專利名稱：燈罩及燈具結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種燈具結構，且特別是涉及一種增加出光角度的燈具結構。
背景技術：
一般而言，發(fā)光二極管燈源提供的照明可應用在各式各樣的燈具結構上，大多為平面燈具或管狀燈具，平面燈具內具有導光板，用以將側邊的發(fā)光二極管燈源所發(fā)出的光往上折射而產生平面光束。管狀燈具以發(fā)光二極管燈源的發(fā)光面直接向外發(fā)光，且管狀燈具的燈罩為曲面，但在外型尺寸的限制規(guī)范下，發(fā)光二極管的發(fā)光面與燈罩之間的間距設計不佳，會產生視覺上或效率上不佳的問題。當間距過短時，燈罩的正面會因為發(fā)光二極管的熱量過度集中而產生光苞(hotspot)，而燈罩的側面會因為亮度不均勻而出現光暈(mura)或暗區(qū)，影響燈具的發(fā)光均勻性以及發(fā)光范圍。此外，當間距過長時，則會有燈具外 型尺寸變大及光強度不足的問題，必須增加更多數量的發(fā)光二極管，造成成本過高。因此，不論是外觀上的缺陷或是發(fā)光的均勻性上，傳統(tǒng)的燈具結構均有待加以改善。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供ー種燈具結構，用以增加出光角度并改善熱量過度集中及亮度不均勻所產生的問題。為達上述目的，根據本發(fā)明的一方面，提出ー種燈具結構，包括一管狀燈殼、ー發(fā)光二極管陣列光源、ニ端蓋以及ニ對電極。管狀燈殼由一燈罩以及一基板支撐件組成。燈罩為長片狀，且燈罩的長邊固定在基板支撐件的兩側組合成一管狀結構。燈罩的曲面具有一入光面以及ー出光面，且燈罩的曲面上包括多數個立體微結構，呈陣列排列。發(fā)光二極管陣列光源配置于管狀燈殼內，以發(fā)射一光線，其中光線由入光面往出光面射入時，經由此些立體微結構的折射來増加出光面的出光角度。ニ端蓋配置于管狀燈殼的兩端。ニ對電極分別配置于管狀燈殼的兩端及ニ端蓋上，且與發(fā)光二極管陣列光源電連接。根據本發(fā)明的一方面，提出一種燈罩。燈罩的曲面具有一入光面以及ー出光面。燈罩的曲面上包括多數個立體微結構，呈陣列排列，其中一光線由入光面往出光面射入時，經由此些立體微結構的折射來增加出光面的出光角度。為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下


圖I為本發(fā)明一實施例的燈具結構的示意圖；圖2為本發(fā)明一實施例的燈罩的內部示意圖；圖3A為本發(fā)明一實施例的立體微結構的示意圖；圖3B為本發(fā)明一實施例的立體微結構的示意圖；圖4A為本發(fā)明一實施例的燈具結構增設立體微結構所形成的輻射光場；
圖4B為圖4A的燈具結構繪示于X-Y平面以及Y-Z平面所量測到的光場分布圖。主要元件符號說明100:燈具結構110:管狀燈殼112:燈罩112a:入光面112b:出光面114:基板支撐件116:立體微結構120 :發(fā)光二極管陣列光源122 :基板124 :發(fā)光二極管
125:陽極接線端126:陰極接線端130 :端蓋140 電極141 :正電極142:負電極L1、L2:長邊S1、S2:短邊T1、T2:溝槽A :頂點B :菱邊C :三角形錐面D :頂面Ε:圓錐面X :法線方向
具體實施例方式本實施例的燈具結構，其是利用燈罩上的立體微結構來増加光折射的次數及產生全反射，以避免發(fā)光二極管的發(fā)光面直接向外發(fā)光而產生光苞(hotspot)，間接地影響照明及產生疊影或眩光的現象。此外，利用陣列排列的立體微結構，可増加燈罩的出光面的水平方向及垂直方向的出光角度，以改善燈罩因亮度不均勻而出現光暈(mura)或暗區(qū)。請參照圖I及圖2,其中圖I繪示依照一實施例的燈具結構的示意圖,而圖2繪示依照一實施例的燈罩的內部示意圖。燈具結構100包括一管狀燈殼110、ー發(fā)光二極管陣列光源120、兩端蓋130以及兩對電極140。管狀燈殼110由一燈罩112以及一基板支撐件114組成。燈罩112為長片狀，且燈罩112的長邊L1、L2固定在基板支撐件114的兩側。燈罩112的曲面具有一入光面112a以及ー出光面112b。燈罩112的曲面上包括多數個立體微結構116，此些立體微結構116沿著燈罩112的曲面陣列排列。發(fā)光二極管陣列光源120配置于管狀燈殼110內，以發(fā)射一光線，其中光線由入光面112a往出光面112b射入時，經由此些立體微結構116的折射來增加出光面112b的出光角度。兩端蓋130配置于管狀燈殼110的兩端。兩電極140配置于管狀燈殼110的兩端及兩端蓋130上，且與發(fā)光二極管陣列光源120電連接。在一實施例中，發(fā)光二極管陣列光源120包括一基板122以及多數個發(fā)光二極管124，基板122用以固定此些發(fā)光二極管124于基板支撐件114上。但在實際應用中，發(fā)光ニ極管124也得一一貼附于基板支撐件114上，其電連接可另以其他方式為之，例如另行拉線或分別以基板另行連接，由此可減少發(fā)光二極管124與基板支撐件114間的熱阻，増加散熱量。請參考圖2，在一實施例中，燈罩112具有兩長邊LI、L2以及兩短邊SI、S2。燈罩112沿著兩長邊LI、L2向內卷曲，以使燈罩112的兩短邊SI、S2形成一 C形曲面。立體微結構116位于燈罩112的入光面112a(或出光面112b)上，并均勻地沿著燈罩112的長邊 L1、L2及短邊S1、S2以陣列的方式排列，以使立體微結構116對應位于各個發(fā)光二極管124的發(fā)光面的上方。燈罩112的長邊L1、L2是沿著入光面112a的水平方向延伸，而燈罩112的短邊S1、S2是沿著入光面112a的切線方向延伸。在一實施例中，立體微結構116具有多個折射面，用以增加光折射的次數及角度。此些折射面的法線方向與入光面112a的法線方向不在同一方向上，因此光由折射面向外折射的角度與光由入光面112a向外折射的角度也會有所不同，以使燈罩112的水平方向(長邊L1、L2)及垂直方向(短邊S1、S2)上的出光角度増大。當發(fā)光二極管124的光入射至立體微結構116時，會經過折射面折射之后朝不同方向前進，再向外擴散出去，不會集中在燈罩112的正上方,故可避免發(fā)光二極管124的發(fā)光面直接向外發(fā)光而產生光荀。立體微結構116例如為四角錐、圓錐、三角錐、扇形錐、半圓形、水滴形或其變形的結構，本發(fā)明不加以限制。立體微結構116可經由模具擠壓及刀工切割或滾壓而一體成形在燈罩112的入光面112a(或出光面112b)上。在一實施例中，燈罩112在擠壓的過程中，以錐面或弧面滾刀壓在燈罩112上，以形成立體微結構116的圖案于入光面112a(或出光面112b)上。此外，在另ー實施例中，立體微結構116也可通過圖案化印刷的方式形成于燈罩112的入光面112a(或出光面112b)上。請參考圖3A，其繪示依照一實施例的立體微結構116的示意圖。立體微結構116例如為一四角錐，其具有ー頂點A、四角形的菱邊B以及四個三角形錐面C。每個三角形錐面C均為ー折射面，且其法線方向與入光面112a通過頂點A的法線方向X不在同一方向上。四角錐也為可其他形狀，在此不加以限制。此外，請參考圖3B，其繪示依照一實施例的立體微結構的示意圖。立體微結構116例如為一平頂圓錐，其具有ー頂面D以及ー圓錐面E。另夕卜，在制作上述的燈罩112時，燈罩112的長邊LI、L2朝向入光面112a的相對兩側更可形成長條狀的兩溝槽T1、T2，以使燈罩112可經由ニ溝槽Τ1、Τ2固定在基板支撐件114上，以組合成一管狀燈殼110。請參考圖I，在一實施例中，基板支撐件114例如為銅、鋁等散熱金屬所構成，具有足夠的強度及厚度。基板支撐件114為長條狀，用以將發(fā)光二極管陣列光源120沿著水平方向(長邊LI、L2)固定在管狀燈殼110內，并吸收發(fā)光二極管124所產生的熱，以避免熱集中在發(fā)光二極管124內而影響其發(fā)光效率。
發(fā)光二極管陣列光源120的基板122例如為ー鋁基板，其可由多個縱向相連的基板所組成?；?22的短側邊分別具有ー陽極接線端125以及一明極接線端126，用以連接位于同一側的ニ電極140。在一實施例中，發(fā)光二極管陣列光源120的基板可通過導熱膠固定在基板支撐件114上。發(fā)光二極管124以陣列方式排列在基板122上，以形成一陣列點光源。此外，管狀燈殼110內還可設置均光片或擴散片，以使發(fā)光二極管陣列光源120的發(fā)射光能均勻分散。此外，端蓋130配置于管狀燈殼110的兩端，以使管狀燈殼110的兩端呈封閉狀。在一實施例中，端蓋130內例如配置有ー啟動器，用以供應直流電并使管狀燈殼110內的發(fā)光二極管124電致而發(fā)光(electroluminescence)。在另ー實施例中，啟動器也可配置在基板支撐件114的下方。另外，姆對電極140包括一正電極141以及一負電極142。姆對電極140配置于 管狀燈殼110的一端及端蓋130上，用以連接外部電源，并與發(fā)光二極管陣列光源120的基板122電連接，以提供所需的電力。每對電極140沿著水平方向(長邊L1、L2)突出于端蓋130之外，并可插置在日光燈管的燈座上。因此，本實施例的燈具結構100可取代傳統(tǒng)的日光燈管，且發(fā)光二極管124的壽命遠比傳統(tǒng)的日光燈管長，且發(fā)光效率更高，能達到節(jié)能的功效。接著，請參考圖I及圖4A-圖4B，其中圖4A繪示依照一實施例的燈具結構增設立體微結構所形成的輻射光場，而圖4B依照圖4A的燈具結構繪示于X-Y平面以及Y-Z平面所量測到的光場分布圖。由量測結果可知，本實施例的燈具結構100，相對于未增設立體微結構116的傳統(tǒng)平滑面的燈罩而言，其出光面于水平方向(長邊LI、L2)的出光角度可由120度至少增加至140度，而于垂直方向(短邊S1、S2)的出光角度可由130度至少增加至134度。因此，本實施例的燈具結構100可在現有的尺寸設計規(guī)范下，不需改變發(fā)光二極管124的數量及配置方式，即可增加水平方向及垂直方向的出光角度。舉例來說，燈罩112的側面設有立體微結構116，可將光線向兩側折射，不會集中在燈罩112的正上方。此外，燈罩112的正上方設有立體微結構116，可將部分光線向下全反射至基板122上，并在管狀燈殼110內經由一次或多次反射之后，再入射至燈罩112側面或端部的立體微結構116。之后，光線向兩側折射，不會集中在燈罩112的正上方。由于入光面112a的垂直方向的出光角度増加，故從側面往燈罩112內部看，不容易看到燈罩112側面因亮度不均勻而出現光暈或暗區(qū)。此外，也由于入光面112a的水平方向的出光角度増加，故從正面往燈罩112靠近端蓋130的ニ端部看，不容易看到燈罩112端部因亮度不均勻而出現光暈或暗區(qū)。本發(fā)明上述實施例所揭露的燈具結構，具有下列特點(I)燈罩可為半透明狀、乳白色或其他顔色，且燈罩的入光面上具有陣列排列的立體微結構，以避免發(fā)光二極管的發(fā)光面直接向外發(fā)光而產生光苞，間接地影響照明及產生疊影或眩光的現象。(2)立體微結構具有多個折射面，可為斜面或圓弧面，用以增加光折射的次數及角度，使光不會集中在燈罩的正上方，進而提高出光面的出光角度。綜上所述，雖然結合以上較佳實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術領域中熟悉此技術者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍應以附上的權利要求所界定的為準。
權利要求
1.ー種燈具結構，包括 管狀燈殼，由燈罩以及基板支撐件組成，該燈罩為長片狀且該燈罩的長邊固定在該基板支撐件的兩側組合成一管狀結構，該燈罩的曲面具有入光面以及出光面，且該燈罩的曲面上包括多個立體微結構，呈陣列排列； 發(fā)光二極管陣列光源，配置于該管狀燈殼內，以發(fā)射一光線，其中該光線由該入光面往該出光面射入時，經由該些立體微結構的折射來增加該出光面的出光角度； 兩端蓋，配置于該管狀燈殼的兩端；以及 兩對電極，分別配置于該管狀燈殼的兩端及該兩端蓋上，且與該發(fā)光二極管陣列光源電連接。
2.如權利要求I所述的燈具結構，其中該燈罩具有兩長邊以及兩短邊，該兩短邊沿著端蓋圓弧形成一 C形曲面。
3.如權利要求I所述的燈具結構，其中該發(fā)光二極管陣列光源包括多數個發(fā)光二極管，配置于該基板支撐件上。
4.如權利要求I所述的燈具結構，其中該發(fā)光二極管陣列光源還可包括基板以及多數個發(fā)光二極管，該基板用以固定該些發(fā)光二極管于該基板支撐件上。
5.如權利要求I所述的燈具結構，其中該些立體微結構具有多個折射面，該些折射面的法線方向與該入光面的法線方向不在同一方向上。
6.如權利要求I所述的燈具結構，其中該些立體微結構以擠壓或滾壓方式一體成形于該燈罩上。
7.如權利要求I所述的燈具結構，其中該些立體微結構以印刷的方式形成于該燈罩上。
8.如權利要求I所述的燈具結構，其中該燈罩的長邊朝向該入光面的相對兩側具有長條狀的兩溝槽，用以將該燈罩固定在該基板支撐件上。
9.如權利要求I所述的燈具結構，其中該基板支撐件由散熱金屬構成。
10.如權利要求I所述的燈具結構，其中該燈罩為半透明狀。
11.如權利要求I所述的燈具結構，其中該些立體微結構配置于該入光面或該出光面上。
12.—種燈罩，該燈罩的曲面具有入光面以及出光面，該燈罩的曲面上包括多個立體微結構，呈陣列排列，其中一光線由該入光面往該出光面射入時，經由該些立體微結構的折射來增加該出光面的出光角度。
13.如權利要求12所述的燈罩，其中該燈罩具有兩長邊以及兩短邊，該兩短邊形成一C形曲面。
14.如權利要求12所述的燈罩，其中該些立體微結構具有多個折射面，該些折射面的法線方向與該入光面的法線方向不在同一方向上。
15.如權利要求12所述的燈罩，其中該些立體微結構以擠壓或滾壓方式一體成形于該燈罩上。
16.如權利要求12所述的燈罩，其中該些立體微結構以印刷的方式形成于該燈罩上。
17.如權利要求12所述的燈罩，其中該些立體微結構配置于該入光面或該出光面上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種燈罩及燈具結構。燈罩的曲面具有一入光面以及一出光面，燈罩的曲面上包括多數個立體微結構，呈陣列排列。當光線由入光面往出光面射入時，可經由立體微結構的折射來增加出光面的出光角度，以避免光線分布不均勻而出現光暈或暗區(qū)。
文檔編號F21V23/06GK102691899SQ20111011656
公開日2012年9月26日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權日2011年3月22日
發(fā)明者周士欽, 林玫芬, 謝錦坤, 賴俊明 申請人:隆達電子股份有限公司