可獨立拆卸式發光二極體光源模組的製作方法

2023-05-16 21:45:01 2

專利名稱：：可獨立拆卸式發光二極體光源模組的製作方法
技術領域：
：本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種可獨立拆卸式發光二極體光源模組。
背景技術：
：傳統燈具，如水銀燈、白熾燈、滷素燈等，皆有效率低、耗電量大以及維修成本高等缺點，因此逐漸被發光二極體燈具所取代。發光二極體是一種半導體元件，其主要是由III-V族元素化合物半導體材料所構成。這種半導體材料具有將電能轉換為光的特性。其原理主要是使半導體材料內部的電子與空穴結合，並且將過剩的能量以光的形式釋出，而達成發光的效果。由於發光二極體的發光現象不是藉由加熱發光或放電發光，而是屬於冷性發光，所以發光二極體裝置在散熱良好的情況下，壽命可長達十萬小時以上，且無須暖燈時間(idlingtime)。此外，發光二極體裝置具有反應速度快(約為10-9秒)、體積小、用電省、汙染低(不含水銀)、高可靠度、適合量產等優點，因此其應用的領域十分廣泛。例如需要高速反應的掃描器燈源、液晶顯示器的背光源或前光源汽車的儀錶板照明、交通信號燈以及一般的照明裝置等。然而，發光二極體在使用上仍有以下缺點1.發光二極體所產生的光線具指向性強，因此容易產生均勻度不佳及眩光(glare)而讓使用者感到不舒服。2.現有發光二極體光源模組與燈具外殼的開口的相對位置會影響燈的配光曲線。因此每改變一個燈殼外形，整個光學設計即需重新設計，因此發光二極體光源、二次光學器、以及燈具外殼等元件無法隨意更動，如此會增加產品設計的困難度。3.由於發光二極體運作時會產生大量的熱能，且發光二極體的亮度及壽命都會受到溫度的影響，因此當發光二極體的功率增加時，散熱的需求也就隨之增加。4.現有發光二極體光源模組通常置於一燈具外殼內。然而因發光二極體光源模組需結合燈殼機構以達散熱目的，因此發光二極體光源及燈具外殼等組件無法獨立拆卸。因此，發光二極體燈具的其中一元件故障而需要維修或更換時，必需將整個燈具外殼一起拆卸，如此會增加維修的作業困難度及維修成本。
發明內容本發明提供一種可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其容易維修，且照明效果佳。為解決上述問題，本發明提出一種可獨立拆卸式發光二極體光源模組，適於安裝於一燈具外殼，燈具外殼具有一開口以及一容置空間，可獨立拆卸式發光二極體光源模組包括一組合器、一發光二極體陣列以及一二次光學導光板。發光二極體陣列以及二次光學導光板配置於組合器上。光源模組配置於容置空間中，並藉由組合器組裝於燈具外殼，且開口暴露出光源模組。在本發明的發光二極體光源模組中，上述組合器包括一燈盒，燈盒具有一第一出光口，而發光二極體陣列與二次光學導光板位於燈盒內，且二次光學導光板位於第一出光口。在本發明的發光二極體光源模組中，上述燈盒與二次光學導光板為一體成形。在本發明的發光二極體光源模組中，上述組合器還包括一燈罩，具有一第二出光口，燈罩配置於第一出光口，而二次光學導光板位於燈罩與發光二極體陣列之間。在本發明的發光二極體光源模組中，上述二次光學導光板與燈罩可為一體成形。在本發明的發光二極體光源模組中，上述燈盒、燈罩與二次光學導光板可為一體成形。在本發明中，上述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組還包括一配置於第一出光口與第二出光口之間的光學片。在本發明的發光二極體光源模組中，上述光學片包括一稜鏡片。在本發明的發光二極體光源模組中，上述組合器的材質為金屬。在本發明的發光二極體光源模組中，上述組合器具有一第一固定件，而燈具外殼具有一第二固定件。第一固定件與第二固定件相卡合以將可獨立拆卸式發光二極體光源模組固定於燈具外殼上。在本發明的發光二極體光源模組中，上述發光二極體陣列包括一電路板以及至少一發光二極體光源。發光二極體光源配置於電路板上。在本發明的發光二極體光源模組中，上述發光二極體光源具有多個發光二極體，且發光二極體沿一第一軸方向排列。在本發明的發光二極體光源模組中，上述二次光學導光板具有至少一孔槽與多個導光鰭片。孔槽暴露出發光二極體光源，而導光鰭片配置於孔槽的兩側。在本發明的發光二極體光源模組中，上述導光鰭片沿一第二軸方向非對稱配置，且第二軸與第一軸垂直。基於上述，本發明的可獨立拆卸式發光二極體光源模組因將發光二極體光源以獨立組件的形式組裝於燈具外殼上，因此可快速的拆卸及組裝。如此，可方便可獨立拆卸式發光二極體光源模組的維修以及更換，且組合器可以高導熱係數材質製作以幫助散熱。另外，本發明的可獨立拆卸式發光二極體光源模組具有二次光學導光板，因此可調塑發光二極體光源的照明區域。如此，可以二次光學導光板的設計來控制發光二極體光源的照明範圍及光型，以將可獨立拆卸式發光二極體光源模組應用於不同的環境。此外，二次光學導光板與光學片可將發光二極體光源所發出的光線均勻化，如此可防止眩光而達到更佳的照明效果。為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的具體實施方式作詳細說明，其中圖1為本發明一實施例中可獨立拆卸式發光二極體光源模組與燈具外殼的剖示圖。圖2為圖1中發光二極體光源在電路板上的排列示意圖。圖3為未使用二次光學導光板的可獨立拆卸式發光二極體光源模組的光強度分布圖。圖4為本發明一實施例中可獨立拆卸式發光二極體光源模組的光強度分布圖。具體實施例方式圖1為本發明一實施例中可獨立拆卸式發光二極體光源模組的剖示圖。請參照圖1，可獨立拆卸式發光二極體光源模組100可組裝於一燈具外殼200上，而燈具外殼200具有一開口210以及一容置空間220，可獨立拆卸式發光二極體光源模組IOO配置於容置空間220中，且開口210暴露出可獨立拆卸式發光二極體光源模組100。可獨立拆卸式發光二極體光源模組100包括一組合器110、一發光二極體陣列120以及一二次光學導光板130。發光二極體陣列120以及二次光學導光板130組裝於組合器110，且可獨立拆卸式發光二極體光源模組IOO藉由組合器110組裝於燈具外殼200。上述發光二極體陣列120例如具有一電路板122以及多個發光二極體光源124。此外，電路板122上可配置有多個電路迴路保護元件126，用以保護與發光二極體光源124連接的電路迴路。保護元件126例如為齊納二極體。此外，組合器IIO的材質例如為金屬等高導熱係數的材質，以使可獨立拆卸式發光二極體光源模組100運作時所產生的熱可順利的傳遞至燈具外殼200，並散逸至外界。另外，組合器IIO也可具有如散熱鰭片等的散熱結構以幫助散熱。在本實施例中，組合器IIO可包括一燈盒112，燈盒112具有一第一出光口112a，而發光二極體陣列120與二次光學導光板130位於組合器110內，且二次光學導光板130位於第一出光口112a。此外，組合器IIO還可包括一燈罩114，而二次光學導光板130位於燈罩114與發光二極體陣列120之間，且燈罩114具有一第二出光口114a，使發光二極體陣列120所發出的光線通過第一出光口112a以及第二出光口114a射出。另外，可獨立拆卸式發光二極體光源模組IOO還可包括一光學片140，配置於第一出光口112a以及第二出光口114a之間。光學片140例如為一稜鏡片，可使光線更均勻。在本實施例中，燈罩114例如是以多個螺絲150鎖固在燈盒112上。值得一提的是，在本實施例中，燈盒112、燈罩114以及二次光學導光板130為獨立的元件，但也可為一體成形製作。舉例而言，燈盒112與燈罩114可為一體成形，或是使燈罩114與二次光學導光板130為一體成形，也可使燈盒112與二次光學導光板130為一體成形，又或是燈盒112、燈罩114以及二次光學導光板130三者一體成形。除此之外，組合器IIO可具有一第一固定件116，而燈具外殼200則可具有一第二固定件230。第一固定件116與第二固定件230相卡合以將可獨立拆卸式發光二極體光源模組100固定於燈具外殼200上。舉例而言，第一固定件116可為一卡勾，而第二固定件230則具有一卡槽，第一固定件116可穿設於第二固定件230而將可獨立拆卸式發光二極體光源模組100固定於燈具外殼200上。值得注意的是，在本實施例中雖以多個發光二極體光源124為例說明，但在本發明一未繪示的實施例中，也可僅配置一發光二極體光源，本發明並不以此為限。由於組合器110、發光二極體陣列120以及二次光學導光板130以可獨立拆卸式發光二極體光源模組100的形式與燈具外殼200組裝一起，而可獨立拆卸式發光二極體光源模組100具有裝卸容易的優點，如此可方便電路板122、發光二極體光源124以及二次光學導光板130的維修及更換。另外，組合器110可以金屬等高導熱係數的材質製作，如此可提高可獨立拆卸式發光二極體光源模組IOO的散熱效果。圖2為圖1中發光二極體光源於電路板上的排列示意圖。請參照圖l及圖2，在本實施例中，發光二極體光源124例如包括多個發光二極體124a，而發光二極體124a沿一第一軸x排列。二次光學導光板130具有配合發光二極體光源124所設置的多個孔槽132，且在孔槽132的兩側配置有多個沿第一軸x延伸的導光鰭片134。發光二極體光源124所發出的光線由孔槽132射出，並經導光鰭片134的反射，而由燈具外殼200的開口210射出。經由導光鰭片134的設計可控制發光二極體光源124所發出的光線的方向，如此可控制可獨立拆卸式發光二極體光源模組100的照明範圍及光型，以將可獨立拆卸式發光二極體光源模組100應用於不同的環境。此外，二次光學導光板130也具有使發光二極體光源124所發出的光線均勻化的效果，並具防止眩光功能，以達到更佳的照明效果。具體而言，設第一軸x、第二軸y以及第三軸z為互相垂直的三個軸，而導光鰭片為沿第一軸x延伸，並沿第二軸y排列。導光鰭片的排列位置及高度可以下列關係式配置Y-Y。=|>(Z—Z0)....................(1)MnY-Y0=|>(Z-Z0)....................(2)其中Yo為發光二極體光源在第二軸y的位置，Zo為發光二極體光源在第三軸z的位置，Y為導光鰭片在第二軸y的位置，Z為導光鰭片在第三軸z的高度，an及K為係數，而N及M為項數。在本實施例中，關係式(l)及關係式(2)可用以配置位於發光二極體光源兩側的導光鰭片，也就是說，本領域的技術人員可自行調整a。、bn、N以及M，以使可獨立拆卸式發光二極體光源模組的照明光型符合不同環境的需求。除此之外，導光鰭片的形狀也不以圖2所示形狀為限。導光鰭片可以依使用環境的不同而有不同的形狀，例如可將導光鰭片設計為曲面。以下以將本發明的可獨立拆卸式發光二極體光源模組應用於路燈為例說明。圖3為未使用二次光學導光板的可獨立拆卸式發光二極體光源模組的光強度分布圖，圖4為本發明一實施例中可獨立拆卸式發光二極體光源模組的光強度分布圖，表1為圖3中可獨立拆卸式發光二極體光源模組的光強度分布數值表，表2為圖4中可獨立拆卸式發光二極體光源模組的光強度分布數值表。請同時參照圖3、圖4、表1及表2，圖3及圖4中的環境以路寬6米、燈杆伸臂66釐米以及可獨立拆卸式發光二極體光源模組仰角14度為例，且第一軸x為行車方向、第二軸y為路寬方向，而第三軸z為垂直路面的方向。表1tableseeoriginaldocumentpage9tableseeoriginaldocumentpage10由於路燈是設置於道路的一側，且理想的光型為沿第一軸x延伸，因此導光鰭片可沿第二軸y以非對稱曲面配置，以反射朝向第二軸y擴散的光線，使可獨立拆卸式發光二極體光源模組所發出的光線於第二軸y更集中，並向第二軸y的正向偏移。也就是說，可使項數M與項數N相異、an與bn相異以使導光鰭片以非對稱曲面配置。由圖3及圖4中可看出，由於導光鰭片可將光線向路寬邊界L,以及路寬邊界L2內集中，因此可得到較佳的照明效果。綜上所述，本發明至少具有以下優點1.由於電路板、發光二極體光源、二次光學導光板以及組合器以光源模組的形式組裝至燈具外殼上，而可獨立拆卸式發光二極體光源模組具有裝卸容易的優點，如此可方便電路板、發光二極體光源以及二次光學導光板的維修及更換。2.組合器可以金屬等高導熱係數的材質製作，如此可提高可獨立拆卸式發光二極體光源模組的散熱效果。3.經由導光鰭片的設計可控制發光二極體光源所發出的光線的方向，如此可控制可獨立拆卸式發光二極體光源模組的照明範圍及光型，以將可獨立拆卸式發光二極體光源模組應用於不同的環境。4.二次光學導光板具有使發光二極體光源所發出的光線均勻化的效果，並可防止眩光，以達到較佳的照明效果。第一出光口與第一出光口之間具有一光學片，可達發光二極體光源防塵防水的效果，進一步將發光二極體光源所發出的光線均勻化，以達到更佳的照明效果。雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的修改和完善，因此本發明的保護範圍當以權利要求書所界定的為準。權利要求1.一種可獨立拆卸式發光二極體光源模組，適於安裝於一燈具外殼，該燈具外殼具有一開口以及一容置空間，該可獨立拆卸式發光二極體光源模組包括一組合器；一發光二極體陣列，配置於該組合器上；以及一二次光學導光板，配置於該組合器上，其中該光源模組配置於該容置空間中，並藉由該組合器組裝於該燈罩，且該開口暴露出該光源模組。2.如權利要求1所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該發光二極體陣列包括一電路板；以及至少一發光二極體光源，配置於該電路板上。3.如權利要求2所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該發光二極體光源具有多個發光二極體，且該些發光二極體沿一第一軸方向排歹lj。4.如權利要求3所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該二次光學導光板具有至少一孔槽，該孔槽暴露出該發光二極體光源；以及多個導光鰭片，配置於該孔槽的兩側。5.如權利要求4所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該些導光鰭片沿一第二軸方向非對稱配置，且該第二軸與該第一軸垂直，而該些導光鰭片的數量、形狀、角度、與位置的設計可控制照明對象的照明範圍及光分布曲線。6.如權利要求1所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該組合器包括一燈盒，具有一第一出光口，而該發光二極體陣列與該二次光學導光板位於該燈盒內，且該二次光學導光板位於該第一出光口。7.如權利要求6所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該燈盒與該二次光學導光板為一體成形。8.如權利要求6所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該組合器還包括一燈罩，具有一第二出光口，該燈罩配置於該第一出光口，而該二次光學導光板位於該燈罩與該發光二極體陣列之間。9.如權利要求8所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該二次光學導光板與該燈罩為一體成形。10.如權利要求8所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該燈盒、該燈罩與該二次光學導光板為一體成形。11.如權利要求8所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，還包括一光學片，該光學片配置於該第一出光口與該第二出光口之間。12.如權利要求11所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該光學片包括一稜鏡片。13.如權利要求1所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該組合器的材質為金屬。14.如權利要求1所述的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其特徵在於，該組合器具有一第一固定件，而該燈具外殼具有一第二固定件，其中該第一固定件與該第二固定件相卡合以將該可獨立拆卸式發光二極體光源模組固定於該燈具外殼上。全文摘要本發明公開了一種可獨立拆卸式發光二極體光源模組，適於安裝於一燈具外殼，燈具外殼具有一開口以及一容置空間，可獨立拆卸式發光二極體光源模組包括一組合器、一發光二極體陣列以及一二次光學導光板。發光二極體陣列以及二次光學導光板配置於組合器上。光源模組配置於容置空間中，並藉由組合器組裝於燈具外殼，且開口暴露出光源模組。本發明的可獨立拆卸式發光二極體光源模組，其容易維修，且照明效果佳。文檔編號F21Y101/02GK101319768SQ20071010964公開日2008年12月10日申請日期2007年6月4日優先權日2007年6月4日發明者劉源昌,呂清淼申請人:呂清淼