TW201516341A - 以導光條在被照物產生均勻光照度的方法及導光條結構 - Google Patents

Abstract

一種以導光條在被照物產生均勻光照度的方法及導光條結構，係提供一具有彎曲形狀或直形的導光條，該導光條的外表面沿著其中心軸方向或圓周方向的一側的局部面積做為反光面，相對另一面做為出光面，使出光面與被照物的平面或曲面保持一距離；所述反光面由複數反光結構以等密度或不等密度排列組成，所述不等密度係使密度依反光面與被照物之間的距離愈遠而愈高，反之則愈低；光線從導光條端部投射至導光條內部傳導後，由該反光面將光線反射通過出光面照射至被照物時，得以使整體產生接近均勻的光照度。

Description

以導光條在被照物產生均勻光照度的方法及導光條結構

本發明涉及一種用於照明、裝飾用途的條狀發光裝置。

基於使用光源更少、發光更柔和等因素，目前在部分特殊產品或場合使用導光條來取代複數LED(發光二極體)做為發光裝置已成為另一種選擇。例如，台灣專利第095211117號所揭示的「發光棒」，其包括有一軸向延伸一長度的導光條，以及設在該導光條第一端的發光元件，導光條的外徑局部面積結合有第一反光元件，導光條的第二端則設有第二反光元件；所述發光元件往導光條的第二端投射光線時，光線同時經由第一與第二反光元件反射，從而在導光條產生發光效果。

前述的導光條可以做為單純的照明燈，也可以做為裝飾燈，或是隱藏在一物品的特定位置做為背景燈，或是安裝在需要透光之物件背面做為背光源。由於有些產品欲被導光條照射的表面係為曲面或不規則表面，而一般的導光條均為直形，以致於若採用直形的導光條做為發光源，則因為直形的導光條中心軸方向的各個位置與被照物表面的垂直距離不同，以致於照射到被照物表面的光照度也不相同，在視覺感受上即有照射面不均勻的情況。

本發明的目的，在於解決習知直形導光條將光線照射於物體的曲面或不規則表面，或彎曲形的導光條照射於物體的平面時，被照射物表面會因為與垂直於導光條的中心軸線距離不同而產生光照度不均勻的問題。

本發明提供的以導光條在被照物產生均勻光照度的方法，其中一特徵，係將導光條設為彎曲形狀，而被照物為平面，並依導光條之反光面與被照物之距離的不同而在導光條的反光面設置不同密度的反光結構，使從導光條一端投射進入導光條的光線進行傳導時，經由不同密度的反光結構反射至不同距離的被照物平面時，在該平面上呈現出接近均勻的光照度。

本發明提供的以導光條在被照物產生均勻光照度的方法，其另一特徵，係將導光條設為直形狀，而被照物為曲面，並依導光條之反光面與被照物之距離的不同而在導光條的反光面設置不同密度的反光結構，使從導光條一端投射進入導光條的光線經由不同密度的反光結構反射至不同距離的被照物曲面時，在該曲面上呈現出接近均勻的光照度。

本發明提供的以導光條在被照物產生均勻光照度的方法，其再一特徵，係依據不平整的被照物表面的形狀與角度，於一導光條的不同位置設置對應所欲照射之部位的反光結構，使得藉由一導光條可以產生多個照射至被照物之多個不同位置之光源，甚至在被照物的每一個不同表面上呈現出接近均勻的光照度。

本發明的一技術手段，係提供一被照物，與一具有彎曲形狀的導光條；該導光條的至少一端設置至少一光源，該導光條的外表面沿著其 中心軸方向的一側的局部面積做為反光面，相對於反光面的另一面做為出光面，該出光面與該被照物保持一距離，該光源往導光條內部投射光線而傳導時，使光線經由反光面反射而從出光面射出；所述反光面由複數反光結構以不等密度排列組成，所述不等密度，係依該反光面與被照物之間的距離愈遠而愈高，反之則愈低，藉以使反射至被照物表面的光線整體上呈現接近均勻的光照度。

本發明的另一技術手段，係提供一表面具有曲面或不規則表面的被照物，與一直形的導光條，該導光條的至少一端設置至少一光源，該導光條的外表面沿著其中心軸方向的一側的局部面積做為反光面，相對於反光面的另一面做為出光面，該出光面與該照物的曲面或不規則表面保持一距離，該光源往導光條內部投射光線，使光線經由反光面反射而從出光面射出，所述反光面由複數反光結構以不等密度排列組成，所述不等密度，係依該反光面與該被照物之間的距離愈遠而愈高，反之則愈低，藉以使反射至被照物表面的光線整體呈現接近均勻的光照度。

本發明提供的以導光條在被照物產生均勻光照度的方法，其又一技術手段，可以依據不平整的被照物表面形狀與角度，於一導光條表面的多個不同位置分別設置對應所欲照射之被照物不同表面的反光面；所述反光面由複數反光結構以不等密度排列組成，所述不等密度，係依該反光面與被照物之間的距離愈遠而愈高，反之則愈低；相對於每一反光面的導光條另一側表面則做為出光面，使從導光條一端投射進入導光條傳導的光線得以經由不同密度及不同位置的反光結構反射通過出光面到達對應位置的被照物表面，使得被照物的每一個不同表面整體上呈現出接近均勻的光 照度。

本發明設於導光條表面的多個不同位置的反光面，可以是多個彼此分離的反光面；也可以是非直線地連續延伸的反光面。

本發明係提供一種可以使和光源距離不相等的被照物表面產生接近均勻之光照度的導光條，其可以使導光條形成彎曲形狀或直形狀，並在該導光條的外表面沿著其中心軸方向的一側的局部面積設置反光面，相對於反光面的另一側面設為出光面；該反光面由複數反光結構以不等密度排列組成，其中，當導光條為彎曲形狀時，該反光結構在該導光條具有曲率半徑之位置的密度，高於或低於該整個反光面之反光結構的平均密度；當導光條為直形狀時，則該反光結構的密度依其與被照物的距離愈遠而愈高，反之則愈低；使得光線可以由高密度的反光結構反射出較強的光線，而低密度的反光結構則反射出較弱的光線，從而使反射至被照物表面的光線整體上呈現出接近均勻的光照度。

本發明提供的導光條，可以在該導光條表面的多個不同位置分別設置彼此分離或連續延伸的反光面；所述反光面由複數反光結構以不等密度排列組成，所述不等密度，係依該反光面與被照物之間的距離愈遠而愈高，反之則愈低；相對於每一反光面的另一面則做為出光面，使從導光條一端投射進入導光條傳導的光線得以經由不同密度及不同位置的反光結構反射通過出光面到達對應位置的被照物表面，使得被照物的每一個不同表面整體上呈現出接近均勻的光照度。

本發明設於導光條之反光面的反光結構，可以是突出、凹陷或平面的點，或是突出、凹陷或平面的長條形。

利用前述本發明的方法與導光條，一般只需要在導光條的一端設置一個光源，藉由一個光源將光線投射進入導光條內傳導，再由反光面的不同密度之反光結構將光線不等強度地反射出出光面，從而在被照物所對應的平面或曲面呈現出均勻的光照度，因而在最節省材料、元件等成本之條件下提供照明用或裝飾用的導光條。

1‧‧‧導光條

11‧‧‧反光面

111‧‧‧反光結構

12‧‧‧出光面

2‧‧‧光源座

3‧‧‧光源

31‧‧‧電路板

4‧‧‧被照物

4a1‧‧‧最凹陷區域

4a2‧‧‧最凸出區域

A1~A6、a1~a2‧‧‧不同密度之反光結構區域

D1~D6、d1~d2‧‧‧反光面與被照物的距離

B1~B4‧‧‧不同位置之反光結構區域

第一圖為顯示本發明導光條結構之立體示意圖。

第二圖為顯示本發明之導光條結構的縱向平面剖視示意圖。

第三圖為顯示從第二圖之V方向所觀看之本發明反光結構具有不同密度之實施例平面示意圖。

第四圖為顯示本發明以彎曲形導光條將光線反射至平面被照物之實施例平面示意圖。

第五圖為顯示本發明以直形導光條將光線反射至曲面被照物之實施例平面示意圖。

第六圖為顯示本發明之導光條在數個不同位置設置彼此分離之反光面之實施例平面示意圖。

第七圖為顯示本發明之導光條表面以非直線地連續延伸設置反光面之實施例平面示意圖。

第八圖為第六圖之8-8方向的平面剖視示意圖，其同時顯示光線被不同反光面反射出導光條之狀態。

以下配合圖式及元件符號對本發明的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

首先如第一圖與第二圖所示，本發明提供的導光條1，是採用具有透光及導光性質的光學級材料製造成長條形體，該導光條1的徑向斷面可以是圓形，或是其它的多邊形或幾何形狀；導光條1的中心軸方向可以是直形，也可以是彎曲的弧形。第一圖與第二圖所示的實施例中，該導光條1係具有多段曲率半徑的彎曲形狀，而第四圖所示的導光條1實施例係為直形狀。

在第一、二圖所示的實施例中，彎曲形狀的導光條1的外表面沿著其中心軸方向的一側的局部面積係設為反光面11，相對於反光面11的另一面係定義為出光面12，該反光面11係由複數反光結構111以不等密度排列組成，其中，反光結構111在導光條1具有曲率半徑之位置的密度，係依實際安裝該導光條之位置與相對於被照物的距離而設為高於或低於該整個反光面11之反光結構的平均密度。具體言之，所述反光面11係在導光條1的外表面成型出具備反光效果的點、線或其他幾何形狀等反光結構，例如圓點、多角形點、直線、曲線、…等；該些反光結構111可以在製造導光條的同時一體成型出來為凸出或凹陷的點或其他幾何形態，也可以採用平面印刷方式形成於導光條1表面。

本發明可以在導光條1的一端或兩端安裝一光源座2(第二圖所示者係在一端設置一光源座2)；光源座2內則安裝有設在電路板31上的光源3，所述光源3的較佳實施例是採用LED(發光二極體)；光源3的投射光線方向係對準導光條1的中心軸方向，將光線射入導光條1內部傳導時， 除了部分光線直接穿透出光面12射出外，另一部分光線會經由反光面11反射再從出光面12射出；由於反光面11的反光結構111是呈不等密度分佈，因此，從不同密度的反光結構所反射光強度亦不相同，亦即，密度較高的反光結構會反射較強的光線，而密度較低的反光結構則反射較弱的光線。

本發明設於彎曲形狀之導光條的反光結構，係在該導光條具有曲率半徑之位置的密度，高於或低於該整個反光面之反光結構的平均密度。如第二圖至第四圖所示的實施例，本發明係依反光面11與被照物4表面的距離D1至D6的不同而將反光結構111分佈成不同密度的A1區域至A6區域；如A3區域，因為反光面與被照物4的距離D3最長，故在A3區域的反光結構密度最高，因而可以反射最強的光線。又如A5區域，因為反光面與被照物4的距離D5最短，故在A5區域的反光結構密度最小，因而可以反射最弱的光線。同理，其他的區域A1、A2、A4、A6的反光結構111之密度亦依其反光面與被照物4表面的距離D1、D2、D4及D6而設置，最終使得各區域的反光結構111將光線反射至被照物4的平面時得以整體呈現出接近均勻的光照度。

此外，第五圖係顯示本發明的另一實施例，當被照物4的表面為曲面或不規則表面時，亦可將導光條1設為直形狀，並且相對的兩側面分別設置反光面11與出光面12；由於反光面11與被照物4的曲面各個位置之距離均不相同，因而亦採用前述之方式在反光面11設置複數個具有不同密度之反光結構的區域；如第五圖所示，因為a1區域的反光面與被照物4之最凹陷區域4a1的距離d1最長，故在a1區域的反光結構密度最高，因 而可以反射最強的光線，而a2區域的反光面與被照物4的最凸出區域4a2距離d2最短，故在a2區域的反光結構密度最低，因而可以反射最弱的光線。同理，其他區域(未標示)的反光結構之密度亦依其反光面與被照物4表面的距離而設置，最終使得反光面將光線反射至被照物4的曲面時得以整體呈現出接近均勻的光照度。

第六圖與第八圖係顯示本發明的再一實施例，可以依據不平整而具有多個平面的被照物4表面形狀與角度，於一導光條1的表面的多個不同位置分別設置對應所欲照射之被照物位置的反光結構區域B1~B4，所述反光結構區域B1~B4均具有反光面11，該些反光面11分別由如第三圖所示之反光結構111以不等密度排列組成，所述不等密度，係依該反光面11與被照物4之間的距離愈遠而愈高，反之則愈低；相對於該反光面11的導光條另一側表面則做為出光面，使從導光條一端投射進入導光條傳導的光線得以經由不同密度及不同位置的反光面11反射通過出光面至對應位置的被照物4表面，以在被照物4的每一個不同表面上呈現出接近均勻的光照度。

第七圖係顯示本發明的又一實施例，可以依據不平整而具有多個平面的被照物4表面形狀與角度，於一導光條1的表面以非直線地連續延伸(例如螺旋狀)設置對應所欲照射之被照物位置的反光面11，該反光面11亦由如第三圖所示之反光結構以等密度或不等密度排列組成，所述不等密度，係依該反光面11與被照物之間的距離愈遠而愈高，反之則愈低；相對於該反光面11的導光條另一側表面則做為出光面，使從導光條一端投射進入導光條傳導的光線得以經由不同密度及不同位置的反光面11反射通過 出光面至對應位置的被照物表面，以在被照物的每一個不同表面上呈現出接近均勻的光照度。

利用前述的導光條結構，本發明據以提供一種結構精簡的照明方法，可以使一被照射光線的物體平面產生接近均勻的光照度，包括：提供一被照物；提供一具有彎曲形狀的導光條，該導光條的至少一端設置至少一光源，該導光條的外表面沿著其中心軸方向的一側的局部面積做為反光面，相對另一面做為出光面，該出光面與該被照物保持一距離，該光源將光線投射進入該導光條內部傳導時，使光線經由該反光面反射而從該出光面射出，所述反光面由複數反光結構以不等密度排列組成，所述不等密度，係依該反光面與該被照物之間的距離愈遠而愈高，藉以使反射至被照物表面的光線呈現接近均勻的光照度。其中，所述反光結構可為突出、凹陷或平面的點或長條形。

利用前述的導光條結構，本發明亦可據以提供另一種結構精簡的照明方法，可以使一被照射光線的物體曲面產生接近均勻的光照度，包括：提供一表面具有曲面的被照物；提供一直形的導光條，該導光條的至少一端設置至少一光源，該導光條的外表面沿著其中心軸方向的一側局部面積做為反光面，相對於反光面的另一面做為出光面，該出光面與該被照物的曲面或不規則表面保持一距離，該光源將光線投射進入導光條內傳導時，使光線經由該反光面反射而從該出光面射出，所述反光面由複數反光結構以不等密度排列組成，所述不等 密度，係依該反光面與該被照物之間的距離愈遠而愈高，藉以使反射至被照物表面的光線整體呈現接近均勻的光照度。

利用前述的導光條結構，本發明亦可據以提供另一種結構精簡的照明方法，可以使具有不同角度與位置的被照物之多個表面產生接近均勻的光照度，包括：提供一具有多個表面的被照物；提供一導光條，該導光條的至少一端設置至少一光源，該導光條的外表面多個不同位置分別設置反光面，相對於該反光面的另一面做為出光面，每一出光面對應於該被照物的其中一表面並保持一距離，該光源將光線投射進入導光條內傳導時，使光線經由該反光面反射而從該出光面射出，所述反光面由複數反光結構以等密度或不等密度排列組成，所述不等密度，係依該反光面與該被照物之間的距離愈遠而愈高，反之則愈低，藉以使反射至被照物表面的光線整體呈現接近均勻的光照度。

利用前述本發明的方法與導光條，一般只需要在導光條的一端設置一個光源，藉由一個光源將光線投射進入導光條內傳導，再由反光面的不同密度之反光結構將光線不等強度地反射出出光面，從而在物品所對應的平面或曲面呈現出整體接近均勻的光照度，因而在最節省材料、元件等成本之下提供照明用或裝飾用的導光條。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖具以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

1‧‧‧導光條

11‧‧‧反光面

12‧‧‧出光面

2‧‧‧光源座

3‧‧‧光源

31‧‧‧電路板

A1~A6‧‧‧不同密度之反光結構區域

Claims (10)

1. 一種以導光條在被照物產生均勻光照度的方法，包括：提供一被照物；提供一具有彎曲形狀的導光條，該導光條的至少一端設置至少一光源，該導光條的外表面沿著其中心軸方向的一側的局部面積做為反光面，相對該反光面的另一面做為出光面，該出光面與該被照物保持一距離，該光源將光線投射進入該導光條內傳導，使光線經由該反光面反射而從該出光面射出，所述反光面由複數反光結構以不等密度排列組成，所述不等密度，係依該反光面與該被照物之間的距離愈遠而愈高，之反則愈低，藉以使反射至被照物表面的光線整體呈現接近均勻的光照度。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之以導光條在被照物產生均勻光照度的方法，其中，所述反光結構為突出、凹陷或平面的點或長條形。
3. 一種以導光條在被照物產生均勻光照度的方法，包括：提供一表面具有曲面的被照物；提供一直形的導光條，該導光條的至少一端設置至少一光源，該導光條的外表面沿著其中心軸方向的一側的局部面積做為反光面，相對於該反光面的另一面做為出光面，該出光面與該被照物的曲面或不規則表面保持一距離，該光源將光線投射進入該導光條內傳導，使光線經由該反光面反射而從該出光面射出，所述反光面由複數反光結構以不等密度排列組成，所述不等密度，係依該反光面與該被照物之間的距離愈遠而愈高，反之則愈低，藉以使反射至被照物表面的光線整體呈現接近均勻的光照 度。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之以導光條在被照物產生均勻光照度的方法，其中，所述反光結構為突出、凹陷或平面的點或長條形。
5. 一種以導光條在被照物產生均勻光照度的方法，包括：提供一具有多個表面的被照物；提供一導光條，該導光條的至少一端設置至少一光源，該導光條的外表面的多個不同位置分別設置反光面，相對於該反光面的另一面做為出光面，每一出光面對應於該被照物的其中一表面並保持一距離，該光源將光線投射進入該導光條內傳導，使光線經由該反光面反射而從該出光面射出，所述反光面由複數反光結構以不等密度排列組成，所述不等密度，係依該反光面與該被照物之間的距離愈遠而愈高，反之則愈低，藉以使反射至被照物表面的光線整體呈現接近均勻的光照度。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之以導光條在被照物產生均勻光照度的方法，其中，所述反光結構為突出、凹陷或平面的點或長條形。
7. 一種導光條結構，該導光條具有彎曲形狀，該導光條的外表面沿著其中心軸方向的一側的局部面積為反光面，相對另一面為出光面，該反光面由複數反光結構以不等密度排列組成，其中，該反光結構在該導光條具有曲率半徑之位置的密度，高於或小於該整個反光面之反光結構的平均密度。
8. 一種導光條結構，該導光條的外表面的多個不同位置分別設有反光面，相對於該反光面的另一面為出光面，該反光面由複數反光結構以不等密度排列組成。
9. 一種導光條結構，該導光條的外表面設有呈非直線連續延伸的反光面，相對於該反光面的另一面為出光面，該反光面由複數反光結構以等密度或不等密度排列組成。
10. 依據申請專利範圍第7至9項任一項所述之導光條結構，其中，所述反光結構為突出、凹陷或平面的點或長條形。