发光装置的制作方法

本实用新型涉及一种发光装置，尤其涉及一种可融化冰雪的发光装置的结构。

背景技术：

某些区域因为地形、纬度或季节变换的关系会下雪与结冰，当长时间下雪或下雪量较大时，使得这些严寒区域的交通信号灯的表面容易因积雪或结冰而被遮蔽。再者，由于LED具有较好的发光效率、节能环保以及寿命长，因此目前的交通信号灯的大多以LED作为发光源。然而LED的发光原理是直接由电能转换为光能，使得LED所产生的热能很低，造成累积于交通信号灯的表面的积雪或结冰无法通过LED发光源产生的热能而立即融化，让使用者容易因冰雪覆盖交通信号灯的表面导致误判交通信号灯号而威胁到生命与财产的安全。另外，目前的解决方法大都是待风雪渐小后，以人工的方式逐一至每一交通信号灯进行物理性的除去冰雪。

技术实现要素：

本实用新型提供一种发光装置，其利用红外光发光单元可以辐射出具有使水分子获得较高吸收能量的特定红外光波段，可即时且有效地融化冰雪以防止冰雪遮蔽交通号志或交通工具的灯号显示。

本实用新型的一种发光装置，其包括基座、可见光发光单元以及红外光发光单元。基座包括灯箱及灯罩。灯箱连接灯罩。可见光发光单元设置于基座，可见光发光单元包括多个可见光发光元件以及透光壳体。透光壳体覆盖可见光发光元件，其中灯罩围绕透光壳体。红外光发光单元设置于灯罩的内表面，红外光发光单元发射红外光至透光壳体的表面。

在本实用新型的一实施例中，上述的红外光发光单元包括红外光LED元件。

在本实用新型的一实施例中，上述的红外光的波长范围介于0.9μm至20μm。

在本实用新型的一实施例中，上述的红外光发光单元的出光中心轴是朝向透光壳体的表面。

在本实用新型的一实施例中，上述的可见光发光单元与红外光发光单元是彼此电性分离。

在本实用新型的一实施例中，上述的灯罩的内表面具有上缘与下缘，透光壳体及多个可见光发光元件位于上缘与下缘之间，红外光发光单元配置于上缘。

在本实用新型的一实施例中，上述的发光装置包括红外光测距单元。

在本实用新型的一实施例中，上述的发光装置包括压力感测单元，配置于灯罩的外表面。

在本实用新型的一实施例中，上述的透光壳体的表面具有上部分与下部分，下部分所接收红外光发光单元发射的光线照度占透光壳体的表面所接收红外光发光单元发射的光线照度的50％以上。

在本实用新型的一实施例中，上述的透光壳体的表面具有上部分与下部分，下部分所接收红外光发光单元发射的光线照度占透明壳体的表面所接收红外光发光单元发射的光线照度的70％以上。

基于上述，由于本实用新型的发光装置，通过将红外光发光单元设置于灯罩的内表面，并让红外光发光单元辐射出使水分子获得高吸收能量的红外光波段，而有效地融化于透光壳体的表面的冰雪，以防止冰雪遮蔽交通号志或交通工具的灯号显示，进而保护使用者的生命与财产的安全。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是依照本实用新型的一种发光装置的组装示意图；

图1B是以立体视角显示图1A的发光装置的局部放大图；

图2A至图2D是发光装置的不同实施例的红外光发光单元的示意图；

图3A显示本实用新型另一实施例的发光装置的电性关系示意图；

图3B显示本实用新型另一实施例的发光装置的电性关系示意图；

图3C显示本实用新型另一实施例的发光装置的电性关系示意图；

图4A至图4D分别是不同实施例的发光装置的应用示意图；

图5A至图5C分别显示不同实施例的发光装置。

附图标记说明：

100、100A～100G：发光装置；

110：基座；

112：灯箱；

120、120A、120B、120C、120E、120F、120G：可见光发光单元；

122：可见光发光元件；

124、124A、124B、124C：透光壳体；

125：上部分；

127：下部分；

130、130A、130B、130C：红外光发光单元；

132：红外光LED元件；

1341、1342、1343：光学元件；

136：电路板；

1361：反射体；

1362：反射镀膜；

138：无线接收端；

140：导线；

150、250、350：电路控制系统；

160：远端智能控制系统

170：红外光测距单元

180：压力感测单元；

190、190A、190B、190C、190E、190F、190G：灯罩；

191：上缘；

192：外表面；

193：下缘；

252：无线子系统；

352：第一子系统；

354：第二子系统。

具体实施方式

现将详细地参考本实用新型的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1A是依照本实用新型的一种发光装置的组装示意图。图1B是以立体视角显示图1A的发光装置的局部放大图。请同时参考图1A与图1B，本实施例的发光装置100包括基座110、可见光发光单元120以及红外光发光单元130。基座110包括灯箱112及灯罩190，灯罩190连接灯箱112。可见光发光单元120设置于基座110，可见光发光单元120包括透光壳体124以及可见光发光元件122。透光壳体124覆盖多个可见光发光元件122，且灯罩190围绕透光壳体124。红外光发光单元130设置于灯罩190的内表面，红外光发光单元130发射红外光至透光壳体124的表面，以通过辐射方式传递热量而消融透光壳体124表面的冰雪。此处，发光装置100例如是交通信号灯，可见光发光元件122是可见光LED元件，例如是R/Y/G LED元件或R/G LED元件，且红外光发光单元130包括至少一红外光LED元件132。须说明者，本实用新型中所述灯罩围绕透光壳体包括部分围绕及完全围绕的实施态样，该等范围皆为本实用新型所保护的范围。

详细来说，本实施例显示多个可见光发光单元120设置于基座110的灯箱112且彼此呈上、下配置，且每一可见光发光单元120具有其所属的透光壳体124。其中灯罩190围绕透光壳体124，用于调整可见光发光单元120的出光角度并保护覆盖于其下的可见光发光元件122。灯罩190则用于避免因太阳光反射光所造成的灯号误判。另外，本实施例仅例示3个可见光发光单元120与3个红外光发光单元130的组合。然本实用新型不以此为限，本领域的技术人员在参照本实用新型后，可根据需求改变可见光发光单元120与红外光发光单元130的数目。

在本实施例中灯罩190的内表面具有上缘191与下缘193，且使透光壳体124及可见光发光元件122位于所述上缘191与下缘193之间。同时灯罩190具有一缺口位于下缘193，红外光发光单元130配置于灯罩190的内表面的上缘191，也就是红外光发光单元130实质上是位于灯罩190的灯檐处。优选地，红外光发光单元130是位于灯罩190的上缘191的中心位置，以朝向透光壳体124的表面照射红外光，即红外光发光单元130的出光中心轴朝向透光壳体124的表面，借此消融堆积其上的冰雪。值得一提的是，为了达到较佳的冰雪消融效果，红外光发光单元130的数量可相对应增加。换句话说，可见光发光单元120可对应配置多个红外光发光单元130。其中新增加的红外光发光单元130的位置不以位于灯罩190的上缘191的中心位置为限，亦可位于灯罩190上的其他位置。

请再参考图1B，在此将透光壳体124的表面分为均等表面积的上部分125与下部分127(如虚线所示)，为了更有效率地除去冰雪，下部分127所接收红外光发光单元130发射的光线照度可以占透光壳体124的(全部)表面所接收红外光发光单元130发射的光线照度的50％以上。优选地，下部分127所接收红外光发光单元130发射的光线照度可以占透光壳体124的(全部)表面所接收红外光发光单元130发射光线照度的70％以上，以更有效率地消融由灯罩190的内表面的下缘193堆积而遮蔽透光壳体124的表面的冰雪。此举即是因应冰雪是由下而上的逐渐堆积而成，因此对下部分127提供较多照射能量，以能有效地且即时地融化冰雪。

在本实施例中，红外光发光单元130所发出的红外光波长范围是介于0.9μm至20μm。在此红外光波长范围中，冰雪内部所含的水分子在0.9μm至1μm、1.1μm至1.2μm、1.4μm至1.5μm以及1.8μm至2.1μm等波段范围会有较强的吸收率。换句话说，由于这些波段的红外光更容易被冰雪内部所含的水分子吸收，而使冰雪内部所含的水分子因吸收这些波段的红外光的辐射而融化。因此，红外光发光单元130优选是选用峰值在上述任一波段范围的红外光，更优选是选用峰值在1.1μm至1.2μm的红外光。

图2A至图2D是发光装置的不同实施例的红外光发光单元的示意图。请先参阅图2A，红外光发光单元130还包括电路板136及光学元件1341。红外光LED元件132封装于电路板136上，而光学元件1341组装且对应于红外光LED元件132的光线出射区，以将红外光LED元件132所产生的光线投射至透光壳体124的表面的至少局部。

具体来说，本实施例的光学元件1341例如为具有一个或多个光学透镜所组成的光学镜头，其设置于红外光LED元件132的出光路径上，用以调整红外光LED元件132产生的红外光，以让投射至透光壳体124的红外光的特性(例如能量、投射面积)能符合所需。在此未限制光学透镜的数量，其可依据光学需求或使用环境而予以当地改变。同时，在此也未限制红外光LED元件132的数量及其在电路板136上的配置，其可因应各种不同需求而予以适当地调整。请参考图2B，其显示另一实施例中红外光LED元件132的状态，即单一红外光LED元件132是对应地被单一光学元件1342所罩覆，其能针对单一红外光LED元件132状态下的光线予以对应且适当地调整。再者，请参考图2C，其是以单一光学元件1343罩覆在多个红外光LED元件132上，据以将所述红外光LED元件132所产生的光线提供整体式的调整。此外，请参考图2D，于本实施例中，红外光发光单元可更包括反射体1361，使红外光LED元件132是配置于电路板136上，周围配置有一成凹陷结构的反射体1361，用以反射红外光LED元件132所产生的红外光至透光壳体124。其中反射体1361上可镀有反射镀膜1362，可进一步提升反射率。在此图2A至图2D所示各种红外光LED元件132、光学元件1341～1343以及电路板136等技术特征，均能通过适当地调整而相互结合应用。

请再参考图1A，本实施例的发光装置100还包括有导线140与电路控制系统150。电路控制系统150电性连接可见光发光单元120及红外光发光单元130，据以操控可见光发光单元120及红外光发光单元130的启闭。具体来说，本实施例的红外光发光单元130能通过导线140由灯罩190的内表面穿至灯罩190的外表面，且沿着灯罩190的上方走线至基座110内部，再连接至电路控制系统150。此处，红外光发光单元130与可见光发光单元120耦接至同一电路控制系统150，用以使电路控制系统150供给红外光发光单元130与可见光发光单元120所需电力或控制其开关。

在本实用新型中，可见光发光单元与红外光发光单元是彼此电性分离，藉此达到独立控制的目的。在某些实施例中可透过电路控制系统分别控制此二单元，以下配合附图说明这些实施例。

图3A显示本实用新型另一实施例的发光装置的电性关系示意图，请参考图3A，本实施例的电路控制系统250包括无线子系统252，而红外光发光单元130具有无线接收端138，无线子系统252对应于无线接收端138，以使电路控制系统250与红外光发光单元130之间通过无线手段产生电传输，以供给所需电力或控制其开关。图3B显示本实用新型另一实施例的发光装置的电性关系示意图，请参考图3B，本实施例的电路控制系统350包括彼此独立的第一子系统352与第二子系统354，其中可见光发光单元120电性连接第一子系统352，红外光发光单元130电性连接第二子系统354，用以分别地供给可见光发光单元120及红外光发光单元130所需电力或控制其开关，且由于是彼此独立的状态，故能防止电信号相互干扰的情形发生，且提供较佳的操控及维修便利性。

图3C显示本实用新型另一实施例的发光装置的电性关系示意图，请参考图3C，发光装置100还包括远端智能控制系统160，耦接至电路控制系统150，远端智能控制系统160传输电信号至电路控制系统150，用以透过远端连线以即时监控透光壳体124的表面的冰雪累积状况与即时操作电路控制系统150控制红外光发光单元130的开关，并据此可即时消融透光壳体124的表面上的冰雪累积，而不会受到时间与空间的影响，同时避免派员至现场清除冰雪可能具有的潜在危险。另须说明的是，于其他未显示的实施例中，远端智能控制系统160亦可以与图3A的电路控制系统250、图3B的电路控制系统350电性连接或存在其他类似地配置形式。

本实用新型亦可置额外的量测单元去量测积雪量，可根据测量结果控制红外光发光单元的启闭，或者可进一步根据积雪量增加或减少红外光发光单元的功率，可更有效率地消融积雪。以下配合附图说明具有额外量测单元的实施例。

图4A至图4D分别是不同实施例的发光装置的应用示意图。图4A至图4D所显示的发光装置100A～100D例如是直立式的行车管制号志或行人专用号志，图中例示了三个可见光发光单元及120A、120B与120C及三个红外光发光单元130A、130B与130C的组合，但不以此为限。其中可见光发光单元120A、120B与120C彼此呈上、下配置，且可见光发光单元120A、120B与120C分别对应有其所属的透光壳体124A、124B与124C，以及灯罩190A、190B与190C。

请先参考图4A，发光装置100A还包括红外光测距单元170，配置于灯罩190的内表面的上缘191且位于红外光发光单元130旁，红外光测距单元170电性连接电路控制系统(未显示，请参考前述电路控制系统150、250或350)，据以让电路控制系统通过红外光测距单元170来感测冰雪的堆积程度，而达到上述的监控效果。如图4A所示，由于灯罩190A～190C具有位于其下缘的缺口，亦即灯罩190A～190C仅局部围绕透光壳体124A～124C，因此积雪容易从下方的灯罩(例如灯罩190B、190C)而往上堆积，进而影响位于上方的可见光发光单元120A、120B的透光壳体124A、124B，故以红外光测距单元170感测会影响透光壳体124A、124B的积雪程度。又，或如图1B所示，可见光发光单元120各自对应的灯罩190的下缘193仍具有一定宽度，因此也容易从该处产生积雪，故也能通过红外光测距单元170感测该处的积雪程度。

基于上述灯罩结构的影响，本实施例通过在中间的可见光发光单元120B设置红外光测距单元170，便能以此监控积雪程度，并据以启闭红外光发光单元130A、130B与130C而有效率地进行融化积雪的动作(即，红外光发光单元130A、130B与130C毋须处于恒常启动的状态，仅在感测到积雪程度至预设程度时方启动红外光发光单元130A、130B与130C)。在此，本实用新型并不局限红外光测距单元170的波长范围，唯其与红外光发光单元120的波长实质上不同即可，以减少其与红外光发光单元130间的干扰。优选地，红外光测距单元170所使用的红外光的波长范围介于0.8μm至0.9μm之间。此外，在图4B所示的实施例中，多个红外光测距单元170逐一且对应地配置于每一灯罩190A、190B与190C的内表面的上缘191且位于每一红外光发光单元130A、130B与130C旁，以达到较为精确的监控效果，即每一个可见光发光单元120A～120C均由各自所属的红外光测距单元170进行积雪程度感测，但本实施例不以此为限。

另需说明的是，红外光测距单元170与红外光发光单元130可视其实际设计需求而调整其互为前后或左右的配置关系，只要设置于靠近灯罩190的内表面的顶端的中心位置，而使红外光测距单元170的距离感测精确度与红外光发光单元130的融化冰雪效率性具有良好的结果，皆属本实用新型所欲保护的范畴，而不限于实施例所揭示者。

请参考图4C，本实施例的发光装置100C还包括压力感测单元180，配置于灯罩190B的外表面192，且压力感测单元180耦接电路控制系统(如前述实施例的电路控制系统150、250或350)，用以感测灯罩190的外表面192因承受冰雪堆积所产生的压力，而据以得知积雪程度。相同于图4A与图4B所示实施例，位于上方的可见光发光单元120A、120B的透光壳体124A、124B会受下方的可见光发光单元120B、120C的灯罩190B、190C上的积雪影响，因此通过在灯罩190B的外表面192设置压力感测单元180，以作为监控积雪程度并成为启闭红外光发光单元130的依据。同时，且可以随感测到的压力的变化调整红外光发光单元130的红外光的功率。优选地，压力感测单元180可以设置于灯罩190的外表面192的顶端的中心位置，用以得到实际感测在灯罩190的外表面192的积雪量。在此，类似于前述图4A与图4B所示，压力感测单元180仅配置于可见光发光单元120B的灯罩190B的外表面192处，以此总括地感测积雪程度。又，或如图1B所示的灯罩190在下缘193处仍具一定宽度，因此也可在下缘193处设置压力感测单元180。

在图4D所示实施例中，也可于灯罩190B与190C的外表面192均设置压力感测单元180，又或如图1A与图1B所示实施例，在每一个灯罩190的下缘193处皆可设置压力感测单元180，端赖需求不同而能予以适当地改变。

另外，本实用新型的发光装置100除了可以通过红外光测距单元170或压力感测单元180进行感测之外，亦可以通过设置温度感测器(未显示)的方式来感测环境温度，并传送感测结果至电路控制系统150、250或350，由电路控制系统150、250或350据此感测结果开启红外光发光单元130执行冰雪消融的动作。举例来说，当温度感测器感应到环境温度为0℃以下时，电路控制系统150、250或350会自动启动红外光发光单元130，且可以随感测到的温度的变化调整红外光发光单元130的红外光的功率。

值得一提的是，除了将红外光测距单元170、压力感测单元180或温度感测器的感测结果传送给电路控制系统150、250或350外，还可以由远端智能控制系统160传输电信号至电路控制系统150、250或350，并据此传输信号而即时动态地开启或关闭红外光发光单元130，从而达到即时远端监控消融冰雪的功效。

图5A至图5C分别显示不同实施例的发光装置，请先参考图5A，在本实施例的发光装置100E中，多个可见光发光单元120E是以横向排列，且各可见光发光单元120E的灯罩190E是完全环绕在透光壳体的周围而无前述的缺口。据此，本实施例的可见光发光单元120E个别进行设置红外光发光单元130以及红外光测距单元170(或/与压力感测单元180)，其中若需设置压力感测单元180时，则需设置在与红外光发光元件120E所处相同灯罩190E的下缘处。另外，亦可选择部分可见光发光单元120E进行设置红外光测距单元170(或/与压力感测单元180)以此监控积雪程度。

请参考图5B，所示发光装置100F中，多个可见光发光单元120F是以纵向排列，然其灯罩190F也是完全围绕在透光壳体的周围而无前述的缺口。因此，一如前述图5A的实施例，个别设置红外光发光单元130以及红外光测距单元170(或/与压力感测单元180)，其中若需设置压力感测单元180时，则需设置在与红外光发光元件120F所处相同灯罩190F的下缘处，亦即在单一可见光发光单元120F中，红外光发光单元130与压力感测单元180分置于透光壳体(或可见光发光元件)的上、下相对两侧。另外，亦可选择部分可见光发光单元120F进行设置红外光测距单元170(或/与压力感测单元180)以此监控积雪程度。

请参考图5C，所示发光装置100G中，多个可见光发光单元120G呈纵向排列且分别呈方形轮廓，而灯罩190G仅环绕透光壳体的其中三侧缘。据此，一如前述图4A与图4B所示及相关叙述，红外光测距单元170可设置在上方灯罩190G上缘，而一如前述图4C或图4D所示及相关叙述，压力感测器180是设置在位于下方的灯罩190G的外表面处。

综上所述，由于本实用新型的发光装置的红外光发光单元可以辐射出具有使水分子获得较高吸收能量的特定红外光波段，红外光发光单元设置于灯罩的内表面，使红外光发光单元发出的特定红外光波段照射至透光壳体的表面，进而可有效地融化于透光壳体的表面的冰雪。

再者，通过设置有红外光测距单元、压力感测单元或温度感测器等感测装置，以感测发光装置的冰雪累积程度，并传送感测结果至电路控制系统，使电路控制系统藉此感测结果开启红外光发光单元执行融化冰雪的动作，以防止积雪或冰遮蔽交通号志或交通工具的灯号显示。

另外，通过设置有远端智能控制系统耦接至电路控制系统，透过远端连线可即时地传输电信号至电路控制系统以运作红外光发光单元执行融化冰雪的任务，而不会受到时间与空间的影响，同时避免派员至现场清除冰雪可能具有的潜在危险，进而保护使用者的生命与财产的安全。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。