CN104864363A - 可传导多个led光源的导光柱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种可传导多个LED光源的导光柱，包括入光面、出光面以及连接入光面和出光面的第一表面、第二表面、第一抛物面侧壁和第二抛物面侧壁，第一表面和第二表面相对且互相平行，第一抛物面侧壁与第二抛物面侧壁均连接于第一表面和第二表面之间，第一抛物面侧壁与第一抛物面侧壁之凹面相对。本发明还提供了一种光源装置。通过设置一组凹面相对的抛物面侧壁，使得多个LED光源之光线经入光面射入导光柱内，经过导光柱传导后均匀地从出光面射出。

Description

可传导多个LED光源的导光柱
技术领域
本发明涉及一种导光柱结构，尤其涉及一种可传导多个LED光源的导光柱。
背景技术
在电子产品中LED光源常被使用作为发光源，透过导光柱将光信号传至外壳用以显示相应的电子产品状态。传统的单个导光柱只可以传导单个LED光源，如果传导多个LED光源，则需要将多个导光柱连接在一起进行传导，也有的作法是在传统的单个导光柱的入光面放置多个LED光源。但是在传统的作法中，由于LED光源的摆放位置不同，会导致出光面的光线亮度不均，会出现出光面局部过亮或过暗的情况。
发明内容
有鉴于此，需提供可传导多个LED光源的导光柱，当单个导光柱传导多个LED光源时，出光面仍会均匀发光。
本发明提供的一种可传导多个LED光源的导光柱，包括入光面、出光面以及连接入光面和出光面的第一表面、第二表面、第一抛物面侧壁和第二抛物面侧壁，第一表面和第二表面相对且互相平行，第一抛物面侧壁与第二抛物面侧壁均连接于第一表面和第二表面之间，第一抛物面侧壁与第一抛物面侧壁之凹面相对，LED光源之光线经入光面射入导光柱内，经过导光柱传导后均匀地从出光面射出。
优选地，第一表面包括第一水平面与第一曲面，第二表面包括第二水平面和第二曲面，第一水平面的一边与第一曲面的一边连接，第二水平面的一边与第二曲面的一边连接。
优选地，第一曲面和第二曲面均为抛物面。
优选地，第一抛物面侧壁受第一抛物线方程限制，第二抛物面侧壁受第二抛物线方程限制，第一抛物面侧壁和第二抛物面侧壁分别由第一抛物线方程的第一抛物线弧和第二抛物线方程中的第二抛物线弧沿着第一表面和第二表面的延伸方向移动形成的抛物面侧壁。
优选地，第一抛物线方程和第二抛物线方程相同，第一抛物线弧和第二抛物线弧相同。
优选地，第一抛物线弧和第二抛物线弧均为轴对称曲线，且第一抛物线弧的开口与第一抛物线弧的开口相对设置。
优选地，抛物线弧的焦距为L，LED光源的宽度为W，L/W<2。
本发明还提供了一种光源装置，包括：导光柱以及多个LED光源。导光柱包括：入光面、出光面以及连接所述入光面和所述出光面的第一表面、第二表面、第一抛物面侧壁和第二抛物面侧壁，所述第一表面和所述第二表面相对且互相平行，所述第一抛物面侧壁与所述第二抛物面侧壁均连接于所述第一表面和所述第二表面之间，所述第一抛物面侧壁与所述第一抛物面侧壁之凹面相对，多个LED光源与入光面相对设置，LED光源之光线经入光面射入导光本体，经过导光柱传导后均匀地从出光面射出。
优选地，导光柱还包括连接板，连接板设置有通孔，通孔内设置有相对的夹块，导光本体的出光面的一端穿过通孔并通过夹块夹固于通孔内。
优选地，多个LED光源在入光面所在平面的投影位于入光面内，且投影所在的位置避开第一抛物线弧和第二抛物线弧的焦点所在的位置。
优选地，多个LED光源的投影的中心位于第一抛物线弧的焦点和第二抛物线弧的焦点的连线上。
优选地，多个LED光源的投影的中心分布于第一抛物线弧的顶点与第一抛物线弧的焦点之间和第二抛物线弧的顶点与第二抛物线弧的焦点之间。
上述可传导多个LED光源的导光柱以及光源装置，通过采用抛物面作为导光柱的侧壁，使得由不同位置的LED光源发出的光线经过所述第一抛物面侧壁和第二抛物面侧壁的反射均匀地从出光面射出。
附图说明
图1是本发明提供的导光柱的一示意图。
图2是本发明提供的导光本体与连接板组装在一起的一示意图。
图3为图2所示的导光本体与连接板组装在一起的仰视图。
图4为图1所示的导光柱的右视图。
图5为本发明提供的导光本体的入光面以及LED光源在入光面的投影的位置。
图6所示为当LED光源的宽W与焦距L比值不同时，出光面的光能量分布曲线。
主要元件符号说明
光源装置 100
导光柱 10
LED光源 20
连接板 30
入光面 101
出光面 102
第一表面 103
第一水平面 1031
第一曲面 1033
第二表面 104
第二水平面 1041
第二曲面 1043
第一抛物面侧壁 105
第二抛物面侧壁 106
通孔 301
夹块 302
第一表面之边 a1、a2、b1和b2
第二表面之边 A1、A2、B1和B2
焦点 C1、C2
顶点 O1、O2
焦距 L
交点 r1、r2、r3和r4
LED光源投影位置 P
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明提供的一种光源装置100，包括一种可传导多个LED光源的导光柱10、多个LED光源20和连接板30，导光柱10与连接板30相连，导光柱10通过连接板30与产品外壳相互连接在一起。导光柱10包括入光面101、出光面102、第一表面103、第二表面104、第一抛物面侧壁105和第二抛物面侧壁106，第一表面103和第二表面104相对设置且互相平行。第一抛物面侧壁105和第二抛物面侧壁106相对设置且位于第一表面103和第二表面104之间。第一表面103、第二表面104、第一抛物面侧壁105和第二抛物面侧壁106整体围成了导光柱10。多个LED光源20设置于电子产品的电路板上并与入光面101相对设置，LED光源20发出的光从入光面101射入到导光柱10内，通过在导光柱10的各个表面发生全发射进行传导，同时经过第一抛物面侧壁105和第二抛物面侧壁106的反射使光线均匀的从出光面射出。
连接板30中间设置有通孔301，在通孔301的内壁设置有向通孔301中心方向凸起的夹块302，导光柱10的一端穿过通孔301并通过夹块302夹固于通孔301中。导光柱10通过连接板30与电子产品的外壳固定连接。
如图4所示，第一表面103是由a1、a2、b1和b2四条边收尾顺次连接所形成的平面，包括第一水平面1031和第一曲面1033，其中a1和a2相对，b1和b2相对，在本实施方式中，a1和a2平行，b1和b2平行，且a1垂直于b1。第二表面102是由A1、A2、B1和B2四条边收尾顺次连接所形成的平面，包括第二水平面和第二曲面，其中A1和A2相对，B1和B2相对，在本实施方式中，A1和A2平行，B1和B2平行，且A1垂直于B1。出光面102与第一表面103的边a1和第二表面104的边A1相连，入光面101与第一表面103的边a2和第二表面104的边A2相连，第一抛物面侧壁105与第一表面103的边b1和第二表面104的边B1相连，第二抛物面侧壁106与第一表面103的边b2和第二表面103的边B2相连。第一水平面1031和第二水平面1041相对设置，第一曲面1033和第二曲面1043相对设置，第一曲面1033和第二曲面1043以及第一抛物面侧壁105和第二抛物面侧壁106共同限制构成形成一弯折部，第一水平面1031和第二水平面1041以及第一抛物面侧壁105和第二抛物面侧壁106共同限制构成一水平部，多个LED光源20穿过入光面101先经过弯折部，然后在经过水平部从出光面102射出。在本实施方式中，第一曲面1033和第二曲面1043均为抛物面。
如图5所示，第一抛物面侧壁105受第一抛物线方程Y1限制，第一抛物面侧壁105和入光面101相交形成的交线为第一抛物线弧r1r2，其中，第一抛物线弧r1r2与第一表面103之边a2的交点为r2，第一抛物线弧r1r2与第二表面104之边A2的交点为r1，该第一抛物线弧r1r2是第一抛物线方程Y1位于第一表面103和第二表面104之间的抛物线弧，该第一抛物线弧r1r2包括焦点C1（L,0）和顶点O1（0,0），焦点C1与顶点O1之间的距离为L，即焦距为L。第二抛物面侧壁106受第二抛物线方程Y2限制，第二抛物面侧壁106与入光面101相交形成的交线为第二抛物线弧r3r4，其中，第二抛物线弧r3r4与第一表面103之边a2的交点为r4，第二抛物线弧r3r4与第二表面104之边A2的交点为r3，该第二抛物线弧r3r4是第二抛物线方程Y2位于第一表面103和第二表面104之间的抛物线弧，该第二抛物线弧r3r4包括焦点C2和顶点O2。第一抛物面侧壁105和第二抛物面侧壁106分别由第一抛物线弧r1r2和第二抛物线弧r3r4沿着第一表面103和第二表面104的延伸方向移动形成的抛物面侧壁。
在本实施方式中，第一表面103的四条边在第二表面104上的投影与第二表面104的四条边重合，例如：第一表面103和第二表面104可以为矩形，第一抛物线方程和第二抛物线方程相同，且位于第一表面103和第二表面104之间的第一抛物线弧r1r2和第二抛物线弧r3r4均为轴对称曲线且第一抛物线弧r1r2的开口与第二抛物线弧r3r4的开口相对设置，第一抛物线弧r1r2起止于第一表面103的边b1和第二表面104的边B1，第一抛物面侧壁105为第一抛物线弧r1r2沿着第一表面103的边b1和第二表面104的边B1，从入光面101向出光面102移动且保持第一抛物线弧r1r2所在平面始终垂直于第一表面103和第二表面104所扫过的平面；第二抛物线弧r3r4起止于第一表面103的边b2和第二表面104的边B2，第二抛物面侧壁106为第二抛物线弧r3r4沿着第一表面103的边b2和第二表面104的边B2，从入光面101向出光面102移动且保持第二抛物线弧r3r4所在平面始终垂直于第一表面103和第二表面104所扫过的平面。
在其他实施方式中，第一抛物线弧r1r2和第二抛物线弧r3r4可以不相同，而且形成抛物线侧壁的抛物线弧可以为非轴对称曲线。
多个LED光源20在入光面101所在平面的投影位于入光面101的范围内，且投影所在的位置避开第一抛物线弧r1r2的焦点C1和第二抛物线弧r3r4的焦点C2所在的位置，也就是说，LED光源20在入光面101的投影不与第一抛物线弧r1r2的焦点C1和第二抛物线弧r3r4的焦点C2重合。在本实施方式中，第一抛物线方程Y1和第二抛物线方程Y2相同，且位于第一表面103和第二表面104之间的抛物线弧r1r2、r3r4为轴对称曲线，LED光源20中心投影在入光面101的位置P落在第一抛物线弧r1r2的焦点C1和第二抛物线弧r3r4的焦点C2的连线上，且位置P处于第一抛物线弧r1r2的顶点O1与焦点C1之间或第二抛物线弧r3r4的顶点O2与焦点C2之间。
由于LED光源20的光能量强度分布近似为高斯分布，这种能量分布情况会在经过反射后仍然存在，体现在出光面102的情况就是，出光面102中间亮度较强而向四周逐渐减弱，但光线经过抛物面反射后会改变原有的能量呈高斯分布的现象，会使光线的能量分布变的均匀，设LED光源的宽（即：平行于焦点C1和焦点C2连线的边）为W，抛物线弧的焦距为L，由图6可知，当L/W的值越小，光线的能量分布越均匀，而当L/W=2时，光的能量分布开始出现类似高斯分布的形态，所以当L/W<2时，导光柱的匀光效果更佳。举例说明，如图1所示，三个LED光源排列，当最左边的LED光源发光时，光线经过导光柱的传导均匀地从出光面射出，而不会出现出光面的左侧光强大于右侧光强的现象。
本发明提供的一种可传导多个LED光源的导光柱，通过采用抛物面作为导光柱的侧壁，使得由不同位置的LED光源发出的光线经过所述第一抛物面侧壁和第二抛物面侧壁的反射均匀地从出光面射出。此外，通过采用第一表面103和第二表面104之平行设计，可以保证光能在导光柱内进行全反射之效应，进而提高出光效率。

Claims (12)

1.一种可传导多个LED光源的导光柱，其特征在于，包括：
入光面、出光面以及连接所述入光面和所述出光面的第一表面、第二表面、第一抛物面侧壁和第二抛物面侧壁，所述第一表面和所述第二表面相对且互相平行，所述第一抛物面侧壁与所述第二抛物面侧壁均连接于所述第一表面和所述第二表面之间，所述第一抛物面侧壁与所述第一抛物面侧壁之凹面相对，多个LED光源之光线经所述入光面射入所述导光柱内，经过所述导光柱传导后均匀地从所述出光面射出。
2.如权利要求1所述的可传导多个LED光源的导光柱，其特征在于，所述第一表面包括第一水平面与第一曲面，所述第二表面包括第二水平面和第二曲面，所述第一水平面的一边与所述第一曲面的一边连接，所述第二水平面的一边与所述第二曲面的一边连接。
3.如权利要求2所述的可传导多个LED光源的导光柱，其特征在于，所述第一曲面和所述第二曲面均为抛物面。
4.如权利要求1所述的可传到多个LED光源的导光柱，其特征在于，所述第一抛物面侧壁受第一抛物线方程限制，所述第二抛物面侧壁受第二抛物线方程限制，所述第一抛物面侧壁和所述第二抛物面侧壁分别由所述第一抛物线方程的第一抛物线弧和所述第二抛物线方程中的第二抛物线弧沿着所述第一表面和所述第二表面的延伸方向移动形成的抛物面侧壁。
5.如权利要求4所述的可传导多个LED光源的导光柱，其特征在于，所述第一抛物线方程和所述第二抛物线方程相同，所述第一抛物线弧和所述第二抛物线弧相同。
6.如权利要求5所述的可传导多个LED光源的导光柱，其特征在于，所述第一抛物线弧和所述第二抛物线弧均为轴对称曲线，且所述第一抛物线弧的开口与所述第一抛物线弧的开口相对设置。
7.如权利要求6所述的可传导多个LED光源的导光柱，其特征在于，抛物线弧的焦距为L，LED光源的宽度为W，L/W<2。
8.一种光源装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至7任一项所述之导光柱；以及
多个LED光源，所述多个LED光源与所述入光面相对设置，所述多个LED光源之光线经所述入光面射入所述导光柱，经过所述导光柱传导后均匀地从所述出光面射出。
9.如权利要求8所述的光源装置，其特征在于，所述导光柱还包括连接板，所述连接板设置有通孔，所述通孔内设置有相对的夹块，所述导光柱的出光面的一端穿过所述通孔并通过所述夹块夹固于所述通孔内。
10.如权利要求8所述的光源装置，其特征在于，所述多个LED光源在入光面所在平面的投影位于入光面内，且投影所在的位置避开所述第一抛物线弧和所述第二抛物线弧的焦点所在的位置。
11.如权利要求10所述的光源装置，其特征在于，所述多个LED光源的投影的中心位于所述第一抛物线弧的焦点和第二抛物线弧的焦点的连线上。
12.如权利要求11所述的光源装置，其特征在于，所述多个LED光源的投影的中心分布于所述第一抛物线弧的顶点与第一抛物线弧的焦点之间和所述第二抛物线弧的顶点与第二抛物线弧的焦点之间。
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