灯具模块的制作方法

本发明涉及一种灯具模块，尤其涉及一种具有除雪功能的灯具模块。

背景技术：

因为地形、纬度或季节变换的关系，某些区域会下雪与结冰，当长时间下雪或下雪量较大时，使得这些严寒区域的交通号志灯的表面容易因积雪或结冰而被遮蔽。目前，交通号志灯的大多以led作为发光元件。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。因此，在此类采用led作为发光元件的交通号志灯的表面上积雪或结冰，无法通过led发光源产生的热能来融化，让使用者容易因冰雪覆盖交通号志灯的表面导致误判交通号志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号志灯进行物理性的除去冰雪；或者，在灯面上喷上化学药剂防止灯面结冰，但化学药剂持续时间不确定，要定时补喷化学药剂也造成执行上的麻烦。

技术实现要素：

本发明提供一种灯具模块，其可以相当简便且高效率的方式防止与除去灯面积雪。

本发明的一种灯具模块，包括灯具及电磁波产生器。电磁波产生器配置于灯具，且电磁波产生器适于产生频率介于100khz至300ghz之间的电磁波。

在本发明的一实施例中，上述的电磁波产生器为高周波产生器，电磁波产生器适于产生频率介于100khz至300mhz之间的电磁波。

在本发明的一实施例中，上述的灯具包括灯座、配置于灯座内的发光元件、罩覆灯座的灯面罩、设置于灯面罩外缘的灯檐，电磁波产生器包括分别配置于灯檐的内表面的高周波正电极片及高周波负电极片。

在本发明的一实施例中，上述的灯檐完整地环绕于灯面罩外缘而呈圆筒形，高周波正电极片及高周波负电极片分别贴附于灯檐的内表面，而各自弯曲成半圆弧状。

在本发明的一实施例中，上述的灯檐部分地环绕于灯面罩外缘而具有一缺口，高周波正电极片沿着灯檐的内轮廓弯折地贴附于灯檐的一部分，高周波负电极片沿着灯檐的内轮廓弯折地贴附于灯檐的另一部分。

在本发明的一实施例中，上述的电磁波产生器为微波产生器，电磁波产生器适于产生频率介于300mhz至300ghz之间的电磁波。

在本发明的一实施例中，上述的灯具包括灯座及设置在灯座内的发光元件，电磁波产生器设置在灯座内且偏离灯座的中心轴线。

在本发明的一实施例中，上述的灯具模块还包括喇叭状反射罩，具有相对的第一端与第二端，其中第一端的开口小于第二端的开口，喇叭状反射罩设置在灯座内且第一端环绕于电磁波产生器的外围。

在本发明的一实施例中，上述的喇叭状反射罩具有贯穿第一端中心的虚轴、第一棱线及第二棱线，喇叭状反射罩不对称于虚轴，第一棱线从第一端延伸至第二端且靠近中心轴线，第二棱线从第一端延伸至第二端且远离中心轴线，第一棱线至灯座的内底面的最大距离小于第二棱线至灯座的内底面的最大距离。

在本发明的一实施例中，上述的灯具模块还包括温度传感器或压力传感器，配置于灯具。

在本发明的一实施例中，上述的灯具模块还包括压力传感器，灯具包括灯座及罩覆灯座的灯面罩，配置于灯面罩的下方。

为让本发明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1是具有依照本发明的一实施例的一种灯具模块的一种交通号志灯示意图。

图2a是沿图1的a-a线段的剖面示意图。

图2b是图1的灯具模块的正视示意图。

图3至图5是依照本发明的其他实施例的多种灯具模块的正视示意图。

图6a是图1的灯具模块的另一种交通号志灯示意图。

图6b是具有图5的灯具模块的一种交通号志灯示意图。

图7至图8是依照本发明的其他实施例的多种灯具模块的剖面示意图。

附图标号说明

a1：中心轴线

a2：虚轴

x1、x2：距离

10、12、13：交通号志灯

100、100a、100b、100c、100d、100e：灯具模块

105：灯箱

106、106c：灯檐

110：灯具

111：灯座

112：内底面

113：发光元件

114：灯面罩

116c：缺口

120、120d：电磁波产生器

122：高周波正电极片

124：高周波负电极片

130e：喇叭状反射罩

132e：第一端

134e：第二端

136e：第一棱线

138e：第二棱线

150：温度传感器

160：压力传感器

具体实施方式

图1是具有依照本发明的一实施例的一种灯具模块的一种交通号志灯示意图。请参阅图1，图1示出了横式的交通号志灯10，其具有水平排列的多个灯具模块100。需说明的是，虽然本实施例的灯具模块100是以应用于交通号志灯10为例，但本实施例的灯具模块100的应用并不限于此，本实施例的灯具模块100也可应用于路灯、霓虹灯或是其他会设置于室外的灯具。本实施例的灯具模块100具有相当简便且高效率的防积雪及融雪功能，下面将对此进行详细地介绍。

图2a是沿图1的a-a线段的剖面示意图。图2b是图1的灯具模块的正视示意图。请参阅图2a至图2b，本实施例的灯具模块100包括灯具110及电磁波产生器120。灯具110包括灯座111、配置于灯座111内的发光元件113、罩覆灯座111的灯面罩114。灯具110可部分位在灯箱105内，且灯面罩114外露于灯箱105。灯箱包括设置于灯面罩114外缘的灯檐106。灯座111呈杯状，灯面罩114覆盖在灯座111的开口以封闭灯座111，灯面罩114为透明，以供发光元件113所发出的光线穿出。在本实施例中，发光元件113以led为例，但发光元件(组)113的种类不以此为限制。值得一提的是，配置于灯座111内的发光元件113可以是单个发光元件或是一组发光元件组，发光元件113的数量与形式不以此为限制。

由于led在运作时所产生的热能很低。因此，采用led作为发光元件113的灯具模块100的灯面罩114上容易积雪或结冰。为了解决此问题，在本实施例中，电磁波产生器120配置于灯具110，电磁波产生器120适于产生频率介于100khz至300mhz之间的电磁波，以通过频率介于100khz至300mhz之间的电磁波达到防积雪及融雪功能。

更明确地说，在本实施例中，电磁波产生器120为高周波产生器，也就是说，电磁波产生器120适于产生频率介于100khz至300mhz之间的电磁波，频率介于100khz至300mhz之间的高周波适于用来解冻，而能够具有融雪的功能。如图2b所示，电磁波产生器120包括分别配置于灯檐106的内表面的高周波正电极片122及高周波负电极片124。更明确地说，在本实施例中，灯檐106完整地环绕于灯面罩114外缘而呈圆筒形，高周波正电极片122及高周波负电极片124分别贴附于灯檐106的内表面，而各自弯曲成半圆弧状。

在通电之后，由高周波正电极片122及高周波负电极片124所环绕出的范围内，可形成高周波电磁场，位于此电磁场范围中的极性分子(如水分子)会随着电磁场的交替改变而来回旋转摩擦进而产生热能。如此一来，当电磁波产生器120运作时，在高周波电磁场的范围内(也就是灯面罩114前方的位置)的极性分子温度便可升高，积雪便会融化成水，而使发光元件113所发出的光线不会被灯面罩114前方的积雪挡住，而影响安全。

相较于传统利用传导或辐射等方式加热，热量是具有特定的传递顺序(例如加热的方向是由外到内)，而容易有不均匀以及在传递过程中损耗的问题。本实施例的灯具模块100采用频率介于100khz至300ghz之间的电磁波(例如是频率介于100khz至300mhz之间的高周波)来加热，电磁波会直接穿透到物体内部，通过物体内部的分子震动摩擦而产生热量。由于热量是由物体本身的极性分子所产生，因此具有加热均匀、迅速、损耗低的优点。此外，若有两种不同材料(例如塑胶灯面罩114与雪)一起位在上述的电磁波磁场的加热范围内时，随着物体材料不同会具有不同的损失系数(例如塑胶灯面罩114的损失系数低；雪的损失系数高)，此电磁波的能量会集中在损失系数高的材料(例如是雪)上，而具有良好的融雪效率。

下面将介绍数种其他形式的灯具模块100，需说明的是，在下面的实施例中，与前一实施例相同或是相似的元件以相同或是相似的符号表示，不再多加赘述，仅说明主要差异之处。

图3至图5是依照本发明的其他实施例的多种灯具模块的正视示意图。请先参阅图3与图4，图3的灯具模块100a、图4的灯具模块100b与图2b的灯具模块100的主要差异在于高周波正电极片122与高周波负电极片124贴附的位置。在图2b中，高周波正电极片122与高周波负电极片124分别贴附在灯檐106的上半部与下半部。在图3中，高周波正电极片122与高周波负电极片124分别贴附在灯檐106的右半部与左半部。在图4中，高周波正电极片122与高周波负电极片124分别贴附在灯檐106的右上半部与左下半部。当然，上面的实施例只是示意性地说明，但不限制高周波正电极片122与高周波负电极片124与灯檐106之间的相对位置，任何可在灯面罩114外围配置高周波正电极片122与高周波负电极片124而能产生灯面罩114处产生高周波的配置方式均被囊括于权利要求之内。

请参阅图5，图5的灯具模块100c与图2b的灯具模块100的主要差异在于，在本实施例中，灯檐106c部分地环绕于灯面罩114外缘而具有一缺口116c，也就是说，灯檐106c并非完整地环绕灯面罩114外缘。缺口116c的位置以及缺口116c的比例不以本实施例为限制。此处要说明的是，虽然本实施例的灯檐106c并非完整的圆筒形，但仍可如图5所示地将高周波正电极片122沿着灯檐106c的内轮廓弯折地贴附于灯檐106c的一部分，高周波负电极片124沿着灯檐106c的内轮廓弯折地贴附于灯檐106c的另一部分，在由高周波正电极片122及高周波负电极片124所环绕出的范围内，仍会形成高周波电磁场，而可对位于此高周波电磁场范围内的积雪加热。

请回到图2b，在本实施例中，灯具模块100还包括温度传感器150及压力传感器160。温度传感器150配置于灯具110，例如是配置于灯檐106或灯面罩114，温度传感器150用来侦测环境温度或是灯面罩114处的温度，温度传感器150会将信号连接至位于灯具模块100内部的电路板(未示出)的控制器(未示出)。控制器可通过温度传感器150的温度资讯对应地调整电磁波产生器120的强度，而可进行多阶段强度调整。

举例而言，当控制器接收到温度传感器150的感测温度低于第一预设值时，可启动电磁波产生器120，以防止积雪或是进行除雪作业。当控制器接收到温度传感器150的感测温度低于第二预设值时，其中第二预设值小于第一预设值，控制器可以增加电磁波产生器120的输出功率。当控制器接收到温度传感器150的感测温度低于第三预设值时，其中第三预设值小于第二预设值，控制器可以再增加电磁波产生器120的输出功率，而达到多阶段地强度调整。此外，在电磁波产生器120被启动时，若控制器接收到温度传感器150的感测温度高于第一预设值时，可关闭电磁波产生器120。当然，上述仅是其中一种多阶段强度调整的方式，并不以此为限制。

此外，在本实施例中，压力传感器160配置于灯面罩114的下方，通过感测积雪重量(压力)的方式来判断积雪量。同样地，压力传感器160会将信号连接至位于灯具模块100内部的电路板(未示出)的控制器(未示出)。控制器可通过压力传感器160的压力资讯对应地调整电磁波产生器120的强度，而可进行多阶段强度调整。当然，在其他实施例中，也可视需求选择性地省略温度传感器150或/且压力传感器160。

图6a是图1的灯具模块的另一种交通号志灯示意图。请参阅图6a，在图6a中，将图1的灯具模块100垂直地排列，而成为直立式交通号志灯12。在图6a中，压力传感器160是配置在对应的灯檐106在下方的内表面。

图6b是具有图5的灯具模块的一种交通号志灯示意图。请参阅图6b，在图6b中，将图5的灯具模块100c垂直地排列，而成为直立式交通号志灯13。在直立式交通号志灯13中，若灯檐106c是如图5所示在下方具有缺口116c而为圆弧形，压力传感器160也可以配置在由上往下数的第二个灯檐106c或/且第三个灯檐106c的上方，以感测到位于上方的灯面罩114的积雪量的压力资讯。当然，灯檐106、106c的形式与压力传感器160配置的位置并不以此为限制，只要可以感测到灯面罩114外的积雪量即可。

在前述的实施例中，电磁波产生器120以高周波产生器为例，但电磁波产生器的种类不限于此，下面介绍具有其他种电磁波产生器120d的灯具模块100。

图7至图8是依照本发明的其他实施例的多种灯具模块的剖面示意图。在图7与图8中隐藏灯箱105(标示于图2a)。请先参阅图7，灯具模块100d的灯具110包括灯座111、配置于灯座111内且位在或接近中心轴线a1的发光元件113、罩覆灯座111的灯面罩114。值得一提的是，虽然在图7中，发光元件113位在中心轴线a1上，但在其他实施例时，发光元件113也可以偏离于中心轴线a1，而不位在中心轴线a1上。在本实施例中，电磁波产生器120d为微波产生器，而适于产生频率介于300mhz至300ghz之间的电磁波。电磁波产生器120设置在灯座111内且偏离灯座111的中心轴线a1，以避开发光元件113。在本实施例中，微波产生器以磁控管为例，但不以此为限制。

本实施例的灯具模块100d采用频率介于300mhz至300ghz之间的微波来加热，藉此产生热能以使灯面罩114上的雪融化，同样地也能够简便地防止、除去灯面罩114上的积雪且具有加热均匀、迅速、损耗低的优点，且微波的能量会集中在损失系数高的材料(例如是雪)，而具有良好的融雪效率。

请再参阅图8，图8的灯具模块100e与图7的灯具模块100d的主要差异在于，在本实施例中，灯具模块100e还包括喇叭状反射罩130e，用以反射微波，以提升微波往灯面罩114的方向发射的比例。在本实施例中，喇叭状反射罩130e的材质以金属为例，但只要可反射微波的材质即可，喇叭状反射罩130e的材质不以此为限制。如图8所示，在本实施例中，喇叭状反射罩130e具有相对的第一端132e的开口与第二端134e的开口，其中第一端132e的开口小于第二端134e的开口，喇叭状反射罩130e设置在灯座111内且第一端132e的开口环绕于电磁波产生器120d的外围。

值得一提的是，喇叭状反射罩130e虽可反射微波，但也会反射光线，为了降低喇叭状反射罩130e对发光元件113所发出的光线的影响，在本实施例中，喇叭状反射罩130e的形状具有特殊的设计，以在发光元件113所发出的光线仍能够均匀地照射到灯面罩114的前提之下，还能够提升微波往灯面罩114的方向发射的比例。

在本实施例中，喇叭状反射罩130e具有贯穿第一端132e中心的虚轴a2，由于图8是以剖面图呈现，在图8可看到，喇叭状反射罩130e包括第一棱线136e及第二棱线138e，第一棱线136e从第一端132e延伸至第二端134e且靠近中心轴线a1，第二棱线138e从第一端132e延伸至第二端134e且远离中心轴线a1。在本实施例中，第一棱线136e与第二棱线138e不对称于喇叭状反射罩130e的虚轴a2，且第一棱线136e至灯座111的内底面112的最大距离x1小于第二棱线138e至灯座111的内底面112的最大距离x2。

在本实施例中，由于第一棱线136e至灯座111的内底面112的最大距离x1比较小，也就是，喇叭状反射罩130e的第一棱线136e的高度比较小，发光元件113所发出的光线较不会被喇叭状反射罩130e遮蔽，而可均匀地照射到整个灯面罩114。此外，由于电磁波产生器120d并非位于灯座111的中心，而位于图8中靠近右方的位置，在本实施例中，第一棱线136e与第二棱线138e不对称于喇叭状反射罩130e的虚轴a2。更明确地说，在本实施例中，第一棱线136e的斜率小于第二棱线138e的斜率。由图8可看到，第一棱线136e比第二棱线138e更往左斜，以使电磁波产生器120所产生的微波可以更均匀地传递到整个灯面罩114。

另外，第一棱线136e与第二棱线138e中的至少一者可为曲线，由图8可看到，第一棱线136e与第二棱线138e均为曲线。当然，在其他实施例中，喇叭状反射罩130e也可以对称于虚轴a2，第一棱线136e至灯座111的内底面112的最大距离也可以等于或大于第二棱线138e至灯座111的内底面112的最大距离，且第一棱线136e与第二棱线138e的形状不以此为限制。

在其他实施例中，喇叭状反射罩130e可具有不同的形状，例如喇叭状反射罩130e的第一棱线136e与第二棱线138e为直线。或者，在其他实施例中，喇叭状反射罩也可以是第一棱线136e为直线，第二棱线138e为曲线，或者，喇叭状反射罩也可以是第一棱线136e为曲线，第二棱线138e为直线。喇叭状反射罩的第一棱线与第二棱线的形状、斜率或曲率并不以上述为限制。

此外，在其他实施例中，灯具模块也可以包括微波透镜，罩覆于电磁波产生器120d，以改变电磁波产生器120d所发出的微波的行进方向。也就是说，灯具模块可利用微波透镜来折射微波，以使电磁波产生器120d所产生的微波可以更均匀地传递到整个灯面罩114。微波透镜的材质例如是石蜡，微波透镜通过在不同部位的厚度差异，例如至少其中一部分是中间厚边缘薄而呈凸透镜(聚光)或/且至少其中一部分是中间薄边缘厚而呈凹透镜(散光)，来将电磁波产生器120d所产生的微波折射至特定方向，而达到控制微波照射区域及能量分布的效果。

综上所述，本发明的灯具模块通过将会产生频率介于100khz至300ghz之间的电磁波的电磁波产生器配置于灯具，其中频率介于100khz至300mhz之间的电磁波为高周波，频率介于300mhz至300ghz之间的电磁波产生器为微波，电磁波产生器所产生的高周波和微波会使在电磁场范围内的极性分子(例如是水分子)随着电磁场转换而来回振荡，藉此产生热能以使灯具上的雪融化，而更简便地防止且除去灯具上的积雪。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。