TWI510743B - 照明燈具與照明設備 - Google Patents

Description

照明燈具與照明設備

本發明是有關於一種光源裝置，且特別是有關於一種照明燈具。

請參照第1圖，其係繪示一種傳統照明燈具的裝置示意圖。目前之照明燈具100係採直下式設計。此照明燈具100一般包含燈罩102、數個燈管106與反射片104。燈管106設置在燈罩102內。反射片104同樣設置在燈罩102內，且設在每個燈管106之二側，以將燈管106朝側邊所發出之光108朝照明燈具100之出光面反射。

在此傳統之照明燈具100中，通常係透過燈罩之造型設計，來使燈管106所發出之光108集中。藉此，使照明燈具100以朗伯(Lambertian)的光場分布出光。

然而，由於照明燈具100之出光僅具有一種光場分布，如此一來將導致照明燈具100之應用受限。此外，受限於照明燈具100之光場分布集中與燈罩102的影響，無法將多個照明燈具100拼接來獲得均勻的出光，如此也都會使照明燈具100的應用受限。

請參照第2圖，其係繪示另一種傳統照明燈具的 剖面圖。照明燈具200主要包含背框202、導光元件214、至少一光源210與擴散板220。背框202主要包含底板204、側板206與頂板208。頂板208與底板204位於背框202之相對二側。而側板206接合在頂板208與底板204之外側邊之間。頂板208具有開孔226，以利光自背框202出射。

導光元件214設置在背框202中。導光元件214 具有反射面240、入光面216與出光面218。反射面240與出光面218分別位於導光元件214之相對二側。入光面216則接合在反射面240與出光面218之間，因此入光面216與出光面218和反射面240均相鄰。反射面240面對背框202之底板204，入光面216面朝側板206，而出光面218則面向頂板208之開孔226。因此，開孔226暴露出導光元件214之出光面218。頂板208遮蓋住導光元件214之外周緣的部分，亦即頂板208之開孔226的邊緣228位在導光元件214之出光面218上方。

光源210亦設置在背框202中，且鄰設於導光元 件214之入光面216。此外，光源210為背框202之底板204、側板206與頂板208，以及導光元件214所包圍。光源210具有出光面212。此出光面212與導光元件214之入光面216相面對，因此光源210可經由出光面212而朝導光元件214之入光面216發射光232。照明燈具200可僅包含一光源210或可包含多個光源210鄰設於導光元件214之入光面216。

擴散板220設置在背框202之頂板208上，且覆 蓋在頂板208之開孔226上。擴散板220之範圍需涵蓋住整個開孔226。擴散板220具有表面222與224。此二表面222與224分別位於擴散板220之相對二側。擴散板220之表面222與導光元件214之出光面218相面對。擴散板220可固定在背框202之頂板208上。如第2圖所示，擴散板220可僅延伸於頂板208之開孔226與開孔226之外緣區域上，但並未完全遮蓋住頂板208。

在照明燈具200中，光源210經由出光面212而 朝導光元件214之入光面216發射光232。光232經由導光元件214之入光面216進入導光元件214後，射向反射面240之光232經反射面240反射至出光面218，再經由出光面218射出導光元件214。光232接著經由表面222射入擴散板220，經擴散板220折射擴散後，而自擴散板220之表面224射出照明燈具200。

因此，本發明之一態樣就是在提供一種照明燈具與照明設備，其包含導光元件與擴散板，且導光元件與擴散板之間設有混光空間，因此可大幅提高照明燈具與照明設備的出光均勻度。

本發明之另一態樣是在提供一種照明燈具，其可藉由設計導光元件與擴散板之間的混光距離、以及導光元件的表面結構，來使照明燈具的出光達到無邊框效果。因 此，多個照明燈具可無間隔的拼接，而獲得一均勻出光的大型照明設備，進而可有效提高照明燈具的應用性。

本發明之又一態樣是在提供一種照明燈具與照 明設備，其可藉由設計導光元件與擴散板之表面結構、以及導光元件與擴散板之間的混光距離，來設計照明燈具的光場分布，因此可增進照明燈具與照明設備的應用性。

根據本發明之上述目的，提出一種照明燈具。 此照明燈具包含一背框、一導光元件、至少一光源以及一擴散板。此背框包含一頂板及一連結件。頂板具有一開孔，連結件接合在頂板上。導光元件設於背框內，且包含一入光面及一出光面。其中，入光面與出光面相鄰，且開孔顯露出此出光面。前述之至少一光源設於背框內，且鄰設於入光面。 擴散板設於在前述之連結件上，且完全遮蓋住頂板。

依據本發明之一實施例，上述導光元件更包含一反射面與出光面相對，反射面設有複數個表面微結構。在一例子中，每一表面微結構包含一弧型凸狀結構或一錐型凸狀結構。在另一例子中，每一表面微結構包含一V型切槽(V-cut)條狀結構垂直入光面之法線。

依據本發明之另一實施例，上述之擴散板具有相對之一第一表面與一第二表面，第一表面與出光面相面對，且擴散板包含複數個表面微結構，這些表面微結構設於第一表面或第二表面上。

依據本發明之再一實施例，上述之連結件斜向接合在開孔之一邊緣，且連結件與頂板之間之一夾角小於90度。

根據本發明之上述目的，另提出一種照明設備。此照明設備包含複數個照明燈具。這些照明燈具互相接合而排列成一預設形狀。每一照明燈具包含一背框、一導光元件、至少一光源以及一擴散板。背框包含一頂板及一連結件。頂板具有一開孔，連結件接合在頂板上。導光元件設於背框內，且包含一入光面及一出光面。其中，入光面與出光面相鄰，且前述之開孔顯露出此出光面。前述之至少一光源設於背框內，且鄰設於入光面。擴散板設於連結件上，且完全遮蓋住頂板。

依據本發明之一實施例，上述相鄰之照明燈具之擴散板互相接合。

依據本發明之另一實施例，上述每一導光元件更包含一反射面與出光面相對，此反射面設有複數個表面微結構。

依據本發明之又一實施例，上述每一擴散板具有相對之一第一表面與一第二表面，第一表面與出光面相面對，且擴散板包含複數個表面微結構，這些表面微結構設於第一表面或第二表面上。

依據本發明之再一實施例，在每一照明燈具中，上述連結件斜向接合在開孔之一邊緣，且連結件與頂板之間之一夾角小於90度。

100‧‧‧照明燈具

102‧‧‧燈罩

104‧‧‧反射片

106‧‧‧燈管

108‧‧‧光

200‧‧‧照明燈具

202‧‧‧背框

204‧‧‧底板

206‧‧‧側板

208‧‧‧頂板

210‧‧‧光源

212‧‧‧出光面

214‧‧‧導光元件

216‧‧‧入光面

218‧‧‧出光面

220‧‧‧擴散板

222‧‧‧表面

224‧‧‧表面

226‧‧‧開孔

228‧‧‧邊緣

232‧‧‧光

240‧‧‧反射面

300‧‧‧照明燈具

302‧‧‧背框

304‧‧‧底板

306‧‧‧側板

308‧‧‧頂板

310‧‧‧光源

312‧‧‧出光面

314‧‧‧導光元件

314a‧‧‧導光元件

314b‧‧‧導光元件

316‧‧‧入光面

318‧‧‧出光面

320‧‧‧擴散板

322‧‧‧表面

324‧‧‧表面

326‧‧‧開孔

328‧‧‧邊緣

330‧‧‧外緣

332‧‧‧光

334‧‧‧連結件

336‧‧‧混光距離

338a‧‧‧表面微結構

338b‧‧‧表面微結構

340‧‧‧反射面

342‧‧‧外緣

344‧‧‧開孔

346‧‧‧第一軸向

348‧‧‧第二軸向

400‧‧‧照明設備

D‧‧‧高度

W‧‧‧寬度

α‧‧‧夾角

θ‧‧‧頂角

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：〔第1圖〕係繪示一種傳統照明燈具的裝置示意圖；〔第2圖〕係繪示另一種傳統照明燈具的剖面圖；〔第3圖〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種照明燈具的剖面圖；〔第4A圖〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種照明設備的上視圖；〔第4B圖〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種照明設備的剖面圖；〔第5A圖〕係繪示依照本發明之另一實施方式的一種導光元件的立體圖；〔第5B圖〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種導光元件的光場分布圖；〔第5C圖〕係繪示依照本發明之另一實施方式的一種導光元件的光場分布圖；〔第5D圖〕係繪示依照本發明之又一實施方式的一種導光元件的光場分布圖；〔第5E圖〕係繪示依照本發明之再一實施方式的一種導光元件的光場分布圖； 〔第6A圖〕係繪示依照本發明之又一實施方式的一種導光元件的立體圖；〔第6B圖〕係繪示依照本發明之再一實施方式的一種導光元件的光場分布圖；以及〔第6C圖〕係繪示依照本發明之再一實施方式的一種導光元件的光場分布圖。

請參照第3圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種照明燈具的剖面圖。在本實施方式中，照明燈具300主要包含背框302、導光元件314、至少一光源310與透光板。在本實施例之中，透光板是擴散板320。背框302主要包含底板304、側板306與頂板308。頂板308與底板304位於背框302之相對二側。而側板306接合在頂板308與底板304之外側邊之間。頂板308具有開孔326，以利光自背框302出射。在一實施例中，背框302之材料可選用金屬，以利照明燈具300之散熱。

導光元件314設置在背框302中。導光元件314具有反射面340、入光面316與出光面318。反射面340與出光面318分別位於導光元件314之相對二側。入光面316則接合在反射面340與出光面318之間，因此入光面316與出光面318和反射面340均相鄰。反射面340面對背框302之底板304，入光面316面朝側板306，而出光面318則面向頂板308之開孔326。因此，開孔326暴露出導光元件314之出光 面318。在一實施例中，頂板308遮蓋住導光元件314之外周緣的部分，亦即頂板308之開孔326的邊緣328位在導光元件314之出光面318上方。根據照明燈具300之應用需求，導光元件314可例如為一均勻厚度之平板，或可例如為楔型板。

光源310亦設置在背框302中，且鄰設於導光元件314之入光面316。此外，光源310為背框302之底板304、側板306與頂板308，以及導光元件314所包圍。光源310具有出光面312。此出光面312與導光元件314之入光面316相面對，因此光源310可經由出光面312而朝導光元件314之入光面316發射光332。在一實施例中，照明燈具300可僅包含一光源310。在其他實施例中，照明燈具300可包含多個光源310鄰設於導光元件314之入光面316。光源310可例如為發光二極體等半導體發光元件、燈泡、或者冷陰極燈管等燈管型光源。

擴散板320設置在背框302之頂板308上，且覆蓋在頂板308之開孔326上。在本實施方式中，擴散板320之範圍需涵蓋住整個開孔326。擴散板320具有表面322與324。此二表面322與324分別位於擴散板320之相對二側。擴散板320之表面322與導光元件314之出光面318相面對。擴散板320可例如固定在背框302之頂板308上。

在另一實施例中，擴散板320之形狀和尺寸可與頂板308之形狀和尺寸相同，且擴散板320完全遮蓋住頂板308，亦即擴散板320之外緣對齊頂板308之外緣330。如 此一來，照明燈具300具有無邊框的效果。因此，將數個照明燈具300拼接成一較大型的照明設備時，相鄰之照明燈具300之擴散板320可互相接合，相鄰擴散板320之間彼此並無間隔。

在照明燈具300中，光源310經由出光面312而朝導光元件314之入光面316發射光332。光332經由導光元件314之側面入光面316進入導光元件314後，射向反射面340之光332經反射面340反射至出光面318，再經由出光面318射出導光元件314。光332接著經由表面322射入擴散板320，經擴散板320折射擴散後，而自擴散板320之表面324射出照明燈具300。透過導光元件314與擴散板320的導引與擴散，可使照明燈具300之出光的光場分布更為均勻。

在本實施方式中，照明燈具300之背框302更包含連結件334，連結件334具有開孔344，且擴散板320設置在連結件334上，並遮蓋住開孔344。頂板308之開孔326與連結件334之開孔344在第一軸向346上存在一距離。如此一來，此連結件334可隔開導光元件314之出光面318與擴散板320，而使出光面318與擴散板320之表面322之間具有一混光距離336。如第3圖所示，連接件334之內表面可將光332反射。在一些例子中，在不同於第一軸向346的第二軸向348上，連結件334之開孔344的開孔尺寸大於頂板308之開孔326的開孔尺寸，藉此設計可使擴散板320之範圍涵蓋住整個開孔326。在一些示範例子中，第一軸向346與第二軸向348互相垂直。

在照明燈具300之背框302中，連結件334斜向 接合在頂板308之開孔326的邊緣328。而且，連結件334與頂板308之間的夾角α小於90度。

在照明燈具300中，藉由調整連結件334與頂板 308間之夾角α的大小，可使導光元件314之出光面318與擴散板320之表面322之間具有所需之混光距離336。如此一來，光源310所發出之光332經導光元件314之導引而射出導光元件314後，可在導光元件314與擴散板320之間充分混光後再進入擴散板320，而經擴散板320折射擴散後射出照明燈具300。因此，照明燈具300之出光的光場分布可較更為均勻。

在另一實施例中，連結件334朝頂板308之開孔 326外側延伸之程度係使連結件334之外緣342與頂板308之外緣330對齊。此外，固定在連結件334上之擴散板320的範圍完全涵蓋了頂板308的範圍。如此一來，照明燈具300同樣具有無邊框的效果。因此，將數個照明燈具300拼接成一較大型的照明設備時，相鄰之照明燈具300之擴散板320可互相接合，相鄰擴散板320之間彼此並無間隔。

請參照第4A圖與第4B圖，其係分別繪示依照 本發明之一實施方式的一種照明設備的上視圖與剖面圖。在此實施方式中，照明設備400包含四個照明燈具300。這些照明燈具300互相接合而排列成所需之預設形狀。如第4A圖所示，這四個照明燈具300排列成一矩形的照明設備 400。在另一實施例中，根據實際應用需求，照明設備400可包含二個以上，例如三個、五個等等的照明燈具300。

在照明設備400中，由於每個照明燈具300之擴 散板320的範圍完全涵蓋了頂板308的範圍，照明燈具300具有無邊框的效果。因此，如第4B圖所示，照明設備400中相鄰之二照明燈具300的擴散板320可互相接合，且相鄰之擴散板320之間彼此並無間隔。再加上，透過導光元件314與擴散板320的導引與擴散、以及混光距離336的設置，使得照明燈具300之出光的光場分布均勻。因此，由這些照明燈具300所拼接成之照明設備400可具有相當均勻的出光光場分布。

在本發明中，更可藉由設計導光元件與擴散板 之表面結構，來調整照明燈具的光場分布。請參照第5A圖，其係繪示依照本發明之另一實施方式的一種導光元件的立體圖。在此實施方式中，導光元件314a與導光元件314之結構大致相同，二者之差異主要在於導光元件314a上設有複數個表面微結構338a。這些表面微結構338a散布在導光元件314a之反射面340上。

在一實施例中，如第5A圖所示，這些表面微結 構338a可包含弧型凸狀結構，例如圓弧型凸狀結構。在另一實施例中，這些表面微結構338a可包含錐型凸狀結構，例如角錐凸狀結構、或圓錐凸狀結構。

此外，藉由改變這些表面微結構338a之結構，可調整照明燈具的光場分布。請同時參照第5A圖至第5E 圖，表面微結構338a之高度D與寬度W之間的比值為1.5%時，導光元件314a之出光的光場分布如第5B圖所示；表面微結構338a之高度D與寬度W之間的比值為5.0%時，導光元件314a之出光的光場分布如第5C圖所示；表面微結構338a之高度D與寬度W之間的比值為8.5%時，導光元件314a之出光的光場分布如第5D圖所示；而表面微結構338a之高度D與寬度W之間的比值為12.0%時，導光元件314a之出光的光場分布則如第5E圖所示。表面微結構338a之高度D與寬度W間之比值範圍介於1.5%~12.0%之間。從第5B圖至第5E圖可知，隨著表面微結構338a之高度D與寬度W間之比值的增加，導光元件314a之光場分布愈來愈集中。

請參照第6A圖，其係繪示依照本發明之又一實施方式的一種導光元件的立體圖。在本實施方式中，導光元件314b與導光元件314之結構大致相同，二者之差異主要在於導光元件314b上設有複數個表面微結構338b。這些表面微結構338b設置在導光元件314b之反射面340上。

在一實施例中，如第6A圖所示，這些表面微結構338b可包含V型切槽條狀結構，V型切槽條狀結構的稜線可平行於出光面318與入光面316相交的側邊。而且，這些表面微結構338b之條狀延伸方向垂直導光元件314b之入光面316之法線，且可縱貫反射面340。此外，這些表面微結構338b均具有頂角θ。

藉由改變這些表面微結構338b之結構，可調整照明燈具的光場分布。請同時參照第6A圖至第6C圖，表面 微結構338b之頂角θ的角度為θ 1時，導光元件314b之出光的光場分布如第6B圖所示；而表面微結構338b之頂角θ的角度為θ 2時，導光元件314b之出光的光場分布如第6C圖所示。其中，角度θ 1比θ 2大。根據第6B圖與第6C圖可知，隨著表面微結構338b之頂角θ的增加，導光元件314b之光場分布較為分散。

在本發明之又一實施方式中，請再次參照第3 圖，根據照明燈具300之應用需求，擴散板320亦可包含複數個表面微結構(未繪示)。這些表面微結構可設置在擴散板320之表面322或表面324上，或者同時設置在此二表面322與324上，藉此改變照明燈具300之出光的光場分布。

由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是 因為本發明之照明燈具與照明設備包含導光元件與擴散板，且導光元件與擴散板之間設有混光空間，因此可大幅提高照明燈具與照明設備的出光均勻度。

由上述之實施方式可知，本發明之另一優點就 是因為本發明之照明燈具可藉由設計導光元件與擴散板之間的混光距離、以及導光元件的表面結構，來使照明燈具的出光達到無邊框效果。因此，多個照明燈具可無間隔的拼接，而獲得一均勻出光的大型照明設備，進而可有效提高照明燈具的應用性。

由上述之實施方式可知，本發明之又一優點就是因為本發明可藉由設計導光元件與擴散板之表面結構、以 及導光元件與擴散板之間的混光距離，來設計照明燈具的光場分布，因此可增進照明燈具與照明設備的應用性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

300‧‧‧照明燈具

302‧‧‧背框

304‧‧‧底板

306‧‧‧側板

308‧‧‧頂板

310‧‧‧光源

312‧‧‧出光面

314‧‧‧導光元件

316‧‧‧入光面

318‧‧‧出光面

320‧‧‧擴散板

322‧‧‧表面

324‧‧‧表面

326‧‧‧開孔

328‧‧‧邊緣

330‧‧‧外緣

332‧‧‧光

334‧‧‧連結件

336‧‧‧混光距離

340‧‧‧反射面

342‧‧‧外緣

344‧‧‧開孔

346‧‧‧第一軸向

348‧‧‧第二軸向

α‧‧‧夾角

Claims (12)

1. 一種照明燈具，包含：一背框，包含一頂板，其中該頂板具有一開孔；一導光元件，設於該背框內且位於該開孔內側，該導光元件包含一入光面及一出光面，其中該開孔顯露出該出光面；至少一光源，設於該背框內，且鄰設於該入光面；以及一透光板，位於該開孔外側，且完全遮蓋住該頂板。
2. 如申請專利範圍第1項之照明燈具，其中該導光元件更包含一反射面與該出光面相對，該反射面設有複數個表面微結構。
3. 如申請專利範圍第2項之照明燈具，其中每一該些表面微結構包含一弧型凸狀結構或一錐型凸狀結構。
4. 如申請專利範圍第2項之照明燈具，其中每一該些表面微結構為一截面為V型的切槽條狀結構，該切槽條狀結構的稜線平行於該出光面與該入光面相交的側邊。
5. 如申請專利範圍第2項之照明燈具，其中每一該些表面微結構具有一高度和一寬度，該高度和該寬度的比值範圍介於1.5%~12.0%之間。
6. 如申請專利範圍第1項之照明燈具，其中該透光板是一種擴散板，且具有相對之一第一表面與一第二表面，該第一表面與該出光面相面對，且該擴散板包含複數個表面微結構，該些表面微結構設於該第一表面或該第二表面上。
7. 如申請專利範圍第1項之照明燈具，其中該背框還包含一連接該頂板的連結件，該連結件斜向接合在該開孔之一邊緣，且該連結件與該頂板之間之一夾角小於90度。
8. 一種照明燈具，包含：一背框，包含一頂板及一連接該頂板的連結件，其中該頂板具有一第一開孔，該連結件具有一第二開孔；一導光元件，設於該背框內且位於該第一開孔內側，該導光元件包含一入光面及一出光面，其中該第一開孔顯露出該出光面；至少一光源，設於該背框內，且鄰設於該入光面；以及一透光板，遮蓋住該第二開孔； 其中，該第一開孔與該第二開孔兩者在一第一軸向存在一距離，而且在不同於該第一軸向的一第二軸向上，該第二開孔的開孔尺寸大於該第一開孔的開孔尺寸。
9. 如申請專利範圍第8項之照明燈具，其中該導光元件更包含一反射面與該出光面相對，該反射面設有複數個表面微結構。
10. 如申請專利範圍第9項之照明燈具，其中每一該些表面微結構具有一高度和一寬度，該高度和該寬度的比值範圍介於1.5%~12.0%之間。
11. 如申請專利範圍第8項之照明燈具，其中該透光板是一種擴散板，具有相對之一第一表面與一第二表面，該第一表面與該出光面相面對，且該擴散板包含複數個表面微結構，該些表面微結構設於該第一表面或該第二表面上。
12. 如申請專利範圍第8項之照明燈具，其中該第一軸向與該第二軸向是互相垂直。