專利名稱：照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置，尤指一種可連續(xù)控制光束移動(dòng)的照明裝置。
背景技術(shù)：
燈光、燈泡這類的照明裝置，是工業(yè)技術(shù)進(jìn)步下的重要產(chǎn)物，有了照 明裝置，人類的生活質(zhì)量便能夠得到偌大的改善；而隨著時(shí)代變遷，照明 裝置對(duì)于人們的生活來(lái)說(shuō)也漸漸成為了最不可獲缺的物質(zhì)產(chǎn)品之一，舉凡 許多生活上的行為或眾多物品的應(yīng)用，照明裝置都是極為重要的角色。
然而，隨著科技與工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，照明裝置的功能除了要能提供基 本所需的光源照明之外，還要能更進(jìn)一步地滿足與配合相關(guān)應(yīng)用的技術(shù)需 求，例如要能產(chǎn)生出光源照射的角度與方向上的變化、照明聚光的范圍、 照明強(qiáng)度、或是對(duì)應(yīng)不同的空間需有著不同的應(yīng)用裝置尺寸等。因此，在 為滿足各種不同應(yīng)用需求的情形下，照明裝置的制造也隨之有所沿革與改 進(jìn)。
承上所述，改變其照明光源能夠有諸多投射方向的變化，便是一種相 當(dāng)重要的應(yīng)用技術(shù)，舉例來(lái)說(shuō)，無(wú)論是在一般大型空間的舞臺(tái)上的照明方 向變換，或是一般小型空間中的車廂照明燈方向變換，都是相當(dāng)普遍與應(yīng) 用廣泛的技術(shù)需求范圍。
針對(duì)這樣的應(yīng)用需求，我們可通過(guò)改變照明裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)成。 依據(jù)其裝置的結(jié)構(gòu)、光源產(chǎn)生機(jī)制或是光線路徑變換等設(shè)計(jì)條件的不同， 我們大概可分區(qū)分為多種類型來(lái)完成此技術(shù)。
其中，第一類型可參考美國(guó)專利第5690417號(hào)，如圖1所示，便是此 類型的一照明裝置10的示意圖；該照明裝置10是設(shè)置有一光源群組11，而該光源群組11是由許多個(gè)照明燈所組成，這些照明燈的光源可各自作 轉(zhuǎn)動(dòng)變換而能針對(duì)不同方向和位置提供出照明的需求，例如針對(duì)圖中所示 的一平臺(tái)12上的一區(qū)域13的不同位置，通過(guò)控制所需的照明位置或方向
變換而啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的照明燈，而能達(dá)到改變照明位置或投射方向的目的；然
而，此種方式需要設(shè)置出大量的光源和復(fù)雜的控制系統(tǒng)，并且在位置或方 向要變換時(shí)，不同光源的關(guān)閉和啟動(dòng)會(huì)存在著照明不連續(xù)的技術(shù)缺陷。同
理，美國(guó)專利第4392187號(hào)與美國(guó)專利第6796690號(hào)也都是利用改變不同 光源群組的發(fā)光來(lái)改變光學(xué)系統(tǒng)的照射位置用以改變照明位置或投射方 向的目的。
承上所述，第二類型可參考美國(guó)專利第3912918號(hào)、第5070434號(hào)和 第6461024號(hào)，如圖2所示，便為此類型的一照明裝置30的示意圖。由 此圖可知，為減少裝置體積或節(jié)省生產(chǎn)成本，此類型為一種手動(dòng)變換的機(jī) 構(gòu)，其中的一光源可設(shè)置在一殼體31與一錐形體32中，該殼體31可設(shè) 置在所需應(yīng)用的空間或裝置之上，通過(guò)一球形結(jié)構(gòu)33與一承軸34的相嵌 組合，使用者便能夠直接轉(zhuǎn)動(dòng)變換該錐形體32的朝向，從而能改變?cè)摴?源所產(chǎn)生光線的照明位置與投射方向(如圖所示的該錐形體32的虛線變換 位置)，諸如一般車廂燈或小型的投射照明裝置，均可用此方式完成設(shè)計(jì)； 然而，手動(dòng)的操作除存在有一定程度的不便外，光源本身亦需要根據(jù)操作 而跟隨著機(jī)構(gòu)的整體一并產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的變換，使得操作上需要作相當(dāng)程度的 施力后方能達(dá)成其變換需求，而存在著操作不易的技術(shù)缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種照明裝置，以一適當(dāng)?shù)难b置與方法解決已有 技術(shù)存在的常用問(wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種照明裝置，包括 一光源，其是可輸出一光束； 一第一光束指引 棱鏡組件配置于一第一方向，該第一光束指引棱鏡組件具有多個(gè)區(qū)域每一 該區(qū)域皆可使該光束通過(guò)并產(chǎn)生不同的光束偏折角度； 一第二光束指引棱 鏡組件配置于--第二方向，該第二光束指引棱鏡組件具有多個(gè)區(qū)域每一該 區(qū)域皆可使該光束通過(guò)并產(chǎn)生不同的光束偏折角度；以及， 一傳動(dòng)裝置，連接于該第一光束指引棱鏡組件與該第二光束指引棱鏡組件用以控制該 第一光束指引棱鏡組件于該第一方向的移動(dòng)以及該第二光束指引棱鏡組 件于該第二方向的移動(dòng)使得該光源的該光束可以同時(shí)通過(guò)該第一光束指 引棱鏡組件中該些區(qū)域其中之一以及該第二光束指引棱鏡組件中該些區(qū) 域其中之一。
或是一種照明裝置，包括 一光源，其是可輸出一光束； 一第一光束 指引棱鏡環(huán)，該第一光束指引棱鏡環(huán)具有多個(gè)區(qū)域每一該區(qū)域皆可使該光 束通過(guò)并產(chǎn)生不同的光束偏折角度； 一第二光束指引棱鏡環(huán)，該第二光束 指引棱鏡環(huán)具有多個(gè)區(qū)域每一該區(qū)域皆可使該光束通過(guò)并產(chǎn)生不同的光
束偏折角度；以及， 一傳動(dòng)裝置，連接于該第一光束指引棱鏡環(huán)與該第二
光束指引棱鏡環(huán)用以控制該第一光束指引棱鏡環(huán)以及該第二光束指引棱 鏡環(huán)的旋轉(zhuǎn)使得該光源的該光束可以同時(shí)通過(guò)該第一光束指引棱鏡環(huán)中 該些區(qū)域其中之一以及該第二光束指引棱鏡環(huán)中該些區(qū)域其中之一。
本發(fā)明的功效
本發(fā)明的照明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操控容易，可控制光束移動(dòng)，是配合光 束指引棱鏡組件的光束偏折原理，通過(guò)一傳動(dòng)裝置連續(xù)控制光束照射在光 束指引棱鏡組件上的不同區(qū)域，并控制光束到指定的位置。
圖1為美國(guó)專利第5690417號(hào)的示意圖； 圖2為美國(guó)專利第3912918號(hào)的示意圖； 圖3 (A)所繪示為光束指引棱鏡組件示意圖3 (B)所繪示為光束指引棱鏡組件曲面上不同位置的剖面圖3(C)為光束垂直通過(guò)光束指引棱鏡組件且不同棱鏡角度的示意圖; 圖4 (A)所繪示為光束指引棱鏡組件具有向下偏折區(qū)域、平坦區(qū)域、 與向上偏折區(qū)域；
圖4 (B)所繪示為光束指引棱鏡組件具有向右偏折區(qū)域、平坦區(qū)域、 與向左偏折區(qū)域；
圖5為不同材料光束偏折能力示意圖6為另一種光束指引棱鏡組件及其剖圖；圖7所繪示為本發(fā)明照明裝置的第一實(shí)施例；
圖8，其中圖8 (A)與圖8 (B)所繪示為本發(fā)明照明系統(tǒng)的光束的 可移動(dòng)范圍示意圖9，其所繪示為本發(fā)明照明裝置的第二實(shí)施例。
本發(fā)明附圖中所包含的各組件列式如下
10照明裝置
12平臺(tái)
30照明裝置
32錐形體
34承軸
102表面
114向下偏折區(qū)域
118向上折區(qū)域
122平坦區(qū)域
130光束指引棱鏡組件
11光源群組
13區(qū)域
31殼體
33球形結(jié)構(gòu)
100光束指引棱鏡組件
104、 106、 108、 110、 112棱鏡
116平坦區(qū)域
120向右偏折區(qū)域
124向左偏折區(qū)域
140光束指引棱鏡組件
150光束指引棱鏡組件
160光源
162、 164光束
240、 250光束指引棱鏡環(huán)260光源
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)D3 (A)，其所繪示為光束指引棱鏡組件(beam directing prism element)示意圖。該光束指引棱鏡組件100為透光的組件且其表 面102上有連續(xù)變化的曲面，而透光組件的材料可為聚甲基丙烯酸甲酯 (polymethylmethacrylate, P腿)或者聚碳酸酉旨(polycarbonate, PC)。
如圖3 (B)所繪示為光束指引棱鏡組件曲面上不同位置的剖面圖。 舉例來(lái)說(shuō)，以虛線AA，所切割的棱鏡104其角A(angleA)定義為O，角A， 定義為e， O+e=180° ;且①定義為棱鏡角(prism angle)。由于光束指 引棱鏡組件100的曲面設(shè)計(jì)，虛線AA，所切割棱鏡104的棱鏡角O)為120 ° ;虛線BB，所切割棱鏡106的棱鏡角O為105° ;虛線CC，所切割棱鏡 108的棱鏡角O)為90° ;虛線DD'所切割的棱鏡110棱鏡角O)為75° ; 虛線EE，所切割棱鏡112的棱鏡角0為60。。
第參見(jiàn)圖3 (C)其所繪示為光束垂直通過(guò)光束指引棱鏡組件且不同 棱鏡角度的示意圖。假設(shè)光束指引棱鏡組件的材料為壓克力(P麗A)且光 線垂直進(jìn)入光束指引棱鏡組件。當(dāng)棱鏡角0為120。時(shí)，光的折射角(beam refraction angle)為-18° ，也就是往下折射18° ;當(dāng)棱鏡角①為105。 時(shí)，光的折射角為-7.5° ，也就是往下折射7.5。；當(dāng)棱鏡角①為90。時(shí)， 光的折射角為0。，也就是光線不偏折；當(dāng)棱鏡角0為75。時(shí)，光的折射 角為+7.5° ，也就是往上折射7.5° ;當(dāng)棱鏡角①為60。時(shí)，光的折射角 為+18° ，也就是往上折射18。。
由上述可知，當(dāng)棱鏡角O)大于90°時(shí)，入射光線會(huì)向下偏折；當(dāng)棱 鏡角度0接近90。時(shí)，入射光線會(huì)維持原來(lái)入射方向；當(dāng)棱鏡角度O)小于 90°時(shí)，入射光線會(huì)向上偏折。也就是說(shuō)，請(qǐng)參照?qǐng)D4 (A)與B，當(dāng)光束 指引棱鏡組件水平擺置時(shí)，即可根據(jù)光束指引棱鏡組件的棱鏡角度①定義 出一向下偏折區(qū)域(Down directing region) 114，其棱鏡角①皆大于90 ° ; 一平坦區(qū)域(Flat region) 116，其棱鏡角0接近90。； 一向上偏折區(qū) 域(Up directing region) 118，其棱鏡角0)皆小于90。。同理，當(dāng)光束 指引棱鏡組件垂直擺置時(shí)，即可根據(jù)光束指引棱鏡組件的棱鏡角度O定義出一向右偏折區(qū)域(Right directing region) 120，其棱鏡角①皆大于 90° ; —平坦區(qū)域(Flat region) 122，其棱鏡角①接近90。； 一向左偏折 區(qū)域(Left directing region) 124，其棱鏡角①皆小于90。。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，其所繪示為不同材料光束偏折能力示意圖。當(dāng)其透光的材 料分別為PMMA(折射是數(shù)n4.49)及PC(折射是數(shù)n二1.59)，且棱鏡角O從 55°到125° ，其光束偏折能力的示意圖，由圖5可知，當(dāng)材料使用PC，且 光束指引棱鏡組件于棱鏡角O為125° ，便可以提供光束偏折角度約31° 。
再者，本發(fā)明所使用的該光束指引棱鏡組件并不限定僅有一個(gè)曲面會(huì) 改變，如圖6所示，其為另一種光束指引棱鏡組件及其剖圖。由圖中可知， 該光束指引棱鏡組件130的二個(gè)曲面皆會(huì)改變。
請(qǐng)參見(jiàn)圖7，其所繪示為本發(fā)明照明裝置的第一實(shí)施例。第一實(shí)施例 所述的照明系統(tǒng)包括正交排列的二光束指引棱鏡組件140、 150， 一光源 160、與一傳動(dòng)裝置(未繪示)，其中，該傳動(dòng)裝置連接至二光束指引棱鏡 組件140、 150，且該傳動(dòng)裝置可經(jīng)由控制水平地移動(dòng)第一光束指引棱鏡組 件140以及垂直地移動(dòng)第二光束指引棱鏡組件150。且該第一光束指引棱 鏡組件140具有一向下偏折區(qū)域、 一平坦區(qū)域、與一向上偏折區(qū)域。而第 二光束指引棱鏡組件150具有一向右偏折區(qū)域、 一平坦區(qū)域、與一向左偏 折區(qū)域。
再者， 一光源160，其是可輸出一光束，于開(kāi)啟電源后，該光源160 輸出的光束照射在第一光束指引棱鏡組件140以及第二光束指引棱鏡組件 150的重迭位置。也就是說(shuō)，經(jīng)由控制傳動(dòng)裝置，可使得光源160產(chǎn)生的 光束可同時(shí)通過(guò)第一光束指引棱鏡組件的向下偏折區(qū)域、平坦區(qū)域、與向 上偏折區(qū)域其中之一。以及，第二光束指引棱鏡組件150的向右偏折區(qū)域、 平坦區(qū)域、與向左偏折區(qū)域其中之一。
利用光束照射在不同區(qū)域時(shí)，光束偏折角度會(huì)被改變的原理。控制連 接于該第一光束指引棱鏡組件140與第二光束指引棱鏡組件150的傳動(dòng)裝 置即可連續(xù)調(diào)整該第一光束指引棱鏡組件140與第二光束指引棱鏡組件 150與光源的相對(duì)位置，光束便可通過(guò)第一光束指引棱鏡組件140與第二 光束指引棱鏡組件150中不同的區(qū)域，使得光束可在二維方向變化，如此 便可在二維方向移動(dòng)光束。承上述的技術(shù)說(shuō)明，請(qǐng)參見(jiàn)圖8其所繪示為本發(fā)明照明系統(tǒng)的光束的 可移動(dòng)范圍示意圖。假設(shè)X方向?yàn)樗椒较?，Y方向?yàn)榇怪彼椒较?，?br>
即，第一光束指引棱鏡組件140為X方向的擺置，而第二光朿指引棱鏡組 件150為Y方向的擺置。舉例來(lái)說(shuō)，如圖8 (A)所示，假設(shè)光束通過(guò)第一 光束指引棱鏡組件140的上偏折區(qū)域以及第二光束指引棱鏡組件150的向 右偏折區(qū)域時(shí)，光束162就會(huì)投射在第一象限；同理，如圖8 (B)所示， 假設(shè)光束通過(guò)第一光束指引棱鏡組件140的下偏折區(qū)域以及第二光束指引 棱鏡組件150的向左偏折區(qū)域時(shí)，光束164就會(huì)投射在第三象限；并依此 類推。
請(qǐng)參見(jiàn)圖9，其所繪示為本發(fā)明照明裝置的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例 所述的照明系統(tǒng)包括二個(gè)光束指引棱鏡環(huán)240、 250， 一光源260、與一傳 動(dòng)裝置(未繪示)，其中，該傳動(dòng)裝置連接至二光束指引棱鏡環(huán)240、 250， 且該傳動(dòng)裝置可經(jīng)由控制旋轉(zhuǎn)第一光束指引棱鏡環(huán)240以及第二光束指引 棱鏡環(huán)250。且該第一光束指引棱鏡環(huán)240至少具有一向下偏折區(qū)域、一 平坦區(qū)域、與一向上偏折區(qū)域。而第二光束指引棱鏡環(huán)250具有一向右偏 折區(qū)域、 一平坦區(qū)域、與一向左偏折區(qū)域。
再者， 一光源260，其是可輸出一光束，于開(kāi)啟電源后，該光源260可輸 出一光束照射在第一光束指引棱鏡環(huán)240以及第二光束指引棱鏡環(huán)250的 重迭位置。也就是說(shuō)，經(jīng)由控制傳動(dòng)裝置，可使得光源260產(chǎn)生的光束可 同時(shí)通過(guò)第一光束指引棱鏡環(huán)240的向下偏折區(qū)域、平坦區(qū)域、與向上偏 折區(qū)域其中之一。以及，第二光束指引棱鏡環(huán)250的向右偏折區(qū)域、平坦 區(qū)域、與向左偏折區(qū)域其中之一。
利用光束照射在不同區(qū)域時(shí)，光束偏折角度會(huì)被改變的原理。控制 連接于該第一光束指引棱鏡環(huán)240與第二光束指引棱鏡環(huán)250的傳動(dòng)裝置 即可連續(xù)調(diào)整該第一光束指引棱鏡環(huán)240與第二光束指引棱鏡環(huán)250與光 源260的相對(duì)位置，光束便可通過(guò)第一光束指引棱鏡環(huán)240與第二光束指 引棱鏡環(huán)250中不同的區(qū)域，使得光束可在二維方向變化，如此便可在二 維方向移動(dòng)光束。
綜合上述的技術(shù)說(shuō)明，本發(fā)明可控制光束移動(dòng)的照明裝置最主要的特 征就是配合光束指引棱鏡組件的光束偏折原理，通過(guò)一傳動(dòng)裝置連續(xù)控制光束照射在光束指引棱鏡組件上的不同區(qū)域，并控制光束到指定的位置， 便可達(dá)成本發(fā)明所述可連續(xù)控制光束移動(dòng)的照明裝置。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例說(shuō)明如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任 何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)，當(dāng)可作各種更動(dòng)與 潤(rùn)飾，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求保護(hù)的范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種照明裝置，其特征在于，包括一光源，其輸出一光束；一第一光束指引棱鏡組件配置于一第一方向，該第一光束指引棱鏡組件具有多個(gè)區(qū)域，每一該區(qū)域皆使該光束通過(guò)并產(chǎn)生不同的光束偏折角度；一第二光束指引棱鏡組件配置于一第二方向，該第二光束指引棱鏡組件具有多個(gè)區(qū)域，每一該區(qū)域皆使該光束通過(guò)并產(chǎn)生不同的光束偏折角度；以及一傳動(dòng)裝置，連接于該第一光束指引棱鏡組件與該第二光束指引棱鏡組件用以控制該第一光束指引棱鏡組件于該第一方向的移動(dòng)以及該第二光束指引棱鏡組件于該第二方向的移動(dòng)，使得該光源的該光束同時(shí)通過(guò)該第一光束指引棱鏡組件中該些區(qū)域其中之一以及該第二光束指引棱鏡組件中該些區(qū)域其中之一。
2、 如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述第一光束 指引棱鏡組件與該第二光束指引棱鏡組件的材料為一 P醒A或者一 PC。
3、 如權(quán)利要求l所述的照明裝置，其特征在于，所述第一方向 與該第二方向正交，使得該光束產(chǎn)生二維方向移動(dòng)。
4、 如權(quán)利要求l所述的照明裝置，其特征在于，所述第一方向 為一水平方向且該第一光束指引棱鏡組件中的該些區(qū)域包括一向下 偏折區(qū)域、 一平坦區(qū)域、與一向上偏折區(qū)域。
5、 如權(quán)利要求l所述的照明裝置，其特征在于，所述第二方向 為一垂直方向且該第二光束指引棱鏡組件中的該些區(qū)域包括一向右 偏折區(qū)域、 一平坦區(qū)域、與一向左偏折區(qū)域。
6、 一種照明裝置，其特征在于，包括 一光源，其輸出一光束；一第一光束指引棱鏡環(huán)，該第一光束指引棱鏡環(huán)具有多個(gè)區(qū)域， 每一該區(qū)域皆使該光束通過(guò)并產(chǎn)生不同的光束偏折角度；一第二光束指引棱鏡環(huán)，該第二光束指引棱鏡環(huán)具有多個(gè)區(qū)域， 每一該區(qū)域皆使該光束通過(guò)并產(chǎn)生不同的光束偏折角度；以及一傳動(dòng)裝置，連接于該第一光束指引棱鏡環(huán)與該第二光束指引 棱鏡環(huán)用以控制該第一光束指引棱鏡環(huán)以及該第二光束指引棱鏡環(huán) 的旋轉(zhuǎn)使得該光源的該光束同時(shí)通過(guò)該第一光束指引棱鏡環(huán)中該些 區(qū)域其中之一以及該第二光束指引棱鏡環(huán)中該些區(qū)域其中之一。
7、 如權(quán)利要求6所述的照明裝置，其特征在于，所述第一光束 指引棱鏡環(huán)與該第二光束指引棱鏡環(huán)的材料為一 PMMA或者一 PC。
8、 如權(quán)利要求6所述的照明裝置，其特征在于，所述第一光束 指引棱鏡環(huán)中的該些區(qū)域包括一向下偏折區(qū)域、 一平坦區(qū)域、與一向 上偏折區(qū)域。
9、 如權(quán)利要求6所述的照明裝置，其特征在于，所述第二光束 指引棱鏡環(huán)中的該些區(qū)域包括一向右偏折區(qū)域、 一平坦區(qū)域、與一向 左偏折區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明為一種照明裝置，其包含一光源，其是可輸出一光束；一第一光束指引棱鏡組件配置于一第一方向，該第一光束指引棱鏡組件具有多個(gè)區(qū)域，每一該區(qū)域皆可使該光束通過(guò)并產(chǎn)生不同的光束偏折角度；一第二光束指引棱鏡組件配置于一第二方向，該第二光束指引棱鏡組件具有多個(gè)區(qū)域，每一該區(qū)域皆可使該光束通過(guò)并產(chǎn)生不同的光束偏折角度；以及，一傳動(dòng)裝置，連接于該第一光束指引棱鏡組件與該第二光束指引棱鏡組件用以控制該第一光束指引棱鏡組件于該第一方向的移動(dòng)以及該第二光束指引棱鏡組件于該第二方向的移動(dòng)，使得該光源的該光束可以同時(shí)通過(guò)該第一光束指引棱鏡組件中該些區(qū)域其中之一以及該第二光束指引棱鏡組件中該些區(qū)域其中之一。
文檔編號(hào)F21V14/06GK101435559SQ20071016814
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者侯勝發(fā) 申請(qǐng)人:建興電子科技股份有限公司