TW201700911A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

本文說明照明器具。具體而言，說明具有反射器及微結構膜之照明器具。一些經本文說明的中空照明器具，包括嵌燈，可於該照明器具經光源照明時，隱藏其空穴內之電子器件。本文亦說明圓柱狀照明器具。

Description

照明器具

照明器具係用於特定任務與一般照明用途。照明器具可用於自然光不足的室內區域，或(例如)於傍晚或夜間使用於室外區域。照明器具可提供一般用途照明、裝飾性照明、或一般用途與裝飾性照明之一結合。

在一態樣中，本發明係關於一種照明器具。具體而言，該照明器具沿一長度方向具有其最大範圍，並具有一與該長度方向垂直的寬度方向。該照明器具包括：一反射器，其沿該照明器具之長度方向設置於該照明器具之第一端及第二端之至少一者；一反射器，其設置於該照明器具之基部，並於該照明器具之第一端與第二端間延伸、且於該照明器具之第三端與第四端間沿該照明器具之寬度方向延伸；以及一微結構膜，其設置成一彎曲發射表面，該彎曲發射表面於該照明器具之第一端與第二端及該照明器具之第三端與第四端間延伸。

在另一態樣中，本揭露係關於一種圓柱狀照明器具。該圓柱狀照明器具包括：一反射器，其設置於該照明器具之底部；一頂 部膜，其設置於該照明器具之頂部；以及一微結構膜，其設置成一彎曲發射表面，該彎曲發射表面於該照明器具之底部與頂部之間延伸。

100‧‧‧照明器具

110‧‧‧第一反射器端；第一反射器

120‧‧‧第二反射器端

130‧‧‧底部反射器

140‧‧‧頂部膜

200‧‧‧照明器具

250‧‧‧光源

260‧‧‧驅動器

300‧‧‧照明器具

310‧‧‧底部反射器

320‧‧‧頂部膜

330‧‧‧膜；周向膜

350‧‧‧光源

360‧‧‧驅動器

圖1係一照明器具之頂部透視圖。

圖2係一照明器具之俯視圖。

圖3係一照明器具之頂部透視圖。

圖4係一例示性側光式嵌燈之上方透視圖，圖中顯示座標系。

圖5係某些側光式嵌燈之測得的對比度對方位角之關係圖。

照明器具，且具體而言嵌燈(其指的是大致上大約呈矩形之向下照明燈，通常設置於一天花板內，或以其他方式高架)在許多一般照明裝置上係有用的。嵌燈可放置成凹藏於一天花板內。一般而言，嵌燈裝有螢光燈管或發光二極體。

嵌燈及其他一般照明器具之組態通常不允許放置對光具高度吸收性之物體於該照明器具之空穴內。雖然物理上或許可能達成，但放置此類物體會造成一非常明顯之暗點，其位於該物體阻擋光之處。

具有可於照明器具之空穴內放置此類物體之組態是有優勢的。例如，可能有驅動電子器件或電線，其等若不採用如此組態，將需要縝密地安裝與隱藏機構，以避免其等干擾該照明器具之光學器 件。如果安裝成經由天花板配線，則可能變得複雜，而造成更換組件與維修困難。

強力漫射器一般用來隱藏光源，以及延伸地，隱藏照明器具空穴內之物體所造成之暗點。出乎意料的是，使用高度鏡面(而非漫射)之反射器時觀察到優異的物體隱藏結果。鏡面性於本文中進一步討論。

圖1係一照明器具之頂部透視圖。照明器具100包括第一反射器端110、第二反射器端120、底部反射器130、以及頂部膜140。照明器具100整體可係任何合適大小，且可係任何合適形狀。照明器具100可係中空的。

第一反射器端110及第二反射器端120可係同樣之形狀，或亦可係不同形狀。在一些實施例中，第一反射器端及第二反射器端(其一者或兩者)具有彎曲部分、平直部分、刻面部分、或任何合適形狀。如圖1所示，第一反射器端110及第二反射器端120可係半圓形。

第一反射器端110和第二反射器端120各至少於內部部分係反射表面或包括反射表面。該等反射表面可係任何合適之反射器或包括任何合適之反射器。在一些實施例中，該反射器可以係鍍銀鏡。在一些實施例中，該反射器在可見光波長範圍內可係光譜中性的(spectrally neutral)。

在一些實施例中，該反射器係一鏡面反射器，例如可得自3M Company,St.Paul,MN的Enhanced Specular Reflector (ESR)。在一些實施例中，例如ESR，該反射器係一多層聚合物反射器。在一些實施例中，該反射器係一半鏡面反射器或一漫反射器。鏡面性意指反射器之表面之一入射光的鏡面反射程度。鏡面反射器對於一單一入射角提供一單一反射角；漫反射器對於一單一入射角提供一寬廣、甚至是朗伯反射的反射形態；而半鏡面反射器則提供一介於兩者之間的反射特性。例如，半鏡面反射可有效地由其位移率(transport ratio)來特徵化，此位移率可給定為向前散射光與向後散射光的差與總和光之比。例如，位移率0.7或以上可有用於在幫助位移光的同時，提供足夠散射(儘管是向前散射)以隱藏缺陷並提高均一性上。包括反射表面之第一與第二反射器端的比例將取決於所欲的應用；然而，在許多例子中，反射器端之內部表面之超過一半將係反射的。有時，該反射器具有鏡面性各不相同之部分，例如鏡面及漫射部分；鏡面及半鏡面部分；半鏡面及漫射部分；呈梯度的鏡面性；或一鏡面、半鏡面、及漫射部分之組合。

底部反射器130可係任何合適之大小與形狀。在一些實施例中，該底部反射器與第一反射器端110及第二反射器端120連接，並且寬度與該等第一及第二反射器端皆相同。底部反射器130可由與第一反射器端110及第二反射器端120相同的單塊材料或片材形成或製成。在一些實施例中，底部反射器130和該等第一及第二反射器端係經層壓、黏著、或附接至一起。在一些實施例中，底部反射器130係與第一及第二反射器端之反射表面相同之反射器或包括與第一 及第二反射器端之反射表面相同之反射器。底部反射器130可具有與該等反射器端一併說明之特性。

頂部膜140可自任何可能之膜及膜之組合中選擇。在一些實施例中，頂部膜140並非一膜，而係一較厚之片材或一些其他至少部分透射之元件。頂部膜140可具有任何合適之厚度。在一些實施例中，頂部膜140係一微結構膜。可使用任何合適之微結構膜，例如一單或雙面微複製膜，或一轉向膜。該等微結構可係線性稜鏡(即，平行配置之稜鏡，其等沿一單一共同方向伸長)、線性透鏡(即，平行配置之結構，其等具有透鏡或弧面之一截面，並且沿一單一共同方向伸長)、角錐體、圓錐體、六方緊密堆積圓錐體(hexagonally closely packed cones)、或任何其他合適之形狀或形狀組合。在一些雙面結構膜中，頂部及底部面上之結構可係相同或不同。在一些實施例中，頂部及底部面係相互對位。在這些雙面膜中，頂部及底部上之結構可配置成使各表面之結構之一伸長方向係相互正交地配置，或者其等之伸長方向之間可形成介於60與120度之間之一角。底部結構可係以平行於或橫跨照明器具之長度的方向伸長。在頂部與底部結構中，底部結構係面對底部反射器130，而頂部結構係背對底部反射器130。微結構膜可透過任何合適製程而形成，包括紫外光澆鑄及固化(cast-and-cure)製程、壓印成型、及射出成型。

在一些實施例中，頂部膜140可係一稜鏡薄膜，例如可得自3M Company,St.Paul,MN的Brightness Enhancing Film(BEF)。在一些實施例中，頂部膜140可係一光重導向膜。在一些實 施例中，膜330可係一半透射膜。在一些實施例中，頂部膜140可係一反射偏振器。在一些實施例中，頂部膜140可係一轉向膜。頂部膜140可係或包括一準直多層光學膜、一部分鏡膜、一吸收膜或濾色器、一降頻轉換器(其包括磷光體、螢光劑、或量子點)、一色偏膜、或一漫射器(其具有體散射或表面散射之一或多者)。在一些實施例中，頂部膜140可包括一非編織組件。在一些實施例中，頂部膜140可包括透明、半透明、清透、或霧面之塑膠或可撓性玻璃。在一些實施例中，頂部膜140可具有空間變化的光學性質。在一些實施例中，頂部膜140係一彎曲表面。在一些實施例中，頂部膜140係因保持於受壓縮狀態下而保持定位或形狀。在一些實施例中，頂部膜140具有半圓柱狀之一形狀。在一些實施例中，頂部膜140係當作一彎曲發射表面使用。

圖2係照明器具之俯視圖。照明器具200包括光源250及驅動器260。光源250包括一或多個發光二極體(LED)或任何其他合適之光源。該等LED經設置成將光注入照明器具200。該等光源可發出任何合適波長之光，並且可包括磷光體、量子點、或其他降頻轉換器，以提供一適當之顏色。在一些實施例中，光引擎包括準直光學器件，以提供具有40度、30度、20度、或甚至更少之半高全寬(FWHM)之一光分布。在一些實施例中，該光引擎可包括一漫射器以提供更佳的均勻性。在一些實施例中，該光引擎之光源可覆蓋該反射器端之端部面積之30%或更多、50%或更多、或者70%或更多。在一些實施例中，該光引擎係由LED或OLED所組成之一帶材，該等LED或 OLED係設置於照明器具內。在一些實施例中，光源250係設置成近接於該等反射器端之一者或設置於該等反射器端之一者上。在一些實施例中，照明器具可包括多於一個光源(或光源組)：例如於各反射器端上。在一些實施例中，光源250係於照明器具外，並經設置成注入光至該照明器具之空穴內。

驅動器260係設置於照明器具200之空穴內。在圖2中，驅動器260係設置於底部反射器(例如圖1之底部反射器130)之中央。驅動器260以虛線表示，這是因為在光源250發光時，無法從照明器具外部之一視點看到或識別驅動器260。該驅動器不需要置於該反射器之中央，並且隨著驅動器體積的變大，照明器具隱藏驅動器之性質可能改變。驅動器260於圖中係以一矩形表示，然其可採行任何形狀或大小，並且也可包括電線或其他電子器件。在一些實施例中，驅動器被隱藏意指無法從正軸(直接於底部反射器之上或之下)看見驅動器。在一些實施例中，驅動器被隱藏意指無法在方位角60度範圍內看見驅動器。在一些實施例中，驅動器被隱藏意指無法從任何角度看見驅動器。

圖3係照明器具之頂部透視圖。照明器具300包括底部反射器310、頂部膜320、周向(circumferential)膜330、光源350、以及驅動器360。

底部反射器310可係一反射器或包括一反射器，如本文中所說明。頂部膜320可係一反射器或包括一反射器，或者，在一些實施例中，頂部膜320可係一微結構膜或其他膜或包括一微結構膜或 其他膜。頂部膜320如果係一微結構膜，其可具有與圖1之頂部膜140一併說明之任何或全部特性。類似地，周向膜330係或包括一微結構膜，該微結構膜亦具有任何或所有彼等特性。

光源350係設置於底部反射器310上，並且可以係膠黏、黏著、或以其他方式設置。光源350，如光源250之說明，可具有任何合適之光譜輸出，並且可具有與圖2一併說明之特徵的任何合適組合。

照明器具300可具有任何合適之形狀因子、形狀、及大小。例如，照明器具300可係如圖3所示之一短圓柱體，或者其可具有更加延伸的尺寸(即，其可係一更長之圓柱體)。膜可透過任何合適製程而黏著、層壓、或附接。在一些實施例中，一外殼或其他結構可置於本文中所說明之照明器具周圍。

實例

以下列方式建構一側光式嵌燈。該嵌燈之基部係矩形，其寬為10吋，長為36吋。該嵌燈之端部蓋子大約係半圓形，其高度為4.25吋。以一片反射膜覆蓋該嵌燈之矩形底部，並且以Enhanced Specular Reflector(ESR)膜(可得自3M Company,St.Paul,MN)覆蓋該端蓋。該嵌燈具有二個LED，安裝於各端蓋；此等LED係XML LED(得自Cree,Inc.,Durham,NC)，以1瓦特之電力驅動。將具有1.62乘3.8乘1.875吋之尺寸的一HID-PV m20/s電子驅動器(可得自Philips Lighting,Eindhoven,Netherlands)置於該矩形基部中央、反 射膜之上。以一提取膜覆蓋該嵌燈之外側之半圓柱狀表面。此嵌燈顯示於圖4。

使用了十二種提取膜與反射膜之組合來測試其等隱藏電子驅動器不被看見的能力。所使用之組合顯示於表1。該等提取膜係如下列：˙2DRF係美國專利第US2014/0104871號(Boyd等人)中所說明之膜，其中倒置圓錐體具有67度之頂角、其係六方緊密堆積、覆蓋100%表面、且折射率係1.5；˙XUT係由美國待審申請案第14/188687號(Bennett等人)中所說明之膜所組成，其二表面皆具有結構，並且該等結構經定向以使一側上之結構垂直於另一側上之結構；˙TF係一習知之轉向膜，其具有之稜鏡具有一69度之夾角、一50微米之節距、並係以紫外線可固化丙烯酸酯於一PET基材上製成；且˙TF/2DRF係一雙膜結構，其中2DRF在上而TF在下，經定向以使TF面對光源。

該等反射膜係如下：EDR係高漫射率反射器膜、ESR係高反射率反射器膜、而LEF係光增強膜。皆可得自3M Company,St.Paul,MN。

由三位不同之人員觀察並評量該等膜組合隱藏電子驅動器不被看見的能力。XUT膜之隱藏能力明顯優於其他提取膜。

針對具有該XUT提取膜及各種反射器之結構，進行了一對比分析。對比定義為，其中係平均亮度，而⊿L係亮度之最大值與最小值之差。使用一FPM-520光測量系統(得自Westar Display Technologies,St.Charles,MO)、及一PR-705光譜儀(得自Photo Research,inc.,Chatsworth,CA)測量亮度。首先由目視方式識別出由電子驅動器盒造成的暗點。於該暗點區域的中央跨一範圍之方位角測量(如圖4之θ角)最小亮度；於該暗點外之一相鄰區以同樣之方位角測量最大亮度。於各方位角之平均亮度係該方位角下，最大與最小亮度值之平均值。圖5顯示在XUT膜後方的暗點之對比隨方位角而變動。三條曲線對應到三種不同反射器。目視觀察指出，當採用XUT作為提取膜、且觀看位置之θ角小於60度時，在提取膜係EDR、ESR、或LEF之任何一者下，觀察者皆無法識別出一物體。在提取膜與反射膜之組合係XUT/LEF、而方位角大於60度時，觀察者恰好能識別於XUT膜下之一物體。因此，可視度之臨限看來係大約c =0.25。以XUT作為提取膜、ESR作為反射器之組合，使電子驅動器之對比度於所測量之方位角範圍內，降至該可視度臨限之下。

以下為本揭露之例示性實施例：

項目1. 一種照明器具，其沿一長度方向具有其最大範圍，並具有一與該長度方向垂直的寬度方向，其包含：一反射器，其沿該照明器具之長度方向設置於該照明器具之第一端及第二端之至少一者；一反射器，其設置於該照明器具之基部，並於該照明器具之第一端與第二端間延伸、且於該照明器具之第三端與第四端間沿該照明器具之寬度方向延伸；及一微結構膜，其設置成一彎曲發射表面，該彎曲發射表面於該照明器具之第一端與第二端及該照明器具之第三端與第四端間延伸。

項目2. 如項目1之照明器具，其中該反射器係一鏡面反射器。

項目3. 如項目1之照明器具，其中該微結構膜具有背對該反射器之頂部特徵，及面對該反射器之底部特徵。

項目4. 如項目3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵分別線性地依一頂部方向及一底部方向延伸，且該頂部方向及該底部方向之間形成一介於60度與120度之間之角。

項目5. 如項目4之照明器具，其中該頂部方向與該底部方向正交。

項目6. 如項目3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵之至少一者包括線性透鏡。

項目7. 如項目3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵之至少一者包括稜鏡。

項目8. 如項目3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵之至少一者包括角錐體。

項目9. 如項目3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵之至少一者包括圓錐體。

項目10. 如項目9之照明器具，其中該等圓錐體係六方緊密堆積圓錐體。

項目11. 如項目3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵之各者包括線性透鏡。

項目12. 如項目1之照明器具，其中該照明器具係中空的。

項目13. 如項目1之照明器具，其進一步包含至少一光源，該光源設置於該第一端或第二端。

項目14. 如項目13之照明器具，其中當該至少一光源經點亮時，設置於該反射器之中央之一1.62乘3.8乘1.875吋之黑色物體係不可見。

項目15. 如項目13之照明器具，其進一步包含一電子驅動器，該電子驅動器設置於該反射器之中央，其中當該至少一光源經點亮時，該電子驅動器係不可見。

項目16. 如項目1之照明器具，其中該微結構膜係經壓縮而保持半圓柱狀之一形狀。

項目17. 一種圓柱狀照明器具，其包含：一反射器，其設置於該照明器具之底部； 一頂部膜，其設置於該照明器具之頂部；一微結構膜，其設置成一彎曲發射表面，並且於該照明器具之該底部與該頂部之間延伸。

項目18. 如項目17之圓柱狀照明器具，其中該頂部膜係一反射器。

項目19. 如項目17之圓柱狀照明器具，其中該頂部膜係一微結構膜。

項目20. 如項目17之圓柱狀照明器具，其中該反射器係一鏡面反射器。

除非另有所指，對圖式中元件之描述應理解成同樣適用於其他圖式中相對應的元件。本發明並不侷限於上文闡述之實例及實施例的具體揭示，因為詳細描述這些實施例是為了利於解說本發明的各種態樣。而是，應理解本發明涵蓋本發明的所有態樣，包括屬於如隨附申請專利範圍與其均等物所界定的本發明範疇內的各種修改、均等程序、和替代裝置。

100‧‧‧照明器具

110‧‧‧第一反射器端；第一反射器

120‧‧‧第二反射器端

130‧‧‧底部反射器

140‧‧‧頂部膜

Claims (20)

1. 一種照明器具，其沿一長度方向具有其最大範圍，並具有一與該長度方向垂直的寬度方向，其包含：一反射器，其沿該照明器具之該長度方向設置於該照明器具之第一端及第二端之至少一者處；一反射器，其設置於該照明器具之基部，並於該照明器具之該第一端與該第二端間延伸、且於該照明器具之第三端與第四端間沿該照明器具之該寬度方向延伸；及一微結構膜，其設置成一彎曲發射表面，該彎曲發射表面於該照明器具之該第一端與該第二端間及該照明器具之該第三端與該第四端間延伸。
2. 如請求項1之照明器具，其中該反射器係一鏡面反射器。
3. 如請求項1之照明器具，其中該微結構膜具有背對該反射器之頂部特徵，及面對該反射器之底部特徵。
4. 如請求項3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵各自分別線性地依一頂部方向及一底部方向延伸，且該頂部方向及該底部方向在其之間形成一介於60度與120度之間之角。
5. 如請求項4之照明器具，其中該頂部方向與該底部方向正交。
6. 如請求項3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵之至少一者包括線性透鏡。
7. 如請求項3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵之至少一者包括稜鏡。
8. 如請求項3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵之至少一者包括角錐體。
9. 如請求項3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵之至少一 者包括圓錐體。
10. 如請求項9之照明器具，其中該等圓錐體係六方緊密堆積圓錐體。
11. 如請求項3之照明器具，其中該等頂部特徵及該等底部特徵之各者包括線性透鏡。
12. 如請求項1之照明器具，其中該照明器具係中空的。
13. 如請求項1之照明器具，其進一步包含至少一光源，該光源設置於該第一端或第二端處。
14. 如請求項13之照明器具，其中當該至少一光源經點亮時，設置於該反射器之中央之一1.62乘3.8乘1.875吋之黑色物體係不可見。
15. 如請求項13之照明器具，其進一步包含一電子驅動器，該電子驅動器設置於該反射器之中央，其中當該至少一光源經點亮時，該電子驅動器係不可見。
16. 如請求項1之照明器具，其中該微結構膜係經壓縮而保持一半圓柱狀的形狀。
17. 一種圓柱狀照明器具，其包含：一反射器，其設置於該照明器具之底部；一頂部膜，其設置於該照明器具之頂部；一微結構膜，其設置成一彎曲發射表面，並且於該照明器具之該底部與該頂部之間延伸。
18. 如請求項17之圓柱狀照明器具，其中該頂部膜係一反射器。
19. 如請求項17之圓柱狀照明器具，其中該頂部膜係一微結構膜。
20. 如請求項17之圓柱狀照明器具，其中該反射器係一鏡面反射器。