可调整出光角度的发光装置的制作方法

专利名称：可调整出光角度的发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可调整出光角度的发光装置，尤其涉及一种以发光二极管为光 源，配合具有控光微结构导光罩的发光装置，藉由调整发光二极管投光角度，可改 变发光装置出光角度的可调整出光角度的发光装置。
背景技术：
传统光源可分为点光源与线光源两种类型，鸨丝灯与省电灯泡属于点光源，而 日光灯管则属于线光源，以上两种光源发光时，皆是将光线以放射状方式向外发射， 因此无法经由调整光源投光角度。
而近年来逐渐被应用于照明灯具的发光二极管(LED， Light Emitting Diode)则 属于平面光源(或称指向性光源)，发光二极管虽然具有体积小的优点，然应用于灯 具时却有许多缺点
一、 投光角度有限，因此不适用于传统灯具，必须配合采用反射式或直下式结 构的罩体发光；
二、 单颗发光二极管的亮度尚无法满足灯具需求，必须采用多颗固定投光角度 的发光二极管发光以提供足够亮度，导致固定投光角度的直下式灯具产生光线不均 匀、眩光与发光范围有限等问题，造成观看者的不舒适；
三、 发光二极管光源投光角度固定，因此固定投光角度的折射或反射式灯具难 以针对不同光线或需求，调整不同出光角度与光型，使用上较不弹性；
四、 传统发光二极管灯具中，由于发光二极管是固定在电路板上，如果需要更 换或维修单一发光二极管光源，或变更发光二极管配置种类时，必须连同电路板一 并拆装更换，其维修方式相当困难， 一般消费者难以自行更换或维修。
五、 若有单颗或部分发光二极管损坏时，即会立即被观察到。 针对专利而言，请参阅图1 ，美国发明专利6315432号Light-emitting diode (LED)device,该案揭露一种发光二极管装置，其是将发光二极管10设置于一球体110内，该发光二极管10可出光的头部是穿透于该球体110外，再将该球体110嵌设于一
可与该球体110外径相配合的座体12内，藉由该球体110于该座体12内枢转，可 调整该发光二极管10的投光角度，将上述结构应用于配合光侦测器3的电子装置 时，由于发光二极管10可调整投光角度，因此该发光二极管10与光侦测器3的位 置及角度A具有设计上的弹性；该案的结构复杂、庞大，组装维修不易，且发光二 极管的投光角度被局限于该座体12朝向该光侦测器3的一侧，无法全周旋转，再 者，该案的发光二极管是直接出光配合该光侦测器，未揭露任何搭配的反射罩体， 若将该结构应用于一般灯具上，仍无法解决光线不均匀、眩光与发光范围有限等问 题。
再请参阅图2所示，美国发明专利6450663号Light-emitting-dio(ie arrangement,
该案揭露一种车辆用的信号灯，其是于一基板19上排列设置有复数的发光二极管3 ， 该发光二极管3的后脚22焊接固定于该支撑板19上，前脚16则穿设于该基板19 所具有的孔洞14内，藉由弯折该后脚22可使该发光二极管3的投光角度6倾斜为 所需的角度，该发光二极管3虽然呈现单边可活动调整的状态，但是缺点在于该固 定的后脚22无法应付多次重复弯折，否则容易折断，再者，该发光二极管3的调 整范围局限于该基板19表面以及该孔洞14，同样地，该案的发光二极管是直接出 光，未揭露任何搭配的折射或反射罩体，若将该结构应用于一般灯具上，仍无法解 决光线不均匀、眩光与发光范围有限等问题。
由前述二专利前案可知，传统双脚式发光二极管因结构所限，因此存在有投光 角度无法随机调整，以及单颗发光二极管故障难以单颗维修等问题；目前帀面上可 见一种具有圆管外型的发光二极管，其造型与传统玻璃管保险丝类似，其特点在于 将发光二极管嵌入导电座内即可发亮，利于维修更换，目前可见应用于汽车内部的 顶灯。
经检索与前述该具有玻璃管的发光二极管相关专利，请参阅图3A及图3B，日 本发明专利特开2002324405号LED回转发光灯，该发光灯1B是于一圆管状透明 本体4内设有一基板16，环绕该本体4轴心于该基板16上设有复数发光二极管3， 于该本体4轴向两端各设有一电极5，该电极5是可卡设于上部具有开口 11的端子 10内，使得该发光二极管3与一控制电路(图中未示出)形成导通状态，藉由该电 路控制该复数发光二极管3可循序被点亮及关闭，如此形成如跑马灯般的回转发光
效果，适用于紧急照明设备或商业用途；由上述结构可知，该两电极5与端子10 接触的目的仅在于导通电路，其说明书中亦提及该端子10的样式可依该电极5外 型不同而改变，图示该具有上开口的环状夹臂式仅为一较佳实施例而已，而图示该 环状夹臂式端子10的另一作用或可提供该发光灯1B无角度限制地置入，然该本体 4的设置角度与造成该复数发光二极管3可循序被点亮及关闭，形成如跑马灯般的 回转发光效果毫无关联，当然更无法解决光线不均匀、眩光与发光范围有限等问题。 基于发光二极管投光角度有限的缺点目前尚无法有效改善，为控制发光二极管
照明灯具的出光角度、出光范围与出光均匀度，直下式发光二极管灯具只能透过改 变发光二极管排列，或于发光二极管光源上加装透镜来改善，而折射或反射式发光 二极管灯具通常是透过设计折射或反射罩或更换反射罩的方式以达成控制灯具的 出光角度、出光范围与出光均匀度等目的。
首先就直下式灯具而言，虽然可获致良好的出光效率，但无法调整发光二极管 投光角度，造成使用者无法针对环境需求，调整最适当的灯具发光角度、出光光型 与发光区域的光均匀度，伴随而来的光环境舒适度也就降低了
配合两专利前案简要说明直下式发光二极管灯具的发光方式，请参阅图4，美 国发明专利5136483号Illuminating device,该发明是应用于车辆的灯具，其包含复 数个平放在灯具内部环形侧壁的发光二极管14、灯具反射罩16与散热鳍片19，平 放于侧壁的发光二极管14发出的光线经由曲面反射罩(底部呈圆弧状的反射结构 面)反射，可产生相互平行的光线；于该专利中，由于该发光二极管14是被平放 于该灯具内部的侧壁上方，所以该发光二极管14的发光角度范围中，仅有一部份 可以被反射罩16反射产生平行光线，其它发光角度范围的光线则是以非需求的光 线角度发射出去，或是被困在灯具内部无法投射出去，因此无法高效率地投射出使 用者需求的光线。
再请参阅图5，日本发明专利特开2004327670，该发明揭露一种倾斜可旋转的 发光二极管灯具，该灯具包含倾斜放置的发光二极管1、基板2、灯具主体10、支 架13与足部组件11，藉由调整该足部组件11与灯具主体10的旋转角度，改变发 光二极管1与基板2间的夹角，以得到不同方向的光线；该专利中，由于光线直射， 不经由任何折射或反射装置，易产生眩光，且可调整的角度受到限制，介于0。到90。 之间，若要有其它方向的光线，需要另一组装置共同使用；在更换灯具时需连同基
板一同拆装，造成更换上的不方便。
因此， 一种可配合使用者需求，易于调整灯具出光角度与更换方便的发光二极 管灯具，更是相关业者迫切需要改善的问题。

发明内容
有鉴于习知技术的缺点，本发明的主要目的是在于提出一种可调整出光角度的 发光装置，其发光二极管光源可配合使用者需求调整投光角度，让发光二极管光源 所发出的所有光线可高效率地直接投射于光线行进路径中所搭配控光的微结构组 件，有效控制灯具出光光型与发光区域的光均匀度。
本发明的次要目的是在于提出一种可调整出光角度的发光装置，其发光二极管 搭配一分离式座体，可针对使用者不同的发光颜色需求或发光二极管故障时，可轻 易地调整与更换发光二极管。
为达到上述目的，本发明提出一种可调整出光角度的发光装置，其包含
至少一指向性光源，与控制电路电性导通可发出光线，且其投光角度具有可调 整性；
一导光罩，是供该指向性光源设置于其内，其具有一底部， 一投射面以及至少 一出光口，该出光口是提供该指向性光源所发出的光线射出该导光罩；
至少一控光微结构，是设置于该导光罩内，该控光微结构是由复数微结构面所
构成；
藉由调整该指向性光源所发出光线的投光角度，可投射至该控光微结构上的不
同折射微结构面，以改变射出该导光罩的出光角度。
较佳的是，该控光微结构是由复数具有折射或反射特性的微结构面所构成。 较佳的是，该导光罩的出光口是设置具有折射特性的微结构面的控光微结构。 较佳的是，该导光罩设有复数层控光微结构，该复数层的控光微结构是可不平
行地设置多层，且各层控光微结构的微结构面不同。
较佳的是，该控光微结构的分布面为单一面为平面、曲面其中之一或其组合，
或其垂直剖面为左右对称的斜面及曲面其中之一或其组合所构成。
较佳的是，该控光微结构是以环绕、或以左右对称或平行延伸等方式其中之一
或其组合所构成。较佳的是，该导光罩是由具有反光特性的材质构成。 较佳的是，该导光罩的内侧壁设有反光层。
较佳的是，该反光层为反射型的扩散膜片或由铝或无电解镍等金属材质电镀形成。
较佳的是，该指向性光源是设置于一调整组件上，该调整组件包括 一座体，是固定地设置于该导光罩内；
一活动件，是活动地设置于该座体上且具可调整角度，该活动件上是可容纳设 置至少一指向性光源。
较佳的是，该调整组件是由具导热性及导电性的铁、铝、镁、铜等材质之一或 其合金组合所构成。
较佳的是，该座体与该活动件之间是以圆孔与圆凸柱的方式相枢接，藉由该圆 形凸柱于该圆孔内旋转，使该设置于该活动件上的指向性光源可作全圆周转动。 较佳的是，该座体，其具有至少一夹件，该夹件具有至少一圆孔； 该活动件，其具有一承载面以供该指向性光源设置于其上，于该承载面相对应 于该夹件圆孔设置处，设有圆形凸柱；
藉此，将该圆形凸柱插设于该圆孔内，可使该活动件与该座体形成枢接状态， 并可以该凸柱与该圆孔的轴心为中心作全圆周转动。
较佳的是，该夹件是设置复数个，且该复数夹件具有同轴心的圆孔。 较佳的是，该承载面是设置于一具透光性的管体内该管体的两轴向端是呈圆柱形。
较佳的是，该管体是由玻璃、塑料等材质之一或其组合所构成。
较佳的是，该座体与该活动件之间是以球型孔与球型体的方式相枢接，藉由该
球型体于该球型孔旋转，使该设置于该活动件上的指向性光源可作任意角度的转动。
较佳的是，该座体，其具有一球型孔；
该活动件，其为一球型体，该球型体上是供该设置该指向性光源； 藉此，将该球型体嵌入该球型孔内，可使该活动件与该座体形成枢接状态，并 可于该球型孔内作作任意角度的转动。
较佳的是，该调整组件具有电导通性，用以导通该指向性光源与控制电路的电 性。
较佳的是，该指向性光源为发光二极管(Light Emitting Diode， LED)。 较佳的是，该指向性光源是连接于一保护电路，该保护电路是由保险丝或稳流 IC等电路过载保护装置所构成。
较佳的是，该指向性光源是围绕该控光微结构复数设置。
综上所述，本发明所提出的可调整出光角度的发光装置，可依照使用者的需求 调整每个发光二极管的发光角度，配合设置于导光罩的控光微结构，不仅可消除眩 光的产生，更可改变灯具整体出光角度与光型，减少变更灯罩外形设计与发光二极 管电路板制作的限制，增加灯具使用上的弹性；而且，每个发光二极管光源可制造 成标准外型，放置于灯具中的标准承接座，减少发光二极管光源维修困难，也增加 使用者改装发光二极管灯具的容易度，确为一种具有高发光效率、易维修、弹性且 体积轻薄的发光装置。
为使得对于本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，兹配合附图详 细说明如后。


图1至图5是习知五款以发光二极管为光源的装置的结构示意图。
图6是本发明的投射式发光装置之一较佳实施例的结构示意图。
图6A是光线行进于不同介质间的关系图。
图7是本发明投射式发光装置另一较佳实施例的结构示意图。
图8是图6实施例对称设置的结构示意图。
图9是图8实施例衍生的双层控光微结构示意图。
图10是本发明的反射式发光装置的一较佳实施例的结构示意图。
图11是本发明的反射式发光装置另一较佳实施例的结构示意图。
图12是图IO反射式发光装置对称设置的结构示意图。
图13是本发明的发光二极管环绕设置的结构示意图。
图14是本发明结合具有投射微结构面及反射微结构面的双层控光微结构示意图。
图15是本发明结合具有投射微结构面及反射微结构面的双边控光微结构示意图。
图16是本发明的发光二极管调整组件的较佳实施例的分解立体图。
图17是本发明的发光二极管调整组件的较佳实施例的组合立体图。 图18是本发明较佳实施例应用于路灯盖改变出光角度的示意图。 附图标号说明10、 110、 210、 310、 410、 510、 610、 710、 810、 910-折射式 发光装置；20、 20a、 20b-发光二极管;30、 430、 730、 930-导光罩;31-底部;32、 432、 732-侧壁；33、 133、 433、 533-投射面;434-出光口; 40、 140、 240、 340、 440-控光微结构；41、 241、 341、 342、 441-折射微结构面；50-调整组件；51-座体； 511-夹件；512-圆孔；52-活动件；521-承载面；522-凸柱；60-地面；Al、 A2-照射 区域；L、 Ll、 Lla、 Llb-光线;L2、 L2a、 L2b、 L3a、 L3b-折射光;L4、 L4a、 L4b-反射光；Lr-反射光线；Lt-折射光线；nl、 n2-介质(折射率)；0i-入射角；0r-反射角；
et-折射角。
具体实施例方式
以下将参照随附的附图来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而 以下附图所列举的实施例仅为辅助说明，以利了解，但本发明的技术手段并不限于 所列举附图。
请参阅图6所示，本发明提供的可调整出光角度的折射式发光装置10，其包含 至少一发光二极管20，该发光二极管20为一种指向性光源，换言之，该发光二极 管20可以其它类型的指向性光源替代之，此处是以发光二极管为说明例，该发光 二极管20是与控制电路(图中未示出)电性导通可发出光线，且其投光方向具有 可调整性，有关构成该发光二极管20投光方向具有可调整性的具体结构将说明于 后；前述该发光二极管20是设置于一导光罩30内，该导光罩30具有一底部31， 于该底部31周围设有侧壁32，于该侧壁32内相对应于该底部31处形成一投射面 33，于该投射面33设有控光微结构40，该控光微结构40是由复数具有折射特性的 折射微结构面41构成，而该投射面33及控光微结构40是可提供光线通过；至于 该折射微结构面41所构成的形式不拘，可为连续或不连续锯齿状或与平面、弧面 组合为不规则面，图标该呈现连续锯齿状的控光微结构40是仅作为说明而已。
据光折射原理司乃耳定律(Snell's Law)，该几何光学中相当重要的定律，描 述光线行进于不同介质间的关系，在此简单叙述该定律，如图6A所示，介质nl及 介质n2具有不同折射率，光线L由介质ill入射至介质n2时，部份光线Lr会反射， 部份光线Lt则穿透进入介质n2，司乃耳定律(Snell'sLaw)指出，它们之间应遵守 以下两关系式
9 i = 0r
nl sin9i = n2 sin6r
0i、 er、 et分别代表入射角、反射角与折射角，nl、 n2分别代表为介质nl及 介质n2的折射率；
根据上述理论支持本发明，如图6所示，该发光二极管20所发出的光线L1投 射于该控光微结构40上的折射微结构面41，可形成折射光L2射出该导光罩30， 由于该发光二极管20可调整角度，因此可改变投射于该控光微结构40的位置，进 而改变射出该导光罩30的折射光L2的角度；该导光罩30采用具有反光特性的材 质构成，或于该导光罩30的侧壁32内部设置反射型的扩散膜片或由铝或无电解镍 等金属材质电镀形成的反光层，以提高该导光罩30的反光效率。
关于前述该控光微结构40，可采用菲涅尔(Fresnel)透镜结构，菲涅尔(Fresnel) 为一种具有平凸或平凹透镜收敛或发散光线特性的光学组件，表面形成如锯齿形的 同心环，其原理是将传统的球面或非球面镜片的曲面分割成许多同心环，再将每一 同心环移至同一平面上而形成，若平移延伸，则可于平面上形成平行的锯齿行列， 其最主要优点在于具有良好的聚焦能力，故被广泛应用于光学仪器上，除菲涅尔 (Fresnel)透镜结构之外，亦可采用其它类似菲涅尔(Fresnel)的微结构对象，其 重点在于，藉由该微结构所形成的折射微结构面形成控光效果。
请参阅图7所示，该实施例是以图6的实施例为基础，该发光装置110包含至 少一可调整投光角度的发光二极管20以及一导光罩30，该导光罩30具有底部31、 侧壁32，于该侧壁32内相对应于该底部31处形成一投射面133，于该投射面133 设有控光微结构40，上述构件的作用及其所能达成的功效与图6所示构件的作用相 同，故不再赘述，本实施例的特点在于该投射面133为一曲面(图6所示该投射面 33为平面)，该控光微结构40则沿着该投射面133的曲度而设置；依据图6A所示 光折射原理司乃耳定律(Snell's Law)，该发光二极管20所发出的光线Ll投射于
该控光微结构40上的折射微结构面41 ，可形成折射光L2由该投射面133射出该导 光罩30，由于该发光二极管20可调整角度，因此可改变投射于该控光微结构40的 位置，进而改变射出该导光罩30的反射光L2的角度。
请参阅图8所示，该实施例是以图6的实施例为基础，该发光装置210包含对 称设置的可调整投光角度的发光二极管20a、 20b以及一导光罩30，该导光罩30具 有一底部31、側壁32、投射面33，该投射面33设有控光微结构240，上述构件的 作用及其所能达成的功效与图6所示构件的作用相同，不再赘述，本实施例的特点 在于该控光微结构240是左右对称设置，且分别对应一发光二极管20a、 20b，同样 地，依据图6A所示光折射原理司乃耳定律(Snell'sLaw)，该发光二极管20a、 20b 所发出的光线Lla、 Llb投射于该控光微结构240上的折射微结构面241，可分别形 成折射光L2a、 L2b由该投射面33射出该导光罩30，可控制该发光二极管20a、 20b 单边或双边发光，由于该发光二极管20a、 20b可调整角度，因此可改变投射于该控 光微结构240的位置，进而改变射出该导光罩30的折射光L2a、 L2b的角度；另者， 本实施例的该控光微结构240亦可设置于图7所示的该曲面型投射面133。
请参阅图9所示，该实施例是以图8的实施例为基础，该发光装置310包含对 称设置的可调整投光角度的发光二极管20a、 20b以及一导光罩30，该导光罩30具 有一底部31、侧壁32、投射面33，该投射面33设有控光微结构340,上述构件的 作用及其所能达成的功效与图8所示构件的作用相同，不再赘述，本实施例的特点
在于该控光微结构340具有两层式微结构面341、 342，依据图6A所示光折射原理 司乃耳定律(Snell's Law)，该发光二极管20a所发出的光线Lla投射于该控光微 结构340上的反射微结构面341形成第一次的折射光L2a，该折射光L2a再射向第 二层微结构面342时，可折射形成折射光L3a射出该导光罩30，由于该发光二极管 20a、 20b均可调整投光角度，因此该发光二极管20b可发出不同角度的光线Llb投 射于该控光微结构340上的折射微结构面341形成第一次的折射光L2b，该反射光 L2b再射向第二层微结构面342时，可折射形成投光角度异于该折射光L3a的另一 折射光L3b射出该导光罩30，以此类推，若设置不同方向性的微结构面，不限于图 标相互平行的微结构面341、 342，再配合可调角度的发光二极管，则可使发光装置 具有不同折射角度的出光。
请参阅图10所示本发明另一实施例结构，与上述各实施例不同，本实施例为
一种可调整出光角度的反射式发光装置410，，其是由发光二极管20、导光罩430 所构成，该导光罩430具有一投射面433，于该投射面433周围设有侧壁32，于该 侧壁32内相对应于该投射面433处形成一出光口 434，于该投射面433设有控光微 结构440，该控光微结构440是由复数具有反射特性的反射微结构面441构成，该 投射面433及控光微结构440是可提供光线投射于其上并产生反射光；同样地，该 反射微结构面441所构成的形式不拘，可为连续或不连续锯齿状或与平面、弧面组 合为不规则面，图标该呈现连续锯齿状的控光微结构440是仅作为说明而己。
据光反射原理，亦即光入射角度等于光反射角度的设计原理该发光二极管20 所发出的光线Ll投射于该控光微结构440上的反射微结构面441，可形成反射光 L4由该出光口 434射出该导光罩430，由于该发光二极管20可调整角度，因此可 改变投射于该控光微结构440的位置，进而改变射出该导光罩430的反射光L4的 角度；同样地，该导光罩430采用具有反光特性的材质构成，或于该导光罩430的 侧壁32内部设置反射型的扩散膜片或由铝或无电解镍等金属材质电镀形成的反光 层，以提高该导光罩430的反光效率。
请参阅图11所示，该实施例是以图10的实施例为基础，该发光装置510包含 至少一可调整投光角度的发光二极管20以及一导光罩430，该导光罩430具有一投 射面533，于该投射面533周围设有侧壁32，于该侧壁32内相对应于该投射面533 处形成一出光口 434，于该投射面433设有控光微结构440，该控光微结构440是 由复数具有反射特性的反射微结构面441构成，上述构件的作用及其所能达成的功 效与图6所示构件的作用相同，故不再赘述，本实施例的特点在于该投射面533为 一曲面(图10所示该投射面433为平面)，该控光微结构440则沿着该投射面533 的曲度而设置；同样地，据光反射原理，亦即光入射角度等于光反射角度的设计原 理，该发光二极管20所发出的光线L1投射于该控光微结构440上的反射微结构面 441，可形成反射光L4由该出光口 434射出该导光罩430，由于该发光二极管20 可调整角度，因此可改变投射于该控光微结构440的位置，进而改变射出该导光罩 430的反射光L4的角度。
请参阅图12所示，该实施例是以图IO的实施例为基础，该发光装置610包含 对称设置的可调整投光角度的发光二极管20a、 b以及一导光罩430，该导光罩430 具有一投射面433、侧壁32、出光口 434，该投射面433朝向该出光口 434的面上
设有控光微结构440，上述构件的作用及其所能达成的功效与图IO所示构件的作用 相同，不再赘述，本实施例的特点在于该控光微结构440是左右对称设置，且分别 对应一发光二极管20a、 20b，同样地，据光反射原理，亦即光入射角度等于光反射 角度的设计原理，该发光二极管20a、 20b所发出的光线Lla、 Llb投射于该控光微 结构440上的反射微结构面441 ，可形成反射光L4a、 L4b由该出光口 434射出该导 光罩430，可控制该发光二极管20a、 20b单边或双边发光，由于该发光二极管20a、 20b可调整角度，因此可改变投射于该控光微结构440的位置，进而改变射出该导 光罩430的反射光L4a、 L4b的角度；另者，本实施例的该平面型投射面433亦可 替换为图ll所示的该曲面型投射面533。
请参阅图13所示实施例该发光装置710具有一圆形导光罩730，其具有环绕的 侧壁732，于该侧壁732内部环绕设有复数发光二极管20，可调整该复数发光二极 管20发出的光线Ll集中朝向该向该圆形导光罩730中心发光，无论搭配图6所示 该具有折射特性的控光微结构40，或图10所示该具有反射特性的控光微结构440， 均可使该光线L1集中折射或反射成单一束光束射出该导光罩730，此外，亦可调整 该复数发光二极管20具有不同投光角度，使反射光束可以不同角度射出该导光罩 730。
请参阅图14所示，该实施例是以图12的实施例为基础，该发光装置810包含 对称设置的可调整投光角度的发光二极管20a、20b以及一导光罩430，该导光罩430 具有一投射面433、侧壁432、出光口 434，该投射面433朝向该出光口 434的面上 设有控光微结构440，上述构件的作用及其所能达成的功效与图IO所示构件的作用 相同，不再赘述，本实施例的特点在于该发光装置810是结合图8所示该折射式结 构，于该导光罩430的出光口 434设有投射面33，于该投射面33上设有具折射特 性的折射微结构面241的控光微结构240;据光反射及折射原理，该发光二极管20a 所发出的光线Lla投射于该控光微结构440上的反射微结构面441形成反射光L4a， 该反射光L4a射向下层该控光微结构240时，可再经由其折射微结构面241折射形 成折射光L2a，由于该发光二极管20a、 20b均可调整投光角度，因此该发光二极管 20b可发出不同角度的光线Lib投射于该控光微结构440上的反射微结构面441形 成反射光L4b，该反射光L4b射向下层该控光微结构240时，可再经由其折射微结 构面241折射形成投光角度异于该折射光L2a的另一折射光L2b;此外，本实施例
的该平面型投射面33、433亦可替换为图7、图11所示的该曲面型投射面133、 533。 再请参阅图15，该发光装置910是结合图6该发光装置10及图IO该发光装置 410，于该导光罩930的中央部位设有一侧壁32，本实施例显示，由于该折射微结 构面41及反射微结构面441分别具有折射特性及反射特性，因此该控光微结构40、 440设置的位置不同，而该发光二极管20a、 20b亦配合该控光微结构40、 440的位 置而设置于不同位置，藉此，可使该发光二极管20a、 20b所发出的光线Lla、 Lib 分别形成折射光L2a及反射光L4b射出导光罩930，同理，若是互相搭配前述其它 实施例结构，可得到不同出光效果。
综合上述各实施例可知，本发明的导光罩的控光微结构可为单一平面、曲面其 中之一或其组合， 一层或多层设置，亦可为其垂直剖面为左右对称的平面、斜面及 曲面其中之一或其组合所构成，依控光微结构240设置不同态样，可决定控光微结 构是以环绕、或以左右对称或平行延伸等方式其中之一或其组合所构成，再配合相 对应的发光二极管布置及其投光角度的调整，即可使发光装置达到可改变出光角度 的目的。请参阅图16及图17，说明构成本发明的可调整投光角度的发光二极管的 具体结构，该发光二极管20是设置于一调整组件50上，该调整组件50包括一座 体51以及一活动件52，该座体51是固定地设置于该导光罩(如图6所示该导光罩 30)内，该座体51具有对称设置的两夹件511，该两夹件511具有同轴心的圆孔 512，而该活动件52具有一承载面521以供该发光二极管20设置于其上，于该承 载面521相对应于该座体51的该夹件511的圆孔512设置处设有圆形凸柱522，将 该圆形凸柱522插设于该圆孔512内，可使该活动件52与该座体51形成枢接状态， 并可以该凸柱522与该圆孔512的轴心为中心作全圆周转动，为稳定地供应发光二 极管电源，此处是采用芯片型发光二极管20，该座体51及该活动件52均是由具导 热性及导电性的铁、铝、镁、铜等材质之一或其合金组合所构成，如此可将该发光 二极管20产生的热量快速散发，于散热良好的情况下，可于该发光二极管20外部 罩设一具有透明性的管体(图中未示出)，以保护该发光二极管20，至于该管体可 由玻璃、塑料等材质的一或其组合所构成，或可将该发光二极管20连接于一由保 险丝或稳流IC等电路过载保护装置所构成的保护电路，以延长该发光二极管20使 用寿命。
至于上述图16及图17所示该调整组件50的结构，仅为一较佳说明例而己，除此之外，亦可采用球型孔与球型体相枢接，亦可达到相同功能，例如，将该发光 二极管20设置于一球型体上，而该球型体则嵌设于一球型孔内，藉由该球型体于
该球型孔旋转，使该发光二极管20可作任意角度的转动。
根据上述本发明可调整出光角度的特性，可应用于各式灯具，请参阅图18，其 是将图10所示该可调整出光角度的反射式发光装置410设置为路灯形式，由于该 发光二极管20具有投光角度可调整性，因此，可依所需调整射出该导光罩430的 反射光出光角度，如图所示，不同出光角度可照射不同区域A1、 A2并投射于地面 60，依此特性应用于路灯，可使路灯的出光具有变化性，若将图13所示环状设置 的复数发光二极管20应用于路灯，则可经由调整该复数发光二极管20的投光角度， 使反射出的光线呈现椭圆或其它几何形状，同理，图6所示该可调整出光角度的折 射式发光装置IO亦可达到相同效果
以上所述，仅为本发明的最佳实施例而已，不能以之限定本发明所实施的范围。 即凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明
专利涵盖的范围内。
权利要求
1. 一种可调整出光角度的发光装置，其特征在于，其包含至少一指向性光源，与控制电路电性导通可发出光线，且其投光角度具有可调整性；一导光罩，是供该指向性光源设置于其内，其具有一底部，于该底部周围设有侧壁，于该侧壁内相对应于该底部处形成一投射面；至少一控光微结构，是设置于该导光罩内，该控光微结构是由复数微结构面所构成；藉由调整该指向性光源所发出光线的投光角度，可投射至该控光微结构上的不同折射微结构面，以改变射出该导光罩的出光角度。
2. 如权利要求1所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该控光微结 构是由复数具有折射或反射特性的微结构面所构成。
3. 如权利要求2所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该导光罩具有一出光口，是提供该导光罩内的光线可射出该导光罩，于该出光口是设置具有折 射特性的微结构面的控光微结构。
4. 如权利要求1所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该导光罩设有复数层控光微结构，该复数层的控光微结构是可不平行地设置多层，且各层控光 微结构的微结构面不同。
5. 如权利要求1所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在亍，该控光微结构的分布面为单一面为平面、曲面其中之一或其组合，或其垂直剖面为左右对称的 斜面及曲面其中之一或其组合所构成。
6. 如权利要求1所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该控光微结 构是以环绕、或以左右对称或平行延伸等方式其中之一或其组合所构成。
7. 如权利要求1所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该导光罩是 由具有反光特性的材质构成。
8. 如权利要求1所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该导光罩的 内侧壁设有反光层。
9.如权利要求8所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该反光层为 反射型的扩散膜片或由铝或无电解镍金属材质电镀形成。
10.如权利要求1所述的可 调整出光角度的发光装置，其特征在于，该指向性光源是设置于一调整组件上，该 调整组件包括一座体，是固定地设置于该导光罩内；一活动件，是活动地设置于该座体上且具可调整角度，该活动件上是可容纳设 置至少一指向性光源。
11. 如权利要求10所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该调整组 件是由具导热性及导电性的铁、铝、镁、铜材质之一或其合金组合所构成。
12. 如权利要求10所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该座体与 该活动件之间是以圆孔与圆凸柱的方式相枢接，藉由该圆形凸柱于该圆孔内旋转， 使该设置于该活动件上的指向性光源可作全圆周转动。
13. 如权利要求12所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于 该座体，其具有至少一夹件，该夹件具有至少一圆孔；该活动件，其具有一承载面以供该指向性光源设置于其上，于该承载面相对应 于该夹件圆孔设置处，设有圆形凸柱；藉此，将该圆形凸柱插设于该圆孔内，可使该活动件与该座体形成枢接状态， 并可以该凸柱与该圆孔的轴心为中心作全圆周转动。
14. 如权利要求13所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该夹件是 设置复数个，且该复数夹件具有同轴心的圆孔。
15. 如权利要求13所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该承载面是设置于一具透光性的管体内该管体的两轴向端是呈圆柱形。
16. 如权利要求15所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该管体是 由玻璃、塑料材质之一或其组合所构成。
17. 如权利要求10所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该座体与 该活动件之间是以球型孔与球型体的方式相枢接，藉由该球型体于该球型孔旋转， 使该设置于该活动件上的指向性光源可作任意角度的转动。
18. 如权利要求17所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于 该座体，其具有一球型孔；该活动件，其为一球型体，该球型体上是供该设置该指向性光源； 藉此，将该球型体嵌入该球型孔内，可使该活动件与该座体形成枢接状态，并 可于该球型孔内作作任意角度的转动。
19. 如权利要求10所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该调整组 件具有电导通性，用以导通该指向性光源与控制电路的电性。
20. 如权利要求10所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该指向性 光源为发光二极管。
21. 如权利要求10所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该指向性 光源是连接于一保护电路，该保护电路是由保险丝或稳流IC等电路过载保护装置 所构成。
22. 如权利要求10所述的可调整出光角度的发光装置，其特征在于，该指向性 光源是围绕该控光微结构复数设置。
全文摘要
本发明涉及一种可调整出光角度的发光装置，包含至少一指向性光源，其与控制电路电性导通可发出光线，且其投光角度具有可调整性；以及，一导光罩，是提该指向性光源设置于其内，于该导光罩内设有控光微结构，该控光微结构是由复数具有折射或反射特性的微结构面构成；藉由调整该指向性光源所发出的光线的投光角度，可投射向由该控光微结构上的不同微结构面，籍此改变射出该导光罩的出光角度。
文档编号F21S2/00GK101206013SQ20061016227
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月19日 优先权日2006年12月19日
发明者李丽玲, 李宏俊, 林建宪, 赖杰隆 申请人:财团法人工业技术研究院