首页 > 照明工业 专利正文
环形导光条及光源模组的制作方法

时间:2022-02-20 阅读: 作者:专利查询

环形导光条及光源模组的制作方法

1.本发明涉及照明技术领域,尤其涉及一种环形导光条及光源模组。


背景技术:

2.由于现今产品外观,为求创新及美观,环形灯光日益趋见。为达到环形灯光,现有的发光机制之一为使用多颗发光二极管(led)光源正向发光,或者使用可挠灯条弯曲为特殊造型。
3.然而,采用多颗led光源正向发光,为避免外观上光源亮暗不均,需使用多个led光源沿环状均匀设置,使得成本相对较高。采用可挠灯条在环形外观上则会在衔接的接点区域产生相对较暗的区域,对现今日趋精致的外观要求上,无法满足使用者对产品外观的需求
4.因此,有必要设计一种新型的环形导光条及光源模组,以克服上述缺陷。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种环形导光条及光源模组,其能够在有限的光源数量下,达到成本优化及发光均匀性。
6.为达到上述目的,本发明提供了一种环形导光条,该环形导光条包含:环体部,具有出光面及底面,该出光面及该底面为该环体部的相对两个环形表面,该环体部具有多个导光结构,该多个导光结构设置于该出光面;以及入光部,设置于该环体部且自该环体部侧边突出,该入光部具有一入光面,该入光面所在的平面与该出光面所在的平面相交。
7.较佳的,该多个导光结构的分布密度自该入光面沿该环体部的延伸方向增加。
8.较佳的,该多个导光结构的该分布密度以指数增长的方式递增。
9.较佳的,该入光部呈三角形结构,且该入光部具有顶角,该顶角为30度至45度。
10.较佳的,该入光面的法线方向平行于该环体部对应该入光面的切线方向。
11.较佳的,该环体部呈圆形环体结构,至少两个该入光部相对该圆形环体结构的圆心对称设置于该环体部。
12.较佳的,在该入光面所在的平面上,该入光面的尺寸大于该环体部的截面尺寸。
13.较佳的,该环体部包含两个直线段及两个弧形段,该两个直线段相互平行且该两个弧形段连接该两个直线段以形成封闭式环体结构,该入光部设置于该两个直线段的至少其中之一,且该入光面的法线方向平行于该直线段的延伸方向。
14.较佳的,少两个该入光部对应设置于该两个直线段。
15.较佳的,设置于该直线段的该多个导光结构平行该直线段的该延伸方向以配置成多行,且相邻行中对应的相邻导光结构的连线与该直线段的该延伸方向具有30度至60度的夹角。
16.较佳的,设置于该弧形段的该多个导光结构沿该弧形段的延伸方向配置成多行,且相邻行中对应的相邻导光结构的连线沿该弧形段的径向延伸。
17.基于上述环形导光条,本发明还提供一种光源模组,该光源模组包含:如上所述的环形导光条;光源,对应该环形导光条的入光部设置,该光源提供光线,以自该入光面进入该环形导光条,该多个导光结构沿该环体部的延伸方向导引该光线自该出光面射出;反射片,设置于该环体部的该底面,以朝该出光面反射该光线;以及扩散片,设置于该出光面,以匀化自该出光面射出的该光线。
18.较佳的,该光源模组还包含透镜片,设置于该扩散片上,以导引自该扩散片射出的该光线
19.与现有技术相比,本发明提供的环形导光条及光源模组,藉由入光方向与环形导光条延伸方向对应,可以在精简光源数量的情况下,达成成本优化及发光的均匀性。此外,本发明的光源模组在光源寿命耗尽需要维修时,由于其使用的光源数量较少,还可达到更换省时的目的,同时其维修费用也相较低廉。
附图说明
20.图1为本发明实施例提供的环形导光条的示意图;
21.图2为本发明实施例提供的导光结构的配置示意图;
22.图2a为图2的局部放大图;
23.图3为本发明另一实施例提供的导光结构的配置示意图;
24.图4至图6为本发明其他实施例提供的环形导光条的示意图;
25.图7a为本发明实施例提供的光源模组的分解示意图;
26.图7b为本发明实施例提供的光源模组的组合示意图;
27.图7c为图7b中沿切割线aa的剖面示意图;
28.图8为本发明另一实施例提供的光源模组的示意图。
具体实施方式
29.为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解,兹配合实施例详细说明如下。
30.在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解,制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式,而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语,故应解释成「包括但不限定于」。
31.本发明提供一种环形导光条及光源模组,以提供不同的发光态样及均匀的环形发光。具体而言,本发明的环形导光条可应用于提供环形发光的光源模组,且光源模组可为独立的灯具装置,亦可整合于其他装置作为提供环形发光的光源模组。以下请参考图示以详细说明本发明实施例提供的环形导光条及光源模组的具体细节。
32.图1为本发明施例提供的环形导光条的示意图。如图1所示,环形导光条10包含环体部110及入光部120。环体部110具有出光面112及底面114。出光面112及底面114为环体部110的相对两个环形表面,且环体部110具有多个导光结构116,上述多个导光结构116沿出光面112设置。入光部120设置于环体部110且自环体部110侧边突出。入光部120具有入光面
122,且入光面122所在的平面与出光面112所在的平面相交。
33.具体而言,环体部110可由任何合宜的光学材料制成,例如聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),pmma)、聚碳酸酯(poly carbonate,pc)等具有合宜光学性质的聚合物,但不限于此。环体部110较佳为封闭式环体部,即环体部110不具有开放式的自由端部。环体部110具有出光面112、底面114、内侧面113及外侧面115。出光面112及底面114同向延伸且相对设置,使得出光面112及底面114的法线方向(例如112n)实质平行于通过环中心c的虚拟轴cl。举例而言,出光面112及底面114为环体部110沿xy平面延伸且沿z轴方向相对配置的上环形表面及下环形表面。出光面112及底面114沿环体部110的径向(或环径方向)分别具有相对的内缘(例如112i、114i)及外缘(例如112o、114o),亦即出光面112的内缘112i及底面114的内缘114i沿环径方向位于环体部110的内侧,而出光面112的外缘112o及底面114的外缘114o沿环径方向位于环体部110的外侧。内侧面113及外侧面115沿环体部110的径向(或环径方向)相对设置,使得内侧面113连接于出光面112及底面114的内缘112i、114i之间,且外侧面115连接于出光面112及底面114的外缘112o、114o之间。于一实施例,出光面112及底面114具有实质相同的形状及尺寸,使得内侧面113及外侧面115在实质平行于出光面112及底面114的法线方向112n(或虚拟轴cl)分别连接出光面112及底面114的内缘112i、114i及外缘112o、114o。换言之,内侧面113及外侧面115之间的距离实质为环体部110的环宽度或出光面112的截面宽度(例如112w)。
34.再者,环体部110可为具有任何合宜形状的封闭式环体部,例如圆形、椭圆形、矩形、三角形、多边形等封闭式几何形环体部。举例而言,如图1所示,环体部110包含两个直线段117及两个弧形段118,其中两个直线段117相互平行且两个弧形段118连接两个直线段117,以形成类椭圆形或长圆形的封闭式环体部。
35.入光部120与环体部110较佳为一体成型,使得入光部120自环体部110侧边突出。于一实施例,入光部120与环体部110较佳具有相同的材料,但不以此为限。依据实际应用,入光部120与环体部110可具有相同或不同的材料。如图1所示,入光部120即自环体部110的外侧面115朝外突出的突出部,但不以此为限。于其他实施例,入光部120可为自环体部110的内侧面113朝内突出的突出部。换言之,依据实际应用,入光部120为沿环体部110的径向(或环径方向)相对于环体部110朝外或朝内突出的部分。依据实际应用(例如环体部110的尺寸或形状),环形导光条10可包含一个或多个(例如两个以上)的入光部120,且多个入光部120较佳间隔设置于环体部110,以使自入光部120进入的光线可经环体部110的导引而均匀地自出光面112射出。举例而言,于此实施例,环形导光条10包含两个入光部120,且两个入光部120较佳对应设置于相对的两个直线段117,例如以环中心c对称设置,但不以此为限。
36.入光部120较佳为角形部(即呈三角形结构),且入光部120具有顶角α,该顶角α为30度至45度。具体而言,入光部120在平行于出光面112的延伸平面(例如xy平面)的截面可具有三角形或类三角形的形状,且入光部120的一侧(即连接侧121)连接于环体部110的外侧面115,使得连接侧121对应的角隅为入光部120的顶角α。举例而言,如图1所示,入光部120的连接侧121平行于直线段117的延伸方向并直线连接直线段117,使得入光部120的两个表面(即入光面122及倾斜面124)分别自连接侧121的相对两端朝外且朝向彼此延伸并连接形成顶角α,亦即入光面122及倾斜面124所夹的角度较佳为30度至45度。具体而言,入光
面122自连接侧121的一端沿环体部110的环径方向延伸预定距离,且倾斜面124连接入光面122并倾斜延伸以连接于连接侧121的另一端,使得入光面122及倾斜面124之间所夹的顶角α较佳为30度至45度。于此实施例,入光部120设置于直线段117,使得入光面122的法线方向122n较佳实质平行于直线段117的延伸方向。举例而言,入光面122为入光部120沿例如xz平面延伸的表面,且入光面122所在的平面(例如xz平面)较佳垂直于出光面112所在的平面(例如xy平面),使得入光面122的法线方向122n(例如y轴方向)实质平行于直线段117的延伸方向(例如y轴方向)并垂直于出光面112的法线方向112n(例如z轴方向)。
37.再者,在入光面122所在的平面上,入光面122的尺寸大于环体部110的截面尺寸。举例而言,如图1所示,在入光面122所在的xz平面上,入光面122沿x轴方向的宽度122w较佳大于环体部110的截面沿x轴方向的宽度112w,使得入光面122具有相对较大的面积以提升入光效率,但不以此为限。于另一实施例(未绘示),在入光面122所在的xz平面上,入光面122沿z轴方向的厚度较佳大于环体部110的截面沿z轴方向的厚度(即入光面122及底面114之间的距离),亦可使得入光面122具有相对较大的面积以提升入光效率。换言之,依据光源的尺寸及发光角度,入光面122可在延伸平面的其中一个维度(例如x轴或z轴方向)或两个维度(例如x轴及z轴方向)上较佳具有大于出光面112的尺寸,以提升入光效率。
38.多个导光结构116可藉由例如网版印刷、激光雕刻、或光学掺杂等技术沿环体部110设置。举例而言,于一实施例,多个导光结构116可藉由网版印刷或激光雕刻设置于环体部110的底面114或出光面112,但不以此为限。于另一实施例,多个导光结构116可在形成环形导光条10时掺杂光学颗粒,而在环体部110内形成由光学颗粒构成的导光结构。于一实施例,多个导光结构116的分布密度较佳自入光面122沿环体部110的延伸方向增加。具体而言,多个导光结构116的分布密度较佳自入光面122所在的位置朝光行径方向增加,使得多个导光结构116沿光行径方向设置成接近入光面122的分布密度较小,而远离入光面122的分布密度较大。举例而言,以相同尺寸的圆点形的导光结构116为例,沿光行径方向上,接近入光面122的导光结构116的数量较少,而远离入光面122的导光结构116的数量较多,但不以此为限。依据实际应用,导光结构116的分布密度可依据导光结构116的形状、大小决定,使得单位面积中导光结构116所占的面积相对于入光面122沿环体部110的延伸方向(或沿光行径方向)增加。
39.参考图2及图2a,图2为本发明实施例提供的导光结构的配置示意图,且图2a为图2的局部放大图。如图2及图2a所示,设置于直线段117的多个导光结构116以平行于直线段117的延伸方向117l配置成多行,且相邻行中对应的相邻导光结构116的连线(例如虚拟连线116l)与直线段117的延伸方向117l具有30度至60度的夹角β。具体而言,多个导光结构116沿直线段117的环径方向(例如x轴方向)配置成多行,且各行中的多个导光结构116沿直线段117的延伸方向117l或入光面122的法线方向122n(例如y轴方向)间隔配置。多行中对应的相邻导光结构116的虚拟连线116l与直线段117的延伸方向117l或入光面122的法线方向122n较佳具有30度至60度的夹角β。各行中,多个导光结构116的间距依光源的光衰减率决定。举例而言,以直径0.1mm的圆点形的导光结构116为例,当环体部110的材质为pmma材质,且光源所发出的光波长为660nm时,光衰减率约为106db/km,即每公里能量约衰减10^10.6,每公分能量衰减10^6.6。于一实施例,多个导光结构116的分布密度较佳以指数增长的方式递增增加,以提升亮度均匀性,但不以此为限。于其他实施例,环体部110沿延伸方向
可划分为多个区域,越靠近对应入光面122的区域中导光结构116的分布密度越小,越远离对应入光面122的区域中导光结构116的分布密度越大。
40.参考图3,图3为本发明另一实施例提供的导光结构的配置示意图。如图3所示,设置于弧形段118的多个导光结构116沿弧形段118的延伸方向配置成多行,且相邻行中对应的相邻导光结构116的连线沿弧形段118的径向延伸。换言之,在弧形段118中,多个导光结构116顺着径向方向设置成多行,且各行沿着弧形段118的延伸方向配置,使得相邻行中对应的相邻导光结构116的连线沿弧形段118的径向延伸。
41.上述实施例虽以两个入光部120为例说明,但不以此为限。图4至图6为本发明其他实施例提供的环形导光条的示意图。于另一实施例,如图4所示,环形导光条10a包含四个入光部120,且四个入光部120较佳对应设置于两个直线段117,使得多个入光部120较佳依序沿着环体部110的延伸方向入光。举例而言,每个直线段117分别间隔设置有入光方向相同的两个入光部120,使得四个入光部120的依环体部110的逆时针延伸方向依序入光,但不以此限。
42.如图5所示,于另一实施例,环形导光条10b的环体部110b可为圆形环体结构,且至少两个入光部120以圆形环体部110b的圆心cb对称设置于环体部110b。举例而言,两个入光部120相对圆形环体部110b的圆心cb对称设置于环体部110b,使得两个入光部120的入光面122的延伸平面实质为同一平面,但不以此为限。
43.此外,如图4及图5所示,当入光部120设置于圆形环体部110b或弧形段118时,入光面122的法线方向122n较佳实质平行于环体部110b对应入光面122的切线方向。如图5所示,入光部120的入光面122与圆形环体部110b相接处具有切线112t,且入光面122的法线方向122n实质平行于切线112t,亦即入光面122实质沿环体部110b的径向延伸。
44.如图6所示,于又一实施例中,环形导光条10c的环体部110c可为多边形环体结构,例如三角形,且入光部120的入光面122的法线方向122n实质平行于对应边的延伸方向(即入光部120所在的环体部110c的一边)。具体而言,环体部110c可由多个直线段117构成的多边形环体结构,且入光部120设置于对应的直线段117侧边,使得入光面122的法线方向122n实质平行于对应直线段117的延伸方向。
45.于图1及图4至图6的实施例中,虽以封闭式环体结构说明,但不以此为限。依据实际应用,环形导光条亦可包含开放式环体结构,且环体部可由例如直线段117、弧形段118、或直线段117及弧形段118构成的开放式或封闭式环体部。依据实际应用,入光部120可设置于直线段117、弧形段118、或直线段117及弧形段118的侧边,使得当入光部120设置于直线段117时,入光面122的法线方向122n实质平行于直线段117的延伸方向,且当入光部120设置于弧形段118时,入光面122的法线方向122n实质平行于环体部(例如110b)对应入光面122的切线方向(例如112t)。藉此,本发明的环形导光条的入光方向对应环形导光条延伸方向,可以在精简光源数量的情况下,达成成本优化及环形发光的均匀性。
46.参考图7a至图7c,图7a及图7b分别为本发明实施例提供的光源模组的分解示意图及组合示意图,且图7c为图7b沿切割线aa的剖面示意图。如图7a至图7c所示,本发明的光源模组1包含环形导光条10、至少一个光源20、反射片30及扩散片40。光源20对应环形导光条10的入光部120设置。光源20提供光线,以自入光面122进入环形导光条10。多个导光结构116沿环体部的延伸方向导引光线自出光面112射出。反射片30设置于环体部的底面114,以
朝出光面112反射光线。扩散片40设置于出光面112,以匀化自出光面112射出的光线。于一实施例,光源模组1还包含透镜片50,透镜片50设置于扩散片40上,以导引自扩散片40射出的光线。
47.于此实施例,以图1中的环形导光条10为例说明,但不限于此。具体而言,光源模组1的环形导光条可为前述实施例所述的任一环形导光条(例如环形导光条10a、10b、10c或其变化),不以图式所示为限。光源20较佳实施为发光二极管,且电连接光源电路板210。光源20的发光面较佳面对入光部的入光面,且入光面的面积较佳大于发光面,使得发光面于入光面的垂直投影实质涵盖在入光面的范围内,以增进光源20的入光效率。
48.反射片30可由任何合宜的反射材料(例如金属)制成,或由非金属片上涂覆反射材料制成。举例而言,反射片30可为金属片、或非金属片上涂覆金属层,或涂覆于环形导光条的底面114的反射涂层。扩散片40及透镜片50可具有合宜的光学性质,以提升光源模组1的发光均匀性。于一实施例,反射片30、扩散片40及透镜片50的形状较佳实质对应环形导光的环体部。换言之,扩散片40及透镜片50较佳具有与环体部的出光面112一致的形状及尺寸,使得光源模组1可提供出均匀的环形发光。反射片30较佳具有与环体部的底面114一致的形状及尺寸,以将朝底面114射出的光线反射而自出光面112射出,以提升发光效率。
49.如图8所示,于另一实施例,光源模组1还包含阻光件60。于此实施例,阻光件60较佳设置于环形导光条10的环体部110的内侧,并邻近内侧面113。藉此,阻挡自环体部110的内侧面113射出的光线朝环中心c散射,以提升光源模组1的环形发光的形状。阻光件60可由非透光材料(例如黑色聚合物)制成块体形式,以插置于环体部110的内侧,但不以此为限。阻光件60亦可为膜片或涂层形式,以贴覆或涂覆于环体部110的内侧面113。再者,于其他实施例(未绘示),阻光件60不限于设置于环体部110的内侧,阻光件60可设置于环体部110的外侧并邻近外侧面115,或同时设置于环体部110的内侧及外侧并分别邻近内侧面113及外侧面115,以阻挡自环体部110的内侧面113或外侧面115射出的光线,进一步提升光源模组1的环形发光的形状。
50.综上所述,本发明提供的光源模组藉由环形导光板的入光面与环体部的延伸方向对应,使得入光面所在的平面与出光面所在的平面相交(或入光面的法线方向实质垂直出光面的法线方向),并配合环体部的导光结构的疏密配置,可以在精简光源数量的情况下,达成成本优化及发光的均匀性,并降低光源更换的维修成本。
51.本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是,已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地,在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰,均属本发明的专利保护范围。