TWM521158U - 散射反射模組及系統 - Google Patents

Description

散射反射模組及系統

本創作為一種與光學相關的技術，特別是指能通過散射模型(Scatter Modeling)來描述之光線散射反射(Scattering reflection)現象的技術應用，此散射反射包含漫反射(Diffuse reflection)等反射現象，將該技術組成散射反射模組及系統後，能將自然光或人工光源可調節地散射反射到其他特定位置。

按，物理學中的光學(Optics)，主要是研究光的現象、性質與應用，包括光與物質之間的交互作用等等。而近年來因為環保概念受到重視，使建築照明用電成為「綠建築」(Green Building)中日常節能減碳的重要指標項目之一，讓光學的應用亦成為建築設計中極為重要的一環，即所謂的「建築光學」(Architectural lighting design)。

上述「綠建築」中的日常照明用電，其節能減碳的方法，在室內部分不外乎是讓燈具照明能夠產生最大效益，進而節省照明用電，因此也造就了發光效率極佳的LED產業的蓬勃發展。然而，LED燈具只是被動地安裝在固定位置來提供耗電量相對較少的省電方案，在LED燈具被安裝固定完成後，仍然無法讓室內某些亮度較差的角落，或者需要更高亮度的特定位置產生適當的照明效果，除非另外再加裝照明燈具。

例如：為了營造優雅、寧靜的環境氛圍，許多居家書房、餐廳、甚或是展覽館或博物館等，其室內照明設計採用光線較柔和的間接照明，然後再輔以投射燈、檯燈等其他燈具來輔助照明或凸顯藝術品的光影變化。這種間接照明方式先將光源減 弱，然後再額外加裝燈具來輔助照明，雖然可以營造氣氛，但顯然不是有效分配及利用光資源的較佳方式，而且加裝投射燈、檯燈等燈具亦會增加耗電，對環保並無幫助。

盡量採用自然光來輔助照明，或許是另一種可以節能減碳的方式之一。但自然光會因為建物本身室內格局，例如：隔間、屏風的阻隔，或外在環境例如其他大型建物的遮蔽，使建物的自然光採光設計受到條件上的限制，而且自然光的採光只限於白天，在夜晚時仍無法解決室內人工照明光資源分配不均的問題。

在相關的先前技術中，TWM263456、TWM417477、US8,027,092等，提供了能夠折射/反射(Refraction/Reflection)自然光進入室內以提供輔助照明的技術，這些先前技術雖然可以利用自然光來節省一部分的照明用電，但是這些裝置在安裝完成後就無法變動，也無法讓使用者自行調整，更無法使其他室內人工照明所產生的光資源有效利用及分配。

上述光資源無法有效利用及分配的情形，除了室內照明及採光以外，在室外場所也經常可以發現。例如：某些新的大樓外觀採取能夠反射部分太陽光的淺色塗裝玻璃帷幕牆(Glass curtain wall)，藉此來降低建物本身的受熱，節省空調用電，但如此一來也會在光線的反射角(Angle of reflection)產生反射眩光(Reflected glare)，造成該建物以外的人們的不適。

有鑑於上述種種問題，本創作人乃據其專精於光學相關領域的研究以及實務經驗，特創作出一種散射反射模組及系統，不但可以有效地利用及分配光資源，還能視需要簡易地調整規劃出良好的採光環境。

本創作之目的在於提供一種散射反射模組及系統，能夠安裝在建物牆面、或設置在其他人工或非人工物體的受光表面，進而通過該散射反射模組或散射反射系統將光源可調節地散射反射到其他特定區域，不但可以防止建物牆面或物體的受光表 面在人的視覺範圍內產生反射眩光，還能將光線散射反射到需要採光的區域，達成有效利用及分配光資源之目的，並且能視需要簡易地調整規劃出良好的採光環境。

為達成上述目的，本創作之散射反射模組包括一底座、以及至少一設置在該底座外部接受外來光線照射的面板，其中，所述面板的表面至少具有一層受到光線照射時能夠散射反射光線的散射反射層(Scattering reflection layer)；該面板的背面與底座之間則設置有一組手動或電動的多向調節組件，使面板能夠通過該多向調節組件相對於底座調整偏移角度，並藉由該散射反射層將外來光線散射反射擴散，或到散射反射到特定區域。

本創作之另一目的在於提供一種散射反射系統，是由複數個散射反射模組非重疊地排列於一物體的受光面所組成，每一散射反射模組分別包括一能固定於該物體上的底座、以及至少一可調整偏移地設置在該底座外部接受外來光線照射的面板；所述各面板的表面至少具有一層能夠散射反射光線的散射反射層，各面板的背面與底座之間則分別設置有一組手動或電動的多向調節組件，使各面板能夠分別通過其背面的多向調節組件調整偏移角度，將外來光線分別散射反射到一個或多數個不同的特定區域。

以下進一步說明各元件之實施方式：實施時，所述之散射反射層是由一不透光的片狀體表面設置一反射散射面(Reflection Scattering surface)所構成，或者是在一反射面(Reflecting surface)上疊置一能透光的散射面(Scattering surface)所組成，進而形成漫反射的效果。

實施時，所述各散射反射層為一層或多數層局部或全面覆蓋在各面板的表面上；其中多數層散射反射層為非重疊地並列在面板的表面。

實施時，所述的手動多向調節組件為一組萬向接頭(Universal join)，以供手動調整面板的偏移角度。

實施時，所述的電動多向調節組件包括有一無線信 號接收電路，該無線信號接收電路能接收一外來遠端控制器所發射的無線信號，進而遠端控制該電動多向調節組件調整面板的偏移角度。

實施時，所述各面板的表面分別呈平面(Plane surface)、曲面(Curvature surface)、非球面(Aspherical surface)或自由曲面(Free Form surface)。

實施時，所述各面板的背面通過該多向調節組件而突出於底座外部，並且和底座上緣之間保持間距。

實施時，所述散射反射系統中的各散射反射模組分別具有相同或不同的散射反射程度(Scatter light levels)，而造成相同或不同的漫反射效果。

相較於先前技術，本創作可以將底座固定在受光位置，例如：接受較多光線的物體表面、建物牆面、室內間接照明的天花板、室內靠窗的窗台等位置，甚或安裝在一支架、平板後，並且調整面板的角度，將光線散射反射到較陰暗的區域或予以消光，一方面可以避免物體表面因強光而在人的視覺範圍內產生反射眩光，另一方面可以輔助照明，達成節能減碳之目的。

此外，當本創作由複數個散射反射模組來排列組成一種散射反射系統時，由於每一散射反射模組皆能夠單獨調整面板角度，因此可以將光線散射反射到不同區域，或者集中朝向某一區域加強該區域的輔助照明效果，讓使用者可以視需要調整，再配合可以遠端控制的電動多向調節組件的實施方式，將可以讓一般消費大眾也能很方便的控制及應用，具有極高的產業價值。

以下依據本創作之技術手段，列舉出適於本創作之實施方式，並配合圖式說明如後：

100‧‧‧散射反射模組

200‧‧‧散射反射系統

300‧‧‧物體受光面

10‧‧‧底座

20‧‧‧面板

21‧‧‧散射反射層

22‧‧‧保護層

211‧‧‧片狀體

212‧‧‧反射散射面

213‧‧‧反射面

214‧‧‧散射面

30‧‧‧多向調節組件

31‧‧‧球窩

32‧‧‧球頭

33‧‧‧無線信號接收電路

34‧‧‧遠端控制器

第一圖：本創作散射反射模組之立體分解圖。

第二圖：本創作散射反射模組之組合結構示意圖。

第三圖：本創作散射反射模組之使用狀態示意圖。

第四圖：本創作散射反射層的實施例圖(1)。

第五圖：本創作散射反射層的實施例圖(2)。

第六圖：本創作散射反射模組中面板形狀之實施例圖(1)。

第七圖：本創作散射反射模組中面板形狀之實施例圖(2)。

第八圖：本創作散射反射系統之結構示意圖。

第九圖：本創作散射反射系統之使用狀態示意圖(1)。

第十圖：本創作散射反射系統之使用狀態示意圖(2)。

如第一圖及第二圖所示，本創作散射反射模組100的基本組成元件包括：一底座10、以及至少一設置在該底座10外部能接受外來光線照射的面板20。其中，所述面板20的表面具有至少一層散射反射層21，該散射反射層21在受到光線照射時能夠散射反射光線；該面板20的背面與底座10之間設置有一組手動或電動的多向調節組件30；如第三圖所示，通過該多向調節組件30使面板20能夠相對於底座10調整偏移角度，進而藉由該散射反射層21將該光線散射反射擴散、消光，或散射反射到其他特定區域。

實施時，上述供底座10能夠固定在受光位置，包括但不限於物體表面、建物的室內或室外牆面、室內間接照明的天花板、室內靠窗的窗檯等，舉凡人造或非人造物體的表面皆可以設置；而底座10固定的方式則包括任何一種形式的固定，例如：以黏貼方式直接或間接貼合於牆面、直接將底座擺置於窗台上，甚或以懸掛方式懸吊固定等等，當散射反射模組100在該等位置接受外來光線的照射時，即可以透過面板20上的散射反射層21將光線散射反射擴散、消光、或散射反射到其他區域。

所述外來光線的來源包括自然光或人工光源，而採用散射反射層21散射反射外來光線之目的，除了可以分散光線或消光來避免反射的眩光以外，配合面板20調整偏移角度，將 能夠使光線散射反射到較陰暗或者任何需要加強照明的區域，具有節能減碳的環保價值。

實施時，所述之散射反射層21可以如第四圖所示，在由一不透光的片狀體211表面設置一粗糙的反射散射面212所構成，藉由調整反射散射面212的粗糙程度，即可以調整散射反射的程度(Scatter light levels)，達到不同的漫反射效果。或者，散射反射層21亦可以如第五圖所示，在一反射面213上疊置一透光的散射面214，則光線透過散射面214抵達反射面213後反射出來的光線，即形成漫反射效果；通過更換不同的散射面214即可調整散射反射程度，進而視使用場所需要達成相同或不同的散射反射效果(由散射模型Scatter Modeling來描述的光線散射反射程度Scatter light levels，理論上可以由100%到0%，此乃另一層面的技術，不在本專利的討論之列)。

如第六及第七圖所示，為了可以控制光線散射反射的範圍，實施時，前述的面板20表面可以呈平面、凹陷或凸出的曲面、或非球面形狀，使散射反射層21沿著面板20的表面亦分佈成平面、凹陷或凸出的曲面、非球面、或自由曲面。以第六圖面板20呈凹陷的曲面為例，外來光線照射到該呈凹陷曲面的散射反射層21時，原本朝向四面八方散射反射的光線，因為面板20呈凹陷的曲面，使面板20的邊緣相對較高，進而阻擋了一部分呈直線前進的光線，使光線被限制集中在特定的範圍內散射反射，因此通過凹陷曲面的曲率調整，就可以控制控制光線散射反射的範圍；同理，若是面板20如第七圖所示，表面呈凸出的曲面形狀，將使得光線散射反射的範圍更加擴大。

此外，實施時，所述散射反射層21為一層或多數層局部或全面覆蓋在面板20的表面上；當然，若以多數層散射反射層21為實施例，該多數層散射反射層21必須非重疊地並列在面板20的表面，才能讓各散射反射層21分別發揮散射反射作用；本實施方式的目的，是通過不同規格的多數層散射反射層21，讓同一塊面板20可以產生不同的散射反射效果。

如第二圖所示，由於散射反射層21基本上為不平整的表面，為了避免灰塵或其他空氣中的懸浮粒子附著在散射反射層21上，影響散射反射效果，實施時可以在散射反射層21外部披覆一層透光性的保護層22，使外來光線先穿透保護層22後再入射到散射反射層21。

此外，前述多向調節組件30的實施方式為手動調整時，可以為一組萬向接頭，例如圖示中一般常見的球形關節，包括一設置固定在面板20背面的球窩31，以及一設置在底座10上嵌入球窩31的球頭32，使用者只須施力按壓面板20的邊緣，即可以調整手動調整面板20的偏移角度。

此外，為了避免底座10阻礙面板20的偏移角度，並且使面板20能夠儘可能地接受光線照射，實施時，面板20藉由多向調節組件30的支撐，使面板20的背面突出於底座10外部，並且和底座10上緣之間保持間距，進而使面板20具備更大範圍偏移角度，讓散射反射層21可以全面地接受光線照射。

如第七圖所示，實施時，上述多向調節組件30為電動調整時，除了基本的馬達及減速傳動機構(此為傳統構件，圖未示)以外，實施時可以進一步包括一無線信號接收電路33，該無線信號接收電路33能接收一外來的遠端控制器34所發出的無線信號，進而遠端控制該電動多向調節組件30來調整面板20的偏移角度；此實施方式將可以讓一般消費大眾也能很方便的控制及應用，增進散射反射模組100的可利用性。

如第八到第十圖所示，本創作之另一目的在於提供一種散射反射系統200，該散射反射系統200是由複數個散射反射模組100非重疊地排列於一物體受光面300上所組成；其中，每一散射反射模組100如前所述，分別包括一能固定於該物體上的底座10、以及至少一可調整偏移地設置在該底座10外部接受外來光線照射的面板20；所述面板20的表面至少具有一層能夠散射反射該光線的散射反射層21，使各散射反射模組100的面板20能夠分別通過各散射反射層21，將光線分別散射反射到一個 或多數個不同的特定區域。

本散射反射系統200的實施方式中，由於每一個散射反射模組100皆能夠單獨調整其面板20的角度，或者如前所述調整各散射反射層21的散射反射程度來造成不同的散射反射效果，因此可以將光線散射反射到不同區域，或者部分消光，或者部分集中朝向某一區域來加強該區域的輔助照明效果。例如第八圖所示的散射反射系統200中，一部分散射反射模組100的散射反射程度較低，形成類似消光的效果；一部分散射反射模組100散射反射程度較高，形成接近鏡面反射效果。

又如第九圖所示，將並列的三個散射反射模組100中，位於外側的兩個散射反射模組100之面板20，分別朝向外側方向偏移角度，可以讓散射反射的光線更加的向外擴散；如第十圖所示，若並列的三個散射反射模組100中，位於外側的兩個散射反射模組100之面板20，分別朝向內側方向偏移角度，將可以讓散射反射的光線朝向中央區域集中。同理，若是散射反射系統200是由更多數量的散射反射模組100排列而成，將可以讓光線分別朝向多數個不同區域散射反射，或者朝向某一個區域集中，使該區域能接受更多的光線照射。

至於散射反射系統200中每一個散射反射模組100的詳細實施方式則與前揭第一到七圖雷同，在此不另贅述。

以上之實施例說明及圖式所示，僅為舉例說明本創作之較佳實施例，並非以此侷限本創作之範圍；舉凡與本創作之創設目的及特徵近似或相雷同者，均應屬本創作之申請專利範圍內。

100‧‧‧散射反射模組

10‧‧‧底座

20‧‧‧面板

21‧‧‧散射反射層

22‧‧‧保護層

30‧‧‧多向調節組件

31‧‧‧球窩

32‧‧‧球頭

Claims (17)

1. 一種散射反射模組，包括一能固定於一物體表面的底座、以及至少一設置在該底座外部接受外來光線照射的面板，其中，所述面板的表面至少具有一層受到光線照射時能夠散射反射光線的散射反射層；該面板的背面與底座之間則設置有一組手動或電動的多向調節組件，使該面板能夠通過該多向調節組件調整偏移角度，並藉由該散射反射層將外來光線散射反射到特定區域。
2. 如請求項1所述之散射反射模組，其中：散射反射層是由一不透光的片狀體表面設置一反射散射面所構成，或者是在一反射面上疊置一能透光的散射面所組成。
3. 如請求項1所述之散射反射模組，其中：所述散射反射層局部或全面覆蓋在面板的表面上。
4. 如請求項1所述之散射反射模組，其中：所述散射反射層為一層或多數層，其中多數層散射反射層為非重疊地並列在面板的表面。
5. 如請求項1所述之散射反射模組，其中：所述手動多向調節組件為一組萬向接頭，以供手動調整面板的偏移角度。
6. 如請求項1所述之散射反射模組，其中：所述電動多向調節組件進一步包括有一無線信號接收電路，該無線信號接收電路能接收一外來遠端控制器所發射的無線信號，進而遠端控制該電動多向調節組件調整面板的偏移角度。
7. 如請求項1所述之散射反射模組，其中：所述面板表面分別呈平面、曲面、非球面、或自由曲面。
8. 如請求項1所述之散射反射模組，其中：所述各面板的背面通過該多向調節組件而突出於底座外部，並且和底座上緣之間保持間距。
9. 一種散射反射系統，該系統是由複數個散射反射模組非重疊地排列於一物體受光面上所組成，每一散射反射模組分別包括一能固定於該物體上的底座、以及至少一可調整偏移地設置在該底座外部接受外來光線照射的面板；所述每一面板的表面至少具有一層能夠散射反射光線的散射反射層，且各面板的背面與底座之間則分別設置有一組手動或電動的多向調節組件，使各面板能夠分別通過其背面的多向調節組件調整偏移角度，將外來光線分別散射反射到一個或多數個不同的特定區域。
10. 如請求項9所述之散射反射系統，其中：散射反射層是由一不透光的片狀體表面設置一反射散射面所構成，或者是在一反射面上疊置一能透光的散射面所組成。
11. 如請求項9所述之散射反射系統，其中：所述散射反射層局部或全面覆蓋在面板的表面上。
12. 如請求項9所述之散射反射系統，其中：所述散射反射層為一層或多數層，其中多數層散射反射層為非重疊地並列在面板的表面。
13. 如請求項9所述之散射反射系統，其中：所述手動多向調節組件為一組萬向接頭，以供手動調整面板的偏移角度。
14. 如請求項9所述之散射反射系統，其中：所述電動多向調節組件進一步包括有一無線信號接收電路，該無線信號接收電路能接收一外來遠端控制器所發射的無線信號，進而遠端控制該電動多向調節組件調整面板的偏移角度。
15. 如請求項9所述之散射反射系統，其中：所述面板表面分別呈平面、曲面、非球面、或自由曲面。
16. 如請求項9所述之散射反射系統，其中：所述各面板的背面通過該多向調節組件而突出於底座外部，並且和底座上緣之間保持間距。
17. 如請求項9所述之散射反射系統，其中，複數散射反射模組的散射反射層分別具有相同或不同的散射反射程度。