TWI507636B - lighting device - Google Patents

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TWI507636B TW102118628A TW102118628A TWI507636B TW I507636 B TWI507636 B TW I507636B TW 102118628 A TW102118628 A TW 102118628A TW 102118628 A TW102118628 A TW 102118628A TW I507636 B TWI507636 B TW I507636B
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Description

照明設備
本發明是有關於一種光學元件及光學模組，特別是指一種導光裝置及照明設備。
於一般的展場中，若是需要對於長形或大型的展示區域進行照明，通常會同時使用長形的日光燈，或使用多盞圓燈，以使光線充足，然而使用日光燈容易有光線過於分散而亮度不足的問題，而使用多盞圓燈又容易有部分區域照明範圍重疊而部分區域亮度不足的問題，且多盞燈具的設置亦會造成成本增加。
一般而言，為了讓光源所散發的光線更均勻，會配合導光板使用，而導光板的相關專利數量眾多，如：US6328453、US6752507號專利案是於導光板上形成微結構，以控制光線的出光角度，或使出光的光線更為均勻。然而，於導光板上進行各種微結構加工及排列變化的設計，必然會增加導光板的製作程序，無法降低製作成本。
因此，本發明之目的，即在提供一種不需透過微結構即能控制光場的導光裝置。
於是本發明導光板，包含一導光板，及一設置於該導光板上的反射元件，其中，該導光板包括一入光面、一連接於該入光面之一側的出光面、一由該入光面的另一側往遠離該出光面的方向傾斜延伸的連接面、一連接該連接面及出光面的反射面、一位於該入光面與出光面之交界的第一連接邊、一位於該入光面與連接面之交界的第二連接邊，及一位於該連接面與反射面之交界的第三連接邊。其中，該反射元件是設置於該反射面上，該出光面與該連接面延伸形成一第一夾角，該反射面與該出光面之間形成一第二夾角，而該第三連接邊投影於該出光面上形成一投影線。
定義θT 為該導光板的全反射角，θ為該第一夾角，φ為該第二夾角，d為該第一、二連接邊之間的距離，L為該第一連接邊與該投影線之間的距離，而θ<φ，θ<θT ，且L≧(d/2)/tanθ。
本發明之另一目的，即在提供一種配合前述導光裝置使用的照明設備。
於是本發明照明設備，包含一光源、一用以接收該光源之光線的導光板，及一設置於該導光板上的反射元件。
該導光板包含一入光面、一由該入光面的一側延伸的出光面、一由該入光面的另一側往遠離該出光面的方向傾斜延伸的連接面、一連接該連接面及出光面的反射面、一位於該入光面與出光面之交界的第一連接邊、一位 於該入光面與連接面之交界的第二連接邊，及一位於該連接面與反射面之交界的第三連接邊。其中，該反射元件是設置於該反射面上，該出光面與該連接面延伸形成一第一夾角，該反射面與該出光面之間形成一第二夾角，而該第三連接邊投影於該出光面上形成一投影線。
定義θT 為該導光板的全反射角，θ為該第一夾角，φ為該第二夾角，d為該第一、二連接邊之間的距離，L為該第一連接邊與該投影線之間的距離，而θ<φ，θ<θT ，且L≧(d/2)/tanθ。
本發明之功效在於：透過該導光板的參數設計，讓該光源所散發的光線通過該導光板後即可將線光源轉變成光線較為均勻的面光源，不需再於該導光板上形成微形結構，而能降低製作程序及成本。
2‧‧‧照明設備
227‧‧‧第三連接邊
21‧‧‧光源
228‧‧‧投影線
211‧‧‧發光二極體
229‧‧‧平直段
22‧‧‧導光板
220‧‧‧傾斜段
221‧‧‧入光面
23‧‧‧反射元件
222‧‧‧出光面
θ‧‧‧第一夾角
223‧‧‧連接面
φ‧‧‧第二夾角
224‧‧‧反射面
d‧‧‧距離
225‧‧‧第一連接邊
L‧‧‧距離
226‧‧‧第二連接邊
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一立體圖，說明本發明照明設備之一較佳實施例，包含一光源、一導光板，及一反射元件；圖2是一側視圖，說明該較佳實施例中，該導光板的態樣，為了便於說明於圖中省略該光源未繪出；及圖3是一側視圖，說明該較佳實施例中，該導光板的另一種態樣。
參閱圖1、2，本發明照明設備2之較佳實施 例，包含一光源21(只見於圖1)、一用以接收該光源21之光線的導光板22，及一設置於該導光板22上的反射元件23。於本實施例中，該光源21包括多個間隔設置的發光二極體211，但不以此為限。
該導光板22包含一入光面221、一連接於該入光面221之一側的出光面222、一由該入光面221的另一側往遠離該出光面222的方向傾斜延伸的連接面223、一連接該連接面223及出光面222的反射面224、一位於該入光面221與出光面222之交界的第一連接邊225、一位於該入光面221與連接面223之交界的第二連接邊226，及一位於該連接面223與反射面224之交界的第三連接邊227。其中，該反射元件23是設置於該反射面224上，該反射面224與該出光面222之間形成一第二夾角φ，而該第三連接邊227投影於該出光面222上形成一投影線228。該光源21產生的光線經由該入光面221進入後，再經由該反射元件23反射而由該出光面222出光。如圖2所示，該出光面222與該連接面223延伸形成一第一夾角θ。其中，該出光面222與該反射面224之交界至該第一連接邊225的垂直距離，大於該第二連接邊226與該第三連接邊227之間的垂直距離，該導光板22的厚度是由該入光面221往該反射面224的方向漸增。
定義θT 為該導光板22的全反射角，d為該第一、二連接邊225、226之間的距離，L為該第一連接邊225與該投影線228之間的距離，而θ<φ，θ<θT ，且L≧ (d/2)/tanθ。其中，φ是用來控制出光角度(angle of beam)的參數，L與θ則是用來控制光場寬度(width of beam)的參數，而上述三個參數共同配合下即可用來控制該導光板22的出光量(Flux)。
本發明利用兩種不同的材質製作該導光板22，一種為聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)，另一種為聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)，進行試驗後獲得如表一、二所載之試驗結果。
由於該導光板22的參數條件需符合θ<φ，θ<θT ，且L≧(d/2)/tanθ之三個條件，而由表一中第(1)組之試驗結果來看，符合θ<φ(11°<30°)，θ<θT (11°<42.16°)，且L≧(d/2)/tanθ(79mm>2.2mm)之三個條件，因此其出光量可達90%以上。同理，第(2)組之試驗亦有相同結果，而第(3) 組之試驗亦可使出光量接近60%。由第(4)~(7)組之試驗結果來看，只要不符合三個條件中的任一條件，其出光量明顯減少至接近50%，甚至是50%以下，而無法達到控制出光量的效果。
同理，表二是以另一種材質所製成的導光板進行試驗，而能獲得與表一類似的結果。
另外要說明的是，如圖3所示，該導光板22的連接面223也可以具有一連接該入光面221的平直段229，及一連接該平直段229與反射面224的傾斜段220，該平直段229與該出光面222是互相平行，該第一夾角θ則是由該出光面222與該連接面223的傾斜段220延伸形成。藉此，讓該導光板22呈現另一種形態，而同樣能得到相似於表一、二所載之試驗結果。
綜上所述，本發明照明裝置2透過該導光板22的參數設計，即可藉由改變參數條件來控制出光量及出光比例，並讓原本呈線狀分佈的該光源21所散發的光線通過該導光板22後，變成較為均勻且呈面狀的出光面積，而能提供大範圍的均勻光線，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧照明設備
21‧‧‧光源
211‧‧‧發光二極體
22‧‧‧導光板
221‧‧‧入光面
222‧‧‧出光面
223‧‧‧連接面
224‧‧‧反射面
225‧‧‧第一連接邊
226‧‧‧第二連接邊
227‧‧‧第三連接邊
228‧‧‧投影線
23‧‧‧反射元件
φ‧‧‧第二夾角

Claims (5)

  1. 一種照明設備，包含：一光源、一用以接收該光源之光線的導光板，及一設置於該導光板上的反射元件，其中該光源包括多個間隔設置的發光二極體，沿著一軸線排列，該導光板包括：一入光面，沿著該軸線延伸，且該入光面為一平坦表面；一出光面，由該入光面的一側延伸；一連接面，由該入光面的另一側往遠離該出光面的方向傾斜延伸，該出光面與該連接面延伸形成一第一夾角；及一反射面，連接該連接面及出光面，該反射面與該出光面之間形成一第二夾角，該反射元件是設置於該反射面上。
  2. 如請求項1所述的照明設備，其中，該導光板的連接面具有一連接該入光面的平直段，及一連接該平直段與反射面的傾斜段，該平直段與該出光面是互相平行。
  3. 如請求項1所述的照明設備，其中，該導光板的厚度是由該入光面往該反射面的方向漸增。
  4. 如請求項1或2或3所述的照明設備，其中，該導光板還包括：一位於該入光面與出光面之交界的第一連接邊、一位於該入光面與連接面之交界的第二連接邊，及一位於該連接面與反射面之交界的第三連接邊，該出光面 與該反射面之交界至該第一連接邊的垂直距離，大於該第二連接邊與該第三連接邊之間的垂直距離。
  5. 如請求項4所述的照明設備，其中，該導光板之該第三連接邊投影於該出光面上形成一投影線，定義θT 為該導光板的全反射角，θ為該第一夾角，φ為該第二夾角，d為該第一、二連接邊之間的距離，L為該第一連接邊與該投影線之間的距離，而θ<φ，θ<θT ，且L≧(d/2)/(tanθ)。
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