照明裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種照明裝置（100），包括：導(dǎo)光板（1），該導(dǎo)光板（1）包括頂面（11）、底面（12）以及連接在頂面（11）和底面（12）之間的周面（13）；光再循環(huán)薄膜（2），設(shè)置在底面（12）上；以及至少一個(gè)光源（3），光源（3）布置在周面（13）上，其中，底面（12）上形成有多個(gè)微結(jié)構(gòu)（14），來(lái)自光源（3）的光線從周面（13）入射到導(dǎo)光板（1）中并從微結(jié)構(gòu)（14）處射出，其中，光再循環(huán)薄膜（2）將射出的光線經(jīng)微結(jié)構(gòu)（14）反射回導(dǎo)光板（1）中。
【專利說(shuō)明】照明裝置 【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種照明裝置。【背景技術(shù)】[0002]在一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域中需要使用平板照明裝置或者背光照明裝置。而這些照明 裝置必須要滿足能夠產(chǎn)生高亮度的要求。為此在現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種解決方案。在該解 決方案中，平板照明裝置或者背光照明裝置包括:導(dǎo)光板，該導(dǎo)光板具有頂面和底面以及連 接在頂面和底面之間的周面；一塊光再循環(huán)薄膜，其通常由反射器構(gòu)成，并設(shè)置在導(dǎo)光板的 底面上；多個(gè)光源，這些光源布置在導(dǎo)光板的周面上，來(lái)自光源的光線從周面入射到導(dǎo)光板 中，并且在導(dǎo)光板中進(jìn)行全內(nèi)反射。為了能夠使光線從導(dǎo)光板的底面上射出，需要在導(dǎo)光板 的底面上印刷一層油墨，從而破壞全內(nèi)反射。從底面出射的光線由光再循環(huán)薄膜反射回導(dǎo) 光板，并從導(dǎo)光板的頂面射出。然而，平板照明裝置或者背光照明裝置通常需要產(chǎn)生較高的 亮度，因此必須保證出射的光線具有相對(duì)較小的光束角。[0003]為此，在現(xiàn)有技術(shù)中，在導(dǎo)光板的頂面上布置一個(gè)擴(kuò)散層，該擴(kuò)散層能夠?qū)Τ錾涞?光線均勻化，并且在擴(kuò)散層的上方布置一個(gè)棱鏡結(jié)構(gòu)，該棱鏡結(jié)構(gòu)能夠縮小出射的光線的 光束角。然而，入射到棱鏡中的光線并不能全部從棱鏡的出射面上出射，其中有一部分光線 被朝向相反于出射方向的方向上反射，這降低了照明裝置的效率。另外，棱鏡的制造相對(duì)復(fù) 雜，這在一定程度上增大了照明裝置的制造復(fù)雜度和成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種照明裝置，該照明裝置具有提高的亮度，其光 輸出效率較高，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)一種照明裝置由此實(shí)現(xiàn)，即該照明裝置包括:導(dǎo)光板，導(dǎo)光板包 括頂面、底面以及連接在頂面和底面之間的周面；光再循環(huán)薄膜，設(shè)置在底面上；以及至少 一個(gè)光源，光源布置在周面上，其中底面上形成有多個(gè)微結(jié)構(gòu)，來(lái)自光源的光線從周面入射 到導(dǎo)光板中并從微結(jié)構(gòu)處射出，其中，光再循環(huán)薄膜將射出的光線經(jīng)微結(jié)構(gòu)反射回導(dǎo)光板 中。根據(jù)本發(fā)明的照明裝置舍棄了現(xiàn)有技術(shù)中常常使用的棱鏡結(jié)構(gòu)，微結(jié)構(gòu)起到了現(xiàn)有技 術(shù)中的棱鏡結(jié)構(gòu)的作用，這在一定程度上減少了部件的數(shù)量，降低了成本。同時(shí)，由于沒(méi)有 使用棱鏡結(jié)構(gòu)，也避免了光損失。[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，微結(jié)構(gòu)如此地布置，使得該微結(jié)構(gòu)縮小反射 回的光線的光束角，縮小了光束角的光線從頂面射出。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，設(shè)置在導(dǎo)光 板的底面上的微結(jié)構(gòu)起到了聚光的作用，其能夠?qū)⒐庠傺h(huán)薄膜反射回來(lái)的光線的光束角 縮小，從而提高了照明裝置的輸出亮度。此外，該微結(jié)構(gòu)還破壞了在底面上的全內(nèi)反射，從 而避免了在底面上印刷用于破壞全內(nèi)反射的油墨，這進(jìn)一步降低了制造難度和生產(chǎn)成本。[0007]根據(jù)本發(fā)明提出，微結(jié)構(gòu)之間彼此如此設(shè)置，使得微結(jié)構(gòu)彼此之間的間距在遠(yuǎn)離 光源方向上逐漸變小。由于光源布置在導(dǎo)光板的周面上，也就是說(shuō)，光源是從導(dǎo)光板的側(cè)面射入到導(dǎo)光板內(nèi)部的，那么在導(dǎo)光板靠近光源的區(qū)域的亮度會(huì)比較高，為了避免使照明裝 置輸出的光線不均勻，在遠(yuǎn)離光源的區(qū)域中的微結(jié)構(gòu)排列的比較密集，從而在該區(qū)域的亮 度被提高，使得照明裝置在整體上的亮度更加均勻。[0008]在實(shí)際的應(yīng)用中，并不是微結(jié)構(gòu)的數(shù)量越多越好。通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲知，兩個(gè)相鄰的微結(jié) 構(gòu)的平均距離為導(dǎo)光板的面積與微結(jié)構(gòu)的數(shù)量之比的0.5次方，由此獲得的微結(jié)構(gòu)的數(shù)量 是最佳的。[0009]根據(jù)本發(fā)明提出，微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為在底面上凸起的球面凸起，其中球面凸起具有半 徑和高度，其中高度為底面至微結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)的距離，其中，半徑等于0.5至2倍的平均距離， 高度等于的0.25至0.3倍的平均距離。在實(shí)際的應(yīng)用中，微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸(半徑和高度) 需要被特殊的設(shè)計(jì)，半徑和高度的不同組合可能導(dǎo)致不同的結(jié)構(gòu)，一些組合甚至?xí)U(kuò)展光 束角。[0010]優(yōu)選的是，光再循環(huán)薄膜設(shè)計(jì)漫反射薄膜，從微結(jié)構(gòu)出射的光線經(jīng)過(guò)再循環(huán)薄膜 反射和散射后經(jīng)微結(jié)構(gòu)入射到導(dǎo)光板中。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案，光再循環(huán)薄膜不僅能夠 反射光線，其還對(duì)光線起到散射的作用，這樣在照明裝置上輸出的光線會(huì)看起來(lái)更加均勻。[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的是，照明裝置還包括布置在頂面上的擴(kuò)散膜，擴(kuò)散膜對(duì)從頂面出射 的光線進(jìn)行均勻化。在一些特殊的應(yīng)用中可能會(huì)需要布置一個(gè)附加的擴(kuò)散膜，以對(duì)輸出的 光線進(jìn)一步均勻化。[0012]有利的是，光源設(shè)計(jì)為L(zhǎng)ED光源。LED光源具有壽命長(zhǎng)、效率高和綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。 在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，LED光源布置在導(dǎo)光板的周面上，而為了使輸出的光線看起來(lái)更加 均勻，通常在周面上布置有多個(gè)彼此以預(yù)定間距間隔開的多個(gè)LED光源。[0013]應(yīng)該理解的是，如果沒(méi)有其它特別注明，這里描述的不同的示例性實(shí)施例的特征 可以彼此結(jié)合?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】[0014]附圖構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分，用于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明。這些附圖圖解了本發(fā) 明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號(hào) 表示。圖中示出:[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的截面圖；[0016]圖2是根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的導(dǎo)光板的底面的部分區(qū)域的示意圖；[0017]圖3是圖1示出的照明裝置的區(qū)域A的放大視圖；[0018]圖4是常規(guī)的照明裝置的亮度、光束角和根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的亮度、光束角 和微結(jié)構(gòu)尺寸的數(shù)據(jù)圖表?！揪唧w實(shí)施方式】[0019]在下面詳細(xì)描述中，參考形成本說(shuō)明書的一部分的附圖，其中，以例證的方式示出 了可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施例。關(guān)于圖，諸如“頂”、“底”等方向性術(shù)語(yǔ)參考所描述的附 圖的方向使用。由于本發(fā)明實(shí)施例的組件可以在許多不同方向上放置，所以方向術(shù)語(yǔ)僅用 于說(shuō)明，而沒(méi)有任何限制的意思。應(yīng)該理解的是，可以使用其它實(shí)施例，并且在不背離本發(fā) 明的范圍的前提下可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯改變。所以，下面詳細(xì)描述不應(yīng)被理解為限制性的意思，并且本發(fā)明由所附的權(quán)利要求限定。[0020]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的照明裝置100的截面圖。該照明裝置100包括:導(dǎo)光板 I，該導(dǎo)光板I包括頂面11、底面12以及連接在頂面11和底面12之間的周面13 ;光再循環(huán) 薄膜2，設(shè)置在底面12上；以及至少一個(gè)光源3，光源3布置在周面13上。在本實(shí)施例中， 光源3為L(zhǎng)ED光源，為了使輸出的光線看起來(lái)更加均勻，通常在周面13上布置有彼此以預(yù) 定間距間隔開的多個(gè)LED光源。此外，在底面12上形成有多個(gè)微結(jié)構(gòu)14 (圖1中未示出， 具體結(jié)構(gòu)參見圖2和3)。[0021]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的照明裝置100的導(dǎo)光板I的底面12的部分區(qū)域的示意 圖。從圖中可見，微結(jié)構(gòu)14設(shè)計(jì)為在底面12上凸起的球面凸起。這種球面凸起實(shí)質(zhì)上起 到的是凸透鏡的作用，其能夠匯聚光線，縮小光束角。在本實(shí)施例中，微結(jié)構(gòu)4之間彼此如 此設(shè)置，使得微結(jié)構(gòu)4彼此之間的間距D在遠(yuǎn)離光源3方向上逐漸變小。由于光源3布置 在導(dǎo)光板I的周面13上，也就是說(shuō)，光源3是從導(dǎo)光板I的側(cè)面射入到導(dǎo)光板I內(nèi)部的，那 么在導(dǎo)光板I靠近光源3的區(qū)域的亮度會(huì)比較高，為了避免使照明裝置100輸出的光線不 均勻，在遠(yuǎn)離光源3的區(qū)域中的微結(jié)構(gòu)14排列的比較密集，從而在該區(qū)域的亮度被提高，使 得照明裝置100在整體上的亮度更加均勻。在本實(shí)施例中，在周面13上均勻地布置有多個(gè) 光源，因此從導(dǎo)光板I的邊緣區(qū)域至中心區(qū)域的方向上，微結(jié)構(gòu)14彼此間的間距是逐漸縮 小的。[0022]此外，在實(shí)際的應(yīng)用中，并不是微結(jié)構(gòu)14的數(shù)量越多越好。通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲知，兩個(gè)相 鄰的微結(jié)構(gòu)14的平均距離P為導(dǎo)光板I的面積S與微結(jié)構(gòu)14的數(shù)量N之比的0.5次方， 即P=(S/N)°_5，由此獲得的微結(jié)構(gòu)14的數(shù)量N是最佳的。[0023]此外，從圖2中可見，作為微結(jié)構(gòu)14的球面凸起具有半徑R和高度H，其中高度H 為底面12至微結(jié)構(gòu)14的頂點(diǎn)的距離，其中，半徑R等于0.5至2倍的平均距離P，高度H等 于的0.25至0.3倍的平均距離P。在實(shí)際的應(yīng)用中，微結(jié)構(gòu)14的幾何尺寸(半徑R和高度 H)需要被特殊的設(shè)計(jì)，半徑R和高度H的不同組合可能導(dǎo)致不同的結(jié)構(gòu)，一些組合甚至?xí)U(kuò) 展光束角。圖4示出了常規(guī)的照明裝置的亮度、光束角和根據(jù)本發(fā)明的照明裝置100的亮 度、微結(jié)構(gòu)尺寸和光束角的數(shù)據(jù)圖表。從圖中可見，半徑R和高度H的不同組合可以獲得不 同的光束角和亮度。與常規(guī)的照明裝置相比，根據(jù)本發(fā)明的照明裝置100具有明顯更小的 光束角和明顯提高的亮度。在本發(fā)明的一個(gè)最優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，當(dāng)選擇半徑R為I倍的 平均距離P并且高度H選擇為0.29倍的平均距離P時(shí)所獲得的光束角為80°，輸出的亮度 為 1317cd/m2。[0024]在本發(fā)明的一個(gè)可選的實(shí)施例中，照明裝置100還包括布置在頂面11上的擴(kuò)散膜 (圖中未示出)，該擴(kuò)散膜對(duì)從頂面出射的光線進(jìn)行均勻化。在一些特殊的應(yīng)用中可能會(huì)需 要布置一個(gè)附加的擴(kuò)散膜，以對(duì)輸出的光線進(jìn)一步均勻化。[0025]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的照明裝置100的區(qū)域A的放大視圖。從圖中可看到來(lái)自 光源3的光線在導(dǎo)光板I中的光路。來(lái)自光源3的光線從周面13入射到導(dǎo)光板I中，光線 首先在導(dǎo)光板I中進(jìn)行全內(nèi)反射，當(dāng)光線入射到微結(jié)構(gòu)14的區(qū)域中時(shí)，微結(jié)構(gòu)14破壞了全 內(nèi)反射，由此光線從微結(jié)構(gòu)14處射出。射出的光線入射到光再循環(huán)薄膜2上，該光再循環(huán) 薄膜在本實(shí)施例中設(shè)計(jì)成漫反射薄膜，因此射出的光線被其反射和散射并經(jīng)微結(jié)構(gòu)14反 射回導(dǎo)光板I中，并且微結(jié)構(gòu)14縮小反射回的光線的光束角，縮小了光束角的光線從頂面11射出，由此照明裝置獲得了較高的輸出亮度。根據(jù)本發(fā)明的照明裝置100舍棄了現(xiàn)有技 術(shù)中常常使用的棱鏡結(jié)構(gòu)，這在一定程度上減少了部件的數(shù)量，降低了成本。同時(shí)，由于沒(méi) 有使用棱鏡結(jié)構(gòu)，也避免了光損失。此外，設(shè)置在導(dǎo)光板I的底面上的微結(jié)構(gòu)14起到了聚 光的作用，其能夠?qū)⒐庠傺h(huán)薄膜2反射和散射回來(lái)的光線的光束角縮小，從而提高了照 明裝置100的輸出亮度。此外，該微結(jié)構(gòu)14本身就能夠破壞在底面12上的全內(nèi)反射，從而 避免了在底面12上印刷用于破壞全內(nèi)反射的油墨，這進(jìn)一步降低了制造難度和生產(chǎn)成本。[0026]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等 同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。[0027]參考標(biāo)號(hào)[0028]I 導(dǎo)光板[0029]11 頂面[0030]12 底面[0031]13 周面[0032]14 微結(jié)構(gòu)[0033]2 光再循環(huán)薄膜[0034]3 光源[0035]100 照明裝置
【權(quán)利要求】
1.一種照明裝置(100)，包括:導(dǎo)光板(1)，所述導(dǎo)光板(I)包括頂面(11)、底面(12)以 及連接在所述頂面(11)和所述底面(12)之間的周面(13);光再循環(huán)薄膜(2)，設(shè)置在所述 底面(12)上；以及至少一個(gè)光源(3)，所述光源(3)布置在所述周面(13)上，其特征在于， 所述底面(12)上形成有多個(gè)微結(jié)構(gòu)(14)，來(lái)自所述光源(3)的光線從所述周面(13)入射到 所述導(dǎo)光板(I)中并從所述微結(jié)構(gòu)(14)處射出，其中，所述光再循環(huán)薄膜(2)將射出的所述 光線經(jīng)所述微結(jié)構(gòu)(14)反射回所述導(dǎo)光板(I)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置(100)，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)(14)如此設(shè)置，使 得所述微結(jié)構(gòu)(14)縮小反射回的光線的光束角，縮小了光束角的光線從所述頂面(11)射 出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置(100)，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)(4)之間彼此如此 設(shè)置，使得所述微結(jié)構(gòu)(4)彼此之間的間距(D)在遠(yuǎn)離所述光源(3)方向上逐漸變小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的照明裝置(100)，其特征在于，兩個(gè)相鄰的所述 微結(jié)構(gòu)(14)的平均距離(P)為所述導(dǎo)光板(I)的面積(S)與所述微結(jié)構(gòu)(14)的數(shù)量(N)之 比的0.5次方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置(100)，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)(14)設(shè)計(jì)為在所述 底面(12)上凸起的球面凸起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的照明裝置(100)，其特征在于，所述球面凸起具有半徑(R)和 高度(H)，其中所述高度(H)為所述底面(12)至所述微結(jié)構(gòu)(14)的頂點(diǎn)的距離，其中，所述 半徑(R)等于0.5至2倍的所述平均距離(P)，所述高度(H)等于的0.25至0.3倍的所述 平均距離(P)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的照明裝置(100)，其特征在于，所述光再循環(huán)薄 膜(2)設(shè)計(jì)漫反射薄膜，從所述微結(jié)構(gòu)(4)出射的光線經(jīng)過(guò)所述光再循環(huán)薄膜(2)反射和散 射后經(jīng)所述微結(jié)構(gòu)(4)入射到所述導(dǎo)光板(I)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的照明裝置(100)，其特征在于，所述照明裝置(100)還包括布置在所述頂面(11)上的擴(kuò)散膜(5)，所述擴(kuò)散膜(5)對(duì)從所述頂面(11)出 射的光線進(jìn)行均勻化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于，所述光源(3)設(shè)計(jì)為 LED光源。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK103574306SQ201210249984
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月18日
【發(fā)明者】歐智君, 陳鵬, 明玉生, 李愛愛 申請(qǐng)人:歐司朗股份有限公司