CN105960563B - 具有光波导的光组件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种光组件(100)，其包括光波导(102)、多个光导管(104)、以及多个光源。光波导具有沿着纵向轴线(110)延伸的长形的本体(108)。光波导包括沿着本体的长度轴向地布置的多个区段(116)。每个区段具有光接收区域(118)和光发射区域(120)。光导管沿着光接收区域设置、并且平行于纵向轴线延伸。每个光源光学联接至相对应的光导管的附接端(122)。由每个光源发射的光由附接端处的相对应的光导管接收，并且通过光导管朝向光导管的远端(124)传输。光波导的相邻的区段接收来自不同光导管的光，并且通过相对应的光发射区域从光波导发射这些光。

Description

具有光波导的光组件
技术领域
本文的主题总体上涉及光组件。某些已知照明应用需要动态光效果，其中沿着限定长度的各个位置按照随着时间的序列被照亮。例如，第一位置可以在时间X被照亮，随后邻接第一位置的第二位置可以在时间X+1被照亮，同时第一位置变暗。接下来，在时间X+2，第二位置可以变暗，而邻接第二位置的第三位置被照亮。动态光效果可以提供如下外观：一个或多个发射光的光源沿着所限定的长度物理地行进，而同时光源实际上是静止的。动态光效果具有移动光的外观，倾向于吸引附近人员的注意。因此，这些动态光效果可以用于美观目的以及实用目的，例如提供警示信号(例如车辆的转向信号)。可以通过改变由光源发射的光的颜色和照度(例如发光度)、被照亮的位置之间的距离、以及光源照亮的时间来定制动态光效果。
背景技术
在典型的已知的提供动态光效果的照明组件中，光源沿着所限定的长度分隔开，位于按照序列被照亮的每个位置。例如，包括发光二极管(LED)的光组件，在沿着三英尺的长度上(在每一英寸处布置有LED)提供动态光效果，将需要大约六十个LED。这六十个LED中的每一个需要连接至电源，且每个LED必须与其他LED按照序列定时。随着照明组件的长度增加以提供更长的动态光效应，用于大量的LED以及相关部件(例如导线、电源等)的成本和空间需求将不可避免地变高。
某些目前的照明应用利用具有光源的光导管在一定距离上分配由光源产生的光。这样的光应用可以例如包括：车辆内部环境照明、车辆外部照明、商用照明、家用装置中的照明、以及诸如此类。光导管典型地为圆柱体、透明结构。光导管可以与光源对准，使得光源位于光导管的端部。由光源产生的光在光导管的端部处被接收，并通过内反射沿着光导管的长度纵向地传输。光可以在横向于光导管的纵向方向上沿着光导管的长度从光导管的表面发射。附加地或可替代地，光可以通过光导管的(相反于接收来自光源的光的端部的)远端在轴向方向上发射。光导管的使用允许通过在光导管的端部处仅使用单个光源来取代沿着所限定的长度分隔开的多个光源，以在一定距离上传输光。
已知的光组件尚未利用光导管来提供动态光效果。成序列的多个光源(其每一个光学联接至相对应的光导管)一次仅照亮一个光导管。如果多个光导管沿着光组件的所限定的长度并排地对准，则一次仅照亮一个光导管可以提供变色效果，这是由于不同的光源被排序，但这不是动态光效果，动态光效果看起来好像是光沿着光组件的长度行进。
发明内容
上述问题的解决方案是通过本文所公开的光组件来提供，光组件包括光波导(light guide)、多个光导管(light pipes)和多个光源。光波导具有在第一端部和相反的第二端部之间沿着纵向轴线延伸的长形的(elongated)本体。光波导包括在第一端部和第二端部之间沿着本体的长度轴向地分布的多个区段。所述区段沿着长度交替设置(alternate)。每个区段具有光接收区域和光发射区域。多个光导管中的每一个在附接端和相反的远端之间延展。光导管沿着光波导的光接收区域布置，并且平行于纵向轴线延伸。多个光源被配置为发射光。每个光源光学联接至相对应的一个光导管的附接端。由每个光源发射的光由附接端处的相对应的光导管接收，并且通过光导管朝向远端传输。光波导的相邻的区段接收来自不同光导管的光，并且通过相对应的光发射区域发射这些光。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式来描述本发明，所述附图中：
图1是根据示例性实施例形成的光组件的透视图。
图2是根据图1的光组件的实施例的连接器的分解透视图。
图3是根据图1的光组件的实施例的光波导的透视图。
图4示出了图1的光组件的实施例的横截面图。
图5示出了图1的光组件的实施例的另一横截面图。
图6示出了图1的光组件的实施例的又一横截面图。
图7示出了图1所示的光组件的可替代实施例的横截面图。
具体实施方式
本文描述的主题的一个或多个实施例提供了具有多个光导管以及光波导的光组件。所述光组件被配置为沿着所限定的路径提供动态光效果。
图1是根据示例性实施例形成的光组件100的透视图。光组件100包括光波导102、多个光导管104和连接器106。光波导102具有长形的本体108，本体108在第一端部112和第二端部114之间沿着纵向轴线110延伸。第二端部114与第一端部112相反。光波导102可以由透光(light transmissive)材料形成。在示例性实施例中，光波导102包括在第一端部112和第二端部114之间沿着本体108的长度轴线地布置的多个区段116。每个区段116具有光接收区域118和光发射区域120。其中一些区段116具有和其他区段116不同的横截面，如本文所描述的。区段116可以沿着长度交替设置，使得相邻的区段116不具有相同的横截面形状。在图1上标识了光波导102的其中一些区段116的代表性样本。
多个光导管104可以是由透光材料形成的管，且被配置为在其中传输光。每个光导管104在附接端122和相反的远端124之间延展。光导管104可以具有大致圆柱形的形状，具有圆形、卵形、椭圆、或诸如此类的横截面。光导管104可以是坚固的(solid)，具有外表面126和内部区域128。
连接器106包括多个光源202(在图2中示出)。每个光源202被配置为产生并发射光。例如，光源202可以是发光二极管(LED)。一个或多个LED可以是三色红绿蓝(RGB)LED，其被配置为发射红光、绿光、蓝光、和/或它们的组合。在示例性实施例中，光源202安装在壳体130内。壳体130限定多个通道132，通道132被配置为在其中接收光导管104的附接端122。光导管104的附接端122可以装载进入壳体130的相对应的通道132，以将光导管104机械联接至壳体130。
在示例性实施例中，当光导管104被固定至壳体130时，壳体130内的每个光源202(在图2中示出)光学联接至其中一个光导管104的附接端122。例如，不同的光源202可以位于壳体130的每个通道132内，或接近壳体130的每个通道132，从而当相对应的光导管104装载进入通道132时，与通道132相关联的光源202光学联接至光导管104的附接端122。如本文所使用的，当从其中一个物体发射的光被另一个物体接收时，两个物体光学联接。如本文所使用的，术语“光学联接(optically coupled)”不需要物体直接物理地或化学地(例如通过胶或其他化学粘合剂)彼此联接，但也不排除这样的机械连接。每个光源202光学联接至相对应的光导管104，使得由光源202发射的光由相对应的光导管104接收。光在附接端122处被接收，并通过内部区域128朝向远端124传输。光借助内反射通过每个光导管104传输。从附接端122在每个光导管104内传输的光被称为在总体上朝向远端124的方向上行进，尽管应认识到的是，光线以各种角度冲击(impinge)到光导管104的边缘上(例如在外表面126和内部区域128之间)，且某些光可能在到达远端124之前从光导管104被发射。
多个光导管104平行于光波导102的纵向轴线110延伸。光导管104设置为接近区段116的光接收区域118。例如，当其中一个光导管104被照亮时(例如，接收由相对应光源202(在图2中示出)产生的光)，至少一些光可以沿着其长度从光导管104被发射，且在一个或多个区段116的光接收区域118处被接收。在光接收区域118处被接收的光可以被引导通过光波导102朝向区段116的光发射区域120。
至少一些到达光发射区域120的光通过光发射区域120从光波导102被发射。这些被发射的光照亮光发射区域120之外的区间136或空间。例如，光发射区域120可以沿着光波导102的底侧134，且通过光发射区域120被发射的光照亮光波导102的底侧134的下方的区间136。可替代地，底侧134可以成角度或取向为使得通过光发射区域120发射的光照亮光波导102的上面或侧面的区间，而不是光波导102的下方的区间。在可替代的实施例中，光发射区域120可以沿着光波导102的不同的侧面，或沿着光波导102的延伸部分，而不是沿着底侧134。每个区间136与光波导102的提供照亮区间136的光的相对应的区段116轴向地对准。被照亮的区间136的尺寸取决于区段116的光发射区域120的尺寸、发射光的照度(例如发光度，在本文中使用以表示功率或亮度的度量)、和/或其它特性。尽管每个区间136与相对应的区段116轴向地对准，但发射光可以通过光发射区域120分散为多个方向，使得相邻区域136中的一些光可以重叠。
在示例性实施例中，光波导102的相邻的区段116接收来自不同的光导管104的光，并通过区段116的相应的光发射区域120从光波导102发射这些光。来自相邻的区段116的发射光照亮相邻的区间136。因此，来自一个光导管、由一个区段116接收并被发射以照亮一个区间136的光可以具有与来自不同的光导管104、由相邻的区段116接收并被发射以照亮相邻的区间136的光不同的特性。这样的不同的特性可以包括不同的颜色(例如波长)、亮度、或光的其他性质。因此，随着由光源202(在图2中示出)产生的光的颜色不同，例如，这些不同颜色的光在被照亮的区间136中示出。
在操作中，光源202(在图2中示出)可以被排序，使得光导管104在不同的时间接受由相对应的光源202产生的光。因此，光波导102的相邻的区段116在不同的时间接收来自相对应的光导管104的光，且从相邻的区段116的光发射区域120发射的光在不同的时间照亮相邻的区间136，产生动态光效果。当区间136(其沿着光波导102的长度轴向地分隔开)在不同的时间被照亮时，产生动态光效果。光源202可以被排序，使得区间136按照一定的顺序被照亮，从而光看起来是平行于纵向轴线110朝向和/或远离光波导102的第二端部114行进。此外，由光源202产生的光的光学特性(例如波长、照度等)可以随时间改变。因此，多个光导管104可以在同一时间接收由相对应的光源202产生的光，但一束或多束光的光学特性可以随时间改变，以当光波导102的相邻的区段116随时间接收和发射不同的光时，提供动态光效果。另外，一个或多个光源202可以被控制为在一段时间内产生光，而无需被排序，从而例如在车辆内提供环境照明。因此，通过控制由光源202发射的光的特性以及定时，光组件100可以提供各种颜色和亮度的动态和/或静态的光效果。
光组件100可以用于各种应用中，例如车辆内部照明、车辆外部照明、商用照明、家用装置、以及诸如此类。可以通过改变光导管104和/或光波导102的长度来使光组件100的长度变化。尽管由光源202(在图2中示出)产生的光的特性可以被修改以产生通过光导管104的更长或更短的路径，但不需要添加或移除光源202，这不同于使用沿着组件的长度的光以产生动态光效果的已知光组件。
图2是根据图1的光组件100的实施例的连接器106的分解透视图。连接器106包括壳体130、壳体130内的光源202、以及向光源202提供电力和/或信号以控制光产生的电力和/或通信导线204。壳体130形成为包括前外壳206和后外壳208(例如盖子)的组件。如图2所示，前外壳206和后外壳208是未组装且分离的，显示出其中的光源202。
光源202操作地(operatively)联接至光引擎210。光引擎210包括与光源202相关联的电子控制机构，例如驱动器。光引擎210控制由光源202产生的光的一个或多个光学特性。例如，光引擎210可以向光源202提供电力，以及调整由光源202产生的光的波长、光通量、和/或偏振。光引擎210可以包括印刷电路板(PCB)212。例如用于光源202的、控制由光源202产生的光的驱动器和/或控制器(未示出)可以嵌入在PCB 212上。导线204可以固定(例如焊接、胶黏、或机械固定)至PCB 212以向光引擎210提供电力和/或控制信号。
在示例性实施例中，连接器106包括三个光源202—第一光源214、第二光源216和第三光源218—尽管在其他实施例中可以使用多于或少于三个光源。每个光源202被配置为独立地产生光。光源202电联接至PCB 212。可选地，光源202安装在PCB 212上。在图示的实施例中，光源202全部安装在光引擎210的相同的PCB 212上，但在其他实施例中，光源202可以安装和/或电联接至不同的PCB和/或可以是不同的光引擎的部分。在可替代的实施例中，光源202可以通孔安装至壳体130，而不是直接安装至PCB 212。
光源202可以是LED。一个或多个光源202可以是发射红光、绿光、蓝光、或它们的组合的RGB LED。例如，三个光源214-218中的每一个可以是RGB LED。光引擎210独立地控制光源214-218以产生可以具有不同的光学特性的三束光，例如波长(如颜色)、照度、以及诸如此类。例如，光引擎210可以控制第一光源214产生红光、第二光源216产生绿光、第三光源218产生蓝光。在另一示例中，光引擎210可以控制三个光源214-218中的每一个以产生不同深浅的单个颜色，例如红色。可选地，一个或多个光源202可以是单色LED，例如发射单色白光的白光LED。在可替代的实施例中，可以采用除了LED之外的光源。
壳体130的前外壳206和后外壳208可以由一种或多种绝缘材料形成，从而为电子部件(例如光源202、PCB 212、以及组装的壳体130内的相关的电路)提供电气绝缘。例如，外壳206、208可以由一种或多种塑料、橡胶状聚合物、陶瓷、玻璃、和/或诸如此类组成。外壳206、208可以可选地由模制工艺形成。当后外壳208组装至前外壳206时，前外壳206和后外壳208被配置为至少部分地围绕光源202。前外壳206包括接收光导管104(在图1中示出)的通道132。通道132通过前外壳206延伸，且被配置为提供从光源202至相对应的光导管104的光程。光源202可以设置在前外壳206内，并与相对应的通道132对准，以提供至相光导管104的线性光程。可选地，透镜222可以设置在光源202和相对应的光导管104之间，在通道132内或邻接通道132。透镜222可以由明光透光的塑料材料形成，例如聚碳酸酯和/或丙烯酸。透镜222被配置为使来自光源202的光线朝向相对应的光导管104的附接端122(在图1中示出)聚集和/或准直(collimate)。可替代地，由光源202产生的光可以被直接发射进入光导管104而无需透镜222。
在组装期间，后外壳208联接至前外壳206的后侧224，以限定壳体130。壳体130至少部分地将光引擎210(包括光源202)围绕在形成于前外壳206和后外壳208之间的凹部226内。可以使用闩锁、粘合剂、过盈配合、和/或通过使凹部226被配置为具有光引擎210周围的紧密公差将光引擎210安装在壳体130内，以使得光引擎210被固定在位。一端连接至光引擎210的导线204从壳体130的开口230突出。导线204的另一端可以端接至插头232，以与装置(未示出)电配合，所述装置可以提供电力和/或控制信号至光引擎210。每个光导管104(在图1中示出)的附接端122(在图1中示出)从前外壳206的前侧228装载进入通道132。光导管104可以通过过盈配合保持在通道132内。可选地，可以使用粘合剂和/或机械闩锁特征将导管104保持在通道132内，以防止光导管104从壳体130无意的脱开联接(uncoupling)。
图3是根据图1的光组件100的实施例的光波导102的透视图。光波导102可以由透光材料组成，例如丙烯酸和/或聚碳酸酯。光波导102的本体108可以是坚固的且清澈的(clear)，或至少半透明的，以允许光在其中传输。光波导102可以由模制工艺形成，例如注射模制。光波导102包括由多个侧面304围绕的内部区域302。可选地，侧面304和内部区域302可以具有相同的成分，且侧面304仅是位于光波导102和外部介质(例如空气)之间的界面处的内部区域302的边缘。在实施例中，光波导102的本体108可以具有延展的大致矩形的形状，具有右侧306、顶侧308、左侧310和底侧134。侧面306、308、310和/或134可以是平坦的、弯曲的和/或成角度的。在可替代的实施例中，本体108可以包括位于侧面134、306、308、310中的一个或多个处的延伸部分。术语“右、顶、左、和底”仅用于描述光波导102的表面如何关联。应当认识到，在使用期间，光组件100(在图1中示出)和/或光波导102可以取向为任何方向，从而底侧134可以例如面朝上。在示例性实施例中，本体108被称为大致矩形，是由于顶侧308沿着光波导102的长度并不平坦，而是具有多个凹陷314，凹陷314提供不均匀的、成角度的表面316。成角度的表面316与光波导102的各个区段116相关联。
区段116包括从光波导102的第二端114来看所标识的右侧区段318、左侧区段320和顶侧区段322。右侧区段318具有大致上沿着光波导102的右侧306的光接收区域118。同样地，左侧区段320具有大致上沿着光波导102的左侧310的光接收区域118，且顶侧区段322具有大致上沿着顶侧308的光接收区域118，这对应于光导管104(在图1中示出)相对于光波导102的位置。可选地，所有的光接收区域118可以沿着相同的侧面设置，例如沿着顶侧308，且区段318、320、322的形状可以设定为接收和/或使来自光导管104的光聚集进入光波导102。在示例性实施例中，尽管不同的区段318-322中的每一个的光接收区域118在光波导102的不同的侧面304上，区段318-322中的每一个的光发射区域120在底侧134上。
多个区段116沿着光波导102的轴向程度交替设置。如图3所示，区段116沿着光波导102的整个长度交替设置，尽管在其他实施例中，区段116可以不限定为沿着光波导102的整个长度(例如，如果光波导102具有弯曲，在端部或角落处)。区段116可以布置为组324。例如，每个组324具有一个右侧区段318、一个左侧区段320和一个顶侧区段322。多个组324可以形成为沿着光波导102的轴向长度彼此邻接。可选地，每个组324可以重复区段116的相同模式(例如在从第一端部至第二端部114的方向上：右侧区段318，随后是顶侧区段322，随后是左侧区段320，如图3所示)，或可以使来自相邻的(多个)组324的模式变化。在可替代的实施例中，光波导102可以具有多于或少于三个所限定的区段318-322。
在示例性实施例中，由顶侧308处的凹陷314所限定的成角度的表面316呈现在右侧区段318处和左侧区段320处，但不在顶侧区段322处。例如，在右侧区段318和左侧区段320两者中，相应的成角度的表面316相对地设置，且成角度地斜向于它们的相应的光接收区域118。例如，在右侧区段318中，光接收区域118可以是平坦于光波导102的右侧306(的例如延伸部分)的表面，且成角度的表面316以与右侧306处的光接收区域118所成的斜角，从光接收区域118的顶部边缘326朝向光波导102的左侧310延伸。该斜角是锐角α。锐角α可以约为45°。可选地，角α可以大于或小于45°。角α可以至少取决于光线冲击到右侧区段318的光接收区域118和/或光波导102内的材料以及周围的介质(例如，空气或水)上的角度，这将影响光的折射性质。成角度的表面316既邻接于光接收区域118也相对于光接收区域118，这是由于右侧区段318的光接收区域118的表面的法线与成角度的表面316相交。
在示例性实施例中，左侧区段320类似于右侧区段318，但是朝向于与右侧区段318的相反的方向。例如，左侧区段320具有(沿着光波导102的左侧310的)光接收区域118和相应的成角度的表面316之间的斜角β，其可以为45°，或可选地大于或小于45°。相应的成角度的表面316既相对于左侧区段320的光接收区域118也邻接于左侧区段320的光接收区域118。然而，顶侧区段322不具有斜向于相应的光接收区域118的成角度的表面316。在沿着顶侧区段322的顶侧308处没有凹陷314。在示例性实施例中，顶侧区段322的光接收区域118可以平行于位于光波导102的底侧134处的光发射区域120延伸。例如，顶侧区段322的光接收区域118可以正交于光波导的右侧306和左侧310。
在示例性实施例中，光波导102具有矩形基部区域328和盖帽区域330。基部区域328包括光波导102的底侧134，且盖帽区域330包括顶侧308，从而盖帽区域330在基部区域328的上面。可选地，基部区域328可以是连续的矩形块，具有沿着光波导102的长度的平坦的侧面，从而在基部区域328中没有凹陷或间隙，然而，在可替代的实施例中，可能是其他形状。然而，盖帽区域330不沿着光波导102的长度连续或平坦，而是包括凹陷314以及区段116的各个成角度的表面316。因此，在实施例中，相邻的区段116的仅有的划分(division)在盖帽区域330处。在其他实施例中，基部区域328可以包括区段特征以在相邻的区段116之间提供划分。可选地，盖帽区域330可以包括接收光导管104(在图1中示出)的凹陷或凹面区域。例如，凹面区域可以具有与光导管104的曲率相类似的曲率，以增加光导管104和光波导102之间的接触的表面面积。
图4示出了图1的光组件100的实施例的横截面图。多个光导管104沿着光波导102设置。光导管104可以由透光材料组成，例如聚丙烯酸和/或聚碳酸酯。光导管104可以是坚固的且清澈的，或至少半透明的，以允许光在其中通过内部区域128传输。光导管104可以由模制工艺形成，例如注射模制，通过挤压工艺，或诸如此类。光导管104可以是大致的圆柱形形状，具有圆形或椭圆形横截面。尽管光导管104在图1中被示出为沿着光组件100的长度呈线性，但在可替代的实施例中，光导管104可以具有至少一个弯曲或弯部。光导管104的材料和形状允许由光源202(在图2中示出)产生的光经由内反射通过光导管104传播。
在示例性实施例中，至少其中一个光导管104包括集成或添加至光导管104的反射表面402，反射表面402将光引导在所限定的方向上，这导致至少一些光从光导管104发射。由于全内反射(total internal reflection)，光沿着光导管104行进。反射表面402以干涉全内反射的方式来反射和/或散射光，由此导致光在到达光导管104的远端124(在图1中示出)之前被发射。例如，反射表面402可以被配置为将光引导在横向于导管轴线420的方向上，从而光从光导管104朝向光波导102被发射。
反射表面402可以是外部突起404(例如，珠状部)内的一个或多个表面，外部突起404从管状光导管104径向地突出，并沿着光导管104的长度轴向地延伸。外部突起404可以与光导管104共挤(coextruded)或共模(co-molded)，从而突起404与光导管104是一体的。整个突起404可以是反射的，或者突起404可以仅具有一个或多个反射表面402，反射表面402将光引导朝向光导管104的内部128(例如，相反于外部突起404)。光可以总体上沿着突起404的突出轴线406被引导，且沿着突出轴线406的至少一些光可以通过光导管104的表面126折射，且从光导管104被发射。外部突起404还可以用于使光导管104与连接器106(在图1中示出)对准和/或联接。可选地，反射表面402可以是将光反射为朝向光导管104的反射元件或涂层。反射元件可以包覆模制在外部突起404上，或形成在外部突起404内或接近外部突起404，例如通过共挤反射元件和光导管104。在可替代的实施例中，一个或多个光导管104可以包括在光导管104内或光导管104上的反射元件，而不具有外部突起404。
在示例性实施例中，光组件100包括三个光导管104—第一光导管408、第二光导管410和第三光导管412。第一光导管408沿着光波导102的右侧306安装。第二光导管410沿着光波导102的顶侧308安装。第三光导管412沿着光波导102的左侧310安装。在实施例中，光导管408-412是非共面的。第一光导管408和第三光导管412可以安装为比顶侧308处的第二光导管410更接近底侧134。可以使用粘合剂(例如胶)或机械紧固件将光导管408-412直接安装至光波导102。可替代地，光导管408-412可以通过盖子或壳体(未示出)间接安装至光波导102，所述盖子或壳体保持光导管408-412接触或接近光波导102。光导管408-412可以安装在盖帽区域330处，使得第一光导管408邻接右侧区段318的光接收区域118、第二光导管410邻接顶侧区段322的光接收区域118、且第三光导管邻接左侧区段320的光接收区域118。因此，从第一光导管408发射的光在右侧区段318的光接收区域118处被接收。此外，从第二光导管410和第三光导管412发射的光分别由相对应的顶侧区段322和左侧区段320接收。
现在转至图4所示的右侧区段318的梯形横截面，通过第一光导管408传输的至少一些光线414可以被反射表面402引导在横向于光导管408的长度的方向上朝向右侧区段318的光接收区域118。光线414可以由光导管408发射且在光接收区域118处被接收。例如，光线414的入射角可以小于光导管408的表面126处和光波导102的右侧306处的临界角，使得光线414通过两个界面折射并进入光波导102的内部区域302。临界角是从表面边界的法线测得的入射的角度，高于临界角时会发生内反射。通常，高于临界角的入射角将内部地反射，而小于临界角的入射角将通过表面边界折射。
内部区域302以内的至少一些光线414可以冲击在右侧区段318的成角度的表面316上。由于表面316的斜角α(在图3中示出)，光线414的入射角可以大于表面316处的临界角，因此光线414可以内部地反射而不是外部地折射。成角度的表面316可以引导光线414朝向光波导102的底侧134处的光发射区域120。冲击底侧134的至少一些光线414可以具有小于临界角的入射角，因此光线414通过底侧134折射并从光发射区域120被发射。发射的光线414可以照亮右侧区段318下方的区间136。
在示例性实施例中，从第二光导管410和第三光导管412分别发射的、在朝向光波导102的方向的上至少一些光线416、418可以冲击在右侧区段318的成角度的表面316上而非光接收区域118。至少一些光线416、418可以具有大于成角度的表面316处的临界角的入射角，因此光线416、418外部地反射而不进入右侧区段318。因此，通过右侧区段318的光发射区域120发射的光基本上仅是从第一光导管408发射的光。第一光导管408可以光学联接至第一光源214(在图2中示出)。因此，在第一光源214处产生的光基本上是照亮右侧区段318下方的区间136的光。由于在示例性实施例中的光波导102包括沿着所限定的长度的多个右侧区段318，来自第一光源214的光可以照亮与右侧区段318相关联的每个区间136，而分别由第二光源216和第三光源218(在图2中示出)产生并分别由第二光导管410和第三光导管412传输的光几乎不出现在这些被照亮的区域136中。
可选地，一个或多个光导管104可以包括沿着光导管104的长度的各个轴向部分的反射层(未示出)，以防止光在不需要的位置处被发射。例如，第二光导管410和/或第三光导管412可以在光导管410、412的与右侧区段318对准的部分处包括这样的反射层。如上文所述，来自这些光导管410、412并冲击在右侧区段318的成角度的表面316上的光大部分向外地反射而不用于照亮区间136，因此这些光被损失。反射层可以将被引导朝向光波导102的光线向后反射朝向光导管410、412的内部，以防止光线在该轴向位置处被发射。光被保存在光导管410、412内，而没有被损失。光线可以在没有反射层的多个远端位置处被发射，例如接近顶侧区段322或左侧区段320，在这些位置光可以被光波导102接收。
图5示出了图1的光组件100的实施例的另一横截面图。图5中的横截面通过光波导102的顶侧区段322延伸。在示例性实施例中，顶侧区段322具有矩形横截面，使得光接收区域118平行于光发射区域120。光接收区域118接收由第二光导管410朝向光波导102发射的光线502。光线502具有小于光接收区域118处的临界角的入射角，因此光线502折射并被接收在顶侧区段322的内部区域302中。至少一些光线502被引导通过光波导102至光发射区域120，光线502通过光发射区域120折射并从光波导102被发射以照亮相对应的区间136。在示例性实施例中，第二光导管410光学联接至第二光源216(在图2中示出)，使得由第二光源216产生的光照亮与顶侧区段322相关联的区间136。
顶侧区段322可以不同于图4中所描述的右侧区段318，这是因为由其他光导管408、412发射，分别冲击在右侧306和左侧310上的至少一些光可以通过侧面306、310折射并进入顶侧区段322的内部区域302，而不在侧面306、310的表面处外部地反射。例如，来自第一光导管408的光线504可以通过内部区域302折射并通过光波导102的左侧310被发射，且来自第三光导管412的光线506可以通过内部区域302折射并通过光波导102的右侧306被发射。因此，尽管光线504、506可以不被外部地反射，但至少大部分的光线504、506没有被引导朝向光发射区域120。因此，由第一光源214和第三光源218(在图2中示出)所产生并由第一光导管402和第三光导管412传输的至少大部分的光几乎不出现在顶侧区段322下方的区间136中。可选地，第一光导管408和/或第三光导管412可以包括沿着接近顶侧区段322的轴向部分的反射层，以防止由第一光源214和/或第三光源218产生的光被外部地损失。
图6示出了图1的光组件100的实施例的另外的横截面图。图6中的横截面通过光波导102的左侧区段320延伸。在示例性实施例中，左侧区段320具有梯形横截面，类似于右侧区段318(在图4中示出)，使得光接收区域118横向于光发射区域120。光接收区域118接收由第三光导管412朝向光波导102发射的光线602。光线602通过折射进入光接收区域118，且通过成角度的表面316朝向光发射区域120内部地反射。光602通过光发射区域120发射并照亮左侧区段320下方的区间136。第三光导管412可以光学联接至第三光源218(在图2中示出)，因此照亮区间136的光线602由第三光源218产生。类似于右侧区段318，由其他光导管发射的至少大部分的光从外部冲击在成角度的表面上，并外部地反射远离光波导102，而不被接收在内部区域302内。可选地，第一光导管408和/或第二光导管410可以包括沿着与左侧区段320轴向地对准的部分的反射层，以防止光由于这些轴向位置处的外部反射而被发射和损失。
现在参考图4-6，光组件100可以被配置为使得与右侧区段318对准的区间136主要通过由第一光源214(在图2中示出)产生并由第一光导管408传输的光照亮。与顶侧区段322对准的区间136主要通过由第二光源216(在图2中示出)产生并由第二光导管410传输的光照亮。与左侧区段320对准的区间136主要通过由第三光源218(在图2中示出)产生并由第三光导管412传输的光照亮。光源214-218可以被控制以产生不同的光(例如不同的颜色、发光度、或其他光性质)和/或在不同的时间(例如按照序列)产生光。例如，通过控制光源214-218中的每一个产生彼此不同的光并排序这些光的产生，光组件100可以产生动态光效果，在不同的时间以不同颜色的光(或相同颜色的不同明暗度)沿着光组件的长度照亮区间136。光组件100可以被控制以产生多种不同的照明效果，同时仅需要三个光源214-218而不是沿着长度的多个光源。在可替代的实施例中，光组件100可以被调整(通过变更光波导102、光导管104的数量、和/或光源202(在图2中示出)的数量)以提供多个或少于三个区段318-322以及相关联的被照亮的区间136，从而提供不同的动态照明效果。
图7示出了图1所示的光组件100的可替代实施例的横截面图。图7所示的光组件700可以类似于光组件100，除了光波导702的形状。光波导702包括延伸部分704，延伸部分704从光波导702的右侧306突出距离D1。光波导702的光发射区域120可以设置为沿着延伸部分704的右侧706，而不是沿着光波导102的底侧134(在图1中示出)。
图7示出了光波导702的右侧区段318的横截面图。当第一光导管408被照亮时，至少一些光线708可以通过光接收区域118被接收并通过成角度的表面316内部地反射，类似于图4所示的光线414的路径。然而，作为如图4所示的通过底侧134处的光发射区域120折射并照亮底侧134下方的区域136的替代，光线708可以通过第二成角度的表面710引导在不同的方向上。第二成角度的表面710使至少一些光线708内部地反射进入延伸部分704朝向其右侧706处的光发射区域120。至少一些光线708可以从光发射区域120被发射，使得光照亮光波导702右侧的区域712。在左侧320(在图6中示出)和顶侧区域322(在图5中示出)的相对应的光接收区域118处被接收的光可以由第二成角度的表面710引导通过光波导702，使得光同样地发射通过延伸部分704的右侧706处的相对应的光发射区域120。因此，通过排序光源202(在图2中示出)，可以提供动态光效果至光波导702的右侧。
可替代地，光波导702可以具有一个或多个弯曲的表面(未示出)，作为第一成角度的表面316和第二成角度的表面710的替代或附加。光线708可以沿着弯曲的表面朝向光发射区域120内部地反射。例如，光波导702可以具有弯曲的“J”形而不是成角度的“L”形。图7图示了一个示例，该示例是关于可以如何定型本文所述的光组件的光波导，以通过内部反射将光引导在所选择的方向、路径长度、以及诸如此类，同时将区段维持为允许动态光效果在所述区段的光发射区域的外部。
应当理解的是，上面的描述旨在说明，而不是限制。例如，上述实施例(和/或其方面)可彼此结合使用。此外，可以做出许多修改以使特定的情况或材料适合本发明的教导，而不偏离其范围。各种部件的尺寸、材料类型、取向，以及本文描述的各种部件的数量和位置旨在限定某些实施例的参数，而绝不是限制性的，且仅仅是示例性实施例。本领域技术人员在阅读以上描述后，在权利要求的精神和范围内的许多其他实施例和修改将是显而易见的。因此，本发明的范围应当参照所附的权利要求以及这些权利要求等效物的全部范围来确定。

Claims (9)

1.一种光组件(100)，包括：
光波导(102)，具有长形的本体(108)，所述本体在第一端部(112)和相反的第二端部(114)之间沿着纵向轴线(110)延伸，所述光波导包括在所述第一端部和所述第二端部之间沿着所述本体的长度轴向地布置的多个区段(116)，所述区段沿着所述长度交替设置，每个区段具有光接收区域(118)和光发射区域(120)，所述光波导被配置成通过多个区段的光接收区域将光接收到光波导中，并且配置为通过多个区段的光发射区域从光波导发射光，所述光波导的本体包括顶侧(308)、底侧(134)、左侧(310)和右侧(306)，所述多个区段包括右侧区段(318)、左侧区段(320)和顶侧区段(322)，沿着所述右侧限定右侧区段的光接收区域，沿着所述左侧限定左侧区段的光接收区域，并且沿着所述顶侧限定顶侧区段的光接收区域，沿着所述底侧限定所述多个区段的光发射区域；
多个光导管(104)，每个光导管在附接端(122)和相反的远端(124)之间延展，所述光导管沿着所述光波导的光接收区域设置、并且平行于所述纵向轴线延伸；以及
多个光源(202)，被配置为发射光，每个光源光学联接至相对应的一个光导管的附接端，由每个光源发射的光由所述附接端处的相对应的光导管接收，并且通过所述光导管朝向所述远端传输；
其中，所述光波导的相邻的区段接收来自不同光导管的光，并且通过相对应的光发射区域从所述光波导发射这些光。
2.如权利要求1所述的光组件(100)，其中所述多个区段(116)布置为组(324)，每个组具有其中一个所述右侧区段(318)、其中一个所述左侧区段(320)和其中一个所述顶侧区段(322)。
3.如权利要求1所述的光组件(100)，其中所述右侧区段(318)具有与其光接收区域(118)相对、且成角度地斜向于其光接收区域(118)的成角度的表面(316)，并且所述左侧区段(320)具有与其光接收区域相对、且成角度地斜向于其光接收区域的成角度的表面，所述成角度的表面引导光朝向相对应的光发射区域(120)。
4.如权利要求1所述的光组件(100)，其中通过相邻的区段(116)的光发射区域(120)发射的光将区间(136)照亮，所述区间在所述光发射区域之外、并且与相对应的区段轴向地对准。
5.如权利要求1所述的光组件(100)，其中所述光导管(104)包括非共面的第一光导管、第二光导管和第三光导管(408，410，412)，所述第一光导管沿着所述光波导(102)的右侧(306)安装，所述第二光导管沿着所述光波导的顶侧(308)安装，并且所述第三光导管沿着所述光波导的左侧(310)安装。
6.如权利要求1所述的光组件(100)，其中所述光导管(104)中的至少一个包括反射表面(402)，所述反射表面被配置为沿着横向于导管轴线的方向而引导光，使得所述光从所述光导管朝向所述光波导(102)发射。
7.如权利要求1所述的光组件(100)，其中所述光源(202)安装在壳体(130)中，所述壳体限定多个通道(132)，所述多个通道被配置为在其中接收所述光导管(104)的附接端(122)，从而将所述光导管联接至所述壳体。
8.如权利要求1所述的光组件(100)，其中所述光源(202)是发光二极管(LED)。
9.如权利要求1所述的光组件(100)，其中所述光源(202)可以被排序，使得所述光导管(104)在不同的时间接收由相对应的光源产生的光，并且所述光波导(102)的相邻的区段(116)在不同的时间接收来自相对应的光导管的光，从而产生动态光效果。
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