专利名称：高亮度显示的灯罩及其制作方法
技术领域：
本发明有关一种高亮度显示的灯罩及其制作方法。
背景技术：
如图1所示，传统作为照明光源的灯泡10的亮度充足，为防止眩光刺眼及促进灯光的柔和，使用半透明的灯罩12让灯泡10发出的光线14部分地穿透灯罩12，但是此种光源较耗电且寿命短。
发光二极管(LED)因为寿命长及省电等优点，也被用来作为光源，但由于亮度不足的缺点，在应用上仍以装饰灯为主。如图2所示，为使LED 20的色光停留在灯罩上，使用半透明的混光罩22，然而，当光线24照射在混光罩22上时，大部分的光被混光罩22挡住，造成亮度降低。为了提高亮度，装饰灯一直朝向高功率及大流明值的LED发展，但高功率的LED价格昂贵也较耗电。再者，LED为面光源可视角有限，如图3所示，因此在一般照明的应用上，点光源才是较佳的光源，如图4所示，所以LED一直局限在投射灯的发展与应用上。
图5是一般的车尾灯30，其包括一光源32及一具有菱形立体锥状刻纹342的灯罩34。图6是图5中灯罩34的剖面图。图7是图6中灯罩34的局部放大图。由于灯罩34为透明材质，因此当光源32的入射光322照射在灯罩34上的菱形立体锥状刻纹342将产生漫射光324、反射光326、折射光328及穿透光329，其中仅有漫射光324可以达到全视角的效果，但亮度不足，而反射光326与穿透光329虽然具有高亮度，但是反射光326的方向朝向光源侧，而穿透光329则因为入射光与菱形立体锥状刻纹342所成的角度，使得穿透光329仅在一定的视角才可看见。菱形立体锥状刻纹342的设计着重于外部光源的反光设计，所以在灯罩内的光源的投射上，亮度及均匀度的显示有所不及。
图8是常用具有多角度穿透光散射设计的透明灯罩36。图9为图8中灯罩36的剖面图。灯罩36朝外的一面上具有许多半圆球362形成密集的凸点，而朝向光源38的一面则为一平面，灯罩36上半圆球362的作用就如凸透镜一般，当光源38的入射光382进入半圆球362焦点时，将形成多角度穿透光386向外散射，然而，当入射光382照射在灯罩36时，大部分的入射光382被反射形成朝向光源38的反射光384，因而减少了亮度。
因此，提供一种高亮度显示的灯罩，是被广泛期望的。
发明内容
本发明的目的之一在于提出一种成本低廉的高亮度显示的灯罩及其制作方法。
根据本发明，一种高亮度显示的灯罩包括一具有绵密的细孔的透明基材，每一该细孔的一侧或两侧边缘具有光滑曲面环状凸环。
本发明还提供了制造高亮度显示的灯罩的制作方法，包括在一透明基材上形成绵密的细孔，以及每一该细孔的边缘在熔融时因内聚力及表面抗张力的作用而形成一光滑曲面环状凸环的步骤。
根据上述方案，当光线照射在该凸环时，光线被散射，因而达到大视角可视的效果。该细孔藉高温的针状物穿刺该透明基材或是以弱激光束或高压热风热溶该透明基材而形成，每一该细孔的边缘在溶融时因内聚力的作用而形成该凸环，制作成本低廉。
图1为传统光源及灯罩的示意图。
图2为现有的LED装饰灯示意图。
图3为面光源的示意图。
图4为点光源的示意图。
图5为一般的车尾灯示意图。
图6为图5中灯罩34的剖面图。
图7为图6中灯罩34的局部放大图。
图8为常用具有多角度穿透光散射设计的透明灯罩36的示意图。
图9为图8中灯罩36的剖面图。
图10为根据本发明的LED装饰灯示意图。
图11为图10中灯罩72的局部放大图。
图12为以机械加工方式在塑胶基材上制作细孔的第一实施例示意图。
图13为以机械加工方式在塑胶基材上制作细孔的第二实施例示意图。
图14为以机械加工方式在塑胶基材上制作细孔的第三实施例示意图。
图15为以模造成型制作高亮度显示灯罩的第一实施例示意图。
图16为以模造成型制作高亮度显示灯罩的第二实施例示意图。
图17为根据本发明的广告看板示意图。
图18为另一LED装饰灯的立体分解图。
图19为另一LED装饰灯结合后的示意图。
图20为再一LED装饰灯的立体分解图。
图21为再一LED装饰灯结合后的示意图。
图22为本发明灯罩的另一实施例示意图。
主要元件符号说明10灯泡12灯罩14光线20LED22混光罩 24光线30车尾灯 32光源322 光源32的入射光 324 漫射光326 反射光 328 折射光
329穿透光 34 灯罩342菱形立体锥状刻纹36 灯罩362灯罩36上半圆球 38 光源382光源38的入射光 384反射光386穿透光 40 透明塑胶板42 针状的高温金属 44 细孔46 凸环48 弱激光束产生枪482弱激光束49 热风喷嘴492高压热风50 透明塑胶板52 滚筒522细针54 加热器 56 温控感测器60 透明塑胶板 62 模座622细针64 加热器66 温控感测器 70 LED装饰灯72 灯罩722细孔724凸环7242 凸环724的光滑曲面7244 细孔722的孔壁 7246 凸环724的光滑曲面74 LED光源 76 LED光源的入射光762LED光源的入射光 764LED光源的入射光766反射光 768穿透光80 广告看板82 透明塑胶板84 细孔86 背投射灯88 光线90 LED装饰灯92 防尘盖 94 灯罩942细孔96 灯罩962细孔98 防尘罩
99 LED投射灯100 LED装饰灯102LED投射灯104 LED光源106灯罩 108 防尘罩110灯罩 112 细孔114凸环 116 凸环114的光滑曲面118灯罩110的一侧平面具体实施方式
图10显示一LED装饰灯70，其灯罩72是根据本发明的高亮度显示灯罩，基材为高透明度的材质，例如塑胶薄板、PVC(聚氯乙烯)、PC(聚碳酸酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PS(聚苯乙烯)及压克力(丙烯酸类塑料)等，其上具有绵密的细孔722，每一个细孔722的边缘具有光滑曲面环状凸环724，当LED光源74发出的入射光76照射到凸环724时，入射光76被散射，达到大视角可视的效果。因为灯罩72为高透明度的材质，且布满细孔722，因此入射光76在进入每一细孔的孔壁时，所发生的反射、散射及穿透等光行进路线改变的现象，可以大为增加光在灯罩上可显示的亮度。与传统混光罩的LED装饰灯相比，在相同的亮度下，应用本发明灯罩的装饰灯70的LED光源74的输出功率能降低30％到50％，进而让成本降低40％到60％。图11是图10中灯罩72的局部放大图，当LED光源74发出的入射光76照射到灯罩72上的凸环724时，部分入射光762照射至细孔722的孔壁7244上而产生反射光766，部分入射光764则照射至凸环724的内侧光滑曲面7242，因透镜的光学原理，进入凸环724的入射光764的路径发生改变，接着外侧的光滑曲面7246使入射光764形成多角度穿透光768，综合入射光762及764的反射及穿透光766及768多角度散射的原理，可使LED装饰灯70的亮度大为改善。其中，细孔722的孔径x在0.3mm到6.0mm之间或是等面积的不规则开孔，细孔722之间的间距y在0.6mm至9.0mm之间，细孔722的大小与灯罩72的剖面厚度z成正比，灯罩72的剖面厚度z在0.3mm至6mm之间，细孔722的形状可以是圆形、椭圆形、矩形、长条形及其它不规则的形状。
本发明的灯罩制成方式包括模造成型及机械加工等。图12是以机械加工方式在塑胶基材上制作细孔的第一实施例，其利用针状的高温金属42穿刺透明塑胶板40，在形成细孔44时，其边缘因受热而溶化成半液状的流体，在冷却凝固的过程中，因半液状流体的表面抗张力及内聚力的作用而形成光滑曲面环状凸环46。凸环46在光线的照射下，反射一环状光圈，如同叶尖悬垂的水珠在太阳光底下映像出耀眼光点一般。图13是以机械加工方式在塑胶基材上制作细孔的第二实施例，其以弱激光束产生枪48产生弱激光束482热溶透明塑胶板40形成细孔44。图14是以机械加工方式在塑胶基材上制作细孔的第三实施例，其以热风喷嘴49产生高压热风492热溶塑胶板40形成细孔44。在图13及图14的实施例中，在形成细孔44时，其边缘同样因受热而溶化成半液状的流体，在冷却凝固的过程中，半液状流体由表面抗张力及内聚力的作用而形成光滑曲面环状凸环46。
图15是以模造成型制作高亮度显示灯罩的第一实施例，其利用具有许多细针522且为高导热材质的滚筒52以连续滚转方式加工透明塑胶板50，在滚筒52的内部包含加热器54以加热温度，以及温控感测器56控制加热的温度。
图16为以模造成型制作高亮度显示灯罩的第二实施例，其利用高导热材质的模座62上的许多细针622以连续模压方式加工透明塑胶板60，在模座62的内部包含加热器64以加热温度，以及温控感测器66控制加热的温度。由于本发明的制作方法简单且塑胶板材的价格便宜，因此成本相当低廉。
图17为广告看板80的实施例，透明塑胶板82为根据本发明的亮度显示装置，其上具有绵密的细孔84布成符号、文字或图案，当背投射灯86照射透明塑胶板82时，光线88被细孔84边缘的凸环散射而展现高亮彩的图案，达到宣传的效果。背投射灯86可以是传统光源或LED灯。
图18及图19显示应用本发明灯罩的LED装饰灯90的另一实施例，其中图18是LED装饰灯90的立体分解图，图19是为LED装饰灯90结合后的示意图。高亮度显示的灯罩96具有绵密的细孔962，每一细孔962的边缘都形成光滑曲面环状凸环，当LED投射灯99的光线照射在这些细孔962时，将被折射、散射或反射至各方向，在灯罩96的内部放入一倒锥状的灯罩94，其上同样具有绵密细孔942，而每一细孔942的边缘也都有光滑曲面环状凸环，灯罩94用来补强侧面光的亮度，在灯罩94及96的共同作用下，让LED装饰灯90达到高亮彩多角度可视的效果，灯罩96的外侧套上一透明的防尘罩98，而其上方也放上透明的防尘盖92，以防止灰尘沾附在灯罩94及96上，影响光线的折射、散射及反射。
图20及图21显示应用本发明灯罩的LED装饰灯100的再一实施例，其中图20为LED装饰灯100的立体分解图，图21为LED装饰灯100结合后的示意图。参照图20及21，LED投射灯102具有一LED光源104，圆锥状的高亮度显示灯罩106具有绵密细孔1062，每一细孔1062的边缘都具有光滑曲面环状凸环，当LED光源104所发出的光线照射至细孔1062的孔壁及边缘的光滑曲面环状凸环时，将被折射、散射或反射至各方向，因此，LED装饰灯100可达到如点光源一般高亮彩多角度可视的效果，在灯罩106外侧套上一透明的防尘罩108，以防止灰尘沾附在灯罩106上，影响光线的折射、散射及反射。
在前述的实施例中，例如图11所示，每一细孔722边缘的环状凸环724的两侧均具有一光滑曲面7242及7246，但在其它实施例中，可以仅有一侧具有光滑曲面，如图22所示，在灯罩110上包含多个绵密细孔112，其边缘具有环状凸环114，每一该环状凸环114的一面的细孔边缘具有一光滑曲面116，而另一面的细孔边缘则为一平面118。
权利要求
1.一种高亮度显示的灯罩，包括一透明基材，其特征是透明基材上具有绵密的细孔，每一该细孔的一侧或两侧边缘具有一光滑曲面环状凸环。
2.如权利要求1所述的高亮度显示的灯罩，其特征是该凸环由该透明基材从溶融状态冷却而形成。
3.如权利要求1所述的高亮度显示的灯罩，其特征是该细孔由高温针状物穿刺该透明基材形成。
4.如权利要求1所述的高亮度显示的灯罩，其特征是每一该细孔的孔径及该透明基材的板厚为0.3mm到6.0mm。
5.如权利要求1所述的高亮度显示的灯罩，其特征是所述复数个细孔之间的间距为0.6mm到9.0mm。
6.如权利要求1所述的高亮度显示的灯罩，其特征是该细孔的形状包括圆形、椭圆形、矩形、长条形或其它不规则的形状。
7.一种高亮度显示的灯罩的制作方法，其特征是包括在一透明基材上形成绵密的细孔，以及每一该细孔的边缘在熔融时因内聚力及表面抗张力的作用而形成一光滑曲面环状凸环的步骤。
8.如权利要求7所述的高亮度显示的灯罩的制作方法，其特征是该形成细孔的步骤包括以高温针状物穿刺该透明基材。
9.如权利要求7所述的高亮度显示的灯罩的制作方法，其特征是每一该细孔的孔径及该透明基材的板厚为0.3mm到6.0mm。
10.如权利要求7所述的高亮度显示的灯罩的制作方法，其特征是所述复数个细孔之间的间距为0.6mm到9.0mm。
11.如权利要求7所述的高亮度显示的灯罩的制作方法，其特征是该细孔的形状包括圆形、椭圆形、矩形、长条形或其它不规则的形状。
全文摘要
本发明公开了一种高亮度显示的灯罩，包括一透明基材，其上有绵密的细孔，每一细孔的一侧或两侧边缘具有光滑曲面环状凸环。当光线照射在该凸环时，光线被散射，因而达到大视角可视的效果。本发明制作该高亮度显示的灯罩的方法包括以高温针状物穿刺该透明基材或是以弱激光束或高压热风热溶该透明基材的步骤。本发明的制作方法具有成本低廉的效果。
文档编号F21V3/00GK1971130SQ20051012602
公开日2007年5月30日 申请日期2005年11月24日 优先权日2005年11月24日
发明者江昆渊 申请人:江昆渊