TW201441544A - 具有全內反射鏡片之槽形照明系統 - Google Patents

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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

本發明揭示一種用於有效地透射及分佈自一光源發射之光以使得將實質上所有該光引導至一待照射區域中之系統及方法。該系統提供包含具有全內反射(TIR)之一或多個高效率光學鏡片之一槽形照明器，以使得自一光源收集之實質上所有光皆以良好光度均勻性通過該等鏡片。該等鏡片可靈活組態以視特定光照應用之需要而控制透過該等鏡片輸出之該光之分佈輪廓。在一或多項實施例中，包含漫射體、反射體、間隔及諸如此類之其他裝置及技術可用以進一步控制透過該等鏡片輸出之該光之該分佈輪廓。

Description

具有全內反射鏡片之槽形照明系統
本發明一般而言係關於照射系統。更特定而言，本發明係關於一種包含全內反射鏡片之照射系統。
照射系統係工業、住宅、商業及建築設計之一重要方面且涵蓋各種各樣之成本及技術考量。將大多數習用照射系統視為係直接、間接或直接-間接照射。
在直接照射系統之情形中，照射源(例如，下射燈)通常係可見的，其通常呈現諸如顯著量之眩光、高表面亮度及諸如此類之缺點。為了減輕此等缺點，諸如擋板或鏡片之遮光元件通常用以覆蓋或實質上環繞光照源(例如，一螢光燈)。然而，遮光元件未完全消除此等缺點。遮光元件亦不能(特定而言)在其中未直接觀看到燈之表面之區域中產生最佳光學效率。
間接照射系統通常用以減輕與直接照射相關聯之缺點中之諸多缺點，上文陳述該等缺點中之一些。在間接照射系統中，照射源(例如，上射燈)安裝於一燈槽下面以使得光朝向一待照射區域反射(間接地)。儘管間接照射系統避免與直接照射系統相關聯之缺點中之某些缺點，但其引入所反射之光通量或流明之一實質損失，且因此係比直接照射系統顯著較不有效的。
在直接-間接照射系統中，使用直接照射燈及間接照射燈兩者。儘管直接-間接照射系統在與間接照射系統相比時提供所透射流明之某些改良，但其仍引入與直接照射系統相關聯之缺點中之諸多缺點。
諸如抛物面及稜柱形燈槽之其他習用照射系統亦具有缺點。舉例而言，抛物面及稜柱形燈槽通常引入與不一致亮度及光照型樣相關之(特定而言)移動觀察者之分心。另外，稜柱形燈槽通常在被照射區域之上部壁係暗的之情況下遭受減小之光照效率及「孔穴效應」。
在光照系統設計程序期間，光照系統效率係一重要考量。在設計期間，一特定照射源之選擇將在很大程度上取決於設計目標、特定應用之技術要求及經濟考量。其他設計因素包含照射源分佈特性、流明封裝、美學外觀、維護、生產率及光照源。
光照源可係最重要考量中之一者。已知光照源包含(舉例而言)白熾燈泡、螢光燈泡或燈，且更近來諸如發光二極體(LED)之固態光照源。
然而，白熾燈泡係眾所周知能量低效的，其中由燈泡消耗之電之大致百分之九十(90%)作為熱而非光被釋放。螢光燈係比白熾燈泡實質上更能量有效的(達約十之一因數)。因此，螢光燈最通常係(特定而言)工業及商業應用之光照系統設計者之偏好。然而，LED係比螢光燈甚至更能量有效的-使用能量之一分率發射與白熾燈泡及螢光燈相同之流明。
除係為更能量有效的之外，LED亦提供在與白熾燈泡及螢光燈相比時之一實質上較長操作壽命。舉例而言，一LED之操作壽命係約70,000小時。相比而言，螢光燈往往持續高達約20,000小時且白熾燈泡係約1000小時。其他LED優點包含經改良之實體穩固性、減小之大小及較快切換。儘管其提供諸多優點，但對於在光照應用中之使用而言，LED係相對昂貴的且需要更多電流及熱管理。
儘管LED可經組合以產生混合色彩，但習用LED不能自其作用層產生白色光。可僅藉由組合其他色彩產生白色光。因此，由LED用以產生白色光之特定方式可在將LED視為一光照源時係一重要因素。
一種用於組態LED來產生白色光之傳統方法係諸如鏡面反射體系統之多色彩光源之使用。另一方法包含多色彩磷光體或染料之使用。然而，此等方法中之每一者具有包含引入陰影、色彩分離及/或在觀看角度之整個範圍上之不良色彩均勻性之顯著缺陷。此等缺陷之一種解決方案包含使用一漫射體來散射來自各種(亦即，多個)源之光。然而，一漫射體或擴散材料之使用可致使顯著光學損失且可添加顯著費用。
在給出前述缺陷之情況下，因此需要具有期望之光分佈及照度均勻性之一低成本光學有效光照系統。亦需要用於控制具有最小光學損失之一光照源之光輸出分佈之簡單低成本系統及方法。
本發明之實施例提供一種光照系統，其包含一電總成及互連於該電總成內之複數個固態光照裝置，該複數個固態光照裝置各自經組態以發射一各別光射線。該等裝置中之每一者以操作方式耦合至反射由該裝置發射之該光射線之一鏡片。該鏡片可包含各自由具有高光學效率之一半圓柱形棒形成之一或多個鏡片。在操作中，基於來自由以下項組成之群組之至少一者而反射該光射線：該鏡片距該裝置之距離、一第一鏡片距一第二鏡片之距離、該鏡片相對於該裝置之一光學軸之一角度及該裝置之一表面距一反射體之頂部之距離。
在實施例中，該一或多個半圓柱形鏡片經組態以在操作中允許自該線性光源陣列發射之實質上所有光以可控制地引導由該等鏡片輸出之光之分佈之一方式通過該等鏡片。
在至少另一態樣中，該等實施例提供一種槽形照明系統，其包 含具有一線性發光二極體陣列及與該光照源光學連通之一鏡片之一光照源。該光照源經組態以將光發射至該鏡片上。該鏡片提供全內反射且經組態以透射由該光照源發射之實質上所有光。亦可視情況與該光照源光學連通地包含一反射體及漫射體。該反射體經組態以反射由該光照源發射之光。該漫射體經組態以融合由該鏡片透射之光與由該反射體反射之光以使得該光經融合以產生光之一更均勻分佈。在操作中，該鏡片可組態以將光之該透射可控制地引導至一待照射區域上。
在另一態樣中，該等實施例提供一種光照方法，其包含：提供發射光之一線性發光二極體陣列；定位與該等發光二極體光學連通之具有全內反射之一或多個半圓柱形鏡片；及視情況調整該一或多個鏡片之位置以便改變由該等鏡片輸出之光之分佈。在操作中，使由該等發光二極體發射之實質上所有光通過該一或多個半圓柱形鏡片且將其可控制地引導至待照射之一物項或區域上。
下文參考隨附圖式更詳細地闡述本發明之其他特徵及優點以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明並不限於本文中所闡述之特定實施例。此等實施例僅出於說明性的目的而呈現於本文中。基於本文中所含有之教示，額外實施例將對熟習相關技術者顯而易見。
100‧‧‧槽形照明系統/系統/總成/系統
110‧‧‧光照條帶/伸長之光照條帶
112‧‧‧發光二極體陣列/陣列
112a至112n‧‧‧發光二極體
114‧‧‧印刷電路板
120a‧‧‧鏡片/半圓柱形鏡片/高光學效率鏡片
120b‧‧‧鏡片
122‧‧‧邊界層
123‧‧‧光/光射線
125‧‧‧燈槽
200‧‧‧照明系統
210‧‧‧光照條帶
220a‧‧‧鏡片
220b‧‧‧鏡片
225‧‧‧燈槽
230‧‧‧反射體
240‧‧‧漫射體
250‧‧‧圖式/極燭光圖/燭光光圖式
255‧‧‧光分佈區域
300‧‧‧槽形照明系統/照明系統
310‧‧‧光照條帶/伸長之光照條帶
320‧‧‧鏡片
325‧‧‧燈槽
330‧‧‧反射體
340‧‧‧漫射體
350‧‧‧極燭光圖
355‧‧‧寬光分佈區域
400‧‧‧照明系統
410‧‧‧伸長之光照條帶
420a‧‧‧單個偏移鏡片/偏移鏡片/鏡片
425‧‧‧燈槽
430‧‧‧反射體
440‧‧‧抛物面漫射體
442‧‧‧伸長之光照條帶
444a至444d‧‧‧鏡片
446‧‧‧反射體
447‧‧‧燈槽
448‧‧‧抛物面漫射體
450‧‧‧照明系統
452‧‧‧光照條帶/伸長之光照條帶
454‧‧‧燈槽
456‧‧‧光導引器/丙烯酸導引器/導引器
458‧‧‧反射體
459‧‧‧光漫射體/漫射體
460‧‧‧槽形照明系統
462‧‧‧光學稜鏡/稜鏡
470‧‧‧槽形照明系統/照明系統
472‧‧‧伸長之光照條帶
474a‧‧‧鏡片
474b‧‧‧鏡片
476‧‧‧燈槽
478‧‧‧反射體
480‧‧‧漫射體/半峰全寬漫射體
490‧‧‧照明系統
492a‧‧‧伸長之光照條帶/伸長之光照總成
492b‧‧‧伸長之光照條帶/伸長之光照總成
494a‧‧‧鏡片
494b‧‧‧鏡片
496‧‧‧燈槽
498‧‧‧反射體
499‧‧‧角度FWHM漫射體
D‧‧‧尺寸/參數
H‧‧‧高度
L‧‧‧長度
W‧‧‧寬度
x‧‧‧尺寸/例示性較佳距離/參數
y‧‧‧尺寸/參數
θ‧‧‧尺寸/參數
併入本文中且形成說明書之部分之隨附圖式圖解說明本發明且與說明一起進一步用於闡釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠製作及使用本發明。
圖1A至圖1C係根據本發明之一實施例之一槽形照明系統之圖解說明。
圖1D係根據本發明之一實施例之如圖1A至圖1C中所展示之槽形照明系統之一鏡片之一圖解說明。
圖1E係如圖1A至圖1C中所展示之一槽形照明系統在使用中之一光射線追蹤模型之一例示性圖解說明。
圖2A至圖2C係具有一窄蝙蝠翼形光分佈之本發明之槽形照明系統之一實施例之圖解說明。
圖3A至圖3C係根據本發明之實施例之具有一寬蝙蝠翼形光分佈之槽形照明系統之圖解說明。
圖4A至圖4E係根據本發明之槽形照明系統之替代實施例之圖解說明。
圖5係根據本發明之實施例之用於利用一光照系統之一方法之一圖解說明。
圖式僅係出於圖解說明較佳實施例之目的且不被解釋為限制本發明。在給出能夠實施圖式之以下說明之情況下，本發明之新穎態樣應對熟習此項技術者變得顯而易見。
以下詳細說明僅係在本質上例示性的且並非意欲限制本文中所揭示之應用及用途。此外，不存在藉由前述背景或發明內容或者以下實施方式中所呈現之任何理論束縛之意圖。讀取本文中所提供之教示之熟習此項技術者將認識到其範疇及其中本發明將具顯著效用之額外領域內之額外修改、應用及實施例。
儘管本文中先前連同LED一起闡述本發明之實施例，但概念亦適用於包含固態光照裝置之其他類型之光照裝置。固態光照裝置包含(舉例而言)LED、有機發光二極體(OLED)、半導體雷射二極體及諸如此類。類似地，儘管本文中將固態光照裝置圖解說明為實例，但本文中所揭示之技術及設備容易地應用於其他類型之光源(諸如白熾、非鹵化、其他聚光燈源及諸如此類)。
圖1A係槽形照明系統100(圖1B中所展示)之一光照條帶110之一 俯視圖圖解說明。如圖1A中所圖解說明，伸長之光照條帶110包含在其中定位之一LED陣列112(包含個別LED 112a至112n)。以實例之方式，LED陣列112可安裝於伸長之光照條帶110內。在圖1A之實例中，伸長之光照條帶110由諸如一散熱片之一被動熱交換器形成。圖1B提供定位於伸長之光照條帶110內之LED 112a至112n中之一者之一更詳細圖解說明。
LED陣列112之LED 112a至112n中之每一者安裝於且互連於一印刷電路板(PCB)114內以促進電力至陣列之施加。僅出於圖解說明及非限制之目的，圖1B提供LED 112a之一更詳細視圖。如圖1B中所展示，陣列112之例示性LED 112a包含與LED 112a光學連通之一或多個半圓柱形鏡片(諸如鏡片120a及120b)。LED陣列112之剩餘LED 112b至112n中之每一者亦與鏡片120a及120b光學連通。在圖1B中，LED 112a及鏡片120a/b可安裝於一燈槽125中，如圖1C中所圖解說明。
往回參考圖1B，PCB 114附接至伸長之光照條帶110(亦即，被動熱交換器)以使得由伸長之光照條帶110產生之熱耗散至周圍空氣中以冷卻系統100。
光照條帶110及鏡片120a/b形成可經組態以將自光照條帶110輸出之實質上所有光透射至一待照射區域上之一光透射單元。LED 112a至112n之發射面較佳地以一直接照射組態定向，亦即相對於伸長之光照條帶110向下面向。鏡片120a/b以一方式(對稱或不對稱)配置以使得將自LED 112a至112n之一個區(例如，一中心區)輸出之光引導至另一區(例如，離軸)。藉由使以下項中之一或多者變化而使光可以良好燈槽照度均勻性以一光學有效方式分佈：(i)鏡片120a/b距LED 112a至112n之距離；(ii)鏡片120a距鏡片120b之距離；(iii)鏡片120a/b相對於LED 112a至112n之一光學軸之一角度；及(iv)LED 112a之一表面距燈槽125之頂部之距離。
LED陣列112內之LED 112a至112n互連於群組或叢集中以在適當地經混合時產生一暖白色光輸出。各種已知技術可用以產生白色光。舉例而言，LED 112a至112n可與使用BSY LED與紅色LED(R)之一組合之由熟習此項技術者眾所周知之一藍色偏移黃色加紅色(BSY+R)LED光照技術相容。BSY係指在藍色LED光之一分率由一黃色磷光體塗層進行波長轉換時所產生之色彩。所得光輸出係除藍色源光之外的一黃色-綠色色彩。BSY光及紅色光在適當地經混合時產生一暖白色光。因此，BSY+R LED光照方案將適合於產生適於與槽形照明系統100一起使用之一暖白色光。
以進一步實例之方式，LED 112a至112n亦可與包含使用一紅色、綠色及藍色(RGB)LED方案之另一例示性已知技術相容。RGB LED方案可用以產生各種光色彩，包含適於與槽形照明系統100一起使用之白色光。儘管本文中已論述BSY+R及RGB光照方案，但其僅提供為實例。因此，應理解，其他LED光照方案將在本發明之精神及範疇內且可用以產生一所期望輸出光色彩。
圖1D係與LED 112a至112n相關聯之半圓柱形鏡片(諸如鏡片120a)中之一者之一例示性形狀之一圖解說明。以實例之方式，半圓柱形鏡片120a由一低成本丙烯酸(例如，具有一半圓柱形輪廓之一擠製丙烯酸棒)製成。半圓柱形鏡片120a由長度L、寬度W及高度H界定。鏡片120a/b之各種例示性近似尺寸在本發明之實施例之精神及範疇內。此等例示性近似尺寸取決於既定應用及相關聯之技術要求。以實例之方式，典型住宅及商業應用可需要跨越在長度上數英吋至數英尺、在寬度上0.5英吋至3英吋及在高度上0.25英吋至1.5英吋之鏡片120a/b。適合於與本發明之系統一起使用之市售擠製丙烯酸棒包含(舉例而言)可自San Diego,CA之Ridout Plastics Co.Inc.購得之ePlasticsTM半圓棒。例示性相容型號包含ARCHALF.500、ARCHALF.625、ARCHALF.750 及ARCHALF1.000。儘管已就適合近似尺寸闡述包含半圓柱形鏡片120之槽形照明系統100，但在不背離本發明之情況下可使用適合於既定應用及光照要求之其他尺寸。
如圖1B中所圖解說明，槽形照明總成100包含尺寸D、θ、x及y(尺寸y展示於圖3A中)。尺寸D界定鏡片120a/b在具有最寬間距的鏡片120a/b之端上之點處之分開距離。尺寸θ界定鏡片120a/b之分開角度。在某些實施例(例如，具有一單個鏡片120a之實施例)中，θ可相對於LED 112a之一垂直軸或光學軸來界定。尺寸x界定伸長之光照條帶110與鏡片120a/b之間的分開距離。尺寸y界定伸長之光照條帶110與一燈槽反射體(此處未展示)之頂部之間的分開距離。
尺寸D、θ及x以及y界定總成100之光分佈。隨著D及θ增大，光之分佈進一步散佈開(亦即，在一較寬區域上)。隨著D及θ減小，光之分佈聚焦於一更窄區域上。隨著x增大，來自耦合至鏡片120a/b中之LED 112a至112n之光之量減小(亦即，光之角分佈之一較小分率受鏡片120a/b影響)。耦合至鏡片120a/b中之光之分率之此減小影響照明光輸出分佈。由此得出，隨著x減小，來自耦合至鏡片120a/b中之LED 112a至112n之光之量增大且光之角分佈之一較大分率受鏡片120a/b影響。在至少某些實施例中，隨著y增大，更多光由反射體(未展示)反射。針對最佳效率之一例示性較佳距離x係大致1英吋或更小。應注意，毗鄰伸長之光照條帶110之鏡片120a/b之頂部緊密地定位在一起，例如，小於大致0.5英吋間隔但不接觸以便幫助熱耗散。
此外，當自系統100正下方觀看時個別LED 112a至112n不應係可見的，亦即，系統100應具有特殊Nadir光度。在鏡片120a/b之頂部之間的大致0.5英吋之一分開距離及大致1英吋或更小之一x值處，由伸長之光照條帶110發射之實質上所有光(亦即，85%至95%或更多)透過鏡片120a/b進行全內反射。應注意，儘管展示鏡片120a/b之一對稱分 開，但在不背離本發明之情況下設想包含鏡片120a/b之不對稱分開、鏡片120a/b之不對稱定位(亦即，相對於一垂直軸呈一不對稱角度)及/或不對稱數目個鏡片120a/b之其他實施例。此外，在不背離本發明之情況下多個鏡片120亦可用以靈活地且可預見地控制光之分佈。
如圖1E之射線追蹤模型中所圖解說明，高光學效率鏡片120a/b允許由LED 112a至112n輸出之實質上所有光123透射穿過鏡片120a/b。鏡片120a/b具有一半圓柱形形狀且在毗鄰LED 112至112n定位時產生全內反射(TIR)之光學現象。由於鏡片120a/b之丙烯酸具有比毗鄰媒體高之一折射率(亦即，丙烯酸之折射率高於毗鄰空氣之折射率)，因此TIR發生且致使由LED 112a至112n輸出之實質上所有光射線123將反射回(在內部)於媒體內，亦即，於鏡片120a/b內。此現象致使實質上所有光射線123沿著鏡片120a/b與毗鄰空氣之間的邊界層122行進且允許基於鏡片120a/b之組態靈活地引導光射線123，如上文所論述。鏡片120a/b之外表面124亦可經粗糙化以形成一空間擴散層，該空間擴散層致使光射線123反射，藉此激勵光射線123之更多融合或混合。光之增加之融合產生具有較高均勻性及較少眩光之一更平衡及視覺上令人愉悅的光。
槽形照明系統100之組件可靈活地配置成各種組態以便產生眾多所期望光分佈輪廓。下文所論述之圖2A至圖4E，圖解說明包含相關聯之光分佈輪廓之槽形照明系統100之實施例之實例。光分佈輪廓提供與光輸出相關之各種資料，包含每一實施例之極燭光圖、光量測資料及Nadir光度輪廓。光分佈輪廓提供每一實施例之光輸出之一綜合輪廓且可由光照設計者用以組態槽形照明系統以便達成一所期望光分佈。
極燭光圖(例如，圖式250)以圖形方式圖解說明在相對於Nadir之特定方向(亦即，直下)處之輸出光強度。強度係在垂直軸(向下)上且 徑向線指示呈10度增加量之仰角。以燭光(cd)為單位之發光強度指示在一特定方向上產生之光之量。發光強度以圖形方式彙編至指示在遠離0度燈軸或Nadir之每一角度處之光之強度之極格式圖表中。
(舉例而言)下文表1及表2中所展示之光量測資料列出與輸出光相關之各種量測。此等量測包含(舉例而言)所量測通量、照明(LORL)之光輸出比率、向下通量分率(DFF)、燈因數及諸如此類。以流明(lm)為單位之所量測通量或光通量，指示在不考量方向之情況下由一源產生之總光量。LORL提供在內側及藉由透過光配件之透射兩者之光能之損失之一指示。隨著光能之損失減小，LORL增大。較高LORL指示更有效系統。將80%至85%之範圍中之LORL視為係光學有效的。將高於85%之LORL視為係高光學有效的。DFF指示經下對上引導之光之百分比。燈因數提供與一特定燈具相關之光度資訊。
以lux(lx)為單位之照度，提供到達一表面之光之數量之量測。影響照度之三個因素包含在表面之方向上之照明之強度、自照明器至表面之距離及到達光之入射角度。儘管照度不能由人眼偵測到，但其係規定設計中所使用之一共同準則。以每平方米燭光(cd/m2)為單位之光度，指示離開一表面且係人眼感知到之光之數量。僅與照度相比，光度指示更多關於一設計之品質及舒適度。一照明器之截光角指示在源或其所反射影像之亮度不再可見時垂直軸(或Nadir)與視線之間的角度。截光角係一光照系統中視覺舒適度之控制因素。
Nadir光度指示在自光照源正下方觀看時輸出光之品質及均勻性。較佳Nadir光度係舒適的且令人眼愉悅的，且不展示個別LED或未經融合之光。
圖2A至圖2B係具有一窄蝙蝠翼形光分佈之本發明之槽形照明系統300之一實施例之圖解說明。如圖2A中所圖解說明，照明系統200包含一伸長之光照條帶210，該伸長之光照條帶具有：包含個別LED 之一LED陣列、鏡片220a/b、反射體230及漫射體240。照明系統200可安裝於一燈槽225中。伸長之光照條帶210及個別LED緊接近於鏡片220a/b及反射體230兩者安裝。反射體230致使損失之或經散射之光在被輸出之前被反射且與其他光射線混合。漫射體240可係(舉例而言)一光塑形漫射體，例如，一20度半峰全寬(FWHM)漫射體。漫射體240係與LED總成210實質上間隔開的且致使在其中通過之光射線被融合藉此產生具有良好均勻性之一光輸出。
如圖2B中所圖解說明，照明系統200產生具有一窄蝙蝠翼形光分佈之一極燭光圖250。燭光光圖式250指示分佈於一窄間隔開之光分佈區域255上之更強烈光。
下文表1圖解說明照明系統200之例示性光量測資料。光量測資料展示指示高光學效率之大於89%之一LORL及大於99%之一DFF。照明系統200之Nadir光度具有輸出光之特殊品質及均勻性。
圖3A至圖3B係具有一寬蝙蝠翼形光分佈之本發明之槽形照明系統之一實施例之圖解說明。如圖3A中所圖解說明，照明系統300包含一伸長之光照條帶310，該伸長之光照條帶具有：包含個別LED之一LED陣列、鏡片320a/b、反射體330及漫射體340。照明系統300可安置於一燈槽325中。伸長之光照條帶310及個別LED緊接近於鏡片320a/b安裝。然而，伸長之光照條帶310及鏡片320a/b與反射體330及漫射體340兩者實質上間隔開地安裝。照明系統300產生具有指示具實質上均勻強度之光分佈於一寬光分佈區域355上之一寬蝙蝠翼形光分 佈之一極燭光圖350。下文表2圖解說明照明系統300之例示性光量測資料。光量測資料展示指示高光學效率之大於92%之一LORL及大於99%之一DFF。照明系統300之Nadir光度具有光輸出之特殊品質及均勻性。
圖4A至圖4E係本發明之槽形照明系統之替代實施例之圖解說明。根據圖4A之替代實施例圖解說明一單個偏移鏡片及產生一不對稱蝙蝠翼形光分佈之緊密間隔開之抛物面漫射體。如圖4A中所展示，照明系統400包含一伸長之光照條帶410，該伸長之光照條帶具有：一LED陣列、一單個偏移鏡片420a、一反射體430及一抛物面漫射體440。照明系統400可安裝於一燈槽425中。單個偏移鏡片420a經定位以使得平坦表面曝露於LED陣列且係相對於垂直呈大致一30度角度。伸長之光照條帶410與單個偏移鏡片420a及反射體430兩者稍微間隔開地安裝。抛物面漫射體440緊接近於單個偏移鏡片420a且環繞偏移鏡片420a及伸長之光照條帶410兩者。
根據圖4B之替代實施例圖解說明具有多個鏡片及產生一窄平坦底部光分佈之一緊密間隔開之漫射體之本發明之槽形照明系統470。如圖4B中所展示，照明系統450包含：一伸長之光照條帶442、鏡片444a至444d、反射體446及抛物面漫射體448。伸長之光照條帶442緊接近於鏡片444a/b而安裝於一燈槽447內。鏡片444c至444d放置於任一鏡片444a至444b之外周界上以使得通過鏡片444a至444b之任何光「經箝製」且傳送至抛物面漫射體448。鏡片444a至444b中之每一者 緊接近於鏡片444c至444d中之一者。鏡片444c至444d緊接近於實質上環繞所有鏡片444a至444d之抛物面漫射體448。
根據圖4C之替代實施例圖解說明具有一導引器及產生一中間孔隙光分佈之一漫射體之本發明之槽形照明系統。如圖4C中所展示之槽形照明系統460，利用折射及反射兩者來透射及引導由伸長之光照條帶452之LED輸出之光之分佈。系統包含一光導引器456、一光漫射體459及一光學稜鏡462。系統亦包含一反射體458。伸長之光照條帶452及/或包含光導引器456、漫射體459及光學稜鏡462之其他光照組件可形成可安裝於一燈槽454內之一光透射單元。漫射體459及光學稜鏡462形成擴散及散佈由伸長之光照條帶452之LED輸出之光之一稜柱形漫射體。光導引器456及光學稜鏡462經配置以使得自光照條帶452輸出之光透射穿過光學稜鏡462且至一待照射區域上。丙烯酸導引器456可由與鏡片420a/b相同之材料形成，關於圖1所論述。然而，導引器456體現一實質上伸長之形狀且實質上平行於伸長之光照條帶452之LED而定位以使得光沿著導引器456之長度被折射及導引。丙烯酸導引器456之一端毗鄰伸長之光照條帶452之LED而定位以使得由LED輸出之實質上所有光由導引器456收集且在導引器456內透射。一漫射體459毗鄰導引器456之相對端而定位以使得自導引器456發射之經聚焦光遍及一較大區域上。漫射體459致使光射線反彈及混合以使得光經融合。由光學級丙烯酸或玻璃形成之光學稜鏡462，使所擴散光透過光學稜鏡462之側(亦即，稜鏡462之左及右)反射，以使得將光選擇性地引導至一寬區域上。
根據圖4D之替代實施例圖解說明包含一反射體及產生一稍微蝙蝠翼形光分佈之漫射體之本發明之槽形照明系統470。如圖4D中所展示，照明系統470包含一伸長之光照條帶472，該伸長之光照條帶具有：一LED陣列、鏡片474a/b、反射體478及一漫射體480。漫射體 480可係(舉例而言)一光塑形漫射體，例如，一20度半峰全寬(FWHM)漫射體。伸長之光照條帶472及/或鏡片474a/b可安裝至燈槽476及/或漫射體480。伸長之光照條帶472緊接近於反射體478安裝。FWHM漫射體480安裝於反射體478上於伸長之光照條帶472之LED陣列與鏡片474a/b之間。鏡片474a/b緊接近於FWHM漫射體480。自LED發射之光中之至少某些光在通過融合及塑形光之FWHM漫射體480之前由反射體478反射。光然後通過鏡片474a/b且被引導至一待照射區域。
根據圖4E之替代實施例圖解說明包含一項雙間隔開之LED鏡片組態及產生一實質上窄且均勻光分佈之一間隔開之角度漫射體之本發明之槽形照明系統。如圖4E中所展示，照明系統490包含伸長之光照條帶492a/b，該等伸長之光照條帶各自具有：LED陣列、鏡片494a/b、反射體498及角度FWHM漫射體499。伸長之光照總成492a/b彼此間隔開且各自緊接近於反射體498。伸長之光照條帶492a/b之LED分別與一單個鏡片494a及494b緊密接近。伸長之光照條帶及/或鏡片494a/b可安裝於一燈槽496內且緊接近於反射體498。鏡片494a/b緊接近於FWHM漫射體499。自LED發射之光中之至少某些光在通過融合且塑形光之FWHM漫射體499之前由反射體498反射。光然後在被引導至一待照射區域之前通過鏡片494a/b。
如上文相對於圖1A至圖4E所論述之槽形照明系統之各種實施例可選擇性地經利用以將光之分佈可控制地引導至待照射之一物項或區域上。實施例中之每一者提供將自光源收集之實質上所有光可控制地引導至一物項或區域上之包含一或多個鏡片及一或多個光源(或光照總成)之光照系統之一獨特組態。光照系統可組態以引導光以使得實質上控制光輸出之分佈輪廓。
圖5提供根據本發明之一實施例之用於利用一光照系統之一方法。方法500提供對利用本文中所揭示之光照系統來可控制地引導光 之分佈以照射一物項或區域之一概述。如上文所論述，光照系統之實施例中之每一者提供可基於所提供之光照輪廓選擇性地利用之一實質上獨特光照輪廓。此外，光照系統之實施例中之每一者亦可經調整以進一步控制及引導光之分佈。圖5揭示用於利用本文中所揭示之系統可控制地引導光之一方法。在510處，方法以提供一實質上線性發光二極體(LED)陣列開始，其中LED發光。在520處，一或多個鏡片與LED光學連通地定位。鏡片經定位以使得將自LED發射之實質上所有光引導至待照射之一物項或區域上。在530處，鏡片之位置可視情況經調整以便改變由鏡片輸出之光之分佈。分別在520及530處，鏡片基於參數D、θ、x及y經定位及經調整，如關於圖1A至圖1E所論述。對鏡片之定位及調整允許自LED發射之實質上所有光靈活地透射穿過過鏡片以控制光在一寬光分佈輪廓範圍上之分佈，如關於圖2A至圖4E所概述。
特定而言根據前述教示，可由熟習此項技術者做出將仍由本發明涵蓋之替代實施例、實例及修改。此外，應理解，用以闡述本發明之術語意欲係為具說明性而非限制性詞語之性質。
熟習此項技術者亦將瞭解，上文所闡述之較佳實施例及替代實施例之各種調適及修改可在不背離本發明之範疇及精神之情況下經組態。因此，將理解，在隨附申請專利範圍之範疇內，可除如本文中特定闡述之外地實踐本發明。
100‧‧‧槽形照明系統/系統/總成/系統
125‧‧‧燈槽

Claims (20)

  1. 一種光照系統，其包括：一電總成；及複數個固態光照裝置，其互連於該電總成內，各自經組態以發射一各別光射線，其中每一裝置以操作方式耦合至反射由該裝置發射之該光射線之一鏡片；且其中基於來自由以下項組成之群組之至少一者而反射該光射線：該鏡片距該裝置之距離、一第一鏡片距一第二鏡片之距離、該鏡片相對於該裝置之一光學軸之一角度及該裝置之一表面距一反射體之頂部之距離。
  2. 如請求項1之光照系統，其進一步包括與該電總成及該複數個固態光照裝置連通之一燈槽。
  3. 如請求項2之光照系統，其進一步包括：一反射體，其與該燈槽連通，該反射體經組態以反射自該裝置發射之光。
  4. 如請求項2之光照系統，其進一步包括：一漫射體，其與該燈槽連通，該漫射體經組態以融合自該裝置發射之光。
  5. 如請求項4之光照系統，其中該漫射體係一光塑形漫射體。
  6. 如請求項1之光照系統，其中該鏡片包含至少兩個鏡片。
  7. 如請求項7之光照系統，其中該至少兩個鏡片包含具有全內反射之半圓柱形鏡片。
  8. 如請求項1之光照系統，其中該鏡片由一丙烯酸棒形成。
  9. 如請求項1之光照系統，其中該鏡片形成一光透射單元之至少一 部分。
  10. 一種槽形照明系統，其包括：一光照源，其具有一線性發光二極體陣列，該等發光二極體經組態以發射光；及一鏡片，其與該光照源光學連通，該鏡片提供全內反射且經組態以使由該光照源發射之實質上所有該光透射穿過該鏡片，其中該鏡片可組態以將光之該透射可控制地引導至一待照射區域上。
  11. 如請求項10之槽形照明系統，其進一步包括與該光照源光學連通之一反射體，該反射體經組態以反射由該光照源發射之該光。
  12. 如請求項10之槽形照明系統，其進一步包括與該光照源光學連通之一漫射體，該漫射體經組態以融合由該鏡片透射之光與由一反射體反射之光。
  13. 如請求項10之槽形照明系統，其中該鏡片相對於一垂直軸或相對於另一鏡片以一角度定位。
  14. 如請求項10之槽形照明系統，其中該鏡片包含分開一距離之兩個鏡片。
  15. 如請求項10之槽形照明系統，其中該鏡片定位於距該光照源一距離處。
  16. 如請求項10之槽形照明系統，其中所發射之該光係白色光。
  17. 一種光照方法，其包括：提供發射光之一線性光源陣列；及定位與該等光源光學連通之具有全內反射之一或多個半圓柱形鏡片，以使得由該等光源發射之實質上所有該光皆透射穿過該一或多個鏡片且至一待照射物項或區域上。
  18. 如請求項17之光照方法，其中基於來自由以下項組成之群組之至少一者而使該光透射穿過該一或多個鏡片：該鏡片距裝置之距離；一第一鏡片距一第二鏡片之距離；該鏡片相對於該裝置之一光學軸之一角度；及該裝置之一表面距一反射體之頂部之距離。
  19. 如請求項17之光照方法，其進一步包括：調整該一或多個半圓柱形鏡片之位置以便改變由該等鏡片輸出之光之分佈。
  20. 如請求項17之光照方法，其中該等光源係發光二極體。
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