TW201516496A - 防眩光之導光結構及其光學膜片 - Google Patents

Abstract

一種防眩光之導光結構，包括一透光本體以及一光學膜片。透光本體具有一外表面、一內表面以及位於外表面與內表面之間的一導光區，其中一入射光由外表面入射至導光區，入射光相對於外表面具有一折射角，並於導光區中以大於折射角之一反射角相對於外表面至少一次反射。光學膜片配置於透光本體之一側，光學膜片包括多個導光面，此些導光面相對於內表面傾斜一角度以增加反射角。

Description

防眩光之導光結構及其光學膜片

本發明是有關於一種導光結構，且特別是有關於一種防眩光之導光結構及其光學膜片。

在日常生活中，光學膜片常用於貼附在車窗玻璃或建材用的玻璃上。常見以具有隔熱效果的光學膜片來阻擋太陽光入射，但此種隔熱紙使用高反射性的材質，以降低太陽光的穿透率，使得車窗玻璃呈現暗色不透光。因此，在光線昏暗的區域行駛，駕駛人不容易察覺車外的資訊。若不貼光學膜片，又無法阻擋太陽光入射，且車輛開遠光燈或燈光太強時，眼睛容易眩光，影響行車安全。

本發明係有關於一種防眩光之導光結構及其光學膜片，以防止強光入射。

根據本發明之一方面，提出一種防眩光之導光結構，包括一透光本體以及一光學膜片。透光本體具有一外表面、一內表面以及位於外表面與內表面之間的一導光區，其中一入射 光由外表面入射至導光區，入射光相對於外表面具有一折射角，並於導光區中以大於折射角之一反射角相對於外表面至少一次反射。光學膜片配置於透光本體之一側，光學膜片包括多個導光面，此些導光面相對於內表面傾斜一角度以增加反射角。

根據本發明之一方面，提出一種光學膜片，配置於透光本體之一側，光學膜片包括多個導光面，此些導光面相對於透光本體的內表面傾斜一角度以增加入射光相對於外表面反射時之反射角。在一實施例中，光學膜片配置於一車窗玻璃或一建材用的玻璃上。在一實施例中，光學微結構直接形成於一車窗玻璃或一建材用的玻璃上。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

20‧‧‧汽車

21‧‧‧後擋風玻璃

22‧‧‧後照鏡

L1、L2‧‧‧部分光線

100‧‧‧導光結構

101-108‧‧‧導光結構

109A、109B‧‧‧導光結構

110‧‧‧透光本體

111‧‧‧外表面

112‧‧‧內表面

113‧‧‧導光區

120‧‧‧光學膜片

120a‧‧‧導光面

121‧‧‧光學微結構

122‧‧‧角柱體

123‧‧‧樹脂片

124‧‧‧基材

125‧‧‧矽膠

126‧‧‧玻璃

130‧‧‧光學膠

140‧‧‧隔熱層

α‧‧‧傾斜角

A、B‧‧‧區域

θ 1‧‧‧入射角

θ 2‧‧‧折射角

θ 3‧‧‧反射角

θ 4‧‧‧反射角

θ c‧‧‧臨界角

L‧‧‧入射光

S1‧‧‧第一側面

S2‧‧‧第二側面

S3‧‧‧第三側面

E1、E2‧‧‧二平行端面

F1、F2‧‧‧二矩形平面

第1圖及第2圖繪示光線入射車內之路徑圖。

第3圖繪示依照本發明一實施例之防眩光之導光結構的示意圖。

第4A圖繪示第3圖的區域B中光學膜片的光學微結構的示意圖。

第4B及4C圖繪示入射光於第二側面產生全反射的示意圖。

第5A至5D圖繪示不同實施例之導光結構的示意圖。

第6A至6D圖繪示不同實施例之導光結構的示意圖。

第7A及7B圖繪示不同實施例之導光結構的示意圖。

在本實施例之一範例中，防眩光之導光結構係將光學膜片應用於一車窗玻璃或一建材用的玻璃上，藉由透光本體將光線導引至其他方向，降低人眼受強光照射的刺眼程度。舉例而言，當後方的車輛開遠光燈或燈光太強時，為了避免駕駛人受到瞬間強光照射而造成眼睛不適，將一光學膜片貼附在後擋風玻璃上，利用後擋風玻璃做為一可導光本體，將入射光導引到靠近車頂之玻璃上緣或導引至車內其他方向。同樣的原理，當建築物窗外的太陽光經由高反射的材質全反射而入射至室內時，也可利用上述的光學膜片貼附在玻璃窗等透光本體上，將入射光導引到其他方向，以避免受到瞬間強光照射而造成眼睛不適。

請參照第1圖及第2圖，其繪示光線入射車內之路徑圖。在第1圖中，當汽車20的後擋風玻璃21未加裝可導光之光學膜片時，近似水平入射的光線L穿過後擋風玻璃21之後，光線L1直接照射在後照鏡22上，再反射至駕駛座，而造成駕駛人的眼睛不適。在第2圖中，當汽車20的後擋風玻璃21加裝可導光之光學膜片時，近似水平入射的光線L中一部分光線L1被導引至後擋風玻璃21的上緣，而另一部分光線L2穿過後擋風玻璃21而被導引至車頂或其他方向，因此強光不會直接照射在後照鏡22上，以降低人眼受強光照射的刺眼程度。

在一實施例中，後擋風玻璃21可加裝隔熱膜或高反射性之反射膜，可阻擋太陽光的照射。反射膜會使擋風玻璃呈現暗色且不易透光，以避免太陽光直接照射到車內。本發明中加裝 可導光之光學膜片，不會阻擋太陽光入射至車內，以增加太陽光的穿透率，而是導引近似水平入射的光線(例如後方車輛的燈光)至其他方向，使強光不至於直接照射在後照鏡22上。

以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並非用以限縮本發明欲保護之範圍。

第一實施例

請參照第3圖，其繪示依照本發明一實施例之防眩光之導光結構100的示意圖。導光結構100包括一透光本體110以及一光學膜片120。透光本體110具有一外表面111、一內表面112以及位於外表面111與內表面112之間的一導光區113。光學膜片120配置於透光本體110之一側，光學膜片120包括多個導光面120a，此些導光面120a相對於內表面112傾斜一角度。

在一實施例中，此些導光面120a相對於內表面112傾斜的角度(以下簡稱傾斜角α，請參照第3圖)介於1~40度之間。

在一實施例中，上述的導光結構100可配置於第2圖的區域A中，以導引近似水平的光線由透光本體110的外表面111入射至導光區113。在第3圖中，入射光L相對於透光本體110的外表面111具有一入射角θ 1以及一折射角θ 2。此入射角θ 1與透光本體110傾斜的角度有關，而折射角θ 2與透光本體110的折射率有關。一般而言，轎車的後擋風玻璃相對於水平面傾斜的角度可能小於或等於45度，而箱型車的後擋風玻璃相對於水平面傾斜的角度可能大於45度，傾斜的角度越小，近似水平的入射光L的入射角θ 1越大。

在一實施例中，入射光L相對於透光本體110的外表面111的入射角(以下簡稱入射角θ 1)例如介於80~45度之間。當入射角θ 1小於45度或更小角度時，則大部分光線會穿過透光本體110，僅有少部分光線會被導引至至車頂或其他方向。

在一實施例中，當入射角θ 1介於80~45度之間時，可藉由較小的傾斜角α(例如1-20度)來獲得較多部分光線被導引至車頂或其他方向。當入射角θ 1小於45度時，可藉由較大的傾斜角α(例如21-40度)來獲得較多部分光線被導引至車頂或其他方向。因此，本發明之導光結構100可藉由入射角θ 1與傾斜角α之間的角度配合，來得到最佳化的導引效果。

在第3圖中，當透光本體110的折射率越高，入射光L的折射角θ 2越小。透光本體110的折射率例如介於1.4~1.7之間。當入射光由透光本體110的外表面111入射至導光區113，並受到其中一導光面120a反射之後，入射光L以大於折射角θ 2之一反射角θ 4相對於外表面111反射，也就是第一次反射的反射角θ 4。只要第一次反射的反射角θ 4大於入射光相對外表面111全反射時的臨界角(以下簡稱臨界角θ c)時，則第二次、第三次反射的反射角也一定會大於全反射時的臨界角θ c。

在另一實施例中，即使第一次反射的反射角θ 4略小於全反射時的臨界角θ c時，則後續就不會進行全反射了，也不會有第二及第三次全反射。

在第3圖中，由於導光面120a的傾斜角α增加可以相對增加入射光L的反射角θ 4，因此只要將此些導光面120a設計成全反射面，使入射光於此些導光面120a上產生全反射(臨界 角為θ c)，則入射光L下一次反射時的反射角θ 4就會大於全反射時的臨界角θ c。

請參照下表一。以第3圖中光線由空氣(折射率為1)射入玻璃材質的透光本體110(折射率為1.5)為例，當入射光於導光面120a上的反射角θ 3大於等於全反射時的臨界角(θ c=41.8度)時，則下一次反射時的反射角θ 4也一定會大於全反射時的臨界角θ c。由下表一的數據可知，若反射角θ 3未大於全反射時的臨界角θ c，則可藉由增加導光面120a的傾斜角α、增加入射角θ 1或增加折射角θ 2來達成，以相對增加入射光L的反射角θ 4。

請參照第4A圖，其繪示第3圖的區域B中光學膜 片120的光學微結構121的示意圖。在第3圖中，光學膜片120為一薄片，其包括一由多個角柱體122所組成之光學微結構121，此些角柱體122沿著內表面112依序相連以形成一角柱體列。在第4A圖中，各個角柱體122包括一第一側面S1、一第二側面S2以及一第三側面S3，第一側面S1與透光本體110的內表面112平行相對，第二側面S2與第三側面S3相交以形成三角柱。

在一實施例中，各個角柱體122具有平行相對的二端面E1及E2，此二平行端面E1及E2之間的距離可沿著內表面112水平延伸，最大距離約為後擋風玻璃的寬度尺寸(圖中未繪示)，以涵蓋後擋風玻璃的所有透光區域。此外，相鄰兩個角柱體122分別以二矩形平面F1、F2彼此相連，以形成一體化之光學微結構121。具有光學微結構121之光學膜片120其材質可選自塑膠、矽膠或玻璃等，光學微結構121可根據材質的不同以不同的工法配置或直接形成在透光本體110上，本發明對此不加以限制。

請參照第4B及4C圖，其繪示入射光於第二側面S2產生全反射的示意圖。在一應用例中，各個角柱體122的第二側面S2可做為光學膜片120的各個導光面120a，以使入射光於第二側面S2上的反射角至少等於或大於全反射時的臨界角θ c。在第4B圖中，第二側面S2為全反射面，而第三側面S3例如為一平面。在第4C圖中，第二側面S2為全反射面，而第三側面S3例如為一曲面。由於第二側面S2的面積遠大於第三側面S3的面積，因此大部分光線會被第二側面S2反射而回到導光區內，或被第二側面S2反射至第三側面S3，再被第三側面S3反射而回到 導光區內，以避免強光直接入射至車內。

請參照第5A至5D圖，其繪示不同實施例之導光結構101-104的示意圖。在第5A圖中，導光結構101包括一透光本體110、一光學膜片以及一光學膠130。光學膜片例如是一具有光學微結構121的樹脂片123，其材質例如為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，光學膜片藉由光學膠130貼附在透光本體110之一側。在第5B圖中，導光結構102包括一透光本體110、一光學膜片、一基材124以及一光學膠130。光學膜片例如是一具有光學微結構121的矽膠125，基材124為樹脂片，其材質例如是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，光學膜片形成於基材124上，並藉由光學膠130貼附在透光本體110之一側。在第5C圖中，導光結構103包括一透光本體110、一光學微結構121以及一光學膠130。光學微結構121的材質例如為矽膠，其藉由光學膠130貼附在透光本體110的一側。在第5D圖中，導光結構104包括一具有光學微結構121的透光本體110，透光本體110例如為玻璃，其表面直接形成光學微結構121，故不需要光學膠130，以節省膠材。

請參照第6A至6D圖，其繪示不同實施例之導光結構105-108的示意圖，其包含一隔熱層140於其中。隔熱層例如是一光吸收層或一光反射層。在第6A圖中，導光結構105包括一透光本體110、一光學膜片、一光學膠130以及一隔熱層140。光學膜片例如是一具有光學微結構121的樹脂片123，其材質例如為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，光學膜片及隔熱層140藉由光學膠130貼附在透光本體110之一側。在第6B圖中，導光結構106包括一透光本體110、一光學膜片、一基材124、一光學膠130 以及一隔熱層140。光學膜片例如是一具有光學微結構121的矽膠125，基材124為樹脂片，其材質例如是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，光學膜片形成於基材124上，且基材124與隔熱層140藉由光學膠130貼附在透光本體110之一側。在第6C圖中，導光結構107包括一透光本體110、一光學微結構121、一光學膠130以及一隔熱層140。光學微結構121的材質例如為矽膠，其形成於隔熱層140上，並藉由光學膠130貼附在透光本體110的一側。在第6D圖中，導光結構108包括一透光本體110、一具有光學微結構121的玻璃126以及一隔熱層140，玻璃126的表面直接形成光學微結構121，而隔熱層140黏合在中間，故不需要光學膠130，以節省膠材。

請參照第7A及7B圖，其繪示不同實施例之導光結構109A及109B的示意圖，其光學膜片以靜電吸附的方式附著。在第7A圖中，導光結構109A包括一透光本體110以及一具有光學微結構121的光學膜片120。光學膜片120例如為一靜電膜，利用靜電吸附的方式附著在透光本體110上，不需要用膠材，可重複使用且沒有殘膠難以清除的問題。在第7B圖中，導光結構109B包括一透光本體110、一具有光學微結構121的光學膜片120以及一隔熱層140。隔熱層140以貼合或以靜電吸附的方式附著，光學膜片120例如為一靜電膜，利用靜電吸附的方式附著在隔熱層140上，不需要用膠材，可重複使用且沒有殘膠難以清除的問題。

本發明上述實施例所揭露之防眩光之導光結構，係利用透光本體的導光性以及光學膜片的導光面，將入射光導引到 其他方向，以避免受到瞬間強光照射而造成眼睛不適。此外，光學膜片若是配置在後擋風玻璃上，可導引近似水平入射的光線(例如後方車輛的燈光)至其他方向，使強光不至於直接照射在後照鏡上。另外，光學膜片不會阻擋太陽光入射至車內，以增加太陽光的穿透率。在一應用例上，導光結構可加裝一隔熱層，以避免太陽光直接照射到車內。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧導光結構

110‧‧‧透光本體

111‧‧‧外表面

112‧‧‧內表面

113‧‧‧導光區

120‧‧‧光學膜片

120a‧‧‧導光面

121‧‧‧光學微結構

122‧‧‧角柱體

α‧‧‧傾斜角

θ 1‧‧‧入射角

θ 2‧‧‧折射角

θ 3‧‧‧反射角

θ 4‧‧‧反射角

B‧‧‧區域

L‧‧‧入射光

Claims (11)

1. 一種防眩光之導光結構，包括：一透光本體，具有一外表面、一內表面以及位於該外表面與該內表面之間的一導光區，其中一入射光由該外表面入射至該導光區，該入射光相對於該外表面具有一折射角，並於該導光區中以大於該折射角之一反射角相對於該外表面至少一次反射；以及一光學膜片，配置於該透光本體之一側，該光學膜片包括複數個導光面，該些導光面相對於該內表面傾斜一角度以增加該反射角。
2. 如申請專利範圍第1項所述之導光結構，其中該入射光相對於該外表面具有一入射角，該入射角介於80~45度之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之導光結構，其中該反射角大於該入射光相對該外表面全反射時的一臨界角。
4. 如申請專利範圍第1項所述之導光結構，其中該些導光面相對於該內表面傾斜的該角度介於1~40度之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之導光結構，其中該光學膜片包括一由複數個角柱體所組成之光學微結構，該些角柱體沿著該內表面依序相連以形成一角柱體列。
6. 如申請專利範圍第5項所述之導光結構，其中各該角柱體包括一第一側面、一第二側面以及一第三側面，該第一側面與該透光本體的該內表面平行相對，該第二側面與該第三側面相交以形成三角柱。
7. 如申請專利範圍第6項所述之導光結構，其中該第二側面為一全反射面。
8. 如申請專利範圍第6項所述之導光結構，其中該第三側面為一平面或一曲面。
9. 如申請專利範圍第1項所述之導光結構，其中該光學膜片之材質選自塑膠、矽膠或玻璃。
10. 如申請專利範圍第1項所述之導光結構，更包括一隔熱層，配置於該透光本體與該光學膜片之間。
11. 一種光學膜片，配置於一透光本體之一側，該光學膜片包括複數個導光面，該些導光面相對於該透光本體的內表面傾斜一角度，該透光本體為一車窗玻璃或一建材用的玻璃。