TWI773213B

TWI773213B - 逆照式燈具

Info

Publication number: TWI773213B
Application number: TW110110414A
Authority: TW
Inventors: 李孝貽
Original assignee: 李孝貽
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2022-08-01
Also published as: TW202238038A

Abstract

一種逆照式燈具，用以解決習知隧道燈產生眩光及耗費大量電能的問題。係包含：一光源，發射一第一光線及一第二光線；及一燈罩，具有一底面、相對於該底面之一出光面，及分別與該底面及該出光面相鄰之一反射面，該燈罩之底部具有一容置空間，該容置空間之內壁係一入光面，該入光面相對該出光面及該反射面，該光源位於該容置空間，該第一光線入射於該入光面及出射於該出光面，該第二光線入射於該入光面、反射於該反射面，及出射於該出光面。

Description

逆照式燈具

本發明係關於一種隧道照明裝置，尤其是一種高出光效率且低眩光值的逆照式燈具。

車輛從一般道路進入隧道或離開隧道時，由於環境照度的突然變化使駕駛人受到黑洞或白洞效應的影響，係導致駕駛人的視覺暫時失效而無法辨識路況。因此，隧道路段之照明設置必須考量燈具的配光曲線及其裝設的高度、位置及照射角度等條件，盡可能減少隧道內外的照度差值，以降低駕駛人因視覺失效而發生交通事故的情事。

習知的隧道照明設施係包括密集分布於隧道進、出口的高壓鈉燈，及位於隧道中段之日光燈具，其中，高壓鈉燈的照射光線還必須透過燈罩調整平均路面輝度(Average Road Surface Luminance,L_AV)、眩光值(Glare Factor,T_I)、對比顯示係數(Contrast Revealing Coefficient,q_c)等參數，以符合國際照明委員會(International Commission on Illumination,CIE)的規範，惟，燈罩改變高壓鈉燈的出光型態係導致發光量衰減而浪費光線，使習知的隧道照明設施所消耗的電能增加，此外，高壓鈉燈還具有使用壽命短、容易發熱、光線分散及含汞蒸氣等缺點。

有鑑於此，習知的隧道照明設施確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種逆照式燈具，係可以提升照明表現及降低眩光作用。

本發明的次一目的是提供一種逆照式燈具，係可以有效利用光線以降低燈具耗能。

本發明的又一目的是提供一種逆照式燈具，係可以依據使用狀況調整燈具的配光曲線。

本發明全文所述方向性或其近似用語，例如「左」、「右」、「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義；於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。

本發明的逆照式燈具，包含：一光源，發射一第一光線及一第二光線；及一燈罩，具有一底面、相對於該底面之一出光面，及分別與該底面及該出光面相鄰之一反射面，該反射面與該底面之夾角為60度~80度，該出光面係包含曲率半徑不連續之一第一出光面及一第二出光面，該第一出光面的曲率半徑為106毫米~126毫米，該第二出光面的曲率半徑為252毫米~272毫米，該燈罩之底部具有一容置空間，該容置空間之內壁係一入光面，該入光面相對該出光面及該反射面，該入光面包含曲率半徑不連續之一第一入光面及一第二入光面，該第一入光面的曲率半徑為80毫米~100毫米，該第二入光面的曲率半徑為30毫米~50毫米，該第一入光面相對該第一出光面，且該第二入光面相對該第二出光面，該光源位於該容置空間，該第一光線入射於該第一入光面及出射於該第一出光面，該第二光線入射於該第二入光面、反射於該反射面，及出射於該第二出光面。

據此，本發明的逆照式燈具，藉由該燈罩改變該燈源的出光方向，使光線逆向照射行駛中的車輛，係可以提供駕駛人舒適的路面輝度、前方物件的對比辨識度及避免眩光作用，其良好的出光品質除了減少視覺失效所導致的交通事故，還能夠降低能量浪費。此外，不同仰角之入射光線可以對應不同的折射角度，係具有調整配光曲線的功效。

其中，該容置空間之開口位於該燈罩之該底面，該光源位於該容置空間之開口。如此，該燈罩可以覆蓋該光源，使光線穿透該燈罩後射出，係具有光源安裝便利及減少光線浪費的功效。

其中，該燈罩之該底面貼合於隧道內壁，該光源之發光方向朝向該入光面，該出光面朝向通過隧道之來向車輛。如此，光線通過該燈罩後，可以逆向照射行駛中的車輛，係具有提升對比辨識度及減少眩光作用的功效。

其中，該光源是發光二極體晶片，包含多個發光二極體。如此，發光二極體的出光效率及耐用度優於高壓鈉燈，係具有節能及延長使用壽命的功效。

其中，該燈罩的材料是聚碳酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯或玻璃。如此，該燈罩係可以減少光線傳遞時的耗損，還可以防潮、耐熱及抗衝擊，係具有提升出光效率及保護光源的功效。

1:光源

2:燈罩

21:底面

22:出光面

22a:第一出光面

22b:第二出光面

23:反射面

24:入光面

24a:第一入光面

24b:第二入光面

E:發光面

L1:第一光線

L2:第二光線

S:容置空間

〔第1圖〕本發明第一實施例的分解立體圖。

〔第2圖〕本發明第一實施例的組合剖面圖。

〔第3圖〕本發明第二實施例的組合剖面圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1圖所示，其係本發明逆照式燈具的第一實施例，係包含一光源1及一燈罩2，該光源1的發光方向係朝向該燈罩2，且該燈罩2覆蓋該光源1。

請參照第2圖所示，該光源1具有一發光面E，該光源1係以該發光面E為0度基準面，朝0度至90度的仰角發射光線，越接近90度仰角之光線的強度越大，該光源1發射之數道光線可以依據出光方向被區分為第一光線L1及第二光線L2，如圖2所示，由該光源1發射向右偏之光線為該第一光線L1，向左偏之光線為該第二光線L2。該光源1可以是多個發光二極體(Light Emitting Diode,LED)匯集於於單一晶片上，取代現有的高壓鈉燈。

請參照第1及2圖所示，該燈罩2係透明實心之結構，該燈罩2具有一底面21、相對於該底面21之一出光面22，及分別與該底面21及該出光面22相鄰之一反射面23，該出光面22還可以包含曲率半徑不連續之第一出光面22a及第二出光面22b，該燈罩2之底部係形成弧凹之一容置空間S，該容置空間S之開口朝外且較佳位於該底面21，該容置空間S之弧凹內壁係一入光面24，該入光面24相對該出光面22及該反射面23，該容置空間S用於設置該光源1，使該發光面E朝向該入光面24，則光線可以由該入光面24進入該燈罩2，並行進到達該出光面22及該反射面23，該入光面24還可以包含曲率半徑不連續之第一入光面24a及第二入光面24b，使該第一入光面24a相對該第一出光面22a，且該第二入光面24b相對該第二出光面22b。該燈罩22可以是聚碳酸酯樹脂(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(壓克力，PMMA)或玻璃等透明材料，又，在該反射面23做鍍膜或貼膜處理，係可以在該燈罩2內部反射光線。

該第一出光面22a的曲率半徑較佳為106毫米~126毫米，該第二出光面22b的曲率半徑較佳為252毫米~272毫米，該第一入光面24a的曲率半徑較佳為80毫米~100毫米，該第二入光面24b的曲率半徑較佳為30毫米~50毫米，該反射面23與該底面21之夾角較佳為60度~80度，該燈罩2的高度(即該底面21到該出光面22的最遠距離)較佳為150毫米~170毫米，該燈罩2的長度(即該底面21長)較佳為156毫米~176毫米。

請參照第2圖所示，該光源1之該第一光線L1及該第二光線L2分別由該入光面24進入該燈罩2並發生折射，依據司乃耳定律(Snell’s Law)，當光線從疏介質(如圖2所示之該容置空間S內的空氣或真空)進入密介質(如圖2所示之該燈罩2的透明材料)時，光線之入射角大於或等於折射角；反之，當該第一光線L1及該第二光線L2光線由該出光面22射出該燈罩2時，光線係從密介質進入疏介質，則光線之入射角小於或等於折射角。因此，該第一光線L1依序通過該第一入光面24a及該第一出光面22a並發生偏折；且該第二光線L2依序入射於該第二入光面24b、在該反射面23反射後，再出射於該第二出光面22b，係透過該反射面23改變該第二光線L2的行進方向，係可以使不同仰角發射之該第一光線L1及該第二光線L2能夠以相近的角度方向射出該燈罩2。

本發明的逆照式燈具用於隧道照明時，係將該燈罩2之該底面21貼合於隧道內壁，該光源1位於該容置空間S之開口且該發光面E朝向該入光面24，該出光面22朝向通過隧道之來向車輛，使該光源1之光線通過該燈罩2後，逆向照射行駛中的車輛，當車輛通過時，駕駛人可以看到充足且舒適的路面輝度，使物體與背景之間的對比明顯而容易辨識，同時避免對駕駛人產生眩光作用。請參照表一所示，其係本發明逆照式燈具與數個習知隧道照明設施，依據國際照明委員會的規範所進行的照明表現測試結果。

由表一可知，不同技術(高壓鈉燈或發光二極體燈具)及不同廠牌之習知隧道燈具係難以完全符合國際照明委員會的規範，其中，高壓鈉燈雖然具有較低的眩光作用，但對比度及輝度不足而需要以燈具陣列彌補照明表現，且高壓鈉燈還具有汞汙染的問題；另外，發光二極體雖然具有節能、發光效率高、使用壽命長及光線集中等優勢，惟，透過光學元件調整之照明表現難以兼顧對比度及低眩光；本發明的逆照式燈具係將發光二極體的出光範圍集中，並由斜上方往路面及車輛投射光線，使平均路面輝度、對比顯示係數及眩光值等測試參數，皆符合國際照明委員會的規定。

請參照第3圖所示，其係本發明逆照式燈具的第二實施例，該燈罩2之該出光面22及該入光面24為連續曲面，該出光面22的曲率半徑較佳為420毫米~440毫米，該入光面24的曲率半徑較佳為30毫米~50毫米，該反射面23與該底面21之夾角較佳為65度~85度，該燈罩2的高度較佳為 163毫米~183毫米，該燈罩2的長度較佳為192毫米~212毫米。該第一光線L1在兩次折射後由該出光面22射出，而該第二光線L2透過在該反射面23反射以調整方向，使該第二光線L2同樣由該出光面22射出。

綜上所述，本發明的逆照式燈具，藉由該燈罩改變該燈源的出光方向，使光線逆向照射行駛中的車輛，係可以提供駕駛人舒適的路面輝度、前方物件的對比辨識度及避免眩光作用，其良好的出光品質除了減少視覺失效所導致的交通事故，還能夠降低能量浪費，另外，本發明的逆照式燈具可以取代高壓鈉燈，以達到節省電能、降低汰換率及減少重金屬汙染等功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，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。