TWI260381B - Directional illumination apparatus - Google Patents

Description

1260381 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種照明裝置，特別是關於一種指向性 照明裝置。 【先前技術】 隨著國民所得逐年增加，家庭電器用具的普及化，在 現代豕庭生活中，照明裝置已不再如以往僅以單純全面性 # 照明為目的，而是具有裝飾、氣氛營造、以及特殊局部照 明等等不同功能。 以一般辦公室常用的日光燈具i為例，如圖i所示， 日光燈具1主要包含一座體n、複數日光燈管12、以及 一反光罩13。其中，複數日光燈管12係設置於座體丨丨内， 反光罩13係與座體Η接合。而反光罩13係具有複數反 光片131，以將日光燈管12所發射之光線反射到不同的角 • 度，能使室内的亮度增加。 藉由反光罩13,日光燈具i會增加光線射出的角度， 使得光線照射的面積，係大於日光燈具i的面積，因此較 適合在全面性地照明中使用，例如是居家或辦公室等等， 只要一個或數個日光燈具i，即可將大區域的面積照亮。 如圖2所示，由於日光燈具丨為發散性的燈具，因此， 與日光燈具1距離愈遠（d2>dl)，照射面積則愈大 (a2>Ai)。而照射面積愈大，使用者接受到的亮度也就愈 小。如此一來，使用者若與日光燈具i距離愈遠，所需要 1260381 之日光燈管12之功率也要愈大，才能讓使用者具有足夠 的亮度進行閱讀或工作。 在簡報室開會時，常會碰到前面有人正在使用投影 機，坐在後方的人則打開頭頂上日光燈具1以觀看手中資 料。但是往往會因為日光燈具1會將光線散射至較大的區 域，很容易就會影響了前方投影機畫面的清晰度，坐在後 方的人只好放棄看資料的念頭。若去購買聚光燈等其他照 明裝置來取代原有的日光燈具1，則又會增加了額外的費 用。 故，業者若能製造出具有指向性（Directional)之照 明裝置，不但可以進行局部照明，也可以提高照明裝置於 固定距離下之亮度。 有鑑於上述課題，本案發明人爰因於此，亟思一種可 具有指向性之「指向性照明裝置」。 【發明内容】 有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種具有指向 性之照明裝置，可以提昇相同照射距離下之亮度。 緣是，為達上述目的，依本發明之指向性照明裝置， 其係包含一殼體、一光學元件、以及至少一光源。其中， 殼體係具有一開口。光學元件係覆蓋開口，以形成一容置 空間，光學元件係具有一第一表面以及一與第一表面相對 之第二表面，第一表面具有至少一菲涅爾紋路區。光源係 設置於容置空間。 1260381 承上所述，因依本發明之指向性照明裝置，其光學元 件上係具有至少一菲淫爾紋路區。與習知技術相比，光學 元件上之菲涅爾紋路區，能將光源發出之光線折射後，形 成平行之光束並射至預定之方向。由於為平行光束，因 此，使用相同功率之光源時，通過光學元件後之光束在一 預定距離下，會比習知照明裝置之亮度來得高，故可降低 照明裝置内之光源功率，以節省費用的開銷。而且，光線 能指向一定方向，以進行局部照明而不會使其他地方的亮 度增加，甚至造成干擾，適合利用於簡報室、或沖洗照片 之暗室等等。再者，指向性照明裝置之菲淫爾紋路區，還 可利用不同焦距之菲涅爾紋路，將光源所發出之光線部份 發散部份聚焦，於適當的距離下，即可使得光束環繞於被 照射物體上，而成為具特色之裝飾性照明。 【實施方式】 以下將參照相關圖式，說明依本發明之指向性照明裝 置之數個實施例。 第一實施例 如圖3所示，指向性照明裝置2係包含一殼體21、一 光學元件22、以及至少一光源23。 殼體21係具有一開口 211。光學元件22係覆蓋開口 211，以形成一容置空間212。光學元件22係具有一第一 表面221以及一與第一表面221相對之第二表面222，第 1260381 一表面221具有至少一菲淫爾紋路d 223。圖3中之菲、、里 爾紋路區223 # A 一-立夕本- / 糸為一不思之表不，實際上之菲涅爾紋路區 223之紋路相當細小，甚至連肉眼也難以辨識。

一、^實施例中，光學元件22之材質係可為一玻璃、或 塑膠。若以塑膠作為光學元件22之材質時，光學元件 22之厚度會較薄，因此，如圖4所示，本實施例中，指向 性妝明裝置2可更包含一透明基板24，其係與光學元件 22之第二表面222貼合，以支撐光學元件22，並且使得 透明基板24位於光學元件22與光源23之間。 其中’透明基板24係可泛指任何可透光之板材。舉 例而言，透明基板24可以是一剛性（rigid )基板。同時， 透明基板24亦可以是塑膠（plastic)基板或是玻璃基板。 其中，透明基板24之材質可為聚破酸酯（polycarbonate， PC)、聚酯（p〇lyester，PET)、環烯共聚物（cyclic olefin copolymer，COC)、或金屬鉻合物基材-環烯共聚物 (metallocene-based cyclic oleHn copolymer，mCOC )等等。 再請參照圖4，光源23係設置於容置空間212，本實 施例中，光源23可為一燈管、一燈泡、< 冷陰極螢光燈 (CCFL)、一發光二極體（LED)、或一發光二極體陣歹 (LED Array )。另外，以光源23之外形來分，光源23也 可為一點狀光源、一線性光源、或一環狀光源。本實施例 中，光源23係以一日光燈管為例，其係為線性光源。 本實施例中，光源23之數量可實質上等同於菲涅爾 紋路區223的數量，且光源23係鄰設在相對於菲涅爾紋 1260381 ，區如的位置。因此，為了配合線性光源 5例中，光學元件22具有單—菲靴Μ區‘且t

(Unear.esneO ^圖:戶斤示’菲㈣紋路區223平行光線射出面係具 稷數一角凸部2231，而三角凸部2231之 、 係可任意調整，而使得出射光線為指向性光線吉 ^行光、斜向平行光、或是發散光。於本實施例中^ ^ 先線穿透菲㈣紋路區223後，係形成直向 田β f 23所發出之光線，能有效地平行分佈而非散射 处’故於蚊麟下之亮度，可„知之日光燈具來得亮。 產二實施例 請參考圖5，若調整光學元件22之菲淫爾故路區似 上之硬數二角凸部2231之角度及其大小，則 ^爾紋路區223之平行光線產生—偏折角度，指 向性光線。 复1實施例 如圖6所示，光學元件2 2之菲;里爾紋路區2 2 3係具 有至少-焦距，本實施财，菲淫較 焦，為例，並前複數三角凸部則之角度及大H 使付先源23所發出光線發散至兩側，而被照射之物體可 具有光環般之光束環射被照射物體。 另外，本實施例t，光學元件22係位於透明基板以 1260381 與光源23之間。 第四實施例 請參照圖7,光學元件22之第一表面221係可具有複 數菲涅爾紋路區223。本實施例中，係具有二個菲涅爾紋 路區223，且其紋路係分別為一直線型菲涅爾紋路。當然， 菲涅爾紋路可依產品之實際需求而設定，例如一個為直線 型菲涅爾紋路，另一個則是同心圓型菲涅爾紋路。另外， 透明基板24係與光學元件22之第一表面221貼合。 本實施例中，光源23係以二個線性日光燈為例’其 係平行於一直線型菲涅爾紋路來設置。調整適當之三角凸 部2231之角度及大小後，可使鄰設的二個光源23之光 線，分別穿透菲涅爾紋路區223後，往不同的方向偏斜。 第五實施例 如圖8所示，光學元件22’之第一表面221係可具有 複數菲涅爾紋路區223’，本實施例中係以四個菲涅爾紋路 區223’為例，其紋路係分別為一同心圓型（Concentric) 菲涅爾紋路。另外，光源23’係以複數點狀光源為例，例 如是發光二極體陣列。而光源23’之數量係實質上等同於 菲涅爾紋路區223’的數量，且光源23’係鄰設在相對於菲 涅爾紋路區223’的位置。當光源穿過光學元件22’上之菲 涅爾紋路區223’後，則形成指向性光束。 綜上所述，本發明之指向性照明裝置，其光學元件上 1260381 係具有至少一菲涅爾紋路區。與習知技術相比，光學元件 上之菲涅爾紋路區，能將光源發出之光線折射後，形成平 行之光束並射至預定之方向。由於為平行光束，因此，使 用相同功率之光源時，通過光學元件後之光束在一預定距 離下，會比習知照明裝置之亮度來得高，故可降低照明裝 置内之光源功率，以節省費用的開銷。而且，光線能指向 一定方向，以進行局部照明而不會使其他地方的亮度增 加，甚至造成干擾，適合利用於簡報室、或沖洗照片之暗 室等等。再者，指向性照明裝置之菲涅爾紋路區，還可利 用不同焦距之菲涅爾紋路，將光源所發出之光線部份發散 部份聚焦，於適當的距離下，即可使得光束環繞於被照射 物體上，而成為具特色之裝飾性照明。 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離 本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均 應包含於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 圖1係為習知日光燈具之一示意圖； 圖2係為習知日光燈具之光束發散導致距離愈遠照射 面積愈大之一示意圖； 圖3係為本發明之指向性照明裝置之一示意圖，其中 光源係為線性光源，菲涅爾紋路區係為單一直線型菲涅爾 紋路； 圖4係為圖3之指向性照明裝置沿直線A-A’之一剖面 11 !26〇38l 示意圖；

線型菲涅爾紋路； 明裝置之另一剖面示意 菲淫爾紋路區係為單一直 圖6係為本發明之指向性照明裝置之再一剖面示意 固其中光源係為一線性光源，菲涅爾紋路區係為單一直 線型菲涅爾紋路； 圖7係為本發明之指向性照明裝置之再一剖面示音 圖，其中光源係為複數線性光源，菲涅爾紋路區係為複數 直線型菲涅爾紋路；以及 圖8係為本發明之指向性照明裝置之再一剖面示咅 圖，其中光源係為複數點狀光源，菲涅爾紋路區係為=數 同心圓型菲涅爾紋路。 元件符號說明： 1 日光燈具 H 座體 12 日光燈管 13 反光罩 131 反光片 2 指向性照明裝置 21 殼體 211 開口 容置空間 12 212 1260381 22 光學元件 IT 光學元件 221 第一表面 222 第二表面 223 菲涅爾紋路區 223, 菲淫爾紋路區 2231 三角凸部 23 光源 23， 光源 24 透明基板 Αι 面積 A2 面積 di 距離 d2 距離 13

Claims (1)

1. Ϊ260381 光二極體、或一發光二極體陣列。 7、如申請專鄕圍第1項所述之指向性照明裝置， 該光源係為一點狀光源、一線性光源、或一環狀光源。 如申明專利範圍第1項所述之指向性照明裝置，其中 2光源之數量係實質上等同於該菲埋爾紋路區的數 鲁量，且該光源係鄰設在相對於該菲涅爾紋路區的位置。 如申叫專利範圍第1項所述之指向性照明裝置，其中 该光學元件之材質係為一玻璃、或一塑膠。 忉、如申請專利範圍第i項所述之指向性照明裝置，其中 该菲涅爾紋路區係為一直線型菲涅爾紋路。 鲁 1如申請專利範圍第1項所述之指向性照明裝置，其中 邊菲涅爾紋路區係為一同心圓型菲涅爾紋路。 I2、如申請專利範圍第i項所述之指向性照明裝置，其中 °亥非〉圼爾紋路區係具有至少一焦距。 3如申請專利範圍第1項所述之指向性照明裝置，其中 该菲涅爾紋路區平行該光線射出面係具有複數三角 凸部，調整該三角凸部之大小或角度，俾使射入該菲 15 1260381 運爾紋路區之光線成為一指向性光線。 如申明專利範圍第1項所述之指向性照明裳置，其中 該光源所發出之光束穿過該光學元件後，係形成—平 行光束。 15 \ 、如申請專利範圍第14項所述之指向性照明裝置，其 中該一平行光束係垂直該光學元件之該第—表面。 16、如申請專利範圍第14項所述之指向性照明裝置，其 中該平行光束係不垂直該光學元件之該第一表面。

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