CN101153692A - 高功率led节能灯 - Google Patents
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Abstract
本发明系一种高功率LED节能灯，其主要系于一散热基座前端组设至少一导光灯管，至少一高功率LED模块组设于散热基座上，该高功率LED模块光发射端朝向该导光灯管之受光端部，另于该散热基座后侧装设一内含控制电路板之灯座，该高功率LED模块电性连接该控制电路板，使其可外接电源，令该高功率LED模块受控发光，并使所发射的光射入该导光灯管内后，再藉由导光灯管内之散光体将光散射于外，藉此提供一种不含汞等重金属之无毒灯泡，且符合世界最新环保标准之高功率LED节能灯。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种灯泡，尤指一种高功率LED(发光二极管)节能灯结构设计。
背景技术
目前已知之照明用灯大致分为白炽灯泡及萤光灯两种结构。白炽灯泡虽可提供人们必要的照明功能，但该些灯泡的使用普通存在有非常耗电之情形，且绝大多数的电能都消耗在热能上。而后者萤光灯虽具有较佳的发光效率，其内部概使用含汞等重金属物质，惟因灯泡损坏后，不易将该汞等重金属有效回收处理，造成该些汞等重金属物会危害自然环境及人体的健康，目前如欧盟等国家已立法限制该些含汞等重金属之灯泡，严重影响灯泡相关业者的生计。
惟前述使用习知之灯泡之结构设计外，仍有以下若干缺点：
1、传统灯泡之灯泡或灯管由玻璃所制成，因此在安装使用或运送的过程中，容易造成灯管的损坏；此外，习知萤光灯管以高电压激活，此电压是为高压范围，具危险性。
2、因传统之萤光灯仅能发出单一光色，不具任何色彩变换模式及明亮度之控制，造成该灯具之使用过于单调，无多样化之可变化性。
3、已知之单色灯泡，仅能以线控式开关控制，大都不具红外线遥控功能，在操作使用上较不具人性化及便利性。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种高功率LED节能灯，因LED芯片不含汞等重金属，符合世界环保标准之高效率LED节能灯，解决了已知白炽灯泡耗电及萤光灯泡汞污染问题。
为达成上述目的，本发明所设计之高功率LED节能灯主要系包括：
至少一导光灯管，该导光灯管至少包括一受光端部；
一散热基座，其上设有至少一灯管连接区，提供该导光灯管之受光端部置设其中；
至少一高功率LED模块，其包括一基板以及至少一高功率LED芯片组设于该基板前端，该基板组设于该散热基座上，该高功率LED芯片组所发出之光朝向该导光灯管之受光端部；以及
一内含控制电路板之灯座，设于该散热基座后端，该控制电路板电性连接该高功率LED模块。
本发明藉由前揭高功率LED节能灯结构设计，其主要系藉由受控于控制电路板高功率LED模块提供低耗电之发光源，并透过导光灯管令该高功率LED模块所发射之光均匀散发于外，提供照明之用途，并利用此一组成构造设计，使其完全不含汞等重金属物质，符合世界最新的环保标准。
此外，本发明尚利用其散热基座及结合其附属之散热鳍片等设计，使该高功率LED节能灯在使用过程中可对该高功率LED模块发光所产生的热有效地予以散发，以避免该高功率LED模块烧毁，使其具有较佳的使用寿命。
另本发明尚可令其灯座后端设置各式灯泡接头，与其内之控制电路板电性连接，进而使该高功率LED节能灯可适用于现今既有灯泡灯具上使用而不须更换任何灯具。
除上述特点外，为解决已知灯泡之种种缺点，本发明还包含其以下优点：
1、节约能源：目前LED之耗电量仅为白炽灯泡之1/8，已和习知的萤光灯每瓦约50～60流明的发光效率接近，并且LED之发光效率每年仍持续增加中(目前文献上已有发表每瓦120流明的发光效率)。本发明之节能灯能确实达到节约能源，解除长期人类所关切之能源危机问题。
2、符合环保：习知萤光灯存在废弃物含汞造成污染问题，而本发明之LED节能灯则完全无含汞之环保问题。另外，LED是一种符合环保的绿色照明光源。人类于照明用途所消耗能源之需求日益增多以及发电过程中产生二氧化碳进而造成温室效应之影响日益严重。省电之LED的大量使用将大量节省发电量的原油使用量，进而减少二氧化碳的排放量。
3、安全性高：本发明之LED节能灯，其发光材料为固态，再加上本发明之灯管例如是使用压克力制成，不会因安装或使用的过程中导致灯管破裂；再加上本发明所用灯管不具任何危险性，不须高电压激活，安全性高。
4、寿命更长：LED在适当的电驱动及温度条件下，具有很长的使用寿命，理论上至少可达十万小时的寿命，比起传统白炽灯泡及萤光灯都有十倍以上的寿命。使用寿命长的特性也将使得使用者大大降低置换损毁灯泡的人工成本。
5、光之动态变化：本发明高功率LED节能灯除了拥有传统灯泡之单一模式外，例如：亮与不亮。除此之外尚可令其高功率LED节能灯中之高功率LED芯片组使用至少二颗不同波长之LED芯片组合，例如使用红、蓝、绿三色芯片，使其可受控发出多种不同之发光颜色、变化模式及光的亮度等，使该高功率LED节能灯所发出之光具有多样化之变化效果，可依环境的需求来变换灯泡之颜色或模式。与萤光灯相比，本发明不但具有可任意变化光强弱之功能，甚至颜色也能随使用者心情及季节任意变化成所想要的光色，使得照明更富生动活泼之设计。
6、远程控制功能：本发明红外线遥控功能，可供人们由远程进行控制，且可依其所需或喜好利用该红外线遥控器上之控制按键设定该变色高功率LED节能灯之颜色、变换模式、光的亮度以及该灯开与关。使用者可以随手使用远程控制器来遥控光色，而不必亲自至固定的开关点做控制，使得本发明之节能灯更具人性化设计。
综合以上所述，本发明不但符合世界节能、环保的潮流，加上LED本身具有不易破碎及寿命长之优点，本发明更独具色彩变化及远程控制之特点，实为更具人性化且具有突破性的新世代照明光源。
附图说明
图1系本发明高功率LED节能灯第一较佳实施例的立体分解示意图。
图2系本发明高功率LED节能灯第二较佳实施例的立体分解示意图。
图3-5系揭示本发明高功率LED节能灯使用不同形状导光灯管的较佳实施例之平面示意图。
图6系本发明高功率LED节能灯增设导热管及散热鳍片另一较佳实施例平面示意图。
图7系本发明高功率LED节能灯之第二较佳实施例之组合局部剖面示意图。
图8系本发明高功率LED节能灯于散热基座上增设承接套组接导光灯管另一较佳实施例立体分解示意图。
图9系本发明高功率LED节能灯于高功率LED模块增设混光件其它较佳实施例立体分解示意图。
图10系本发明高功率LED节能灯结构中，使用表面粘着型(SMD)之高功率LED模块之其它较佳实施例立体分解示意图。
图11、12系揭示本发明高功率LED节能灯具有其它不同型式灯泡接头较佳实施例平面示意图。
主要组件符号说明
(10)导光灯管 (11)受光端部
(12)反光端部 (13)散光体
(20)散热基座 (21)灯管连接区
(211)螺孔部
(22)散热鳍片 (23)导热管
(24)散热鳍片 (25)红外线导光孔
(26)承接套 (261)螺接部
(30)高功率LED模块
(31)高功率LED芯片组
(32)金属接脚 (33)基板
(34)混光件
(40)灯座 (41)控制电路板
(42)灯泡接头 (43)红外线接收器
(44)红外线导光棒
具体实施方式
如图1、2、7、8、9、10所示，系揭示本发明高功率LED节能灯的多种具体可行的较佳实施例，由图中可以见及，该高功率LED节能灯主要系包括：至少一导光灯管(10)、一散热基座(20)、至少一高功率LED模块(30)以及一内设有控制电路板(41)之灯座(40)，其中：
该导光灯管(10)使用材料可选自玻璃、石英、压克力、聚碳酸酯(poly carbonate，PC)等具有可导光特性之材料任一种，其中可选用玻璃棒、玻璃管、压克力棒、压克力管、PC(poly carbonate，聚碳酸酯)棒、PC管、...等具有导光特性之棒材或管件所制成，其弯曲后形状可为圆形、柔管形、螺旋形、U形、...等形状(如图1-6所示者)，该导光灯管(10)具有一受光端部(11)，或是在此受光端部(11)之另一端设置一反光端部(12)，或是具有至少二受光端部(11)，另该导光灯管(10)内部包含有散光体(13)(如图4所示)，该散光体(13)可为PVC(polyvinyl chloride，聚氯乙烯)散光丝朝该导光灯管(10)轴向延伸，或者，该散光体(13)可为成形于该导光灯管(10)中之气泡(图中未示)，于其内部形成接口上之光折射或全反射，或者，该散光体(13)亦可为扩散粉(图中未示)，混入该导光灯管(10)之成形材料内，所述之导光灯管(10)反光端部(12)可镀设反射层，或贴设反光材料，使其具有将光反射回该导光灯管(10)内部之功用。其中，该导光灯管(10)是利用光学在不同折射率的光介质接口间之全反射原理，当光打进导光灯管(10)后，以适当之光学设计促使导光灯管(10)本身与空气接口的全反射发生，而使得光被局限在导光灯管(10)中持续沿导光灯管(10)轴向传播。而导光灯管(10)中之散光体(13)目的，为使光在灯管内传播时，将部分的光漫射出来，其余的光则继续传播。因此在适当的光学设计及散光体(13)的设计下，可以使得整个导光灯管(10)呈现出均匀的发光管，即为本发明灯泡的主要发光区域。依此原理使得本发明之灯泡在外型上或光强分布都能与传统萤光灯相似，使用者更方便与原来传统灯泡做置换而不需要另外改变灯具或反射罩之光学设计。
该散热基座(20)可为具导热性或散热性材料制成之构件，其上设有一灯管连接区(21)，用以提供导光灯管(10)之一受光端部(11)置设其中，或者，该散热基座(20)上设有至少二灯管连接区(21)，分别提供该导光灯管(10)之受光端部(11)或反光端部(12)置设其中，该散热基座(20)周边尚可形成数散热鳍片(22)，用以扩大散热表面积。
如图8所示，前述之散热基座(20)中，尚可于该灯管连接区(21)装设中空承接套(26)，该承接套(26)其中一端与灯管连接区(21)组合，另一端则与导光灯管(10)组合，用以辅助固定支撑该导光灯管(10)之受光端部(11)或反光端部(12)，其中该灯管连接区(21)中可成形具有螺纹之螺孔部(211)，该承接套(26)一端形成另一相对应螺纹之螺接部(261)，使该承接套(26)可以该螺接部(261)螺设于该灯管连接区(21)之螺孔部(211)中，以该承接套(26)提供该导光灯管(10)之受光端部(11)或反光端部(12)插入该承接套(26)内予以固定。
该高功率LED模块(30)装设于该散热基座(20)上，并使所发之光朝向导光灯管(10)之受光端部(11)，并电性连接于控制电路板(41)。高功率LED模块(30)包括一基板(33)以及至少一高功率LED芯片组(31)设于该基板(33)前端面，该基板(33)后端设有数支与该高功率LED芯片组(31)电性连接的金属接脚(32)，再藉此金属接脚(32)电性连接至控制电路板(41)。或如第十图所示之表面粘着型(SMD)之高功率LED模块(30)，其包括一基板(33)以及至少一高功率LED芯片组(31)设于该基板(33)前端面，该基板(33)侧端设有数个与该高功率LED芯片组(31)电性连接的金属接脚(32)，此金属接脚(32)电性连接至控制电路板(41)。
另该高功率LED模块(30)尚可进一步藉由螺丝穿过该基板(33)锁固于散热基座(20)上，让该高功率LED芯片组(31)所发出的光朝向于该导光灯管(10)之受光端部(11)，并透过该导光灯管(10)及其内的散光体(13)发射于外，前述之基板(33)可为具导热性材料制成之构件，用以将该高功率LED芯片组(31)发光产生之热经由该基板(33)热传导至该散热基座(20)上扩大散热面积。
如图1、2、8、9、10所示，本发明人认为高功率LED模块(30)并不局限连接于散热基座(20)之后方，亦可连接于散热基座(20)之前方。也就是说，高功率LED模块(30)不应局限连接于散热基座(20)之前方或是后方，只要考虑让高功率LED模块(30)工作时所产生之热，可以导入散热基座(20)内，并且让高功率LED模块(30)所发出之光可被导入导光灯管(10)即可。并且如图8所示，本发明人认为灯管连接区(21)并不局限于凹陷之孔状，亦可为突起之平台，高功率LED模块(30)安装其上，承接套(26)套设于平台之外径上。也就是说，灯管连接区(21)不应局限其形状，只要考虑能与导光灯管(10)稳固安装即可。
前述之高功率LED芯片组(31)可为至少一颗相同波长之LED芯片，或为至少两颗不同波长之LED芯片之组合，该高功率LED芯片组(31)若为至少两颗不同波长之LED芯片之组合时，例如使用红、蓝、绿三颗LED芯片，作为多色光之节能灯使用时，如图9、10所示，其光发射端前方尚可设置一混光件(34)，使该些高功率LED芯片发出之不同波长之色光可透过混光件(34)散射而达到均匀混光之效果，使该高功率LED模块(30)具有多种色光可供选择使用。
该灯座(40)系一中空外壳，其内部空间提供该控制电路板(41)设置其中，该灯座(40)组设于该散热基座(20)后端并使该控制电路板(41)与该高功率LED模块(30)电性连接，该灯座(40)后端设置灯泡接头(42)用以连接目前市面上或各种国际规格型式的灯泡电源接头，例如：E 27(如图1-10所示)、E26、E17、E14、(图中未示，形状类似E27)、MR16(如第十一图所示)、GU10(如图12所示)、B22(图中未示)等市面上通用规格的灯泡接头，使其可适用于目前既有之灯泡灯具。
此外，如图6、11、12所示，本发明高功率LED节能灯中，尚可令该散热基座(20)后端外围处装设至少一导热管(23)朝后凸伸，并组设数环状散热鳍片(24)，且该环状散热鳍片(24)之内环是中空结构，以便将内含控制电路板(41)之灯座(40)穿过该数个散热鳍片(24)之内环，直接套设于该散热基座(20)上，并且该数个散热鳍片(24)有导热管(23)穿设其上，藉以使该高功率LED模块(30)热传导至该散热基座(20)的热进一步透过该导热管(23)热传导至该些散热鳍片(24)上，扩大其散热表面积，提供良好的散热机制。
本发明之高功率LED节能灯中，尚可包括一红外线接收器(43)电性连接该控制电路板(41)，使该高功率LED节能灯可使用红外线遥控器控制其高功率LED芯片组(31)发光的亮度及开关，如图2、7所示，于本较佳实施例中，可令该红外线接收器(43)设于该控制电路板(41)上，另令该散热基座(20)上设一红外线导光孔(25)对应该红外线接收器(43)或进一步于该红外线导光孔(25)中装设一红外线导光棒(44)伸向该红外线接收器(43)，使该红外线遥控器发射之红外线可透过该红外线导光棒(44)传达至该红外线接收器(43)，藉此使该红外线接收器(43)远离高功率LED芯片组(31)发光时产生之热，避免受热影响其感应功效或烧毁，同时利用红外线导光棒(44)提供红外线讯号传递精确之导引路径，确保遥控功能之正常运作。
本发明所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。惟以上所述仅为本发明之较佳可行实施例，非因此即拘限本发明之专利范围，故举凡运用本发明说明书及图标内容所为之等效结构变化，均同理包含于本发明之范围内，合予陈明。
Claims (18)
1.一种高功率LED节能灯，主要包括：
至少一导光灯管，该导光灯管至少包括一受光端部；
一散热基座，其上设有至少一灯管连接区，提供该导光灯管之受光端部置设其中；
至少一高功率LED模块，其包括一基板以及至少一高功率LED芯片，组设于该基板上，该基板组设于该散热基座上，该高功率LED芯片组所发出之光朝向该导光灯管之受光端部；以及
一内含控制电路板之灯座，其中一端连接于散热基座，另一端设置灯泡接头，该控制电路板分别电性连接高功率LED模块及灯泡接头。
2.如权利1所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该导光灯管具有一受光端部以及位于该受光端部另端之反光端部，该反光端部设置一反射面。
3.如权利1所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该导光灯管具有至少二受光端部，该散热基座上设有至少二灯管连接区提供该受光端部分别置设其中，并于该些灯管连接区后端各设一高功率LED模块。
4.如权利1至3之任一项所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该导光灯管之材料选自玻璃、石英、压克力、聚碳酸酯(PC)构成之群组中之一种。
5.如权利4所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该导光灯管内含有散光体。
6.如权利5所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该散光体为PVC散光丝朝该导光灯管轴向延伸。
7.如权利5所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该散光体为成形于该导光灯管中之气泡，于其接口形成光折射或全反射。
8.如权利5所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该散光体为扩散粉，混入该导光灯管中。
9.如权利1至3之任一项所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该灯泡接头选自E27、E26、E17、E14、GU10、MR16及B22规格群组中之任一种。
10.如权利1至3之任一项所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该散热基座周边形成数散热鳍片。
11.如权利1至3之任一项所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该散热基座后端外围装设至少一导热管朝后凸伸，且组设数环状散热鳍片套设于该灯座外侧，为该导热管穿设其上。
12.如权利1至3之任一项所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该高功率LED节能灯尚包括一红外线接收器电性连接该控制电路板。
13.如权利12所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该红外线接收器设于该控制电路板上，该散热基座上设一红外线导光孔对应该红外线接收器。
14.如权利13所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，于该红外线导光孔中装设一红外线导光棒伸向该红外线接收器。
15.如权利1至3之任一项所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该高功率LED芯片组为至少两颗不同波长之LED芯片之组合。
16.如权利15所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该具有数LED芯片之高功率LED芯片组光发射端前方设置一混光件。
17.如权利1至3之任一项所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该散热基座于其灯管连接区装设中空承接套，提供导光灯管之受光端部插设其中。
18.如权利17所述之高功率LED节能灯，其特征在于其中，该灯管连接区中成形螺纹，该承接套一端形成另一相对应之螺纹，藉以相互组设固定。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102011955A (zh) * | 2010-08-10 | 2011-04-13 | 安提亚科技股份有限公司 | 热阻并联式led光源及包含该热阻并联式led光源的灯具 |
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-
2006
- 2006-09-29 CN CNA200610141739XA patent/CN101153692A/zh active Pending
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