專利名稱：一種調(diào)整型光源裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)整型光源裝置，特別是涉及一種由多個發(fā)光二極管和柱狀導光
體構成的調(diào)整型光源裝置。
背景技術：
目前，市面上所使用之照明燈具，如日光燈、鎢絲燈，及現(xiàn)在為大眾所接受之省電 燈泡，皆已普遍應用于日常生活當中。然而，此類照明燈具光衰減快，能耗高，容易產(chǎn)生高 熱，使用壽命短，易破碎，不易回收，且傳統(tǒng)日光燈演色性差，電流不穩(wěn)而容易造成閃爍。
近十幾年出現(xiàn)的組合式發(fā)光二極管(Light Emitting Diode ;LED)照明燈具，在一 定程度上克服了上述缺陷。但此種組合式發(fā)光二極管照明燈具是由多點光源所組成，而多 點光源直接照射至物體上時，因缺乏燈罩反射柔和所射出的光線，容易使照射之物體產(chǎn)生 復數(shù)陰影，進而導致眩光情況及多重陰影之現(xiàn)象產(chǎn)生。 另外，亦有使用高功率之發(fā)光二極管搭配導光柱之結構設計，使高功率發(fā)光二極 管朝導光柱左、右二端面照射，使導光柱整體發(fā)亮，產(chǎn)生較大面積的柔和光線。但此種結構 設計所射出的光型變化單調(diào)，不足以應付各種應用，且因高功率發(fā)光二極管單位面積的發(fā) 熱量很大，長時間照明使用后，所產(chǎn)生之熱源容易囤積不散，而導致高功率發(fā)光二極管溫度 會隨著時間逐漸升高，使得導光柱照明效率因散熱不佳而造成功率降低，所以，此種結構設 計仍有很大的改善空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有LED光源存在的上述缺陷，提供一種具有連續(xù)的光分 布，不會產(chǎn)生眩光現(xiàn)象，散熱效果好，應用范圍廣，光利用效率高的調(diào)整型光源裝置。
本發(fā)明的目的通過以下技術方案予以實現(xiàn) 其包括由發(fā)光二極管芯片排列構成的線型光源(LED光源)，所述線型光源近旁設
有至少一柱狀導光體，所述柱狀導光體一側(cè)為受光面，另一側(cè)為發(fā)光面。使用時，多個發(fā)光
二極管芯片之點光源發(fā)射之光線照射柱狀導光體受光面一側(cè)，由受光面進入該柱狀導光體
內(nèi)，因光源經(jīng)過柱狀導光體表面與空氣接口產(chǎn)生折射，其垂直于柱狀導光體軸向之光線即
可透過柱狀導光體表面弧度將光源聚集射出，而平行于軸向進入該柱狀導光體之光線因表
面無曲率變化，不會聚集而產(chǎn)主重迭連續(xù)的效果，折射后之光線經(jīng)由柱狀導光體之發(fā)光面
射出，以此形成均勻的面光源照射。 以下為進一步改進的優(yōu)選方案 所述柱狀導光體與LED芯片間的距離《5mm。 所述柱狀導光體斷面呈圓弧狀。發(fā)光二極管芯片置其表面即其焦點面，則照射在 前方平面目標形成一帶狀照明區(qū)域，更者，可以微調(diào)柱狀導光體與LED芯片間的距離，產(chǎn)生 失焦現(xiàn)象以擴展帶狀照明區(qū)之幅寬，唯柱狀導光體與LED芯片間的距離大于5mm時，發(fā)光二 極管芯片出光照射在受光面之外的比例偏高，約30%的光線將無法進入柱狀導光體，因此
3不合于高效率照明之目的，故柱狀導光體與LED芯片間的距離宜《5mm。不推薦過量的失焦調(diào)整方法，進而研發(fā)出多種導光柱之斷面形狀，完成不同寬幅、不同均勻性帶狀光源的調(diào)整方法。 所述柱狀導光體斷面呈圓弧狀，按造鏡者公式(Lens Maker's Formula)可知其焦點等于圓弧的半徑，即圓弧表面就是焦點面。雖然常用圓柱狀導光體之圓形斷面其聚焦成像的效果失真頗大，但對所需均勻性照明目的而言，反而是有利的。當發(fā)光二極管芯片近接置于圓弧之表面者，即置于焦點處，則僅其垂直于軸向的分量經(jīng)圓弧斷面匯聚，并形成一均勻投射的面光源，進而投射在前方平面目標形成一帶狀照明區(qū)域。因為傳統(tǒng)燈具利用光源后方反射燈罩之設計，將照明區(qū)域之光分布加以柔和化、集中化或方向化，此對朝前射出的LED光源特性全然不適用，因此必須在LED光源與目標物之間，即LED光源的前方加裝額外光學組件或改變圓柱狀導光體折射聚光之特征以調(diào)整其光域之分布，才可能滿足不同照光目的需求。 本發(fā)明應用亦可改變多數(shù)LED芯片彼此相對的位置來調(diào)整出光分布，即芯片的走向與柱狀導光體之軸向偏斜一角度e ，以車輛頭燈為例，為避免照射到對向來車影響安全，靠右側(cè)行車的國家都要求，其頭燈照射需滿足左側(cè)光壓低，過中央線后右側(cè)光呈15°揚起。本發(fā)明的一種實施方式是，在安置LED芯片的擺置位置，過中央芯片后其排列方向其走向呈一角度偏向，則其整體投光效果即可滿足汽車大燈所要求的光分布，完全不需要更改機構設計或運用復雜的光學反射罩配件，即可簡單對應得到所需的光分布，而且更節(jié)省空間，并可提高光利用效率。 本發(fā)明在所述柱狀導光體發(fā)光面前方還可同軸向平行增加設置柱狀導光體，當增設的柱狀導光體為二組時，可以順利擴展帶狀照明區(qū)域之幅寬約三倍余，只是其光分布并非均勻，中央帶亮度較高，因此，僅適合應用于部份照明場合。 當所述柱狀導光體斷面呈多邊形時，可得到不同強度與角度間之分布、此類光分布非常適合應用于不同高度的路燈照明使用，更以多邊形及圓柱狀導光體組合之結構可調(diào)配各種光分布，適合不同的照明需求。 所述發(fā)光二極管芯片排列構成之線型光源，可為平行或歪斜于軸向之線或其組合。 所述柱狀導光體可為空心管狀，使光線經(jīng)多重折、反射效應，大幅擴大該發(fā)光面的射出角，其涵蓋角度可達150。，并且可以調(diào)整空心管的內(nèi)徑?jīng)Q定其光分布的均勻性。因空心管的制造與導光柱制造可使用同一模具，其平行度極佳，光照品質(zhì)與成本極具市場潛力。
所述柱狀導光體呈空心管狀之結構中，管內(nèi)還可設置可軸向轉(zhuǎn)動的折射組件，以供使用者旋轉(zhuǎn)調(diào)整該發(fā)光面射出角的配光分布之用。 本發(fā)明將多個發(fā)光二極管所產(chǎn)生之點光源通過柱狀導光體轉(zhuǎn)換為均勻面光源，并可將面光源導引至需照明區(qū)域，以此防止多點光源所產(chǎn)生的眩光現(xiàn)象及多重陰影之情況發(fā)生。 另外，將發(fā)光二極管芯片分散于數(shù)個小型芯片串、并聯(lián)電路，并以芯片直接固著于一大片具有散熱功能的基板上，發(fā)光二極管之熱源分散，且基板具有較大散熱速率，從而提高了發(fā)光二極管整體之散熱效果，避免熱源囤積在固定處，進而使發(fā)光二極管整體電光轉(zhuǎn)換效率更佳。
4


圖1為本發(fā)明實施例1之立體外觀示意圖。圖2為圖1所示實施例之橫斷面結構示意圖。圖3為本發(fā)明實施例2結構示意圖。圖4為本發(fā)明實施例3結構示意圖。圖5為本發(fā)明實施例4結構示意圖。圖6為本發(fā)明實施例5結構示意。圖7為本發(fā)明實施例6結構示意圖。圖8為本發(fā)明實施例7結構示意圖。圖9為本發(fā)明實施例8之立體外觀示意圖。圖10為圖9所示實施例8于調(diào)整反射角度前之示意圖。圖11為圖9所示實施例8于調(diào)整反射角度后之示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例1 參照圖1、圖2，本實施例包括由發(fā)光二極管芯片20排列形成的一線型光源，所述線型光源近旁設有一柱狀導光體30，所述柱狀導光體30 —側(cè)為受光面31，另一側(cè)為發(fā)光面32。 發(fā)光二極管芯片20所形成之復數(shù)點光源照射于柱狀導光體30，使復數(shù)點光源由受光面31進入柱狀導光體30內(nèi)，光源經(jīng)由柱狀導光體30折射后由發(fā)光面32射出。
柱狀導光體30為具透光之實心材質(zhì)構成，當復數(shù)發(fā)光二極管芯片20所產(chǎn)生的復數(shù)點光源朝柱狀導光體30之受光面31照射時，可使光源由空氣介質(zhì)轉(zhuǎn)換進入柱狀導光體30介質(zhì)，即可透過實心之柱狀導光體30將光源聚集折射，并將折射后之光源經(jīng)由柱狀導光體30之發(fā)光面32射出。因柱狀導光體30斷面呈圓弧狀，所以使折射光源由發(fā)光面32呈現(xiàn)輻射狀之均勻面光源照射。以此結構設計，便可將復數(shù)發(fā)光二極管芯片20所發(fā)出之點光源透過柱狀導光體30轉(zhuǎn)換為均勻的面光源照射，并將面光源導引至照明區(qū)域。
另外，復數(shù)發(fā)光二極管芯片20可采用各式顏色之照明，使用者可先行調(diào)配所需之光譜，使復數(shù)發(fā)光二極管芯片20照射柱狀導光體30后呈現(xiàn)各式色相、色溫之光源照射。
再者，復數(shù)發(fā)光二極管芯片20分別電連接于基板10上呈線型分散，基板10作為復數(shù)發(fā)光二極管芯片20之控制電路布設及同時提供散熱之使用，可以避免熱源囤積在固定處，進而改善現(xiàn)有技術須使用高功率發(fā)光二極管而產(chǎn)生散熱不佳的問題。另，復數(shù)發(fā)光二極管芯片20電路之串、并聯(lián)可完全配合控制電路的布局方式，可適用各種高低電壓或交、直流電源的驅(qū)動，其中以36顆串聯(lián)為一組，其正常工作電壓可高達36X3. 5V = 126V，峯值工作電壓可高達36X4. 5V= 162V，按此種串聯(lián)方式，再予以反向并聯(lián)第二組，當可直接運用AC110V的市電，以此結構設計省略了額外配電的需求，正是此種多芯片系統(tǒng)的優(yōu)勢，也是未來主流的應用產(chǎn)品。 如此，復數(shù)發(fā)光二極管芯片20可依使用者所在地電力供應狀況，而選擇適當數(shù)量
5芯片之串、并聯(lián)控制電路，可完全配合當?shù)刂绷骰蚪涣麟娏鳛殡娫?，使本發(fā)明適用范圍更廣。 實施例2 參照圖3，本實施例之結構為達成汽車大燈照射范圍"左低右高"之特征，圓柱狀導光體30在其外表面形成一焦點面，即LED芯片的走向與柱狀導光體之軸向偏斜一角度9 ，以車輛頭燈的設計，為避免照射到對向來車影響安全，靠右側(cè)行車的國家都要求，其頭燈照射需滿足左側(cè)光壓低，過中央線后右側(cè)光呈15。揚起。本實施例在安置LED芯片的擺置位置，過中央芯片后其排列方向其走向呈一角度偏向，9 =15° ，則其整體投光效果即可滿足汽車大燈所要求的光分布，完全不需要更改機構設計或運用復雜的光學反射罩配件，即可簡單對應得到所需的光分布，而且更節(jié)省空間；在焦點面附近改變芯片排列之走向，可以直接改變光源照射之方向。
實施例3 參照圖4，本實施例結構與實施例1大致相同，區(qū)別僅在于，復數(shù)柱狀導光體30堆棧排列，使復數(shù)柱狀導光體30呈現(xiàn)最大的光源照射面積。
實施例4 參照圖5，本實施例結構與實施例1亦大致相同，區(qū)別僅在于，柱狀導光體30斷面為多邊形，以此呈現(xiàn)一個方向以上之均勻面光源照射。
實施例5 參照圖6，本實施例結構與實施例1也大致相同，區(qū)別僅在于，柱狀導光體30由具透光之中空材質(zhì)構成，柱狀導光體30有一空腔33，而柱狀導光體30之空腔33斷面呈圓弧狀。當光源由空氣介質(zhì)進入柱狀導光體30介質(zhì)后，部份光線直接射入呈圓弧狀之內(nèi)壁面331，此內(nèi)壁面331將光線折、反射，便可將多道光線反射至發(fā)光面32射出，以增益柱狀導光體3整體照明亮度。
實施例6 參照圖7，本實施例結構與實施例5大致相同，區(qū)別僅在于，柱狀導光體30之空腔33斷面設計成多邊形狀，因為空腔33斷面呈現(xiàn)多邊形狀，所以光源射入空腔33之內(nèi)壁面331后，可由內(nèi)壁面331反射出至少一個方向以上之光源至該發(fā)光面32形成亮度增益。故，使用者于照明時可轉(zhuǎn)動柱狀導光體30，以調(diào)整內(nèi)壁面331之反射角度，來變換面光源的照射方向。 實施例7 參照圖8，本實施例結構與實施例5也大致相同，區(qū)別僅在于，柱狀導光體30斷面
外型為多邊形。
實施例7 參照圖9、圖10、圖11，本實施例柱狀導光體30之空腔33內(nèi)設置有可軸向轉(zhuǎn)動的反射組件40，反射組件40 —側(cè)有反射面41 。當光線向柱狀導光體30之空腔33射入時，使用者可轉(zhuǎn)動反射組件40，調(diào)整反射組件40之反射面41的角度，便可將光源透過反射面41調(diào)整形成有各種角度之均勻面光源照射，并將面光源導引至照明區(qū)域。
本發(fā)明之調(diào)整型光源裝置，其功效在于將復數(shù)發(fā)光二極管芯片20所產(chǎn)生之點光源通過柱狀導光體30轉(zhuǎn)換為均勻面光源，并將面光源導引至照明區(qū)域，以此防止多點光源所產(chǎn)生的眩光現(xiàn)象及多重陰影之情況發(fā)生。 另外，當復數(shù)發(fā)光二極管芯片20于運作發(fā)熱時，可轉(zhuǎn)換復數(shù)發(fā)光二極管芯片20之
熱源于基板10上作為最大散熱面積，提高復數(shù)發(fā)光二極管芯片20整體之散熱效果，以避免
熱源囤積在固定處，進而使其復數(shù)發(fā)光二極管芯片20整體電光轉(zhuǎn)換效率更佳。 以上所述僅為本發(fā)明之優(yōu)選實施例，在不脫離本發(fā)明技術方案基本構思范圍內(nèi)，
所作之更動與潤飾，均屬本發(fā)明之保護范圍。
權利要求
一種調(diào)整型光源裝置，包括由發(fā)光二極管芯片排列構成的線型光源，其特征在于，所述線型光源近旁設有至少一柱狀導光體，所述柱狀導光體一側(cè)為受光面，另一側(cè)為發(fā)光面。
2. 如權利要求l所述的調(diào)整型光源裝置，其特征在于，線光源與柱狀導光體的距離 < 5mm。
3. 如權利要求1或2所述的調(diào)整型光源裝置，其特征在于，發(fā)光二極管芯片排列構成之 線型光源，為平行或歪斜于軸向之線或其組合。
4. 如權利要求1或2所述的調(diào)整型光源裝置，其特征在于，所述柱狀導光體為實心柱或 空心管柱。
5. 如權利要求1或2所述的調(diào)整型光源裝置，其特征在于，所述柱狀導光體為空心管 柱，且所述管腔內(nèi)設置有可軸向轉(zhuǎn)動的折射組件。
6. 如權利要求1或2所述的調(diào)整型光源裝置，其特征在于，所述柱狀導光體斷面呈圓弧狀。
7. 如權利要求1或2所述的調(diào)整型光源裝置，其特征在于，所述柱狀導光體斷面呈多邊形。
8. 如權利要求1或2所述的調(diào)整型光源裝置，其特征在于，所柱狀導光體發(fā)光面前方同 軸向平行增設有二組柱狀導光體。
全文摘要
一種調(diào)整型光源裝置，其包括由發(fā)光二極管芯片排列構成的線型光源，所述線型光源近旁設有至少一柱狀導光體，所述柱狀導光體一側(cè)為受光面，另一側(cè)為發(fā)光面。本發(fā)明具有連續(xù)的光分布，不會產(chǎn)生眩光現(xiàn)象，散熱效果好，應用范圍廣，光利用效率高。
文檔編號F21Y101/02GK101718407SQ201010300990
公開日2010年6月2日 申請日期2010年1月31日 優(yōu)先權日2010年1月31日
發(fā)明者秦厚敬 申請人:秦厚敬