CN107071631B - 一种led光均匀导光结构及智能音箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED光均匀导光结构及智能音箱，其中该导光结构包括导光组合件、导光件和多个侧发光LED；导光组合件包括由下至上布置的第一反光层、导光层、第二反光层和遮光层；第一反光层上均匀间隔开设有多个第一避让孔，导光层上均匀间隔开设有多个第二避让孔，第二反光层上均匀间隔开设有多个第三避让孔；第一避让孔、第二避让孔和第三避让孔和遮光层形成容纳侧发光LED的腔室；第一反光层的上表面为反光面而下表面为不透光面；导光层的上表面布设有刻痕；第二反光层的下表面为反光面而上表面为不透光面；遮光层的下表面为反光面而上表面为不透光面。实现LED光导光均匀的同时，不额外增加智能音箱的尺寸。

Description

一种LED光均匀导光结构及智能音箱

技术领域

本发明属于智能音箱导光技术领域，具体涉及一种LED光均匀导光结构及智能音箱。

背景技术

随着用户对生活品质的要求和智能化技术的发展，智能家电产品（例如智能音箱）正迅速走进日常生活中。智能音箱的其中一个亮点在于灯光，其由音箱内部设置的LED组件发出，并且可随音乐律动闪烁，使得用户在享受音乐的同时，也带来了更多的乐趣。现有技术中的智能音箱中的灯光由LED组件发出后，传导至长条形或圆环形导光件，由导光件向外散射光，由于导光板在传输光的过程中会有部分损耗，造成在LED灯附近的位置亮度比较大，而相邻LED灯之间的位置比较暗。针对这一问题，现有技术中设计了用于反光的结构件，但是这些结构件需要占用较大空间，增加了音箱产品的体积，使得该产品笨重且不便于携带。因此，需要在满足小型化、紧凑化的智能音箱的基础上，提高智能音箱的导光效果。

发明内容

本发明提供一种LED光均匀导光结构及智能音箱的目的在于，实现LED光导光均匀，使得LED光发光一致、美观；且该结构简单，导光组合件中各层厚度小，不额外增加智能音箱的尺寸，降低投入成本。

为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：

一种LED光均匀导光结构，其特征在于，包括导光组合件、接收由所述导光组合件发射的光且周向发射均匀光的导光件和多个侧发光LED；所述导光组合件包括由下至上布置的第一反光层、导光层、第二反光层和遮光层；所述第一反光层上均匀间隔开设有多个第一避让孔，所述导光层上均匀间隔开设有多个第二避让孔，所述第二反光层上均匀间隔开设有多个第三避让孔；所述第一避让孔、第二避让孔和第三避让孔和遮光层形成容纳侧发光LED的腔室；所述第一反光层的上表面为反光面而下表面为不透光面；所述导光层的上表面布设有刻痕；所述第二反光层的下表面为反光面而上表面为不透光面；所述遮光层的下表面为反光面而上表面为不透光面。

进一步地，所述第一反光层、导光层、第二反光层和遮光层的形状均为环形。

进一步地，所述第一反光层、导光层和第二反光层的形状均为环形；所述遮光层的数量与所述第三避让孔的数量相同，且用于封堵各所述第三避让孔。

进一步地，所述LED光均匀导光结构还包括其上设置有所述多个侧发光LED的第一电路板；所述第一反光层的下表面粘贴至所述第一电路板的上表面，所述导光层的下表面粘贴至所述第一反光层的上表面且所述第二反光层的下表面粘贴至所述导光层的上表面，所述遮光层的下表面粘贴至所述第二反光层的上表面。

进一步地，所述导光层和所述导光件均由透光材料制成。

进一步地，所述透光材料为PC、PVC、PS、PMMA、PET或环氧树脂中任一种。

本发明还涉及一种智能音箱，其特征在于，包括上盖、设置有多个按键的按键板、如上所述的LED光均匀导光结构、用于控制及处理音频信号的第二电路板、支架、固定板、扬声器模组、在其上设置音频插口的第三电路板和下壳：所述上盖固定在所述支架上，其上开设有避让多个按键的多个通孔；所述按键板安装在所述上盖的下表面上；所述第一电路安装在所述上盖的下表面上；所述导光组合件设置在第一电路板和上盖之间；所述第二电路板安装在所述支架上；所述固定板安装在所述支架下方；所述第三电路板安装在所述固定板的下表面；所述扬声器模组抵靠在所述下壳内部和所述固定板之间，其中所述支架、固定板、扬声器模组和下壳固定至一起；所述下壳上开设有与所述音频插口对应的音频插口避让孔。

所述第三电路板上还设置有电源插口，且所述下壳上开设有与所述电源插口对应的电源插口避让孔。

进一步地，所述智能音箱还包括用于向所述智能音箱提供电能的电池，所述电池放置在所述固定板上表面上且位于所述第二电路板下方。

为了增强智能音箱的固定防滑性，所述下壳的底面上设置有防滑胶垫。

为了组装整个智能音箱，所述支架设置有螺钉柱和侧边安装块，所述侧边安装块开设有第一通孔；所述上盖通过螺钉与所述螺钉柱螺纹连接，所述固定板设置有与所述侧边安装块对应的安装块，所述安装块开设有第二通孔，螺钉穿过所述第一通孔和第二通孔将所述固定板安装在支架上。

与现有技术相比，本发明的LED光均匀导光结构及智能音箱的优点和有益效果是：侧发光LED发出的光与导光组合件的表面平行，通过第一反光层的上表面后发生漫反射，然后LED光进入导光层，在LED光经过导光层上表面上的刻痕时，光由于刻痕引导反射至相邻两LED的中间位置，并且光通过第二反光层的下表面和遮光层的下表面发生漫反射，将LED光重新引导返回至导光层中，光再次经过刻痕将LED光引导至相邻两LED的中间位置，扩大了LED光的散射范围，使经由导光组合件进入导光件中的LED光发光均匀、美观，且第一反光层的不透光面、第二反光层的不透光面和遮光层的不透光面防止LED光向外散失，保证LED光的亮度；该结构简单，导光组合件中各层厚度小，占用空间小，不额外增加智能音箱的尺寸，降低投入成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明的LED光均匀导光结构的分解图；

图2为本发明的LED光均匀导光结构的组装图；

图3为图1中A部分的放大图；

图4为本发明的LED光均匀导光结构中导光层的导光方向示意图；

图5为本发明的智能音箱的立体结构图；

图6为本发明的智能音箱的分解图；

图7为本发明的智能音箱的剖视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了克服现有智能音箱中LED附近位置亮度强而相邻两LED之间位置亮度比较暗的问题，本发明提供了一种LED光均匀导光结构，如图1所示，包括导光组合件3、接收由导光组合件3发射的光且周向发射均匀光的导光件4和多个侧发光LED 51；导光组合件3包括由下至上布置的第一反光层31、导光层32、第二反光层33和遮光层34；第一反光层31上均匀间隔开设有多个第一避让孔311，导光层32上均匀间隔开设有多个第二避让孔321，第二反光层33上均匀间隔开设有多个第三避让孔331；第一避让孔311、第二避让孔321和第三避让孔331和遮光层34形成容纳侧发光LED 51的腔室；导光层32的上表面布设有刻痕322（如图3所示）；第一反光层31的上表面a为反光面而下表面b为不透光面，第二反光层33的下表面f为反光面而上表面e为不透光面，遮光层34的下表面f为反光面而上表面e为不透光面，避免LED光向外散失。

具体地，在本实施例中，为了提高LED光的亮度效果且避免各层材料浪费，如图1所示，第一反光层31、导光层32、第二反光层33均为环形，并在第一反光层31的周向边缘均匀间隔开设有第一避让孔311，在导光层32的周向边缘均匀开设有第二避让孔321，且在第二反光层33的周向边缘均匀开设有第三避让孔331，在第一电路板5的周向边缘均匀布设有多个侧发光LED 51，第一避让孔311、第二避让孔321和第三避让孔331分别与LED 51对应，且各自数量均相同，第一避让孔311、第二避让孔321和第三避让孔331和遮光层34形成用于容纳LED 51的腔室，其中遮光层34可以设计成与第一反光层31或导光层32或第二反光层33相同的环形，其下表面为反光面而上表面为不透光面。为了避免遮光层34的材料浪费，在本实施例中，并未将遮光层34设计成整个环形，而遮光层34为多个，且数量与第三避让孔331的数量相同，用于封堵各第三避让孔331，避免光向外散失。

如图3所示，在导光层32的上表面上刻有刻痕322，便于在LED光经过该刻痕322时，能够被引导或反射，刻痕322的确定包括方向和深度两方面上的确定，其中刻痕方向的确定原则是：基于光线折射原理，将光线从强的位置引导至弱的位置，例如图3所示的，靠近LED51位置的光线较强，两相邻LED 51之间位置的光线较弱，因此基于光线折射原理，靠近LED51位置的刻痕方向首先倾斜指向导光层32外侧边缘而后弯折指向导光层32内侧，形成图3所示的锯齿状刻痕，或者靠近LED 51位置的刻痕方向首先倾斜指向导光层32内侧边缘而后弯折指向导光层32外侧边缘；影响刻痕方向的因素主要包括LED 51的数量、LED 发光亮度以及导光层32的材质有关，具体情况应具体分析；刻痕深度与导光层32的材质和厚度有关，例如导光层32的厚度为1mm且为PC材质时，刻痕深度优选设定为0.9mm。因此，在导光层32的厚度及材质和LED 51的数量确定之后，可以优选确定刻痕深度，一般不会变化很大，并在实际的调试过程中，通过观察LED 51发光亮度来具体调整刻痕322的方向或在同一刻痕方向上的刻痕密度。如图4所示，正常情况下，由侧发光LED 51发出光的方向与组合件3的表面平行且从LED 51指向导光件4（称为T方向），导致在LED 51附近亮度强，当光传导至刻痕322时，光反射指向相邻两LED 51的中间位置（称为R方向），提高了相邻两LED 51的中间位置处的光亮度，均匀化了LED 51发出的光到导光件4的亮度。

另参考图1，LED 51发出的光在导光组合件3中的传导过程如下：LED 51发出的光经过第一导光层31的上表面a漫反射后进入传导层32，经由其上的刻痕322，将一部分光引导并反射至相邻两LED 51的中间位置，同时另一部分光通过第二反光层33的下表面d和遮光层34的下表面f发生漫反射，将该部分光重新引导返回至导光层32中，该部分光再次经过刻痕322将其引导至相邻两LED 51的中间位置，均匀化了LED光经过导光组合件3的亮度。并且如图1和图2所示，导光件4为圆筒形，且设置在导光组合件3和第一电路板5的外周，用于LED光通过导光组合件3后再通过导光件4向外发射均匀光。由于第一反光层31、导光层32、第二反光层33和遮光层34厚度均小，且第一反光层31的下表面例如通过双面胶粘贴至第一电路板5的上表面，导光层32的下表面粘贴至第一反光层31的上表面a且第二反光层33的下表面d粘贴至导光层32的上表面，以及遮光层34的下表面f粘贴至第二反光层33的上表面c，因此为了减小导光件4的光传导面积，避免向外发射的光较弱且不均匀，在导光件4的周向外壁上进行遮光处理，例如喷涂遮光材料。

在本实施例中，导光层32和导光件4均采用透光材料，例如，PC、PVC、PS、PMMA、PET或环氧树脂等透明树脂中任一种。并且，在导光件4中，将光扩散剂添加至透明树脂中，增加光的散射和透射，在遮住发光源及刺眼光源的同时，又能使整个导光件4发出更加柔和、美观、高雅的光，达到透光不透明的舒适效果。

如图5至图7所示，本发明还涉及一种智能音箱，包括上盖1、设置有多个按键的按键板2、LED光均匀导光结构、用于控制及处理音频信号的第二电路板6、支架8、固定板9、扬声器模组11、在其上设置音频插口（未图示）的第三电路板10和下壳12；其中LED光均匀导光结构包括导光组合件3、导光件4和第一电路板5。

具体地，如图6和图7所示，上盖1利用螺钉固定在支架8的螺钉柱81上，且上盖1上开设有避让多个按键的多个通孔，上盖1底面设置有用于固定第一电路板5的螺钉柱（未图示）。在本实施例中，按键板2由四个按键组成，各按键之间设置有悬梁臂，各悬梁臂的各端部通过热熔或螺钉等方式固定在上盖1底面上，各按键伸入上盖1上开设的各通孔并突出于上盖1的上表面，可以根据用户对按键按压的形式和时间的不同，实现电源开关机、上/下一曲、音量调节（增大或减小）、静音、天线（蓝牙和WiFi）连接等功能。导光组合件3中各层之间利用双面胶贴合（如上所述），并且第一反光层31的底面通过双面胶贴附在第一电路板5的上表面上，使得按键板2和导光组合件3位于第一电路板5和上盖1之间，其中第一电路板5上设置有多个麦克（未图示）和多个与按键板2上的按键对应的按键，该些麦克支持远扬拾音、声源定位功能等。第二电路板6是该智能音箱的主板，用于控制及处理音频信号，该第二电路板6通过在其上开设的通孔61套在支架8的螺钉柱81上，实现第二电路板6与支架8的安装。如图6所示，支架8底部间隔布设三个侧边安装块82，各侧边安装块82上开设有第一通孔，在固定板9上对应于三个侧边安装块82设置有三个安装块91，对应地，各安装块91上也开设有第二通孔，螺钉穿过第一通孔和第二通孔，将固定板9固定在支架8下方。第三电路板10通过螺钉安装在固定板9的下表面上，用于通过第三电路板10的电源插口（例如，USB插口或AC/DC插口等）为该智能音箱供电，且通过音频插口进行音视频播放。扬声器模组11设置在下壳12内部和固定板9之间，并且用于承载第三电路板10，在本实施例中，下壳12为带有底面的圆柱形结构，在下壳12的侧壁上开设有与音频插口对应的音频插口避让孔和与电源插口对应的电源插口避让孔，用于通过电源插头或音频插头与第三电路板10上电源插口或音频插口连接。通过多个长螺钉，将支架8和下壳12固定至一起，又由于支架8与固定板9已固定安装在一起，因此支架8、固定板9和下壳12固定在一起，使得扬声器模组12抵靠在下壳12内部和固定板9之间。

进一步地，为了方便携带该智能音箱在户外使用，智能音箱中还设置有电池7，如图6所示，电池7放置在固定板9上表面上且位于第二电路板6的下方，使得在将第二电路板6安装至支架8时，电池7穿过支架8挤压在第二电路板6和固定板9之间。另外，该电池7可以为可充电电池或不可充电电池。

如图6和图7所示，为了增强智能音箱的固定防滑性，便于在将智能音箱放置在桌面上时，避免音箱因音频震动而滑落触地，在下壳12的底面上设置有防滑胶垫13，该胶垫13可以通过双面胶粘附至下壳12底面上。

本实施例的LED光均匀导光结构及智能音箱，侧发光LED 51发出的光与导光组合件3的表面平行，通过第一反光层31的上表面a后发生漫反射，然后LED光进入导光层32，在LED光经过导光层32上表面上的刻痕322时，光由于刻痕322引导反射至相邻两LED 51的中间位置，并且光通过第二反光层33的下表面d和遮光层34的下表面f发生漫反射，将LED光重新引导返回至导光层32中，光再次经过刻痕322将LED光引导至相邻两LED 51的中间位置，扩大了LED光的散射范围，使经由导光组合件3进入导光件4中的LED光发光均匀、美观，且第一反光层31的不透光面b、第二反光层33的不透光面c和遮光层34的不透光面e防止LED光向外散失，保证LED光的亮度；该导光结构简单，导光组合件3中各层厚度小，占用空间小，不额外增加智能音箱的尺寸，降低投入成本；该智能音箱导光效果好，提升用户体验及产品卖点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围具体。

Claims (10)

1.一种LED光均匀导光结构，其特征在于，包括导光组合件、接收由所述导光组合件发射的光且周向发射均匀光的导光件和多个侧发光LED；所述导光组合件包括由下至上布置的第一反光层、导光层、第二反光层和遮光层；所述第一反光层上均匀间隔开设有多个第一避让孔，所述导光层上均匀间隔开设有多个第二避让孔，所述第二反光层上均匀间隔开设有多个第三避让孔；所述第一避让孔、第二避让孔和第三避让孔和遮光层形成容纳侧发光LED的腔室；所述第一反光层的上表面为反光面而下表面为不透光面；所述导光层的上表面布设有刻痕；所述第二反光层的下表面为反光面而上表面为不透光面；所述遮光层的下表面为反光面而上表面为不透光面。

2.根据权利要求1所述的LED光均匀导光结构，其特征在于，所述第一反光层、导光层、第二反光层和遮光层的形状均为环形。

3.根据权利要求1所述的LED光均匀导光结构，其特征在于，所述第一反光层、导光层和第二反光层的形状均为环形；所述遮光层的数量与所述第三避让孔的数量相同，且用于封堵各所述第三避让孔。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的LED光均匀导光结构，其特征在于，还包括其上设置有所述多个侧发光LED的第一电路板；所述第一反光层的下表面粘贴至所述第一电路板的上表面，所述导光层的下表面粘贴至所述第一反光层的上表面且所述第二反光层的下表面粘贴至所述导光层的上表面，所述遮光层的下表面粘贴至所述第二反光层的上表面。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的LED光均匀导光结构，其特征在于，所述导光层和所述导光件均由透光材料制成。

6.一种智能音箱，其特征在于，包括上盖、设置有多个按键的按键板、如权利要求1-3、5中任一项所述的LED光均匀导光结构、其上设置有所述多个侧发光LED的第一电路板、用于控制及处理音频信号的第二电路板、支架、固定板、扬声器模组、在其上设置音频插口的第三电路板和下壳：所述上盖固定在所述支架上，其上开设有避让多个按键的多个通孔；所述按键板安装在所述上盖的下表面上；所述第一电路板安装在所述上盖的下表面上；所述导光组合件设置在第一电路板和上盖之间；所述第二电路板安装在所述支架上；所述固定板安装在所述支架下方；所述第三电路板安装在所述固定板的下表面；所述扬声器模组抵靠在所述下壳内部和所述固定板之间，其中所述支架、固定板、扬声器模组和下壳固定至一起；所述下壳上开设有与所述音频插口对应的音频插口避让孔。

7.根据权利要求6所述的智能音箱，其特征在于，所述第三电路板上还设置有电源插口，且所述下壳上开设有与所述电源插口对应的电源插口避让孔。

8.根据权利要求6或7所述的智能音箱，其特征在于，还包括用于向所述智能音箱提供电能的电池，所述电池放置在所述固定板上表面上且位于所述第二电路板下方。

9.根据权利要求6或7所述的智能音箱，其特征在于，所述下壳的底面上设置有防滑胶垫。

10.根据权利要求6或7所述的智能音箱，其特征在于，所述支架设置有螺钉柱和侧边安装块，所述侧边安装块开设有第一通孔；所述上盖通过螺钉与所述螺钉柱螺纹连接，所述固定板设置有与所述侧边安装块对应的安装块，所述安装块开设有第二通孔，螺钉穿过所述第一通孔和第二通孔将所述固定板安装在支架上。