TW200905135A - Illumination device - Google Patents

Description

200905135 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於照明一表面之照明裝置，其具有 至少一發光元件及一照明本體，其中該發光元件發射一人 造光，一外罩元件包括該發光元件並且支撐該照明本體， 6亥照明本體包括一透明光傳導材料，而且一般而言在照明 之表面上面。 【先前技術】

C/ 在該美國6,951，403 B2中，說明一種一般而言用於照明 一扁平表面之裝置，其包括包含於一外罩内的一電池操作 光源，該外罩黏著一透明光傳導照明本體。可將具有該照 明本體之裝置放置在照明的一書本或其他扁平表面上了: 便透過該透明照明本體而檢視。該照明本體係逐漸縮而呈 一楔形狀’用以將傳導之光偏轉至下面之表面上。遺懷的 是，該所述裝置較不便用於閱讀書本，一般而言其擁有一 f曲閱讀區域。該彎曲閱讀區域與該錐形照明本體之交互 作用引發被照明之頁的一變形影像。Λ外，該裝置係—相 對較厚之楔形狀之光導，其中該厚度導致相對較高之重 量，而且此縮減使用之容易度。其亦導致一相對較高 械剛性，很難使該裝置在一彎曲閱讀區域上變彎。 此外，存在已知放大透鏡，可將其夹至上述照明裝置 上。遺撼的是’此類放大元件擁有一相較小之放 ' 光學地放大-表面之另一選項係使用一棒放大器。此棒放 大4通常係一麼克力本體，擁有一彎曲頂表面，而且藉此 129922.doc 200905135 光學地放大該棒放大器橫置之表面。此類棒放大器之㈣ 係其重量及該影像之失真。 【發明内容】 因此’為了其目的’本發明必須消除上述缺點。尤其， 本發明之-目的係提供一種有效而且低廉之照明裝置，其 組合方便閱讀的-充分放大與一小的總體厚度。 ’、 此目的係藉由一種用於照明一表面之照明裝置所達成， 該照明裝置具有至少一發光元件及一照明本體，其中該發 光兀件發射-人造光，一外罩元件包括該發光元件並且支 撐該照明本體，該照明本體包括一透明光傳導材料，而合 適用於照明仏置在下方之表面，其特徵為：該照明本體包 括-表面圖案’形成—Fresne_型透鏡1以光學地放大 該表面。用於照明一表面之照明裝置之有利具 定義於該等子請求項中。 』你 在本發明之範疇内，揭示一種發光元件及照明本體，其 中该照明本體包括一Fresnel類型透鏡。相較於習知球狀透 鏡’藉由將該透鏡碎裂成一組折射器構件，—類型 透鏡以所需材料的_已縮減數量達成—高放大。因為每一 折射益構件本身形成—球狀透鏡，所有折射器構件之^ ::-大區域放大透鏡，其擁有一小厚度。因為實際上： 軚準透鏡之連續表面切成具有相同或不同曲率的一組表 面，所以減少該透鏡之總體厚《，允許該透鏡之厚度的一 實質=減。此等折射器構件可具有直線或彎曲輪廊，其具 有匣疋或隨機間隔’而且其大小甚至可從微米變化至毫 129922.doc 200905135 米。該折射器構件 形、直線形，咖有非Γ 圖案之組態可為圓 -乂考具有一非均一圖案。 四=之該2器構件可擁有等於:;、三角形、梯形或平行 明本體之：Γ的一斷面。該折射器構件可擁有遍及該照 表㈣-均句設計。在另_較佳具體實施例中， -益構件之設計可沿著該照明本體之主軸而改變。 狀佳具體實施例中’每一折射器構件包括-錯齒 狀=面。為了達成所需之放大，每一折射器構件包括一刻 2表面及-浮雕表面。當至一光軸之距離減少時，該刻面 一面向上斜升。隨後，該浮雕表面急遽落往該表面圖案的 土 _所以建立該鑛齒狀結構，擁有一三角形狀。該表 面圖案之基底與該刻面表面間之角度可介於0。與30。間， 而且使用較大直徑之透鏡，其甚至可延伸至40。及甚至 該錯齒狀結構之間距可介於i剛與1〇微米間，更佳 者介於200微米與5〇微米間，使人類眼睛無法看見。 揭不之照明裝置包括用以照明及光學地放大一表面之能 力。因為用以當作—閱讀及放大燈，一般而言該照明裝置 之照明本體在照明表面上面，同時該卜⑽丨類型透鏡光學 地放大該表面。因此在另—較佳具體實施例中，該表面圖 案係配置於該照明本體之表面之…較佳者該表面圖案覆 蓋該照明本體之頂岑麻矣；^。/ ^、 、及底表面。右（例如）一使用者希望閱讀 一書本，則必須將該照明本體固持在該等頁上方，以便可 光學地放大該本文。因為該放大係該物件（例如··該本幻 與透鏡間之距離及該透鏡之焦點距離的一函數，若該透鏡 129922.doc 200905135 則必須以1 0 mm與 以達成 ’該照 擁有50 „^與300 mm間的一焦點距離 1〇〇爪出間之距離將該照明本體固持在該物件上方， 1.15與8倍間的一放大。在另一較佳具體實施例中 明本體及該表面圖案係—片。 在另一較佳具體實施财，該表面圖㈣組態成一方面 用以光學地放大該表面，而且另—方面用以接收並且將該 發光凡件所發射之人造光偏轉至該表面上。揭示之,昭明裝 置組合用以照明及放大該表面之能力。若揭示之照明裝置 之發光7L件係配置在該照明本體之側表面之一，則其將人 &光注人至該照明本體中。構成該表面圖案之溝槽充當一 光擷取特點。該人造光魏集在該照明本體内，而且透過 該表面圖案之浮雕表面離開。所以橫置在該照明本體底下 之表面的一均勾照明係可能。此能力係與該表面之放大組 合。 若使用一正常光源閱讀例如一書本，則可能擾動其他 y 人，特別若在寢室中使用。為了避免擾動其他人，可使用 本發明中所述之照明裝置當作一閱讀光。因此重要的是， 。亥發射之人造光僅照明該書本之頁，而非周圍。因此，應 將該發光元件黏著至該照明本體之側面之一。必須將注入 至該等側面之一中之光偏轉，使儘量多之光透過例如該書 本之紙張之上方之照明本體之底側離開。因此，對於該紙 張之表面所反射之光’用以偏轉該人造光之表面圖案必須 透月使s亥照明本體所覆蓋之本文亮起來，而且可由一個 人輕易地檢視。此外，對於一周遭之光，該表面圖案可為 129922.doc 200905135 透明，而落至該光擷取層上。 ί \

如已說明，可將該發光元件配置在該照明本體之側面之 一。為了達成由該發光元件發射至該照明本體中之人造光 與一低衰減的一交越’可將該發光元件膠接至該照明本體 之側面上。較佳者使用之黏膠擁有與該照明本體之材料相 同之折射率。因此將不出現散射、偏轉或衰減。在另—較 佳具體實施例中，該發光元件係配置成與該照明本體之側 面相鄰’但該發光元件與該側面間配置一照明間 ^ 此 配置中，該人造光之一小部分係注入至該照明本體中，反 之其他部分係直接照明橫置在該照明裝置底下之表面。未 注入至該照明本體中而直接照明該表面之光之部分係由該 照明間隙之尺寸加以決定。此外，為了增加或減少直接照 明該表面之人造光之部分，可將一額外透鏡黏著在該發光 元件内。此透鏡可聚焦或分散該人造光。 車父佳者，5亥發光元件係下列之至少一者· — LFD oled、一白熾燈或一螢光燈。端視該照明裝置之使用類 型，可使用一單一或複數個發光元件。-發光二極體 (LED)係一半導體裝置’當以前向方向電子地偏向時，其 發射不同調窄光譜之光（通常大致1〇至2〇 nm)。發射之光 之色彩端視使用之半導體材料之組成物及條件。再者，可 使用填光體轉換LED。在該情況中，該（等）鱗光體亦影響 發射之光之色彩及光譜。亦可應用有機發光二極體 (OLED)，其係，特殊類型之—咖，其中該發射層包括具 有某些有機組成的H該〇咖之優點在於其係具有 129922.doc 200905135 潛在低成本及高效率的—均勻大區域光源。該等〇led利 用流過有機材料之—薄臈之電流產生該光。發射之光之色 彩及從電流至光之能f轉換效率係由該有機薄膜材料之組 成物加以決定。 在-較佳具體實施例中，該照明本體覆蓋—區域，特別 包括至多300 cm2、較佳者小於1〇〇 cm2的一尺寸。若使用 該照明裝置當作一閱讀％，其必須為小而且輕量，以便可 方便使用。如感知研究已顯示，一大則咖5咖之亮區 已方便閱讀。結果，具有一小於5〇 mW '較佳者小於 mV之功率消耗之LED係足以達成較佳者25至2〇〇〇 iux、更 佳者50至250 lux而且最佳者大於75丨似的一照明位準。 在另一較佳具體實施例中，該發光元件係配置在該照明 本體底下。此配置中’並未將該人造光注人至該照明本體 中，而是直接照明該表面。為了將該人造光聚焦至該表面 上，可將一透鏡發射至該發光元件中。此具體實施例具有 以下優點：不須在該發光元件與該照明本體間設置任何光 學上困難之連接。此外，用於該表面圖案之材料不必相對 於其用以接收及偏轉該轉移光之能力而選擇。因此，達成 一低廉且簡單之照明裝置，其可用以光學地放大及照明甚 至一大的表面。 在另一車父佳具體實施例中’該照明本體包括一光擷取 層，其組態成用以接收並且將該人造光從該發光元件偏轉 至該表面上。在此具體實施例中’該表面圖案接收及偏轉 人造光之能力係藉由該光擷取層而增強。較佳者該光擷取 129922.doc -11 - 200905135 層覆蓋非面向該表面之照明本體之頂側，反之，該表面圖 案覆蓋緊臨照明之表面之照明本體之底側。在此組態令， 該表面圖案光學地放大該表面，反之該光擷取層偏轉從該 照明本體之側表面之一所注入之人造光。由於個別任務之 指派，可最佳地設計該表面圖案以及該光擷取層。為了使 用該照明裝置當作一閱讀光，對於該紙張之表面所反射之 光’用以偏轉該人造光之光擷取層必須為透明。

在另一較佳具體實施例中，該照明本體包括一第一區段 及一第二區段，其中該第一區段之至少一部分係以該表面 圖案加以覆蓋，且其中該第二區段之至少一部分係以該光 擷取層加以覆蓋。對照該等上述具體實施例，以該光擷取 層及該表面圖案加以覆蓋之照明本體之部分係未接合。若 用以當作一閱讀光，該照明本體可包括一内片段，其係以 該表面圖案加以覆蓋之第一區段，因而放大橫置在該照明 裝置底下之表面。此第一區段可由該第二區段加以圍繞， 用以接收及偏轉該發光元件所發射之人造光。為了達成該 j面的—均勻照明，該光擷取層之表面結構可以下列之此 一方式偏轉該人造光：其在—角度下離開該照明本體，朝 向該照明本體之中心、，因而照明橫置在該第一區段底下之 表面。此具體實施例具有以下優點：可使用不同材料各別 作為該第一、第二區段。 日刀在另-較佳具體實施例中，複數個發光元件係定位在該 知明本體之外邊緣。因& ’該照明本體及/或該表面之-句勻照明係可達成。可將每一發光元件所發射之人造光直 129922.doc •12- 200905135 至异至該表面上或者注入至該照明本體中，且其後偏轉 面上。此等具體實施例具有以下優點：因為使用大 一二::兀件’母一發光元件僅可擁有-小光輸出。因此每 S光7L件所產生之熱及所需之能量消耗很小。此外，由 t該發光元件已縮減尺寸，承載該照明本體並且包含該等 發先兀件之邊緣可以很小。因此方便處理該照

能的。 J 本發明之目的亦藉由—黏著物承載—根據所述具體實施 7之照明裝置來達成，其中該黏著物以離該表面—距離來 定位該照明裝置，所以可放大該表面之檢視。因此該黏著 物^須具有一連接該照明裝置的黏著構件。該黏著構件可 為一夾子狀連接，致能該照明裝置視需要與該黏著構件連 接及斷開。此外’該黏著構件可包括一距離元件，將該照 明裝置定位在離檢視之物件一距離内，以便藉由該表面圖 案達成所欲之放大。 為了將該照明裝置修改成一火把狀裝置，本發明揭示一 種聚光器元件。該聚光器元件使用未到達及/或未引導於 該表面之人造光之部分。所以，該聚光器元件經組態以接 收及引導該人造光之至少一部分離開該照明本體。為了達 成此目標，該聚光器元件係一光學系統，其可由一單一或 複數個透鏡及/或面鏡形成。透過其外表面之一離開該昭 明本體之人造光可擁有一擴散分布。該聚光器元件能夠為; 成形該人造光之通量，以達成一聚焦及/或一平行束。藉 助該聚光器兀件，揭示之照明裝置不僅可當作一閱讀光， 129922.doc •13· 200905135 而且亦當作一火把。 端視使用類型，可將該聚光器元件配置在該照明本體之 不同外表面。較佳者，將該聚光器元件配置在該照明本體 的一縱向側，所以可再成形離開此等縱向側之人造光。因 為透過該底側離開該照明本體之人造光僅可擁有相對於該 照明裝置的-小偏轉角度，所以亦可能：該聚光器元件收 集並且再成形此光之部分。因此，該聚光器元件可擁有大 於該照明本體之高度的一尺寸。 為了達成該人造光之光通量之再成形，該聚光器元件可 包括一表面構造。該表面構造可覆蓋該聚光器元件之大部 分，尤其並未與該照明本體直接接觸之一聚光器元件之部 分。透過該縱向側離開該照明本體之人造光因此可直接跨 越至該聚光器元件中。上述元件可包括一光傳導材料，因 而導引該人造光，不致衰減。該聚光器元件之光傳導材料 可與用於該照明本體之傳導材料相同。 該表面構造能夠以一平行方式聚焦或成形該人造光。為 了達成此目標’該表面構造可包括一斷面，其係一鑛齒 狀，當離該聚光器元件之一中心之距離增加時向下斜降。 該表面構造之每一元件可擁有10微米與10讯瓜間、較佳者 30 μηι與3 mm間、最佳者1〇〇 μm與1 mm間的一寬度。該聚 光器元件與該表面構造之向下斜降側間之構造角度可介於 〇·1°與5°間，較佳者介於0.2。與3。間，更佳者介於〇25。與2。 間。此表面構造亦可以下列之此一方式加以配置：其形成 一 Fresnel類型透鏡。 129922.doc •14· 200905135 在另—較佳具體實施例中，該聚光器元件係可反轉地附 接至該照明本體。此致能一使用者使用該照明裝置作為兩 不同用途。一方面該照明裝置可用以當作一閱讀光，照明 一書本的一頁。另一方面可能用以將該聚光器元件附接至 該照明裝置’以達成一火把狀裝置，其能夠照明周圍的一 任意點。較佳者，該聚光器元件包括一夾子構件，其中該 夾子構件係與該照明本體的一第二夾子構件同作，用以將 該聚光器元件附接至該照明本體。透過該二夾子構件之使 用’可能將該聚光器元件輕易地附接至該照明本體。一使 用者能夠附接及/或卸下該聚光器元件，無需一工具或其 他元件。 在另一較佳具體實施例中’該聚光器元件包括一可變更 透鏡元件。藉助可變更透鏡元件，可調整該人造光之至少 一部分之接收及引導。所以可能以不同方式成形人造光之 通量。若需要，可能可達成一已聚焦光點，或者可以一平 <亍方式配置光通里，而照明一較大區域。較佳者，該可變 更透鏡元件係由一 LC(液晶）結構所形成。 為了達成一組合之均一照明而與該照明裝置之位置無 關，在揭示之發明之另一具體實施例中，該照明裝置包括 至少一第一發光構件及一第二發光構件，其中該第一發光 構件及§亥第二發光構件係配置成用以照明該表面之至少部 分不同區段。該等第一發光構件及第二發光構件用以照明 該表面。為了達成此目#，其可能導引該發光元件所發射 之人造光，或者其形成該發光元件並且發射該人造光本 129922.doc -15- 200905135 身。希望變化該照明裝置與該表面 叫此離的一使用者可選 擇〜二發光構件之何者應照明該表面。因為該等第一及第 二發光構件係配置在離該一透鏡…可變距離，所 ::其照明該表面之至少部分不同區段。此具有以下優點： 對於相對於所照明物件之透鏡之不同位置，該等光源給予 先的一均一分布。端視該使用者配置該照明裝置之距離， 一使用者可在該第-及/或該第二發光構件間選擇。 在一有利之具體實施例中，該第—發光構件及該第二發 光構件係配置於該等折射器構件之間。雖然該照明本體包 括—透明光傳導材料，其可能衰減該發光元件所發射之人 造光之通量。因此，可能適合將該第一發光構件與該第二 發光構件整合於該等折射器構件内。為了防止擾動該總體 影像品質’該等第-及/或第二發光構件必須具有一極小 直裣而且必須將其配置於遠離該Fresnel類型透鏡之焦點 之折射益構件中。1叫與！ _間之範圍中之直徑已證明 為有利。 在另-具體實施例中，該第—發光構件及該第二發光構 件係配置於該照明本體内。此具體實施例具有以下優點： 相對於上述具體實施例，關於該等第一及第二發光構件之 尺寸及位置之要求較不嚴格。因此，端視該照明裝置離該 表面之距離’甚至可將目視之第一及第二發光構件嵌入該 照明本體内，以照明該表面之不同區段。 根據另一較佳具體實施例，該第一發光構件及/或該第 一發光構件係光纖。在此具體實施例中，該等光纖用以傳 129922.doc •16- 200905135 導該遠端放置之發光元件所發射之人造光。因為光纖擁有 一薄的直徑，可將其沿著該Fresnel透鏡之溝槽捲繞。該發 光元件可擁有一發光系統，以便可控制將該人造光注入至 該等第一及/或第二發光構件中。端視該照明裝置至該表 面之距離，可能將該人造光注入至該等第一或第二發光構 件中。圍繞該光纖之一内核心的一包覆可能不完全，所以 該人造光能夠在專屬點離開該光纖，以照明該表面。 使用之光纖可為一圓筒形介電波導，其藉由總内部反射 之程序沿著其軸傳送光。該光纖由一包覆層所圍繞的一核 心組成。該核心與包覆間之邊界可以步階指標之纖維呈陡 Λ肖’或者以分級指標之纖維呈平緩。所使用光纖之操作原 理應用於數個變體，包含多個模式光纖或單一模式光纖。 端視該照明裝置之使用類型，該光纖可由一玻璃或一聚合 物作成。由一塑膠作成的一光纖普遍為一步階多個模式纖 維，具有一1 mm或以上之核心直徑。塑膠光纖經常遭受較 玻璃纖維更高的一衰減’其限制使用此種光纖之一設備之 範圍。通常該光纖之内核心係由一聚曱基丙烯酸甲酯（壓 克力）作成，而且包覆材料係一氟化聚合物。此外，光纖 係基於一全氟化聚合物（主要為聚全氟丁烯乙烯基醚）。 為了達成用於閱讀的一較舒適光，該等第一發光構件 及/或第二發光構件可以一色彩構件加以摻雜，其中該色 彩構件藉由吸收及再發射而將該人造光之波長移位。該色 彩構件可包括一磷光體，其將該光纖所攜帶的一藍光移位 至其他波長。此外，該等光纖可以一磷光體層加以包覆， 129922.doc -17· 200905135 而達成相同㈣。另外，可將該色彩構件配置於該照明本 體裡面之小空腔中。 為了最小化眩光效應及抑制直接襲擊—使用者之人造光 的一部分，可使用一反射構件。㈣以下列之此一方式形 成：其以不引發照明該表面之一方向反射該等第一及/或 第二發光構件所發射之人造光。該反射構件可為一面鏡 及/或-反射塗層。可將該塗層疊加至該等光纖上，以便

將該等第-及/或第二發光構件所發射之人造光反射至該 表面上。此外’該反射構件防止將嵌人該折射器構件中之 光纖所發射之人造光注入至照明本體中，因為此可能刺激 該照明裝置的一使用者。 β刖述照明裝置’以及主張之組件與該等所述具體實施 例中根據本發明而使用之組件並未遵循相對於尺寸形 狀、材料選擇之任何特定例外。可應用相關領域中之技術 概念（其中該選擇準則係已知）而無限制。在該等附屬項内 揭示本發明之目的之額外細節、特徵及優點，該等個別圖 丁之下幻說明’其僅用於說明目#，係說明依據本發明之 照明裝置之一較佳具體實施例。 【實施方式】 物件10 0之一表面1 〇 1的一照明裝 —發光元件20及一照明本體3〇。 圖1中顯示用於照明— 置10。該照明裝置1〇包括 該發光元件⑽配置在—外罩元件町方，該外罩元件支 H、、月本體30 〇在該所示具體實施例中’該照明裝置1 〇 係一閱讀^ 般而言用以照明該物件酬之扁^表面 129922.doc -18· 200905135 1 ο 1，例如橫置在該照明本體3 〇下 _ ^ ..... _ 了光學地放大該表面101，該照明本體3〇包括一表面圖案 8〇 其形成一 Fresnel類型透鏡。此類Fresnel類型透鏡可達 成一大的放大，而不致需要一相當厚之照明本體3〇。 該發光元件20係一 LED ’其將該人造光2丨注入至該照明 本體30中。該發光元件2〇係與該固持元件4〇連接，該固持 元件可為一印刷電路板（PCB)。此類印刷電路板用以機械 地支撐並且使用傳導路徑方向電子地連接電子組件，該等 電子組件係從層壓至一非傳導基板之銅薄片所蝕刻。已知 此類、..σ構係低廉而且尚度可靠。此外，可藉助該將該 LED直接連接至該等電子組件。相對於該發光元件別，將 -驅動器62及一電池61安裝於該外罩元件4〇。較佳者該電 池61係可再充電，而且遞送該發光元件之所需電流。該 驅動器62可包含一電流放大電路，及用以輸出該所欲波形 的-波形產生與控制電路。同時，該波形振幅、頻率及責 任比率係藉由該波形產生與控制電路而調整。 為了在電力難以取得或昂貴之土地區域使用該照明裝置 ^可將-太陽電池㈣人至該外罩元件4q上。該太陽電 池60將光子從該太陽光轉 Φ ^ + 圾储存於該可再充電電池61之 電。所以若於白天期間將該照明襄置10曝露至太陽光，則 可在黑暗中使用該照明襞置i 明哕*而1ηι，去E 1碰e σ亥太iW電池60能夠照 月忒表面101達一長時間週期， 需要且右柄4玄、上 為了乓進一照明裝置10， 而要具有低功率消耗的一發 當，因為Η 已顯示LED係適 達成具有低功率消耗的一充分光位準。 129922.doc -19· 200905135 如纹實驗地測罝’該表面圖案8〇不僅引發光學地放大該 表面101，同時亦導引由該發光元件20注入之人造光21。 因此該照明本體30之表面圖案8〇滿足兩任務。一方面該表 面圖案80光學地放大該表面1〇1。另一方面該表面圖案 係由擁有一光榻取特點之複數個折射器構件81形成。該人 造光21係成束往該等折射器構件81，並且發射至該表面 101 °因此照明並且同時光學地放大所指表面1〇1。 / 為了縮減人造光21之數量’使其不偏轉至該表面101上 而是散射在周圍’本發明揭示一種光榻取層50。圖2及3中 顯示該光祿取層50之組態，後者僅說明該照明本體Μ。該 人造光21係從該左側注入至該照明本體对。為了將該人 ""光21偏轉至定位在該照明本體3〇下方之表面1〇1上，該 光擷取層50擁有一表面沾姓 ，± 、、·σ構。此表面結構包括複數個偏轉 構件1其係以-連續方式配置。每一偏轉構料可擁有 一鑛齒狀斷面，盆且古 ，、八有处该照明本體30急遽地上升的一凸 緣5 3。隨後，該偏轉構 ΟΛ 仟5擁有一面52，當至該發光元件 之距離增加時，該面向下斜降。該面52擁有—角度54, ==該發光本體3。之縱向延伸而測量。端視該人造 先2 1之波長及該照明本 54應介於(Μ。至5。間…吏用之材料之折射率’該角度 間其中以介於〇·25〇至2〇間較佳。 用以擴大該表面101之呈現所需 個折射器構#81。# 圖案80包括稷數 兩M w %肪 射窃構件81係以—連續方式配置 成覆盍该,¾明本體3〇之— 中，每—折射器構㈣Μ 在該所示具體實施例 有錯齒狀斷面’其具有一從該 129922.doc -20- 200905135 照明本體30急遽地上升的凸緣83。隨後，該折射器構件“ 擁有一刻面表面82，當至該發光元件2〇之距離減少時，該 刻面表面向下斜降。因此該鋸齒狀結構係與該擷取層咒之 錯齒狀結構反向。為了達成該表面1〇1之一均勾放大，該 等折射器構件81可以一不均勻方式配置。此外，該等該刻 面表面82與該照明本體30之縱向軸間之角度84可相對於至 S亥發光7L·件20之距離而改變。可將該等折射器構件8 1配置 成一線性結構，使該表面圖案8〇可包括複數個列之折射器 構件81。在另一具體實施例中，該表面圖案8〇可包括複數 個同心環狀配置之折射器構件81。亦可對如此形成之 Fresnel透鏡校正球狀像差。 圖2中所示之發光元件2〇並未與該照明本體3〇直接接 觸。反而，將一照明間隙丨5配置在該發光2〇與該照明本體 之侧面36間。因此該人造光之一部分21，將注入至該照明本 體30中。該人造光之其他部分21將直接發射至該表面ι〇ι 上。此具體實施例具有以下優點：使用直接光21以及間接 光21’照明該表面。此導致一非常均勻照明，增強橫置在該 照明裝置10底下之一書本之對比及可靠度。 圖4中顯示該照明裝置1〇之另一具體實施例。該照明本 體30係分割成一第一區段37及一第二區段38。該照明本體 30之第一區段37之下面係以該表面圖案8〇加以覆蓋，形成 一Fresnel類型透鏡。因此光學地放大橫置在該第一區段37 底下的一物件100。為了照明該物件1〇〇，特別該表面 101 ’該照明本體30之第二區段38包括一光擷取層5〇。注 129922.doc -21 · 200905135 八 ，、，、 肀的一人造光21係由該光擷取層5〇加以 接收及偏轉，並且藤弓丨 ^ 導引至§亥表面ιοί上。因為該表面ιοί係 4’、置在。亥第一區段37底下而非在該第二區段38底下，所以 將“人w光21側邊偏轉。如圖4所說明，該已偏轉人造光 2Γ係從該第二區段38發#，但照明橫置在該第-區段37下 表面1 〇 1此配置係藉由圖5加以闡明’其顯示圖4之照 明裝置_—總體觀看。具有其表面⑻之物件刚橫置在 該照明本體30之第-區段37底下。至於特別在該照明本體 内’該表面圖案80之折射器構㈣係以一同心環狀之方 式配置。因為該照明本體3〇擁有小於該表面101之尺寸的 寬度33所以僅下面部分之表面101係由該Fresnel類型 透兄光子地放大。為了照明該表面】〇 i，以該光操取層$ 〇 將該第二區段38覆蓋。 ϋ 圖6中所示之照明裝置1〇包括一發光元㈣，其係配置 成與該外罩元件40相鄰。由該發光元件20所發射之人造光 21並未注入至該照明本體3〇中。反而，該人造光η直接地 …月β亥表面101。因此不必進行用以防止吸收該人造光幻 之I光兀件20與照明本體3〇間之任何適應。此外可輕易進 行《亥七光兀件20的一更才奐，而且不需該整個照明裝置(特 別照明本體30)之任何拆卸。 如圖7及8中所示，該照明裝置ig可包括複數個發光元件 2〇。較佳者該等發光元件2()係配置成與該等側面％、％，相 鄰：在圖7中’該等發光元件2〇係配置成兩列，彼此面向 省等側面36、36'。圖8中顯示另一具體實施例，其中該等 129922.doc -22- 200905135 發光元件20圍繞該整個照明本體3〇之邊界。由於以下事 實：該所需總光通量並非由單-而是由複數個發光元件⑼ 加以發射，所以可縮減該個別光輸出進而每_發光元件2〇 之尺寸。因此實現該照明裝置10(特別是照明本體3〇)的一 薄型設計。 為了達成使用該照明裝置10當作一火把之能力，揭示一 種聚光器元件90。圖9中顯示該聚光器元件9〇的一斷面， 其係連接至該照明本體30的一縱向側36。注入至該照明本 體30中而且並未或恰好由該光擷取層5〇放大地偏轉之人造 光21可離開垓該照明本體3 〇，如所希望不致照明該表面 1 〇 1。為了使用該人造光21之此部分，該聚光器元件9〇包 括一光傳導材料，其組態成用以接收並且引導該人造光21 之至一部分。因此，該聚光器元件9〇包括一表面構造 91，其在該所示範例中擁有—鋸齒狀結構。此表面構造91 亦可形成一 Fresnel類型透鏡，用以聚焦離開該聚光器元件 90之人造光。此外，該聚光器元件9〇可包括一夾子構件 92 ,其中該夾子構件92係與該照明本體3〇的一第二夾子構 件93同作。透過該夾子構件92與該第二夾子構件％的一連 接’该聚光器元件90係可反轉地附接至該照明本體3〇。 圖1 〇中顯示該聚光器元件9〇之效果。人造光2丨從該左側 進入该照明本體3 0 ^該人造光2丨之一部分將穿透該光擷取 層50 ’而且透過頂側離開該照明本體3 〇。該人造光2〗之其 他部分將由該光擷取層5〇放大地偏轉，而且在一小角度下 透過該底表面35離開該照明本體3〇。該人造光21的一第三 129922.doc -23- 200905135 部分將透過該侧面36離開該照明本體30。端視該聚光器元 件90之尺寸，因此該人造光21之上述部分並且僅上述部分 之一小部分將進入該聚光器元件90。因為該聚光器元件9〇 包括一光傳導材料’所以將不使該人造光21衰減》該聚光 器元件90之外表面包括一表面構造91，其組態成用以接收 並且偏轉該已收集之人造光21。該表面構造91擁有用以將 離開該聚光器元件90之人造光2 Γ之通量成形至一已聚焦或 (如此處所示）一平行通量之能力。因此，該照明裝置1 〇可 用以當作一火把。 揭示之照明裝置10具有以下優點：其能夠同時照明及光 學地放大該表面101。一潛在使用者透過包括形成該 Fresnel類型透鏡之表面圖案8〇之照明本體3〇而看見。為了 確保：永遠均一照明該表面1〇1，本發明之另一具體實施 例揭示.該照明裝置1 〇包括至少一第一發光構件1 1 〇及一 第二發光構件120，其中該第一發光構件11〇及該第二發光 構件120係組態成用以照明該表面1〇1之至少部分不同區段 102、102'。此具體實施例利用至少兩發光構件，其係安裝 在離該Fresnel類型透鏡之一中心84可變距離。為了澄清各 別第一及第二發光構件之位置，圖1〇中標示該Fresnel類型 透鏡之中心84。透過將該第一 11〇及該第二發光構件12〇定 位在與該透鏡之中心84不同之距離，將永遠均一地照明該 表面101，而舆該照明本體3〇相對於該物件1〇〇之距離無 關。 圖11中顯示該照明本體30之一部分的一斷面。該透鏡84 I29922.doc -24- 200905135 之中心係示意地繪示成一垂直線。該第一發光構件11〇係 由嵌入該表面圖案80之兩折射器構件81内之兩光纖所形 成。同時該第二發光構件12〇係由嵌入該照明本體3〇之另 一折射器構件81内的一光纖所形成。該第二發光構件12〇 之位置較該第一發光構件110之位置更靠近該1?1^31^1類型 透鏡之中心84。各別由該等第一 11〇及第二發光構件12〇所 發射之人造光21、21，係於該發光元件2〇内產生，而且注入 至§亥等光纖中。以上所述傳輸該人造光21、21，，而且允許 往該物件100之方向之人造光21、2Γ的一已控制出耦合。 各別形成該第一、該第二發光構件11〇、12〇之每一光纖可 與一個別發光元件20連接。該使用者可藉由一按鈕啟動該 所欲發光元件20。端視該照明裝置1〇至該表面1〇1之距 離，該使用者可在各連接至該等發光構件11〇、12〇之兩發 光元件20間選擇，以達成該表面ι〇1的一均一照明。 在圖11中，該第一110及該第二發光構件12〇係由複數個 .可將其輕易地嵌入形成 光纖所形成。光纖擁有以下優點： 該Fresnel類型透鏡之折射器構件81之溝槽内。此外，光纖 擁有一極小直徑，並且可遠離該透鏡之中心84而定位。此 外，甚至可將產生該人造光21、21ι之發光元件2〇相對於該 照明本體3 0而遠端地放置。 在圖12所示的一替代具體實施

及/或第二發光構件120係該發光元件本身。因此，人造光

129922.doc 。因此，人造光 120產生。 •25- 200905135 再次可將發光構件110 ' 120兩者定位在由該折射器構件8 i 所形成之照明本體3 0之表面。此外，將該等第一及第二發 光構件110、120黏著在一反射構件13()。該反射構件13〇具 有用以防止眩光之優點。並未往該物件1 〇 〇傳播之人造光 2 1、21'可進入該照明本體30，因而刺激該照明裝置丨〇的一 使用者。為了防止此，該反射構件丨3 〇以僅照明該物件1 〇〇 之此一方式反射該人造中21、21，。該反射構件13〇可由一 面鏡及/或反射塗層形成。 圖1 3中顯示該照明裝置丨〇之另一具體實施例。在此具體 實施例中，該等第一 11〇及第二發光構件12〇係由光纖所形 成’其係使用低反射率黏著劑嵌入該照明本體3〇中。為了 防止眩光，藉由該反射構件13〇屏蔽該等光纖，該等反射 構件係由黏著在該光纖之頂部的一箔狀薄片所形成。圖i 3 說明該已修改照明裝置10照明該表面1〇1之至少部分不同 區段102、102’之能力。端視該照明裝置1〇至該表面1〇ι的 一距離，一使用者可選擇僅啟動該第一發光構件11〇。由 一發光元件20所發射之人造光21係注入至該發光構件丄 中，而且以照明該表面1〇1之一大區段1〇2之此一方式加以 發射。該使用者果真決定減少該照明裝置1〇相對於該表面 1〇1之距離，則可能再也無法均一地照明該使用者之視 野。尤其往該透鏡之中心84之光通量可能減少。因此，該 使用者可另外或替代地啟動將該人造光21，注入至該第二發 光構件120中的一第二發光元件。此人造光21，照明該表面 101的一部分不同區段丨〇2。因此，藉助於該照明裝置1 〇， 129922.doc • 26- 200905135 一使用者仍然具有該表面1 0 1之點的一均一照明。 該等第一 110及第二發光構件120可同時形成空腔，其係 以冷光材料加以填充，以便修改發射自該等發光構件u〇 及120之光之色彩。例如購自BASF2Lum〇gen之有機冷光 材料係一較佳之冷光材料，因為有機材料在該發光構件及 /或該照明本體30中很容易分散。該照明本體可包括以冷 光材料填充之空腔，其與該等發光構件11〇及12〇分開。發 f 射自此等空腔内之冷光材料之光不應直接到達該使用者， 以便不擾動照明之物件100之檢視。因此，較佳者，在面 向"亥使用者之側以一反射層覆蓋該等空腔，以便將往該使 用者發射之光反射回至照明之物件丨〇〇。 【圖式簡單說明】 此等圖式係： 圖1顯示具有一照明本體及一發光元件的一照明裝置， 圖2顯示該發光元件與該照明本體間具有一照明間隙之 U 照明裝置， 圖3顯示圖2之照明本體的一截斷， 圖4顯示該照明裝置之另一具體實施例， 圖5顯示圖4之照明裝置的一俯視圖， 圖6顯示該照明裝置之另一具體實施例， 圖7顯示具有兩列發光元件之照明本體，以及 圖8顯示由複數個發光元件所圍繞之照明本體。 圖9顯示具有聚光器元件之照明本體， 圖10顯示具有該聚光器元件之照明本體之另一具體實施 129922.doc -27- 200905135 例， 圖11顯示具有一第一發光構件及一笫-恭出姓 乐一發光構件之照明 本體， 、 圖12顯示該等第一及第二發光構件之另一具體實施例， 以及 圖13顯示具有該等内嵌之第一及第二發光構件之照明本 體之另一具體實施例。 【主要元件符號說明】 10 照明裝置 15 照明間隙 20 發光元件 21、2Γ 人造光 30 照明本體 33 該照明本體3〇之寬度 34 該照明本體3〇之頂表 35 該照明本體3〇之底表 36、36' 該照明本體30之側面 37 第一區段 38 第二區段 40 外罩元件 50 光操取層 51 偏轉構件 52 該偏轉構件5 1之面 53 該偏轉構件5 1之凸緣 129922.doc -28- 200905135 54 該光擷取層之角度 60 太陽電池 61 電池 62 驅動器 80 表面圖案 81 折射器構件 82 該折射器構件8 1之刻面 83 該折射器構件8 1之凸緣 84 該Fresnel類型透鏡之中心 100 物件 101 物件100之表面 102 ' 102' 表面1 0 1之區段 110 第一發光構件 120 第二發光構件 130 反射構件 ( 129922.doc -29-

Claims (1)

1. 200905135 十、申請專利範圍： 1· 一種用於照明一表面（101)之照明裝置（10), 其具有至少一發光元件（20)及一照明本體（30)，其中 該發光元件（20)發射一人造光（21、2Γ)， 一外罩元件（40)包括該發光元件（20)並且支撐該照明 本體（30)， 該照明本體（30)包括一透明光傳導材料，其適合用於 ^ 照明橫置在下方之表面（1 〇 1)， " 其特徵為： 邊照明本體（30)包括一表面圖案（8〇)，其形成一 Fresnel類型透鏡，用以光學地放大該表面（1〇1)。 2. 如請求項丨之照明裝置（1〇)， 其特徵為：該表面圖案（80)包括複數個折射器構件 (81)，其中以該表面圖案（8〇)覆蓋該照明本體（3〇)之表面 (34、35、36、36’）之一較佳，該照明本體（3〇)及該表面 I 圖案（80)係一片更佳。 3. 如請求項2之照明裝置（1〇)， 其特徵為：每一折射器構件（81)係組態成一方面光學 地放大該表面（⑻），而另—方面接收並絲該人造光 (21、21，）從該發光元件（2〇)偏轉至該表面（ΐ()ι)上。 4. 如鈉述請求項中任一項之照明裝置（1 〇)， 其特徵為： 對於由該表面（101)所反射之人造光（21、

   上之一周遭之光， 牟边明，而且對於落至該表面圖案 該表面圖案（80)係透明。 129922.doc 200905135 5. 如刚述請求項中任一項之照明裝置（ίο) ’ 其特徵為：該發光元件（20)係配置成與該照明本體 (3〇)的—側面（36、36')相鄰，一照明間隙（15)宜係配置 於6衾發光元件（20)與該照明本體（30)之側面（36、36，）之 間。 6. 如則述請求碩中任一項之照明裝置（10) ’ 其特徵為：該發光元件（20)係配置於該照明本體（3〇) 底下。 如則述請求項中任一項之照明裝置（10)， 其特徵為：該照明本體（3 0)包括一光擷取層（5〇)，其 經組態以接收並且將該人造光（21、21')從該發光元件 (20)偏轉至該表面（101)上，該光擷取層（5〇)宜包括一表 面結構。

   如請求項7之照明裝置（10)， 特徵為.該照明本體（3〇)包括一第一區段（37)及一 第二區段（38)，其中該第一區段（37)之至少一部分係以 表面圖案（8〇)加以覆蓋，且其中該第二區段（38)之至 ’ 4 77係以該光擷取層（50)加以覆蓋0 如刖述請求項中任一項之照明裝置（1〇)， 〃特徵為.該照明裝置（1〇)包括複數個發光元件 (20) ’其係配置成與該照明本體(3〇)之 ％ 鄰。 1〇·物’其用以承載如前述請求項中任-項之照明 裝置（10)， 129922.doc 200905135 其中該黏著物將該照明裝置（1 〇)定位在離該表面（1 〇 1) —距離，因而可放大檢視該表面（101)。 11·如前述請求項中任一項之照明裝置（10)，其特徵為：該 照明坡置（10)包括一聚光器元件（90)，其中該聚光器元 件（9〇)經組態以接收並且將該人造光（21、21，）之至少一 部分引導離開該照明本體（30)。 12. 如請求項11之照明裝置（1〇)，其特徵為：該聚光器元件 (9〇)係配置在該照明本體（3〇)的一縱向側。 13. 如請求項11或12之照明裝置（10)，其特徵為：該聚光器 元件（90)包括一表面構造（9丨），該表面構造（9丨）宜係鋸齒 狀，包括一介於0.1。與5。間之構造角，其中以介於〇2。與 3°間之角度較佳，以介於0.25。與2〇間之角度更佳，且該 表面構造（91)最好形成一 Fresnel類型透鏡。 汝明求項11至13之照明裝置（丨〇),其特徵為該聚光器元 件（90)係可反轉地附接至該照明本體（3〇)，該聚光器元 件（9〇)宜包括-夾子構件（92)，其中該炎子構件（92)係與 該，明本體⑽的一第二夾子構件(93)同作，以將該聚 光器元件（90)附接至該照明本體（3〇)。 15.如請求項U14之照明農置⑽，其特徵為：該聚光器 件（90)包括彳變更透鏡元件，其中該可變更透鏡元 件以由一 LC(液晶）結構形成較佳。 16·如前述請求項中任—項 明裝置（10)包括至少— 構件（120)，其中該第— 之照明裝置（1 0) ’其特徵為該照 第一發光構件（110)及一第二發光 發光構件（11 〇)及該第二發光構件 129922.doc 200905135 面（1〇1)之至少部分不同區段 (120)經配置以照明該表 (102、1〇2丨）。 17. 特徵為：該第—發光構 配置於該等折射器構件 如請求項16之照明裝置（1〇)，其 件（110)及疾弟一發光構件（12〇)係 (81)之間。 18.如請求項16之照明裝置 豆 八特徵為.该第—發光構 牛（1 〇)及該第二發光構件（1^ 内。 （）係配置於照明本體（30) 19.如請求項16至18之照明裝置⑽，其特徵為：該第一發 光構件（110)及/或該第二發光構件（120)係光纖，該第一 發光構件(110)及/或該第二發光構件(120)宜係以一色彩 構件加以摻雜，其中該色彩構件藉由吸收及再發射將該 人造光（21、21，）之波長移位。 20.如請求項16至19之照明裝置⑽，其特徵為：該第一發

   光構件⑴〇)或該第二發光構件(120)中至少一者係該發光 元件（20)。 21. 如請求項16至20之照明裝置（1〇)，其特徵為：該照明裝 置（10)包括至少-反射構件〇 3〇)，其中該反射構件⑴〇) 反射該人造光（2卜2Γ)，該反射構件（13〇)宜係配置成與 該第—發光構件（110)及/或該第二發光構件（12〇)相鄰。 22. 如請求項21之照日月裝置⑽，其特徵為：該反射構件 (130)係—面鏡及/或一反射塗層。 129922.doc