CN104597554A - 防眩光的导光结构及其光学膜片 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防眩光的导光结构及其光学膜片。防眩光的导光结构包括一透光本体以及一光学膜片。透光本体具有一外表面、一内表面以及位于外表面与内表面之间的一导光区，其中一入射光由外表面入射至导光区，入射光相对于外表面具有一折射角，并于导光区中以大于折射角的一反射角相对于外表面至少一次反射。光学膜片配置于透光本体的一侧，光学膜片包括多个导光面，此些导光面相对于内表面倾斜一角度以增加反射角。

Description

防眩光的导光结构及其光学膜片

技术领域

本发明涉及一种导光结构，且特别是涉及一种防眩光的导光结构及其光学膜片。

背景技术

在日常生活中，光学膜片常用于贴附在车窗玻璃或建材用的玻璃上。常见以具有隔热效果的光学膜片来阻挡太阳光入射，但此种隔热纸使用高反射性的材质，以降低太阳光的穿透率，使得车窗玻璃呈现暗色不透光。因此，在光线昏暗的区域行驶，驾驶人不容易察觉车外的资讯。若不贴光学膜片，又无法阻挡太阳光入射，且车辆开远光灯或灯光太强时，眼睛容易眩光，影响行车安全。

发明内容

本发明的目的在于一种防眩光的导光结构及其光学膜片，以防止强光入射。

为达上述目的，根据本发明的一方面，提出一种防眩光的导光结构，包括一透光本体以及一光学膜片。透光本体具有一外表面、一内表面以及位于外表面与内表面之间的一导光区，其中一入射光由外表面入射至导光区，入射光相对于外表面具有一折射角，并于导光区中以大于折射角的一反射角相对于外表面至少一次反射。光学膜片配置于透光本体的一侧，光学膜片包括多个导光面，此些导光面相对于内表面倾斜一角度以增加反射角。

根据本发明的一方面，提出一种光学膜片，配置于透光本体的一侧，光学膜片包括多个导光面，此些导光面相对于透光本体的内表面倾斜一角度以增加入射光相对于外表面反射时的反射角。在一实施例中，光学膜片配置于一车窗玻璃或一建材用的玻璃上。在一实施例中，光学微结构直接形成于一车窗玻璃或一建材用的玻璃上。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1及图2绘示光线入射车内的路径图；

图3绘示依照本发明一实施例的防眩光的导光结构的示意图；

图4A绘示图3的区域B中光学膜片的光学微结构的示意图；

图4B及图4C绘示入射光于第二侧面产生全反射的示意图；

图5A至图5D绘示不同实施例的导光结构的示意图；

图6A至图6D绘示不同实施例的导光结构的示意图；

图7A及图7B绘示不同实施例的导光结构的示意图。

符号说明

20：汽车

21：后挡风玻璃

22：后照镜

L1、L2：部分光线

100：导光结构

101-108：导光结构

109A、109B：导光结构

110：透光本体

111：外表面

112：内表面

113：导光区

120：光学膜片

120a：导光面

121：光学微结构

122：角柱体

123：树脂片

124：基材

125：硅胶

126：玻璃

130：光学胶

140：隔热层

α：倾斜角

A、B：区域

θ1：入射角

θ2：折射角

θ3：反射角

θ4：反射角

θc：临界角

L：入射光

S1：第一侧面

S2：第二侧面

S3：第三侧面

E1、E2：二平行端面

F1、F2：二矩形平面

具体实施方式

在本实施例的一范例中，防眩光的导光结构是将光学膜片应用于一车窗玻璃或一建材用的玻璃上，通过透光本体将光线导引至其他方向，降低人眼受强光照射的刺眼程度。举例而言，当后方的车辆开远光灯或灯光太强时，为了避免驾驶人受到瞬间强光照射而造成眼睛不适，将一光学膜片贴附在后挡风玻璃上，利用后挡风玻璃做为一可导光本体，将入射光导引到靠近车顶的玻璃上缘或导引至车内其他方向。同样的原理，当建筑物窗外的太阳光经由高反射的材质全反射而入射至室内时，也可利用上述的光学膜片贴附在玻璃窗等透光本体上，将入射光导引到其他方向，以避免受到瞬间强光照射而造成眼睛不适。

请参照图1及图2，其绘示光线入射车内的路径图。在图1中，当汽车20的后挡风玻璃21未加装可导光的光学膜片时，近似水平入射的光线L穿过后挡风玻璃21之后，光线L1直接照射在后照镜22上，再反射至驾驶座，而造成驾驶人的眼睛不适。在图2中，当汽车20的后挡风玻璃21加装可导光的光学膜片时，近似水平入射的光线L中一部分光线L1被导引至后挡风玻璃21的上缘，而另一部分光线L2穿过后挡风玻璃21而被导引至车顶或其他方向，因此强光不会直接照射在后照镜22上，以降低人眼受强光照射的刺眼程度。

在一实施例中，后挡风玻璃21可加装隔热膜或高反射性的反射膜，可阻挡太阳光的照射。反射膜会使挡风玻璃呈现暗色且不易透光，以避免太阳光直接照射到车内。本发明中加装可导光的光学膜片，不会阻挡太阳光入射至车内，以增加太阳光的穿透率，而是导引近似水平入射的光线（例如后方车辆的灯光）至其他方向，使强光不至于直接照射在后照镜22上。

以下是提出实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。

第一实施例

请参照图3，其绘示依照本发明一实施例的防眩光的导光结构100的示意图。导光结构100包括一透光本体110以及一光学膜片120。透光本体110具有一外表面111、一内表面112以及位于外表面111与内表面112之间的一导光区113。光学膜片120配置于透光本体110的一侧，光学膜片120包括多个导光面120a，此些导光面120a相对于内表面112倾斜一角度。

在一实施例中，此些导光面120a相对于内表面112倾斜的角度（以下简称倾斜角α，请参照图3）介于1～40度之间。

在一实施例中，上述的导光结构100可配置于图2的区域A中，以导引近似水平的光线由透光本体110的外表面111入射至导光区113。在图3中，入射光L相对于透光本体110的外表面111具有一入射角θ1以及一折射角θ2。此入射角θ1与透光本体110倾斜的角度有关，而折射角θ2与透光本体110的折射率有关。一般而言，轿车的后挡风玻璃相对于水平面倾斜的角度可能小于或等于45度，而箱型车的后挡风玻璃相对于水平面倾斜的角度可能大于45度，倾斜的角度越小，近似水平的入射光L的入射角θ1越大。

在一实施例中，入射光L相对于透光本体110的外表面111的入射角（以下简称入射角θ1）例如介于80～45度之间。当入射角θ1小于45度或更小角度时，则大部分光线会穿过透光本体110，仅有少部分光线会被导引至至车顶或其他方向。

在一实施例中，当入射角θ1介于80～45度之间时，可通过较小的倾斜角α（例如1-20度）来获得较多部分光线被导引至车顶或其他方向。当入射角θ1小于45度时，可通过较大的倾斜角α（例如21-40度）来获得较多部分光线被导引至车顶或其他方向。因此，本发明的导光结构100可通过入射角θ1与倾斜角α之间的角度配合，来得到最佳化的导引效果。

在图3中，当透光本体110的折射率越高，入射光L的折射角θ2越小。透光本体110的折射率例如介于1.4～1.7之间。当入射光由透光本体110的外表面111入射至导光区113，并受到其中一导光面120a反射之后，入射光L以大于折射角θ2的一反射角θ4相对于外表面111反射，也就是第一次反射的反射角θ4。只要第一次反射的反射角θ4大于入射光相对外表面111全反射时的临界角（以下简称临界角θc）时，则第二次、第三次反射的反射角也一定会大于全反射时的临界角θc。

在另一实施例中，即使第一次反射的反射角θ4略小于全反射时的临界角θc时，则后续就不会进行全反射了，也不会有第二及第三次全反射。

在图3中，由于导光面120a的倾斜角α增加可以相对增加入射光L的反射角θ4，因此只要将此些导光面120a设计成全反射面，使入射光于此些导光面120a上产生全反射（临界角为θc），则入射光L下一次反射时的反射角θ4就会大于全反射时的临界角θc。

请参照下表一。以图3中光线由空气（折射率为1）射入玻璃材质的透光本体110（折射率为1.5）为例，当入射光于导光面120a上的反射角θ3大于等于全反射时的临界角（θc=41.8度）时，则下一次反射时的反射角θ4也一定会大于全反射时的临界角θc。由下表一的数据可知，若反射角θ3未大于全反射时的临界角θc，则可通过增加导光面120a的倾斜角α、增加入射角θ1或增加折射角θ2来达成，以相对增加入射光L的反射角θ4。

表一

倾斜角（α）	入射角（θ1）	折射角（θ2）	反射角（θ3）
				1	80	41.04	42.04
5	80	41.04	46.04
				10	80	41.04	51.04
倾斜角（α）	入射角（θ1）	折射角（θ2）	反射角（θ3）
				5	62.5	36.25	41.25＜θc
6	62.5	36.25	42.25
				10	62.5	36.25	46.25

倾斜角（α）	入射角（θ1）	折射角（θ2）	反射角（θ3）
				13	45	28.13	41.13＜θc
14	45	28.13	42.13
				20	45	28.13	48.13

请参照图4A，其绘示图3的区域B中光学膜片120的光学微结构121的示意图。在图3中，光学膜片120为一薄片，其包括一由多个角柱体122所组成的光学微结构121，此些角柱体122沿着内表面112依序相连以形成一角柱体列。在图4A中，各个角柱体122包括一第一侧面S1、一第二侧面S2以及一第三侧面S3，第一侧面S1与透光本体110的内表面112平行相对，第二侧面S2与第三侧面S3相交以形成三角柱。

在一实施例中，各个角柱体122具有平行相对的二端面E1及E2，此二平行端面E1及E2之间的距离可沿着内表面112水平延伸，最大距离约为后挡风玻璃的宽度尺寸（图中未绘示），以涵盖后挡风玻璃的所有透光区域。此外，相邻两个角柱体122分别以二矩形平面F1、F2彼此相连，以形成一体化的光学微结构121。具有光学微结构121的光学膜片120其材质可选自塑胶、硅胶或玻璃等，光学微结构121可根据材质的不同以不同的工法配置或直接形成在透光本体110上，本发明对此不加以限制。

请参照图4B及图4C，其绘示入射光于第二侧面S2产生全反射的示意图。在一应用例中，各个角柱体122的第二侧面S2可做为光学膜片120的各个导光面120a，以使入射光于第二侧面S2上的反射角至少等于或大于全反射时的临界角θc。在图4B中，第二侧面S2为全反射面，而第三侧面S3例如为一平面。在图4C中，第二侧面S2为全反射面，而第三侧面S3例如为一曲面。由于第二侧面S2的面积远大于第三侧面S3的面积，因此大部分光线会被第二侧面S2反射而回到导光区内，或被第二侧面S2反射至第三侧面S3，再被第三侧面S3反射而回到导光区内，以避免强光直接入射至车内。

请参照图5A至图5D，其绘示不同实施例的导光结构101-104的示意图。在图5A中，导光结构101包括一透光本体110、一光学膜片以及一光学胶130。光学膜片例如是一具有光学微结构121的树脂片123，其材质例如为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），光学膜片通过光学胶130贴附在透光本体110的一侧。在图5B中，导光结构102包括一透光本体110、一光学膜片、一基材124以及一光学胶130。光学膜片例如是一具有光学微结构121的硅胶125，基材124为树脂片，其材质例如是聚对苯二甲酸乙二酯（PET），光学膜片形成于基材124上，并通过光学胶130贴附在透光本体110的一侧。在图5C中，导光结构103包括一透光本体110、一光学微结构121以及一光学胶130。光学微结构121的材质例如为硅胶，其通过光学胶130贴附在透光本体110的一侧。在图5D中，导光结构104包括一具有光学微结构121的透光本体110，透光本体110例如为玻璃，其表面直接形成光学微结构121，故不需要光学胶130，以节省胶材。

请参照图6A至图6D，其绘示不同实施例的导光结构105-108的示意图，其包含一隔热层140于其中。隔热层例如是一光吸收层或一光反射层。在图6A中，导光结构105包括一透光本体110、一光学膜片、一光学胶130以及一隔热层140。光学膜片例如是一具有光学微结构121的树脂片123，其材质例如为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），光学膜片及隔热层140通过光学胶130贴附在透光本体110的一侧。在图6B中，导光结构106包括一透光本体110、一光学膜片、一基材124、一光学胶130以及一隔热层140。光学膜片例如是一具有光学微结构121的硅胶125，基材124为树脂片，其材质例如是聚对苯二甲酸乙二酯（PET），光学膜片形成于基材124上，且基材124与隔热层140通过光学胶130贴附在透光本体110的一侧。在图6C中，导光结构107包括一透光本体110、一光学微结构121、一光学胶130以及一隔热层140。光学微结构121的材质例如为硅胶，其形成于隔热层140上，并通过光学胶130贴附在透光本体110的一侧。在图6D中，导光结构108包括一透光本体110、一具有光学微结构121的玻璃126以及一隔热层140，玻璃126的表面直接形成光学微结构121，而隔热层140粘合在中间，故不需要光学胶130，以节省胶材。

请参照图7A及图7B，其绘示不同实施例的导光结构109A及109B的示意图，其光学膜片以静电吸附的方式附着。在图7A中，导光结构109A包括一透光本体110以及一具有光学微结构121的光学膜片120。光学膜片120例如为一静电膜，利用静电吸附的方式附着在透光本体110上，不需要用胶材，可重复使用且没有残胶难以清除的问题。在图7B中，导光结构109B包括一透光本体110、一具有光学微结构121的光学膜片120以及一隔热层140。隔热层140以贴合或以静电吸附的方式附着，光学膜片120例如为一静电膜，利用静电吸附的方式附着在隔热层140上，不需要用胶材，可重复使用且没有残胶难以清除的问题。

本发明上述实施例所公开的防眩光的导光结构，是利用透光本体的导光性以及光学膜片的导光面，将入射光导引到其他方向，以避免受到瞬间强光照射而造成眼睛不适。此外，光学膜片若是配置在后挡风玻璃上，可导引近似水平入射的光线（例如后方车辆的灯光）至其他方向，使强光不至于直接照射在后照镜上。另外，光学膜片不会阻挡太阳光入射至车内，以增加太阳光的穿透率。在一应用例上，导光结构可加装一隔热层，以避免太阳光直接照射到车内。

综上所述，虽然已结合以上较佳实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (11)

1.一种防眩光的导光结构，包括：

透光本体，具有外表面、内表面以及位于该外表面与该内表面之间的导光区，其中一入射光由该外表面入射至该导光区，该入射光相对于该外表面具有一折射角，并于该导光区中以大于该折射角的一反射角相对于该外表面至少一次反射；以及

光学膜片，配置于该透光本体的一侧，该光学膜片包括多个导光面，该些导光面相对于该内表面倾斜一角度以增加该反射角。

2.如权利要求1所述的导光结构，其中该入射光相对于该外表面具有一入射角，该入射角介于80～45度之间。

3.如权利要求1所述的导光结构，其中该反射角大于该入射光相对该外表面全反射时的一临界角。

4.如权利要求1所述的导光结构，其中该些导光面相对于该内表面倾斜的该角度介于1～40度之间。

5.如权利要求1所述的导光结构，其中该光学膜片包括一由多个角柱体所组成的光学微结构，该些角柱体沿着该内表面依序相连以形成一角柱体列。

6.如权利要求5所述的导光结构，其中各该角柱体包括第一侧面、第二侧面以及第三侧面，该第一侧面与该透光本体的该内表面平行相对，该第二侧面与该第三侧面相交以形成三角柱。

7.如权利要求6所述的导光结构，其中该第二侧面为一全反射面。

8.如权利要求6所述的导光结构，其中该第三侧面为一平面或一曲面。

9.如权利要求1所述的导光结构，其中该光学膜片的材质选自塑胶、硅胶或玻璃。

10.如权利要求1所述的导光结构，还包括一隔热层，配置于该透光本体与该光学膜片之间。

11.一种光学膜片，配置于一透光本体的一侧，该光学膜片包括多个导光面，该些导光面相对于该透光本体的内表面倾斜一角度，该透光本体为一车窗玻璃或一建材用的玻璃。