专利名称：固态照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固态照明装置，特别涉及一种具有环形出光面的固态照明装置。
背景技术：
目前，具有环形出光面的固态照明装置一般包括一环状的荧光灯管及用以调节该荧光灯 管的亮度的一灯罩，该荧光灯管存在耗电、体积大、寿命不长、无法及时启动、需要镇流器 才能使光稳定输出、光源会闪烁等不足之处。
随着科学技术的发展及进步，发光二极管(Light Emitting Diode, LED)因具光质佳 (也即光源述出的光谱)及发光效率高等特性而逐渐取代荧光灯管作为照明装置的发光元件 ，具体可参见Michael S. Shur等人在文献Proceedings of the IEEE， Vol. 93， No. 10 ( 2005年10月)中发表的"Solid-State Lighting: Toward Superior Illumination" ^^文。
但是，如何将发光元件元件与固态照明装置的其他组件合理搭配，使固态照明装置更具 节能的特性，也是业者所面临的一个新的课题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种节能的具有环形出光面的固态照明装置。
一种固态照明装置，包括至少一发光元件、 一第一光学转向元件、 一第二光学转向元件 及一环形的光萃取元件，该第一光学转向元件具有一容置腔及位于该容置腔顶端的开口，该 光萃取元件环绕该第二光学转向元件且两者均设于该第一光学转向元件的开口处，以封闭该 容置腔，该光萃取元件具有设置于该容置腔内的一入光面及与该入光面相对的一出光面，该 至少一发光元件位于该容置腔内，并与该第二光学转向元件相对，该至少一发光元件所发出 的光经由该第一、第二光学转向元件改变其行进方向至该光萃取元件的入光面，并经由该光 萃取元件的出光面射出该固态照明装置。
与现有技术相比，本发明固态照明装置设有与光源相配合的第一、第二光学转向元件、 环形的光萃取元件等结构，光源发出的光经第一光学转向元件及第二光学转向元件反射，并 经由光萃取元件传至固态照明装置外，从而尽量避免光被吸收，减少光的耗损，使该固态照 明装置具有良好的节能效果。
图l为本发明第一较佳实施例的固态照明装置的立体示意图。
4图2为图1所示固态照明装置沿II-II线的剖面示意图。
图3为本发明第二较佳实施例的固态照明装置的剖面示意图。
图4为本发明第三较佳实施例的固态照明装置的剖面示意图。
图5为本发明第四较佳实施例的固态照明装置的剖面示意图。
图6为图5所示固态照明装置中光源的立体放大示意图。
图7为本发明第五较佳实施例的固态照明装置的剖面示意图。
图8为图7所示固态照明装置中光源的立体放大示意图。
图9为本发明第六较佳实施例的固态照明装置的剖面示意图。
图10为本发明第七较佳实施例的固态照明装置中的光萃取元件外形的平面示意图。 图ll为本发明第八较佳实施例的固态照明装置中的光萃取元件外形的平面示意图。 图12为本发明第九较佳实施例的固态照明装置中的光萃取元件外形的平面示意图。
具体实施例方式
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
图1与图2所示为本发明第一较佳实施例的固态照明装置10，该固态照明装置10包括一第 一光学转向元件ll、 一第二转向光学元件12、 一光源13及一光萃取元件15。
该第一光学转向元件11具有一容置腔114及设于该容置腔114顶端的一开口115，该第一 光学转向元件11位于容置腔114内的表面为反射面。
该第二光学转向元件12设于该第一光学转向元件11的开口115处，该第二光学转向元件 12为圆板状，其位于容置腔114内的表面为反射面，该第二光学转向元件12外径小于该开口 115的大小。
该光萃取元件15呈环形，其同样设置于该第一光学转向元件11的开口115处，该光萃取 元件15环设于该第二光学转向元件12的外围，以封闭该容置腔114。该光萃取元件15由透光 材料制成，如硅胶(silicone)、树脂(resin)、玻璃(glass)、压克力(acrylics,化 学名称为聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate， PMMA))、石英(quartz)等。 该光萃取元件15具有位于该第一光学转向元件11的容置腔114内的一入光面151及与该入光面 151相对的一出光面152，该出光面152上形成光学微结构，该光学微结构为锯齿形凸远，当 光经由该光萃取元件15时，该光萃取元件15的出光面152上的光学微结构，可发散通过该光 萃取元件15的光，并使光于出光面152上均匀分布，从而使人眼看起来有雾化的效果而不至 于刺眼。当然，该具有光学微结构的出光面152还可为其他形状，如图3所示的本发明第二较 佳实施例的固态照明装置20，该固态照明装置20中的光萃取元件25的出光面252的光学微结构为矩形凸远。
请再参照图2，该光源13设于该第一光学转向元件11的容置腔114内，并与该第二光学转 向元件12相对，该光源13包括一发光元件132。该发光元件132的外围罩设一第三光学转向元 件17，该第三光学转向元件17为透镜，其包括一本体部171及位于该本体部171上端的一顶部 172，该顶部171具有两个相对的倾斜侧面173及相对远离该本体部171的顶面175，该两个倾 斜侧面173为透光面，该顶面175为反射面，该本体部171及该顶部172的倾斜侧面173、顶面 175共同作用，以用来改变发光元件132发出的光的行进方向。
当固态照明装置10工作时，收容于第一光学转向元件11的容置腔114内的发光元件132发 出光， 一部分光经过第三光学转向元件17的本体部171折射，改变原来的行进方向直接射向 第一光学转向元件11及第二光学转向元件12，另一部分光经过第三光学转向元件17的本体部 171至顶部172的顶面175，经顶面175反射后由倾斜侧面173折射射出，并改变原来的行进方 向至射向第一光学转向元件11及第二光学转向元件12。射向第一光学转向元件ll及第二光学 转向元件12的光再经过第一光学转向元件11的内表面及第二光学转向元件12的下表面一次或 多次反射改变其行进方向，最后沿不同的角度射向该光萃取元件15的入光面151，并经由该 光萃取元件15的出光面152传至固态照明装置10外。对于整个固态照明装置10而言，可发光 的区域即为该环形的光萃取元件l 5的部分。
与现有技术相比，该固态照明装置IO、 20设有与光源13相配合的第一光学转向元件11、 第二光学转向元件12、第三光学转向元件17及光萃取元件15等结构，使光源13发出的光经第 三光学转向元件17的反射及折射，并经由第一光学转向元件11及第二光学转向元件12反射后 ，最后经由光萃取元件15传至固态照明装置10、 20外，从而可尽量避免光被吸收，减少光的 耗损，使固态照明装置IO、 20具有良好的节能效果，同时该光萃取元件15的出光面152具有 光学微结构，可使光均匀分布于出光面152上且产生不刺眼的效果。
图4所示为本发明第三较佳实施例的固态照明装置30的剖面示意图，与本发明第一较佳 实施例相比，该固态照明装置30的第一光学元件11内的容置腔114内还填充有填充物38，该 填充物38填满容置腔114内含有空气的部分，该填充物38由透光材料制成，如硅胶、树脂、 玻璃、压克力、石英等，其折射率与该光萃取元件15及第三光学转向元件17的折射率大致相 同，该填充物38的主要作用是减少光行进路径中所经过的界面，从而进一步减少光的耗损。
当然，上述固态照明装置IO、 20、 30中的光源13的结构还可为其他形式，如以下实施例
图5与图6所示为本发明第四较佳实施例的固态照明装置40，该光源43包括一圆柱状的基板431及多个发光元件432，这些发光元件432结合于该基板431的圆周侧面上，从而形成一环 状的放射光源，使发光元件432产生的光沿侧向方向出射。相比本发明第一至第三较佳实施 例的固态照明装置IO、 20、 30的光源13，本实施例中，该光源43上并未设第三光学转向元件 ，使得本实施例的固态照明装置40仅用到第一、第二光学转向元件，就可达到有效出光的目 的。另外，相对单个发光元件，本实施例中的多个发光元件432也使得该环状装置照明40的 亮度增加。
图7与图8所示为本发明第五较佳实施例的固态照明装置50，该光源53包括多个发光元件 532 ，这些发光元件532均匀排列在一环状的底板533上，在该环状的底板533的中央设有一 圆锥状(剖面为三角形)的第三光学转向元件57，该第三光学转向元件57的锥顶设于该底板 533的中央，其锥面为一反射面，以改变由该光源53发出的光的行进方向，当然，该圆锥状 的第三光学转向元件57也可为透镜，其锥面为透光面，顶面为反射面，其中光的传出的方式 与第一较佳实施例中基本相同。另外，该固态照明装置50中的圆锥状的第三光学转向元件 57也可为其他形式，如图9所示的本发明第六较佳实施例的固态照明装置60，该固态照明装 置60中的第三光学转向元件67包括一中心部671，该中心部671设于该光源53的中央，该中心 部671沿远离其肩部方向平滑延伸形成一外围部672，该外围部672靠近发光元件532的表面为 反射面，该反射面为圆滑曲面，当然，该反射面也可为平面。
另外，上述较佳实施例中，该固态照明装置IO、 20、 30、 40、 50、 60的环形的光萃取元 件15 (即环形的出光面)的外形不仅限于圆形，如图10所示的第七较佳实施例中，该环形的 光萃取元件75的外形为多边形，如图ll所示的第八较佳实施例中，该环形的光萃取元件85的 外形为十字架形，如图12所示的第九较佳实施例中，该环形的光萃取元件95的外形为星形。 上述图10至12所示的第七至九较佳实施例中，该固态照明装置的第一、第二光学转向元件的 形状也可对应该光萃取元件75、 85、 95的外形而改变。
权利要求
权利要求1一种固态照明装置，包括至少一发光元件，其特征在于该固态照明装置还包括一第一光学转向元件、一第二光学转向元件及一环形的光萃取元件，该第一光学转向元件具有一容置腔及位于该容置腔顶端的开口，该光萃取元件环绕该第二光学转向元件且两者均设于该第一光学转向元件的开口处，以封闭该容置腔，该光萃取元件具有设置于该容置腔内的一入光面及与该入光面相对的一出光面，该至少一发光元件位于该容置腔内，并与该第二光学转向元件相对，该至少一发光元件所发出的光经由该第一、第二光学转向元件改变其行进方向至该光萃取元件的入光面，并经由该光萃取元件的出光面射出该固态照明装置。
2.如权利要求l所述的固态照明装置 所用材料为硅胶、树脂、玻璃、压克力或石英。
3.如权利要求l所述的固态照明装置 取元件为圆形、多边形、星形或十字架形。
4.如权利要求l所述的固态照明装置 的出光面具有光学微结构。
5.如权利要求4所述的固态照明装置为锯齿形凸远或矩形凸远。
6.如权利要求l所述的固态照明装置 充有透光材料。
7.如权利要求6所述的固态照明装置 折射率与该光萃取元件的折射率相同。
8.如权利要求l所述的固态照明装置学转向元件，该第三光学转向元件设于该容置腔内，并与该至少一发光元件相对设置
9.如权利要求8所述的固态照明装置其特征在于该环形的光萃其特征在于该光萃取元件其特征在于该光学微结构其特征在于该容置腔内填其特征在于该透光材料的其特征在于还包括第三光其特征在于该第三光学转向元件罩设于所述发光元件外围，其包括一本体部及位于该本体部上端的一顶部，该顶部具有两个相对的倾斜侧面及相对远离该本体部的顶面，射入该第三光学转向元件的光经由该倾 斜侧面射出。
10. 如权利要求8所述的固态照明装置，其特征在于所述发光元件 为多个，所述多个发光元件排列于一环状的底板上，该第三光学转向元件设于底板的中央。
11. 如权利要求10所述的固态照明装置，其特征在于该第三光学 转向元件为圆锥状，其锥顶设于底板的中央，锥面为反射面。
12. 如权利要求10所述的固态照明装置，其特征在于该第三光学 转向元件为一圆锥状的透镜，其锥顶设于底板的中央，锥面为透光面，顶面为反射面。
13. 如权利要求10所述的固态照明装置，其特征在于该第三光学 元件具有一中心部及沿远离该中心部的肩部方向延伸的一外围部，该外围部靠近该多个发光 元件的表面为反射面。
14. 如权利要求l所述的固态照明装置，其特征在于所述发光元件 为多个，所述多个发光元件设置在一柱状的基板的外周侧面上。
全文摘要
一种固态照明装置，包括至少一发光元件、一第一光学转向元件、一第二光学转向元件及一环形的光萃取元件，该第一光学转向元件具有一容置腔及位于该容置腔顶端的开口，该光萃取元件环绕该第二光学转向元件且两者均设于该第一光学转向元件的开口处，以封闭该容置腔，该光萃取元件具有设置于该容置腔内的一入光面及与该入光面相对的一出光面，该至少一发光元件位于该容置腔内，并与该第二光学转向元件相对，该至少一发光元件所发出的光经由该第一、第二光学转向元件改变其行进方向至该光萃取元件的入光面，并经由该光萃取元件的出光面射出该固态照明装置。上述固态照明装置可尽量避免光被吸收，减少光的耗损，使该固态照明装置具有良好的节能效果。
文档编号F21V7/04GK101451678SQ200710202899
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月6日 优先权日2007年12月6日
发明者赖志铭 申请人:富士迈半导体精密工业(上海)有限公司;沛鑫半导体工业股份有限公司