TWI648505B - 投光燈裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可變焦之投光燈裝置以精密控制光線到達所需之照明區域，並減少無效光造成環境光害與有效控制視覺眩光。此投光裝置至少包括：一光源、一反射件、一控光件以及一調焦模組。反射件，圍繞光源，用以反射光源發出之複數個光線。控光件，耦接反射件，用以防止眩光或做為直射光再利用。調焦模組，耦接反射件，用以調整光源前後位置。反射件之外層為一錐形且反射件之內層具有一曲面鰭片式結構，用以控制複數個光線之反射路徑。

Description

投光燈裝置

本發明大體上相關於投光燈領域，特定而言，係一種可變焦之投光燈裝置。

目前投光燈一直停留在傳統技術，固定式配光無法調整光學反射路徑，為求區域照明效果只能增加光源瓦數與燈具數量，反而造成照明區域以外的環境光害、整體環境視覺眩光與增加無效電力損失，而其光學設計停留在理論的點光源，與實際光源發光尺寸差異極大，加上習用鋁反射罩缺少光學鏡面有效反射，導致燈具內部無效光漫射與投射光線無法有效到達被照區域，除無端損耗光電能源，還增加環境溫度與造成環境光害。

是以，針對上述習知結構所存在之問題點，研發一系列可變焦反射光學與光源配置具理想實用性之創新裝置，實為照明有效配光與光學儀器擴大功能等需求者所殷切企盼。

有鑑於此，發明人基於過去在照明光學領域所累積的研究技術與實務經驗，經各種場地環境照明光學測試修正，終於研發出可變焦反射光學與光源匹配的投光燈結構。

有鑑於上述習知投光燈裝置的缺失，本發明即用以解決上述之問題。本發明之一目的在於提供一種可變焦之投光燈裝置，改進習知投光燈無法調配光線反射路徑造成光源無法有效利用之缺失。本發明之投光燈裝置可適用於各種環境，例如：球場、建築、商業、工廠、道路、軍警消防、工業及醫療等投光照明，以最佳反射光學設計，控制最大有效光到達所需之照明區域，並減少無效光造成環境光害與有效控制視覺眩光。由於眩光引起瞳孔縮小導致實際進光量減少，控制視覺眩光可讓眼睛充分接收照明能量。

為了達到上揭之目的及其他目的，本發明提供一種可變焦之投光燈裝置，此投光燈裝置至少包括：一光源、一反射件、一控光件以及一調焦模 組。反射件，圍繞該光源，用以反射光源發出之複數個光線。控光件，耦接反射件，用以防止眩光或做為直射光再利用。調焦模組，耦接反射件，用以調整光源前後位置。反射件之外層為一錐形且反射件之內層具有一曲面鰭片式結構，用以控制複數個光線之反射路徑。

為達上述所有目的，其中曲面鰭片式結構包含以特定角度傾斜之同心圓鰭片。

為達上述所有目的，其中曲面鰭片式結構包含以兩種以上不同角度傾斜之同心圓鰭片。

為達上述所有目的，其中曲面鰭片式結構包含以兩種以上不同角度傾斜之同心圓鰭片且曲面鰭片式結構具有部分光滑曲面。

為達上述所有目的，其中控光件延伸該反射件並向外擴張或內縮以利於集中複數個光線。

為達上述所有目的，其中控光件延伸該反射件並向外擴張或內縮以利於消除複數個光線之部分。

為達上述所有目的，其中控光件具有部分缺口，以使直射光可透出。

為達上述所有目的，其中光源可為高強度氣體放電燈系光源、發光二極體(LED)、鹵素燈或螢光燈。

為達上述所有目的，其中調焦模組具有一調焦滑桿與一調焦螺桿，用以控制光源之移動。

為達上述所有目的，其中調焦模組之調焦範圍為0至50mm。(如為大型反光件，其調焦範圍會加大。)

為達上述所有目的，其中包含增加同心圓鰭片之密度以提升投光燈有效照明範圍之均勻度。

相較於先前習知技術，根據本發明之可變焦之投光燈裝置，除了可移動光源以變焦，搭配使用不同角度之同心圓鰭片以及不同長短、外擴或內縮之控光件，將可有效利用光源發出之光線並調配光線的反射路徑，以達不同光束角之選用來滿足各種環境的照明需求。

以上所述係用以說明本發明之目的、技術手段以及其可達成之功效，相關領域內熟悉此技術之人可以經由以下實施例之示範與伴隨之圖式說明 及申請專利範圍更清楚明瞭本發明。

1‧‧‧光源

2‧‧‧反射件

3‧‧‧反射光線

4‧‧‧直射光線

11‧‧‧燈泡

12‧‧‧反射件

13‧‧‧光源

14‧‧‧燈座

15‧‧‧固定底板

16‧‧‧調焦滑桿

17‧‧‧調焦螺桿

18‧‧‧調焦彈簧

19‧‧‧燈座板

20‧‧‧調焦孔

21‧‧‧外殼

31‧‧‧光源

32‧‧‧反射件

33‧‧‧控光件

34‧‧‧直射光線(未經反射件反射)

35‧‧‧反射光線(經控光件反射)

A‧‧‧反射件之部分

B‧‧‧反射件之部分

C‧‧‧反射件之部分

圖1係根據本發明之第一實施例說明反射件之結構圖。

圖2係根據本發明之第一實施例說明聚光與散光之配光圖。

圖3係根據本發明之第二實施例說明反射件之結構圖。

圖4係根據本發明之第二實施例說明聚光與散光之配光圖。

圖5係根據本發明之多個實施例說明側邊或對地之投光照明圖。

圖6係根據本發明之一實施例說明調焦模組之結構圖。

圖7係根據本發明之一實施例說明控光件外擴示意圖。

圖8係根據本發明之一實施例說明控光件內縮示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，經由說明書中所揭示之內容，熟悉該領域中之技術者將領會可變焦之投光燈裝置，並能輕易地瞭解本發明之功效與優點。然該領域之熟習技藝者須瞭解本創作亦可在不具備這些細節之條件下實行。此外，文中不會對一些已熟知之結構或功能或是作細節描述，以避免各種實施例間不必要相關描述之混淆，以下描述中使用之術語將以最廣義的合理方式解釋，即使其與本創作某特定實施例之細節描述一起使用。

本發明將以較佳實施例及觀點加以敘述以解釋本發明之結構，僅用來說明而非用以限制本發明之申請專利範圍，因此，除說明書中之較佳實施例外，本發明亦可廣泛實行於其他實施例中。

本發明之投光燈裝置及其各式實施例搭配使用各種反射件以及各式控光件，可適用於各種環境，例如：球場、建築、商業、工廠、道路、軍警消防、工業及醫療等投光照明，以最佳反射光學設計，控制最大有效光到達所需之照明區域，並減少無效光造成環境光害與有效控制視覺眩光。由於眩光引起瞳孔縮小導致實際進光量減少，控制視覺眩光可讓眼睛充分接收照明能量。

在一實施例中，投光燈裝置至少包括：一光源、一反射件、一控光件以及一調焦模組。反射件，圍繞光源，用以反射光源發出之複數個光線。控光件，耦接反射件，用以防止眩光或做為直射光再利用。調焦模組，耦接反射件，用以調整光源前後位置。反射件之外層為一錐形且反射件之內層具有一 曲面鰭片式結構，用以控制複數個光線之反射路徑。

在一實施例中，光源可為高強度氣體放電燈系光源、發光二極體(LED)、鹵素燈或螢光燈或其他光源，例如：冷極管(含霓虹)、黑燈管(泡)及無極感應燈。

圖6係根據本發明之一實施例說明調焦模組之結構圖。在一實施例中，調焦模組具有一調焦滑桿16與一調焦螺桿17，用以控制光源13之移動。光源13具有燈泡11，燈座14用以承載光源13，而調焦彈簧18可定位及緩衝光源13之移動。在一實施例中，調焦孔20可使用工具轉動以移動光源，在其他實施例中亦可使用手動旋轉螺桿以移動光源13。在一實施例中，調焦模組之調焦範圍為0至50mm，如為大型反射件，其調焦範圍會加大。

光束在光度分佈曲線上以50%最大光度形成的夾角稱為光束角。參閱圖6所示，在一實施例中，反射件之外層為錐形，反射件之內層為光滑曲面，且調焦模組之調焦範圍為0至50mm，如為大型反射件，其調焦範圍會加大。在此實施例中，移動光源可使投光燈聚焦(聚光)或發散(散光)，而具有10至30度之可調光束角。圖5係根據本發明之多個實施例說明投光照明圖(側邊投光或對地投光)。以下藉由不同實施例及圖5來說明設定反射件內層之結構以控制不同環境所使用之光束角。

第一實施例

圖1係根據本發明之第一實施例說明反射件之結構圖。參閱圖1所示，在第一實施例中，可變焦之投光燈裝置至少包括：一光源1、一反射件2、一控光件以及一調焦模組。光源1可為高強度氣體放電燈系光源、發光二極體(LED)、鹵素燈或螢光燈。反射件2，圍繞光源1，用以反射光源1發出之複數個光線(包含反射光線3及直射光線4)。控光件，耦接反射件2，用以防止眩光或做為直射光再利用。調焦模組，耦接反射件2，用以調整光源1前後位置。反射件2之外層為一錐形且反射件2之內層具有一曲面鰭片式結構，用以控制複數個光線(包含反射光線3)之反射路徑。

參閱圖1所示，在第一實施例中，其中此曲面鰭片式結構包含以兩種以上特定角度傾斜之同心圓鰭片，具體而言，係以兩種不同角度傾斜之同心圓鰭片，反射件之部分A及反射件之部分C；且曲面鰭片式結構具有部分光滑曲面，反射件之部分B。反射件之部分A及反射件之部分C為具有不同角度 傾斜之同心圓鰭片，且反射件之部分A傾斜角度較反射件之部分C大，而反射件之部分B為光滑曲面。

圖2係根據本發明之第一實施例說明散光與聚光之配光圖。圖2A為聚光光路配光圖，圖2B為散光光路配光圖。在此實施例中，複數個光線經由光源1發出，其中部分光線入射反射件之部分A將產生近端20度之光束角；部分光線入射反射件之部分B將產生遠端10度之光束角；部分光線入射反射件之部分C將產生左右端15度之光束角。同時參閱圖5A之側邊投光照明圖，此實施例適用於遠距投光，例如運動場之投光使用。

在其他實施例中，亦可使用三種不同角度傾斜之同心圓鰭片交錯作為反射件2之內層，舉例而言，將第二實施立之反射件之部分B由光滑曲面改為第三種角度傾斜之同心圓鰭片。在此實施例中，複數個光線經由光源1發出，其中部分光線入射反射件之部分A將產生近端45度之光束角；部分光線入射反射件之部分B將產生遠端25度之光束角；部分光線入射反射件之部分C將產生左右端30度之光束角。參閱圖5D之側邊投光照明圖，此實施例適用於近距投光。

第二實施例

圖3係根據本發明之第二實施例說明反射件之結構圖。參閱圖3所示，在第二實施例中，可變焦之投光燈裝置至少包括：一光源1、一反射件2、一控光件以及一調焦模組。光源1可為高強度氣體放電燈系光源、發光二極體(LED)、鹵素燈或螢光燈。反射件2，圍繞光源1，用以反射光源1發出之複數個光線(包含反射光線3及直射光線4)。控光件，耦接反射件2，用以防止眩光或做為直射光再利用。調焦模組，耦接反射件2，用以調整光源1前後位置。反射件2之外層為一錐形且反射件2之內層具有一曲面鰭片式結構，用以控制複數個光線(包含反射光線3)之反射路徑，而曲面鰭片式結構為以特定角度傾斜之同心圓鰭片。

圖4係根據本發明之第二實施例說明散光與聚光之配光圖。圖4A為聚光光路配光圖，圖4B為散光光路配光圖。在此實施例中，複數個光線經由光源1發出，經由反射件2反射，在調焦模組移動光源時，可調整20度至40度之光束角。同時參閱圖5B之側邊投光照明圖。

參閱圖3至圖5所示，在其他實施例中，可經由改變同心圓鰭片 之傾斜角度，將有助於光束角範圍之調整，舉例而言，參閱圖5C之側邊投光照明圖，在其他實施例中，加大第二實施例之同心圓鰭片之傾斜角度，使得光束角可控制於30至80度之間；以此為基礎而再增加傾斜角度，可將光束角控制於70至110度之間(參考圖5E所示)，應注意的是，圖5E係根據其用途而為上對下(對地)之投光照明圖。

應注意的是，為精密控制投光燈反射光線之光束角，本發明不以上述實施例為限，在不違背本發明精神下，可設定更大之同心圓鰭片之傾斜角度以增加光束角，使投光燈更具有廣角之功效。在一實施例中，更可增加同心圓鰭片之密度以提升投光燈有效照明範圍之均勻度。

控光件之使用係為增加反射光線利用率及減少無效光造成環境光害與有效控制視覺眩光。舉例而言，控光件延伸反射件，可反射光線，用以增加反射光線的比例，且可防止部分直射光及反射光之眩光。以下藉由不同實施例、圖7及圖8來說明設定控光件之結構以增加反射及防眩光。

第三實施例

圖7係根據本發明之一實施例說明控光件外擴示意圖。控光件延伸反射件並向外擴張以利於集中複數個光線。參閱圖7A所示，在此實施例中，控光件33耦接反射件32，舉例而言，控光件33連接延伸反射件32並向外擴張。光源31發出複數個光線，其中部分光線經反射件32反射，部分直射光線34未經過反射件32反射而經由控光件33反射成為反射光線35，因此控光件33可增加反射光線35的比例，集中光線，意即，減少無效漫射比例。另一方面，由於控光件33延伸外擴，在許多視線角度上無法直視光源，有防眩光之功效。

參閱圖7B所示，在其他實施例中，控光件33具有部分缺口，以使直射光可透出，舉例而言，控光件33下方具有3分之1部分缺口。此缺口係用以投光燈近距離之照明，例如在遠距投光時，尚能保持投光燈附近下緣的亮度可為近端或其他照明目的之利用。

第四實施例

圖8係根據本發明之一實施例說明控光件內縮示意圖。控光件延伸該反射件並向內縮以利於消除複數個光線之部分。參閱圖8A所示，在此實施例中，控光件33耦接反射反射件件32，舉例而言，控光件33連接延伸反射件32並向外內縮。光源31發出複數個光線，其中部分光線經反射件32反射，部 分直射光線34雖未經過反射件32反射，但入射控光件33時，因控光件33具有消光塗層或消光材質，可消除直射光線34，減少不需使用之光線，換言之，亦減少無效漫射比例。另一方面，由於控光件33延伸外擴，在許多視線角度上無法直視光源，有防眩光之功效。

參閱圖8B所示，在其他實施例中，控光件33具有部分缺口，以使直射光可透出，舉例而言，控光件33下方具有3分之1部分缺口。此缺口係用以投光燈近距離之照明，例如在遠距投光時，尚能保持投光燈附近下緣的亮度可為近端或其他照明目的之利用。

應注意的是，為增加防眩光或光線集中、消光之效果，本發明不以上述實施例所示之控光件長度為限，在不違背本發明精神下，可設定長版、短版、弧形或異形之控光件。

綜上所述，本發明之可變焦之投光燈裝置，使用調焦模組調整光源位置，再利用反射件與控光件之組合精準控制光源發出光線之反射光線，來調整光束角範圍、調整投光遠近距離、集中光線、消光及防眩光，使光線有效到達指定之被照區域，適應各種環境之使用。

上述之目的在於解釋，各種特定細節係為了提供對於本發明之徹底理解。熟知本發明領域之通常知識者應可實施本發明，而無需其中某些特定細節。在其他實施例中，習知的結構及裝置並未顯示於方塊圖中。在圖式元件之間可能包含中間結構。所述的元件可能包含額外的輸入和輸出，其並未詳細描繪於附圖中。

於不同實施例所提之元件係為單獨電路，惟亦可將部分或全部元件整合於單一電路中，因而，所附之申請專利範圍中所述之不同元件可能對應一或多個電路之部分功能。

用基本形式來描述方法，在未脫離本發明範疇下，任一方法或訊息得自程序中增加或刪除，熟知該項技術領域之通常知識者應可進一步改良或修正本發明，特定實施方式僅用以說明，非限制本發明。

若文中有一元件“A”耦接(或耦合)至元件“B”，元件A可能直接耦接(或耦合)至B，亦或是經元件C間接地耦接(或耦合)至B。若說明書載明一元件、特徵、結構、程序或特性A會導致一元件、特徵、結構、程序或特性B，其表示A至少為B之一部分原因，亦或是表示有其他元件、特徵、結構、 程序或特性協助造成B。在說明書中所提到的“可能”一詞，其元件、特徵、程序或特性不受限於說明書中；說明書中所提到的數量不受限於“一”或“一個”等詞。本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，為一大突破。惟須注意，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍。雖然在這裡已闡明與解釋特定實施例與所揭露之應用，該實施例並不意圖侷限於精確解釋，任何熟於此項技藝之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化。也應當了解，在不背離本發明所揭露之精神與範疇下，本發明所揭露於此之元件與其之各種修正、變更、對於此領域之技術者為顯而易見之加以排列之延伸、操作、該方法之細節，以及在此所揭露之裝置與方法將不被侷限，且應包含於下述專利申請範圍內。

Claims (11)

1. 一種可變焦之投光燈裝置，至少包括：一光源；一反射件，圍繞該光源，用以反射該光源發出之複數個光線；一控光件，耦接該反射件，用以防止眩光或做為直射光再利用；以及一調焦模組，耦接該反射件，用以調整光源之位置；其中該反射件之外層為一錐形且該反射件之內層具有一曲面鰭片式結構，用以控制該複數個光線之反射路徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可變焦之投光燈裝置，其中該曲面鰭片式結構包含以特定角度傾斜之同心圓鰭片。
3. 如申請專利範圍第2項所述之可變焦之投光燈裝置，其中該曲面鰭片式結構包含以兩種以上不同角度傾斜之同心圓鰭片。
4. 如申請專利範圍第3項所述之可變焦之投光燈裝置，其中該曲面鰭片式結構包含以兩種以上不同角度傾斜之同心圓鰭片且該曲面鰭片式結構具有部分光滑曲面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可變焦之投光燈裝置，其中該控光件延伸該反射件並向外擴張或內縮以利於集中或擴散該複數個光線。
6. 如申請專利範圍第1項所述之可變焦之投光燈裝置，其中該控光件內側具消光材質以利於消除該複數個光線之部分。
7. 如申請專利範圍第5或6項所述之可變焦之投光燈裝置，其中該控光件具有部分缺口，以利於近端照明之使用。
8. 如申請專利範圍第1項所述之可變焦之投光燈裝置，其中該光源可為高強度氣體放電燈系光源、發光二極體(LED)、鹵素燈或螢光燈。
9. 如申請專利範圍第1項所述之可變焦之投光燈裝置，其中該調焦模組具有一調焦滑桿與一調焦螺桿，用以控制該光源之移動。
10. 如申請專利範圍第9項所述之可變焦之投光燈裝置，其中該調焦模組之調焦範圍為0至50mm。
11. 如申請專利範圍第2項所述之可變焦之投光燈裝置，其中包含增加同心圓鰭片之密度以提升投光燈有效照明範圍之均勻度。