CN102954372A

CN102954372A - 照明装置

Info

Publication number: CN102954372A
Application number: CN2012102921187A
Authority: CN
Inventors: 叶志庭; 陈金良; 林明传
Original assignee: Wintek Corp
Current assignee: Wintek Corp
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2013-03-06
Also published as: US20130044505A1; TW201309971A

Abstract

本发明提供一种照明装置，所述照明装置包括导光柱、至少一套件以及至少一点光源。导光柱具有出光面、相对于出光面的底面、连接出光面与底面的至少一入光面以及配置于底面上的反射条。反射条的延伸方向与导光柱的延伸方向实质上平行。导光柱的入光面套设于套件中。套件包括反射部。反射部环绕入光面且朝向远离导光柱的方向延伸。反射部的口径随着远离入光面而渐缩。点光源适于发出光束。光束被反射部的内表面反射至入光面并进入导光柱。光束被反射条反射而自出光面射出导光柱。

Description

照明装置

技术领域

本发明是有关于一种照明装置，且特别是有关于一种包括导光柱的照明装置。

背景技术

随着半导体科技的进步，发光二极管(light-emitting diode，LED)所能实现的功率越来越大，而其所能发出的光强度也越来越高，再加上发光二极管具有省电、使用寿命长、环保、启动快速、体积小等优点，使得发光二极管已广泛地被应用在照明装置中。

由于发光二极管是点光源。这样的点光源用于一般照明用途时，容易使得直视此点光源的人眼感到不舒服，也即产生眩光的状况。为改善此问题，在现有技术中，有人将两发光二极管分别置于导光柱的两端，以分散两发光二极管所发出的光束，进而使发光二极管可做为照明装置的光源。然而，当使用者需要照明范围较广的照明装置时，导光柱的长度势必要增加。在导光柱的长度增加的同时，分别配置于导光柱两端的发光二极管与导光柱中心的距离也同时增加。换言之，发光二极管所发出的光束传递至导光柱中心的路径变长，而导致导光柱中心附近发生暗区(即均匀性不佳)的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种照明装置，其均匀性佳。

本发明提供一种照明装置，包括导光柱、至少一套件以及至少一点光源。导光柱具有出光面、相对于出光面的底面、连接出光面与底面的至少一入光面以及配置于底面上的反射条。反射条的延伸方向与导光柱的延伸方向实质上平行。导光柱的入光面套设于套件中。套件包括反射部。反射部环绕入光面且朝向远离导光柱的方向延伸。反射部的口径随着远离入光面而渐缩。点光源适于发出光束。光束被反射部的内表面反射至入光面并进入导光柱。光束被反射条反射而射出导光柱。

本发明提供另一种照明装置，包括导光柱、第一套件、第二套件、第一点光源以及第二点光源。导光柱具有出光面、相对于出光面的底面、连接出光面与底面且彼此相对的第一入光面与第二入光面以及配置于底面上的反射条。反射条的延伸方向与导光柱的延伸方向实质上平行。导光柱的第一入光面套设于第一套件中。第一套件包括第一反射部。第一反射部环绕第一入光面且朝向远离导光柱的方向延伸。第一反射部的口径随着远离第一入光面而渐缩。导光柱的第二入光面套设于第二套件中。第二套件包括第二反射部。第二反射部环绕第二入光面且朝向远离导光柱的方向延伸。第二反射部的口径随着远离第二入光面而渐缩。第一点光源适于发出第一光束。第一光束被第一反射部的内表面反射至第一入光面并进入导光柱。第一光束并被反射条反射而自出光面射出导光柱。第二点光源适于发出第二光束。第二光束被第二反射部的内表面反射至第二入光面并进入导光柱。第二光束并被反射条反射而自出光面射出导光柱。

基于上述，本发明的照明装置通过包括反射部的套件可减缓部分光束的发散程度，而使光束以较小的入射角入射至导光柱的入光面。如此一来，光束便有较高的几率自导光柱中远离入光面的一处出光，进而提高照明装置的均匀性。

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为本发明第一实施例的照明装置的示意图；

图2为图1的套件的侧视示意图；

图3A为现有照明装置的照度分布示意图；

图3B为对应图3A的线段A1的照度分布示意图；

图4A为本发明第一实施例的照明装置的照度分布示意图；

图4B为对应图4A的线段A2的照度分布示意图；

图5为本发明第二实施例的照明装置的示意图；

图6为图1的照明装置的剖面图；

图7为一比较例的照明装置的光型分布图；

图8为本发明一实施例的照明装置的光型分布图。

附图标记说明：

100、100A：照明装置；

110：导光柱；

110a、110a’：入光面；

110b：底面；

110c：出光面；

112：反射条；

112a：截面；

120、120A：套件；

122：套合部；

122a：套合部的内表面；

124、124A：反射部；

124a、124a’：反射部的内表面；

124b：金属反射层；

130、130A：点光源；

A1、A2：线段；

C：中心点；

c、W：距离；

D1、D2、D3：方向；

F：参考平面；

K：导光柱的长度；

L、L’：光束；

L1：第一参考线；

L2：第二参考线；

R、R’：口径；

U：抛物线；

S110、S120、S210、S220：曲线；

T1：第一顶点；

T2：第二顶点；

W：反射层的宽度；

X：轴心。

具体实施方式

第一实施例

图1为本发明第一实施例的照明装置的示意图。图2为图1的套件的侧视示意图。请参照图1及图2，本实施例的照明装置100包括导光柱110、套件120以及适于发出光束L的点光源130。

导光柱110具有入光面110a，光束L可自入光面110a进入导光柱110中。本实施例的导光柱110还具有底面110b、相对于底面110b的出光面110c以及配置于底面110b上的反射条112。反射条112的延伸方向与导光柱110的延伸方向实质上平行。此反射条112用以破坏光束L于导光柱110内的全反射，进而使光束L自出光面110c出光。在本实施例中，导光柱110的外型可为圆柱，导光柱110的材质可为透光材料，例如聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、有机玻璃(acrylic)、树脂或其他透光材料。但本发明不以此为限，导光柱110的外型及材质皆可视实际需求作适当的调整。在本实施例中，导光柱110的长度K可大于或等于50公分。

导光柱110的入光面110a套设于套件120中。详言之，本实施的套件120包括套合部122以及与套合部122连接的反射部124。导光柱110套设于套合部122中，而反射部124环绕入光面110a且朝向远离导光柱110的方向D1延伸。换言之，本实施例的套合部122可成圆环状并包覆导光柱110的一端，而至少部分的反射部124未与导光柱110接触而往点光源130所在之处延伸。在本实施例中，反射部124为套件120本身材质成型所制得，例如白色塑胶套件。此外，本实施例的套件120较佳地可进一步包括金属反射层124b。在本实施例中，金属反射层124b可全面性覆盖于反射部124的内表面124a上，以增加反射部124反射的功效。此金属反射层124b也可同时覆盖于套合部122的内表面122a上。在本实施例中，此金属反射层124b的材质例如为银、铝，但本发明不以此为限，金属反射层124b的材质皆可视实际需求作适当的调整。

值得注意的是，套件120的反射部124的口径R随着远离入光面110a而渐缩。通过口径R随着远离入光面110a而渐缩的反射部124，本实施例的照明装置100可将点光源130所发出的部分光束L收敛，而使光束L以较小的入射角进入导光柱110中。如此一来，光束L便有较高的几率在导光柱110中传递较远的距离，进而由出光面110c中距离入光面110a较远的一处出光，同时，其他部分光束还是可在导光柱110距离入光面110a较近的一处出光，从而提高本实施例的照明装置100的均匀性。

举例而言，本实施例的反射部124可为环绕入光面110a的曲面，且反射部124的内表面124a覆盖有金属反射层124b。详言之，本实施例的反射部124被参考平面所截的截线可为抛物线U的一部分。参考平面(未示出)是指导光柱110的轴心X所在的平面。导光柱110的轴心X实质上与导光柱110的延伸方向平行且与点光源130的光轴重叠。换言之，本实施例的反射部124可为其对称轴与轴心X重叠的抛物线U对轴心X旋转一周所扫出的曲面的一部分。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，反射部124也可为多个平面所组成的空心多角锥，且此空心多角锥的底面具有暴露出入光面110a的开孔。

本实施例的点光源130可配置于抛物线U的焦点上。这样一来，点光源130所发出的光束L被反射部124的内表面124a上的金属反射层124b反射后，光束L的行进方向D2便可与抛物线U的对称轴(即导光柱的轴心X)平行，而以接近0°的入射角传递至入光面110a，进而使本实施例的照明装置100的均匀性更佳。更详细地说，若截出抛物线U的参考平面为xy平面、轴心X为y轴且抛物线U的顶点位于xy坐标的原点上，则抛物线U可用方程式x²＝4*c*y表示。在本实施例中，点光源130(抛物线U的焦点)与抛物线U的顶点间的距离c可介于0.5毫米至3毫米之间，而抛物线U的顶点与入光面110a间的距离W可介于10毫米至30毫米之间。本实施例的点光源130例如为发光二极管封装(LED package)，但本发明不限于此。

图3A为现有照明装置的照度分布示意图，而图3B为对应图3A的线段A1的照度分布示意图。图4A为本发明第一实施例的照明装置的照度分布示意图，而图4B为对应图4A的线段A2的照度分布示意图。请同时参照图3A与图4A，图3A与图4A中的x轴代表x方向上的位置，y轴代表y方向上的位置，各颜色分别代表不同的照度值。本实施例的照明装置100的入光面110a置于接近图3B的坐标(0，0)的一端。比较图3A与图4A可知，本实施例的照明装置100在距离入光面110a较远处B2的照度值比现有照明装置在距离入光面较远处B1的照度值来的高。并且，比较图3B与图4B可知，本实施例的照明装置100的照度随着远离入光面110a而降低的程度比现有的照明装置来的缓和。换言之，本实施例的照明装置100相较于现有的照明装置其均匀性佳。具体而言，本实施例的照明装置100的均匀性将现有的照明装置的均匀性提升52％以上。

图6为图1的照明装置的剖面图。特别是，图6所在的纸面与图1的参考平面F对应。请参照图1及图6，导光柱110具有轴心X。参考平面F与轴心X的延伸方向垂直。轴心X被参考平面F截出中心点C(绘于图6)。反射条112被参考平面F(即图6所在的纸面)截出截面112a。截面112a具有分别位于轴心X两侧的第一顶点T1与第二顶点T2。中心点C与第一顶点T1连成第一参考线L1。中心点C与第二顶点T2连成第二参考线L2。第一参考线L1与第二参考线L2夹有角度α。当反射层112的宽度W(或角度α)较大时，本实例的照明装置100的光学特性可更佳。以下结合图7及图8举例说明之。

图7为比较例的照明装置的光型分布图。比较例的照明装置与本实例的照明装置100的差别在于，比较例照明装置的第一参考线L1与第二参考线L2的夹角α为60度。图7的曲线S110代表比较例的照明装置在与导光柱轴心垂直方向上的光型分布，而曲线S120代表比较例的照明装置在与导光柱轴心平行方向上的光型分布。图8为本发明一实施例的照明装置的光型分布图。图8的曲线S210代表本发明一实施例的照明装置在与导光柱轴心平行方向上的的光型分布，而曲线S220代表本发明一实施例的照明装置在与导光柱轴心垂直方向上的光型分布。图8的照明装置与比较例的照明装置的差别在于，图8的照明装置的第一参考线L1与第二参考线L2的夹角α为90度。比较图7及图8可知，当第一参考线L1与第二参考线L2的夹角大于或等于90度时，照明装置的光分布范围较广，而其在照明方面的光学特性更佳。

第二实施例

图5为本发明第二实施例的照明装置的示意图。本实施例的照明装置100A与第一实施例的照明装置100类似，因此相同的元件以相同的标号表示。两者的差异仅在于本实施例的照明装置100A多出了一个与图1的套件120相同的套件120A以及一个与图1的点光源130相同的点光源130A。以下仅就两者相异之处做说明，两者相同之处便不再重述。

请参照图5，本实施例的照明装置100A包括导光柱110、套件120、套件120A、点光源130以及点光源130A。

导光柱110具有相对应的入光面110a与入光面110a’、底面110b、相对于于底面110b的出光面110c以及配置于底面110b上的反射条112。反射条112的延伸方向与导光柱110的延伸方向实质上平行。导光柱110的入光面110a套设于套件120中。套件120包括反射部124。反射部124环绕入光面110a且朝向远离导光柱110的方向D1延伸，其中反射部124的口径R随着远离入光面110a而渐缩。导光柱110的入光面110a’套设于套件120A中。套件120A包括反射部124A，反射部124A环绕入光面110a’且朝向远离导光柱110的方向D3延伸，其中反射部124A的口径R’随着远离入光面110a’而渐缩。点光源130适于发出光束L。光束L被反射部124的内表面124a反射至入光面110a并进入导光柱110。光束L进入导光柱110后被反射条112反射而自出光面110c射出导光柱110。点光源130A适于发出光束L’，光束L’被反射部124A的内表面124a’反射至入光面110a’并进入导光柱110。光束L’进入导光柱110后被反射条112反射而自出光面110c射出导光柱110。

在本实施例的照明装置100A中，点光源130、点光源130A所发出的光束L、光束L’分别通过反射部124、反射部124A由导光柱110两端进入导光柱110中。点光源130、点光源130A分别通过导光柱110所形成的照度分布可相叠加并互补，因此本实施例的照明装置100A相较于第一实施例的照明装置100其照度更强且均匀度更佳，且可同时改善现有技术中导光柱中心附近发生暗区的问题。

同样地，上述第一实施例所述的套件衍生结构及点光源的详细配置等技术特征，同样适用于本实施例，且可达到相同的功效，故在此容不赘述。

综上所述，本发明一实施例的照明装置通过口径随着远离入光面而渐缩的套件可将点光源所发出的部分光束收敛，而使光束以较小的入射角进入导光柱中。如此一来，光束便有较高的几率在导光柱中传递较远的距离进而由出光面中距离入光面较远的一处出光，同时，其他光束还是可在导光柱距离入光面较近的一处出光，从而可提高本发明一实施例的照明装置的均匀性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种照明装置，其特征在于，包括：

导光柱，具有出光面、相对于所述出光面的底面、连接所述出光面与所述底面的至少一入光面以及配置于所述底面上的反射条，且所述反射条的延伸方向与所述导光柱的延伸方向实质上平行；

至少一套件，所述导光柱的所述入光面套设于所述套件中，所述套件包括反射部，所述反射部环绕所述入光面且朝向远离所述导光柱的方向延伸，其中所述反射部的口径随着远离所述入光面而渐缩；以及

至少一点光源，适于发出光束，所述光束被所述反射部的内表面反射至所述入光面并进入所述导光柱，所述光束被所述反射条反射而自所述出光面射出所述导光柱。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述反射部被参考平面所截的截线为抛物线的一部分，而所述导光柱的轴心位于所述参考平面。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，所述点光源位于所述抛物线的焦点。

4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述套件还包括金属反射层，至少部分的所述金属反射层覆盖于所述反射部的内表面上。

5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述套件还包括套合部，所述套合部与所述反射部连接，而所述导光柱套设于所述套合部中。

6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于，所述点光源配置于所述反射部未与所述套合部连接的一端。

7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述导光柱的长度大于或等于50公分。

8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述导光柱具有轴心，参考平面与所述轴心的延伸方向垂直，所述轴心被所述参考平面截出中心点，所述反射条被所述参考平面截出截面，所述截面具有分别位于所述轴心两侧的第一顶点与第二顶点，所述中心点与所述第一顶点连成第一参考线，所述中心点与所述第二顶点连成第二参考线，其中所述第一参考线与所述第二参考线夹有角度，而所述角度大于或等于90度。

9.一种照明装置，，其特征在于，包括：

导光柱，具有出光面、相对于所述出光面的底面、连接所述出光面与所述底面且彼此相对的第一入光面与第二入光面以及配置于所述底面上的反射条，且所述反射条的延伸方向与所述导光柱的延伸方向实质上平行；

第一套件，所述导光柱的所述第一入光面套设于所述第一套件中，所述第一套件包括第一反射部，所述第一反射部环绕所述第一入光面且朝向远离所述导光柱的方向延伸，其中所述第一反射部的口径随着远离所述第一入光面而渐缩；

第二套件，所述导光柱的所述第二入光面套设于所述第二套件中，所述第二套件包括第二反射部，所述第二反射部环绕所述第二入光面且朝向远离所述导光柱的方向延伸，其中所述第二反射部的口径随着远离所述第二入光面而渐缩；

第一点光源，适于发出第一光束，所述第一光束被所述第一反射部的内表面反射至所述第一入光面并进入所述导光柱，所述第一光束并被所述反射条反射而自所述出光面射出所述导光柱；以及

第二点光源，适于发出第二光束，所述第二光束被所述第二反射部的内表面反射至所述第二入光面并进入所述导光柱，所述第二光束并被所述反射条反射而自所述出光面射出所述导光柱。

10.根据权利要求9所述的照明装置，其特征在于，所述导光柱的长度大于或等于100公分。

11.根据权利要求9所述的照明装置，其特征在于，所述导光柱具有轴心，参考平面与所述轴心的延伸方向垂直，所述轴心被所述参考平面截出中心点，所述反射条被所述参考平面截出截面，所述截面具有分别位于所述轴心两侧的第一顶点与第二顶点，所述中心点与所述第一顶点连成第一参考线，所述中心点与所述第二顶点连成第二参考线，其中所述第一参考线与所述第二参考线夹有角度，而所述角度大于或等于90度。