光引導(dǎo)系統(tǒng)及天花板結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光引導(dǎo)系統(tǒng)及天花板結(jié)構(gòu)。該光引導(dǎo)系統(tǒng)包括一第一光引導(dǎo)元件及一第二光引導(dǎo)元件，分別設(shè)置于一空間本體的一第一平面及一第二平面。該第二光引導(dǎo)元件包含多個光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，每一光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有一第一表面及一第二表面，來自該第一光引導(dǎo)元件的光束經(jīng)過該第一表面折射后進(jìn)入該光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，再反射至該第二表面折射后射出。
【專利說明】光引導(dǎo)系統(tǒng)及天花板結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光引導(dǎo)系統(tǒng)及天花板結(jié)構(gòu)，詳言之，涉及一種可改變光線行進(jìn)方向的光引導(dǎo)系統(tǒng)及天花板結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有導(dǎo)光裝置具有多種形態(tài)，例如平板、百葉窗或薄膜，其位于或鄰近一房間的窗戶，用以將該房間外的陽光導(dǎo)入該房間，使得陽光被導(dǎo)向以照射該房間內(nèi)的天花板。接著，陽光被該天花板反射，以更深入該房間的內(nèi)部，且作為室內(nèi)照明或輔助照明。此外，在某些現(xiàn)有導(dǎo)光裝置中，陽光不需被該天花板反射即可直接被水平式地導(dǎo)入該房間。
[0003]該現(xiàn)有導(dǎo)光裝置雖然能將光線引導(dǎo)深入房間內(nèi)，但是因其無法直接照到房間內(nèi)的桌面，而無法有效提高該桌面的照度。因此，在白天使用該現(xiàn)有導(dǎo)光裝置并不能有效地節(jié)省其他照明設(shè)備所用的能量。
[0004]因此，有必要提供一種光引導(dǎo)系統(tǒng)及天花板結(jié)構(gòu)，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種光引導(dǎo)系統(tǒng)，其包括一第一光引導(dǎo)元件及一第二光引導(dǎo)元件。該第一光引導(dǎo)元件設(shè)置于一空間本體的一第一平面。該第二光引導(dǎo)元件設(shè)置于一空間本體的一第二平面，其中該第一平面與該第二平面非同一平面，多道第一光束在通過該第一光引導(dǎo)元件后形成多道第二光束，以進(jìn)入該空間本體，部分所述第二光束被引導(dǎo)至該第二光引導(dǎo)元件，該第二光引導(dǎo)元件包含多個光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，每一光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)為可透光材料，且具有一第一表面及一第二表面，來自該第一光引導(dǎo)兀件的部份所述第二光束經(jīng)過該第一表面折射后進(jìn)入該光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)形成多道第三光束，且部分所述第三光束經(jīng)過該第二表面折射后射出。
[0006]由此，多道第一光束在通過該第一光引導(dǎo)元件后形成多道第二光束，以進(jìn)入該空間本體內(nèi)部。部份所述第二光束經(jīng)過所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)后形成多道第四光束及多道第五光束，所述第四光束及所述第五光束可直接以接近垂直方式照到該空間本體內(nèi)的桌面，而可有效提高該桌面的照度。因此，在白天使用該光引導(dǎo)系統(tǒng)能有效地節(jié)省其他照明設(shè)備所用的能量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1顯示本發(fā)明光引導(dǎo)系統(tǒng)的一實施例的示意圖；
[0008]圖2顯示本發(fā)明的第一光引導(dǎo)元件的一實施例的立體示意圖；
[0009]圖3顯示圖2的第一光引導(dǎo)元件的側(cè)視圖；
[0010]圖4顯示圖3的局部放大圖；
[0011]圖5顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的一實施例的局部側(cè)視示意圖；
[0012]圖6顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例的局部側(cè)視示意圖；[0013]圖7顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例的局部側(cè)視示意圖；
[0014]圖8顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例的局部側(cè)視示意圖；
[0015]圖9顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例的局部側(cè)視示意圖；及
[0016]圖10顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例的局部側(cè)視示意圖。
[0017]【主要元件符號說明】
[0018]I本發(fā)明光引導(dǎo)系統(tǒng)的一實施例
[0019]2第一光引導(dǎo)元件
[0020]4第二光引導(dǎo)元件
[0021]4a本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例
[0022]4b本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例
[0023]4c本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例
[0024]4d本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例
[0025]4e本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例 [0026]5空間本體
[0027]21薄膜基底
[0028]22微結(jié)構(gòu)
[0029]30第一光束
[0030]30a參考面
[0031]31第二光束
[0032]31a第三光束
[0033]32第四光束
[0034]33第五光束
[0035]41光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)
[0036]42基材本體
[0037]51第一平面
[0038]52第二平面
[0039]53透光結(jié)構(gòu)
[0040]54交會線
[0041]211第一側(cè)面
[0042]212第二側(cè)面
[0043]221第一表面
[0044]222第二表面
[0045]411第一表面
[0046]412第二表面
[0047]413反射面
[0048]421上表面
[0049]4121 第一斜面
[0050]4122 第二斜面
[0051]4123第三斜面[0052]D距離
[0053]H高度
[0054]L長度
[0055]α結(jié)構(gòu)夾角
[0056]Θ I第一夾角
[0057]Θ 2第二夾角。
【具體實施方式】
[0058]參考圖1，顯示本發(fā)明光引導(dǎo)系統(tǒng)的一實施例的示意圖。該光引導(dǎo)系統(tǒng)I包括一第一光引導(dǎo)元件2及一第二光引導(dǎo)元件4。在本實施例中，該第一光引導(dǎo)元件2及該第二光引導(dǎo)元件4皆設(shè)置一空間本體5 (例如一房間)，且該空間本體5具有一第一平面51及一第二平面52，該第一平面51為一側(cè)墻，且為多道第一光束30 (例如陽光)所照射；該第二平面52為天花板，且該第一平面51大致垂直于該第二平面52。亦即，該第一平面51與該第二平面52非同一平面。
[0059]該第一光引導(dǎo)兀件2設(shè)置于該空間本體5的該第一平面51。所述第一光束30在通過該第一光引導(dǎo)元件2后形成多道第二光束31，以進(jìn)入該空間本體5內(nèi)部。較佳地，該光引導(dǎo)系統(tǒng)I還包括一透光結(jié)構(gòu)53 (例如一窗戶)，設(shè)置于該空間本體5的該第一平面51，且該第一光引導(dǎo)兀件2設(shè)置于該透光結(jié)構(gòu)53。
[0060]該第二光引導(dǎo)元件4設(shè)置于該空間本體5的該第二平面52。部分所述第二光束31被引導(dǎo)至該第二光引導(dǎo)兀件4。該第二光引導(dǎo)兀件4包含多個光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41及一基材本體42,所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41位于該基材本體42上,且每一光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41為可透光材料。在本實施例中，該第一平面51及該第二平面52具有一交會線54，且所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41與該交會線54的距離D小于3米。
[0061]來自該第一光引導(dǎo)元件2的部份所述第二光束31經(jīng)過所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41后形成多道第四光束32及多道第五光束33，其中所述第四光束32及所述第五光束33可直接以接近垂直方式照到該空間本體5 (例如一房間)內(nèi)的桌面，而可有效提高該桌面的照度。因此，在白天使用該光引導(dǎo)系統(tǒng)I能有效地節(jié)省其他照明設(shè)備所用的能量。
[0062]請同時參考圖2至圖4，圖2顯示本發(fā)明的第一光引導(dǎo)元件的一實施例的立體示意圖，圖3顯示圖2的第一光引導(dǎo)元件的側(cè)視圖，圖4顯示圖3的局部放大圖。該第一光引導(dǎo)元件2為一導(dǎo)光膜，其包括一薄膜基底21及至少一微結(jié)構(gòu)22。在本實施例中，該第一光引導(dǎo)元件2包括多個微結(jié)構(gòu)22。該薄膜基底21具有一第一側(cè)面211及一第二側(cè)面212，且該第二側(cè)面212相對于該第一側(cè)面211。
[0063]該微結(jié)構(gòu)22位于該薄膜基底21的該第一側(cè)面211或該第二側(cè)面212上，且該微結(jié)構(gòu)22包括一第一表面221及一第二表面222。該第二表面222位于該第一表面221的上方。在本實施例中，該微結(jié)構(gòu)22的剖面大致呈三角形，且該第一表面221與該第二表面222相交。
[0064]—參考面30a定義為一垂直于該薄膜基底21的該第一側(cè)面211或該第二側(cè)面212的假想面。亦即，當(dāng)該導(dǎo)光膜2垂直正立時，該參考面30a為一假想水平面。該第一表面221及該參考面30a之間具有一第一夾角Θ i (圖4)，而該第二表面222及該參考面30a之間具有一第二夾角θ2(圖4)，其中該第一夾角0^j、于或等于該第二夾角θ2。
[0065]如圖4所示，在本實施例中，該第一夾角01的值介于11度至19度之間，且該第二夾角92的值介于52度至68度之間，且該第一夾角Q1及該第二夾角θ2的總和介于63度至87度之間。較佳地，該第一夾角Θ i的值為15度，且該第二夾角θ2的值為60度。
[0066]該薄膜基底21的材料可與該微結(jié)構(gòu)22的材料不同。該薄膜基底21以可透光材料制成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate, ΡΜΜΑ)、丙烯酸基高分子(Arcyl ic-based Polymer)、聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate, PET)、聚苯乙烯(Polystyrene, PS)或其共聚物(Copolymer),且其折射率介于1.35至1.65之間。
[0067]該微結(jié)構(gòu)22以可透光的金屬氧化物制成，例如二氧化鈦(TiO2)或五氧化二鉭(Ta2O5),且其折射率為1.9至2.6。在一實施例中，先于該薄膜基底21形成一層該金屬氧化物。之后再利用蝕刻方式形成該微結(jié)構(gòu)22?？梢岳斫獾氖?，該薄膜基底21的材料也可相同于該微結(jié)構(gòu)22的材料。
[0068]在本實施例中，該第一光束30 (例如陽光)在通過該該第一光引導(dǎo)兀件2后形成該第二光束31。如圖3所不,該第二光束31及該第一光引導(dǎo)兀件2間的角度定義為一輸出角度θ3。當(dāng)該第二光束(亦即，該光束311)向下且平行于該第一光引導(dǎo)元件2時，該輸出角度θ3定義為O度。當(dāng)該第二光束(亦即，該光束312)為水平且平行于該參考面30a時，該輸出角度θ3定義為90度。當(dāng)該第二光束(亦即，該光束313)向上且平行于該第一光引導(dǎo)元件2時，該輸出角度θ3定義為180度。
[0069]該入射光束30及該參考面30a間的角度定義為一入射角度Θ 4。當(dāng)該入射光束30向下時，該入射角度θ4定義為正值。當(dāng)該入射光束(圖中未示)為水平且平行于該參考面30a時，該入射角度θ4定義為O度，且當(dāng)該入射光束(圖中未示)向上時，該入射角度θ4定義為負(fù)值。
[0070]如圖4所示，該第一光束30通過折射由該微結(jié)構(gòu)22的第二表面222進(jìn)入該微結(jié)構(gòu)22,且被該微結(jié)構(gòu)22的第一表面221反射。接著，被反射的該第一光束30通過該薄膜基底21形成該第二光束31。由于該第一夾角Q1及該第二夾角θ2的特殊設(shè)計，該第一光束30被該第一表面221反射。因此，當(dāng)所述第一光束30的入射角度θ4介于30~60度向下時，大于50%的所述第二光束31向上。此外,所述第二光束31會集中于該輸出角度93的一特定范圍，亦即，該輸出角度的特定范圍內(nèi)的所述第二光束31的總光通量相比于該輸出角度的其他范圍的其他第二光束31為一峰值。
[0071]在本實施例中，所述第一光束30的入射角度θ4介于30度至60度之間，且所述第二光束31于輸出角度為85度至120度間的總光通量大于所述第二光束31于輸出角度為O度至180度間的總光通量的40%。
[0072]參考圖5，顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的一實施例的局部側(cè)視示意圖。該第二光引導(dǎo)元件4包含多個光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41及一基材本體42，所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41位于該基材本體42上，且所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41的剖面大致呈扇形、三角形或多邊形。每一光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41具有一第一表面411、一第二表面412及一反射面413。在本實施例中，該第一表面411為一平面，其面對所述第二光束31 ;該第二表面412為一弧面，每一光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41的剖面大致呈扇形。該反射面413為與該基材本體42相接的界面，用以將來自該第一表面411的光束反射至該第二表面412。
[0073]該基材本體42的材料與所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41的材料相同，皆以可透光材料制成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate, PMMA)、丙烯酸基高分子(Arcylic-basedPolymer)、聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚對苯 二甲酸乙二酯(PolyethyleneTerephthalate, PET)、聚苯乙烯(Polystyrene, PS)或其共聚物(Copolymer),且其折射率介于1.35至1.65?？梢岳斫獾氖?該基材本體42的材料也可不同于所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41。
[0074]每一光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41具有一長度L及一高度H，該長度L介于10 μ m至2000 μ m，且該高度H介于10 μ m至1000 μ m。每一光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41的第一表面411與該空間本體5的第二平面52 (或該基材本體42)間的夾角定義為結(jié)構(gòu)夾角a。在本實施例中，不同的光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41具有不同的結(jié)構(gòu)夾角α，而具有不同的高度H。在其他實施例中，該第二光引導(dǎo)元件4可區(qū)分為多個分布區(qū)域，其中位于同一分布區(qū)域的光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41具有相同的結(jié)構(gòu)夾角α，而位于不同分布區(qū)域的光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41具有不同的結(jié)構(gòu)夾角α。
[0075]在實際應(yīng)用中，來自該第一光引導(dǎo)元件2的部份所述第二光束31經(jīng)過該第一表面411折射后進(jìn)入該光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41形成多道第三光束31a (要注意的是，此時部份所述第二光束31會被該第一表面411反射形成所述第四光束32)，且部分所述第三光束31a被該反射面413反射至該第二表面412，再經(jīng)過該第二表面412折射后射出形成所述第五光束33。
[0076]本實施例中，所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41位于該基材本體42上。然而，在其他實施例中，可省略該基材本體42，因此，所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41直接位于該空間本體5的該第二平面52，而形成一天花板結(jié)構(gòu)。
[0077]參考圖6，顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例的局部側(cè)視示意圖。本實施例的第二光引導(dǎo)元件4a與圖5所示的第二光引導(dǎo)元件4大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的第二光引導(dǎo)兀件4a與圖5所不的第二光引導(dǎo)兀件4的不同處在于，在本實施例中，所有光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41具有相同的結(jié)構(gòu)夾角α，而具有相同的長度L及高度H。
[0078]參考圖7，顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例的局部側(cè)視示意圖。本實施例的第二光引導(dǎo)元件4b與圖5所示的第二光引導(dǎo)元件4大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的第二光引導(dǎo)兀件4b與圖5所不的第二光引導(dǎo)兀件4的不同處在于，在本實施例中，所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41與該基材本體42為一體成型。因此,該基材本體42的上表面421為一反射面。
[0079]參考圖8，顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例的局部側(cè)視示意圖。本實施例的第二光引導(dǎo)元件4c與圖6所示的第二光引導(dǎo)元件4a大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的第二光引導(dǎo)元件4c與圖6所示的第二光引導(dǎo)元件4a的不同處在于，在本實施例中，該光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41的第二表面412為一平面。
[0080]參考圖9，顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例的局部側(cè)視示意圖。本實施例的第二光引導(dǎo)元件4d與圖6所示的第二光引導(dǎo)元件4a大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的第二光引導(dǎo)元件4d與圖6所示的第二光引導(dǎo)元件4a的不同處在于，在本實施例中，該光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41的第二表面412由一第一斜面4121及一第二斜面4122所構(gòu)成。
[0081]參考圖10，顯示本發(fā)明的第二光引導(dǎo)元件的另一實施例的局部側(cè)視示意圖。本實施例的第二光引導(dǎo)元件4e與圖6所示的第二光引導(dǎo)元件4a大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。本實施例的第二光引導(dǎo)元件4e與圖6所示的第二光引導(dǎo)元件4a的不同處在于，在本實施例中，該光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)41的第二表面412由一第一斜面4121、一第二斜面4122及一第三斜面4123所構(gòu)成。
[0082]但是上述實施例僅為說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用以限制本發(fā)明。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員對上述實施例進(jìn)行修改及變化仍不脫本發(fā)明的精神。本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng)如所附的權(quán)利要求書所列。
【權(quán)利要求】
1.一種光引導(dǎo)系統(tǒng)，包括: 一第一光引導(dǎo)元件，設(shè)置于一空間本體的一第一平面 '及 一第二光引導(dǎo)元件，設(shè)置于該空間本體的一第二平面，其中該第一平面與該第二平面非同一平面，多道第一光束在通過該第一光引導(dǎo)兀件后形成多道第二光束，以進(jìn)入該空間本體，部分所述第二光束被引導(dǎo)至該第二光引導(dǎo)元件，該第二光引導(dǎo)元件包含多個光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，每一光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)為可透光材料，且具有一第一表面及一第二表面，來自該第一光引導(dǎo)元件的部份所述第二光束經(jīng)過該第一表面折射后進(jìn)入該光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)形成多道第三光束，且部分所述第三光束經(jīng)過該第二表面折射后射出。
2.如權(quán)利要求1所述的光引導(dǎo)系統(tǒng)，其中該光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)還包含一第三表面，用以將部分所述第三光束反射至該第二表面。
3.如權(quán)利要求1所述的光引導(dǎo)系統(tǒng)，其中該第一光引導(dǎo)元件包括: 一薄膜基底，具有一第一側(cè)面及一第二側(cè)面，該第二側(cè)面相對于該第一側(cè)面 '及 至少一微結(jié)構(gòu)，位于該薄膜基底的第一側(cè)面或第二側(cè)面上，該微結(jié)構(gòu)的剖面大致呈三角形。
4.如權(quán)利要求1所述的光引導(dǎo)系統(tǒng)，其中該空間本體為一房間，且該第一平面為該房間的一側(cè)墻，該第二平面為該房間的天花板。
5.如權(quán)利要求4所述的光引導(dǎo)系統(tǒng),所述第一光束為陽光。
6.如權(quán)利要求1所述的光引導(dǎo)系統(tǒng)，還包括一透光結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該空間本體的該第一平面，且該第一光引導(dǎo)元件設(shè)置于該透光結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的光引導(dǎo)系統(tǒng)，其中該第二光引導(dǎo)元件還包含一基材本體，所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)位于該基材本體上。
8.如權(quán)利要求1所述的光引導(dǎo)系統(tǒng)，其中該第二光引導(dǎo)元件還包含一反射面，用以將來自該光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的第一表面的光束反射至該光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的第二表面。
9.如權(quán)利要求1所述的光引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的剖面大致呈扇形、三角形或多邊形。
10.如權(quán)利要求1所述的光引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的第一表面與該空間本體的第二平面間的夾角定義為結(jié)構(gòu)夾角，且所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有不同的結(jié)構(gòu)夾角。
11.如權(quán)利要求1所述的光引導(dǎo)系統(tǒng)，其中所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的第一表面與該空間本體的第二平面間的夾角定義為結(jié)構(gòu)夾角，且該第二光引導(dǎo)元件可區(qū)分為多個分布區(qū)域，且位于不同分布區(qū)域的所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有不同的結(jié)構(gòu)夾角。
12.如權(quán)利要求1所述的光引導(dǎo)系統(tǒng)，其中該第一平面與該第二平面具有一交會線，且所述光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)與該交會線的距離小于3米。
13.如權(quán)利要求1所述的光引導(dǎo)系統(tǒng)，其中每一光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有一長度及一高度，該長度介于10 μ m至2000 μ m,且該高度介于10 μ m至1000 μ m。
14.一種天花板結(jié)構(gòu),包括: 多個光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，每一光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)為可透光材料，且具有一第一表面及一第二表面，該第一表面面對多道光束，部分所述光束經(jīng)過該第一表面折射后進(jìn)入該光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，且經(jīng)過該第二表面折射后射出。
【文檔編號】F21V8/00GK103883981SQ201210553452
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月19日
【發(fā)明者】蔡榮烈, 江奕興 申請人:奇菱科技股份有限公司