CN106594619A - 光导装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光导装置，其提高背光照明的效率并产生更均匀照明的图像。光导装置包括第一光导部件和第二光导部件，该第一光导部件引导从光源发出的光，该第二光导部件设置成与第一光导部件的表面接触以引导通过第一光导部件入射的入射光。第一光学反射部件设置在第一光导部件的表面上，以将入射光反射到第一光导部件的毗邻表面。第二光学反射部件设置在毗邻第一光导部件的第二光导部件的表面上，以反射通过第一光学反射部件的入射光到第一光导部件。

Description

光导装置

技术领域

本公开涉及一种光导装置，并且更具体地涉及一种通过逆反射原理将入射光的一部分循环以生成背光，从而提高背光的效率并提高图像的均匀照明的光导装置。

背景技术

通常，在诸如弱光状况诸如夜晚期间，车辆头灯照亮车辆的前方区域以保证车辆的安全运行。车辆头灯发出具有足够照明度的光以使驾驶员能够察觉到位于车辆前方的障碍物。通常，头灯包括透镜、壳体和灯圈。最近，在现有技术中的车辆头灯可以进一步包括安装在灯圈的前缘部分内以生成背光的光导装置。

图1是示意性地示出传统光导装置的示例性视图。如图1所示，传统光导装置包括配置成发光的光源1、配置成引导从光源1发出的光的光导部件2，以及光学反射部件3，该光学反射部件3设置在光导部件2的第一表面处以将从光源1入射到光导部件2中的光反射到光导部件2的毗邻表面。

在传统的光导装置中，从光源1发出的光通过光导部件2的第一端部被入射到光导部件2中，且由光学反射单元3反射到光导部件2的毗邻表面。最终光到达光导部件2的第二端部(例如，相对端部)。入射光在光导部件2的纵向方向上通过第一端部传播到光导部件2中，并在光导部件2的纵向方向上传播到第二端部，反射到光导部件2的毗邻表面的光提供背光。然而，上述传统的光导装置反射从光学反射部件3入射到光导部件2中的光的一部分并提供背光。然而，剩余的光穿过光学反射部件3并且不用于背光，并从而降低背光的效率。

在本节中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，并因此其可能包含没有形成在该国对本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种通过逆反射原理将不用于生成背光的所入射的入射光的一部分循环的光导装置。因此，可以提高图像的照明效率和照明均匀性。

在一个方面，光导装置可以包括被配置成引导从光源发出的光的第一光导部件，和设置成与第一光导部件的表面接触的第二光导部件。第二光导部件可以配置成引导入射光通过第一光导部件，且第一光学反射部件可以设置在可以与第二光导部件接触的第一光导部件的第一表面上。第一光学反射部件可以反射入射光到第一光导部件的毗邻表面。第二光学反射部件可以设置在毗邻第一光导部件的第二光导部件的第一表面上，且第二光学反射部件可以通过第一光学反射部件反射入射光到第一光导部件。

在示例性实施例中，第二光学反射部件可以包括配置成将入射光反射到第一光学反射部件的一次反射部件，和包围一次反射部件的二次反射部件。二次反射部件可以配置成在穿透一次反射部件之后反射入射光到第一光学反射部件。在另一示例性实施例中，一次反射部件可以形成为具有剖面为带有圆形光学结构的球形。

进一步地，二次反射部件可以形成为具有剖面为带有四边形光学结构的四棱柱形。二次反射部件可以具有露出一次反射部件的左上部或右上部的开口部，以使得入射光可以通过一次反射部件的露出部分反射到一次反射部件中和从一次反射部件反射。

在另一示例性实施例中，二次反射部件可以具有从其端面延伸的下突出部。该端面可以毗邻开口部且可以包围一次反射部件的下端部。下突出部可以配置成在穿透一次反射部件之后将入射光反射到其中，并可以具有剖面为带有四边形光学结构的四棱柱形。

在进一步的示例性实施例中，二次反射部件可以具有从其侧表面延伸的侧突出部。该侧表面可以毗邻开口部并可以包围一次反射部件的左侧部和右侧部中的一个，且侧突出部可以配置成在穿透一次反射部件之后将入射光到反射其中，并可以具有剖面为带有四边形光学结构的四棱柱形。

另外，光源可以配置成在第一光导部件的纵向方向上发出入射光通过第一端部进入第一光导部件中。第一光导部件和第二光导部件可以是非球面透镜。

附图说明

本发明的上述和其他特征将在结合附图考虑时从下面详细描述中变得显而易见，其中：

图1是示出根据现有技术的传统光导装置的示例性示意图；

图2是示出根据本发明的示例性实施例的光导装置的示例性示意图；

图3A-图3D是示出根据本发明的示例性实施例的光导装置的第二光学反射部件中的入射光和反射光的移动和反射的路线和方向的示例性视图；以及

图4是示出在根据本发明的示例性实施例的光导装置中光的移动和反射的路线和方向的示例性视图。

具体实施方式

在下文中将详细参考本发明的各种示例性实施例，本发明的例子被参考为下面详细描述的示例性实施例并在附图中示例。虽然本发明将结合示例性实施例被描述，但应该理解本描述不意图将本发明局限于那些示例性实施例。相反地，本发明意图不仅包括示例性实施例，还包括被包含在由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的各种改变、修改、等效物和其他实施例。

在本文中使用的术语仅用于描述特别实施例并且不意图限制本发明。如在本文中使用，单数形式“一个”、“一只”和“该”意图同样包括复数形式，除上下文以其他方式明确表明之外。进一步理解在本说明书中使用时的术语“包括”和/或“正在包括”指定已陈述特征、整体、步骤、操作、要素和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、要素、部件和/或其集合的存在或例外。如在本文中使用，术语“和/或”包括相关联的列出条目中的一个或多个的任何与全部组合。例如，为了使本发明的描述清楚，无关的部分没有被示出且为了清楚起见放大了层和区域的厚度。进一步地，当陈述一个层是“在”另一个层或基板上时，该层可以直接位于另一个层或基板上或第三层可以被设置在它们之间。

应理解术语“交通工具”或“交通工具的”或如在本文中使用的其他类似术语一般包括机动交通工具，诸如包括运动型多用途汽车(SUV)的乘用车、公共汽车、卡车、各种商业交通工具、包括各种船只和船舶的水上交通工具、飞行器，等等，并包括混合动力交通工具、电动交通工具、插入式混合动力电动交通工具、氢动力交通工具，以及其他代用燃料交通工具(例如，得自除石油之外的资源的燃料)。如在本文中提到，混合动力交通工具是具有两个或更多个动力源的交通工具，例如汽油动力和电动力的交通工具。

如图2所示，根据本发明的示例性实施例的光导装置可以配置成通过将入射到光导装置中的光在光导装置的纵向方向上反射通过其左端部和右端部以生成背光。光导装置可以包括配置成发光的光源10，和配置成引导从光源10入射到其中的光的第一光导部件20和第二光导部件30。光源10可以设置成毗邻第一光导部件20的第一端部，且入射光可以配置成通过第一光导部件20的第一端部从光源10发出进入第一光导部件20中。光源10可以实施为点发光元件诸如LED。

第一光导部件20可以被配置成用来引导来自光源10的入射光穿过第一光导部件20。第一光导部件20可以形成为在预定方向上纵向延伸。第一光导部件20可以实施为可包括光透射特性和光反射特性的非球面透镜。第二光导部件30可以与第一光导部件20的第一表面接触，并可以配置成用来引导通过第一光导部件20的入射光穿过第二光导部件30。第二光导部件30可以形成为在与第一光导部件20大体相似的方向上纵向延伸，并可以实施为可包括光透射特性和光反射特性的非球面透镜。

多个第一光学反射部件22可以设置在可毗邻第二光导部件30的第一光导部件20的底部表面上，以有效地反射光。第一光学反射部件22可以配置成将从光源10进入第一光导部件20中的入射光反射到第一光导部件20的第二表面(例如，毗邻、相对表面或顶部表面)。第一光学反射部件22可以在第一光导部件20的第一表面上被连续地布置并可以彼此连接。

例如，第一光学反射部件22可以形成为向内凹到第一光导部件20中(例如，具有凹陷结构)，或从第一光导部件20向外突出(例如，具有突出结构)。根据为反射来自第一光导部件20的一个表面的光而设定的条件，第一光学反射部件22可以设计成包括各种形状。

图2是示出可以设置在第一光导部件20的第一表面上的第一光学反射部件22的示例性示意图，且第一光学反射部件22的结构、形状、位置和间隔不局限于此。第二光学反射部件32的结构、形状、位置和间隔可以设置在第二光导部件30内，这将在下面进行描述。多个第二光学反射部件32可以设置在第二光导部件30的第一表面(例如，底部表面)上，其中第二光导部件30被安置成毗邻第一光导部件20的第一表面(例如，底部表面)，以将通过第一光导部件20的光循环。

第二光学反射部件32可以配置成将通过第一光导部件20的外来光反射并返回。换句话说，入射光可以穿透第一光学反射部件22并可以配置成从第一光导部件20辐射到第一光导部件20和第一光学反射部件22。第二光学反射部件32可以在第二光导部件30的第一表面(例如，底部表面)上被连续地布置并彼此连接。

第二光学反射部件32可以设置在毗邻第一光导部件20的位置处。入射光在穿过(例如，穿透)第一光学反射部件22后进入第二光导部件30中，并可以经由第二光导部件30的内部到达第二光学反射部件32。进一步地，第二光学反射部件32可以使用其光学结构将光逆反射并返回到第一光导部件20。因此，可以增加可用于在第一光导部件20上面背光照明的光的量，且可以产生更清晰的背光图像(例如，光导图像)。

图2示出第二光学反射部件32的具体的剖面结构。如图2所示，第二光学反射部件32中的每个可以包括被配置成将入射光反射到第一光导部件20和第一光学反射部件22的一次反射部件34。二次反射部件36可以包围一次反射部件34，以在入射光穿过一次反射部件34之后将入射光反射到第一光学反射部件22。一次反射部件34可以被形成为具有剖面为带有大体圆形的光学结构的球形。除了在入射光穿过第一光学反射部件22之后接受入射光并使用内部折射特性将入射光反射的区域之外，一次反射部件34的一部分可以由二次反射部件36包围。换句话说，包围二次反射部件36的一次反射部件34的区域可以不接受光。然而，可以不包围二次反射部件36的一次反射部件34的区域接受光。

二次反射部件36可以形成为具有剖面为带有四边形光学结构的四棱柱形。二次反射部件36可以包括开口部，通过该开口部可以露出一次反射部件34的左上部或右上部。具体地，入射光可以被反射到一次反射部件34中并通过其露出部分从一次反射部件34反射。换句话说，二次反射部件36可以包括包围并容纳一次反射部件34的球形内部空间，和形成在二次反射部件36的左上部或右上部处以露出一次反射部件34的一部分的开口部38。

在一些示例性实施例中，开口部38可以形成在二次反射部件36的顶部表面和左侧表面彼此毗邻(例如，彼此耦合)的区域中。二次反射部件36进一步具有可以从其第一表面(例如，底部表面)突出的下突出部36a，和可以从其右侧表面突出的侧突出部36b。换句话说，下突出部36a和侧突出部36b可以设置成毗邻开口部38。下突出部36a和侧突出部36b可以包括剖面为带有四边形光学结构的四棱柱形。

更具体地描述，为在入射光穿过一次反射部件34之后将入射光反射到二次反射部件36中，下突出部36a可以从毗邻开口部38的位置突出。具体地，下突出部36a可以从包围一次反射部件34的下端部的二次反射部件36的第一端面(例如，底部表面)突出。侧突出部36b可以从毗邻开口部38的位置突出，具体地，从包围一次反射部件34的左侧部或右侧部的二次反射部件36的第一侧表面(例如，右侧表面)突出。

此外，方向可以指示二次反射部件36的表面。换句话说，基于图3定义顶部表面、底部表面、左侧表面和右侧表面，但下突出部36a和侧突出部36b的位置不局限于所定义的方向。每个均具有一次反射部件34和二次反射部件36的第二光学反射部件32可以由具有光透射特性和光反射特性的玻璃材料形成，且在一些示例性实施例中可以由具有优异的光透射特性和光反射特性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。第一光导部件20、第二光导部件30和第一光学反射部件22也可以由PMMA形成。

如图3A所示，入射到第二光学反射部件32中的光可以被入射到一次反射部件34中。入射光可以被逆反射到第一光学反射部件22，以提供可以从一次反射部件34和二次反射部件36毗邻的区域被反射并被折射的光，并且该入射光返回。如图3A、图3B和图3C所示，入射光可以在没有由一次反射部件34逆反射的情况下进入一次反射部件34中，且可以由二次反射部件36反射，且可以返回到第一光学反射部件22。到达二次反射部件36的光可以由二次反射部件36的四边形光学结构反射，或可以由下突出部36a和/或侧突出部36b的四边形光学结构反射，该下突出部36a和/或侧突出部36b从二次反射部件36的表面突出，从而光返回到第一光导部件20和第二光导部件30。

在下文中，将参考图4更加详细地说明在如上构成的光导装置中的光移动和反射过程。如图4所示，入射光可以从光源10发出通过第一光导部件20的第一端部进入第一光导部件20中。进入第一光学反射部件22中的入射光的一部分可以被反射并可以被配置成移动到第一光导部件20的第二表面(例如，相对表面或顶部表面)，且剩余的入射光可以穿透第一光学反射部件22并进入第二光导部件30中。

光的一部分可以移动到第一光导部件20的第二表面(例如，相对表面或顶部表面)并可以被辐射(例如，被释放)出第一光导部件20，并可以形成照明图像(例如，光导图像)，且剩余的光可以被反射到第一光导部件20中。因此，反射到第一光导部件20中的入射光可以在第一光导部件20中大体上以锯齿波的形状被透射，且可以在第一光导部件20的纵向方向上移动。

入射光可以进入第二光导部件30中并可以到达第二光学反射部件32。入射光可以由第二光学反射部件32的球面光学结构(例如，一次反射部件)和四边形光学结构(例如，二次反射部件)所反射，并可以返回到第一光学反射部件22。返回到第一光学反射部件22的光可以循序穿透第一光学反射部件22和第一光导部件20，并可以通过第一光导部件20的第二表面(例如，相对表面或顶部表面)被释放到外面。

此外，可以被逆反射到第一光学反射部件22，且可以经由第一光学反射部件22被释放出第一光导部件20的光可以被配置成在与由第一光学反射部件22反射并向外释放的光(例如，仅在第一光导部件20中移动并不被入射到第二光导部件30中的光)不同的方向上移动，并到达由第一光学反射部件22反射的相对最小量的光可以被辐射到的区域。因此，在第一光导部件20上可以产生更清晰和更均匀的背光图像。

例如，由第二光学反射部件32逆反射的光可以经由第一光学反射部件22在第一光导部件20上被向外释放。在第一光导部件20中由第一光学反射部件22反射的光可以在第一光导部件20上被向外释放，并可以在不同方向上彼此交叉并传播。换句话说，第二光学反射部件32的开口部38的位置与一次反射部件34和二次反射部件36的光学结构可以产生交叉方向传播。

具体地，由于第二光学反射部件32的开口部38可以具有一次反射部件34的球面光学结构，且二次反射部件36的四边形光学结构可以被形成在第二光学反射部件32的左上部或右上部处，因此入射光可以被反射到一次反射部件34和/或二次反射部件36中，并可以经由开口部38传播到第二光学反射部件32外。因此，由第二光学反射部件32反射的大量光可以在与由第一光学反射部件22反射的光的传播方向交叉的对角线方向上传播。

本发明的上述光导装置可以提高背光照明的效率并可以产生均匀照明的图像。例如，在仅具有第一光导部件和第一光学反射部件的传统光导装置中不用于背光照明的光可以被循环。如从上述描述中显而易见，本发明提供一种光导装置，其使用逆反射原理将在传统光导装置中不用于背光照明的光循环。因此，可以产生比包括具有相同规格的光源(例如，LED)的传统光导装置更清楚的照明图像(例如，光导图像)。

进一步地，虽然在示例性光导装置中使用了较少的光源，但可以生成具有和使用传统光导装置生成的照明图像相同质量的照明图像，这减少了制造成本。此外，使用逆反射原理，本发明的光导装置可以在与传统光导装置中入射到光导部件中的光被反射的方向交叉的方向上产生光反射，从而创造更均匀照明的图像。

已经参考目前认为是示例性实施例的实施例详细地描述了本发明，应该理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。相反地，本发明意图覆盖没有脱离本发明的原理和精神的各种修改和等效布置，，本发明的范围由所附权利要求和它们的等效形式限定。

Claims (9)

1.一种光导装置，包括：

第一光导部件，其被配置成引导从光源发出的光；

第二光导部件，其设置成与所述第一光导部件的表面接触，所述第二光导部件被配置成引导通过所述第一光导部件的入射光；

第一光学反射部件，其设置在与所述第二光导部件接触的所述第一光导部件的表面上，所述第一光学反射部件被配置成将入射光反射到所述第一光导部件的毗邻表面；以及

第二光学反射部件，其设置在毗邻所述第一光导部件的所述第二光导部件的表面上，所述第二光学反射部件被配置成反射通过所述第一光学反射部件的反射光到所述第一光导部件。

2.根据权利要求1所述的光导装置，其中，所述第二光学反射部件包括被配置成将入射光反射到所述第一光学反射部件的一次反射部件，和包围所述一次反射部件的二次反射部件，所述二次反射部件被配置成反射穿过所述一次反射部件的入射光到所述第一光学反射部件。

3.根据权利要求2所述的光导装置，其中，所述一次反射部件被形成为具有剖面为具有圆形光学结构的球形。

4.根据权利要求2所述的光导装置，其中，所述二次反射部件被形成为具有剖面为具有四边形光学结构的四棱柱形。

5.根据权利要求2所述的光导装置，其中，所述二次反射部件具有开口部以露出所述一次反射部件的左上部或右上部，从而通过所述一次反射部件的露出部分提供入射光进入所述一次反射部件中，并从所述一次反射部件反射入射光。

6.根据权利要求2所述的光导装置，其中，所述二次反射部件具有从其端面延伸的下突出部，所述端面被设置成毗邻开口部并包围所述一次反射部件的下端部，且所述下突出部被配置成反射穿过所述一次反射部件的入射光，并所述下突出部具有剖面为带有四边形光学结构的四棱柱形。

7.根据权利要求2所述的光导装置，其中，所述二次反射部件具有从侧表面延伸的侧突出部，所述侧表面被设置成毗邻开口部且包围所述一次反射部件的左侧部和右侧部中的一个，且所述侧突出部反射穿过所述一次反射部件的入射光，并所述侧突出部具有剖面为带有四边形光学结构的四棱柱形。

8.根据权利要求1所述的光导装置，其中，所述光源在所述第一光导部件的纵向方向上发出的入射光通过第一端部进入所述第一光导部件中。

9.根据权利要求1所述的光导装置，其中，所述第一光导部件和所述第二光导部件是非球面透镜。