CN104879706A - 导光板灯具 - Google Patents

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CN104879706A CN201510293406.8A CN201510293406A CN104879706A CN 104879706 A CN104879706 A CN 104879706A CN 201510293406 A CN201510293406 A CN 201510293406A CN 104879706 A CN104879706 A CN 104879706A
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Abstract

本发明公开了一种导光板灯具，包括：一电路板，具有一光路中心区域；一光源，设置于该光路中心区域；一太阳能电池，设置于该光路中心区域；以及一导光体，具有一第一光学表面与一第二光学表面。一种导光板灯具，包括：一导光板，具有复数个光导引结构；一LED电路，具有至少一发光源，该发光源位于该复数个光焦点区域其中之一；以及一太阳能电路，具有至少一聚光源，该聚光源位于该复数个光焦点区域其中之一。由于导光板具有光导引结构，且LED电路的发光源及太阳能电路的聚光源均位于对应光导引结构的光焦点区域，因此光线可从光导引结构传递至光焦点区域中的太阳能电路，且光线亦可从光焦点区域中的发光源传递至光导引结构。

Description

导光板灯具
技术领域
本发明涉及一种导光板，特别涉及导光板灯具。
背景技术
太阳能灯具包含太阳能电力系统与照明系统。太阳能电池与蓄电池属于电力系统，太阳能电池设置于灯柱的顶端或其他结构上分离的位置，以将光能转为电能后，储存于蓄电池。光源、灯杯或导光板、灯罩等构件则属于照明系统。两者是各自独立的不同系统，光源本身只有在电力的部分，会连接市电与蓄电池，余者皆无交集。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服电力系统与照明系统分置的技术缺陷，提供一种导光板灯具。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种导光板灯具，其特点在于，包括：
一电路板，具有一光路中心区域；
一光源，设置于该光路中心区域；
一太阳能电池，设置于该光路中心区域；以及
一导光体，具有一第一光学表面与一第二光学表面，该第一光学表面朝向该光路中心区域，使光线传递于该第一光学表面与该第二光学表面间；
其中，当环境光照射到该第二光学表面时，光线被聚拢到该第一光学表面，进而投射到该电路板的该光路中心区域，以供该太阳能电池发电；当该光源自该电路板的该光路中心区域提供光线，照射该第一光学表面时，光线被分散到该第二光学表面，以供照明。
较佳地，该导光体为一扁平板体，且该第二光学表面为该扁平板体的一上表面，其具有一菲涅尔透镜；该第一光学表面为该扁平板体的一下表面，且该光路中心区域对应设置于该菲涅尔透镜的中心位置。
较佳地，导光板灯具更包括：一镂空反射片，位于该第一光学表面与该电路板间。
较佳地，该导光体为一扁平板体，且该第二光学表面为该扁平板体的一上表面，其具有一弧状导光图案；该第一光学表面为该扁平板体的一入光侧面，且该光路中心区域对应设置于该弧状导光图案的焦点位置。
较佳地，导光板灯具更包括：一反射片，配置于该扁平板体的一下表面。
本发明还提供一种导光板灯具，其特点在于，包括：
一导光板，具有复数个光导引结构，用以将光线自该复数个光导引结构传递至相对应的复数个光焦点区域，且基于光路可逆的原理，亦将光线自该复数个光焦点区域传递至相对应的该复数个光导引结构；
一LED电路，具有至少一发光源，该发光源位于该复数个光焦点区域其中之一；以及
一太阳能电路，具有至少一聚光源，该聚光源位于该复数个光焦点区域其中之一。
较佳地，该LED电路与该太阳能电路整合于同一电路板。
较佳地，该复数个光导引结构为位于该导光板的上表面的复数个菲涅尔透镜。
较佳地，该复数个光导引结构为位于该导光板的上表面、下表面或内部的复数个弧状导光图案，且该复数个光焦点区域位于该导光板的入光侧面。
较佳地，导光板灯具更包括：
一反射片，配置于该导光板的下表面；以及
一转动件，用以翻转该导光板。
本发明的积极进步效果在于：
(1)在本发明的上述技术方案中，由于太阳能电池设置于电路板的光路中心区域，因此当环境光照射到导光体的第二光学表面时，光线可被聚拢到第一光学表面，进而投射到光路中心区域，使太阳能电池可接收光线而发电。此外，由于光源也设置于电路板的光路中心区域，因此当光源的光线照射第一光学表面时，光线可被分散到第二光学表面。
(2)由于导光板具有光导引结构，且LED电路的发光源及太阳能电路的聚光源均位于对应光导引结构的光焦点区域，因此光线可从光导引结构传递至光焦点区域中的太阳能电路，且光线亦可从光焦点区域中的发光源传递至光导引结构。藉此，导光板可以在不同时段，担任聚光或发光的角色。
附图说明
图1为本发明实施例1的导光板灯具的太阳能电池接收光线时的剖面结构示意图。
图2为图1的导光板灯具的光源发光时的剖面图。
图3为本发明实施例2的导光板灯具的剖面结构示意图。
图4A为本发明实施例3的导光板灯具的结构示意图。
图4B为图4A的区域A1的局部放大图。
图5为本发明实施例4的导光板灯具的结构示意图。
图6A为本发明实施例5的导光板灯具的结构示意图。
图6B为图6A的区域A2的局部放大图。
附图标记说明：
100～100d：导光板灯具
110、110a：电路板
120：光源
120a：光源
130：太阳能电池
130a：太阳能电池
140：导光体
140a：扁平板体
141：导光板
142：第一光学表面
142a：下表面
144：第二光学表面
144a：上表面
146、146a、146b：入光侧面
147：弧状导光图案
149a、149b：光导引结构
150：菲涅尔透镜
160：镂空反射片
170：反射片
180：转动件
190：支撑架
A1、A2、A3：区域
C：光路中心区域
D：方向
F1、F2：光焦点区域
L1～L7：光线
具体实施方式
以下将以示意图揭露本发明的多个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化示意图起见，一些已知惯用的结构与组件在示意图中将以简单示意的方式绘示。
实施例1
图1为本发明实施例1的导光板灯具100的太阳能电池130接收光线L1时的剖面结构示意图。图2为图1的导光板灯具100的光源120发光时的剖面图。同时参阅图1与图2，导光板灯具100包括电路板110、光源120、太阳能电池130与导光体140。其中，电路板110具有光路中心区域C。光源120与太阳能电池130均设置于电路板110的光路中心区域C，且太阳能电池130电性连接光源120。光源120可以为发光二极管(LED)，但并不以此为限。导光体140具有第一光学表面142与第二光学表面144。第一光学表面142朝向光路中心区域C，使光线可传递于第一光学表面142与第二光学表面144间。
本实施例的导光板灯具100是基于光路可逆的原理，将光源120与太阳能电池130均设置在光路中心区域C中。如图1所示，当光线L1(如环境光)照射到导光体140的第二光学表面144时，光线L1会被聚拢到第一光学表面142，进而投射到电路板110的光路中心区域C。如此一来，位于光路中心区域C的太阳能电池130在接收光线L1后，便可发电并储存电能。如图2所示，当光源120自电路板110的光路中心区域C提供光线L2而照射第一光学表面142时，光线L2会被分散到第二光学表面144，以供照明。
因此在使用导光板灯具100时，在环境光充足的时间(例如白天)或地点，光源120可呈关闭状态，并利用太阳能电池130接收光线L1产生电能并储存。在环境光不足的时间(例如晚上)或地点，太阳能电池130便可将其储存的电能传输至光源120，使光源120开启并提供光线L2，将导光体140点亮并提供照明。
在本实施例中，由于太阳能电池130与光源120均设置于光路中心区域C上，因此仅藉由导光板140即可同时具备将外部光源拢聚至太阳能电池130储存电力，以及将光源120分散到导光板外的作用，藉此使所述导光板灯具100的整体效能大为提升。
在本实施例中，导光体140是一个可逆的光路系统，包含了以空气为介质的空腔；接下来，在其他实施方式中，导光体140可以特化为直下式的透镜或侧入式的导光板，具体实现了三个下位技术概念，完整支持一个上位技术概念的论证架构，使本案用词具有必要技术特征。
实施例2
图3为本发明实施例2的导光板灯具100a的剖面结构示意图。导光板灯具100a包括电路板110、光源120、太阳能电池130与导光体。与图1所涉及的实施例不同的地方在于：导光体为扁平板体140a，第二光学表面为扁平板体140a的上表面144a，且上表面144a具有菲涅尔透镜150，扁平板体140a的下表面142a即为前述的第一光学表面；光源120与太阳能电池130均设置在光路中心区域C中，且光路中心区域C对应设置于菲涅尔透镜150的中心位置。这里的“对应设置”可理解为大致对齐的意思。
当光线L3(如环境光)照射到菲涅尔透镜150时，光线L3可通过扁平板体140a的上表面144a，往下表面142a的方向传递，进而投射到电路板110的光路中心区域C。如此一来，位于光路中心区域C的太阳能电池130在接收光线L3后，便可发电并储存电能。此外，基于光路可逆的原理，当光源120自电路板110的光路中心区域C提供光线L4时，光线L4可通过上表面144a，使光线L4从菲涅尔透镜150出光，以供照明。
在本实施例中，导光板灯具100a还可包括镂空反射片160，以增加导光板灯具100a的出光效率。镂空反射片160位于扁平板体140a的下表面142a与电路板110间。此设计的原理在于：当环境光从菲涅尔透镜150进入而照射到下表面142a时，镂空反射片160可将光线反射扁平板体140a，经传递后进入到电路板110的光路中心区域C，使太阳能电池130发电并储存电能。反之，当光源120自光路中心区域C提供光线而照射下表面142a时，光线会被镂空反射片160反射而分散到上表面144a，以供照明。
当然，镂空反射片160仅为例示，在其他实施方式中，电路板110可安装在镀有反射层的背板上，而大尺寸电路板110可在光路中心区域C位置外的表面镀上反射层，均可具有相似的功效。
实施例3
图4A为本发明实施例3的导光板灯具100b的结构示意图。图为图4A的区域A1的局部放大图。同时参阅图4A与图4B，导光板灯100b具包括电路板110、光源120、太阳能电池130与导光体。光源120与太阳能电池130的数量并不用以限制本发明。与图1实施方式不同的地方在于：导光体为扁平板体140a，设计理念上相当于一般背光模块的导光板，且扁平板体140a的上表面144a即为前述的第二光学表面，上表面144a具有弧状导光图案147。扁平板体140a的入光侧面146为前述的第一光学表面，且光路中心区域C对应设置于弧状导光图案147的焦点位置。这里的“对应设置”可意指进入弧状导光图案147的光线会传递至光路中心区域C。
光源120与太阳能电池130设置在光路中心区域C中。当光线L5(如环境光)照射到上表面144a时，光线L5可通过弧状导光图案147往入光侧面146的方向传递，进而投射到电路板110的光路中心区域C。如此一来，位于光路中心区域C的太阳能电池130在接收光线L5后，便可发电并储存电能。此外，基于光路可逆的原理，当光源120自电路板110的光路中心区域C提供光线L6时，光线L6可经弧状导光图案147通过上表面144a出光，以供照明。此外，光源120还可提供光线L7，使光线L7从下表面142a出光，达到双面出光的功效。
本实施例的导光板灯具100b可以应用于路灯、地灯、温室人工光源、立灯或吊灯中，并不用以限制本发明。其中，以温室培育为例：控制植物照光时间即可控制其花期，因此若将本导光板灯具100b应用于温室培育，白天日光源较充裕的时段，可于自然光对植物进行光照的同时，藉由自然光的照射使太阳能电池130进行储电，另一方面，导光板在温室的应用上亦可铺设为天花板，收隔热的效；反之，当夜晚光照不足时，太阳能电池130为会提供电力，进而使导光板灯具100c对植物提供光照，藉此进行补光以延长整体光照时间。
实施例4
图5为本发明实施例4的导光板灯具100c的结构示意图。导光板灯具100c包括电路板110、光源120、太阳能电池130与导光体。与图4A所涉及的实施例不同的地方在于：导光板灯具100c还包括反射片170，且反射片170配置于扁平板体140a的下表面142a。当环境光从扁平板体140a的上表面144a进入后，光线可经反射片170传递至电路板110的光路中心区域C，使位于光路中心区域C的太阳能电池130可接收光线而发电并储存电能。此外，当光源120自光路中心区域C提供光线时，光线可经反射片170反射而分散到上表面144a。值得注意的是，在本实施例中，导光板灯具100c还包括转动件180与支撑架190。转动件180连接支撑架190与导光体(即扁平板体140a)。举例来说，当导光板灯具100c为路灯，在白天时，光源120可呈关闭状态，光线可进入朝向天空的上表面144a并传递至光路中心区域C，使太阳能电池130接收光线而产生电能并储存。在晚上时，转动件180可往方向D翻转扁平板体140a，使反射片170在上，上表面144a在下且朝向地面。在此状态下，太阳能电池130可将其储存的电能传输至光源120，使光源120开启并提供光线，光线可经反射片170反射而分散到朝向地面的上表面144a，提供照明。
当然，若不考虑造价，导光板灯具100c还可配置追日装置，使转动件180可随日照方向改变转动角度，让导光板灯具100c具有追日的功能，以充分发挥转动件180跟反射片170的价值。
反之，在现实面考虑上，转动件180可用其他驱动反射片170的方案来替换，例如在侧方加设可挠式反射片(图中未示)。此方案于使用时，可依日照的时间藉由卷轴将反射片170调整至适当位置，以让反射片170将光线传递太阳能电池130，进而使太阳能电池130接收光线而产生电能并储存电力。可挠式反射片的相关实现方式具体可参考台湾专利I468625；但是，不同的地方在于，以图6A为例，灯条位于导光板左右两侧，可挠式反射片可以卷收在导光板前后两侧。当然，本领域技术人员者在本实施例的教导下，可以变化出各种兼顾结构稳定性与移动可挠式反射片的设计方案，例如导光板前后两侧各设置一转动杆，可挠式反射片两端分别部分包覆两转动杆，再以钓鱼线等透明强韧的尼龙线连接可挠式反射片两端，形成履带式结构。藉此，转动杆、尼龙线、可挠式反射片构成的履带式结构，即可在昼夜间滚动，将可挠式反射片视需求移动到导光板的上方或下方。
实施例5
图6A为本发明实施例5的导光板灯具100d的结构示意图。图6B为图6A的区域A2的局部放大图。同时参阅图6A与图6B，导光板灯具100d包括导光板141、LED(发光二极管)电路与太阳能电路。在本实施例中，导光板灯具100d为双侧边入光，面积利用效率高。在导光板141左侧的入光侧面146a的LED电路与太阳能电路可以整合于同一电路板110，在导光板141右侧的入光侧面146b的LED电路与太阳能电路也可以整合于同一电路板110a。光焦点区域F1、F2分别位于导光板141的入光侧面146a、146b。导光板141具有多个光导引结构149a、149b，用以将光线自上表面144a上侧区域(例如区域A3)的光导引结构149a、149b传递至相对应的光焦点区域F1，并将光线自上表面144a下侧区域(例如区域A2)的光导引结构149a、149b传递至相对应的光焦点区域F2。在本实施例中，区域A3的光导引结构149a、149b的配置方式与图6B的区域A2的配置方向相反。光导引结构149a为光学微结构，其疏密可以控制整体出光均匀性，其剖面形状则可控制光型。光导引结构149b为沟槽，可避免不同区域间(例如区域A2与区域A3)的光线互相干扰。
基于光路可逆的原理，光线可自光焦点区域F1传递至相对应的光导引结构149a、149b，例如区域A3的光导引结构149a、149b；光线亦可自光焦点区域F2传递至相对应的光导引结构149a、149b，例如区域A2的光导引结构149a、149b。在光学设计上，光学微结构俗称网点，即所绘示的光导引结构149a，是由近光侧朝远光侧，由疏到密渐变。从图6A可以观察到，区域A2的远光侧靠近区域A3的近光侧；因此，隔光沟槽，即光导引结构149b，需要有相对于网点更强的光学导引能力，例如相对较深。
在其他实施方式中，光导引结构149a、149b可以为位于导光板141的上表面144a、下表面142a或内部的多个弧状导光图案147(见图4B)。此外，导光板灯具100d还可包括如图5的反射片170与转动件180。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种导光板灯具，其特征在于，包括：
一电路板，具有一光路中心区域；
一光源，设置于该光路中心区域；
一太阳能电池，设置于该光路中心区域；以及
一导光体，具有一第一光学表面与一第二光学表面，该第一光学表面朝向该光路中心区域，使光线传递于该第一光学表面与该第二光学表面间；
其中，当环境光照射到该第二光学表面时，光线被聚拢到该第一光学表面，进而投射到该电路板的该光路中心区域，以供该太阳能电池发电；当该光源自该电路板的该光路中心区域提供光线，照射该第一光学表面时，光线被分散到该第二光学表面，以供照明。
2.如权利要求1所述的导光板灯具，其特征在于，该导光体为一扁平板体，且该第二光学表面为该扁平板体的一上表面，其具有一菲涅尔透镜；该第一光学表面为该扁平板体的一下表面，且该光路中心区域对应设置于该菲涅尔透镜的中心位置。
3.如权利要求2所述的导光板灯具，其特征在于，该导光板灯具更包括：
一镂空反射片，位于该第一光学表面与该电路板间。
4.如权利要求1所述的导光板灯具，其特征在于，该导光体为一扁平板体，且该第二光学表面为该扁平板体的一上表面，其具有一弧状导光图案；该第一光学表面为该扁平板体的一入光侧面，且该光路中心区域对应设置于该弧状导光图案的焦点位置。
5.如权利要求4所述的导光板灯具，其特征在于，该导光板灯具更包括：
一反射片，配置于该扁平板体的一下表面。
6.一种导光板灯具，其特征在于，包括：
一导光板，具有复数个光导引结构，用以将光线自该复数个光导引结构传递至相对应的复数个光焦点区域，且基于光路可逆的原理，亦将光线自该复数个光焦点区域传递至相对应的该复数个光导引结构；
一LED电路，具有至少一发光源，该发光源位于该复数个光焦点区域其中之一；以及
一太阳能电路，具有至少一聚光源，该聚光源位于该复数个光焦点区域其中之一。
7.如权利要求6所述的导光板灯具，其特征在于，该LED电路与该太阳能电路整合于同一电路板。
8.如权利要求6所述的导光板灯具，其特征在于，该复数个光导引结构为位于该导光板的上表面的复数个菲涅尔透镜。
9.如权利要求6所述的导光板灯具，其特征在于，该复数个光导引结构为位于该导光板的上表面、下表面或内部的复数个弧状导光图案，且该复数个光焦点区域位于该导光板的入光侧面。
10.如权利要求9所述的导光板灯具，其特征在于，该导光板灯具更包括：
一反射片，配置于该导光板的下表面；以及
一转动件，用以翻转该导光板。
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