CN207704067U - 一种单向透视装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种单向透视装置，包含导光单元，光散射单元和附加光源；所述导光单元的a侧表面上分布着多个光散射单元，并且光散射单元之间留有间隙，所述光散射单元包含光散射层和遮光层，光散射层贴附于导光单元的a侧表面，遮光层覆盖于光散射层上，所述导光单元的a侧表面和b侧表面之间存在一个垂直于两表面的侧面，在所述侧面外部安装附加光源，附加光源的光源方向面向所述侧面，确保光线能够射入导光单元内部。当附加光源点亮时，a侧能看清楚b侧的景物，b侧看不清a侧的景物；当附加光源关闭时，两侧均能看清另一侧的景物。本实用新型利用光的散射效果，使光源的利用更加高效。

Description

一种单向透视装置

技术领域

本实用新型涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种单向透视装置。

背景技术

为了提高建筑内的采光效果，很多建筑物的外墙和室内隔断都选用玻璃作为主要建材, 但很多时候，人们不希望将所处环境暴露在外界中。目前最普遍的解决方案是用大面积的窗帘或可透明-不透明转换的智能窗系统，在需要的时候将所处环境与外界环境隔离开，但与此同时，人们也无法看到外界环境的事物，满足不了餐厅，酒吧或办公室的需求。因此，很多单向透视膜或单向透视玻璃成为目前常见的替代方案。

单向透视膜是一种具有较高光反射比的膜材，在室外光强较大时，反射光强较大，单向透视膜呈现出镜面的效果，人们从室外看不到室内的事物，而从室内可以看清室外的事物，单向透视效果较好；当室外光强减弱时，反射光强随之减弱，若此时室内光强较强时，人们从室外可以看到室内的事物，单向透视膜随之失去单向透视效果。

有一种单向透视玻璃，其结构为双层玻璃，两层玻璃之间设计棱镜或反光层，以达到单面透视的效果，但这种透视装置使光线角度发生了偏移，并且无法在单向透视与双向透视之间切换，真实性和灵活性无法保证；还有一种在玻璃上镀金属层、电解质层等多层结构的单向透视玻璃，但总体来讲制作工艺复杂，成本高，广泛推广使用难度较大，效果有局限性。

另有一种单向透视装置，由导光单元、光源和反射组件组成，但光线在导光单元中进行全反射，并且一个装置需要四个光源，光源利用率低，效果不理想。

鉴于以上装置的不足，本实用新型提供了一种效果优异的结构设计且制备成本低廉，能够弥补上述局限，应用范围广泛，在满足单向透视功能的同时还可以作为建筑外墙装饰、室内隔断、室内装饰和广告展示牌、汽车车窗等的单向透视装置。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题在于克服现有产品设计的缺陷，提供一种性能优异、成本低廉，可在不同环境下都具有单向透视功能的光学装置。

为实现上述目的，技术方案如下：

一种单向透视装置，包含导光单元，光散射单元和附加光源；所述导光单元的a侧表面上分布有多个光散射单元，并且光散射单元之间留有间隙；所述光散射单元包含光散射层和遮光层，光散射层贴附于导光单元的a侧表面，遮光层覆盖于光散射层上，所述导光单元的a侧表面和b侧表面之间至少存在一个垂直于两表面的侧面，在所述侧面外部安装附加光源，附加光源的光源方向面向所述侧面，确保光线能够射入导光单元内部。

在所述光散射单元中的光散射层与遮光层之间添加光反射层。

所述遮光层的OD值不小于2。

所述遮光层完全覆盖光散射层和光反射层。

除所述导光单元的a侧表面，b侧表面及安装附加光源的侧面以外，在所述导光单元的其他侧面粘贴反光面。

在所述附加光源的外侧上安装反射结构或聚光结构，所述附加光源外侧是与附加光源照射导光单元方向相反的一侧。

所述附加光源含有可控开关，通过开关控制所述附加光源的开闭或调节所述附加光源的亮度。

在所述单向透视装置的a侧表面上外附一层保护层。

所述光散射单元的总面积占导光单元单面面积为5％至80％。

所述导光单元选择柔性基材，再将由柔性基材组成的单向透视装置贴在普通玻璃上。

上述装置实现单向透视的原理在于：附加光源发光时，附加光源发出的光线遇到光散射单元后，在每个光散射单元处发生光的散射，散射后的光线R1以各种角度射向导光单元的b 侧；因为光散射单元足够小，并且光散射单元之间有足够的间隙，所以导光单元a侧的光线 R2能够通过光散射单元之间的间隙射向导光单元b侧，散射单元发出的散射光线R1与导光单元a侧通过光散射单元之间的间隙射向导光单元b侧的光线R2混合一同射向导光单元b侧，使观察者从导光单元的b侧无法看清导光单元a侧的景象；导光单元b侧的光线R3能够通过光散射单元之间的间隙进入a侧，并且光散射单元的遮光层能够吸收光散射单元处向a侧散射或透射的光线，避免散射光进入导光单元a侧，使观察者不受散射光线的干扰，所以当观察者在导光单元a侧时，能够清楚地观看到导光单元b侧的景象。

有益效果：与现有技术相比，上述单向透视装置利用光的散射效果，使散射光的分布面积远远大于光散射单元的面积，使光源的利用非常高效，且不论白天黑夜都可以实现很好的单向透射效果。通过控制附加光源开闭，可以使上述装置在单向透视与双向透视之间切换，提高了装置的灵活性。上述单向透视装置所需器件价格低廉，在市场具有很大的经济优势，可以广泛应用到民用和军事领域。

附图说明

图1：装置剖面结构图；

图2：装置正面结构图；

图3：单向透视原理图；

图4：装置的一种剖面结构图；

图5：装置的一种正面结构图；

图6：双向透视原理图；

图7：由软性基材组成的装置的安装示意图；

图8：海报图案；

图9：粘贴海报后的单向透视原理示意图；

图10：装置的一种剖面结构图。

图中1-导光单元，2-光散射单元，3-附加光源，4-光散射层，5-光反射层，6-遮光层，7-反光面，8-附加光源的外加反射结构或聚光结构，9-保护层，R1-散射光线，R2-导光单元 a侧的光线，R3-导光单元b侧的光线，R4-附加光源的光线中发生全反射的光线，R5-反光面发出的反射光，S-由软性基材组成的单向透视装置，G-普通玻璃，W-墙体，10-海报。

具体实施方式

以下通过实践方式详细的描述本实用新型提供的技术方案和方法。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

一种实施例如图4和图5，一种单向透视装置，包含导光单元，光散射单元和附加光源。其中导光单元为光学玻璃片，折射率为1.5，透明度为90％，尺寸为200mm*200mm*3mm，光散射单元成多条平行直线分布在导光单元的a面，并且光散射单元之间留有间隙，光散射单元为边长5mm的正方形，光散射单元与光散射单元的中心间隔为10mm；需要说明的是，本实施例中，光散射单元的分布方式为直线形状分布，当然，对于光散射单元的分布形状还可以为波浪线、折线等形状，以及这些形状的组合，本实施例中，光散射单元之间的间隙为等间距，均为5mm，当然，光散射单元在导光单元上的间隙也可以为不均等，进一步讲，光散射单元在导光单元上的分布可以根据光源位置进行调整，一方面在靠近附加光源区域的光散射单元分布较少，因为靠近附加光源的位置光强较强，光的散射效果好，因此可以适当减少光散射单元的个数或者尺寸，从而增加光散射单元之间的间隙，便于观察者在导光单元a侧观看b 侧事物；另一方面，在远离附加光源区域的光散射单元分布较多，从而增加光的散射效果，弥补光强减弱的影响。但光散射单元太少或者太多都会影响装置的单向透视功能，所以光散射单元总面积与导光单元单面面积的比值应在5％至80％之间，优选10％至60％之间，最优方案为15％至35％之间，本实施例中光散射单元总面积与导光单元单面面积的比值为22％，属最优方案。本实施例中的光散射单元的面积为25平方毫米，形状为正方形，除此之外还可以为圆形、长方形、三角形、五边形、六边形以及其他不规则形状。

上述装置的光散射单元包含光散射层和遮光层，光散射层与遮光层中间有光反射层，光散射层贴附于导光单元的a侧表面，遮光层覆盖于光散射层上或者光反射层上，本实施例采用丝网印刷方式将光散射层印刷在导光单元上，当然可以通过多种方式将光散射层贴附于导光单元上，例如：不均匀蚀刻导光单元，激光烧灼导光单元的方式或者在导光单元上直接做棱镜结构。本实施例是采用丝网印刷的方式使光反射层重叠于光散射层上，当然还可以采用其他方式，例如：凸版印刷、喷墨打印和光刻方式。本实施例是采用丝网印刷的方式使遮光层重叠于光反射层上，与光反射层类似，仍然可以采用其他方式，例如：凸版印刷、喷墨打印或其他印刷方式和光刻方式；在印刷遮光层时，应注意遮光层的OD值应不小于2，优选区间在4至5之间。遮光层必须能完全覆盖光散射层和光反射层，目的是防止散射光进入导光单元a侧，本实施例为保证完全覆盖，遮光层的面积略大于光散射层和光反射层。

本实施例将LED灯条固定到导光单元3mm宽的侧面的其中一面，灯条长度为200mm，外置可控开关，可以实现LED灯条的开闭或亮度的调节，如图6所示，当关闭LED灯条时，从光学玻璃片a侧看向b侧，能且仅能接收到b侧的光线R3，从而可以观测到b侧的景象，从b侧看向a侧，能且仅能接收到a侧的光线R2，因此可以看到a侧景象，此时装置为双向透视装置；当点亮LED灯条时，如图4所示，LED发出的光线遇到光散射单元后，在每个光散射单元处发生光的散射，散射后的光线R1以各种角度射向b侧，光散射单元发出的散射光线R1 与a侧的光线R2混合一同射向导光单元b侧，观察者从b侧看向a侧，整个玻璃发光，无法清楚地观测到a侧景象，但a侧仍能看清b侧的景象，此时装置为单向透视装置。因此本实施例通过打开与关闭附加光源实现了装置在双向透视与单向透视之间自由切换的功能。当a 侧光线较强时，利用可控开关适当增加附加光源的亮度，当a侧光线较弱时，利用可控开关适当降低光源的亮度，从而在不同室内环境下均达到良好的单向透视效果。为提升光源利用率，本实施例在LED灯等光源外侧安置聚光结构，聚光结构为反射涂层，当然也可以为反射膜或反射棱镜。本实施例的LED灯安装在导光单元的1个侧面，其他侧面安装反光面，反光面反射的光线R5照射到光散射单元上产生散射光线，进一步增强散射光线R1的光强。本实施例中，部分附加光源的光线在导光单元内部会发生全反射，如图4中的光线R4，所以发生全反射的光线会沿着导光单元中折线传导，当光线恰巧射到光散射单元时，即可增加光的散射效果，如果光没有射在光散射单元上，则会继续折线传导直至射在导光单元的另一个侧面的反光面上，从而增加了反射光的光强。

本实施例的光源选择LED灯条，也可以选择荧光灯等其他光源，形式可选灯条、单灯，也可以为上述这些光源的组合。光源颜色可以为白色、蓝色、红色、绿色、黄色，也可以为这些颜色的组合。若导光单元为圆形，优选不少于50％周长的侧面安装线光源。光源也可以通过可控开关控制颜色的变化，比如蓝色渐变成绿色，再渐变成红色，再渐变成白色。

本实施例在a侧表面的光散射单元外附一层保护层，目的是避免在日常清理时破坏装置结构，保护层采用一层透明的保护膜直接贴在a侧表面的光散射单元外侧，当然，也可以通过涂覆透明保护层的方式制备。

另一种实施例如图7所示，使用柔性基材作为导光单元，按照上述方法制成具有柔性特质的单向透视装置S，将所述单向透视装置S贴在普通玻璃窗G上实现玻璃窗的单向透视功能。

另有一种实施例如图8及图9所示，为进一步利用光散射单元的散射光，在b侧表面张贴透明海报，当LED灯点亮时，由于散射光的作用，b侧的观察者无法看到a侧的景物，并且散射光照亮了贴在b侧的透明海报，使在b侧的观察者看到的是海报上的信息；而a侧的观察者仍可以通过光散射单元之间的间隙观看到b侧的事物，这种实施方式既完成了单向透视的功能，又增加了广告灯箱的效果。

还有一种实施例如图10所示，将光散射单元嵌入到导光单元a侧的内部，提高装置的观赏性和一体性。

最后说明的是，尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员应当理解，在由此描述的本实用新型的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和宗旨的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说，许多修改和变更是显而易见的。对于本实用新型的范围，对本实用新型所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种单向透视装置，其特征在于，包含导光单元(1)，光散射单元(2)和附加光源(3)；所述导光单元(1)的a侧表面上分布有多个光散射单元(2)，并且光散射单元(2)之间留有间隙；所述光散射单元(2)包含光散射层(4)和遮光层(6)，光散射层(4)贴附于导光单元(1)的a侧表面，遮光层(6)覆盖于光散射层(4)上，所述导光单元(1)的a侧表面和b侧表面之间至少存在一个垂直于两表面的侧面，在所述侧面外部安装附加光源(3)，附加光源(3)的光源方向面向所述侧面，确保光线能够射入导光单元(1)内部。

2.根据权利要求1所述的一种单向透视装置，其特征在于，在所述光散射单元(2)中的光散射层(4)与遮光层(6)之间添加光反射层(5)。

3.根据权利要求1或2所述的一种单向透视装置，其特征在于，所述遮光层(6)完全覆盖光散射层(4)和光反射层(5)。

4.根据权利要求1或2所述的一种单向透视装置，其特征在于，所述遮光层(6)的OD值不小于2。

5.根据权利要求1所述的一种单向透视装置，其特征在于，除所述导光单元(1)的a侧表面，b侧表面及安装附加光源的侧面以外，在所述导光单元(1)的其他侧面粘贴反光面(7)。

6.根据权利要求1所述的一种单向透视装置，其特征在于，在所述附加光源(3)的外侧上安装反射结构或聚光结构(8)，所述附加光源(3)的外侧是与附加光源(3)照射导光单元(1)方向相反的一侧。

7.根据权利要求1所述的一种单向透视装置，其特征在于，所述附加光源(3)含有可控开关，通过可控开关控制所述附加光源(3)的开闭或调节所述附加光源(3)的亮度。

8.根据权利要求1所述的一种单向透视装置，其特征在于，在所述单向透视装置的a侧表面上外附一层保护层(9)。

9.根据权利要求1所述的一种单向透视装置，其特征在于，光散射单元(2)的总面积占导光单元(1)单面面积为5％至80％。