CN103216740B - 管状发光二极管照明总成 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管状发光二极管照明总成，其包含一凹面反射体，一个位于该凹面反射体中央区域的支撑，以及在上述支撑上多个发光二极管。上述的支撑，具有一第一面与一第二面，并且在第一面与第二面之间具有一夹角。

Description

管状发光二极管照明总成

技术领域

本发明是有关一种发光二极管总成，特别是有关于一种用以取代日光灯管的发光二极管灯管总成。

背景技术

照明对于人类的生活影响是相当显著的，尤其是自爱迪生发明电灯泡之后，不论是白天或是黑夜都需要照明提供人类日常生或所需。目前的照明，主要有钨丝灯泡，日光灯管，以及省电灯泡。省电灯泡主要是取代传统的钨丝灯泡，提供跟钨丝灯泡相同亮度与使用习惯，而日光灯管，目前大量的使用在办公室或是公共区域等大面积的照明。

目前，在节能减碳与追求无汞等的环保议题下，发光二极管刚好同时符合上述两种的要求。并且，发光二极管是属于固态照明，并不需要像传统的日光灯管一样会有易碎的玻璃等组件，这对于照明组件来说，货物运送的方便性可以大幅提高。另外，发光二极管具有体积小与光源的指向性高等的优点，因此比较容易设计在体积较小的照明或是需要指向性的光源。所以，将发光二极管应用在传统的日光灯管的照明，就成为下一代照明的考虑与主流。

请参阅图1，显示一种整合发光二极管的照明总成，其中多个发光二极管20位于壳体10的内部，并且使用一灯罩16遮住壳体10的出光面。目前，主流的发光二极管照明总成皆是如此设计。图1可以想象成一个灯管的侧面剖面的结构示意图。

然而，真正的灯管，其截面是曲面，所以在设计上会跟图1示有稍许的不同。请参阅图2，显示管状发光二极管照明总成的截面结构示意图，其中多个发光二极管20位于半管状的壳体12内部，并且有一对应的半管状的透明灯罩18与壳体结合成一管状。通常会在壳体12里面设计一个平板，可以让多个发光二极管20安装在其上。

发光二极管的优点，应用在照明上，有时优点同时会是缺点，其中一个就是发光二极管的尺寸过小，单位面积可以发射的光线过强，在应用到照明的时候会产生眩光。为了降低眩光，一种方式是使用雾面遮罩将各自独立的发光二极管的光线均匀化，但是，这会造成输出光的衰减。但是，发光二极管的发光效益，每年都会随着制程的改善而持续的增加亮度，这会造成使用雾面灯罩来均匀化光线的困难度。甚至，为了尽可能的均匀化发光二极管的光线，使用雾面效果更重的灯罩，这样更会降低光的输出。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种方式，可以在减少眩光的同时可减少使用雾面灯罩，甚至可以不使用雾面灯罩的下提供较佳的发光二极管照明总成。

鉴于上述的发明背景中，为了符合产业利益的需求以及达到上述的目的，本发明提出一种发光二极管总成，其包括一凹面反射体，一位于该凹面反射体中央区域的支撑具，以及多个发光二极管。上述的支撑具有一第一平面与一第二平面，在该第一平面与该第二平面之间具有一夹角。上述的多个发光二极管分别位于该第一平面与该第二平面上，光线从该多个发光二极管发射的后经由该凹面反射体反射后由一输出面出去。

附图说明

图1为现有发光二极管照明总成的结构示意图。

图2为现有灯管型发光二极管照明总成的截面结构示意图。

图3为本发明的灯管型发光二极管照明总成的截面结构示意图。

图4为本发明的灯管型发光二极管照明总成的截面结构示意图，其中壳体的弧角较小，可以提供较多的侧光。

图5为本发明的灯管型发光二极管照明总成的截面结构示意图，其中在提供侧光的灯罩可以设计成雾面灯罩避免侧光有较多的眩光。

图6为本发明的灯管型发光二极管照明总成的截面结构示意图，其中壳体的截面为半圆形。

图7为本发明的灯管型发光二极管照明总成的截面结构示意图，其中灯罩为平面。

图8为本发明的灯管型发光二极管照明总成的截面结构示意图，其中壳体为不同的曲面。

图9为本发明的灯管型发光二极管照明总成的截面结构示意图，其中壳体为多边形。

图10A为本发明的灯管型发光二极管照明总成的支撑的截面结构示意图，其中支撑为V形。

图10B为本发明的灯管型发光二极管照明总成的支撑的截面结构示意图，其中支撑为Y形。

图10C为本发明的灯管型发光二极管照明总成的支撑的截面结构示意图，其中支撑为三角形或是V形内部填满。

图11为本发明的灯管型发光二极管照明总成的截面结构示意图。

具体实施方式

本发明在此所探讨的方向为一种发光二极管照明总成。为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及其组成。显然地，本发明的施行并未限定于发光二极管照明的技艺者所熟悉的特殊细节。另一方面，众所周知的组成或步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。本发明的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述的外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，且本发明的范围不受限定，其以之后的专利范围为准。

本发明使用反射式的方式输出发光二极管的光线，并非直接将发光二极管的光线直接射出，可以避免炫光的产生。同时，使用反射式的原理，透过选定的材质可以将反射后的光线更均匀化的输出，这时灯罩可以采用透明式或是雾面效果较淡的灯罩，可以避免因使用较重的雾面灯罩而降低光线的输出。

请参阅图3，显示本发明的发光二极管照明总成的截面结构示意图，其中壳体100凹面的反射体，位于凹面的中央区域有一个支撑110。支撑110的结构，具有两个平面，两个平面之间具有一个夹角，而多个发光二极管120分别位于支撑110的这两个平面上。一般，会将发光二极管焊接在一印刷电路板上，然后再将印刷电路板固定在支撑110上。多个发光二极管120所发射出的光线，经过壳体100的反射之后，向下方的输出面射出。多个发光二极管120的色光，可以是全白光发光二极管，不论是冷色的正白光或是暖色系的白光，或是使用不同色光的发光二极管进行，也可以进行混光，一切依使用者的需要安装不同的发光二极管。在图3中，一灯罩130与壳体100组成后成为一柱状的灯管，其中灯罩130可以是透明或是带有一点的雾面效果。

壳体100的材料可以是金属铝，其内部可以加上反射片，或是使用塑料，其内部加上反射片等。不论是金属铝或是塑料，都可以使用压出成型的方式形成，例如铝挤型壳体或是压出件的塑料等。另外，支撑110的材质可以跟壳体100相同，并且是一体成型。而灯罩130的材料，通常会使用透明的塑料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、压克力(Acrylic)、聚乙烯(PE)、或是聚碳酸酯(PC)；并且灯罩的形成方式也可使用压出成型。在壳体100与灯罩130的接和处，可以设计一些微小的结构，增进两者之间的的固定效果。同时，也可以设计扣件的方式将壳体100与灯罩130之间固定。

对于某些应用当中，不只是考虑到灯具正下方的照明，同时也为了增加发光二极管照明灯具在侧面角度的照明，如图4所示，可以设计成将壳体102的弧角或是弧度降低，例如减少为120度。这种方式可以增加发光二极管照明的侧向光源。相较于先前技术中所示的结构，即使将壳体102的弧角减少，由于发光二极管的指向性，也很难增加侧向光源。但是，由于本发明使用反射式的设计，想要增加侧向的光源可以更容易的实施。

如果，侧向的光源的强度不需要太强，可以在壳体102与灯罩132之间设计雾面遮罩140，降低侧面的光输出，如图5所示。这种结构，特别适用在像是办公室内的照明，使用几个灯管组合成一个灯盘，提供平面的光源。这样的实施方式，不只是灯具的正下方得到光源，在灯具非正下方的部份也可以获得照明。

请参阅图6，将壳体104设计成具有180度的弧角，这时，主要的光线都会往正下方射出。在这种设计中，灯罩134通常会采用雾面灯罩，避免正下方的光线会产生炫光。

另外，影响本发明的一个重要的因素，就是支撑110与壳体开口之间的距离h。这个距离h愈长，支撑110本身会阻挡较多的光线；这个距离h愈短，虽然比较不会阻挡光线，但是发光二极管120的光线比较不容易被反射。

请参阅图7，当使用者并不需要一个完整的灯管的时候，灯罩150也可以设计成平面。一般，平面的灯罩150的制作成本通常会较低。另外，在产品的运送上也比较不占空间，也可以降低运送成本。

请参阅图8，壳体106也可以设计成其他的曲面，例如椭圆形或是抛物面。抛物面的特点是，当发光二极管120接进抛物面的焦点时，整个灯具可以提供近似接近平行的光线输出。这对于特殊光型有需求的应用，可以符合其要求。一般传统的灯管的光源，相较于采用阴极射线激发汞蒸气得到白光，所以只会有各向均匀四散的光型，不可能提供单一方向直下式的平行光束。设计成不同的曲面，会让灯具有不同的光型，主要是由应用面决定。另外，请参阅图9，壳体108也可以设计成多边形，而不限定于曲面，例如有五个边或是八个边。

在以上图8与图9的实施例当中，可以将壳体截面的内部设计成预订的曲面或是多边形，但是壳体截面的外面仍然是半圆形，这样仍然可以设计使用半圆形的灯罩。

请参阅图10，分别显示不同的支撑的结构。在上述图3到图9之间各实施例的支撑110，主要是设计为V型结构，如图10A所示。这种支撑结构110形状较简单，并且可以有较轻的重量。支撑的另一种设计是Y型的结构112，如图10B图所示。另外，支撑设计成V型结构的时候，可以将V形的内部填满成为三角形，如图10C图显示。不论是哪一种设计，支撑的结构都会由两个平面所夹的角度θ，这个角度θ对于本发明的影响相当重要。当夹角θ较大的时候，发光二极管大部分所发射的光线会往壳体的中央区域照射，反射的结果会有较多的直下式光线，整个灯具的光型会有较高的指向性；当夹角θ较小的时候，发光二极管大部分所发射的光线会往壳体的两端区域照射，反射的结果会有较多的侧光，整个灯具的光型会有较低的指向性。另外，Y形的支撑，除了夹角θ，还可以有一个参数，就是可以调整发光二极管的位置。一种极端的例子，如图11所示，发光二极管120的位置通过Y形支撑112的设计已经接近壳体100的圆心。

请参考图3，灯罩130上也可以形成一层荧光粉层，与发光二极管120产生混光。例如黄色的荧光粉层与蓝色的发光二极管混光，产生白色的照明光源。黄色荧光粉可以是钇铝石榴石(YAG)或是钽铝石榴石(TAG)或是硅酸盐，等。另外，也可以使用多种色光的荧光粉搭配不同的色光的发光二极管。例如，使用蓝光发光二极管，但是使用包含绿光，红光等多波长的荧光粉，或是使用紫外光发光二极管搭配三圆色的荧光粉混成白光。不同色光的荧光粉，可以使用氮化物，硫化物，或是硅酸盐等进行调配。

在本发明中，由于使用一次性反射进行发光二极管的光线均匀化，相较于使用穿透式的雾面灯罩，可以避免较大的光损失，因此较有机会提供较均匀的高亮度照明。由于支撑结构至少有两个平面，之间的夹角可以决定灯具的光型有较多的正向光或是侧光。另外，当支撑设计成Y形结构，还可以调整发光二极管的位置，会有更多的条件决定灯具的光型。而壳体的反射面，可以是圆形，抛物面，近似抛物面，椭圆，或是其他的曲面，或者是多边型。不同形状的壳体对于灯具的光型会有决定性的影响。

显然地，依照上面实施例中的描述，本发明可能有许多的修正与差异。因此需要在其附加的权利要求项的范围内加以理解，除了上述详细的描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例中施行。上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述申请专利范围内。

Claims (6)

1.一种发光二极管总成，其特征在于包括：

一壳体，为一凹面反射体，其中该壳体截面的弧度小于180度，且该壳体截面的弧度到180度之间为雾面屏蔽；

一支撑，位于该壳体的中央区域，该支撑有一第一平面与一第二平面，在该第一平面与该第二平面之间具有一夹角；

多个发光二极管分别位于该第一平面与该第二平面上，光线从该多个发光二极管发射之后经由该凹面反射体反射后由一输出面出去；以及一灯罩，与该壳体结合，且该壳体与该灯罩结合后的外观如一柱状灯管。

2.如权利要求1所述的发光二极管总成，其特征在于，该灯罩为一透明灯罩，且其截面为一平面。

3.如权利要求2所述的发光二极管总成，其特征在于，该壳体的截面为半圆形或是半椭圆形。

4.如权利要求1所述的发光二极管总成，其特征在于，该壳体的截面由多个平面组合成近似曲面。

5.如权利要求1所述的发光二极管总成，其特征在于，该支撑的截面形状为V型或是Y型。

6.如权利要求1所述的发光二极管总成，其特征在于，该灯罩上具有一荧光粉层。