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多角度出光单元及智能照明装置制造方法及图纸

技术编号:21947007 阅读:25 留言:0更新日期:2019-08-24 15:50
本发明专利技术揭露一种多角度出光单元及智能照明装置,多角度出光单元包含下基板、上基板、光学封装体、发光单元及驱动电路基板。上基板具有复数个穴位,形成于下基板上,且各穴位与下基板水平面和垂直面间分别具有穴位偏射角,发光单元分别位于各穴位中。透过正向出光信号驱动复数个发光单元时,复数个发光单元依据正向出光信号同时投射光,透过斜向出光信号驱动复数个发光单元时,复数个发光单元对应斜向出光信号依时序交替地分别投射光,各发光单元所投射的光分别经由所在的各穴位导引而偏射后成一斜向出光。因此,利用多角度出光单元组成的智能照明装置结构简单、照明设计多元化、成本降低且更节能,可以广泛用在室内、户外及特殊照明领域。

Multi-Angle Light Output Unit and Intelligent Lighting Device

【技术实现步骤摘要】
多角度出光单元及智能照明装置
本专利技术是有关于一种出光单元及其照明装置,特别是有关于一种多角度出光单元及智能照明装置。
技术介绍
发光二极管(LED)已广泛在室内、户外及特殊照明各领域应用,但部分LED的基本特性,例如,指向性、高响应速度(点亮无延迟)等并未充分有效运用。照明灯具是LED光源的主要载体,现今多将LED光源及散热装置固定其上。一般多以垂直于LED封装出光面方向出光,另借助二次光学设计或灯具设计形成特定的光强、光束角度及配光曲线,以满足不同的照明需求。然而,灯具及灯座的位置固定也同时制约了LED光源,形成使用上的限制,因此,只能以特定的光强、光束角和配光曲线,针对被照物或固定区域进行照亮。当别处区域或其他对象需要照明时,则需要转向装置或移动机构将灯具指向该区域,或在需要照明区再另装设另一个灯。现有技术有关导引光源出光方向改变的手段繁多,但在LED上的应用不外运用(微)光学透镜(膜)或导光装置,改变原先的出光行径或形成新的光线路径,以导引出光偏离LED光轴原先方向。或者,移动LED光源和反光镜相对位置,调整光束角度来实现二次配光。这些方式都有其运用局限性且设计灵活性差,除了安装可移/转动机构,一般多为单一方向改变,且多无法回复至原出光方向。而可移/转动机构存在反应慢、成本高、占空间、精确度差、寿命短等问题。针对以上问题,若能依据不同环境照明需要,光源的出光方向、光通量、光强及配光曲线随机可连续调整或能自适应变换,且可以适时回复至原出光方向和照明模式,无需借助光学透镜、反光装置、导光装置或转向/移动机构件。那么运用智能控制方法将出光方向随照明需要立即改变,将光照在需要明亮的地方,则此出光单元及照明装置可以更有效地变化运用,形成更佳的照明效果,简化灯具结构设计、光源运用多元而灵活、成本降低且更节能。以下照明应用领域为适应不同的使用目的和环境变化,对出光束方向随机可调整性和自适应性控制的需求特别明显。[汽车前灯]传统的汽车前灯其远光灯和近光灯一般为两组灯具,且出光多为固定的光束角度、照明距离和配光曲线。为使驾驶员能够在车行当中清晰地看到行驶方向上的物体,并对前方道路不断变化的环境形成适度的能见度。同时,需要将眩光降至最小,使对面车道的驾驶和道路使用者能安全有效的辨识并适时做出反应,因此,需要改变汽车前灯输出光束的光强、光束角、配光曲线和出光方向,以在不同路况环境提供有效照明。当光源输出的光强、光束角、配光曲线和出光方向能针对道路转弯区、远场/近场与车行左右环境照亮需要自适应调整,随着汽车转向运用低光束与高光束之间的转换,配光曲线的调整和与其他车辆接近时前景的照明控制等,可以因应路况动态环境改变的照明需要,并满足驾驶员不同的视觉感知。此种新光源不单可以实现远光灯和近光灯两组灯具合而为一,更可以提高照明的功效及行车的安全性。[舞台照明]舞台灯光是舞台表演的重要的组成部分,通过灯光的变化和音乐节奏来推动表演情节的发展,舞台灯光不仅能够照亮舞台表演,借各式各样灯光变化还能增加舞台表演的艺术美。在舞台照明中,聚光灯被悬挂在天花板或舞台特定位置上。聚光灯可以被手动调整,或者由电机驱动转向/移动机构使四面八方照射到舞台的表演区域,并持续变化。为了同时可任选地以不同的光强度或色温照射舞台上的若干照明区,必须在舞台的天花板上或舞台特定位置上设置充分数量的聚光灯。因此,整个舞台灯光的电机驱动转向/移动机构装置及电路电线复杂。且易发生可移动地布置的聚光灯的电接触有问题并且断开线缆经常导致短路的缺点。当光源输出的光束角、光强及配光曲线混搭,能随音乐节奏和舞台光环境需要快速反应变化,照明模式随着表演运用光束与配光的各种角度快速转换,旋转调整。此种新光源可使舞台灯光变化更多样丰富,设计表现自由度大幅增加,则可省去传统舞台照明灯具电机驱动转向/移动机构装置及简化电线电缆配置,不单大幅降低舞台照明系统成本且提高系统可靠性。[植物照明]植物工厂因气候变化及广泛的社会需求近年来已发展出众多成效,但仍有许多瓶颈,如:建设成本高昂、产能及经济效益不理想、光源与空调能耗偏高等,有效解决这些问题是推进植物工厂持续健康发展的关键。植物工厂因LED光源的应用突破了传统光照、空间、地域环境的限制,能有效促进植物光合作用,成为提升农作物产量关键因素之一。光效与能效提升是大幅减少运行成本的关键,采用LED替代传统光源以及根据植物从苗期到收获期的光配方需求,进行光环境的动态优化调节,甚至设计出上下可移动光源、可调节光束角大小的聚光光源等,可以提升光效并降低能源消耗。另一方面,各种类植物在不同成长期对光的需求不同,有些植物的茎也行光合作用制造养分。但一般植物工厂空间狭小植物密集生长,场地不同培育架设方法固定,间距各异。而LED灯具常常为灯条、平板型或者仿射灯结构,灯珠是固定不可调整的,并多以直下式出光,照射到灯具下方植物叶片,光照不易均匀。当其成长叶片茂密时,灯具下方叶片便遮挡住下一层叶片,与户外植物生长的早晨午后实际光环境不一致,对下一层叶片和茎部应达不到促进植物生长的目的。仿射灯结构的灯具通常在出光面设置透镜以修整出光角度,透镜会导致出光效率的衰减,平板型结构一般没有透镜设置,光效相对较高,但是近距离照射下也会有光照不均匀的问题发生。现有技术有LED灯具通过驱动装置使光源或支架相对摆动、扭动或转动,或者通过驱动装置改变光源与支架的距离,可以使得光源出光在不同受光面或同一受光面的不同区域的照射强度动态变化,进而使得植物接受光照效果更加有效。当光源输出的光角度能以自我调整控制远近、上下层叶片与左右两侧植物照射,配合智能控制循序借光束的偏转及自我调整光照距离,并因应动态环境改变的仿生照明环境需要,将光均匀的照射在植物叶片上。此种新光源可使植物不同层不同位置叶片更有效地进行光合作用,提高光照效率,促进植物生长,减短植物成长与开花结果用时间,大幅提高生产。基于以上现有知技术在实际使用面对的问题和缺点及新的照明运用需求,如何针对不同环境照明需要,使光源的光通量、光强、出光角、配光曲线与出光偏转角度随机连续可调整,并能适时回复原先照明模式,而无需借助光学透镜、反光装置、导光装置或转向/移动机构件,将是所属领域的产业极需探讨及研究的重要课题。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的问题,本专利技术的目的是提供一种照多角度出光单元及智能照明装置。基于上述目的,本专利技术提供一种多角度出光单元,其包含至少一发光单元、上基板、光学封装体、下机板及驱动电路基板。每一发光单元至少包含一红色发光单元、绿色发光单元及蓝色发光单元。上基板,形成于下基板上,该上基板具有复数个穴位,且各该穴位与该下基板水平面和垂直面分别具有相同或各自不同的穴位偏射角,该发光单元分别位于各该穴位中。光学封装体包覆发光单元且包含至少一光学引导区域及至少一混光区域,混光区域设于发光单元上,光学引导区域设于光学混光区域上。下基板具有复数个底面导体及复数个连接导体单元,各该底面导体分别电性连接对应的各该连接导体单元,各该连接导体单元分别电性连接对应的各该发光单元,以传递正向出光信号或斜向出光信号。该下基板置于该驱动电路基板上且电性连接该驱动电路基板。透过一正向出光信号驱动该复数个发光单元时,该复数个发光单元依据该正向本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种多角度出光单元,其特征在于,其包含:至少一组发光单元,每一所述发光单元至少包含一红色发光单元、一绿色发光单元以及一蓝色发光单元;一上基板,形成于一下基板上,所述上基板具有复数个穴位,且各所述穴位与所述下基板水平面和垂直面分别具有相同或各自不同的穴位偏射角,所述发光单元分别位于各所述穴位中;一光学封装体,包覆所述发光单元,所述光学封装体包含至少一光学引导区域以及至少一混光区域,所述混光区域设于所述发光单元上,所述光学引导区域设于所述混光区域上;所述下基板,具有复数个底面导体及复数个连接导体单元,各所述底面导体分别电性连接对应的各所述连接导体单元,各所述连接导体单元分别电性连接对应的各所述发光单元,以传递一正向出光信号或一斜向出光信号;以及一驱动电路基板,所述下基板置于所述驱动电路基板上且电性连接所述驱动电路基板;其中,透过所述正向出光信号驱动所述复数个发光单元时,所述复数个发光单元依据所述正向出光信号同时投射光;其中,透过所述斜向出光信号驱动所述复数个发光单元时,所述复数个发光单元对应所述斜向出光信号依时序交替地分别投射光,各所述发光单元所投射的光分别经由所在的具有不同穴位偏射角的各所述穴位导引而偏射成一斜向出光。...

【技术特征摘要】
1.一种多角度出光单元,其特征在于,其包含:至少一组发光单元,每一所述发光单元至少包含一红色发光单元、一绿色发光单元以及一蓝色发光单元;一上基板,形成于一下基板上,所述上基板具有复数个穴位,且各所述穴位与所述下基板水平面和垂直面分别具有相同或各自不同的穴位偏射角,所述发光单元分别位于各所述穴位中;一光学封装体,包覆所述发光单元,所述光学封装体包含至少一光学引导区域以及至少一混光区域,所述混光区域设于所述发光单元上,所述光学引导区域设于所述混光区域上;所述下基板,具有复数个底面导体及复数个连接导体单元,各所述底面导体分别电性连接对应的各所述连接导体单元,各所述连接导体单元分别电性连接对应的各所述发光单元,以传递一正向出光信号或一斜向出光信号;以及一驱动电路基板,所述下基板置于所述驱动电路基板上且电性连接所述驱动电路基板;其中,透过所述正向出光信号驱动所述复数个发光单元时,所述复数个发光单元依据所述正向出光信号同时投射光;其中,透过所述斜向出光信号驱动所述复数个发光单元时,所述复数个发光单元对应所述斜向出光信号依时序交替地分别投射光,各所述发光单元所投射的光分别经由所在的具有不同穴位偏射角的各所述穴位导引而偏射成一斜向出光。2.如权利要求1所述的多角度出光单元,其特征在于,其中所述驱动电路基板在第一时间点传递所述斜向出光信号,其中一所述发光单元经所在穴位导引而朝对应所在穴位的所述穴位偏射角投射光,而在第二时间点,以同一发光单元继续投射所述穴位偏射角的斜向出光,或另一所述发光单元经所在穴位导引而朝对应所在穴位的所述穴位偏射角投射光。3.如权利要求1所述的多角度出光单元,其特征在于,其中所述上基板是以硅晶基板或陶瓷基板制成,所述上基板的各所述穴位中分别具有围绕所述发光单元的复数个内墙面,所述复数个内墙面中的至少一面与所述下基板水平面和垂直面间形成所述穴位偏射角。4.如权利要求1所述的多角度出光单元,其特征在于,其中每一所述穴位横截面形状包含:圆形、椭圆形、正方形、矩形、多边形。5.如权利要求1所述的多角度出光单元,其特征在于,其中每一所述穴位的内墙面分别具有相同或各自不同的所述穴位偏射角,所述复数个穴位以不同方式相邻组合排列。6.如权利要求1所述的多角度出光单元,其特征在于,其中所述光学封装体的材料包含:树脂、硅胶或其组合,其中所述树脂包含:聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂或其组合,且所述光学封装体为中空或实心结构。7.如权利要求1所述的多角度出光单元,其特征在于,其中所述光学封装体出光面包含:平面、斜面、曲面或其组合。8.如权利要求1所述的多角度出光单元,其特征在于,其中所述发光单元通过发光二极管、微发光二极管、有机发光二极管及雷射二极管中的一种形成光源。9.如权利要求1所述的多角度出光单元,其特征在于,其中所述发光单元通过所述红色发光单元、所述绿色发光单元以及所述蓝色发光单元混合成白光,或通过所述蓝色发光单元透过荧光粉或量子点形成白光。10.如权利要求1所述的多角度出光单元,其特征在于,其中所述复数个穴位间其相邻两穴位间共享墙面为中空或实心结构。11.一种多角度出光装置,其特征在于,其包含:多个如权利要求1~10的任一项所述的多角度出光单元,所述多个多角度出光单元分别包含:至少一组发光单元,每一所述发光单元至少包含一红色发光单元、一绿色发光单元以及一蓝色发光单元;一上基板,形成于下基板上,所述上基板具有所述复数个穴位,且各所述穴位与所述下基板水平面和垂直面分别具有相同或各自不同的所述穴位偏射角,所述发光单元分别位于各所述穴位中;一光学封装体,包覆所述发光单元,所述光学封装体包含所述至少一光学引导区域以及所述至少一混光区域;所述下基板,具有所述复数个底面导体及所述复数个连接导体单元,各所述底面导体分别电性连接对应的各所述连接导体单元,各所述连接导体单元分别电性连接对应的各所述发光单元,以传递正向出光信号或斜向出光信号;以及一驱动电路基板,所述下基板置于所述驱动电路基板上且电性连接所述驱动电路基板;以及一控制模块,经由所述驱动电路基板电性连接多个所述多角度出光单元,多个所述多角度出光单元接收由所述控制模块所传送的所述正向出光信号及所述斜向出光信号,且所述控制模块根据所述正向出光信号或所述斜向出光信号依时序交替控制个别、群组或其组合的所述多角度出光单元同时或分别出光;其中,透过所述正向出光像信号驱动所述复数个发光单元时,所述复数个发光单元依据所述正向出光信号同时投射光;其中,透过所述斜向出光信号驱动所述复数个发光单元时,所述复数个发光单元对应所述斜向出光信号依时序交替地分别投射光,各所述发光单元所投射的光分别经由所在的具有不同所述穴位偏射角的各所述穴位导引而偏射后成一斜向出光。12.如权利要求11所述的多角度出光装置,其特征在于,其中所述驱动电路基板在第一时间点传递所述斜向出光信号,所述多角度出光装置其中的一或一组所述多角度出光单元经所在的穴位导引而朝对应所在穴位的所述穴位偏射角投射光,而在第二时间点,以同一或同一组发光单元继续投射所述穴位偏射角的斜向出光,或另一或另一组所述多角度出光单元经所在的穴位导引而朝对应所在穴位的所述穴位偏射角投射光,并依时序传递所述斜向出光信号至其他一或一组所述多角度出光单元。13.如权利要求11所述的多角度出光装置,其特征在于,其中所述多角度出光单元的各所述穴位中分别具有围绕所述发光单元的复数个内墙面,所述复数个内墙面中的至少一面与所述下基板水平面和垂直面间形成所述穴位偏射角。14.一种多角度出光智能照明模块,其特征在于,其包含:多个如权利要求1~10的任一项所述的多角度出光单元及/或如权利要求11~13的任一项所述的多角度出光装置,所述多角度出光单元及/或多个多角度出光装置以相同或不同的间距纵横排列于电路基板而组成多角度出光智能照明模块,所述多角度出光单元及/或多角度出光装置并以各自相同或不同安置方向,安装在同平面或置于不同平面,排列方式成线条形、矩形、多边形、椭圆形、圆形或任意不规则的几何形状,在同一时间中,所述多角度出光智能照明模...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡继忠廖本瑜曹文平
申请(专利权)人:胡继忠
类型:发明
国别省市:中国台湾,71

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