[发明专利]具有多个复焦点光栅的光分布板材

说明书

技术领域

本发明关于一种具有多个复焦点光栅的光分布板材，运用光学反射与折射等原理设计，以应用于各种照明灯具中，使各种灯具在亮度损失最少情况下照明区域亮度均匀、光线柔和、不刺眼，适于居家、办公、工厂与道路等照明场所达到节能与避免产生光污染现象。

背景技术

照明灯具一般分为室内与室外用二种，室内用灯具以半罩式为主(请参图1A)，主要在光源102上方装设一半罩式不透光罩体101，罩体内侧的一反光罩103具反光效果，其照明光线除光源直接照射的光线外，还有很多光线是由反光罩103反射出灯具内部到照明区域，此类灯具为避免光源对眼睛产生刺眼与眩光情况，通常在光源表面做雾化处理以降低该现象。

而室外用灯具因考虑环境因素皆以全罩式灯罩(请参图1B)为主，在灯具下方装置一透光罩体104，此罩体也是一样做雾化处理以避免眼睛直视光源的眩光现象，此二者皆有的共同缺点是因为雾化处理而将损失很多亮度，且这类习用灯具普遍具有亮度集中于灯具正下方某区块的高斯分布现象。

目前已知的光栅板有菱形状光栅单元及凸透镜光栅单元，分别如图2及图3所示。

请参考图2，是一与本发明结构较类似的习用菱形状光栅单元201，其底面为一平面206，顶面为多个锯齿状光栅202、203，光栅是由二直线斜边以镜像对称方式组成，当数条同角度入射光线204进入锯齿状光栅202一斜边面205产生第一次折射，到平面206时再一次折射至照明区域209。当数条同角度入射光线207进入锯齿状光栅203一斜边面208产生第一次折射，到平面206时再一次折射至照明区域210。由此图可看出同角度入射于直线斜边面或水平面的光线，其折射后的光线永远呈平行状态，即无交叉扩散效果，到达照明区域呈现的仍然是局部光束的现象，无法达到光线均匀分布的效果。

请参考图3，是另一与本发明结构较类似的一般凸透镜光栅单元301，其底面为一平面305，顶面为多个一般凸透镜光栅302、303，而此二凸透镜光栅的凸透镜曲度不同。当数条同角度入射光线304进入凸透镜光栅302后，产生第一次折射到平面305时，再一次折射至照明区域307。当数条同角度入射光线306进入凸透镜光栅303后，产生第一次折射到平面305时，再一次折射至照明区域308。由此图可看出同角度入射于曲度不同的二凸透镜时，会产生不同折射角度，其中一凸透镜光栅302的曲度较小即焦点距离长，其折射后的光线在焦点处呈交叉状态，到达照明区域呈现的是较窄的照明区域307；另一凸透镜光栅303的曲度较大即焦点距离短，其折射后的光线在焦点处呈交叉状态，到达照明区域呈现的是较宽的照明区域308。

如果将此凸透镜光栅运用于光分布作用时，至少会有以下二个缺点：一是所有光线集中于正下方，在照明距离短的情况下，无法达到照明区域宽广的效果，二是所有光线重叠性高，易产生高斯分布现象无法达到光线均匀分布效果。

因此，灯具中的透光灯罩104是无法利用目前已知的光栅板来改善问题达到光分布效果。

发明内容

为改善习用灯具种种缺失，本发明提供了一种具有多个复焦点光栅的光分布板材，装置于各类习用灯具的出光照明面，控制其大部份光线的折射角度，使其照射于预定照明区域，达到照明区域光线均匀分布的效果，系在一个或一个以上透光板材的顶面成形多个复焦点光栅，每一该复焦点光栅系由二个或二个以上曲面透镜组成一具有二个或二个以上焦点的复焦点单体光栅；且该些多个复焦点光栅为条状光栅；又，该顶面在该灯具中为受光面。该透光板材的底面可为平面、弧形面或成形多个一般凸透镜，且该底面在该灯具中为照明面。藉此结构，达到光线均匀分布避免灯具正下方特别明亮的高斯分布现象，又可避免眼睛会直接看到灯具内的发光体亮光产生眩光现象，及在亮度损失最小的情况下将光线变得更柔和。

本发明所提供的光分布板材，也可于一透光板材的顶面成形多个复焦点光栅，每一该复焦点光栅系由二个或二个以上曲面透镜组成一具有二个或二个以上焦点的复焦点单体光栅，且该些多个复焦点光栅为环状光栅；又，该顶面在该灯具中为受光面。该透光板材的底面可为平面、弧形面或成形多个一般凸透镜，且该底面在该灯具中为照明面。

本发明所提供的光分布板材，也可于一透光板材的顶面成形多个复焦点光栅，每一该复焦点光栅系由二个或二个以上曲面透镜组成一具有二个或二个以上焦点的复焦点单体光栅，且该些多个复焦点光栅为云形线状光栅；又，该顶面在该灯具中为受光面。该透光板材的底面可为平面、弧形面或成形多个一般凸透镜，且该底面在该灯具中为照明面。