專利名稱:燈具結(jié)構(gòu)及金屬箔片的組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明關(guān)于一種燈具結(jié)構(gòu)及金屬箔片的組裝方法,且特別是有關(guān)于一種改善燈罩 內(nèi)部溫度均勻化的燈具結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
隨著各種光源的開(kāi)發(fā),發(fā)光二極體(Light-emitting diode,LED)因功率的提升已 逐漸應(yīng)用于照明的領(lǐng)域。單一點(diǎn)光源的LED照明裝置除了其照度及照明范圍有限而不宜作 為閱讀用的照明外,點(diǎn)光源造成的亮點(diǎn)也使得使用者的眼睛容易感到不適。為增加照明裝 置的整體照度,多采用多個(gè)以平面排列的高功率LED,并利用燈罩以適度地柔化光線,緩和 點(diǎn)光源的刺眼感。此外,另有以導(dǎo)光柱或?qū)Ч獍遄鳛榛旃鈾C(jī)制以提供較均勻的面光源的裝置,此裝 置的多個(gè)點(diǎn)光源設(shè)置于導(dǎo)光板的邊側(cè),光線自該邊側(cè)進(jìn)入導(dǎo)光板后,再經(jīng)由表面穿透出導(dǎo) 光板。但穿透出的光線的強(qiáng)度與至該邊側(cè)的距離成反比,故導(dǎo)光板產(chǎn)生的面光源的強(qiáng)度仍 有梯度變化。為增加照明均勻性,將多個(gè)點(diǎn)光源設(shè)置于導(dǎo)光板的相對(duì)的二邊側(cè),藉此減緩面 光源的強(qiáng)度變化的梯度;然而,此結(jié)構(gòu)通常僅能用于對(duì)稱結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板中,尤其是具有相互 平行的邊側(cè),例如矩形,故此裝置可提供的照明場(chǎng)形有限,亦限制其實(shí)用性。另外,LED對(duì)于溫度的影響較為敏感,LED會(huì)因?yàn)闇囟壬咴斐蓧勖目s短與光 輸出的衰減。常見(jiàn)的散熱策略是將LED電路基板藉由熱介面材料(thermal interface Material, TIM)與熱沉(heat sink)做結(jié)合,利用熱沉將熱量傳至外界環(huán)境做熱交換。此 種方法雖能達(dá)到散熱的目的,但缺點(diǎn)是熱沉與外界做熱交換處,往往也是系統(tǒng)的局部熱區(qū), 局部熱區(qū)會(huì)讓使用者感到不適,甚至?xí)袪C傷等安全上的疑慮。為了解決局部熱區(qū)的問(wèn)題, 就必須加大熱沉的面積或者使用風(fēng)扇強(qiáng)制將燈罩內(nèi)部溫度均勻化。前者會(huì)迫使燈罩必須加 大空間來(lái)擺放更大的熱沉,而后者因?yàn)轱L(fēng)扇是動(dòng)件會(huì)有壽命及可靠度的問(wèn)題,使用以上散 熱策略于燈具上皆會(huì)破壞LED體積小、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),無(wú)法適用于小型化或特殊造型的燈 具結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)于一種燈具結(jié)構(gòu),改善局部熱區(qū)的問(wèn)題,以使燈罩內(nèi)部均勻升溫。此 外,利用金屬箔片的高延展性及可任意彎折延伸的特性,克服燈罩的幾何結(jié)構(gòu)外型的限制, 并且加大散熱器的可散熱面積,提高散熱量。根據(jù)本發(fā)明的一方面,提出一種燈具結(jié)構(gòu),其包括燈罩、散熱器、金屬箔片以及燈 源。該燈罩具有容納空間與燈罩開(kāi)口部;該散熱器配置于該燈罩開(kāi)口部,使部份的散熱器位 于該容納空間內(nèi);該金屬箔片包括第一金屬箔片與第二金屬箔片,該第一金屬箔片的第一 面貼附于該部份的散熱器且該第二金屬箔片于該容納空間內(nèi)延伸;該燈源設(shè)置于該第一金 屬箔片的第二面上。根據(jù)所述的燈具結(jié)構(gòu),該燈具結(jié)構(gòu)還包括導(dǎo)光板,該導(dǎo)光板呈扁平狀設(shè)置于該容納空間,該導(dǎo)光板具有開(kāi)口部,該開(kāi)口部對(duì)應(yīng)該燈罩開(kāi)口部設(shè)置,該部份的散熱器穿越該開(kāi) 口部及該燈罩開(kāi)口部,該第一金屬箔片對(duì)應(yīng)該開(kāi)口部以環(huán)繞的方式耦接該部份的散熱器, 該燈源朝向該導(dǎo)光板。根據(jù)所述的燈具結(jié)構(gòu),該第二金屬箔片平行于該導(dǎo)光板且以環(huán)繞該開(kāi)口部的方式 呈放射狀延展。根據(jù)所述的燈具結(jié)構(gòu),該導(dǎo)光板以該開(kāi)口部的側(cè)壁作為入光面,該燈源包括復(fù)數(shù) 個(gè)發(fā)光元件,該復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光元件環(huán)繞對(duì)應(yīng)于該開(kāi)口部并以輻射狀發(fā)射光線至該入光面。根據(jù)所述的燈具結(jié)構(gòu),該燈源還包括環(huán)形電路板,該環(huán)形電路板具有相對(duì)的內(nèi)環(huán) 面以及外環(huán)面,其中該復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光元件配置于該外環(huán)面上,該第一金屬箔片接觸該內(nèi)環(huán)面。根據(jù)所述的燈具結(jié)構(gòu),該燈具結(jié)構(gòu)還包括燈架,該燈架的頂部包括軸承,該散熱器 連接一接頭固定在該燈架的該軸承內(nèi)。根據(jù)所述的燈具結(jié)構(gòu),該第二金屬箔片包括復(fù)數(shù)個(gè)長(zhǎng)條薄片,各該長(zhǎng)條薄片具有 第一端以及第二端,該些第一端相連于該第一金屬箔片,而該些第二端由該散熱器的周圍 向外彎折而形成放射狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)所述的燈具結(jié)構(gòu),該復(fù)數(shù)個(gè)長(zhǎng)條薄片等長(zhǎng)地朝該燈罩的外緣延伸。根據(jù)所述的燈具結(jié)構(gòu),各該長(zhǎng)條薄片的長(zhǎng)度依照各該第一端至該燈罩的外緣間的 距離不同而不同。根據(jù)一具體實(shí)施方式
,本發(fā)明提供一種金屬箔片的組裝方法,用于燈罩內(nèi),該組裝 方法包括提供第一金屬箔片以及第二金屬箔片,該第二金屬箔片裁切成復(fù)數(shù)個(gè)長(zhǎng)條薄片, 該復(fù)數(shù)個(gè)長(zhǎng)條薄片的第一端相連于該第一金屬箔片,該第一金屬箔片具有第一面以及第二 面;將復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光元件配置于該第一金屬箔片的該第二面,并將該第一金屬箔片的該第一 面貼附至散熱器上;將各該長(zhǎng)條薄片的第二端由該散熱器的周圍向外彎折,以形成放射狀 結(jié)構(gòu)以及將上蓋覆蓋于該燈罩的頂部,使各該長(zhǎng)條薄片平置于該燈罩內(nèi)。依據(jù)本發(fā)明的上述技術(shù)特征,發(fā)光元件所產(chǎn)生的廢熱會(huì)先藉由金屬箔片均勻散布 于燈罩內(nèi),讓燈罩內(nèi)部均勻的升溫,最后燈罩再與外界環(huán)境做熱交換,同時(shí),部分的熱會(huì)穿 透金屬箔片傳導(dǎo)至散熱器,由散熱器與外界環(huán)境直接連結(jié)做熱交換。此種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于, 金屬箔片可使燈具外殼均勻升溫解決局部熱區(qū)的問(wèn)題,并且加大可散熱面積,提高散熱量, 同時(shí)減低散熱器的負(fù)擔(dān),不至于過(guò)熱;本發(fā)明適用于封閉式的燈具使用,然而若設(shè)計(jì)條件的 允許下,仍可在燈罩上開(kāi)孔,此時(shí),因本發(fā)明可均勻熱量,因此可更彈性的選擇開(kāi)孔位置,提 高散熱度。此外,金屬箔片體積小、非動(dòng)件可靠度高,因此與LED體積小、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)相得 益彰。于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以由以下的
及具體實(shí)施方式
詳述得到進(jìn)一步 的了解。
圖IA繪示依照一實(shí)施例的發(fā)光二極體燈具結(jié)構(gòu)的示意圖。圖IB繪示圖IA的發(fā)光二極體燈具結(jié)構(gòu)沿著I-I剖面線的示意圖。圖2A 圖2D繪示依照一實(shí)施例的金屬箔片的組裝方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例的燈具結(jié)構(gòu),以LED為發(fā)光元件并與金屬箔片做搭接,再將金屬箔片貼 附至散熱器的周圍,以增加散熱器的散熱面積。發(fā)光元件、金屬箔片與散熱器之間用高導(dǎo)熱 系數(shù)的熱介面材料連接,并利用金屬箔片的高延展性及可任意彎折延伸的特性,克服燈罩 的幾何結(jié)構(gòu)外型的限制。請(qǐng)參照?qǐng)DIA及圖1B,其中圖IA繪示依照一實(shí)施例的發(fā)光二極體燈具結(jié)構(gòu)的示意 圖,圖IB繪示圖IA的發(fā)光二極體燈具結(jié)構(gòu)沿著I-I剖面線的示意圖。燈具結(jié)構(gòu)100包括 燈罩110、散熱器130、金屬箔片140以及燈源150。燈罩110具有容納空間IlOa與燈罩開(kāi) 口部110b。散熱器130配置于燈罩開(kāi)口部110b,使部份130a的散熱器130位于容納空間 IlOa內(nèi)。金屬箔片140包括第一金屬箔片141與第二金屬箔片142,第一金屬箔片141的 第一面Sl貼附于該部份130a的散熱器130且第二金屬箔片142于容納空間IlOa內(nèi)延伸。 燈源150耦接第一金屬箔片141的第二面S2。此外,燈具結(jié)構(gòu)100更可包括導(dǎo)光板120,呈扁平狀并配置于燈罩110的容置空間 110a。導(dǎo)光板120具有開(kāi)口部120a對(duì)應(yīng)燈罩開(kāi)口部IlOb設(shè)置,該部份130a的散熱器130 穿越開(kāi)口部120a及燈罩開(kāi)口部110b。第一金屬箔片141對(duì)應(yīng)開(kāi)口部120a以環(huán)繞的方式耦 接該部份130a的散熱器130。燈源150設(shè)置于第一金屬箔片141上且朝向?qū)Ч獍?20。在 一實(shí)施例中,導(dǎo)光板120以開(kāi)口部120a的側(cè)壁作為入光面120b。燈源150包括多個(gè)發(fā)光元 件152,這些發(fā)光元件152以輻射狀發(fā)射光線至導(dǎo)光板120的入光面120b。在一實(shí)施例中,燈具結(jié)構(gòu)100還包括燈架160,燈架160的頂部包括軸承162,而燈 罩110的底部111以軸承162固定在燈架160上。此外,散熱器130的底部連接可活動(dòng)的 接頭112,接頭112固定在燈架160的軸承162內(nèi),藉以調(diào)整燈罩110的角度。導(dǎo)光板120 的開(kāi)口部120a對(duì)應(yīng)位于接頭112的上方,而位于燈罩開(kāi)口部IlOb內(nèi)的散熱器130與接頭 112連接或鎖固為一體,以使散熱器130所吸收的熱可經(jīng)由接頭112傳導(dǎo)至燈架160。另外,第一金屬箔片141的第二面S2連接環(huán)形電路板152的內(nèi)環(huán)面152a,并經(jīng)由 接觸內(nèi)環(huán)面15 以吸收發(fā)光元件巧4于運(yùn)作中所產(chǎn)生的熱。此外,第一金屬箔片140的第 一面Sl連接散熱器130,并經(jīng)由接觸散熱器130以將一部分的熱傳導(dǎo)至燈罩110底部的接 頭112,再由接頭112傳導(dǎo)至燈架160。另外,在一實(shí)施例中,導(dǎo)光板120包括上表面122以及相對(duì)于上表面122的下表面 124。上表面122設(shè)置有反射光線的凹點(diǎn)12加(或凸點(diǎn))。因此,當(dāng)環(huán)狀排列的發(fā)光元件154 發(fā)射光線時(shí),光線經(jīng)由入光面120b進(jìn)入導(dǎo)光板120中,再由上表面122上的凹點(diǎn)122a(或 凸點(diǎn))向下反射由下表面124(即出光面)穿透出導(dǎo)光板120,其反射路徑L如箭頭所示。 如此,燈源150的光線經(jīng)由導(dǎo)光板120向下折射而形成面光源。此外,導(dǎo)光板120的上表面 122上更可設(shè)置遮光片126,且導(dǎo)光板120的外緣以燈罩110的外殼116包覆,以使下表面 124為導(dǎo)光板120的主要出光面,此出光面與入光面120b垂直,且出光面為平面或霧面,以 使穿透出導(dǎo)光板120的光線可為均勻照明的面光源。在一實(shí)施例中,遮光片126除了反射 光線之外,更可避免燈罩110內(nèi)的部分導(dǎo)光板120上出現(xiàn)金屬箔片140的投影,以改善照明 的均勻度。另外,在一實(shí)施例中,環(huán)形電路板152可為軟性電路板,而發(fā)光元件154經(jīng)由軟性 電路板作為電性連接外部電源或驅(qū)動(dòng)器的媒介。但于實(shí)際應(yīng)用中,發(fā)光元件1 亦得一一
5貼附于散熱器130上,其電性連接可另以其他方式為之,例如另行拉線或分別以軟性電路 板另行連接,藉此可減少發(fā)光元件1 與散熱器130間的熱阻,增加散熱量。再者,在不改 變散熱器130的設(shè)計(jì)下,金屬箔片140由散熱器130的周圍呈輻射狀向外延伸,以使一部分 的熱經(jīng)由金屬箔片140吸收,以增加整體的散熱量。此外,第二金屬箔片142為軟性材質(zhì),例如為單層或多層的銅箔或鋁箔組合而成, 并可裁切成多數(shù)個(gè)長(zhǎng)條薄片142a,相對(duì)于散熱器130的固定形狀及結(jié)構(gòu)上的限制,第二金 屬箔片142可于燈罩110內(nèi)善用既有的空間改變形狀或配合組裝的方式,不受空間上的 限制,故可實(shí)際應(yīng)用在各種特殊造型的燈罩110內(nèi),例如應(yīng)用在圖IB中扁平化造型的燈罩 110。在一實(shí)施例中,各個(gè)長(zhǎng)條薄片14 具有第一端El以及第二端E2,第一端El相連于第 一金屬箔片141,而第二端E2由散熱器130的周圍向外彎折而形成放射狀結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中,燈罩110的外型不限定為橢圓形,而長(zhǎng)條薄片14 的長(zhǎng)度也不限 定為等長(zhǎng)地朝燈罩Iio的外緣延伸。在一實(shí)施例中,長(zhǎng)條薄片14 的長(zhǎng)度可依照其第一端 El至燈罩110的外緣間的距離D不同而不同,距離D越近,長(zhǎng)度越短;反之,距離D越遠(yuǎn),長(zhǎng) 度越長(zhǎng),類似以等比的關(guān)系調(diào)整長(zhǎng)條薄片14 的長(zhǎng)度。此外,長(zhǎng)條薄片14 的長(zhǎng)度越長(zhǎng)、寬 度越寬,則可散熱面積越大,可散熱的距離越長(zhǎng),故可藉由調(diào)整各個(gè)長(zhǎng)條薄片14 的長(zhǎng)度 或?qū)挾龋约哟笊岬姆秶?。因此,?dāng)發(fā)光元件154的排列密度越高或發(fā)熱量越高時(shí),局部 高溫會(huì)越明顯,故可藉由調(diào)整長(zhǎng)條薄片14 的長(zhǎng)度或?qū)挾?,以加大散熱的范圍,使燈?10 內(nèi)部均勻升溫,雖然散熱金屬片的長(zhǎng)度及寬度理論上是越長(zhǎng)越好,但超過(guò)其最佳化長(zhǎng)度時(shí), 多余金屬片的長(zhǎng)度需較高成本,未能符合設(shè)計(jì)要求。請(qǐng)參考圖2A 圖2D,其繪示依照一實(shí)施例的金屬箔片140的組裝方法的示意圖。 請(qǐng)參考圖2A,金屬箔片140包括第一金屬箔片141以及第二金屬箔片142,第二金屬箔片 142裁切成多數(shù)個(gè)長(zhǎng)條薄片142a,此些長(zhǎng)條薄片14 的第一端El相連于第一金屬箔片 141,第一金屬箔片141具有第一面Sl以及第二面S2。接著,將多數(shù)個(gè)發(fā)光元件IM配置于 第一金屬箔片141的第二面S2,并將第一金屬箔片141的第一面Sl貼附至散熱器130上, 如圖2B所示。接著,請(qǐng)參考圖2C,各個(gè)長(zhǎng)條薄片14 的第二端E2由散熱器130的周圍向 外開(kāi)展并向下彎折,以形成放射狀結(jié)構(gòu)。之后,在圖2D中,將上蓋114覆蓋于燈罩110的頂 端,使各個(gè)長(zhǎng)條薄片14 平置于燈罩110內(nèi)。如此,發(fā)光元件巧4所產(chǎn)生的廢熱會(huì)先藉由 金屬箔片140均勻散布于燈罩110內(nèi),讓燈罩110內(nèi)部均勻的升溫,最后燈罩110再與外界 環(huán)境做熱交換,同時(shí),部分的熱會(huì)穿透金屬箔片140傳導(dǎo)至散熱器130,由散熱器130與外界 環(huán)境直接連結(jié)做熱交換。在上述實(shí)施例中,由于金屬箔片具有可任意彎折延伸的特性,在組裝上不受形狀 的限制,且可使燈罩內(nèi)部均勻升溫以解決局部熱區(qū)的問(wèn)題,并且金屬箔片加大散熱器的可 散熱面積,提高整體的散熱量。此外,金屬箔片具有體積小、厚度薄及熱阻小的優(yōu)點(diǎn),與LED 體積小、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)相得益彰,故相對(duì)于使用體積大、噪音聲大的風(fēng)扇等散熱構(gòu)件,使用 金屬箔片的可靠度增加,且可減少燈具的體積。另外,散熱器設(shè)置在燈罩的接頭處,兼具有 結(jié)構(gòu)支撐的功能,可使燈罩的重心位置保持在燈架的軸向上,以使燈具結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固。根據(jù)以上具體實(shí)施方式
的詳述,希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神,而并 非以上述所揭露的具體實(shí)施方式
來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
權(quán)利要求
1.一種燈具結(jié)構(gòu),其特征在于包括燈罩,具有容納空間與燈罩開(kāi)口部;散熱器,配置于該燈罩開(kāi)口部,使部份的散熱器位于該容納空間內(nèi);金屬箔片,包括第一金屬箔片與第二金屬箔片,該第一金屬箔片的第一面貼附于該部 份的散熱器且該第二金屬箔片于該容納空間內(nèi)延伸;以及燈源,設(shè)置于該第一金屬箔片的第二面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具結(jié)構(gòu),其特征在于,該燈具結(jié)構(gòu)還包括導(dǎo)光板,呈扁平狀設(shè)置于該容納空間,該導(dǎo)光板具有開(kāi)口部,該開(kāi)口部對(duì)應(yīng)該燈罩開(kāi)口 部設(shè)置,該部份的散熱器穿越該開(kāi)口部及該燈罩開(kāi)口部,該第一金屬箔片對(duì)應(yīng)該開(kāi)口部以 環(huán)繞的方式耦接該部份的散熱器,該燈源朝向該導(dǎo)光板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燈具結(jié)構(gòu),其特征在于該第二金屬箔片平行于該導(dǎo)光板且 以環(huán)繞該開(kāi)口部的方式呈放射狀延展。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燈具結(jié)構(gòu),其特征在于該導(dǎo)光板以該開(kāi)口部的側(cè)壁作為入 光面,該燈源包括復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光元件,該復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光元件環(huán)繞對(duì)應(yīng)于該開(kāi)口部并以輻射狀發(fā) 射光線至該入光面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燈具結(jié)構(gòu),其特征在于該燈源還包括環(huán)形電路板,該環(huán)形電 路板具有相對(duì)的內(nèi)環(huán)面以及外環(huán)面,其中該復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光元件配置于該外環(huán)面上,該第一金 屬箔片接觸該內(nèi)環(huán)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具結(jié)構(gòu),其特征在于該燈具結(jié)構(gòu)還包括燈架,該燈架的頂 部包括軸承,該散熱器連接一接頭固定在該燈架的該軸承內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具結(jié)構(gòu),其特征在于該第二金屬箔片包括復(fù)數(shù)個(gè)長(zhǎng)條薄 片,各該長(zhǎng)條薄片具有第一端以及第二端,該第一端相連于該第一金屬箔片,而該第二端由 該散熱器的周圍向外彎折而形成放射狀結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燈具結(jié)構(gòu),其特征在于該復(fù)數(shù)個(gè)長(zhǎng)條薄片等長(zhǎng)地朝該燈罩 的外緣延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燈具結(jié)構(gòu),其特征在于各該長(zhǎng)條薄片的長(zhǎng)度依照各該第一 端至該燈罩的外緣間的距離不同而不同。
10.一種金屬箔片的組裝方法,用于燈罩內(nèi),其特征在于該組裝方法包括提供第一金屬箔片以及第二金屬箔片,該第二金屬箔片裁切成復(fù)數(shù)個(gè)長(zhǎng)條薄片,該復(fù) 數(shù)個(gè)長(zhǎng)條薄片的第一端相連于該第一金屬箔片,該第一金屬箔片具有第一面以及第二面;將復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光元件配置于該第一金屬箔片的該第二面,并將該第一金屬箔片的該第一 面貼附至散熱器上;將各該長(zhǎng)條薄片的第二端由該散熱器的周圍向外彎折,以形成放射狀結(jié)構(gòu)以及將上蓋覆蓋于該燈罩的頂部,使各該長(zhǎng)條薄片平置于該燈罩內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種燈具結(jié)構(gòu)及金屬箔片的組裝方法,該燈具結(jié)構(gòu)包括燈罩、散熱器、金屬箔片以及燈源。燈罩具有容納空間與燈罩開(kāi)口部。散熱器配置于燈罩開(kāi)口部,使部份的散熱器位于容納空間內(nèi)。金屬箔片包括第一金屬箔片與第二金屬箔片,第一金屬箔片的第一面貼附于該部份的散熱器且第二金屬箔片于容納空間內(nèi)延伸;燈源耦接第一金屬箔片的第二面上。本發(fā)明可將燈源所發(fā)出的熱可以藉由金屬箔片在燈罩內(nèi)均勻分布,減低熱源的集中。
文檔編號(hào)F21V19/00GK102121608SQ20111002498
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者洪宇均 申請(qǐng)人:佳世達(dá)科技股份有限公司, 蘇州佳世達(dá)電通有限公司