照明装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种照明装置（100），包括：导光板（1），该导光板（1）包括顶面（11）、底面（12）以及连接在顶面（11）和底面（12）之间的周面（13）；光再循环薄膜（2），设置在底面（12）上；以及至少一个光源（3），光源（3）布置在周面（13）上，其中，底面（12）上形成有多个微结构（14），来自光源（3）的光线从周面（13）入射到导光板（1）中并从微结构（14）处射出，其中，光再循环薄膜（2）将射出的光线经微结构（14）反射回导光板（1）中。
【专利说明】照明装置 【技术领域】[0001]本发明涉及一种照明装置。【背景技术】[0002]在一些特殊的应用领域中需要使用平板照明装置或者背光照明装置。而这些照明 装置必须要满足能够产生高亮度的要求。为此在现有技术中提出了一种解决方案。在该解 决方案中，平板照明装置或者背光照明装置包括:导光板，该导光板具有顶面和底面以及连 接在顶面和底面之间的周面；一块光再循环薄膜，其通常由反射器构成，并设置在导光板的 底面上；多个光源，这些光源布置在导光板的周面上，来自光源的光线从周面入射到导光板 中，并且在导光板中进行全内反射。为了能够使光线从导光板的底面上射出，需要在导光板 的底面上印刷一层油墨，从而破坏全内反射。从底面出射的光线由光再循环薄膜反射回导 光板，并从导光板的顶面射出。然而，平板照明装置或者背光照明装置通常需要产生较高的 亮度，因此必须保证出射的光线具有相对较小的光束角。[0003]为此，在现有技术中，在导光板的顶面上布置一个扩散层，该扩散层能够对出射的 光线均匀化，并且在扩散层的上方布置一个棱镜结构，该棱镜结构能够缩小出射的光线的 光束角。然而，入射到棱镜中的光线并不能全部从棱镜的出射面上出射，其中有一部分光线 被朝向相反于出射方向的方向上反射，这降低了照明装置的效率。另外，棱镜的制造相对复 杂，这在一定程度上增大了照明装置的制造复杂度和成本。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提出了一种照明装置，该照明装置具有提高的亮度，其光 输出效率较高，并且结构简单，成本低廉。[0005]本发明的目的通过一种照明装置由此实现，即该照明装置包括:导光板，导光板包 括顶面、底面以及连接在顶面和底面之间的周面；光再循环薄膜，设置在底面上；以及至少 一个光源，光源布置在周面上，其中底面上形成有多个微结构，来自光源的光线从周面入射 到导光板中并从微结构处射出，其中，光再循环薄膜将射出的光线经微结构反射回导光板 中。根据本发明的照明装置舍弃了现有技术中常常使用的棱镜结构，微结构起到了现有技 术中的棱镜结构的作用，这在一定程度上减少了部件的数量，降低了成本。同时，由于没有 使用棱镜结构，也避免了光损失。[0006]根据本发明的一个优选的设计方案，微结构如此地布置，使得该微结构缩小反射 回的光线的光束角，缩小了光束角的光线从顶面射出。在本发明的设计方案中，设置在导光 板的底面上的微结构起到了聚光的作用，其能够将光再循环薄膜反射回来的光线的光束角 缩小，从而提高了照明装置的输出亮度。此外，该微结构还破坏了在底面上的全内反射，从 而避免了在底面上印刷用于破坏全内反射的油墨，这进一步降低了制造难度和生产成本。[0007]根据本发明提出，微结构之间彼此如此设置，使得微结构彼此之间的间距在远离 光源方向上逐渐变小。由于光源布置在导光板的周面上，也就是说，光源是从导光板的侧面射入到导光板内部的，那么在导光板靠近光源的区域的亮度会比较高，为了避免使照明装 置输出的光线不均匀，在远离光源的区域中的微结构排列的比较密集，从而在该区域的亮 度被提高，使得照明装置在整体上的亮度更加均匀。[0008]在实际的应用中，并不是微结构的数量越多越好。通过实验获知，两个相邻的微结 构的平均距离为导光板的面积与微结构的数量之比的0.5次方，由此获得的微结构的数量 是最佳的。[0009]根据本发明提出，微结构设计为在底面上凸起的球面凸起，其中球面凸起具有半 径和高度，其中高度为底面至微结构的顶点的距离，其中，半径等于0.5至2倍的平均距离， 高度等于的0.25至0.3倍的平均距离。在实际的应用中，微结构的几何尺寸(半径和高度) 需要被特殊的设计，半径和高度的不同组合可能导致不同的结构，一些组合甚至会扩展光 束角。[0010]优选的是，光再循环薄膜设计漫反射薄膜，从微结构出射的光线经过再循环薄膜 反射和散射后经微结构入射到导光板中。根据本发明的设计方案，光再循环薄膜不仅能够 反射光线，其还对光线起到散射的作用，这样在照明装置上输出的光线会看起来更加均匀。[0011]进一步优选的是，照明装置还包括布置在顶面上的扩散膜，扩散膜对从顶面出射 的光线进行均匀化。在一些特殊的应用中可能会需要布置一个附加的扩散膜，以对输出的 光线进一步均匀化。[0012]有利的是，光源设计为LED光源。LED光源具有寿命长、效率高和绿色环保的优点。 在本发明的设计方案中，LED光源布置在导光板的周面上，而为了使输出的光线看起来更加 均匀，通常在周面上布置有多个彼此以预定间距间隔开的多个LED光源。[0013]应该理解的是，如果没有其它特别注明，这里描述的不同的示例性实施例的特征 可以彼此结合。【专利附图】
【附图说明】[0014]附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发 明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号 表示。图中示出:[0015]图1是根据本发明的照明装置的截面图；[0016]图2是根据本发明的照明装置的导光板的底面的部分区域的示意图；[0017]图3是图1示出的照明装置的区域A的放大视图；[0018]图4是常规的照明装置的亮度、光束角和根据本发明的照明装置的亮度、光束角 和微结构尺寸的数据图表。【具体实施方式】[0019]在下面详细描述中，参考形成本说明书的一部分的附图，其中，以例证的方式示出 了可以实施本发明的具体实施例。关于图，诸如“顶”、“底”等方向性术语参考所描述的附 图的方向使用。由于本发明实施例的组件可以在许多不同方向上放置，所以方向术语仅用 于说明，而没有任何限制的意思。应该理解的是，可以使用其它实施例，并且在不背离本发 明的范围的前提下可以进行结构或逻辑改变。所以，下面详细描述不应被理解为限制性的意思，并且本发明由所附的权利要求限定。[0020]图1示出了根据本发明的照明装置100的截面图。该照明装置100包括:导光板 I，该导光板I包括顶面11、底面12以及连接在顶面11和底面12之间的周面13 ;光再循环 薄膜2，设置在底面12上；以及至少一个光源3，光源3布置在周面13上。在本实施例中， 光源3为LED光源，为了使输出的光线看起来更加均匀，通常在周面13上布置有彼此以预 定间距间隔开的多个LED光源。此外，在底面12上形成有多个微结构14 (图1中未示出， 具体结构参见图2和3)。[0021]图2示出了根据本发明的照明装置100的导光板I的底面12的部分区域的示意 图。从图中可见，微结构14设计为在底面12上凸起的球面凸起。这种球面凸起实质上起 到的是凸透镜的作用，其能够汇聚光线，缩小光束角。在本实施例中，微结构4之间彼此如 此设置，使得微结构4彼此之间的间距D在远离光源3方向上逐渐变小。由于光源3布置 在导光板I的周面13上，也就是说，光源3是从导光板I的侧面射入到导光板I内部的，那 么在导光板I靠近光源3的区域的亮度会比较高，为了避免使照明装置100输出的光线不 均匀，在远离光源3的区域中的微结构14排列的比较密集，从而在该区域的亮度被提高，使 得照明装置100在整体上的亮度更加均匀。在本实施例中，在周面13上均匀地布置有多个 光源，因此从导光板I的边缘区域至中心区域的方向上，微结构14彼此间的间距是逐渐缩 小的。[0022]此外，在实际的应用中，并不是微结构14的数量越多越好。通过实验获知，两个相 邻的微结构14的平均距离P为导光板I的面积S与微结构14的数量N之比的0.5次方， 即P=(S/N)°_5，由此获得的微结构14的数量N是最佳的。[0023]此外，从图2中可见，作为微结构14的球面凸起具有半径R和高度H，其中高度H 为底面12至微结构14的顶点的距离，其中，半径R等于0.5至2倍的平均距离P，高度H等 于的0.25至0.3倍的平均距离P。在实际的应用中，微结构14的几何尺寸(半径R和高度 H)需要被特殊的设计，半径R和高度H的不同组合可能导致不同的结构，一些组合甚至会扩 展光束角。图4示出了常规的照明装置的亮度、光束角和根据本发明的照明装置100的亮 度、微结构尺寸和光束角的数据图表。从图中可见，半径R和高度H的不同组合可以获得不 同的光束角和亮度。与常规的照明装置相比，根据本发明的照明装置100具有明显更小的 光束角和明显提高的亮度。在本发明的一个最优选的设计方案中，当选择半径R为I倍的 平均距离P并且高度H选择为0.29倍的平均距离P时所获得的光束角为80°，输出的亮度 为 1317cd/m2。[0024]在本发明的一个可选的实施例中，照明装置100还包括布置在顶面11上的扩散膜 (图中未示出)，该扩散膜对从顶面出射的光线进行均匀化。在一些特殊的应用中可能会需 要布置一个附加的扩散膜，以对输出的光线进一步均匀化。[0025]图3示出了根据本发明的照明装置100的区域A的放大视图。从图中可看到来自 光源3的光线在导光板I中的光路。来自光源3的光线从周面13入射到导光板I中，光线 首先在导光板I中进行全内反射，当光线入射到微结构14的区域中时，微结构14破坏了全 内反射，由此光线从微结构14处射出。射出的光线入射到光再循环薄膜2上，该光再循环 薄膜在本实施例中设计成漫反射薄膜，因此射出的光线被其反射和散射并经微结构14反 射回导光板I中，并且微结构14缩小反射回的光线的光束角，缩小了光束角的光线从顶面11射出，由此照明装置获得了较高的输出亮度。根据本发明的照明装置100舍弃了现有技 术中常常使用的棱镜结构，这在一定程度上减少了部件的数量，降低了成本。同时，由于没 有使用棱镜结构，也避免了光损失。此外，设置在导光板I的底面上的微结构14起到了聚 光的作用，其能够将光再循环薄膜2反射和散射回来的光线的光束角缩小，从而提高了照 明装置100的输出亮度。此外，该微结构14本身就能够破坏在底面12上的全内反射，从而 避免了在底面12上印刷用于破坏全内反射的油墨，这进一步降低了制造难度和生产成本。[0026]以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人 员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。[0027]参考标号[0028]I 导光板[0029]11 顶面[0030]12 底面[0031]13 周面[0032]14 微结构[0033]2 光再循环薄膜[0034]3 光源[0035]100 照明装置
【权利要求】
1.一种照明装置(100)，包括:导光板(1)，所述导光板(I)包括顶面(11)、底面(12)以 及连接在所述顶面(11)和所述底面(12)之间的周面(13);光再循环薄膜(2)，设置在所述 底面(12)上；以及至少一个光源(3)，所述光源(3)布置在所述周面(13)上，其特征在于， 所述底面(12)上形成有多个微结构(14)，来自所述光源(3)的光线从所述周面(13)入射到 所述导光板(I)中并从所述微结构(14)处射出，其中，所述光再循环薄膜(2)将射出的所述 光线经所述微结构(14)反射回所述导光板(I)中。
2.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其特征在于，所述微结构(14)如此设置，使 得所述微结构(14)缩小反射回的光线的光束角，缩小了光束角的光线从所述顶面(11)射 出。
3.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其特征在于，所述微结构(4)之间彼此如此 设置，使得所述微结构(4)彼此之间的间距(D)在远离所述光源(3)方向上逐渐变小。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明装置(100)，其特征在于，两个相邻的所述 微结构(14)的平均距离(P)为所述导光板(I)的面积(S)与所述微结构(14)的数量(N)之 比的0.5次方。
5.根据权利要求4所述的照明装置(100)，其特征在于，所述微结构(14)设计为在所述 底面(12)上凸起的球面凸起。
6.根据权利要求5所述的照明装置(100)，其特征在于，所述球面凸起具有半径(R)和 高度(H)，其中所述高度(H)为所述底面(12)至所述微结构(14)的顶点的距离，其中，所述 半径(R)等于0.5至2倍的所述平均距离(P)，所述高度(H)等于的0.25至0.3倍的所述 平均距离(P)。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的照明装置(100)，其特征在于，所述光再循环薄 膜(2)设计漫反射薄膜，从所述微结构(4)出射的光线经过所述光再循环薄膜(2)反射和散 射后经所述微结构(4)入射到所述导光板(I)中。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的照明装置(100)，其特征在于，所述照明装置(100)还包括布置在所述顶面(11)上的扩散膜(5)，所述扩散膜(5)对从所述顶面(11)出 射的光线进行均匀化。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的照明装置，其特征在于，所述光源(3)设计为 LED光源。
【文档编号】F21Y101/02GK103574306SQ201210249984
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月18日 优先权日:2012年7月18日
【发明者】欧智君, 陈鹏, 明玉生, 李爱爱 申请人:欧司朗股份有限公司