1342374 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 、本發明係關於一種面光源的照度控制與均勻度提升方 法’尤指一種可精確控制面光源照明時的照度，並可有效 改善均勻度問題之方法。 > L艽刖枝術】
按燈具在日常生活中是不可或缺的照明設備，其需求 並不限於室内或戶夕卜。例如—般道路需要路燈照明室内 則由各式燈具提供照明°儘f燈具提供的照明功能十分重 要’但就照明器材本身而言，仍有报大的檢討空間，最主 =的討論仍在於電能與光能之間的轉換效率：傳統鶴絲燈 劫只用5%的電力轉換成光能，其餘95%的電力則轉換成 一其不僅用電效率極低，且產生的熱能通常衍生了其 他用電需求（例如空調、散熱）。
由於傳統燈具工作效率低，工作壽命長、低耗電的發 -極體頓時成為燈具界的明曰之星，但發光二極體本身 亦有不利於照明的因素存在’即發光二極體的發光角度較 二’ -般只有數十度而6，亦即發光二極體具有高度的方 。性’此種特性相對於照明器材要求廣角且均勻的照明角 度，自是一項負數。 如第五圖所示 採專距排列並垂直 光源（70〉的面積a ’係由複數的面光源（Lambertian)(70) 相對於被照物（例如地面），假設每一面 及光通量（flux)P為已知，可由下式得知 4 ^42374 其輝度（N): p n-Va 至於被照物在照明面積内的照度分佈，請參閱第六圖 所示，每一面光源（70)相對於被照物中心具有—失角〇 , 可由下式得知（X:光源的直徑，L:面光源到被照物的距離 a = tan1(|-) . 接著可由下式計算出被照物的中心照度（H〇)及被照物 鲁到其他角度（0 )的照度（Η 0)(請參閱第七圖所示）： H0 =^/Vsin2a = //〇 cos4 θ 在前述照度分佈下，被照物之中心照度（Hq)將大於其 他角度（0 )的照度（Η Θ )，仍請參閱第五圖所示，為提供被 照物均勻的照明，一面光源（70)與相鄰另一面光源（7〇)相 對於被照物的照明面積是部分重疊的，該重疊部分亦即為 照度較低之處，儘管透過重疊照明面積的方式以縮小中心 # 知、度與其他角度照度（Η 0 )之差距，但依然存在照度均勻度 偏低的問題，有待進一步謀求可行的解決方案。 【發明内容】 因此，本發明主要目的在提供一種面光源的照度控制 與均勻度提升方法，其可有效提升面光源的照度並顯著改 善均勻度問題。 為達成前述目的採取的技術手段係包括下列步驟·· 決定一光源垂直相對於被照物時的垂直照度值，該垂 5 1342374 直照度模組包括一中心照度及一個以上的其他角度照度； 根據垂直照度值令面光源分別以不同的傾斜角度照射 被照物以產生複數的傾斜照度值，每一傾斜照度值分別包 括一最大照度及一最小照度； 由各傾斜照度值中選出其最大照度與最小照度比值小 於一定比例者，並以所選出傾斜照度值對應的傾斜角度作 為·該面光源對被照物的實際投射角度； 當至少兩光源以前述傾斜角度相對設置並提供照明時 ，因最大照度與最小照度比值小’且照明面積部分重疊後 ’藉此不僅可提高其照度，更可增進面光源提供照明時的 均勻度。 【實施方式】 如前揭所述，本發明主要動機在增進面光源的照度及 均勻度，其中均勻度係指有複數光源同時對一被照物提供 照明時’照明面積内的照度分佈是否均勻，為提高照度與 均勻度，本發明採取的技術手段係如以下所述： 主要係令光源（1 〇)兩兩成對，並以一設定的傾斜角度 呈對向設置’當該光源（1 〇)以一選定範圍内的傾斜角度設 置時’可使照度與均勻度均獲得顯著提升，而前述傾斜角 度的選定，係由以下方式達成。 首先係先決定光源（彳〇)相對於被照物的垂直照度值’ 所謂的垂直照度值具有一中心照度（H〇)與一個以上的其他 角度照度（H0 )，其取得方式與前述者相同： 6 1342374 當光源（10)的面積A及光通量（flux)P為已知，讦由下 式得知其輝度（N): N-f- πΑ 又光源（1 0)相對於被照物中心具有一夾角α，係由τ 式得知（X:光源的直徑，L:面光源到被照物的距離）： a = tan1(会） 根據前揭兩式配合下式’可計算出被照物的中心喊度 (H〇)及其他角度照度（He ): H0 =^/S/sin2a H6 = H0 cos4 Θ 至此，當光源（1 0)垂直相對於被照物，包括中心,Bg度 (H〇)及其他角度照度（Ηϋ )的垂直照度值即可取得。 接著旋轉光源（1 0)相對於被照物的角度 以取4 一傾 斜照度值’該傾斜照度值分別包括一最大照 ^ 、人久—敢小日3 度’該光源(10)每變換一個角度’即產生_組 〜、 。 W ·，?、度值 請參閱第二圖所示，當光源〇〇)旋轉一 ^ ^ Λ . η沒点，可葙 為，、與被照物之間的距離L改變為,故 蚪瞀山旧 J相月列各式 ^ —敢大照度（H〇’）’並可進一步算出其他角序 …、度爾後再乘上旋轉的角度cos冷，即可得 度（He ,) : 1 ~最小照 :πΑ/sin2 丨 ~ H0 cos4 θ Ηθβ = Η0 cos4 θ cos β 7 1342374 由於光源（10)每旋轉一個不同的角度，即會定義出一 組傾斜照度值，故本發明係由各傾斜照度值中選出其最大 照度與最小照度低於一定比值以下者，於本實施例中，係 以最大照度與最小照度的比值低於4:1者作為選別標準。 請參閱第三圖所示，係將增加其他環境條件後的設計 數值（例如在光源上加傾斜60度的燈罩 '面光源相對被照 物的距離為1 2公尺 '相鄰面光源之間的距離為36公尺） 輸入電腦並利用軟體選別後產生符合條件的傾斜照度值， 由表中可以看出’表列的傾斜照度值在傾斜3〇度時，最 大照度為40_71 lux，最小照度為9.87丨υχ ;傾斜35度時 ’最大照度為37.065 lux ’最小照度為9 |ux ;傾斜4〇 度日守，最大照度為33.523 lux，最小照度為）〇 〇6 |UX ;傾 斜45度時，最大照度為30.775 lux，最小照度為10.29 lux ;傾斜50度時，最大照度為27 596丨ux，最小照度為 11.46 lux;其中，傾斜3〇度的傾斜照度值中，最大照度 與最小照度之比值大於4:1，其他組的傾斜照度值中，最 大照度與最小照度之比值均小於4:1，換言之，傾斜35度 至50度間的傾斜照度值均符合本實施例的要求。 再請參閱第一圖所示，當兩光源（1 〇)作對向傾斜設置 ，其相對於被照物的傾斜角度可在35度、4〇度、45度及 50度中任選其-，其中又以5〇度的比值最低將可進一 步提升照明的均勻度。 由於本I月係7成對的兩光源〇 〇)呈相對的傾斜角度 。又置......月面積具車乂大的重疊比例，同時因兩光源(1 0) 8 在特定的傾斜角戶b4 . , 又手’其在被照物上產生的最大照度应最 小照度比值較低，接^ # 、 民換έ之’其照度由最大到最小變化緩和 再配合照明面稽的舌晶 ^ 積的重®，不僅可有效提升照度’亦可噸 著增進面光源的均勻度。 “ 如第四圖所示，Μ ^ ^下揭不有一種運用前述技術的發光二極 收’系明态’主要係在—燈座(2〇)上設有複數的發光二極體 模組（21 )(22)，各發光二極體模組（21 )(22)係分別在—電路 板上設有複數的發光二極體（210)(220)，並利用該電路板 以選定㈣斜角度固定在燈座㈣上，如是狀況下即可 構成一高照度與高均勻度的面光源。 【圖式簡單說明】 第一圖：係本發明令成對光源呈傾斜對向設置的示意 圖。 第二圖：係本發明旋轉光源而改變照度分佈的示意圖 〇 第三圖：係本發明在不同傾斜角度下的傾斜照度值列 表。 第四圖：係本發明應用於面光源的—較佳實施例剖視 圖。 第五圖：係以複數面光源投射於被照物之示音圖。 第六圖：係一面光源與被照物之一相對關係示意圖。 第七圖：係一面光源與被照物又一相對 玉丁關係不意圖。 【主要元件符號說明】 (10)光源 （20)燈座 Γ342374 (21)(22)發光二極體模組 (21 0)(220)發光二極體 (7 0)面光源
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