CN102878527A - 一种匀光膜及使用该匀光膜的照明设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种匀光膜及使用该匀光膜的照明设备，所述匀光膜的一侧为入光面，与所述入光面相对应的一侧为出光面；所述匀光膜的入光面和/或出光面设置有主结构，所述主结构上设置有若干子结构；通过将该匀光膜设置在照明设备光源的发光面一侧，由于该匀光膜包括主结构以及设置在主结构上的子结构组成，同时此匀光膜通过主结构和子结构对光源发射的光线进行折射，将光源发出光线打乱并发散，实现光源发光角度增大以及柔和发光。

Description

一种匀光膜及使用该匀光膜的照明设备

技术领域

本发明涉照明设备技术领域，尤其涉及一种匀光膜及使用该匀光膜的照明设备。

背景技术

在一些灯具照明应用场合中，如室内走道照明、室外路灯照明等，希望可以将光源发光点或灯丝轮廓掩盖，并且在一个方向内扩大照明范围，以一个较为柔和和大角度的面光源的形式发光,从而在人眼直视光源时不会造成刺眼感觉，并使照明范围有所增加。

如图1、图2所示为普通LED光源（以CREE XR7090WT-CW为例）发出光线，人眼直视时可以明显看到明亮的点状发光体，造成刺眼感觉而引起不适；并且所发出光线在两个正交的空间内范围相同。

针对上述LED光源照明中出现的问题，现有科技工作者做出了一些改进，如中国专利申请200920319175.3提供了一种球面匀光膜,由两层材料密贴复合而成,该匀光膜上层为不规则密布的向外凸出的透明半球层,下层为透明聚合物膜层,各透明半球的半径大小不一,并由透明聚合物树脂制成连体。本实用新型由于匀光膜表面制成凹凸不平且不规则密布的半球面,光源发出的光线自内向外经过半球面时,一些入射角大的光线通过折射出去,一些入射角小的光线则被球面反射,经多次反射才能最终形成球面状散射,从而产生比目前市场匀光膜更为柔和均匀光亮效果。此种球面匀光膜虽然可以使光线在一定程度上边的比较柔和，但是半球状结构的凸起，对光线扩散效果呈圆周对称状，无法实现对某一方向单独进行扩散。

发明内容

本发明的目的在于提出一种匀光膜及使用该匀光膜的照明设备，能够使得光源发出的光线更加均匀柔和，并且使光线在特定的方向内照射角更大。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种匀光膜及使用该匀光膜的照明设备，所述匀光膜的一侧为入光面，与所述入光面相对应的一侧为出光面；

所述匀光膜的入光面和/或出光面设置有主结构，所述主结构上设置有若干子结构。

作为上述匀光膜的一种优选方式，所述主结构是由若干段相连的劣圆弧沿垂直于劣圆弧所在平面的方向上拉伸形成的结构。

作为上述匀光膜的一种优选方式，所述主结构是由若干段劣圆弧和直线间隔相连并沿垂直于劣圆弧所在平面的方向上拉伸形成的结构。

作为上述匀光膜的一种优选方式，所述主结构的端面的轮廓线为三角函数曲线，所述主结构是由主结构的端面沿沿垂直于主结构端面所在平面的方向上拉伸形成的结构。

作为上述匀光膜的一种优选方式，所述主结构的端面的轮廓线为三角函数曲线和直线相间隔连接组成，所述主结构是由主结构的端面沿垂直于其端面方向上拉伸形成的结构。

作为上述匀光膜的一种优选方式，所述相邻主结构的劣圆弧顶点或相邻三角函数的最高点P的间距相等或不完全相等。

作为上述匀光膜的一种优选方式，所述主结构的每个劣圆弧周期或每个三角函数半个周期内的外表面上设置有2~200个宽度不完全相同的子结构或2~200个宽度相同的子结构。

作为上述匀光膜的一种优选方式，所述子结构由与主结构延伸方向相同的凹槽结构、凸起结构或两者的结构组成。

作为上述匀光膜的一种优选方式，所述匀光膜的光线穿透率大于50%；所述匀光膜主结构表面还具有若干用于扩散光线的突起颗粒，所述凸起散射结构为圆形和/或椭圆形凸起物；所述圆形凸起物半径r和/或椭圆形凸起物长轴长度l为所述主结构最高点平均间距p的0.001~2倍。

一种匀光照明设备，包括以上所述的匀光膜和至少一个发光光源，所述发光光源设置在所述匀光膜的入光面或出光面。

本发明的有益效果为：本发明通过提供一种匀光膜及使用该匀光膜的照明设备，该匀光膜包括主结构以及设置在主结构上的子结构组成，此匀光膜与光源结合使用，通过主结构和子结构对光源发射的光线进行折射，将光源发出光线打乱并发散，实现光源在特定方向内发光角度增大以及柔和发光。

附图说明

图1是普通LED光源（以CREE XR7090WT-CW为例）发出光线范围图；

图2是普通LED光源（以CREE XR7090WT-CW为例）发出光线；

图3是本发明具体实施方式一提供的匀光膜的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式一提供的匀光膜结构的主视图；

图5是本发明具体实施方式一中具有匀光膜结构光源发出的光线；

图6是本发明具体实施方式一中具有匀光膜结构光源发出的光线范围图；

图7是本发明具体实施方式二中提供的匀光膜的结构示意图；

图8是本发明具体实施方式三中提供的匀光膜的结构示意图；

图9是本发明具体实施方式三种提供的具有匀光膜结构光源发出的光线范围图；

图10是本发明具体实施方式四中提供的匀光膜的结构示意图；

图11是本发明具体实施方式五中提供的匀光膜结构示意图；

图12是本发明提供的具有匀光膜的照明设备的结构示意图。

其中：

1：出光面；2：入光面；3：匀光膜；4：发光光源；10：基材层；20：结构层；21：主结构；22：子结构；211：凸起结构。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施方式一

如图1~6所示，一种匀光膜，其中，匀光膜的一侧为入光面2，与入光面2相对应的一侧为出光面；匀光膜的入光面2和/或出光面1上设置有主结构21，主结构21上还设置若干子结构22，优选的，匀光膜的入光面2上设置有主结构；在此实施方式中，主结构21的端面的轮廓线为三角函数曲线，在此实施方式中主结构21的端面轮廓线由三角函数y=0.01*sin（50x）mm确定，主结构21是由主结构21的端面沿垂直于其端面所在平面的方向拉伸形成的结构。

匀光膜由结构层20和基材层10构成，结构层20的折射率为1.57，基材层10的折射率为1.54，当然匀光膜也可以采用由相同材料的结构层20和基材层10构成，此时的匀光膜为一体式结构。主结构21截面三角函数曲线相邻波峰间距P全部相等，并且主结构21三角函数曲线半个周期内包含2~200个宽度相同或宽度不同的子结构22，在此实施方式中，三角函数的半个周期内的外表面上设置有2~200个宽度不完全相同的子结构或宽度相同的子结构，优选的，主结构21单元内包含20个宽度相同的子结构22；其中子结构22由与主结构延伸方向相同的凹槽结构、凸起结构或两者的结合组成的，优选的，子结构22由与主结构21延伸方向相同的凸起半圆柱结构构成，其中，圆柱半径为5μm。

选用匀光膜的制成材料和制成方法时必须保证，匀光膜的光线穿透率大于50%。

在照明设备中，匀光膜的主结构朝向照明设备的光源，光源使用LED光源，在此实施方式中，采用的型号为CREE XR7090WT-CW，匀光膜通过主结构21和子结构22对光源发射的光线进行折射，如图5和图6所示，匀光膜将光源发出的光线打乱并发散，从而掩盖了光源的本身形状使观看者感觉到光源柔和发光，并实现光源在特定方向内的发光角度增大，在垂直于主结构延伸的方向内，发散角从未加匀光膜时约130度，增大到约160度。

实施方式二

在此实施方式中，如图7所示，主结构21的端面的轮廓线为若干段一个周期的三角函数曲线和长度相等的直线相间隔连接组成，其中，三角函数曲线周期长度T为0.1mm，该周期长度T是直线长度L的5倍；主结构21是由主结构端面沿垂直于端面所在平面的方向拉伸形成的结构，每个单独的三角函数曲线构成的结构为一个主结构21单元，每个主结构21单元包含2~200个宽度相同或宽度不完全相同的子结构22，在此实施方式中，优选的，主结构21单元内包含20个宽度相同的子结构22；同时在直线段上设置有宽度相同或宽度不完全相同的子结构22，当然为了加工方便，直线段上也可以不设置子结构22，优选的，在两个三角函数曲线之间的直线段上设置有15个宽度不完全相同的子结构22，在此实施方式中，除了主结构的形状与实施方式一不同外其它结构均与实施方式一相同。

实施方式三

如图8所示，一种匀光膜，其中，匀光膜的一侧为入光面1，与入光面1相对应的一侧为出光面2；入光面2上设置有主结构21：主结构21上还设置若干子结构22；在此实施方式中，主结构21是由若干段弦长和半径均相等的劣圆弧以及长度相等的直线段间隔相连并沿其垂直于圆弧所在平面的方向拉伸形成的结构，每个单独的劣圆弧构成的结构为一个主结构21单元，其中，每个劣圆弧半径为0.06mm，弦长L1为0.07mm，其中，弦长L1是每段直线长度L2的20倍，若干段圆弧的两端点和直线均位于同一直线上并且所用主结构21单元的最高点h的间距P全部相同，并且每个主结构21单元包含2~200个宽度相同或宽度不同的子结构22，在此实施方式中，优选的，主结构21单元内包含25个宽度不完全相同的子结构22；其中子结构22由与主结构延伸方向相同的凹槽结构、凸起结构或两者的结合组成的，优选的，子结构22由与主结构21延伸方向相同的凸起半圆柱结构构成，其中，圆柱半径在0.1~10μm之间。在此实施方式中，匀光膜的结构层和基材层均为同一材质，其折射率为1.54。

选用匀光膜的制成材料和制成方法时必须保证，匀光膜的光线穿透率大于50%。

在照明设备中，匀光膜的主结构朝向照明设备的光源，光源使用LED光源，在此实施方式中，采用的型号为CREE XR7090WT-CW，匀光膜通过主结构21和子结构22对光源发射的光线进行折射，如图9所示，匀光膜将光源发出的光线打乱并发散，从而掩盖了光源的本身形状使观看者感觉到光源柔和发光，并实现光源在特定方向内的发光角度增大，在垂直于主结构延伸的方向内，发散角从未加匀光膜时约130度，增大到约140度。

实施方式四

在此实施方式中，如图10所示，主结构21是由若干段相连的劣圆弧沿垂直于圆弧所在平面的方向上拉伸形成的结构，每个单独的劣圆弧构成的结构为一个主结构21单元，其中，每个劣圆弧半径为0.08mm，弦长L1为0.044mm，若干段相连的圆弧中的每个圆弧的端点均在同一直线上，并且每个主结构21单元包含2~200个宽度相同或宽度不完全相同的子结构22，在此实施方式中，主结构21单元内包含15个宽度相同的子结构22，优选的，子结构22由与主结构21延伸方向相同的凸起半圆柱结构构成，其中，圆柱半径为2μm；在此实施方式中，除了主结构和子结构实施方式不同外其它结构均与实施方式三相同。

实施方式五

在此实施方式中，在以上实施方式的基础上，在主结构21表面再设置若干随机大小的圆或椭圆状凸起结构211，该些大小、位置随机的凸起结构可以进一步对光线起到扩散、均匀化的效果，圆形凸起物半径r和/或椭圆形凸起物长轴长度在0.01~50微米之间。如图11所示，在实施方式四的基础上为例，在主结构21表面再设置若干随机大小的圆或椭圆状凸起结构211。

如图12所示，一种使用上述匀光膜的照明设置，其包括上述匀光膜3，和至少一个发光光源4，发光光源4位于匀光膜3的入光面1或出光面2的一侧，优选的，发光光源4设置在匀光膜3的入光面3一侧。由发光光源4发出的光线，通过匀光膜3的主结构21和子结构22的发散或折射的作用后，发光光源4发出的光线会被打乱和发散，从而掩盖了光源的本身形状使观看者感觉到光源柔和发光，并实现光源在垂直于主结构延伸的方向内发光角度增大。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种匀光膜，其特征在于，所述匀光膜的一侧为入光面，与所述入光面相对应的一侧为出光面；

所述匀光膜的入光面和/或出光面设置有主结构，所述主结构上设置有若干子结构。

2.根据权利要求1所述的匀光膜，其特征在于，所述主结构是由若干段相连的劣圆弧沿垂直于劣圆弧所在平面的方向上拉伸形成的结构。

3.根据权利要求1所述的匀光膜，其特征在于，所述主结构是由若干段劣圆弧和直线间隔相连并沿垂直于劣圆弧所在平面的方向上拉伸形成的结构。

4.根据权利要求1所述的匀光膜，其特征在于，所述主结构的端面的轮廓线为三角函数曲线，所述主结构是由主结构的端面沿垂直于主结构端面所在平面的方向上拉伸形成的结构。

5.根据权利要求1所述的匀光膜，其特征在于，所述主结构的端面的轮廓线为三角函数曲线和直线相间隔连接组成，所述主结构是由主结构的端面沿垂直于其端面方向上拉伸形成的结构。

6.根据权利要求1~5任意一项权利要求所述的匀光膜，其特征在于，所述相邻主结构截面劣圆弧顶点或主结构截面三角函数相邻的最高点P的间距相等或不完全相等。

7.根据权利要求6所述的匀光膜，其特征在于，所述主结构的每个劣圆弧周期或每个三角函数半个周期内的外表面上设置有2~200个宽度不完全相同的子结构或2~200个宽度相同的子结构。

8.根据权利要求7所述的匀光膜，其特征在于，所述子结构由与主结构延伸方向相同的凹槽结构、凸起结构或两者的结构组成。

9.根据权利要求8所述的匀光膜，其特征在于，所述匀光膜的光线穿透率大于50%；所述匀光膜主结构表面还具有若干用于扩散光线的突起颗粒，所述凸起散射结构为圆形和/或椭圆形凸起物；所述圆形凸起物半径r和/或椭圆形凸起物长轴长度l为所述主结构最高点平均间距p的0.001~2倍。

10.一种匀光照明设备，其特征在于，包括权利要求9所述的匀光膜和至少一个发光光源，所述发光光源设置在所述匀光膜的入光面或出光面。

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