CN101725899A - 照明装置 - Google Patents

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章绍汉
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Abstract

一种照明装置，其包括一个灯箱及多个发光二极管，该多个发光二极管设置在该灯箱的底板上。该照明装置还包括设置于该多个发光二极管上方的第一光学。该第一光学板包括一个入光面及与该入光面相对的一个出光面，以及形成于该出光面的沿至少两个不同方向延伸的多个V型脊结构，该沿不同方向延伸的多个V型脊结构相互交错。本发明的照明装置的出射光线均匀性较佳，可削弱重影现象。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，尤其涉及一种以发光二极管为光源的照明装置。
背景技术
发光二极管(LED)具有无汞、发光效率高、使用寿命长的优点。随着LED技术的成熟，利用LED作为光源的照明装置陆续上市。目前，LED照明装置已应用于市政照明、住宅照明、通信设备、医疗设备、工业设备等诸多领域。
请参见图1，一种以LED作为光源的照明装置100包括一个灯箱(图未示)及设置在灯箱底板11上的多个发光二极管12。使用时，多个从发光二极管12发出的光线以不同角度照向物体14，而使物体14在侦测面16上留下多重影子(未标示)，这样便降低了照明品质。在实际应用中，如提笔写字或进行手术时，重影现象往往会造成视觉疲劳或操作失误。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种可削弱重影的照明装置。
一种照明装置，其包括一个灯箱及多个发光二极管，该多个发光二极管设置在该灯箱的底板上。该照明装置还包括依次设置于该多个发光二极管上方的第一光学板。该第一光学板包括一个入光面及与该入光面相对的一个出光面，以及形成于该出光面的沿至少两个不同方向延伸的多个V型脊结构，该沿不同方向延伸的多个V型脊结构相互交错。
所述照明装置的第一光学设置于多个发光二极管上方，其出光面的微结构可使射入第一光学板的光线发生特定的折射、反射与衍射等光学作用，将光线进行扩散并向特定视角范围内聚集，从而形成亮度均匀的面光源。所述照明装置可形成均匀的出射光线，其照射于物体上，可削弱重影现象，提高照明质量。
附图说明
图1是一种照明装置使用时产生重影的示意图。
图2是本发明实施例一的照明装置的剖面示意图。
图3是图2所示照明装置的第一光学板的立体图。
图4是图2中的发光二极管光源经过图3所示的第一光学板光学作用后测试图。
图5是实施例二的第一光学板的立体图。
图6是实施例三的第一光学板的立体图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的照明装置作进一步的详细说明。
请参见图2，本发明实施例一的照明装置200包括一个灯箱22、多个发光二极管24、一个第一光学板26、一个第二光学板28及一个透明保护板30。多个发光二极管24设置在灯箱22的底板上。第一光学板26与第二光学板28设于灯箱22内并依次间隔设置于多个发光二极管24的上方。透明保护板30盖设于灯箱22的开口处。第一光学板26与多个发光二极管24间隔一定的距离而形成一个第一扩散空间31，第二光学板28与第一光学板26间隔一定的距离而形成一个第二扩散空间32。
灯箱22可由具有高反射率的金属或塑料制成，或涂布有高反射率涂层的金属或塑料制成。
请参见图3，第一光学板26包括入光面260及与入光面260相对的出光面261。入光面260为平坦的表面，其位于靠近多个发光二极管24的一侧。
第一光学板26在出光面261形成沿第一方向X1延伸的多个第一V型脊结构262、沿第二方向X2延伸的多个第二V型脊结构263、沿第三方向X3延伸的多个第三V型脊结构264及沿第四方向X4延伸的多个第四V型脊结构265。上述沿不同方向延伸的V型脊结构相互交错。其中，沿第二方向X2延伸的多个第二V型脊结构263与沿第四方向X4延伸的多个第四V型脊结构265皆通过沿第一方向X1延伸的第一V型脊结构262与沿第三方向X3延伸的第三V型脊结构264之间的交点。四个方向X1、X2、X3及X4中相邻两方向之间的夹角为45度。上述所有V型脊结构的竖直截面的顶角的取值范围为80度至100度，同方向上相邻V型脊结构之间的中心距离可为0.025毫米至1毫米。本实施例中，四个方向X1、X2、X3及X4相邻V型脊结构之间的中心距离分别为D1、D2、D3与D4，且D1＝D3＝D2＝D4。此外，需要说明的是：通过调整顶角的大小，可在一定程度上调整第一光学板26的增光率及出光视角。第一、第二、第三、第四V型脊结构262、263、264、265相互交错，而形成多个三棱锥凹槽266，多个三棱锥凹槽266之间紧密相连，其中四个相互连接的具有共同连接点的三棱锥凹槽266的相互连接的侧壁形成四角星形267。多个四角星形267呈阵列排布。
第一光学板26的总体厚度可为0.4毫米至4毫米。第一光学板26可由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或一种以上的材料注塑成型而成。制备过程中需在模具上设置与三棱锥凹槽266相应的凸起结构，以便使第一光学板26可在单次注塑过程中成型。
第二光学板28的材料及结构与第一光学板26相同。
透明保护板30可为透明玻璃板或透明塑胶板，其可防止灰尘进入灯箱22，并可防止第二光学板28出光面的微结构被损伤。
本实施例照明装置200中，第一光学板26与第二光学板28位于灯箱22的内部，其可由支撑架支撑或通过粘接的方式固定于灯箱22的内侧壁上。第一光学板26与第二光学板28依次间隔设置于多个发光二极管24的上方，第一光学板26与发光二极管24间隔的距离及第二光学板28与第一光学板26间隔的距离可以实际情况作调整，一般地，在出光均匀度相同的情况下，灯箱22的深度与发光二极管24的数量成反平方，当发光二极管24的数量较多时，灯箱22的深度较小，第一光学板26与发光二极管24间隔的距离及第二光学板28与第一光学板26间隔的距离可设置得小一些，当发光二极管24的数量较少时，灯箱22的深度较大，第一光学板26与发光二极管24间隔的距离及第二光学板28与第一光学板26间隔的距离相应地设置得大一些。
使用时，发光二极管24发射出的光线经过第一扩散空间31扩散作用后进入第一光学板26，由于第一光学板26的出光面261形成有特定排布的三棱锥凹槽266，使光线在第一光学板26内发生特定的折射、散射、反射与衍射等光学作用，将光线扩散形成多个虚拟光源，同时使光线向特定视角范围内聚集。一个发光二极管24发出的光线经过第一光学板26后，形成环绕于发光二极管24的八个虚拟光源。该多个虚拟光源经过第二扩散空间32扩散作用后进入第二光学板28。由于第二光学板28出光面形成有特定排布的三棱锥凹槽的倾斜表面结构，使该多个被扩散的虚拟光源进一步形成更多的虚拟光源，同时将光线扩散均匀。
由此可见，在照明装置200中，第一光学板26和第二光学板28出光面特殊的表面结构，使光线发生特定的折射、散射、反射与衍射等光学作用，将光线进行扩散形成多个虚拟光源并向特定视角范围内聚集，从而形成亮度均匀的面光源。在实际应用中，照明装置200发出的光线均匀地照射于物体上且相对于物体的入射角基本相同，从而使物体仅在侦测面上留下单个影子，避免了重影现象的产生。
请参见图5，所示为本发明实施例二的第一光学板46。第一光学板46与第一光学板26具有相似的结构，其不同在于：出光面461形成有沿三个不同方向延伸的多个长条状V型脊结构，沿不同方向延伸的多个长条状V型脊结构相互交错。其中沿一个方向延伸的多个V型脊结构通过另外沿两个不同方向延伸并相交的多个V型脊结构之间的交点。多个长条状V型脊结构的顶角为50至120度。与第一光学板26类似，第一光学板46可使发光二极管24发出的光线发生特定的光学作用，将光线扩散成多个虚拟光源的同时使光线向特定视角范围内聚集。
请参见图6，所示为本发明实施例三的第一光学板66，其与实施例一的第一光学板26相似，其不同在于：在第一光学板66的出光面661上形成有沿两个不同方向延伸的长条状V形脊结构，即多个相互平行的沿第一方向Z1延伸的长条状V形脊结构662及多个互平行沿第二方向Z2延伸的长条状V形脊结构663，且第一方向Z1延伸的长条状V形脊结构662和第二方向Z2延伸的长条状V形脊结构663垂直相交。
第二光学板28的表面微结构可与第一光学板26、46、66的表面微结构完全相同，即第二光学板28的出光面上形成有沿至少两个不同方向延伸的多个V型脊结构，不同方向延伸的多个V型脊结构相互交错。
需要说明的是，第一光学板与第二光学板应用于照明装置200时，二者出光面的表面结构可不相同，如：当第一光学板的出光面具有沿四个方向延伸的长条状V形脊结构时，第二光学板的出光面可为具有沿两个方向延伸的长条状V形脊结构或沿三个方向延伸的长条状V形脊结构。
可以理解，第二光学板也可以省略，照明装置200可仅利用第一光学板及其出光面的微结构使射入第一光学板的光线发生特定的折射、反射与衍射等光学作用，从而将光线进行扩散并向特定视角范围内聚集，形成亮度较均匀的面光源。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种照明装置，其包括一个灯箱及多个发光二极管，该多个发光二极管设置在该灯箱的底板上，其特征在于：该照明装置还包括设置于该多个发光二极管上方的第一光学板，该第一光学板包括一个入光面及与该入光面相对的一个出光面，以及形成于该出光面的沿至少两个不同方向延伸的多个V型脊结构，该沿不同方向延伸的多个V型脊结构相互交错。
2.如权利要求1所示的照明装置，其特征在于：该照明装置进一步包括设置于该第一光学板上方的第二光学板，该第二光学板包括一个入光面及与该入光面相对的一个出光面，以及形成于该出光面的沿至少两个不同方向延伸的多个V型脊结构，该沿不同方向延伸的多个V型脊结构相互交错。
3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：该形成于该第一光学板的出光面的多个V型脊结构沿两个不同的方向延伸，该两个不同延伸方向的多个V型脊结构相交。
4.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：该形成于该第一光学板的出光面的多个V型脊结构沿三个不同的方向延伸，其中沿一个方向延伸的多个V型脊结构通过另外沿两个不同方向延伸并相交的多个V型脊结构之间的交点。
5.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：该形成于该第一光学板的出光面的多个V型脊结构沿四个不同的方向延伸，其中沿两个方向延伸的V型脊结构通过沿另外两个方向延伸的V型脊结构之间的交点。
6.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于：该形成于该第二光学板的出光面的多个V型脊结构沿两个不同的方向延伸，该沿两个不同延伸方向的多个V型脊结构相交。
7.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于：该形成于该第二光学板的出光面的多个V型脊结构沿三个不同的方向延伸，其中沿一个方向延伸的多个V型脊结构通过另外沿两个不同方向延伸并相交的多个V型脊结构之间的交点。
8.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于：该形成于该第二光学板的出光面的多个V型脊结构沿四个不同的方向延伸，其中沿两个方向延伸的V型脊结构通过沿另外两个方向延伸的V型脊结构之间的交点。
9.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于：该第一光学板与该第二光学板由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或一种以上的材料注塑成型而成。
10.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：该照明装置还包括一个透明保护板，该透明保护板盖设于灯箱的开口处。
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