TWM455809U - 一種立體彩繪照明裝置 - Google Patents

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Description

一種立體彩繪照明裝置
隨著平面與柔軟可彎曲之光源的發展,結合照明與藝術彩繪之呈現,可為照明設計添加無限的可能性。本創作主要在於利用數位印刷在透明片材上,達到藝術呈現之效果,更利用藉由透明之微透鏡陣列透明片材,使影像呈現三度空間(3D)之立體效果。
立體成像技術可劃分為兩大類:(a)以雙眼直接可以觀察到立體效果;(b)必須戴輔助工具(例如:戴特殊眼鏡)才能觀察到立體效果。其中,第一類的立體成像技術有:視差遮障立體法(Parallax Barrier)又稱黑線立體法(Black Line Stereo)、立體全像術(Holography)、立體疊紋法(Hologravure)、光柵式立體顯示法(Lenticular 3D Display)、堆疊立體法(Integral Method)等技術。
光柵式立體顯示法係利用半球型透鏡(Microlens)或柱狀透鏡(lenticular lens)矩陣,放置於2D圖案之前,隨著視角之改變,每一個透鏡中呈現之圖案有些許的不同,隨著視角移動,來自不同透鏡的影像會使觀賞者產生立體感覺。
立體疊紋(Moire 3D)的立體視覺效果,有別於一般光柵板立體印刷技術,以疊紋數學公式計算出疊紋立體深度(可以控制前景深度與背景深度)。目前立體疊紋印刷可以分為光柵式 立體疊紋與微透鏡式立體疊紋(圓點光柵)立體疊紋也有一項缺點是,有些人看到時眼睛會感覺不舒服(因其視覺距焦不同,比較前面),觀看距離拉遠一點就比較好。
立體疊紋在印刷上有許多的限制與挑戰,目前常看到的疊紋以單色調為主,若要印製彩色疊紋會有套印不準的問題,往往會造成整批印刷品產生嚴重色差,一般疊紋最好以專色(特別色)加四色一起印刷最為理想。
光柵板依材質可分為:聚對苯二甲酸乙二酯PET(目前最常用材料)、聚氯乙烯PVC(軟質材料)、聚丙烯PP(價格低但效果差不宜做大尺寸)、聚苯乙烯及壓克力等,其中以壓克力之透光性最好。
隨著發光二極體(Light emitting diode,LED)與有機發光二極體(Organic light emitting diode,OLED)光源之發展,平面與柔軟可彎曲之可撓式光源已成為必然之趨勢,更是照明設計師開發新創意的時機。照明不在只是照明,結合藝術造型與彩繪,更為室內與室外之整體藝術,添加了無限的可能性。從設計的角度來看,因整個表面發出均勻的光線,非常適合室內裝飾的平面,如牆面、地板,天花板,檯面以及窗簾和服裝的照明可能性。也由於OLED輕薄可彎曲的特性,可使光線彎曲靈活可以有效地在有限的空間自由的發揮創新的設計,如汽車、飛機、豪華客輪與機動車的內飾上。
從低熱量的照明優點而言,非常適合敏感溫度控制的冷藏陳列櫃的標示與廣告看板。
本創作主要在於利用圓柱狀光柵(Lenticular)與立體疊紋之原理,及數位印刷技術,使透明片材呈現高色彩飽和度之立體藝術感,結合發光二極體或有機發光二極體模組的平面與可撓性光源模組及框架,形成立體彩繪照明裝置。其中透明片材上之微透鏡陣列與數位印刷技術,使2度空間(2D)影像呈現三度空間(3D)之立體效果。透明片材上之微結構設計,更進一步達到聚光、均光之功效。
當光源為LED時,該透明片材可以為LED模組之導光板;當光源為OLED時,該透明片材可以為OLED的封裝材料。當然也可以是LED或OLED模組外,額外加上之透明材。該材料一般為玻璃、塑膠膜或透明導電膜。透明導電膜為一透明膜(一般為PET),在其上鍍有銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化鋅(ZnO)、金屬網、奈米碳管、石墨烯、金屬奈米線與導電高分子(US4959430)等之透明導電層圖案(pattern)等。
平面光源目前已有模組化之商品可以取得,例如:茂林公司與東貝公司之LED平板光源、飛利浦(PHILPS)之OLED(Lumiblade Panel)及歐司朗(OSRAM)的OLED平板光源(ORBEOS)。可撓性OLED光源目前也有許多公司接近商品化,例如:三星(Samsung)與樂金(LG)公司。
本創作主要待克服之問題為如何保有高色彩飽和度、高亮度並具有高對比之立體彩繪照明呈現,因此選用單面或雙面 透鏡結構之材料進行印刷,及不同透鏡結構之組合,是本創作之關鍵技術。
為了達到3D立體之圖案呈現,透鏡陣列之使用為主要的手段,其中包括凸型柱狀透鏡、凹型柱狀透鏡或半球型微透鏡陣列。上述之表面結構除了提供3D之效果,更有降低外部光線反射之功能,使得印刷圖紋之對比提升。
為了達到高色彩飽和度,本創作利用適當的表面處理技術,以增加油墨在透明塑膠、玻璃或透明導電膜材料上的吸附能力。結合數位印刷技術,達到高解析度之圖紋效果,然後塗上一層高硬度之透明油墨保護層(4),以避免印刷圖紋被刮傷。其中可視需要調整改質層與油墨保護層之折射率,以達到整體高穿透,低反射之效果。
為了進一步增加光源之出光率,本創作採用複合透鏡片材,一面為柱狀柱狀透鏡提供3D之效果;另一面為待印刷面則為柱狀、半球形與金字塔型微結構,該微結構除了具有聚光或擴散均光之效果,其高低粗糙表面,也達到較好的油墨附著性,與色飽和度。針對有機發光二極體光源,菱鏡與金字塔結構,有助於萃取出OLED光,而達到高亮度之效果。
柱狀透鏡或複合透鏡之生產方式可分為:1.用柱狀模具滾壓方式2.用具柱狀鏡形狀的模具,以塑膠射出方式成形3.用具柱狀鏡形狀滾輪,以UV膠壓合方式成形。擁有完美之無瑕疵之柱狀結構非常重要,可幫助3D效果呈現之連續性;至於複合透鏡中待印刷之微結構,則可容許些許的缺陷,印刷後有部分遮瑕之效果。
針對傳統立體疊紋在印刷上有許多的限制與挑戰,以及常用單色調為主及套印不準的問題,本創作乃採用兩個完全完全相同之印刷,根據觀賞距離,找出一適當之錯位距離疊圖後,製造出類似兩眼視差之效果,而達到立體之視覺效果。如此,可以免去套印不準的問題,及其衍生之單色調限制。
本創作中之邊框係可以選自金屬、塑膠、木框或彈性材料以配合可撓性有機發光二極體模組。
由前述說明可知,本創作具備下列優點:
1.平面或可撓性照明裝置,可以經由印刷而具有藝術美感,及提供資訊之功能,因此開創照明裝置之新應用領域。
2.藉由結合柱狀透鏡或半球型透鏡,印刷圖紋呈現立體效果,使要傳遞藝術影像更為生動,使照明用於廣告行銷上,更能吸引客戶的注意。
3.由於3D影像之視覺效果,加上薄型的發光二極體或有機發光二極體光源,使得照明燈具脫離傳統之單調思維,開創了空間照明以外,在資訊顯示、吸引目光與警示等無限的新創意與應用。
本創作賦予傳統照明所不具備之效能,開創照明裝置具備前所未見之吸引目光的藝術與資訊傳遞功效,使用者可以在需要照明的地方,兼顧美學與吸引目光之需求,本創作實具備新穎、進步及產業利用之要件。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述,為了能更清楚了解本實用新型的技 術手段,而可依照說明書的內容予以實施,並且為讓本實用新型的上述和其它目的、特徵和優點能夠更明顯易懂,以下特舉較佳實施例,並配合附圖,詳細說明如下。
有關本實用新型的前述及其它技術內容、特點及功效,在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現。通過具體實施方式的說明,對本實用新型為達成預定目的,所採取的技術手段及功效,得更加深入且具體的了解,然而所附圖式僅是提供參考與說明之用,並非用來對本實用新型加以限制。
為了比較各種方式之立體效果,因此選用相同之光源、圖案與相同之印刷設定。
實施例一
如第1圖所示,選用以10公分x10公分壓克力材料製作之柱狀透鏡片材(1),其規格為厚度0.68 mm,間距為每英吋62線束的柱狀透鏡透明片材,在其光滑面塗上表面改質層(2),以改善油墨之附著性,再以數位印刷的方式,印上所要之圖紋之印刷層(3),然後塗上一層高硬度之透明油墨保護層(4),以避免印刷圖紋被刮傷。其中可視需要調整改質層與油墨保護層之折射率,以達到整體高穿透,低反射之效果。如此便完成已印刷的柱狀透鏡片材。
選用9公分x9公分之歐司朗(OSRAM)公司之ORBEOS有機發光二極體光源模組(5),發光效率每瓦14流明(Lm),輝度2800nits,色溫2800K以下,演色性指數(Color Rendering Index,CRI)約86。以聚對苯二甲酸乙二酯(PET)為封裝材(6),以密封膠(7)將有機發光二極體光源包覆封裝在上述已印刷的柱狀透鏡片材上,將光源的正負電極導電線(8)接上電源,再組裝上鋁擠型的邊框元件、搭接片與扣件所構成,即可得到本創作之立體彩繪照明裝置。
實施例二
如第2圖所示,採用如實施例一的材料與方法製作出已印刷的柱狀透鏡片材,然後在其印刷面之透明油墨保護層(4)側,加上一層以PET為塑膠基材(9)鍍上銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO),再以蝕刻製作圖案(pattern)之透明導電膜(10)。選用如實施例一之有機發光二極體模組(5),將光源的正負電極透明導電線(8)接在透明導電膜(10)之電極上。最後以PET為封裝材(6),用密封膠(7)將有機發光二極體光源包覆封裝在透明導電膜(10)上,如此即得到本創作之立體彩繪照明裝置。
實施例三
在柱狀透鏡片材(1)的光滑面,以感壓膠貼合一菱鏡結構片材(11),即可形成如第3圖中之複合透鏡(12)片材。當貼合的方向為柱狀透鏡與菱鏡結構平行時,則為平行複合透鏡(12a);相反的,當貼合的方向為柱狀透鏡與菱鏡結構垂直時,則為垂直複合透鏡(12b)。複合透鏡(12)片材,除了可以是柱 狀透鏡與菱鏡之組合,也可以是柱狀與柱狀、半球形與金字塔型透鏡之組合。
此實施例係採用菱鏡間距為每英吋80線束的菱鏡結構片材(11),先在其菱鏡結構面,塗上表面改質層(2)、數位印刷層(3)及油墨保護層(4),形成已印刷之菱鏡結構片材(11)。然後再將其光滑面貼上透明之壓克力感壓膠,與實施例一中的柱狀透鏡片材(1)呈平行接合,形成已印刷之平行複合透鏡(12a)。如實施例一方式組裝光源成第4圖。
實施例四
如實施例三的方式製作已印刷之菱鏡結構片材(11),但與柱狀透鏡片材(1)呈垂直接合,形成已印刷之垂直複合透鏡(12b)。組裝方式實施例一。
實施例五
此實施例係採用厚度2毫米,間距為每英吋80線數的菱鏡結構片材(11),先在其菱鏡結構面,塗上表面改質層(2)、數位印刷層(3)及油墨保護層(4),形成已印刷之菱鏡結構片材(11)。如第5圖所示,把兩組相同之已印刷的菱鏡結構片材(11),將印刷面向光源,以平行的方式堆疊後,再平移一位移距離(d),在此實例中位移距離為1毫米,以產生大視角時的疊紋立體效果,在1米的觀賞距離下,正視無3D效果,但大視角3D效果很好。照明裝置一般裝在2-3米的高度,在此距離下觀賞,一般視角在45度內,因此增加位移距離為至約2毫米,印刷圖紋呈現良好的立體效果。將兩個已印刷菱鏡結構片材相距2毫米,與有機發光二極體模組(5)與框架一起組裝。
如前述之疊紋立體效果,其中該菱鏡結構片材(11)可以用凸型柱狀透鏡、凹型柱狀透鏡(13,如第6圖所示)或半球型微透鏡陣列(14)取代,而印刷層則在透鏡面(如第7圖所示),透明片材與印刷層間可增加一層表面改質層;其中該光源可以選自發光二極體模組或有機發光二極體光源;把該兩片相同印刷之透明片材,將印刷面向光源,同向但位移0.2至3毫米,再以邊框將該兩片已印刷之透明片材與有機發光二極體模組(5)組合。
對照組
如實施例一,以10公分X10公分壓克力平板材料(厚度0.68 mm)代替柱狀透鏡片材(1),進行印刷相關程序,並與相同之光源模組與邊框組合。
綜合以上實施例之結果如下表:
註:○佳 △尚可 X不好
由上表結果可知,實施例四之整體表現最佳,垂直複合透 鏡(12b)片材提供最佳之亮度、清晰度、對比與立體感。一般而言,複合透鏡片材之菱鏡片,經過印刷後,緊貼著OLED出光面,適當調整油墨保護(4)與表面改質層(2)之折射率的匹配,更進一步協助萃取OLED之光線,達到高亮度之效果。
以上所述,僅是本實用新型的較佳實施例而已,並非對本實用新型作任何形式上的限制,雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上,然而並非用以限定本實用新型,任何熟悉本專業的技術人員,在不脫離本實用新型技術方案範圍內,當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例,但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容,依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
1‧‧‧柱狀透鏡片材
2‧‧‧表面改質層
3‧‧‧印刷層
4‧‧‧油墨保護層
5‧‧‧有機發光二極體模組
6‧‧‧封裝材
7‧‧‧密封膠
8‧‧‧導電線
9‧‧‧塑膠基材
10‧‧‧透明導電膜
11‧‧‧菱鏡結構片材
12‧‧‧複合透鏡片材
12a‧‧‧平行複合透鏡
12b‧‧‧垂直複合透鏡
13‧‧‧凹型柱狀透鏡
14‧‧‧半球型微透鏡陣列
d‧‧‧位移距離
為讓本創作之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之詳細說明如下:第1圖係繪示一種立體彩繪照明裝置的截面示意圖。
第2圖係繪示另一種立體彩繪照明裝置的截面示意圖。
第3圖係繪示平行與垂直複合透鏡片材的截面示意圖。
第4圖係繪示平行複合透鏡片材之立體彩繪照明裝置的截面示意圖。
第5圖係繪示菱鏡片材疊紋之立體彩繪照明裝置的側視示意圖。
第6圖係繪示凹型柱狀透鏡的截面示意圖。
第7圖係繪示半球型微透鏡陣列片材的側視示意圖。
2‧‧‧表面改質層
3‧‧‧印刷層
4‧‧‧油墨保護層
5‧‧‧有機發光二極體模組
6‧‧‧封裝材
7‧‧‧密封膠
8‧‧‧導電線
12a‧‧‧平行複合透鏡

Claims (10)

  1. 一種立體彩繪照明裝置,其包含一透明片材、一印刷層、一光源及邊框所組合而成;其中該透明片材之一表面具有凸型柱狀透鏡、凹型柱狀透鏡或半球型微透鏡陣列,而印刷層則在另一面,透明片材與印刷層間可增加一層表面改質層;其中該光源可以選自發光二極體模組或有機發光二極體光源,藉由邊框將光源與透明片材組合而成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之一種立體彩繪照明裝置,其中該光源係放置於印刷層之背面為直下式背光源或於透明片材之四週為側光源。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之一種立體彩繪照明裝置,其中該凸型柱狀透鏡與凹型柱狀透鏡陣列之每英吋柱狀透鏡線數介於5至100之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之一種立體彩繪照明裝置,其中該有機發光二極體係以柔軟基材製作,該邊框也為可撓性之塑膠或透明導電膜,因此整體照明裝置呈現可彎曲特性。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之一種立體彩繪照明裝置,其中該具凸型柱狀透鏡表面之透明片材係選自塑膠板,玻璃或透明導電膜。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之一種立體彩繪照明裝置,其中該透明片材之印刷面具有表面的微結構,印刷層圖紋則在微結構面,其中該微結構為菱鏡、金字塔或半球型微透 鏡陣列。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之一種立體彩繪照明裝置,其中該透明片材之印刷面,另外貼一層有表面微結構之透明膜材,印刷層圖紋則在微結構面,其中該微結構為菱鏡、金字塔或半球型微透鏡陣列。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述之一種立體彩繪照明裝置,其中該菱鏡結構與另一面柱狀透鏡結構排列呈平行排列或垂直排列。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之一種立體彩繪照明裝置,其中該邊框係選自金屬、塑膠、木框或彈性材料。
  10. 一種立體彩繪照明裝置,其包含兩片之透明片材、其上各有一相同圖紋之印刷層、一光源及邊框所組合而成;其中該透明片材之一表面具有菱鏡、凸型柱狀透鏡、凹型柱狀透鏡或半球型微透鏡陣列,而印刷層則在微透鏡上面,微透鏡與印刷層間可增加一層表面改質層;其中該光源可以選自發光二極體模組或有機發光二極體光源;將該兩片相同印刷之透明片材,以印刷面向光源,同向但位移0.2至3毫米,再以邊框將該兩片透明片材與背光源組合。
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