反射面為一個錐面，並具有一個位於該光軸上的頂部，以及一個相對於該頂部遠離該發光件的周緣。
3. 如請求項2所述的具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置，其中，該反射罩呈截頭圓錐狀，並且還具有一個圍繞該發光單元的小徑部，以及一個相對於該小徑部遠離該發光單元且直徑大於該小徑部之直徑的大徑部，該第二反射面自該小徑部朝該大徑部延伸。
4. 如請求項1所述的具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置，其中，該發光單元還包括一個供該發光件安裝的基板。
5. 如請求項4所述的具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置，其中，該發光單元還包括一個固定於該基板上的導光件，該導光件包括一個圍繞該發光件的導光面，該導光面利用反射的方式將該發光件的光線朝該反射件的方向導引。
6. 如請求項5所述的具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置，其中，該安裝件包括一個用於將該導光件固定於該基板上的第一固定部、一個與該第一固定部間隔並供該反射件安裝的第二固定部，以及數個彼此間隔且連接於該第一固定部與該第二固定部間的延伸桿。
7. 如請求項6所述的具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置，其中，該導光件呈圓管狀。
8. 如請求項6所述的具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置，其中，該第一固定部與該第二固定部皆圍繞該光軸而呈圓環狀。
9. 如請求項1所述的具有晶片直接封裝式發光二極體的手術燈裝置，其中，其功率為30~50瓦特。