CN209116245U - 具有阵列微结构的光学组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有阵列微结构的光学组件，其中包括：一透光基板，具有相对的底面及出光面；多个立体单元，多个所述立体单元排列设置于所述出光面上而形成所述数组微结构，且每一所述立体单元分别朝向远离所述出光面的方向凸出；每一所述立体单元分别具有多个斜面部和一端面部，多个所述斜面部彼此对称地围绕于所述立体单元的外围，所述端面部设置于所述立体单元远离所述出光面的一端并且平行于所述出光面，而使得每一所述立体单元分别形成一锥台体。

Description

具有阵列微结构的光学组件

技术领域

本实用新型涉及一种具有阵列微结构的光学组件，特别是涉及一种能够用以降低照明装置的眩光值的具有阵列微结构的光学组件。

背景技术

随着照明产业的快速发展，LED灯具也逐渐地取代传统灯具。长久以来，大众对于照明质量非常重视，不仅要求空间照度充足，还要空间照度分配均匀，才不会导致于眩光及配光均匀度差异太大，而造成空间舒适度下降。一般来说，造成人眼感到不舒服之光线均称为眩光(glare)，眩光分为三种情况：直接眩光、反射眩光与背景眩光，因此改善眩光可以从改变光线照射角度位置，减少光线漫射及散射，以及提高光线照度均匀等方面着手。

然而，现有的灯具采用的减少眩光的光学组件，多数通过减少光线漫射、散射等方式来达到减少眩光目的。然而，现有的灯具采用的防眩光光学组件，并无法兼顾增加光线照射角度和照度均匀的目的，因此并无法满足照明灯具减少眩光且同时兼顾照度均匀的要求。

故，如何借由结构设计的改良，来改善防眩光光学组件的效能，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种能够有效降低眩光值，且兼顾扩大光线照射角度，使照度均匀的具有阵列微结构的光学组件。

本实用新型实施例在于提供一种具有阵列微结构的光学组件，其中包括：一透光基板，具有相对的底面及出光面；多个立体单元，多个所述立体单元排列设置于所述出光面上而形成所述阵列微结构，且每一所述立体单元分别朝向远离所述出光面的方向凸出；每一所述立体单元分别具有多个斜面部和一端面部，多个所述斜面部彼此对称地围绕于所述立体单元的外围，所述端面部设置于所述立体单元远离所述出光面的一端并且平行于所述出光面，而使得每一所述立体单元分别形成一锥台体。

本实用新型一优选实施例，其中多个所述立体单元为四角锥台体或为三角锥台体。

本实用新型一优选实施例，其中多个所述立体单元沿着多个行或列排列于所述出光面上，而形成所述阵列微结构，并且其中任意两相邻的行或列的多个所述立体单元彼此相邻的多个所述斜面部共同地界定形成多个沟槽通道，多个所述沟槽通道的断面形状呈V形，且和多个所述立体单元排列的行或列相互平行。

本实用新型一优选实施例，其中每一所述立体单元的多个所述斜面部在朝向远离所述出光面的方向的延伸线共同汇集形成一延伸交会点，所述延伸交会点距离所述出光面的距离定义为锥体顶点高度，所述端面部距离所述出光面的高度定义为锥台高度，所述锥台高度为所述锥体顶点高度的0.1倍至0.9倍之间。

本实用新型一优选实施例，其中每一所述沟槽通道的断面夹角介于90度至160之间。

本实用新型一优选实施例，其中每两相邻的所述立体单元彼此相邻的两所述斜面部的下侧彼此间保持一间距，使得介于两相邻的所述立体单元之间的所述出光面形成多个槽底平面。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为本实用新型具有阵列微结构的光学组件第一实施例的立体图。

图2为本实用新型具有阵列微结构的光学组件第一实施例的剖面图。

图3为本实用新型具有阵列微结构的光学组件第一实施例的俯视图。

图4为本实用新型具有阵列微结构的光学组件第一实施例另一变化实施例的俯视图。

图5为本实用新型具有阵列微结构的光学组件的局部放大剖面图。

图6为本实用新型具有阵列微结构的光学组件第二实施例的立体图。

图7为本实用新型具有阵列微结构的光学组件第二实施例的俯视图。

图8为本实用新型具有阵列微结构的光学组件第三实施例的立体图。

图9为本实用新型具有阵列微结构的光学组件第三实施例的俯视图。

图10至图12为使用本实用新型具有阵列微结构的光学组件制作而成的光源装置的多种具体实施例的构造示意图。

具体实施方式

〔第一实施例〕

如图1至图5所示，为本实用新型第一实施例的具有阵列微结构的光学组件1，其中该光学组件1包括：一透光基板10及多个立体单元20。其中，所述透光基板为一透光的板片或光学膜，所述透光基板10的两侧面分别形成一底面11及一和所述底面11彼此相反设置的出光面12，所述底面11面向一光源，且所述光源的光线从所述底面11穿通过所述出光面12(如图11及图12所示)，或者是从透光基板10的侧面进入并经由透光基板10的传导而从出光面12透射而出。

多个所述立体单元20设置于透光基板10的出光面12，并且每一所述立体单元20分别朝向远离所述出光面12的方向凸出。如图1所示，本实用新型的多个所述立体单元20分别包括多个斜面部22和一端面部21，其中多个所述斜面部22对称于立体单元20的中心轴线，多个所述斜面部22的下侧连接于出光面12，多个所述斜面部22的上侧连接于端面部21的外侧。每一所述立体单元20的端面部21位于立体单元20远离所述出光面12的一端，并且所述端面部21和所述出光面平行。多个所述斜面部22和所述端面部21共同地组合成为一锥台体的立体结构，因此使得从透光基板10的出光面12透射出的光线会分别通过每一所述立体单元20的斜面部22和端面部21。

第一实施例中，所述立体单元20为四角锥台体，因此立体单元20的四个斜面部22呈等腰梯形的几何形状，且端面部21呈矩形的几何形状。且如图3所示，本实施例中，多个所述立体单元20是沿着多个行或列(如图3标示方向R1及方向R2)排列于所述出光面12上，因此形成了矩阵形态的阵列微结构2。由于本实施例的立体单元20是采用四角锥台体的结构，因此使得多个所述立体单元20排列的方向R1及方向R2彼此呈90度交错。

如图3所示实施例中，多个所述立体单元20排列的方向R1及方向R2彼此呈90度，并且和透光基板10的边缘也呈90度交会。但本实施例实际运用时，也可以将立体单元20排列的方向R1及方向R2安排为和透光基板10的边缘以非垂直角度交错，如图4所示变化实施例中，为将排列方向R1、R2安排和透光基板10的边缘以45度倾斜角度交错。

如图2及图5所示，所述阵列微结构2的多个所述立体单元20当中，其中任两相邻的所述立体单元20彼此相邻的斜面部22共同地界定形成多个V形凹面。

本实用新型的阵列微结构2的主要功用为用以减少从透光基板10穿通过光线的眩光值，或作为使光线均匀况扩散的导光组件。为达上述目的，本实用新型的阵列微结构2中的各个立体单元20的形状、角度及尺寸的参数需符合下列说明书所述条件。

如图2及图5所示，多个所述立体单元20是呈锥台体的结构，因此多个所述立体单元20当中，其中任两相邻的所述立体单元20彼此相邻的斜面部22共同地界定形成多个V形凹面。并且为达到良好防眩光效果，本实用新型任两相邻的所述立体单元20彼此相邻的斜面部22之间的夹角α介于90度至160之间，而较佳实施例介于100度至120度之间。

并且如图5所示，每一所述立体单元20的多个斜面部22在朝向远离出光面12的方向的延伸线能够共同汇集在同一点，而形成一延伸交会点221，所述延伸交会点221即为多个所述斜面部22形成于端面部21上方的虚拟角锥体的顶点。如图5所示，所述延伸交会点221距离所述出光面的距离定义为锥体顶点高度h，所述锥台高度h1为所述锥体顶点高度h的0.5倍至0.8倍之间，并且所述透光基板10的厚度t为所述锥台高度h1的1倍至7倍之间。

此外，每一所述锥台体20的端面部21的宽度定义为顶面宽度W，而每一所述锥台体20底部的宽度定义为底部宽度L，且每两相邻的锥台体20的两相邻斜面部22形成的V形凹面的开口部宽度定义为开口宽度D。所述顶面宽度W小于所述底部宽度L，且所述开口宽度D大于所述顶面宽度W。

并且本实用新型具体实施例中，所述开口宽度D介于所述顶面宽度W的1倍至4倍之间。而在较佳实施例中，所述开口宽度D介于所述顶面宽度W的2倍至2.5倍之间。

通过上述安排，使得本实用新型的光学组件1能够同时兼具控制出光角度，以使得照明空间中的照度均匀，而且又能够降低眩光值，增进人眼舒适性的目的。经由实验，本实用新型的光学组件1采用上述结构设计，能够达到出光角度限制于小于120度以内，且眩光指数(Unified glare rating,UGR)小于19的目标。

〔第二实施例〕

如图6及图7所示，为本实用新型第二实施例，本实用新型第二实施例中，所述阵列微结构2是由多个呈三角锥台体的立体单元20组合而成。本实施例中，每一所述立体单元20是由三个呈等腰梯形的斜面部22和一呈等边三角形的端面部21组合而成。每一所述立体单元20以斜面部22的底侧边彼此相邻接的方式排列于透光基板10的出光面12上，由于每一所述立体单元20的斜面部22的底侧边构成了等边三角形的轮廓，因此使得多个所述立体单元20排列的行或列实质上形成了三个彼此呈60度夹角且相互交错的轴向(如图7标示R1、R2、R3方向)。并且形成于每两相邻的行或列的多个立体单元20彼此相邻的斜面部22所形成的沟槽通道23也形成以60度夹角交错方式排列于所述出光面上。

〔第三实施例〕

如图8及图9所示，为本实用新型第三实施例，本实用新型第三实施例的特点，在于所述阵列微结构2是由多个呈六角锥台体的立体单元20组合而成。本实施例中，每一所述立体单元20的侧面由6个以六角形排列的斜面部22组合而成，且所述顶面部21也呈等边六角形。且多个所述立体单元20以斜面部彼此相邻方式排列设置于透光基板10上，而形成蜂巢状的排列方式。本实施例由于每一立体单元20具有更多数量的斜面部22，因此使得通过立体单元20透射而出的光线能够更为均匀地散射，而使得照度更为均匀，且避免光线集中，而能够更有效降低眩光。

如图10至图12所示，为本实用新型的光学组件1的多种运用实施例。如图10所示实施例，为本实用新型的光学组件1运用作为LED灯具的防眩光板的运用实施例。本实施例中，多个发光组件4设置于透光基板10的底面11的一侧，且在发光组件4和透光基板10之间还可设置一扩散板3。发光组件4的光线穿过扩散板3后再进入透光基板10，接着穿过透光基板10后再由透光基板10表面的多个立体单元20所构成的阵列微结构2透射而出。

如图11所示，为本实用新型的光学组件1搭配导光板5使用的实施例，本实施例中，一导光板5设置于透光基板10的底面的一侧，发光组件4产生的光线从导光板5的侧面进入，经由传导及反射后再朝向透光基板10的方向进入到透光基板10中，接着穿过透光基板10后再由透光基板10表面的多个立体单元20所构成的阵列微结构2透射而出。

如图12所示，为本实用新型的光学组件1本身兼具有导光板功能的具体实施例，本实施例中，发光组件4产生的光线从透光基板10的侧面进入，经由透光基板10的传导及反射后，光线朝向出光面的方向穿透而出，再由多个立体单元20所构成的阵列微结构2透射而出。

综上所述，本实用新型的有益效果在于所述光学组件1能够在兼顾降低眩光值的前提下，兼顾扩大光线照射角度及使照度均匀的目的，因此适合用于各种照明装置上。

以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，非因此局限本实用新型的专利范围，故举凡运用本实用新型说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的保护范围内。

Claims (12)

1.一种具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，包括：

一透光基板，具有相对的底面及出光面；

多个立体单元，多个所述立体单元排列设置于所述出光面上而形成所述阵列微结构，且每一所述立体单元分别朝向远离所述出光面的方向凸出；

每一所述立体单元分别具有多个斜面部和一端面部，多个所述斜面部彼此对称地围绕于所述立体单元的外围，所述端面部设置于所述立体单元远离所述出光面的一端并且平行于所述出光面，而使得每一所述立体单元分别形成一锥台体。

2.如权利要求1所述的具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，多个所述立体单元沿着多个行或列排列于所述出光面上，而形成所述阵列微结构，并且其中任意两相邻的所述立体单元彼此相邻的两所述斜面部共同地界定形成多个V形凹面。

3.如权利要求2所述的具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，多个所述立体单元为四角锥台体。

4.如权利要求2所述的具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，多个所述立体单元为三角锥台体。

5.如权利要求2所述的具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，多个所述立体单元为六角锥台体。

6.如权利要求2至5其中任一项所述的具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，任意两相邻的所述锥台体彼此相邻的两所述斜面部的夹角介于90度至160之间。

7.如权利要求6所述的具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，任意两相邻的所述锥台体彼此相邻的两所述斜面部的夹角介于100度至120度之间。

8.如权利要求6所述的具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，每一所述立体单元的所述端面部的宽度定义为顶面宽度，每一所述立体单元的底部的宽度定义为底部宽度，每两相邻的所述立体单元彼此相邻的两所述斜面部所形成的所述V形凹面的开口部宽度定义为开口宽度，其中所述开口宽度大于所述顶面宽度。

9.如权利要求8所述的具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，所述开口宽度介于所述顶面宽度的1倍至4倍之间。

10.如权利要求9所述的具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，所述开口宽度介于所述顶面宽度的2倍至2.5倍之间。

11.如权利要求8所述的具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，每一所述立体单元的多个所述斜面部在朝向远离所述出光面的方向的延伸线共同汇集形成一延伸交会点，所述延伸交会点距离所述出光面的距离定义为锥体顶点高度，所述端面部距离所述出光面的高度定义为锥台高度，所述锥台高度为所述锥体顶点高度的0.5倍至0.8倍之间。

12.如权利要求11所述的具有阵列微结构的光学组件，其特征在于，所述透光基板的厚度介于所述锥台高度的1倍至7倍之间。