一种降低UGR值的立体照明装置的制作方法

文档序号:15333680发布日期:2018-09-04 21:17阅读:152来源:国知局

本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种降低UGR值的立体照明装置。



背景技术:

UGR(Unified Glare Rating,统一眩光值),是用于度量室内视觉环境中的照明装置发出的光对人眼造成不舒适感主观反应的参量,UGR的测试规定以照明装置与天花板方向垂直的方向为0度,将照明装置与天花板方向平行的方向为90度,方向在65度至90度范围内方向的光会产生眩光。目前,在欧洲某些国家已经出台了室内照明的标准,例如德国强制规定照明装置的UGR值小于19才可用于室内照明。

现有技术中,照明装置中的扩散板,可以发散面板光源发出的光线,使光可以均匀地照射,但是扩散板会将65度至90度范围内等大角度的光一同散射,这些大角度的光出射出去后,会造成眩光,给人的眼睛带来疲劳感。因此,为了降低照明装置的UGR值,现有技术中,可在照明装置的透明基板上制作复数个微结构,如图1所示,这些微结构的侧面角度在5度至45度范围内,光源出射的大角度的光线将会在通过微结构时发生多级折射或反射,最终将大角度的光变成小角度的出射光,减小眩光,降低UGR值。但是,现有技术中的照明装置只能起到降低UGR值,防眩光的效果,不仅不具有装饰上的美感,也无法呈现出多样化的视觉效果,因而,照明品质较差。

综上所述,目前亟需一种降低UGR值的立体照明装置,用以解决现有技术中的防眩光的照明装置视觉效果较差的技术问题。



技术实现要素:

本发明提供一种降低UGR值的立体照明装置,用以解决现有技术中的防眩光的照明装置视觉效果较差的技术问题。

本发明实施例提供的一种降低UGR值的立体照明装置,所述照明装置包括:面板光源,和沿着所述面板光板的光线的出射方向依次设置在所述面板光源一侧的反光板、导光板、扩散板,其特征在于,所述扩散板外侧还设置有防眩光板;

所述防眩光板包括沿光线出射方向依次设置的微型结构层、透明基板层和微透镜层,所述微型结构层由阵列式排布的锥体组成,所述微型结构层用于减小所述照明装置的UGR值;所述微透镜层由阵列式排布的透镜组成,所述微透镜层用于结合所述透明基板层,使所述面板光源发出的光线发生干涉,呈现出立体图文信息。

可选地,所述微型结构层中排布的任一锥体的侧面角度大于等于15度,小于等于45度。

可选地,所述微型结构层中排布的各个锥体的侧面角度相同。

可选地,所述微型结构层中的任一锥体为圆锥或角锥。

可选地,所述微型结构层中任一锥体的形态为凹形或凸形。

可选地,所述微型结构层中锥体的排列角度为45度或60度或90度。

可选地,所述微透镜层中排布的各个透镜的焦距相同,所述透镜的焦距与所述透明基板层的厚度相同。

可选地,所述微透镜层中的任一透镜为非球面透镜或半球面透镜。

可选地,所述微透镜层中的任一透镜的底面形状为圆形、四角形或六角形中的一种。

可选地,所述微型结构中锥体的尺寸大小为所述透镜阵列中透镜底面直径或边长的尺寸大小的90%至110%。

可选地,所述微透镜层中透镜的排列角度为45度或60度或90度。

可选地,所述微透镜层中透镜的排列角度与所述微型结构层中锥体的排列角度相同。

可选地,所述透明基板层的材料为PP、PET、PMMA、PS、PC中的一种。

可选地,所述防眩光板利用透镜模具和微型图案模具与所述透明基板层一体化压制而成。

可选地,所述微透镜层的表面还设置有透明涂层,所述透明涂层用于改变所述透明基板层的等效的焦距。

本发明实施例中,所述照明装置包括面板光源、反光板、导光板、扩散板以及扩散板外侧设置的防眩光板,所述防眩光板由依次设置的微型结构层、透明基板层、微透镜层等三层结构组成。一方面,所述微型结构层中阵列式排布的锥体能够使面板光源出射的大角度的光线发生反射或折射,最终转变成小角度的光线出射到外部,从而降低整个照明装置的UGR值,另一方面,所述微透镜层可结合透明基板层以及微型结构层,使所述面板光板发出的光线发生干涉,进而呈现出立体的图文信息。因此,由于设置有防眩光层,该照明装置不仅可降低照明装置的UGR值,实现防眩光的效果,也能够呈现出立体图文信息,从而提高了视觉效果和照明品质,呈现装饰上的时尚感与科技感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的照明装置中透明基板以及微结构的结构示意图;

图2为本发明实施例中一种降低UGR值的立体照明装置所对应的结构示意图;

图3a为本发明实施例中的防眩光板的剖面结构示意图;

图3b为本发明实施例中的防眩光板的结构示意图;

图4为本发明实施例中微型结构层中排布的锥体的形状示意图;

图5为本发明实施例中微型结构层中排布的锥体的形态示意图;

图6为本发明实施例中微透镜层中设置的非球面透镜和半球面透镜的结构示意图;

图7为本发明实施例中微透镜层中透镜的排列角度示意图;

图8为本发明实施例中防眩光板的制作工艺示意图;

图9为本发明实施例中带有透明涂层的照明装置的结构示意图;

图10为本发明实施例中带有透明涂层的照明装置的剖面结构示意图;

图11为本发明具体实施例一中的照明装置的结构示意图;

图12为本发明具体实施例二中的照明装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例,仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

图2为本发明实施例提供的一种降低UGR值的照明装置所对应的结构示意图,如图2所示,所述照明装置包括面板光源201,以及沿着所述面板光源的光线的出射方向依次设置在所述面板光源201一侧的反光板202、导光板203、扩散板204和防眩光板205。

其中,所述面板光源201、反光板202、导光板203以及扩散板204均与现有技术中相同,此处不再赘述。

图3a为本发明实施例中的防眩光板的剖面结构示意图,图3b为本发明实施例中的防眩光板的结构示意图,如图3a和图3b所示,所述防眩光板205包括沿光线出射方向依次设置的微型结构层301、透明基板层302和微透镜层303。

具体的,所述微型结构层301由阵列式排布的多个锥体构成,且排布的任一锥体的侧面角度大于等于15度,小于等于45度。该微型结构层中排布的一个个锥体可使面板光板光源中角度较大的光线(即65度至90度会导致眩光的光线)在微型结构层中发生不断地反射或折射,最终转变成小角度的光线正常散射到微型结构层之外,从而使得照明装置的UGR值的可降低到19以下,实现了照明装置防眩光的效果。进一步地,精心设计的15至45度的侧面角度能够使大角度的光线尽可能多的被反射或者折射,进而使得照明装置达到最优的防眩光效果。

本发明实施例中,微型结构层301中排布的锥体的形状、形态及排列方式可具有多种可能的实现方式。具体来说,微型结构层301中的排布的任一锥体的形状可以为圆锥或者角锥,其中,角锥具体是指多角锥,比如说,可以为包括三角锥、四角锥、五角锥、六角锥等等,当然也可以为其他类型的多角锥,此处不做具体限制。

图4为本发明实施例中微型结构层中排布的锥体的形状示意图,如图4所示,所述锥体包括圆锥401、三角锥402、四角锥403、六角锥404,而且,所述各个锥体的侧面角度405均满足上文中所述的大于等于15度且小于等于45度的角度范围。

所述微型结构层301中的排布的任一锥体的形态可以为凹形或凸形。图5为本发明实施例中微型结构层301中排布的锥体的形态示意图,如图5所示,以四角锥为例,任一锥体的形态可以为凹形501或凸形502。

需要说明的是,本发明实施例中,本领域技术人员可根据实际需要对微结构层中排布的各个锥体的侧面角度、形状、形态、尺寸(包括锥体底面的直径或边长、锥体的高度等)、以及不同形状形态的锥体的排布位置和比例等参数进行具体设置,此处不做具体限制。为了简化制作工艺,并使得微型结构层中不同位置处防眩光效果的均衡,所述微型结构层中排布的各个锥体的侧面角度可以相同;所述微型结构层中排布的各个锥体的形状也可以相同,比如说,可以均为圆锥或某一种角锥;所述微型结构层中排布的各个锥体的形态也可以相同,比如说,可以均为凹形锥体或凸形锥体。

所述透明基板层302又可称为焦距层,用来调整立体图文的大小效果。所述焦距层由透明材料组成,比如说,其材料可以为PP(polypropylene,聚丙烯)、PET(poly(ethylene terephthalate),聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PMMA(polymethylmethacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)、PS(polystyrene,聚苯乙烯)、PC(polycarbonate,聚碳酸酯)中的一种。

需要说明的是,不同厚度的透明基板层所形成的可视角不同,即形成的立体效果不同,因此,本领域技术人员根据实际需要对透明基板层的材料、厚度等进行具体设置,以获取最佳的立体效果,此处不做具体限制。

所述微透镜层303由阵列式排布的透镜构成,其中,排布的任一透镜可以为非球面透镜,或半球面透镜,而且,同微型结构层中排布的锥体相同,任一透镜也可具有多种类型的的底面形状,比如说,可以为圆形、四角形、六角形等形状,或者也可以为其他形状此处不做具体限制。

具体的,图6为本发明实施例中微透镜层中设置的非球面透镜和半球面透镜的结构示意图,如图6所示,非球面透镜601和半球面透镜602均可形成立体效果,但对于人的视线(图中虚线)来说,视线经过半球面或者非球面透镜,可以看到的底面的图文信息不同,即其形成的立体效果的焦距不同。

需要说明的是,本发明实施例中,所述微透镜层中排布的透镜可以均为非球面透镜,或者也可以均为半球面透镜,或者还可以为非球面透镜与半球面透镜混合排列;而且,所述微透镜层中排布的透镜可以均为一种底面形状,或者也可以为多种底面形状的混合排列。

优选地,本发明实施例中,微透镜层中排布的各个透镜的焦距相同,且,透镜的焦距与透明基板层的厚度相同。

本发明实施例中,微透镜层中透镜可按照多种排列角度进行排列,图7为本发明实施例中微透镜层中透镜的排列角度示意图。如图7所示,依据透镜的底面形状的不同,透镜的排列角度可以为60度、45度、90度,当然也不限于图7中所示的角度,还可以为其他角度,此处不做具体限制。

优选地,微型结构层中锥体的排列角度与微透镜层中透镜的排列角度相同。

由于不同类型、底面形状的透镜、以及不同的排列比例所形成的立体效果不同,因此,本领域技术人员可根据实际需要,对微透镜层中排布的透镜的类型、底面形状、尺寸(透镜的底面直径或边长、高度)、排布的比例、排列角度及具体位置进行设置,以获取最优的立体效果,此处不做具体限制。

优选地,本发明实施例中,微型结构层中的锥体的尺寸为微透镜层中透镜的尺寸的90%至110%,即锥体的底面直径或边长为透镜的底面或边长的90%至110%。

图8为本发明实施例中防眩光板的制作工艺示意图,如图8所示,所述防眩光板可采用双面挤压制作而成,在制作透明基板层302的同时,利用透镜模具801和微型图案模具802在透明基板层302的两侧分别形成锥体301和透镜303,随后经过冷却等步骤最终形成防眩光板。由于防眩光板的采用一体化压制而成,因此,本领域技术人员可通过采用不同的透镜模具或微型结构模具,生产出不同效果的防眩光板,而且,可通过调节各装置的运转速率,即可调节防眩光板的厚度等参数,因此,不仅生产效率高,而且可方便地对防眩光板的各参数进行精细化调节。

本发明实施例中所述微透镜层的表面(即照明装置的最外侧)还可设置有透明涂层304,通过调整透明涂层304的折射率来调整焦距。图9为本发明实施例中带有透明涂层的照明装置的结构示意图,图10为本发明实施例中带有透明涂层的照明装置的剖面结构示意图,如图9和图10所示,所述透明涂层一方面可用于保护微透镜中的各透镜,使其不暴露在外;另一方面,所述透明涂层可改变所述防眩光板的折射率,使得透镜基板层的等效焦距改变。

举例来说,若要实现一种立体效果,同时要求防眩光板的材料很薄(焦距层也需要薄一些),但这种立体效果需要比较厚的焦距层,因此,为了减小焦距层的厚度,此时可选择在微透镜层上面涂覆一层可调整焦距的透明涂层来起到实现相同的立体效果,同时还可以获得很薄的材料。由于透明基板层(即焦距层)是用来调整立体图文的大小效果的,因此,为了获得清晰有层次感的立体效果,还需要优化焦距层至最佳。

当然如果不要求材料很薄,也可以去掉涂层。本领域技术人员可根据实际需要对是否在防眩光板外设置焦距调整的透明涂层进行具体设置,此处不做具体限制。

由上述内容可以看出,在面板光源的关闭的状态下,防眩光板的微小结构(即锥体)会通过微透镜在360度所有方向上呈现立体效果,在面板光源开启的状态下,不仅UGR值会降低到19以下,视觉上没有眩目或眩晕感,而且360度所有方向上都能观测到更鲜明的立体效果。

下面结合具体实施例一和具体实施例二对本发明中的技术方案进行具体说明。

具体实施例一

如图11所示,本发明具体实施例一中提供的可降低UGR值的立体照明装置包括:面板光源1101、反射光线的反光板1102、把侧边光源转换成面光源并使发光均匀的导光板1103、将光源整体的颜色和亮度均匀化的扩散板1104;单位尺寸为0.5mm,侧面角度为30度的呈45度排列的金字塔型微结构层1105,厚度为1.5mm的折射率1.575的PET材料焦距层1106、单位尺寸为0.525mm,曲率半径为0.2625mm呈45度阵列的圆形为底的微透镜层1107;折射率为1.3的表面涂层1108。

上述结构设计,金字塔型微结构图案可以实现降低UGR值到19以下的作用,同时可以与微透镜相互作用呈现立体底纹,表面涂层保护微透镜(2)的表面不暴露在外,上述照明装置可以实现照明同时在360度任意方向无眩晕感的观测到立体图文效果。

具体实施例二

如同图12所示,本发明具体实施例可降低UGR值的立体照明装置包括:面板光源1201、反射光线的反光板1202、把侧边光源转换成面光源并使发光均匀的导光板1203;将光源整体的颜色和亮度均匀化的扩散板1204;单位尺寸为 0.5mm,侧面角度为30度的呈60度排列的六角锥微结构1205; 厚度为0.71mm的折射率1.575的PET材料焦距层1206;单位尺寸为0.525mm,曲率半径为0.2625mm呈60度阵列的六角为底的微透镜层1207。

上述结构设计,六角锥微结构图案可以实现降低UGR值到19以下的作用,同时可以与微透镜相互作用呈现立体底纹,上述照明装置可以实现照明作用的同时在360度任意方向无眩晕感的观测到立体图文效果。

本发明实施例中,所述照明装置包括面板光源、反光板、导光板、扩散板以及扩散板外侧设置的防眩光板,所述防眩光板由依次设置的微型结构层、透明基板层、微透镜层等三层结构组成。一方面,所述微型结构层中阵列式排布的锥体能够使面板光源出射的大角度的光线发生反射或者折射,仅有小角度的光线出射到外部,从而降低整个照明装置的UGR值,另一方面,所述微透镜层可结合透明基板层以及微型结构层,使所述面板光板发出的光线发生干涉,进而呈现出立体的图文信息。因此,由于设置有防眩光层,该照明装置不仅可降低照明装置的UGR值,实现防眩光的效果,也能够呈现出立体图文信息,从而提高了视觉效果和照明品质,呈现装饰上的时尚感与科技感。

尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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