CN100470264C - 在棱镜面上径设以微透镜的光学薄膜 - Google Patents

Abstract

一种在棱镜面上径设以微透镜的光学薄膜，是包括：一透明基层；以及一棱镜层含有多个棱镜，是连设于所述透明基层上；其特征为该棱镜的棱镜面上连设有多个微透镜(micro-lens)，以令透经棱镜面的投射光再经由各该微透镜的折射使其出射光方向更趋近于光轴(on-axis)，而能增加光学薄膜的光轴亮度。

Description

在棱镜面上径设以微透镜的光学薄膜

技术领域

本发明是关于一种在棱镜面上径设以微透镜的光学薄膜。

背景技术

图1所示为已知的光学薄膜，是包括一棱镜层(P)排列、连设于一基层(B)之上，藉棱镜的结构以达到所需的光学特性，但这种已知的光学薄膜如要增加其光轴的亮度(on-axis brightness)，必须在棱镜的角度、方向性等因素上加以设计、变化，增添制作上的复杂度与成本，若另辅以导光装置将光导向光轴的方向，则也会增加相关元件的安装、体积与成本。

现有技术中，从来没有人曾经尝试在棱镜的棱镜面上直接加设导光的构造，本案发明人首先发明这一直接、价廉而又有效地将棱镜面出光导向、趋近于光轴，增加光轴亮度的光学薄膜。

发明内容

有鉴于上述现有技术中产生的缺陷，本发明提出一种在棱镜面上径设以微透镜的光学薄膜。

本发明的目的在于提供一种在棱镜面上径设以微透镜的光学薄膜，是包括：一透明基层；以及一棱镜层，含有多数棱镜，是连设于该透明基层上；该棱镜的棱镜面上连设有多个微透镜(micro-lens)，以令透经棱镜面的投射光再经由各该微透镜的折射使其出射光方向更趋近于光轴(on-axis)，而能增加光学薄膜的光轴亮度。其中，各该微透镜呈微凸透镜，各该微凸透镜是自该棱镜面向外渐凸至一微凸透镜曲面的反曲点。

本发明因在棱镜的棱镜面连设以微透镜，从而增加了光轴亮度，而纵因部分入射光角度偏低时，仍会射入邻近的棱镜中而不会造成光损失，整体而言，本发明增益了光学薄膜的光特性，尤其是增加了光轴亮度，而优异、进步于现有技术。

本发明的可取实体可由以下说明书配合所附图式而得以明晰。

附图说明

图1是已知的光学薄膜示意图。

图2是本发明的光学薄膜示意图。

图3是本发明的剖示图。

图4显示本发明出光折射方向与已知者的一比较示意图。

图5显示本发明出光折射方向与已知者的另一比较示意图。

图6显示本发明出光折射方向与已知者的再一比较示意图。

图7为本发明另一实施例的剖示图。

图8为本发明再一实施例的示意图。

图9是本发明自图3修饰的另一实施例示意图。

图10是本发明自图3修饰的又一实施例示意图。

主要组件符号说明：

1......透明基层；             2......棱镜层；

2......棱镜；                 4......微透镜；

31，32......棱镜面；         33......脊(棱)线；

L......入射光；               L1，L2......出射光；

N1，N2......法线；            I......反曲点；

P1，P2......界面点；          A......折射角；

A1......偏斜角；              4a......凹透镜。

具体实施方式

参阅图2、图3、图4，本发明光学薄膜包括：一透明基层1；以及一棱镜层2连设于该基层1之上，包括有多个棱镜3并列设置于该基层1上；各棱镜3的棱镜面31、32上连设或一体成型连设多个微透镜4(micor-lenses)，含凸透镜及凹透镜。

各微透镜4的剖面可呈弧形、新月形、半圆形等形状，其底面与棱镜面31或32呈共平面(coplanar)；也即各该微透镜4是从各该棱镜面31或32的底面以背离棱镜面的方向向外渐凸(covex)至该微透镜的反曲点(I，Inflection point)为其顶点。

所述微透镜4宜一体成型地连设于各棱镜的棱镜面31、32上；且可以模制或转印刷的方式一体成型地将棱镜3及微透镜4整体地连设于该基层1之上。

该透明基层1可制自热塑型树脂，包括：聚苯乙烯二甲酸酯(PET)、聚碳酸酯(PC)等。

该棱镜层2的棱镜3及微透镜4可制自感光型或光硬化型树脂或热固型树脂，包括UV硬化型树脂(或UV胶)。

当然，其它适当材料也可加选择、应用的，本发明并未加以限制。

为便于清晰解说，本发明的图4～图6仅揭示一微透镜4连设于本发明光学薄膜的棱镜面31上。其实，本发明棱镜面31或32上的微透镜的形状、数目、排列方式等是未加限制的。

如图4所示，当入射光L在棱镜3内投射至图示左侧的棱镜面31时，先举图4中虚线所示的已知棱镜未加设本发明的微透镜4为例，在第一界面点P1入射光L穿经棱镜面31的第一界面点P1，即偏离第一法线N1以折射角A射出为第一出射光L1。

当加设本发明的微透镜4时，入射光L穿透微透镜至偏离反曲点I的上方第二界面点P2，即以偏离第二法线N2以折射角A射出为第二出射光L2，第二出射光L2显然比第一出射光L1更趋向于光轴X，遂增加了依此构成的光学薄膜的光轴亮度(on-axis brightness)。

第二法线N2的画法如下所述：

1、在微透镜4第二界面点P2处，沿着微透镜弧形面画切线(T，tangentialline)。

2、在切线T上，以正交于第二界面点P2画一垂直线，此即构成第二法线N2。

第一法线N1与第二法线N2分别自棱镜3或微透镜4(彼等设定为相同材料具有相同折射系数)出光的折射角A虽为相同，但第二出射光L2以第二法线N2为准纵同以“A”的折射角折射出光，但因第二法线N2已自第一法线N1偏向光轴X呈一偏斜角A1，故第二出射光L2当然比第一出射光L1更为偏向光轴X方向，因此就增加了光学薄膜的光轴亮度，由此足以证明本发明在棱镜面上设有微透镜4的构造，是使穿过设有微透镜的棱镜面的出射光比未设有微透镜的已知棱镜更趋向于光轴而更为增加光学薄膜的光轴亮度。

如上所述及图4所示，为折射出光L2的界面点P2位于微透镜4曲面反曲点I的上方(或图示的右方)，此时出光L2的确更能趋向光轴。

但若入射光L经微透镜4射向第二界面点P2彼恰与微透镜曲面的反曲点I吻合(即I＝P2)，如图5所示，此时第二出射光L2与未设有微透镜的第一出射光L1则呈平行方向，此时入射、出射光的方向对于光轴亮度则无不良影响。

如图6所示，当入射光L自第二界面点P2折射、出光时，该界面点P2已在微透镜反曲点I的下方或图示的左方，此时第二出射光L2与第一出射光L1相比较，较为偏离光轴X；“所幸”第二出射光L2仍射入邻近的棱镜3里，并不会发生光损失(light loss)的劣象。

综上所述，本发明因在棱镜的棱镜面连设以微透镜，从而增加了光轴亮度，而纵因部分入射光角度偏低时，仍会射入邻近的棱镜中而不会造成光损失，整体而言，本发明增益了光学薄膜的光特性，尤其是增加了光轴亮度，而优异、进步于现有技术。

本发明如图7所示，将前述的微透镜4修饰为微凹透镜4a是自棱镜3的棱镜面31、32由凹(concave)而成，于是构成本发明的另一可取实施例。

而上述微透镜4也可如图8所示以半圆柱形的微透镜4b方式并列、连设于该棱镜面31或32上，且各微透镜4b是平行于各棱镜两棱镜面31、32向上渐尖、会合的脊(棱)线33，此也形成本发明的又一可取实施例。

本发明必要时也可将设有微透镜4的棱镜3与未设有微透镜的棱镜3交互地间隔开来，如图9所示；或在棱镜的一棱镜面31设有微透镜4，但在另一棱镜面32则未设以微透镜，如图10所示。

本发明中所述微透镜4的大小、形状、高低、间距、曲率于棱镜上分布或排列的密度、排列方式、连接或间断式设置等等均未加以限制。

当然，棱镜3与微透镜4的折射率虽可为相同，但也可为不同，凡此种种，本发明均未加以限制。

本发明可在不违本发明的精神及范畴下作适当的修饰或改变。例如，各棱镜若呈金字塔的锥体时，也可在各锥体面上设以所述微透镜等变化应用的情况也包含在本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种在棱镜面上径设以微透镜的光学薄膜，所述光学薄膜包括：

一透明基层；

一棱镜层，所述棱镜层含有多个棱镜且连设于所述透明基层上；以及

各该棱镜的至少一棱镜面上连设有多个微透镜；

其中，各该微透镜是呈微凸透镜；

其特征在于，其中各该微凸透镜是自该棱镜面向外渐凸至一微凸透镜曲面的反曲点。

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