CN101210657A - 线性照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种线性照明装置，包括至少一发光模块以及一柱状透镜，其中所述的柱状透镜具有前后两端，所述的发光模块是装设在所述的柱状透镜之内部后端，而柱状透镜在垂直左右二侧壁的平面中具有等边梯形的横剖面，使其二侧壁形成对称的全反射面，以将全反射后的光线都向柱状透镜前端方向垂直投射成一线性光照，且柱状透镜前端是向外凸设形成一聚光面，使经过所述的聚光面的光线向柱状透镜前端方向投射时，可通过所述的聚光面以聚集光线在一光照范围内。

Description

线性照明装置

技术领域

本发明涉及的是一种照明装置，尤指一种在柱状透镜中的二侧壁为对称的全反射面，而柱状透镜前端是向外凸设形成一聚光面，以将发光模块发出的光线都在柱状透镜前端方向的范围内投射成一线性光照的线性照明装置。

背景技术

一般博物馆、艺廊等展览性场所都通过特殊的灯光投射，将展览品的特色烘托出来。然而，一般的投射灯发出的光线温度较高，且带有紫外线，在长时间照射后容易造成展览品的受损。另，展览照明一般不宜采用有色灯光，因有色灯光的使用会使展览品原本的色彩发生变化。因此，一般的照明设施并无法完全应用在所述的展场中。

目前各式各样的广告招牌与灯箱仍是提供一个极具吸引力与有效的广告媒介，一般其内部都装设有许多串连接线式的日光灯具以达夜间照明的目的，然而，为达所需的照明亮度，必须使用到大量的灯具，非常消耗电力，且绝大多数的电能都消耗在热能上，而造成资源的浪费。

传统的稳定器灯需使用启动器，以点亮日光灯管，如果其中一只灯管损坏时，则其所串联的灯具均无法启动，且因广告招牌多设置在较高的楼板位置而不易更换耗损的日光灯管。再者，日光灯管所发出的是散射式光源，照明度不高，聚光能力更是不佳，于是必须在灯箱中密集地设置日光灯以减轻光影的暗带现象，而且无法做任何光线的变化以增添广告的效果。此外，目前回收日光灯管的效益不彰，而日光灯管中的汞对于环境的污染，甚至人体的健康都会造成极大的影响。因此，在考虑更换灯管的频率与维护费用下，传统的日光灯管虽然成本便宜，但使用日光灯管却会在未来造成许多的隐忧，于是开发新的照明设备便成为业界极有兴趣的课题。

在光学中的全反射现象可将光线传输到极远距离，且在光线反射时不会有光线的损失。由光的折射定理中可以推导出全反射的原理，即当光线由疏介质进入到密介质时，入射角会大于折射角，而光线由密介质进入到疏介质时，折射角会大于入射角，折射角随着入射角增加而增大，且光线折射的部份随着折射角增大而减少；当折射角等于90度，此时所对应的入射角称为全反射临界角(criticalangle)，当入射角比临界角大时，光线会停止进入另一界面，不再有折射光，全反射现象便会发生；因为没有折射而都是反射，使全部的光线都反射回同一介质中，这种现象称的为全反射(total reflection)。

全反射原理已应用在电信业以及内视镜上，光纤即是利用此一原理而制成的。而目前LED已大量应用在具有指示功能的设施中，如能善加结合LED的优点与全反射原理的应用，开发出新的照明设施，不但可减少能源的浪费，并可增添多样的灯光效果。

有鉴于此，为了改善上述的缺点，使广告灯箱所使用的照明装置能产生光源均匀且多样化的广告效果，并兼具省电与减少维护成本的目的，发明人积多年的经验与不断的研发改进，遂有本发明的产生。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种线性照明装置，通过柱状透镜在垂直左右二侧壁的平面中具有等边梯形的横剖面，使所述的二侧壁形成对称的全反射面，以将全反射后的光线都向柱状透镜前端方向垂直投射成一线性光照。

本发明的次要目的在提供一种线性照明装置，通过于柱状透镜前端是向外凸设形成一聚光面，能使经过所述的聚光面的光线向柱状透镜前端方向投射时，可再通过所述的聚光面以聚集光线在一光照范围内。

本发明的另一目的在提供一种线性照明装置，通过一LED装置作为发光模块，能使所述的线性照明装置达到省电、耐用的目的。

本发明的又一目的在提供一种线性照明装置，通过利用塑料材料制造出一体成型的柱状透镜，不需电镀任何金属层，容易回收再使用，能达到降低成本与环保的诉求。

为达上述的目的，本发明的线性照明装置，包括至少一发光模块以及一柱状透镜，其中，所述的发光模块是装设在所述的柱状透镜之内部后端，所述的柱状透镜具有前后两端，且所述的柱状透镜在垂直左右二侧壁的平面中具有等边梯形的横剖面，使其二侧壁形成对称的全反射面，以将全反射后的光线都向柱状透镜前端方向垂直投射成一线性光照，而柱状透镜前端是向外凸设形成一聚光面，使经过所述的聚光面的光线向柱状透镜前端方向投射时，可通过所述的聚光面以聚集光线在一光照范围内。

附图说明

图1为本发明线性照明装置的实施例在使用时的剖面图；

图2为本发明线性照明装置的实施例的立体外观图；

图3为本发明线性照明装置的实施例另一角度的立体外观图；

图4为本发明线性照明装置的截面方向与长轴方向的光形分布图；

图5为本发明线性照明装置实际使用时的仿真图。

附图标记说明：1-线性照明装置；11-柱状透镜；111-侧壁；112-聚光面；12-发光模块；13-孔洞；a-截面方向的光形分布；b-长轴方向的光形分布图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1-图3，其为本发明线性照明装置1的一实施例，包括一发光模块12与一柱状透镜11。

所述的发光模块12是装设在所述的柱状透镜11内部后端之中央位置，所述的柱状透镜11具有前后两端，且所述的柱状透镜11在垂直左右二侧壁111、111’的平面中具有等边梯形的横剖面，使其二侧壁111、111’互相对称，而所述的柱状透镜11前端之中央位置向外凸设有一聚光面112，且所述的聚光面112是呈圆弧曲线状。

实施时，所述的发光模块12为一具有复数个LED(发光二极管)的LED装置，使所述的LED配置在上述聚光面112的中心位置上。所述的LED装置还包括一电子控制板(图中未示)，所述的电子控制板是连接电源，以接受LED发光所需的电压与电流；由于LED灯泡的体积小、发热量低，当嵌置在柱状透镜11内部后端的孔洞时，可通过所述的电子控制板的驱动以产生多种变化的灯光效果。

所述的柱状透镜11为一由透明的塑料材质，例如压克力(PolymethylMethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)，制成的封闭实心体。为使柱状透镜11的二侧壁111、111’形成对称的全反射面，所述的柱状透镜11在垂直左右二侧壁111、111’的平面中具有等边梯形的横剖面，当由发光模块发出的光线由较高折射率的柱状透镜11(折射率为1.48)要进入较低折射率的空气(折射率接近1)时，外斜的二侧壁111、111’会使光线的入射角准确地大于或等于全反射临界角(即光线的入射角都大于或等于42.5度)，将所有自侧壁111、111’反射的光线向柱状透镜11前端方向垂直投射成一线性光照。

另，柱状透镜11前端向外凸设的聚光面112，可使发光模块12发出的光线在向柱状透镜11前端进行时，通过所述的聚光面112以聚集光线，并投射在一光照范围内。

因此，请再参阅图4与图5，其中图4为本发明柱状透镜11的截面方向与长轴方向的光形分布图，而图5为实际使用时的模拟图。通过上述方式制成的柱状透镜11，经过实验后可清楚看出，发光模块12发出的光线在向柱状透镜11前端进行时，通过所述的聚光面112以聚集光线，并投射在一光照范围内，并呈一线性的光照范围。

所述的柱状透镜11可依实际应用而制造出适当的尺寸，惟其二侧壁111、111’必须为对称的全反射面，以达到最佳全反射效果，将自侧壁111、111’上全反射后的光线都向柱状透镜11前端方向垂直投射成一线性光照。而当使用本发明在一封闭的空间时(例如广告灯箱)，也可在所述的LED装置后方装设一散热装置以延长LED的寿命。

因此，本发明具有以下的优点：

本发明通过LED作为发光模块的来源，耗电量低且寿命长，可取代传统需要启动器的日光灯管，以作为广告招牌或灯箱的照明装置，能大幅减少维护成本并达环保节能的潮流。

本发明将柱状透镜二侧壁设计为光线的全反射面，并在柱状透镜前端凸设一聚光面，可将光线均匀聚集在柱状透镜前端的范围内，以增进光源亮度与线性照射的效果，为广告招牌与灯箱增添多样的灯光效果。

本发明无需电镀任何金属膜即可达到集中光线的效果，且其柱状透镜耐冲击、不易破碎，可充分回收再利用而达环保的目的。

本发明容易依需求制作成各种尺寸，也可应用在各种需要特殊照明设计的展览空间。

综上所述，依上文所揭示之内容，本发明确可达到发明的预期目的，提供一种不仅能有效均匀集中光线，兼具降低维护成本并可广泛应用在各种商业照明场所的线性照明装置，极具产业上利用的价值，依法提出发明专利申请。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种线性照明装置，其特征在于：其包括：

至少一发光模块；

一柱状透镜，具有前后两端，所述发光模块是装设在所述的柱状透镜的内部后端，且柱状透镜在垂直左右二侧壁的平面中具有等边梯形的横剖面，其二侧壁形成对称的全反射面，以将全反射后的光线都向柱状透镜前端方向垂直投射成一线性光照，而柱状透镜前端是向外凸设形成一聚光面，经过所述的聚光面的光线向柱状透镜前端方向投射，通过所述的聚光面以聚集光线在一光照范围内。

2.根据权利要求1所述的线性照明装置，其特征在于：所述的发光模块为一LED装置。

3.根据权利要求1所述的线性照明装置，其特征在于：所述的柱状透镜为一封闭实心体，而所述的发光模块是嵌设在柱状透镜内。

4.根据权利要求1所述的线性照明装置，其特征在于：所述的柱状透镜是由塑料材质制成。

5.根据权利要求1所述的线性照明装置，其特征在于：所述的柱状透镜是由透明材质制成。

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