CN101832505A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种照明装置，其包括：一个光源，一个光学膜以及一个驱动模组。该光学膜具有多个光学区域，每个光学区域具有一个与该光源相对的入光面以及一个与该入光面相对的出光面，每个光学区域的入光面与出光面中至少一者具有微结构。该驱动模组驱动该光学膜在空间中移动以使该光源发出的光通过该光学膜的不同光学区域射出，从而变换该光源的配光曲线。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，尤其涉及一种可变换配光曲线的照明装置。
背景技术
发光二极管(LED，Light Emitting Diode)以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域，具体可参见Joseph Bielecki等人在文献2007IEEE，23rd IEEE SEMI THERM Symposium中的ThermalConsiderations for LED Components in an Automotive Lamp一文。发光二极管是一种可将电流转换成特定波长范围的光的半导体元件。
所谓光源的配光曲线是表示光源发出的光线在空间中的分布情况。传统光源本身的配光曲线是固定不变的，并且通常具有近似放射状或各向同性(Isotropic)的特点，因此，使用该光源的照明装置的配光曲线一般由照明装置的光学元件来决定，例如灯罩或灯具。
请参见图1，一种现有的具有发光二极管的光源的配光曲线，其呈朗伯分布(Lambertian)。由图可知，光源的半高全宽角(Full Width at Half Maximum，FWHM)在±60°内，也即该半高全宽角为120°。若要变换该光源的配光曲线，则需改变其发光二极管的一次光学元件或者改变光源的光学元件，以得到新的配光曲线。所以，不能随意变换该光源的配光曲线。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可以改变光源配光曲线的照明装置。
一种照明装置，其包括：一个光源，一个光学膜以及一个驱动模组。该光学膜具有多个光学区域，每个光学区域具有一个与该光源相对的入光面以及一个与该入光面相对的出光面，每个光学区域的入光面与出光面中至少一者具有微结构。该驱动模组驱动该光学膜在空间中移动以使该光源发出的光通过该光学膜的不同光学区域射出，从而变换该光源的配光曲线
与现有技术相比，所述照明装置中的光学膜的每个光学区域上具有微结构，该具有微结构的光学区域使得光源发出的光通过每个光学区域后产生相应的配光曲线，且该光学膜在空间中可以移动，从而使得光源发出的光经过光学膜的不同光学区域射出，以改变该光源的配光曲线。该照明装置结构简单，利用物理的方式变换光源的配光曲线，并可将光源发出的光线变换至需要照明的光学区域以达到节能的目的。
附图说明
图1是现有技术中裸露的点光源的配光曲线的示意图。
图2是本发明第一实施例提供的照明装置的结构示意图。
图3是图2中光学区域211a的部分剖面示意图。
图4是图2中光学区域211b的部分剖面示意图。
图5是光源发出的光经过光学区域211a后的配光曲线示意图。
图6是光源发出的光经过光学区域211b后的配光曲线示意图。
图7是利用压合法在光学膜上形成锯齿状凸起的示意图。
图8是图2中微结构为具有曲面结构的锯齿状凸起的剖面示意图。
图9是图2中光学膜入光面与出光面均具有微结构的剖面示意图。
具体实施方式
请参照图2，本发明第一实施例提供的照明装置200的结构示意图。该照明装置200包括一个光源21，一个光学膜22以及一个驱动模组23。
该光源21包括一个基板211以及多个设置在该基板211上的发光元件212。该多个发光元件212所在平面为该光源21的出光面。该发光元件212可以为荧光灯，冷阴极荧光灯，节能灯，气体放电灯，卤素灯，发光二极管或发光二极管模组。
该光学膜22设置在该光源21的出光面。该光学膜22呈长条状，且具有可挠性。优选的，该光学膜22的厚度小于等于1毫米。本实施例中，该光学膜22包括多个光学区域221a与多个光学区域22lb，且光学区域221a与光学区域22lb交错排布。光学区域221a具有一个与该光源21相对的入光面240a以及一个与该入光面240a相对的出光面240b。该光学区域22lb具有一个与该光源21相对的入光面241a以及一个与该入光面241a相对的出光面241b。
该光学膜22可由以下材料制成，如硅胶(Silicone)、玻璃、压克力(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(Epoxy)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)等。
在本实施例中，光学区域221a的入光面240a与光学区域22lb的入光面241a为平滑镜面。光学区域221a的出光面240b与光学区域22lb的出光面241b上分别对应的设置有一种微结构222a、222b，请一并参见图3与图4所示。
图3为出光面240b上具有的微结构222a的剖面示意图。该微结构222a包括一个第一微结构223以及一个第二微结构224。该第一微结构223包括多个锯齿状凸起，每个锯齿状凸起具有一个与光学区域221a的出光面240b垂直的第一平面225以及一个与第一平面225相连的第二平面226，该第二平面226与第一平面225成一个锐角。该第二微结构224与该第一微结构223关于对称轴A A1镜像对称。具体的，该第一微结构223所包括的锯齿状凸起的第二平面226与第二微结构224所包括的锯齿状凸起的第二平面226相连接，从而使该光源21发出的光经过该微结构222a后发散出射。
图4为出光面241b上具有的微结构222b的剖面示意图。该微结构22lb包括一个第三微结构227以及一个第四微结构228。该第三微结构227与第一微结构223结构相同。该第四微结构228与该第三微结构227镜像对称。具体的，该第三微结构227所包括的锯齿状凸起的第一平面225与第四微结构228所包括的锯齿状凸起的第一平面225相连接，从而使该光源21发出的光经过该微结构222b折射后汇聚于第一微结构227与第二微结构228的对称轴B-B1方向出射。
该驱动模组23包括一个第一滚轮231、一个第二滚轮232以及一个控制单元233。该光学膜22的两端分别卷收在该第一滚轮231与第二滚轮232上。该控制单元233用于控制该第一滚轮231与第二滚轮232的转动。在本实施例中，该控制单元233包括一个马达。
该第一滚轮231与第二滚轮232的转动带动该光学膜22在空间中移动，从而使光源21发出的光通过该光学膜22的光学区域221a、22lb射出，光源21发出的光经过具有不同微结构的光学区域221a与22lb后产生相应的配光曲线，从而变换该光源21的配光曲线。
请一并参见图5与图6所示。图5是光源21经过具有微结构222a的光学区域221a后的配光曲线图。光源21发出的光经过微结构222a后发散并射出。图6是光源21经过具有微结构222b的光学区域22lb后的配光曲线图。光源21发出的光经过微结构222b折射后汇聚于第三微结构227与第四微结构228的对称轴BB1方向出射。
该照明装置200中的光学膜22的每个光学区域上具有微结构，该具有微结构的光学区域使得光源发出的光通过每个光学区域后产生相应的配光曲线，且该光学膜在空间中可以移动，从而使得光源21发出的光经过光学膜22的不同光学区域射出，以改变该光源21的配光曲线。该照明装置200结构简单，利用物理的方式变换光源21的配光曲线，并可将光源21发出的光线变换至需要照明的光学区域以达到节能的目的。
光学膜22上的微结构的周期长度一般为0.1微米到1毫米。通常采用压合法或微影制程(Photo lithography)等其他方式形成。一般的，压合法用于形成周期长度为10微米1毫米的微结构，常见的压合法为滚筒压合法。微影制程一般用于形成周期长度为0.1微米1毫米的微结构。
请参见图7所示，采用压合法在光学膜的入光面与出光面分别形成微结构的示意图。将第一光学膜220a与第二光学膜220b通过压合装置25压合成一个光学膜26，并在光学膜26的两个相对表面上形成微结构222。具体的，该压合装置25包括一个第一滚筒251以及一个第二滚筒252。第一光学膜220a与第二光学膜220b相对设置且位于该第一滚筒251与该第二滚筒252之间。该第一滚筒251沿逆时针方向转动，该第二滚筒252沿顺时针方向转动，从而带动该第一光学膜220a与第二光学膜220b沿水平向右的方向平移，并将该第一光学膜220a与第二光学膜220b压合成一个光学膜22。该第一滚筒251与第二滚筒252上具有齿圈250。因此，该第一滚筒251与第二滚筒252将该第一光学膜220a与第二光学膜220b压合成一个光学膜26的同时，可以在光学膜26的两表面上形成与齿圈250形状相对应的微结构。当然，通过改变该第一滚筒251与第二滚筒252的形状，从而可以改变该光学膜26上的微结构的形状。
在本实施例中，该光学膜26所包括的光学区域也可以为多个，其形状也不限于上述长条状，也可以为其他形状或其他排布方式，如阵列排布。光学膜26上设置的微结构也不限于锯齿状凸起，也可以为其他结构形式，如具有曲面结构的锯齿状凸起、圆弧形凸起、圆柱状条形凸起、圆弧形凹槽或圆柱状条状凹槽等。请一并参见图8所示的锯齿状凸起27，每个锯齿状凸起27包括一个第一平面271以及一个与该第一平面271相连的第二凹曲面272。
当然，微结构也可以同时设置在该光学膜的入光面与出光面，且设置于同一光学区域的入光面与出光面上的微结构可以各不相同。请一并参见图9，该光学膜28的入光面与出光面上分别具有圆柱状条形凸起281与圆柱状条状凹槽281。当然，形成在该光学膜22的入光面或出光面的微结构也可以为其他组合。
另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，以用于本发明等设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种照明装置，其包括：一个光源以及一个光学膜，其特征在于：该光学膜具有多个光学区域，每个光学区域具有一个与该光源相对的入光面以及一个与该入光面相对的出光面，每个光学区域的入光面与出光面中至少一者具有微结构，该照明装置进一步包括一个驱动模组，该驱动模组驱动该光学膜在空间中移动以使该光源发出的光通过该光学膜的不同光学区域射出，从而变换该光源的配光曲线。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该驱动模组包括一个第一滚轮以及一个第二滚轮，该光学膜的两端分别卷收于该第一滚轮与第二滚轮，该第一滚轮与第二滚轮的转动带动该光学膜移动。
3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该微结构为锯齿状凸起、圆弧形凸起、圆柱状条形凸起、圆弧形凹槽或圆柱状条状凹槽。
4.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，光学膜每个光学区域的入光面与出光面都具有微结构。
5.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该光源包括发光二极管。
6.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该光学膜的材料包括硅胶、环氧树脂、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、压克力或玻璃。
7.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该光学膜的厚度小于等于1毫米。
8.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该多个光学区域中的一个光学区域上的微结构包括一个第一微结构与一个与该第一微结构镜像对称的第二微结构，该第一微结构为锯齿状凸起，该锯齿状凸起具有一个与光学膜垂直的第一平面以及一个与该第一平面相连的第二平面，该第一平面与该第二平面成锐角。
9.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，该第一微结构所包括的锯齿状凸起的第一平面与第二微结构所包括的锯齿状凸起的第一平面相连接。
10.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，该第一微结构所包括的锯齿状凸起的第二平面与第二微结构所包括的锯齿状凸起的第二平面相连接。
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