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CN110185964A - 照明装置 - Google Patents

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CN110185964A
CN110185964A CN201810153760.4A CN201810153760A CN110185964A CN 110185964 A CN110185964 A CN 110185964A CN 201810153760 A CN201810153760 A CN 201810153760A CN 110185964 A CN110185964 A CN 110185964A
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CN
China
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reflector
front cover
lighting device
optical microstructures
light beam
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Application number
CN201810153760.4A
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陈冠宇
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Lite On Electronics Guangzhou Co Ltd
Lite On Technology Corp
Original Assignee
Lite On Electronics Guangzhou Co Ltd
Lite On Technology Corp
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Publication date
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Priority to US15/979,469 priority patent/US10539291B2/en
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Abstract

本发明提供一种照明装置，包括反射罩、前盖、发光组件以及多个光学微结构。前盖连接于反射罩。反射罩与前盖之间形成容置空间。发光组件配置于容置空间中且用以发出光束。这些光学微结构配置于反射罩与前盖的至少其中之一上，每一光学微结构呈多层阶梯状结构，这些光学微结构通过折射与反射来扩散光束。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种光学装置，尤其涉及一种照明装置。
背景技术
现今的道路照明逐渐采用发光二极管作为发光源。发光二极管(Light-emittingdiode，LED)的发光现象是通过电子与空穴的结合将电能转换成光能，而不是通过加热发光或放电发光，因此，发光二极管具有反应速度快、体积小、较省电、低污染、使用寿命长且适合量产等优点，使得发光二极管逐渐成为照明装置的主流。
一般而言，发光二极管所发出的光具有指向性，当以发光二极管作为道路照明灯具的发光源时，往往由于光强度过于集中而有眩光严重的问题，如此容易造成路人及驾驶的眼睛不舒适。若仅是采用雾面灯罩来处理眩光问题，却因为雾面灯罩会将光线往各个方向发散的特性，反而让光线往不需照明的方向发出，造成能源的浪费，且可能因为照射于路面的光能量不足而无法符合道路规范。因此，如何设计出一个能满足所需照明效果且能抑制眩光的照明装置，成为值得研发的课题。
发明内容
本发明提供一种照明装置，其兼具抑制眩光及达到所需照明效果的功能。
本发明的一实施例的照明装置包括反射罩、前盖、发光组件以及多个光学微结构。前盖连接于反射罩。反射罩与前盖之间形成容置空间。发光组件配置于容置空间中且用以发出光束。这些光学微结构配置于反射罩与前盖的至少其中之一上，每一光学微结构呈多层阶梯状结构，这些光学微结构通过折射与反射来扩散光束。
在一实施例中，多层阶梯状结构包括多个堆栈层。这些堆栈层的中心轴彼此重合。
在一实施例中，多层阶梯状结构包括多个堆栈层。这些堆栈层的中心轴至少部分不重合。
在一实施例中，多层阶梯状结构包括多个堆栈层。这些堆栈层配置于载体上，且从靠近载体的一侧往远离载体的一侧堆栈。载体为反射罩与前盖的至少其中之一。对于每一光学微结构的任两堆栈层而言，较靠近载体的堆栈层的分布范围大于且涵盖较远离载体的堆栈层的分布范围。
在一实施例中，前盖呈平板状、凸透镜状、凹透镜状或等厚度弯曲板状。
在一实施例中，发光组件包括发光二极管以及二次透镜。发光二极管用以发出光束。二次透镜配置于光束的传递路径上，以增加光束的发散角。
在一实施例中，反射罩包括壳体以及反射层。壳体具有朝向容置空间的内表面及背对容置空间的外表面。反射层位于内表面上。
在一实施例中，发光组件的光轴与前盖的中心轴的夹角是落在20度至80度的范围内。
本发明的另一实施例的照明装置包括反射罩、前盖、发光组件以及多个光学微结构。前盖连接于反射罩。反射罩与前盖之间形成容置空间。发光组件配置于容置空间中且用以发出光束。这些光学微结构配置于反射罩与前盖的至少其中之一上，每一光学微结构包括多个堆栈层，这些堆栈层的侧面至少部分不切齐，这些光学微结构通过折射与反射来扩散光束。
在一实施例中，这些堆栈层的侧面彼此不切齐。
基于上述，由于本发明的实施例的照明装置采用了具有多层阶梯状结构的光学微结构，或采用具有多个侧面至少部分不切齐的堆栈层的光学微结构，而光学微结构可通过折射与反射来扩散光束，因此可以抑制眩光，并达到所需的照明效果。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的一实施例的照明装置的剖面示意图；
图2为本发明的另一实施例的照明装置的剖面示意图；
图3A为本发明的一实施例前盖呈凸透镜状的照明装置的剖面示意图；
图3B为本发明的一实施例前盖呈凹透镜状的照明装置的剖面示意图；
图3C为本发明的一实施例前盖呈等厚度弯曲板状的照明装置的剖面示意图；
图4显示图1与图2中的光学微结构的立体示意图；
图5为图4中区域A的局部放大示意图；
图6显示为本发明的一实施例的轴对称型式光学微结构示意图；
图7显示为本发明的另一实施例的非轴对称型式光学微结构示意图。
附图标号说明：
100、100’：照明装置
110：发光组件
111：光束
112：发光二极管
113：二次透镜
120：反射罩
121：壳体
121a：内表面
121b：外表面
122：反射层
130：前盖
140：容置空间
150、150’：光学微结构
152、152a、152b、152c、152d：堆栈层
160、181、182、183、184：中心轴
170：光轴
180：载体
191、192、193、194：侧面
A：区域
α：夹角
具体实施方式
图1为本发明的一实施例的照明装置的剖面示意图。图2为本发明的另一实施例的照明装置的剖面示意图。请先参考图1，本实施例的照明装置100包括反射罩120、前盖130、至少一发光组件110(本实施例是以多个发光组件110为例)以及多个光学微结构150。在一些实施例中，照明装置100为户外的道路照明装置，例如路灯。前盖130连接于反射罩120，其中反射罩120与前盖130之间形成容置空间140。发光组件110配置于容置空间140中，且用以发出光束111。这些光学微结构150配置于反射罩120与前盖130的至少其中之一上(在图1的实施例中是以配置于反射罩120上为例)，每一光学微结构150呈多层阶梯状结构，这些光学微结构150通过折射与反射来扩散光束111。
于本实施例中，光学微结构150配置于反射罩120上，如图1，则发光组件110所发出的光束111朝向光学微结构150，也就是朝向反射罩120；反之，在另一实施例中，照明装置100’的光学微结构150配置于前盖130上，例如图2，则发光组件110所发出的光束111朝向光学微结构150，也就是朝向前盖130。但本发明不以此为限，光学微结构150亦可同时配置于反射罩120与前盖130上，则发光组件110所发出的光束111可依实际光型的需求来配置朝向反射罩120或前盖130。在图1与图2的实施例中，为了提升光扩散效果，发光组件110的光轴170与前盖130的中心轴160的夹角α是落在20度至80度的范围内，且容置空间140于前盖130的中心轴160上的高度大于15毫米。
图3A为本发明的一实施例前盖呈凸透镜状的照明装置的剖面示意图。图3B为本发明的一实施例前盖呈凹透镜状的照明装置的剖面示意图。图3C为本发明的一实施例前盖呈等厚度弯曲板状的照明装置的剖面示意图。请再同时参考图1、图2、图3A、图3B与图3C，在本实施例中，前盖130可呈平板状(如图1与图2)，然而，在其他实施例中，前盖130亦可呈凸透镜状(如图3A)、凹透镜状(如图3B)或等厚度弯曲板状(如图3C)。每一发光组件110包括发光二极管112以及二次透镜113。发光二极管112用以发出光束111。二次透镜113配置于来自发光二极管112的光束111的传递路径上，以增加光束111的发散角。此外，在本实施例中，反射罩120包括壳体121以及反射层122。壳体121具有朝向容置空间140的内表面121a及背对容置空间140的外表面121b。反射层122位于内表面121a上。在图1中，光学微结构150例如是配置于反射层122上。
在一些实施例中，光学微结构150与反射罩120为透明材质。于材料选择上，光学微结构150的材料例如是聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)，PMMA)或聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)，而反射罩120的材料例如是聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate，PET)塑料材料，但不以此为限。因此，可于反射罩120上设置具有反射效果的反射层122，例如是金属镀层或具高反射率的光学膜层，但不以此为限。此外，前盖130可由透明材质构成，或是由掺杂有光散射材质或光散射粒子的透明材质所构成，因此可具有光扩散效果。或者，前盖130可以是由表面不规则或粗糙的透明材质所构成，因此可具有光扩散效果。
图4显示图1与图2中的光学微结构的立体示意图。图5为图4中区域A的局部放大示意图。图6显示为本发明的一实施例的轴对称型式光学微结构示意图。图7显示为本发明的另一实施例的非轴对称型式光学微结构示意图。请同时参考图4、图5、图6与图7，每一光学微结构150呈多层阶梯状结构，多层阶梯状结构包括多个堆栈层152，意即每一光学微结构150包括多个堆栈层152(例如图6与图7的152a、152b、152c、152d)。在一些实施例中，这些堆栈层152a、152b、152c、152d的侧面191、192、193、194至少部分不切齐。在进一步的实施例中，这些堆栈层152a、152b、152c、152d的侧面191、192、193、194彼此不切齐。如图6所显示，这些堆栈层152a、152b、152c、152d的中心轴181、182、183、184彼此重合，因此形成轴对称型式光学微结构150。
详细来说，这些堆栈层152a、152b、152c、152d配置于载体180上，且从靠近载体180的一侧往远离载体180的一侧堆栈，载体180为反射罩120与前盖130的至少其中之一。也就是说，对于配置于反射罩120上的光学微结构150而言，载体180为反射罩120，而对于配置于前盖130的光学微结构150而言，载体180为前盖130。对于每一光学微结构150的任两堆栈层152而言，较靠近载体180的堆栈层152的分布范围大于且涵盖较远离载体180的堆栈层152的分布范围。举例而言，堆栈层152a的横向(即垂直于中心轴181的方向)分布范围大于且涵盖堆栈层152b的横向分布范围，堆栈层152b的横向分布范围大于且涵盖堆栈层152c的横向分布范围，堆栈层152c的横向分布范围大于且涵盖堆栈层152d的横向分布范围。如此一来，便可堆栈成多层阶梯状结构。
换个方式解释，若堆栈层152a的横向分布范围大于堆栈层152b的横向分布范围，代表堆栈层152a的横向截面积大于堆栈层152b的横向截面积。若堆栈层152a的横向分布范围涵盖堆栈层152b的横向分布范围，代表堆栈层152b的右边侧面192不突出堆栈层152a的右边侧面191，且左边亦然。
再者，在另一实施例中，如图7所显示，可采用光学微结构150’来取代上述光学微结构150，光学微结构150’的多个堆栈层152(例如152a、152b、152c、152d)的中心轴181、182、183、184至少部分不重合，则形成非轴对称型式光学微结构150’。而此非轴对称型式光学微结构150’相对于轴对称型式光学微结构150，具有利于产生大角度光型的特性，例如是大于140度的大角度光型，因此可降低光强度过于集中的问题。
基于上述，由于上述实施例的照明装置100、100’采用了具有多层阶梯状结构的光学微结构150，或采用具有多个侧面至少部分不切齐的堆栈层152的光学微结构150，而光学微结构150可通过折射与反射来扩散光束，因此可以增加发光源面积，产生较小的眩光值，并达到所需的照明效果，例如是达到符合交通法规的道路照明光型。如此一来，便能够增加用路人的舒适度，且不影响道路规范的要求。
值得一提的是，上述堆栈层152例如为圆盘状，或者也可以是多边形盘状、其他几何形盘状或不规则形盘状。而光束通过上述堆栈层152之间进行多次反射与折射，因此可提高光强度的均匀性。亦可针对所需光型来设计光学微结构150于反射罩120与前盖130的分布，例如是全部设置非轴对称型式光学微结构150’，而达成高度表面均匀的光型；或是于以前盖130的中心轴160为中心的中央区域设置轴对称型式光学微结构150，而周边区域设置非轴对称型式光学微结构150’，因此可达成中心光强度较强的光型，但不以此为限。
综上所述，由于本发明的实施例的照明装置采用了具有多层阶梯状结构的光学微结构，或采用具有多个侧面至少部分不切齐的堆栈层的光学微结构，而光学微结构可通过折射与反射来扩散光束，因此可以抑制眩光，并达到所需的照明效果。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种照明装置，其特征在于，包括：
反射罩；
前盖，连接于所述反射罩，其中所述反射罩与所述前盖之间形成容置空间；
发光组件，配置于所述容置空间中且用以发出光束；以及
多个光学微结构，配置于所述反射罩与所述前盖的至少其中之一上，每一光学微结构呈多层阶梯状结构，所述多个光学微结构通过折射与反射来扩散所述光束。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述多层阶梯状结构包括多个堆栈层，所述多个堆栈层的中心轴彼此重合。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述多层阶梯状结构包括多个堆栈层，所述多个堆栈层的中心轴至少部分不重合。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述多层阶梯状结构包括多个堆栈层，配置于载体上，且从靠近所述载体的一侧往远离所述载体的一侧堆栈，所述载体为所述反射罩与所述前盖的所述至少其中之一，对于每一光学微结构的任两堆栈层而言，较靠近所述载体的堆栈层的分布范围大于且涵盖较远离所述载体的堆栈层的分布范围。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述前盖呈平板状、凸透镜状、凹透镜状或等厚度弯曲板状。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述发光组件包括：
发光二极管，用以发出所述光束；以及
二次透镜，配置于所述光束的传递路径上，以增加所述光束的发散角。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述反射罩包括：
壳体，具有朝向所述容置空间的内表面及背对所述容置空间的外表面；以及
反射层，位于所述内表面上。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述发光组件的光轴与所述前盖的中心轴的夹角是落在20度至80度的范围内。
9.一种照明装置，其特征在于，包括：
反射罩；
前盖，连接于所述反射罩，其中所述反射罩与所述前盖之间形成容置空间；
发光组件，配置于所述容置空间中且用以发出光束；以及
多个光学微结构，配置于所述反射罩与所述前盖的至少其中之一上，每一光学微结构包括多个堆栈层，所述多个堆栈层的侧面至少部分不切齐，所述多个光学微结构通过折射与反射来扩散所述光束。
10.根据权利要求9所述的照明装置，其特征在于，所述多个堆栈层的侧面彼此不切齐。
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