TWM457135U - 具有微結構的燈具 - Google Patents

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Yuh-Sheng Lin
Chun-Min Ko
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Arex Twn Internat Co Ltd
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具有微結構的燈具
本創作係有關於一種燈具，特別是有關於一種具有微結構的燈具。
習知技術中，發光二極體(light-emitted diode,LED)燈具皆由反射片(reflector)、設有凸型結構的導光板(light-guide plate)、以及擴散片(diffuser)依序組裝完成，其中該導光板的凸型結構朝向該反射片，以使來自LED的光線強度朝向0度集中，此處0度是指垂直於擴散片(diffuser)的法線方向。
在另一習知技術中，發光二極體(LED)燈具皆依序由反射片(reflector)、設有凸型結構的導光板(light-guide plate)、以及稜鏡片組裝完成，其中稜鏡片的稜鏡角係朝向該導光板的外側，以使來自LED的光線強度朝向0度集中，此處0度是指垂直於稜鏡片的法線方向。
雖然上述之燈具具有照明的功能，但是照射的光線強度只能朝向垂直於擴散片或是稜鏡片的0度方向集中。而且該燈具的結構需要額外利用擴散片或是稜鏡片使光線強度集中於0度的法線方向，結構較為複雜。因此目前需要設計新式的燈具，以解決上述之問題。
本創作之一目的在於提供一種具有微結構的燈具，藉由調整微結構的深度與曲率，以改變光線的反射角與折射角，以形成集中型配光曲線以及蝠翼型配光曲線。
為達成上述目的，本創作之一實施例中提供一種具有微結構的燈具，其包括光源、導光板以及反射部。光源用以產生一照射光線；導光板具有 一平面區域、位於該平面區域的相對異側之一表面區域、以及位於該平面區域與該表面區域之間的至少一側邊，該光源設置於該至少一側邊，當該照射光線從該至少一側邊進入該導光板的內部並且分別穿透該平面區域以及該表面區域至該導光板的該外部時，該表面區域反射一部分的該照射光線並且穿出到達該平面區域的該外部，並且該表面區域折射另一部分的該照射光線並且穿出該表面區域。反射部鄰接該導光板的該表面區域，用以反射來自該表面區域所折射的該另一部分照射光線，使折射的該另一部分照射光線重新進入該導光板並且穿出到達該平面區域的該外部，以與該一部分的照射光線產生照明。
在一實施例中，該表面區域分佈複數微結構，該些微結構反射該一部分的照射光線以及折射該另一部分的照射光線穿出到達該平面區域的該外部，藉由調整每一該些微結構的深度以及曲率，以於該平面區域的該外部形成蝠翼型配光曲線。
在一實施例中，該蝠翼型配光曲線產生的最大光強度之角度範圍分佈在該燈具結構發出光線的垂直角0°~45°之間。
在一實施例中，該表面區域分佈複數微結構，該些微結構反射該一部分的照射光線以及該另一部分的照射光線穿出到達該平面區域的該外部，藉由調整每一該些微結構的深度以及曲率，以於該平面區域的該外部形成集中型配光曲線。
在一實施例中，該集中型配光曲線產生的最大光強度之角度係為該燈具結構發出光線的垂直角0°。
在一實施例中，該些微結構係為複數凹型區域。
在一實施例中，該些微結構係以不規則形狀或是規則形狀分布於該導光板的該表面區域。
在一實施例中，該光源係為發光二極體或是燈管其中之一種。
在一實施例中，該導光板的材質係選自於聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)以及玻璃所組成的族群。
在一實施例中，該導光板係為方形板，該光源設置於該方形板的相對異側。
在一實施例中，該導光板係為圓形板，該光源設置於該圓形板的外圓周側邊。
在一實施例中，該導光板係為中空圓形板，該光源設置於該中空圓形板的內圓周側邊。
根據上述說明，本創作之具有微結構的燈具，藉由調整微結構的深度與曲率，以改變光線的反射角與折射角，以形成集中型配光曲線以及蝠翼型配光曲線。
第1圖係繪示本創作第一實施例中具有微結構的燈具100及其蝠翼型配光曲線101(其單位為cd/klm)的剖視圖。該具有微結構的燈具100包括光源102、導光板104以及反射部106。光源102用以產生一照射光線108。在一實施例中，該光源102係為發光二極體(light emitted diode,LED)或是燈管其中之一種。
導光板104具有一平面區域110、位於該平面區域110的相對異側之一表面區域112、以及位於該平面區域110與該表面區域112之間的至少一側 邊105，此處以兩個側邊105為例，該光源102設置於該至少一側邊105，當該照射光線108從該至少一側邊105進入該導光板104的內部並且分別穿透該平面區域110以及該表面區域112至該導光板104的外部時，該表面區域112反射一部分的照射光線108a並且穿出到達該平面區域110的外部，並且該表面區域112折射另一部分的照射光線108b並且穿出該表面區域112。在一實施例中，該導光板104的材質係選自於聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)以及玻璃所組成的族群，亦即導光板104的材質例如是透明材質。
反射部106鄰接該導光板104的表面區域112，用以反射來自該表面區域112所折射的另一部分照射光線108b，使折射的另一部分照射光線108b重新進入該導光板104並且穿出到達該平面區域110的外部，以與該一部分的照射光線108a產生照明的功能。
具體來說，導光板104的表面區域112分佈複數微結構114，該些微結構114反射該一部分的照射光線108a以及折射該另一部分的照射光線108b穿出到達該平面區域110的外部，藉由調整每一該些微結構114的深度以及曲率，以於該平面區域110的外部形成蝠翼型配光曲線101。在一實施例中，該蝠翼型配光曲線101產生的最大光強度之角度範圍分佈在該燈具100結構發出光線的垂直角0°~45°之間。
第2圖係繪示本創作第一實施例中具有微結構的燈具100及其集中型配光曲線103(其單位為cd/klm)的剖視圖。該具有微結構的燈具100包括光源102、導光板104以及反射部106。光源102用以產生一照射光線108。導光板104具有一平面區域110、位於該平面區域110的相對異側之一表面 區域112、以及位於該平面區域110與該表面區域112之間的至少一側邊105，此處以兩個側邊105為例，該光源102設置於該至少一側邊105，當該照射光線108從該至少一側邊105進入該導光板104的內部並且分別穿透該平面區域110以及該表面區域112至該導光板104的外部時，該表面區域112反射一部分的照射光線108a並且穿出到達該平面區域110的外部，並且該表面區域112折射另一部分的照射光線108b並且穿出該表面區域112。
具體來說，該表面區域112分佈複數微結構114，該些微結構114反射該一部分的照射光線108a以及該另一部分的照射光線108b穿出到達該平面區域110的外部，藉由調整每一該些微結構114的深度以及曲率，以於該平面區域110的外部形成集中型配光曲線103。在一實施例中，該集中型配光曲線103產生的最大光強度之角度係為該燈具100結構發出光線的垂直角0°。換言之，最大光強度之角度係為導光板104的法線方向。
反射部106鄰接該導光板104的表面區域112，用以反射來自該表面區域112所折射的另一部分照射光線108b，使折射的另一部分照射光線108b重新進入該導光板104並且穿出到達該平面區域110的外部，以與該一部分的照射光線108a產生照明的功能。
第3A、3B圖繪示本創作實施例中燈具100的微結構114之剖視圖。在一實施例中，該些微結構114係為複數凹型區域，每一凹型區域的開口尺寸OD介於50 μm至500 μm之間，或是任意的開口尺寸，凹型區域的深度DE介於20 μm至500 μm，或是任意的深度尺寸。在每一凹型區域中，其平均曲率k=△ψ/△s定義為曲線AB上的平均彎曲程度，其中△ψ表示曲線 AB上切線變化的角度，△s表示曲線AB的弧長。曲率半徑ρ=1/k，其表示為在曲線AB上任意一點的半徑，每一曲率半徑相對應一曲率k。在第3A圖中，當開口尺寸OD固定不變時，若是深度DE越大，平均曲率k1越大；當深度DE固定不變時，若是開口尺寸OD越大，平均曲率k1越小。在第3B圖中，當開口尺寸OD固定不變時，若是深度DE越小，平均曲率k2越小；當深度DE固定不變時，若是開口尺寸OD越小，平均曲率k2越大。 在一實施例中，如第1圖以及第3A圖所示，當開口尺寸OD越大或是深度DE越小時，藉由微結構114的曲率變小(曲率半徑變大)，使蝠翼型配光曲線101產生的最大光強度之角度趨近於45°。在另一實施例中，如第2圖以及第3B圖所示，當開口尺寸OD越小或是深度DE越大時，藉由微結構114的曲率變大(曲率半徑變小)，使集中型配光曲線103產生的最大光強度之角度趨近於0°的垂直角度。在一實施例中，該些微結構114係以不規則形狀或是規則形狀分布於該導光板104的表面區域112。
第4圖係繪示本創作第二實施例中具有微結構的燈具100a的立體示意圖。該具有微結構的燈具100a的導光板係為圓形板104a，該圓形板104a具有一平面區域110、位於該平面區域110的相對異側之一表面區域112、以及位於該平面區域110與該表面區域112之間的一外圓周側邊105a，該光源102設置於該外圓周側邊105a，當該照射光線108從該外圓周側邊105a進入該圓形板104a的內部並且分別穿透該平面區域110以及該表面區域112至該圓形板104a的外部時，該表面區域112反射一部分的照射光線108a並且穿出到達該平面區域110的外部，並且該表面區域112折射另一部分的照射光線108b並且穿出該表面區域112。
反射部係為圓形反射板106a，鄰接該圓形板104a的表面區域112，用以反射來自該表面區域112所折射的另一部分照射光線108b，使折射的另一部分照射光線108b重新進入該圓形板104a並且穿出到達該平面區域110的外部，以與該一部分的照射光線108a產生照明的功能。
具體來說，圓形板104a的表面區域112分佈複數微結構114，該些微結構114反射該一部分的照射光線108a以及折射該另一部分的照射光線108b穿出到達該平面區域110的外部，藉由調整每一該些微結構114的深度以及曲率，以於該平面區域110的外部形成蝠翼型配光曲線101或是集中型配光曲線103。
第5圖係繪示本創作第三實施例中具有微結構的燈具100b的立體示意圖。該具有微結構的燈具100b的導光板係為中空圓形板104b，該中空圓形板104b具有一平面區域110、位於該平面區域110的相對異側之一表面區域112、以及位於該平面區域110與該表面區域112之間的內圓周側邊105b，該光源102設置於該內圓周側邊105b，當該照射光線108從該內圓周側邊105b進入該中空圓形板104b的內部並且分別穿透該平面區域110以及該表面區域112至該中空圓形板104b的外部時，該表面區域112反射一部分的照射光線108a並且穿出到達該平面區域110的外部，並且該表面區域112折射另一部分的照射光線108b並且穿出該表面區域112。
反射部係為圓形反射板106a，鄰接該中空圓形板104b的表面區域112，用以反射來自該表面區域112所折射的另一部分照射光線108b，使折射的另一部分照射光線108b重新進入該中空圓形板104b並且穿出到達該平面區域110的外部，以與該一部分的照射光線108a產生照明的功能。
具體來說，中空圓形板104b的表面區域112分佈複數微結構114，該些微結構114反射該一部分的照射光線108a以及折射該另一部分的照射光線108b穿出到達該平面區域110的外部，藉由調整每一該些微結構114的深度以及曲率，以於該平面區域110的外部形成蝠翼型配光曲線101或是集中型配光曲線103。
綜上所述，本創作之一目的在於提供一種具有微結構的燈具，藉由調整微結構的深度與曲率，以改變光線的反射角與折射角，以形成集中型配光曲線以及蝠翼型配光曲線。
雖然本創作已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，本創作所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、100a、100b‧‧‧燈具
101‧‧‧蝠翼型配光曲線
102‧‧‧光源
103‧‧‧集中型配光曲線
104‧‧‧導光板
104a‧‧‧圓形板
104b‧‧‧中空圓形板
105‧‧‧側邊
105a‧‧‧外圓周側邊
105b‧‧‧內圓周側邊
106‧‧‧反射部
108‧‧‧照射光線
108a‧‧‧一部分的照射光線
108b‧‧‧另一部分的照射光線
110‧‧‧平面區域
112‧‧‧表面區域
114‧‧‧微結構
第1圖係繪示本創作第一實施例中具有微結構的燈具及其蝠翼型配光曲線的剖視圖。
第2圖係繪示本創作第一實施例中具有微結構的燈具及其集中型配光曲線的剖視圖。
第3A、3B圖繪示本創作實施例中燈具的微結構之之剖視圖。
第4圖係繪示本創作第二實施例中具有微結構的燈具的立體示意圖。
第5圖係繪示本創作第三實施例中具有微結構的燈具的立體示意圖。
100‧‧‧燈具
101‧‧‧蝠翼型配光曲線
102‧‧‧光源
104‧‧‧導光板
105‧‧‧側邊
106‧‧‧反射部
108‧‧‧照射光線
108a‧‧‧一部分的照射光線
108b‧‧‧另一部分的照射光線
110‧‧‧平面區域
112‧‧‧表面區域
114‧‧‧微結構

Claims (12)

  1. 一種具有微結構的燈具，其包括：一光源，用以產生一照射光線；一導光板，具有一平面區域、位於該平面區域的相對異側之一表面區域、以及位於該平面區域與該表面區域之間的至少一側邊，該光源設置於該至少一側邊，當該照射光線從該至少一側邊進入該導光板的內部並且分別穿透該平面區域以及該表面區域至該導光板的該外部時，該表面區域反射一部分的該照射光線並且穿出到達該平面區域的該外部，並且該表面區域折射另一部分的該照射光線並且穿出該表面區域；以及一反射部，鄰接該導光板的該表面區域，用以反射來自該表面區域所折射的該另一部分照射光線，使折射的該另一部分照射光線重新進入該導光板並且穿出到達該平面區域的該外部，以與該一部分的照射光線產生照明。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有微結構的燈具，其中該表面區域分佈複數微結構，該些微結構反射該一部分的照射光線以及折射該另一部分的照射光線穿出到達該平面區域的該外部，藉由調整每一該些微結構的深度以及曲率，以於該平面區域的該外部形成蝠翼型配光曲線。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之具有微結構的燈具，其中該蝠翼型配光曲線產生的最大光強度之角度範圍分佈在該燈具結構發出光線的垂直角0°~45°之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具有微結構的燈具，其中該表面區域分佈複數微結構，該些微結構反射該一部分的照射光線以及該另一部分的 照射光線穿出到達該平面區域的該外部，藉由調整每一該些微結構的深度以及曲率，以於該平面區域的該外部形成集中型配光曲線。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之具有微結構的燈具，其中該集中型配光曲線產生的最大光強度之角度係為該燈具結構發出光線的垂直角0°。
  6. 如申請專利範圍第2或是4項所述之具有微結構的燈具，其中該些微結構係為複數凹型區域。
  7. 如申請專利範圍第2或是4項所述之具有微結構的燈具，其中該些微結構係以不規則形狀或是規則形狀分布於該導光板的該表面區域。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之具有微結構的燈具，其中該光源係為發光二極體或是燈管其中之一種。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之具有微結構的燈具，其中該導光板的材質係選自於聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)以及玻璃所組成的族群。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之具有微結構的燈具，其中該導光板係為方形板，該光源設置於該方形板的相對異側。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之具有微結構的燈具，其中該導光板係為圓形板，該光源設置於該圓形板的外圓周側邊。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之具有微結構的燈具，其中該導光板係為中空圓形板，該光源設置於該中空圓形板的內圓周側邊。
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