CN103090195A - 具方向性光远端激发灯组 - Google Patents

Abstract

一种具方向性光远端激发灯组，包括一组具方向性光源以及一个以上的光致发光灯泡。具方向性光源是朝向该光致发光灯泡，用以提供该灯泡发光所需的能量。透过具方向性光源与光致发光等技术，本案解决过往发光、照明设备过度依赖线路或电源的缺陷；改变发光、照明设备的能源供应方式。使得发光、照明设备不需受限于线路的长短、拉线途中的障碍等等问题。也解决了发光、照明设备需搭配电源，导致灵活性、赏玩价值下降等问题。大幅提高发光、照明设备的可用性。

Description

具方向性光远端激发灯组

【技术领域】

本发明是关于一种具方向性光远端激发灯组，尤其是一种可透过远端激发，不必连接电源或依靠蓄电装置致能发光的光致发光灯组。

【背景技术】

人类的文明从火开始，照明是文明进步的曙光；象征人类克服自然的黑暗。夜晚的昏暗搭配点点光亮，更让人陶醉在夜景中；此时，光已不只是供照明使用，还可以美化气氛、点缀环境。目前常见的照明装置，除传统的蜡烛、煤气灯外，无论钨丝灯、日光灯、卤素灯、LED照明灯、甚至冷光等，多属电致发光。要驱使上述发光装置长期发光，都需要稳定而充分供应的燃料或供电才能持续转换出光能，因此都离不开煤气管线、电源线或电能储存装置。但是照明灯连结有电路或电源供应器，其摆设的地点立刻就受到大幅的局限；且移动、调整照明器材摆放位置也随之极其不便。尤其为符合安全与美观，一般电线尽量少走明线，而埋入墙壁或土中的电线要更改移动至新路线，无疑造成相当困扰。

除上述照明的用途之外，灯组被应用在点缀、美化环境方面，上述设置与移动的困扰将益形凸显；然而，用来美化景物、营造视觉效果这一类赏玩用途的照明灯，在市场上的需求与比重逐渐提高，也使得灯具作为点缀、协调景色的角色，无法任由设计师自由挥洒；尤其例如在庭园等户外位置，作为背景与衬底的灯光，需考虑维护保养与更换的便利性；另如在暂时性的宴会活动中，亦需考虑设置与撤换是否简易。不幸地，作为必要装置的接连电线往往成为无可避免的限制条件。

荧光是另一种常被使用的公知技术，并且不须藉由有线的电路提供电源，因此没有上述难以维护保养及搬迁的困扰。然而，若需持续以外在光束照射，让其吸收光能后受激发光，不仅受限于一般光束会随距离发散，难以集中照射在荧光灯泡上，使得光致发光的效率不佳；另方面，用一束光照射在荧光灯泡上，让荧光灯泡吸收后再发光，不免画蛇添足而显得多余；对于赏完用途的使用者而言，以可见的光源点亮荧光灯泡反而会造成气氛的破坏。亦即，以荧光灯泡作为光源时，一般不会持续以光照射。一方面其发光亮度不足；另方面，除非有持续的光源刺激，否则荧光的光源发光将逐渐减弱，无法维持恒定亮度。

因此，尽管荧光灯泡相对一般灯泡而言，更具有摆设的灵活性，但通常无法长期持续发光；若经由远端光照激发光亮，又必须忍激发光源本身光芒四散的困扰，并破坏景致气氛；使得荧光灯泡在使用上的缺陷反而超过一般电灯泡，无法符合市场需求。

因此，如果能提供一个可不受电线及电源的限制，不仅可以大幅提升摆设、移动的便利性，还可以有效并持续性地发光的灯组，将能够集电致发光与光激发光灯泡两家所长，具有解决照明灯领域长久以来的痼疾的能力。试想一个不受电路牵绊，摆设自由度大增的照明设备，会怎样改写人类文明使用光的历史。

【发明内容】

本发明的一个目的在于提供一种激发灯组，是一种应用光致发光技术提供能量、可以远端操控且不需要电源与线路的发光灯组，藉以提升摆设的便利性与灵活度。

本发明另一目的是提供一种应用具方向性光及匿踪技术的远端激发灯组，使得光致发光的光源不被发现，增加摆设时的装饰效果。

本发明再一个目的是提供一种高变化性的发光灯组，藉由匿踪技术，提供多变化的光源，并让此种控制方式隐而不显。

本发明为一种具方向性光远端激发灯组，其基本结构至少包括一组具方向性光源；以及至少一个光致发光灯泡。一般而言，该光致发光灯泡与上述具方向性光源之间可以存在一定的距离、而该光致发光灯泡是上述具方向性光源照射的目标。

透过上述结构，照明灯泡不需要连接线路或电源同样可以发光。本发明应用了两种技术，分别是具方向性光技术与光致发光技术。光致发光灯泡的能源不再像传统照明灯泡一般需要依靠直接的电能；即所谓的电致发光。光致发光灯泡受到光能的刺激，会吸收该能量随后释放出光能。光能可在空气中传导，灯泡不需要再加装电源或透过线路来连接电能；换句话说，应用光致发光的技术，灯泡的能源传输方式随之发生变革。

具方向性光技术也是本发明诞生的一大功臣，搭配上述光致发光灯泡，具方向性光技术与光致发光技术的功效会互相累加。如果采用无线、光致发光的方式点亮远端的灯组，一般的光线会四处发散，无法有效地集中在一个方向。这样一来，会出现两个不利的影响。第一，四处发散的光射程有限，限缩了光致发光灯泡的摆设距离。第二，光若四处发散，光能就无法集中于光致发光灯泡，实际激发该灯泡的能量远低于光源处射出的能量；不但无法完全激发出光致发光灯泡的能力，更浪费许多不必要的能源。可见，激发光致发光灯泡时，若采用一般的光线会十分没有效率。具方向性光技术的应用成功弥补这个缺失，导因于具方向性光的方向单一，且不会色散，其中如激光更有单一波长的特性。因此，集中的具方向性光可以打得又远又强。其远程的特性将大幅跃增光致发光灯泡可布置的范围；光束的集中特性则提供激发光致发光灯泡时所需的充沛光能，充沛的光能可以增加光致发光灯泡发光的时间。更重要的是，具方向性光技术在空间与时间上大幅提升光致发光灯泡的使用功能性。

综上所述，本发明对传统电致发光的照明技术进行变革，解决了电致发光灯泡受电源、线路限制的缺陷。因此大幅提升灯泡设置的自由度，即使灯泡设置于几公里之外，只要搭配合适的具方向性光源，仍可发挥光致发光的功能。若是以赏玩为主要功能的灯泡，将更为彰显本发明具方向性光激发灯组的功能。点缀用灯泡依使用者需要，不必过度顾虑距离问题(具方向性光可长达几公里)，且可轻易地移动摆设，不必担心线路的安装、改装或电源供给便利与否等问题。通过本发明，提供给使用者一个远超越目前距离与摆设移动不方便等障碍的具方向性光激发灯组。

【附图说明】

图1是本发明的第一较佳实施例的主要结构图；

图2是本发明荧光灯泡的结构图；

图3是本发明第二较佳实施例的光学器件控制装置的结构图；

图4是图3光学器件控制装置应用状态示意图；

图5是本发明第三较佳实施例分光镜的结构图；

图6是本发明第四较佳实施例复数且中心波长各异的具方向性光源的应用状态示意图；

图7是图6复数且中心波长各异的具方向性光源同时激发单一荧光灯泡的应用状态示意图；

图8是图7复数且中心波长各异的具方向性光源透过分光镜顺序激发复数荧光灯的应用状态示意图；

图9是本发明第五较佳实施例的微结构光学器件的应用状态示意图；

图10是图8与图9两实施例组合搭配的应用状态示意图；

图11是本发明第六较佳实施例发散光聚合的应用示意图；

图12是本发明第七较佳实施例的透光气球空中的应用状态示意图；

图13是本发明第七较佳实施例的透光气球水中的应用状态示意图。

【主要元件符号说明】

具方向性光远端激发灯组    1

具方向性光源              11

紫外光激光                111

发光二极管                112

透镜组                    113

微结构光学器件            13

匿踪段                    131

光致发光灯泡              12

灯壳                      121

荧光粉                    122

透光气球                  123

光学器件控制装置          14

控制装置                  141

反射镜片                  142

分光镜                    15

【具体实施方式】

本发明为一种具方向性光远端激发灯组1，如图1呈现出的具方向性光远端激发灯组1结构图，其中具方向性光远端激发灯组1至少包括有两个主要的基本部件：一组具方向性光源11；至少一个光致发光灯泡12。在具体实施时，具方向性光源11，例如为同调性光源的紫外光激光111，光致发光灯泡12例如为荧光灯泡12。两个基本部件的连结关系如图1，紫外光激光111朝向荧光灯泡12的方位，而荧光灯泡12与上述紫外光激光111存在一定的距离。

换句话说，在运作过程中从具方向性光源11投射出的光束抵达一定距离外的荧光灯泡12。当光束到达荧光灯泡12时，请接着参考图2。图2为荧光灯泡12的结构图，包括灯壳121以及荧光粉122。灯壳121的目的在于透光，可让紫外光激光111发出的光束进入内部涂层的荧光粉122，引发荧光粉122的光致发光反应，荧光粉122受激发出肉眼可见光，这一种肉眼可见光于是穿透灯壳121向外发射。因此，荧光灯泡12仍会受到紫外光束的刺激，引发其内部涂层的荧光粉122的光致发光效应，使用者的眼睛便会捕捉到荧光灯泡12发出肉眼可见光。

图3为本发明较佳的实施例之一，具方向性光远端激发灯组1可包括一组光学器件控制装置14，设置于荧光灯泡12与微结构光学器件13之间，用来调整光束射出的方向与角度。该光学器件控制装置14包括一个由微处理器与压电晶体驱动器所组成的控制装置141，以及一面反射镜片142。控制装置141的原理是：将交流电通至压电晶体，致使压电晶体发生周期性伸缩；依照电压的变化，安装于反射镜片142左右角落的晶体的晶格会产生体积大小的变化。因此于光学器件正面的X轴方向与Y轴方向放置压电晶体，就能透过电流驱动光学器件往各方向变换角度。如此设计的目的在于：利用压电晶体通电后的周期性运动，控制装置141可以快速转动反射镜片142，于是反射镜片142可依照光的反射定律，将光束反射至预先设定好位置的荧光灯泡12。实际应用上请参考图4，图4为光受光学器件控制装置14影响下的反射路线图。先将数个使用者欲点亮的荧光灯泡12分别按顺序放置，当紫外光束抵达光学器件控制装置14时，光学器件控制装置14会迅速震动光学器件，将紫外光束在极短的时间内，按照位置顺序一一点亮数个荧光灯泡12。

图5为本发明另一较佳实施例，具方向性光远端激发灯组1可包括一个分光镜15，分光镜15可用三菱镜；或者两个三棱镜斜边相接并镀上半透膜，共同构成一个方块；也可以一片光学玻璃，单面镀半透膜。凡是可将光束分割，皆为本发明的应用范围。分光镜15的作用是把具方向性光源射出的光束分割，分割后的光束分别射向两个预设位置的荧光灯泡12，使得一道激光可以点亮两颗荧光灯泡12。该设计的好处不只是同步点亮两个荧光灯泡12，更可以减少点亮全部荧光灯泡12所需的激光次数。

图6为本发明再一较佳实施例，其中具方向性光远端激发灯组1的具方向性光源11可由复数个彼此中心波长相异的激光单元所组成。不同中心波长的激光单元分别激发对应波长的荧光粉122；例如红色的荧光粉1221会受到激光1111的中心波长所激发；绿色的荧光粉1222会受到激光1112的中心波长所激发；蓝色的荧光粉1223会受激光1113的中心波长所激发。该设计使具方向性光远端激发灯组1可更换不同中心波长的具方向性光源，搭配布设有对应波长荧光粉的荧光灯泡12；使用者可依需求转换荧光灯泡12发出的颜色。如图7，本实施例可推知的应用方式还包括，用多种激光同时激发一颗荧光灯泡12，同时激发各种荧光粉1221、1222、1223因而形成彩色荧光。另外还可以参考图8，图8是将本实施例结合前述的实施例，透过光学器件控制装置14激发多个荧光灯泡12发出彩色荧光。上述仅举几个例子，凡是可由本发明实施例互相搭配组合者，皆属本发明的应用范围。

图9为本发明又一较佳实施例；具方向性光远端激发灯组1加上一片匿踪功能的微结构光学器件13，当激光光束透过上述微结构光学器件13后，会形成一段激光光束的匿踪段131。此实施例的结构为：该微结构光学器件13设置于紫外光激光111与荧光灯泡12之间。其目的在于让紫外光激光111所射出的激光光束，经过微结构光学器件13后，在一段预定距离中呈现破坏性干涉而匿踪的激光光束，进入匿踪段131的激光光束由于在一个预定距离内，各光子的波动彼此呈破坏性干涉，使得此匿踪段落中，虽然仍有光子行进，但无论遮蔽光程中的任何一点，均没有可见的光束可供反射或折射，故无法供人体肉眼所捕捉，形成人类视觉上的匿踪状态。需要注意的是，尽管人体视觉感官无法捕捉，但事实上光能并没有消失，仍然直直地往荧光灯泡12的方向前进。具有微结构光学器件13的具方向性光远端激发灯组1可与上述实施例结合，如图10，在激光光束匿踪的同时，透过光学器件控制装置14或分光镜15点亮荧光灯泡12。

图10为本发明图8与图9两个实施例的搭配组合。图10的具方向性光远端激发灯组1同时采用微结构光学器件13与光学器件控制器14。这样的组合能处理以下的情况：使用者需要瞬间点亮多颗荧光灯泡12，而且不希望这些灯泡只发出单色光，同时还希望紫外光激光111所射出的激光光束可以视觉匿踪，以免破坏雅致。这样复杂的要求，可经由图10揭示的本发明的实施例组合得到解决。

本发明又另一较佳实施例，其中具方向性光远端激发灯组的具方向性光源也可释例为一个发光二极管。如图11中的发光二极管112的光束属于发散光，需要透过一个准直角度的透镜组113将光由发散角度转为平行角度，将发光二极管112的光转为一具方向性光源。

图12、图13为本发明又再一较佳实施例，其中荧光灯泡12的灯壳121可以换成一透光气球123，并在透光气球123内部布置有荧光粉122。透光气球123可以飘浮在空中、水中，荧光粉122受激于具方向性光源11，可于空中或水中发出单一光或彩色光；形成视觉上的惊奇。此实施例告诉我们，无论是灯壳121或是透光气球123，凡是可让光致发光并且受激发光可以外透的包覆体，都在本发明的应用范围之内。

当然，如熟悉本技术领域者所能轻易理解，即使不是利用匿踪技术，一般如激光等的具方向性光，由于空间中的能量集中，且行进方向精准，只要光程中没有大量灰尘等反射物，也可以达成部分效果；此外，若采用上述具方向性光源，无论是否采用匿踪技术，均可在荧光灯泡中构成多种不同的荧光图案，使得具方向性光源可以藉由改变所发光束照射位置，使不同荧光图案发亮，藉以提升装饰的使用弹性。

诸如此类组合方式繁多，无法在此一一详述。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种具方向性光远端激发灯组，包括：

一组具方向性光源；及

至少一个远离该具方向性光源、并受该具方向性光源照射的光致发光灯泡。

2.如权利要求1所述的具方向性光源远端激发灯组，其中上述至少一个光致发光灯泡具有一个灯壳，及布设于该灯壳的荧光粉。

3.如权利要求1或2所述的具方向性光源远端激发灯组，其中该具方向性光源包括至少一组同调性光源。

4.如权利要求3所述的具方向性光源远端激发灯组，其中该同调性光源是紫外光激光。

5.如权利要求3所述的具方向性光源远端激发灯组，更包括一片供反射/折射来自该同调性光源的激光光束、且使该激光光束在一段预定距离中呈破坏性干涉而匿踪的微结构光学器件。

6.如权利要求5所述的具方向性光源远端激发灯组，其中该组同调性光源更包括复数彼此中心波长相异的激光单元。

7.如权利要求1或2所述的具方向性光源远端激发灯组，其中该组具方向性光源包括至少一个所发光束具有一个发散角度的发光二极管、及一组将该发光二极管所发光束由该发散角度转为彼此平行的准直角度的透镜组。

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