专利名称：照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明装置，且特别是涉及一种使用发光二极管光源的照明装置。
背景技术：
随着半导体技术的进步,发光二极管(light-emitting diode, LED)所能达到的功率越来越大，且所发出的光的强度越来越高。此外，发光二极管更具有省电、使用寿命长、环保、启动快速、体积小...等优点。因此，发光二极管也被广泛地应用于照明设备、交通号志、显示器、光学鼠标. 等产品，且更有逐渐取代传统荧光灯管或是白炽灯泡等照明装置的趋势。然而，以发光二极管灯泡而言，目前市场上发光二极管灯泡尚存在有一些缺点。例如，发光二极管本身所提供的光线的指向性强，因此发光二极管灯泡的配光分布(lightdistribution)不甚理想。一般来说，照明装置的配光分布可以通过照明装置的照度角(beam angle)来表示。图1绘示为照明装置的配光分布的测量方式。请参照图1，照明装置L会设置于暗房R内，照度计S则是沿着测量轨迹T来测量照明装置L所发出的光线。当照明装置L的主出光方向A(发光二极管灯泡的出光面的法线方向)限定为0°时，测量轨迹T例如设置于+150°至-150°的范围中。同时，照度计S需与照明装置L相隔固定的距离d，例如为I米。简言之，配光分布的测量方式是使照度计S与照明装置L相隔固定的距离d之下，在+150°至-150°的范围中进行扫描以获得照明装置L的配光分布曲线。并且，测量的配光分布曲线中，光线强度大于等于1/2峰值强度所对应的角度范围为即可限定为照度角。图2绘示为现有发光二极管灯泡的配光分布曲线的示意图。请参照图2，配光分布曲线10是测量现有发光二极管灯泡所获得的结果，其中+60°与-60°之间的光线强度皆大于1/2峰值强度。因 此，由配光分布曲线10可知，现有发光二极管灯泡的照度角约为120。。
发明内容
本发明的目的在于提供一种照明装置，以解决上述问题。为达上述目的，本发明提出一种照明装置，其包括一底座、至少一发光二极管光源以及一第一扩散元件。底座具有一承载平面。发光二极管光源配置于底座的承载平面上，且发光二极管光源的一出光面实质上平行于承载平面。第一扩散元件设置于底座的承载平面上。第一扩散元件为中空柱状以环绕至少一发光二极管光源，且第一扩散元件的内径宽度由底座向外逐渐减小，其中第一扩散兀件具有包括多个表面结构的一粗糙表面。本发明另提出一种照明装置，包括一底座、至少一发光二极管光源以及一扩散元件。底座具有一承载平面。发光二极管光源配置于底座的承载平面上，且发光二极管光源的一出光面实质上平行于底座的承载平面。扩散元件配置于底座的承载平面上，以覆盖发光二极管光源。扩散元件包括一第一部分以及一第二部分。第一部分位于发光二极管光源上方。第二部分连接第一部分与底座之间，其中第一部分与第二部分具有不同的光学特性，以在第一部分与第二部分之间形成一不连续交界。为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
图1为照明装置的配光分布的测量方式；图2为现有发光二极管灯泡的配光分布曲线的示意图；图3A为本发明第一实施例的照明装置的上视示意图；图3B为图3A的照明装置沿剖线Ι-Γ的剖面示意图；图4A为本发明一实施例中扩散元件的示意图；图4B与图4C分别为本发明一实施例中扩散元件的两种表面结构的示意图；图5为本发明第二实施例的照明装置的剖面示意图；图6为本发明第三实施例的照明装置的剖面示意图。主要元件符号说明10:配光分布曲线100、200、300、L:照明装置110、210、310:底座112、212、312:承载平面120,220,320:光二极管光源122、222、322:出光面130,230:扩散元件130L、234L:线性轨迹132:粗糙表面140、240、340:反射层232、332:第一部分234、334:第二部分236、336:交界330A:第一扩散元件330B:第二扩散元件A:主出光方向1-1’:剖线P:间距R:暗房S:照度计SS、SS1、SS2:表面结构T:测量轨迹W1:内径宽度Wo:外径宽度
X、Y:长度
α、β:角度
具体实施例方式图3Α绘示为本发明第一实施例的照明装置的上视示意图，图3Β绘示为图3Α的照明装置沿剖线Ι-Γ的剖面示意图。请参照图3Α与图3Β，照明装置100包括一底座110、至少一发光二极管光源120、一扩散兀件130以及一反射层140。发光二极管光源120、扩散兀件130以及反射层140在本实施例中都是设置于底座110上,且位于底座110的同一侧。底座110例如具有一承载平面112，反射层140配置于承载平面112上,并平行于承载平面112。在本实施例中，发光二极管光源120为多个，并设置于承载平面112上，且各发光二极管光源120的出光面122也实质上平行于承载平面112。另外，扩散元件130例如为中空柱状的结构物以环绕于发光二极管光源120。发光二极管光源120的数量在本实施例中是以多个为例，但在其他实施例中发光二极管光源120的数量可以是一个。并且，发光二极管光源120在本实施例虽以环形排列为例，然而在其他实施例中可以呈现行列排列、三角排列等设置于扩散元件130围设的范围内。扩散元件130例如是一锥形的中空柱状结构物，其内径宽度Wi由底座110向外逐渐减小。同时，扩散元件130的外径宽度Wo也是由底座110向外逐渐减小。此时，扩散元件130有助于导引发光二极管光源120所发出的光线而成为锥状的发光体。具体而言，图3Β绘示为照明装置100沿剖线1-1’的垂直于出光面122的剖面结构。此时，扩散元件130垂直于承载平面112的剖面结构例如限定出一线性轨迹130L，且线性轨迹130L与承载面112的夹角α实质上可以为30°至70°。另外，由图3Β所绘示的剖面结构来看，扩散元件130垂直于承载平面112的剖面结构的斜面长度X可以为20mm至70mm。不过，在其他实施例中，扩散元件130的尺寸及形状可以随不同设计需求而有所调整，因此不以上述尺寸设计为限。图4A绘示为本发明一实施例中扩散元件的示意图。请参照图4A，本实施例的扩散元件130具有包括多个表面结构·SS的一粗糙表面132。粗糙表面132的设置可以提供光线扩散作用。请同时参照图4A与图3B，本实施例的扩散元件130是利用本身表面上的立体结构设计来达成光线的扩散作用。所以，扩散元件130可以利用注塑成型或是相关的模具制作工艺来制作以具有粗糙表面132。此外，在本实施例中，扩散元件130可以不需掺杂有扩散粒子或是涂布有扩散涂层。但在其他实施例中，扩散粒子与扩散涂层可以进一步地设置于扩散元件130上。详细来说，图4B与图4C分别为本发明一实施例中扩散元件的两种表面结构的示意图。由图4B可知，表面结构SSl可以是多个圆弧形结构，而使扩散元件130的外观呈现为多个半径不同的环堆叠而成的结构。另外，由图4C可知，表面结构SS2可以是多个具有尖角的棱镜型结构，而使扩散元件的外观呈现为阶梯状的结构。然而，本发明的表面结构SS并不限定图4B与图4C所绘示的环状分布的态样，在其他的实施例中，表面结构SS可以是点状、区块状或是不规则状的分布。此外，表面结构SS的间距P可以为25μπι至1mm，但本发明不以此为限。在一实施例中，表面结构SS的设计可使扩散元件130具有不同的光学特性，例如光穿透率、雾度与光扩散率等。以下表一表示为具体范例I的照明装置100中，扩散元件130具有图4B所绘示的多个圆弧形表面结构SSl时，其光学特性与对应的照明装置100的照度角与出光效率。下表二表示为具体范例2的照明装置100中，扩散元件130具有图4C所绘示的尖角的棱镜型表面结构SS2时，其光学特性与对应的照明装置100的照度角与出光效率。表一
权利要求
1.一种照明装置，包括: 底座，具有承载平面； 至少一发光二极管光源，配置于该底座的该承载平面上，且该发光二极管光源的一出光面实质上平行于该底座的该承载平面；以及 第一扩散元件，设置于该底座的该承载平面上，该第一扩散元件为中空柱状以环绕该至少一发光二极管光源，且该第一扩散元件的内径宽度由该底座向外逐渐减小，其中该第一扩散兀件具有包括多个表面结构的一粗糙表面。
2.如权利要求1所述的照明装置，其中该多个表面结构的间距为25μπι至1mm。
3.如权利要求1所述的照明装置，其中该第一扩散元件垂直于该承载平面的一剖面结构限定出一线性轨迹，且该线性轨迹与该承载平面的夹角实质上为30°至70°。
4.如权利要求1所述的照明装置，其中该第一扩散元件垂直于该承载平面的一剖面结构的长度为20mm至70mm。
5.如权利要求1所述的照明装置，还包括第二扩散元件，配置于该底座上，以覆盖该至少一发光二极管光源与该第一扩散元件，其中该第二扩散元件包括: 第一部分，位于该至少一发光二极管光源上方；以及 第二部分，连接该第一部分与该底座之间，其中该第一部分与该第二部分具有不同的一光学特性，以在该第一部分与该第二部分之间形成一不连续交界。
6.如权利要求5所述的照明装置，其中该第一部分与该第二部分具有不同的该光学特性符合下述条件至少其一: 该第一部分与该第二部分的光穿透率差异至少为4% ； 该第一部分与该第二部分的雾度差异至少为5% ;以及 该第一部分与该第二部分的光扩散率差异至少为5%。
7.如权利要求5所述的照明装置，其中该第二扩散元件符合下述条件至少其一: 该第一部分与该第二部分具有不同的厚度； 该第一部分与该第二部分分别掺杂有不同浓度的扩散粒子； 该第一部分与该第二部分各自具有粗糙度不同的粗糙表面； 该第一部分与该第二部分的表面各自涂布有不同材质的涂层；以及 该第一部分与该第二部分的表面各自涂布有不同厚度的涂层。
8.如权利要求5所述的照明装置，其中该第一部分为中空半球状，而该第二部分为中空柱状，且该第二部分的内径宽度由该底座向外逐渐增加。
9.如权利要求8所述的照明装置，其中该第二部分垂直于该承载平面的一剖面结构限定出一线性轨迹，该线性轨迹与该承载平面的夹角实质上为45°至90°。
10.如权利要求8所述的照明装置，其中该第一部分的球半径为20mm至40mm，且该第二部分垂直于该承载平面的一剖面结构的长度为20mm至40mm。
11.如权利要求1所述的照明装置，其中该多个表面结构包括多个棱镜型结构或多个圆弧形结构。
12.一种 照明装置，包括: 底座，具有承载平面； 至少一发光二极管光源，配置于该底座的该承载平面上，且该发光二极管光源的一出光面实质上平行于该底座的该承载平面；以及 扩散元件，配置于该底座的该承载平面上，以覆盖该至少一发光二极管光源，其中该扩散元件包括: 第一部分，位于该至少一发光二极管光源上方；以及 第二部分，连接该第一部分与该底座之间，其中该第一部分与该第二部分具有不同的一光学特性，以在该第一部分与该第二部分之间形成一不连续交界。
13.如权利要求12所述的照明装置，其中该第一部分与该第二部分具有不同的该光学特性符合下述条件至少其一: 该第一部分与该第二部分的光穿透率差异至少为4% ； 该第一部分与该第 二部分的雾度差异至少为5% ;以及 该第一部分与该第二部分的光扩散率差异至少为5%。
14.如权利要求12所述的照明装置，其中该第二扩散元件符合下述条件至少其一: 该第一部分与该第二部分具有不同的厚度； 该第一部分与该第二部分分别掺杂有不同浓度的扩散粒子； 该第一部分与该第二部分各自具有粗糙度不同的粗糙表面； 该第一部分与该第二部分的表面各自涂布有不同材质的涂层；以及 该第一部分与该第二部分的表面各自涂布有不同厚度的涂层。
15.如权利要求12所述的照明装置，其中该第一部分为中空半球状，而该第二部分为中空柱状，且该第二部分的内径宽度由该底座向外逐渐增加。
16.如权利要求15所述的照明装置，其中该第二部分垂直于该承载平面的一剖面结构限定出一线性轨迹，该线性轨迹与该承载平面的夹角实质上为45°至90°。
17.如权利要求15所述的照明装置，其中该第一部分的球半径为20mm至40mm，且该第二部分垂直于该承载平面的一剖面结构的长度为20mm至40mm。
全文摘要
本发明公开一种照明装置，其包括一底座、至少一发光二极管光源以及一第一扩散元件。底座具有一承载平面。发光二极管光源配置于底座的承载平面上，且发光二极管光源的一出光面实质上平行于承载平面。第一扩散元件设置于底座的承载平面上。第一扩散元件为中空柱状以环绕至少一发光二极管光源，且第一扩散元件的内径宽度由底座向外逐渐减小，其中第一扩散元件具有包括多个表面结构的一粗糙表面。
文档编号F21Y101/02GK103244844SQ20121010698
公开日2013年8月14日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年2月14日
发明者林正轩, 李巡宇, 陈品诚, 温俊祥 申请人:财团法人工业技术研究院