專利名稱：照明裝置及其混光組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)于一種照明裝置(illuminating device)，且特別是有關(guān)于一種具有均勻混光效果的照明裝置及其混光組件。
背景技術(shù)：
由于發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)具有較長的使用壽命以及較低的耗電特性，因此發(fā)光二極管的應(yīng)用正趨于普遍化，例如大型顯示的電子看板、紅綠燈及方向燈等。目前的發(fā)光二極管產(chǎn)業(yè)正朝著高亮度、低光損的目標(biāo)邁進(jìn)，以使發(fā)光二極管足以取代傳統(tǒng)的照明措施。此外，未來發(fā)光二極管將逐漸應(yīng)用于高亮度的發(fā)光二極管投影光源，如可應(yīng)用于數(shù)字影像投影裝置(Digital Light Processing projector，DLPprojector)、液晶投影裝置(Liquid Crystal Display projector，LCD projector)與其它新型的彩色高亮度光學(xué)投射裝置上。
圖1顯示為公知發(fā)光二極管照明裝置的配置示意圖。請參照圖1，公知的發(fā)光二極管照明裝置100主要是由一紅光發(fā)光二極管芯片102、一綠光發(fā)光二極管芯片104、一藍(lán)光發(fā)光二極芯片106、一電路板110、一基座120以及一燈罩130所構(gòu)成。其中，紅光發(fā)光二極管芯片102、綠光發(fā)光二極管芯片104以及藍(lán)光發(fā)光二極芯片106配置于電路板110上，并與電路板110電性連接，且電路板110配置于基座120上。燈罩130例如是一中空球體，配置于基座120上，并將電路板110罩附。此照明裝置100是由紅光發(fā)光二極管芯片102、綠光發(fā)光二極管芯片104以及藍(lán)光發(fā)光二極芯片106所發(fā)出的紅光、綠光及藍(lán)光相互混合后，使得經(jīng)由燈罩130出射的光線為特定顏色光的型態(tài)。
值得注意的是，上述所揭露的照明裝置僅以一燈罩將紅光發(fā)光二極管芯片、綠光發(fā)光二極管芯片以及藍(lán)光發(fā)光二極芯片罩附，會造成接近紅光發(fā)光二極管芯片處會呈現(xiàn)紅光，接近綠光發(fā)光二極管芯片處會呈現(xiàn)綠光，而接近藍(lán)光發(fā)光二極管芯片處則會呈現(xiàn)藍(lán)光，如此將造成照明裝置產(chǎn)生混色不均勻的現(xiàn)象。此外，公知照明裝置產(chǎn)生的光線在經(jīng)由燈罩出射后隨即發(fā)散，造成光能量無法集中，亦無法將光線匯集至單一方向，故不具投射的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種照明裝置，可達(dá)成均勻混光的效果，并提高整體的光利用率，降低光能量的損失。
本實(shí)用新型的再一目的是提供一種混光組件，可將光線均勻混光，進(jìn)而提高光能量的均勻度。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出的一種照明裝置，包括發(fā)光組件以及混光組件(light mixing-element)。其中，混光組件具有至少一光出射截面(light emitting cross-section)，且混光組件內(nèi)部具有至少一粗化面。發(fā)光組件系配置在混光組件的一端，以使發(fā)光組件所發(fā)出的光線可由混光組件內(nèi)部的粗化面散射光線，而達(dá)成均勻混光的效果。
依照本實(shí)用新型的實(shí)施例所述，發(fā)光組件包括一種或多數(shù)種色光的發(fā)光組件。
依照本實(shí)用新型的實(shí)施例所述，混光組件由一中空管狀體以及多個(gè)塊狀體所構(gòu)成，其中塊狀體填裝在中空管狀體的內(nèi)部，而此些塊狀體的材質(zhì)可以相同也可以不同。
而且，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，混光組件內(nèi)部的粗化面例如是位于此些塊狀體上。在此，粗化面可以是完全粗化的表面或是部分粗化的表面。
此外，混光組件的形狀可以是圓柱體、圓錐體、曲面柱體或是不規(guī)則面柱體。且混光組件的光出射截面以外的區(qū)域上還可以配置有一反射膜。
另外，依照本實(shí)用新型的實(shí)施例所述，光出射截面的周圍或前方及混光組件的周圍還可以配置有聚光組件，用以將光自出射截面出射的光線集中朝一主要方向投射。而聚光組件可以是由反射罩或聚光透鏡至少其中一種所構(gòu)成。
本實(shí)用新型還提出一種照明裝置，包括發(fā)光組件以及混光組件(lightmixing-element)。其中，混光組件是由一中空管狀體以及多個(gè)塊狀體所構(gòu)成，且具有至少一光出射截面(light emitting cross-section)。而混光組件的內(nèi)部則具有至少一粗化面。
塊狀體填裝在中空管狀體的內(nèi)部，且混光組件內(nèi)部的粗化面位于此些塊狀體上。在此，粗化面可以是完全粗化的表面或是部分粗化的表面。
發(fā)光組件配置在此些塊狀體之間，以使發(fā)光組件所發(fā)出的光線可由混光組件內(nèi)部的粗化面散射光線，而達(dá)成均勻混光的效果。
依照本實(shí)用新型的實(shí)施例所述，發(fā)光組件包括一種或多數(shù)種色光的發(fā)光組件。而塊狀體的材質(zhì)可以相同也可以不同。
此外，混光組件的形狀可以是圓柱體、圓錐體、曲面柱體或是不規(guī)則面柱體。且混光組件的光出射截面以外的區(qū)域上還可以配置有一反射膜。
另外，依照本實(shí)用新型的實(shí)施例所述，光出射截面的周圍或前方及混光組件的周圍還可以配置有聚光組件，用以將光自出射截面出射的光線集中朝一主要方向投射。而聚光組件可以是由反射罩或聚光透鏡至少其中一種所構(gòu)成。
本實(shí)用新型還提出一種混光組件，包括一中空管狀體以及多個(gè)塊狀體，且具有至少一光出射截面(light emitting cross-section)。而混光組件的內(nèi)部則具有至少一粗化面。其中，塊狀體填裝在中空管狀體的內(nèi)部。而且，混光組件內(nèi)部的粗化面位于此些塊狀體上。在此，粗化面可以是完全粗化的表面或是部分粗化的表面。
依照本實(shí)用新型的實(shí)施例所述，此些塊狀體的材質(zhì)可以相同也可以不同。
此外，依照本實(shí)用新型的實(shí)施例所述，混光組件的形狀可以是圓柱體、圓錐體、曲面柱體或是不規(guī)則面柱體。且混光組件的光出射截面以外的區(qū)域上還可以配置有一反射膜。
本實(shí)用新型利用混光組件內(nèi)部的粗化面散射混光組件中的光線，以將不同種的色光或單一色光均勻混光。而且，本實(shí)用新型可將混光組件的光出射截面以外的區(qū)域皆設(shè)計(jì)為反射面，因此混光組件內(nèi)的光線并不會由光出射截面以外的區(qū)域出射。并且能由反射面所產(chǎn)生的反射效果，使光線在混光組件中均勻混光。所以，本實(shí)用新型的混光組件不但可以達(dá)成均勻混光的目的，更可以提高光的利用率，并降低光能量的損失。
此外，由于本實(shí)用新型的照明裝置可于混光組件的光出射截面的周圍或前方配置聚光組件，因此由光出射截面出射的光線皆可由此聚光組件而集中往同一方向出射。所以，本實(shí)用新型的發(fā)光二極管照明裝置除了可提供一均勻混光的光線外，更能夠提高整體照明裝置的輸出亮度。


為讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下，其中圖1顯示為公知照明裝置的配置示意圖。
圖2顯示為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的一種照明裝置的配置示意圖。
圖3A至圖3C分別顯示為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，混光組件內(nèi)部的塊狀體的剖面圖。
圖4顯示為本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例的照明裝置的配置示意圖。
圖5顯示為本實(shí)用新型的又一較佳實(shí)施例的照明裝置的配置示意圖。
圖6A至圖6F顯示為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的混光組件的立體圖。
具體實(shí)施方式
圖2顯示為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的一種發(fā)光二極管照明裝置的配置示意圖。請參照圖2，發(fā)光二極管照明裝置包括發(fā)光組件202以及混光組件204。其中，發(fā)光組件202例如是發(fā)光二極管芯片，且其例如是配置在電路板200上，并與電路板200電性連接。而本實(shí)施例中的發(fā)光組件202例如是紅光發(fā)光二極管芯片202a、藍(lán)光發(fā)光二極管芯片202b以及綠光發(fā)光二極管芯片202c。當(dāng)然，發(fā)光組件202也可以是由具有相同色光的發(fā)光組件所構(gòu)成。熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士可因應(yīng)其需求，針對發(fā)光組件202的色光作出適當(dāng)?shù)倪x擇。
此外，在本實(shí)施例中還將聚光組件206配置于光出射截面210的周邊上，使得經(jīng)由光出射截面210出射的光線可以聚集往同一方向發(fā)出，以提高此發(fā)光二極管照明裝置的光利用率。而聚光組件206例如是一反射罩(reflector)。
然而，本實(shí)用新型的聚光組件206的型式并非限定于本實(shí)施例所述的反射罩，其還可以是一聚焦透鏡(未繪示)或是其它等效的光學(xué)組件，以使光線由光出射截面210集中出射。
本實(shí)施例中的混光組件204例如是由一中空管柱體208以及多個(gè)塊狀體212所構(gòu)成。其中，每一塊狀體212的材質(zhì)可以相同也可以不相同。而發(fā)光組件202例如是配置于中空管柱體208的一端。且混光組件204內(nèi)部至少具有一粗化面，如圖2中標(biāo)示為A之處。其它與標(biāo)號A所示之處相同的亦為粗化面，為了使圖標(biāo)較為簡潔以利于說明，本處將不再逐一標(biāo)示。
發(fā)光組件202所發(fā)出的光線可經(jīng)由粗化面A將其散射，使得混光組件204內(nèi)的每一種色光能夠均勻混光而呈現(xiàn)另一種不同于此些色光的顏色的光線。在本實(shí)施例中，紅光發(fā)光二極管芯片202a、藍(lán)光發(fā)光二極管芯片202b以及綠光發(fā)光二極管芯片202c所發(fā)出的光線經(jīng)混光組件204均勻混光后，將呈現(xiàn)一白光，并由光出射截面210出射。
本實(shí)施例中，混光組件204的光出射截面210以外的其它表面例如是具有高反射的特性，此特性僅需由在此些表面上鍍上或貼上高反射薄膜(未顯示)即可達(dá)成。如此一來，進(jìn)入混光組件204內(nèi)的光線便可由上述具有高反射特性的表面反射，以進(jìn)一步提高光利用率以及混光效果。
特別的是，本實(shí)施例的塊狀體212例如是具有經(jīng)過粗化處理的表面。發(fā)光組件202所發(fā)出的光線行進(jìn)的方向會被此些粗化面改變，并以不同角度散射，故光線在經(jīng)由粗化面散射后將可達(dá)到均勻混光的效果。以下將以圖標(biāo)對此些粗化面作較詳細(xì)的說明。
圖3A至圖3C分別顯示為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，組成混光組件的塊狀體剖面圖。請參照圖3A，塊狀體212可以是具有一平滑面以及一完全粗化面。另外，如圖3B所示，塊狀體212也可以是具有二完全粗化面。其更可以如圖3C所示，塊狀體212的二截面分別為一完全粗化的表面以及部份粗化的表面。當(dāng)然，其它由上述的型態(tài)變化組合而成的塊狀體，例如是具有一部份粗化的表面以及一平坦表面的塊狀體等等，皆屬本實(shí)用新型的精神與范圍內(nèi)。
而形成粗化面的方法可以是直接對塊狀體212的接合面作粗化處理，例如是以機(jī)械刀具或是一般的微影蝕刻制程在接合面上形成圖案(pattern)。此外，也可以在塊狀體212的截面上黏附多個(gè)透明小顆粒(未顯示)，其同樣可粗化塊狀體212的截面，以充分將光線散射。
值得注意的是，本實(shí)用新型的照明裝置中的發(fā)光組件還可以配置于其它位置，以下將配合附圖對其加以說明。
圖4與圖5分別顯示為本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例的照明裝置的配置示意圖。請參照圖4，本實(shí)用新型的照明裝置中，發(fā)光組件202例如是部分嵌進(jìn)混光組件204內(nèi)的。而圖4所顯示的照明裝置除了發(fā)光組件所配置的位置不同于圖2所顯示的配置位置外，其它組件的結(jié)構(gòu)、形成方法及其功能皆同于圖2的說明，此處將不再贅述。
請參照圖5，發(fā)光組件202配置在混光組件204內(nèi)部的塊狀體212之間。此種配置方法可使混光組件204的兩端皆為光出射截面210，而混光組件204除了光出射截面210外的表面上，例如是貼附有反射膜(未顯示)，以使此照明裝置往二方向出射光線。當(dāng)然，本實(shí)用新型的混光組件204上的的反射膜亦可以為套件型態(tài)，套設(shè)于混光組件204的光出射截面210以外的表面上。
此外，本實(shí)施例還將二聚光組件206分別配置在二光出射截面210的周邊上，用以集中出射的光線。
而每一塊狀體212皆具有粗化面，用以將發(fā)光組件202所發(fā)出的光線在混光組件204中均勻混合。塊狀體212的粗化面的型態(tài)及形成方法皆如圖3A至圖3C的說明，此處將不再贅述。
另外，本實(shí)用新型的照明裝置的混光組件還可以是其它形狀的混光組件。圖6A至圖6F顯示為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的混光組件的立體圖。請同時(shí)參照圖6A至圖6F，本實(shí)用新型的混光組件除了圖2所顯示的圓柱體外，還可以是圖6A所顯示的三角柱體的混光組件504a、圖6B所為顯示的長方體的混光組件504b、圖6C所顯示的圓錐體的混光組件504c或是圖6D所顯示的曲線柱體的混光組件504d。除此之外，混光組件甚至可以是圖6E所顯示的箭形體的混光組件504e或是圖6F所顯示的不規(guī)則的混光組件504f。
值得注意的是，圖6A至圖6F所顯示的混光組件亦是由一中空管狀體508與多個(gè)具有粗化面的塊狀體212所構(gòu)成，此些塊狀體212即如圖3A至圖3C的說明，此處將不再贅述。此外，還可在圖6A至圖6F所顯示的混光組件的光出射截面510之外的表面上配置反射膜(未顯示)，以使光線可于混光組件中均勻混光，并避免光能量的損失。
此外，值得注意的是，雖然第一實(shí)施例中的發(fā)光二極管芯片以紅、綠、藍(lán)三原色為例，熟悉該項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)可推知，本實(shí)用新型并不限于以此三原色混合為某特定色光，亦可以兩種不同色彩以上的發(fā)光組件混合成任何特定的顏色，或是將多顆同色發(fā)光組件的光混成強(qiáng)度集中的光。
綜上所述，本實(shí)用新型利用混光組件內(nèi)部的粗化面使入射混光組件中的光線可任意散射，以將光線均勻混光。除此之外，本實(shí)用新型還利用混光組件的反射面來提高混光均勻度，并降低光能量的損失。而且，由于本實(shí)用新型的照明裝置還可以于混光組件的光出射截面的周邊或前方配置一聚光組件，因此由光出射截面出射的光線皆可由此聚光組件而集中往同一方向出射。所以，本實(shí)用新型的照明裝置除了可提供一均勻混光后所呈現(xiàn)的特定色光外，更能夠提高整體照明裝置的輸出亮度。
雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例描述如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟習(xí)此技藝人士，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視申請專利范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種照明裝置，其特征在于，包括一混光組件，具有至少一光出射截面，且該混光組件內(nèi)部具有至少一粗化面；以及多數(shù)個(gè)發(fā)光組件，配置于該混光組件的一端。
2.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，其中該些發(fā)光組件包括多數(shù)種色光的發(fā)光組件。
3.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，其中該混光組件包括一中空管狀體；以及多數(shù)個(gè)塊狀體，填裝于該中空管狀體的內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于，其中該粗化面位于該中空管狀體的內(nèi)壁。
5.如權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于，其中該粗化面位于該些塊狀體其中之一上。
6.如權(quán)利要求5所述的照明裝置，其特征在于，其中該粗化面為完全粗化的表面以及部分粗化的表面其中之一。
7.如權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于，其中該些塊狀體的材質(zhì)相同。
8.如權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于，其中該些塊狀體的材質(zhì)不相同。
9.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，其中該混光組件包括圓柱體、圓錐體、曲面柱體以及不規(guī)則面柱體其中之一。
10.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，還包括一反射膜，配置于該混光組件的該光出射截面以外的區(qū)域上。
11.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，還包括一聚光組件，配置于該混光組件的該光出射截面以及該混光組件至少其中之一的周圍。
12.如權(quán)利要求11所述的照明裝置，其特征在于，其中該聚光組件包括一反射罩及一聚光透鏡至少其中之一。
13.一種照明裝置，其特征在于，包括一混光組件，具有至少一光出射截面，且該混光組件內(nèi)部具有至少一粗化面，該混光組件包括一中空管體；多數(shù)個(gè)塊狀體，填裝于該中空管狀體的內(nèi)部；以及多數(shù)個(gè)發(fā)光組件，配置于該些塊狀體間。
14.如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于，其中該些發(fā)光組件包括多數(shù)種色光的發(fā)光組件。
15.如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于，其中該粗化面位于該中空管狀體的內(nèi)壁。
16.如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于，其中該粗化面為完全粗化的表面以及部分粗化的表面其中之一。
17.如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于，其中該些塊狀體的材質(zhì)相同。
18.如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于，其中該些塊狀體的材質(zhì)不相同。
19.如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于，其中該混光組件包括圓柱體、圓錐體、曲面柱體以及不規(guī)則面柱體其中之一。
20.如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于，還包括一反射膜，配置于該混光組件的該光出射截面以外的區(qū)域上。
21.如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于，還包括一聚光組件，配置于該混光組件的該光出射截面以及該混光組件至少其中之一的周圍。
22.如權(quán)利要求21所述的照明裝置，其特征在于，其中該聚光組件包括一反射罩及一聚光透鏡至少其中之一。
23.一種混光組件，其特征在于，該混光組件的內(nèi)部具有至少一粗化面，包括一中空管體；以及多數(shù)個(gè)塊狀體，填裝于該中空管狀體的內(nèi)部，且該混光組件具有至少一光出射截面。
24.如權(quán)利要求23所述的混光組件，其特征在于，其中該粗化面位于該中空管狀體的內(nèi)壁。
25.如權(quán)利要求23所述的混光組件，其特征在于，其中該些塊狀體的材質(zhì)相同。
26.如權(quán)利要求23所述的混光組件，其特征在于，其中該些塊狀體的材質(zhì)不相同。
27.如權(quán)利要求23所述的混光組件，其特征在于，其中該粗化面為完全粗化的表面以及部分粗化的表面其中之一。
28.如權(quán)利要求23所述的混光組件，其特征在于，包括圓柱體、圓錐體、曲面柱體以及不規(guī)則面柱體其中之一。
29.如權(quán)利要求23所述的混光組件，其特征在于，還包括一反射膜，配置于該混光組件的該光出射截面以外的區(qū)域上。
專利摘要一種照明裝置，主要是由發(fā)光組件以及混光組件所組成。發(fā)光組件配置在混光組件的內(nèi)部或一端處，以使發(fā)光組件所發(fā)出的光線可由混光組件內(nèi)部的粗化面將光線散射，以充分將光線均勻混合而提高光能量的均勻度。而且還可以在光出射截面附近以及混光組件周圍配置聚光組件，使光線由混光組件的光出射截面出射后，再由聚光組件將其集中往同一方向照射。此照明裝置除了可將不同種的色光均勻混光之外，也可以均勻混合單一色光以提高其光能量的均勻度。
文檔編號F21S6/00GK2668997SQ20032012437
公開日2005年1月5日 申請日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者孫盈哲, 汪秋芬, 李宗憲, 馬仕信, 黃柏誠, 黃之新, 孫慶成 申請人:孫盈哲, 汪秋芬