CN110319419A - 一种用于车灯的光导及具有该光导的车灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车灯的光导及具有该光导的车灯，所述光导包含至少一个光导单元，所述光导单元包括入射部及出射部，所述入射部包括至少一个入射单元，所述入射部的边缘沿一第一方向延伸形成两对侧壁，所述侧壁的末端合围形成所述出射部；至少一对所述侧壁呈倾斜状，与一第二方向的夹角为锐角，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述倾斜状的侧壁上设有至少一个沿所述第一方向延伸的阶梯状条纹，每一条纹包括与所述第二方向平行的第一表面。采用上述技术方案后，使光型平行于水平方向，满足设计要求；提升光源利用效率；减少光源数量及成本，降低能耗。

Description

一种用于车灯的光导及具有该光导的车灯

技术领域

本发明涉及车辆照明领域，尤其涉及一种用于车灯的光导及具有该光导的车灯。

背景技术

光导是对光源发出的光的传播进行作用以改变其光学特性的部件，是车灯上常用的部件。为了满足行业对车灯照明效果的要求，如均匀性，高亮度和小的出光面积，光导往往设计为横平竖直的几何体。如图1所示，为现有技术中一光导的朝向出射面的投影图，可以看到该光导的出射面为矩形，与出射面垂直的侧壁为竖直或水平方向，这样使得光型分布在出射方向集中，光学性能较好。然而光导的形状构造往往受到车灯设计的影响，在一些车灯中要求光导的侧壁为倾斜状，例如侧壁与竖直方向夹角为10°，这种情况下，部分光在光导内传播时会被倾斜的侧壁反射，由于反射面是倾斜的，会造成部分光的配光角度不佳，使光导无法满足光学性能要求(主要是亮度要求)。

现有技术中的解决方案往往是增加光源的数量和流明数，或设计更为复杂的光学系统，这会导致成本及能耗增加。

因此需要一种新的光导，能够使光在光导内的传播不受倾斜侧壁的影响，确保较佳的光学性能，同时节约成本，避免能耗增加。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种用于车灯的光导及具有该光导的车灯，通过在光导侧壁上设条纹，实现对光导内光的有效反射，达到较好的光学性能。

本发明公开了一种用于车灯的光导，包含至少一个光导单元，所述光导单元包括入射部及出射部，所述入射部包括至少一个入射单元，所述入射部的边缘沿一第一方向延伸形成两对侧壁，所述侧壁的末端合围形成所述出射部；至少一对所述侧壁呈倾斜状，与一第二方向的夹角为锐角，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述倾斜状的侧壁上设有至少一个沿所述第一方向延伸的阶梯状条纹，每一条纹包括与所述第二方向平行的第一表面；与所述入射单元一一对应的光源发出的光自所述入射单元入射至所述光导单元内，其中部分光在所述光导单元内传播时被所述阶梯状条纹的第一表面全反射至少一次后由所述出射部出射。

优选地，所述入射单元包括沿一第三方向延伸的第一准直结构，所述第三方向同时与所述第一方向及所述第二方向垂直，所述第一准直结构包括第一入射面，第二入射面及第一反射面，所述第二入射面与所述第一入射面相连接，所述第一反射面与所述第二入射面相连接，所述光源发出的第一部分光经第一入射面直接入射至所述光导单元内，所述光源发出的第二部分光经所述第二入射面折射后再经第一反射面反射后入射至所述光导单元内。

优选地，所述第一准直结构的中部区域沿所述第一方向凹陷形成至少一第二准直结构，所述第二准直结构在所述第一方向上的投影为矩形，所述光源与所述第二准直结构相对而设，所述第一部分光中穿过所述第二准直结构的部分构成第三部分光，所述第三部分光相对于所述第一部分光在第三方向准直，并沿所述第一方向由所述出射部出射。

优选地，所述第一准直结构和第二准直结构的外表面均为朝所述第一方向相反的方向突出的曲面。

优选地，每一所述阶梯状条纹还包括与所述第一表面相邻接的第二表面，所述第二表面与所述第二方向垂直。

优选地，所述入射单元为两个，沿所述第二方向排列。

优选地，所述出射部设有枕状花纹。

优选地，所述阶梯状条纹覆盖所述倾斜状的侧壁的全部面积。

本发明还公开了一种车灯，包括上述的光导，及与所述入射单元一一对应的光源。

优选地，所述光导用于倒车灯功能。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.使光型平行于水平方向，满足设计要求；

2.提升光源利用效率；

3.减少光源数量及成本，降低能耗。

附图说明

图1为现有技术中光导单元的朝向出射面的投影视图；

图2为符合本发明一实施例中光导的结构示意图；

图3为符合本发明一实施例中光导单元的出射部朝向水平方向的侧面视图；

图4为图3中光导单元的朝向出射部的投影视图；

图5为图4中出射部的正面投影视图；

图6为图5中侧壁的细节视图；

图7为图3中光导单元的入射部的正面投影视图；

图8为图3中光导单元的入射部的侧面视图；

图9为图3中光导单元的光路示意图；

图10为图3中光导单元的光路示意图；

图11为光导单元的配光性能测试标准的示意图；

图12为现有技术中光导单元的配光性能测试结果示意图；

图13为图3中光导单元的配光性能测试结果示意图。

附图标记：

100-光导单元、110-入射部、111-入射单元、112-第一准直结构、1121-第一入射面、1122-第二入射面、1123-第一反射面、113-第二准直结构、120-出射部、130-侧壁、131-条纹、1311-第一表面、1312-第二表面。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

图2至图8为符合本发明一实施例中光导及光导单元100的各类视图，从不同的投影角度展示了所述光导及光导单元100的结构；图9和图10则是光导单元100在不同方位布设时的光路示意图。如图2中所示，所述光导用于倒车灯功能，每个光导单元100作为一个部件单元产生独立的光学效果，所述光导单元100的数量可以是1个，也可以是多个，可根据实际应用需要而调整，允许光入射至所述光导单元100内，经所述光导单元100折射或反射后再出射。

参阅图9，所述光导单元100包括：

-入射部110

所述入射部110用于接收光源发出的光，所述光源可以是LED，其发出的光可以是朗伯型光。

所述入射部110包括至少一个入射单元111，本实施例中，所述入射单元111的数量为2个，如图3所示。所述入射单元111的数量还可根据实际应用需求而调整，可以是1个，也可以是多个。

-出射部120

所述出射部120设于所述光导单元110的光路末端，可以是一个平面状的出射面或其他几何形状的出射面。如果不是平面状出射面，需要在所述出射部120上做枕状花纹。

-侧壁130

所述入射部110的边缘沿一第一方向延伸形成两对侧壁130，所述侧壁的末端合围形成所述出射部120。如图3中所示，光路的出射方向即所述第一方向，入射单元111与出射部120之间的平面即一侧壁130，所述出射部120可垂直于所述第一方向。当所述入射部110包括有多个入射单元111时，所有的入射单元111作为一个合并的整体进行延伸以形成所述侧壁130。从图4中可以看出，所述出射部120在第一方向的投影呈平行四边形，其中一对斜边即一对倾斜状的侧壁130在第一方向的投影，在本发明其他实施例中，所述倾斜状的一对侧壁130也可以不互相平行，例如与上下平行的侧壁的投影构成梯形。图5进一步展示了出射部120及侧壁130，图5中竖直的方向为第二方向，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述倾斜状的侧壁130与所述第二方向的夹角为锐角，该锐角的角度可根据光导外形的要求而设计，例如5°至30°不等。

所述倾斜状的侧壁130上设有至少一个沿所述第一方向延伸的阶梯状条纹131，所述阶梯状条纹覆盖所述倾斜状的侧壁的部分或全部面积。图6展示了所述条纹131的细节视图，每一条纹131包括与所述第二方向平行的第一表面1311，还包括与所述第一表面1311相邻接的第二表面1312，所述第二表面1312可以与所述第二方向垂直，即与所述第一表面1311垂直。为了方便所述光导单元100的制造工艺过程，可将所述第二表面1312与所述第一表面1311之间的夹角设为90°至100°之间，也就是产生一个拔模角，减少对模具表面的磨损。

所述光导单元100与外部的光源配合工作，所述光源可与所述入射单元111一一对应布设，所述光源发出的光自所述入射单元111入射至所述光导单元100内，其中部分光在所述光导单元100内传播时被所述阶梯状条纹131的第一表面1311全反射至少一次后由所述出射部120出射。参阅图10，可以看到光在所述光导单元100内传播时，被所述倾斜状的侧壁130反射的光路图，当光被所述倾斜状的侧壁130全反射时，实际上是被所述第一表面1311反射，由于所述第一表面1311与所述第二方向平行，也就是说在局部范围内，相当于光被一与第二方向平行的平面反射，实际效果与所述侧壁130不倾斜的状态下基本一致。即便光在两个倾斜状的侧壁130之间多次反射，由于每个倾斜状的侧壁130的第一表面1311均与所述第二方向平行，光每反射两次就与入射时的传播方向平行，因此光路可保持稳定，不被倾斜状的侧壁130所影响，实现水平的光型效果。

参阅图7，所述入射单元111为两个，沿所述第二方向排列，图7中所述入射单元111的两侧可见所述侧壁130在第二方向上的投影，为一对斜线，相对于图4中的侧壁130的投影正好是相对的两个投影方向。所述入射单元111包括沿一第三方向延伸的第一准直结构112，所述第三方向同时与所述第一方向及所述第二方向垂直，即所述第一方向、第二方向及第三方向是在空间中相互垂直的，也就相当于空间坐标系中的三个坐标轴。所述第三方向在图7中为水平方向。所述第一准直结构112的作用是将所述光源发出的光在第一方向准直，也就是使光朝向第一方向聚拢，变为平行或近似平行于第一方向。由于光源，特别是LED发出的光是朝四面发散的，需要通过特殊的光学结构使光在一定范围内聚拢，提升光源利用效率。

参阅图8，所述第一准直结构112包括第一入射面1121、第二入射面1122及第一反射面1123，所述第二入射面1122与所述第一入射面1121相连接，所述第一反射面1123与所述第二入射面1122相连接，所述光源发出的第一部分光经第一入射面1121直接入射至所述光导单元100内，所述光源发出的第二部分光经所述第二入射面1122折射后再经第一反射面1123反射后入射至所述光导单元100内。这样以来，所述光源发出的光在第二方向上被“聚拢”了，其中角度与所述第一方向较为接近的部分光可直接由所述第一入射面1121入射至所述光导单元100内，此部分光为第一部分光；另外一部分光的角度较为发散，则由所述第二入射面1122入射，再由所述第一反射面1123反射，其传播方向变为与所述第一方向近似。通过上述结构，实现了光的准直。

进一步地，所述第一准直结构112的中部区域沿所述第一方向凹陷形成至少一第二准直结构113，如图7所示，所述第二准直结构113在所述第一方向上的投影为矩形，所述光源与所述第二准直结构113相对而设，所述第一部分光中穿过所述第二准直结构113的部分构成第三部分光，所述第三部分光相对于所述第一部分光在第三方向准直，并沿所述第一方向由所述出射部120出射。即所述第二准直结构113的作用是将光源发出的光在第三方向上聚拢，集中在所述第一准直结构112的中部区域入射至所述光导单元100内；且该部分光可直接穿过所述光导单元100，不被其他反射面反射，提升光源利用效率。

参阅图11，为光导单元100的配光性能测试标准的示意图。在光导单元100的配光性能测试中，在光导单元100的出射面一定距离上进行光强度记录，且光导单元100的出射光常为面型分布，故在一平面区域内的不同位置对光强度的设有标准，图中水平方向和竖直方向均有表征光型几何参数的标尺，在水平方向为左右各45°，在竖直方向上标10°，下标5°；在不同位置的圆圈内则标有光强数值标准，以便对光导单元100的配光性能进行测试。

参阅图12，为现有技术中光导单元的配光性能测试结果示意图，该测试结果为倾斜状的侧壁上没有设条纹的状态下所进行的测试，可以看到由于倾斜状的侧壁的影响，图中央部位整个白色的亮光区域围绕中心逆时针偏转，并不是相对于竖直的中轴对称。

参阅图13，为图3中光导单元100的配光性能测试结果示意图，可以看到由于倾斜状的侧壁130上的条纹131的作用，图中的光型相对于图12中的位置纠正了偏转，变为水平状，且在水平方向的-30°及45°的位置上有较好的配光强度，满足了设计标准。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于车灯的光导，包含至少一个光导单元，所述光导单元包括入射部及出射部，其特征在于，

所述入射部包括至少一个入射单元，所述入射部的边缘沿一第一方向延伸形成两对侧壁，所述侧壁的末端合围形成所述出射部；

至少一对所述侧壁呈倾斜状，与一第二方向的夹角为锐角，所述第二方向与所述第一方向垂直；

所述倾斜状的侧壁上设有至少一个沿所述第一方向延伸的阶梯状条纹，每一条纹包括与所述第二方向平行的第一表面；

与所述入射单元一一对应的光源发出的光自所述入射单元入射至所述光导单元内，其中部分光在所述光导单元内传播时被所述阶梯状条纹的第一表面全反射至少一次后由所述出射部出射。

2.如权利要求1所述的光导，其特征在于，

所述入射单元包括沿一第三方向延伸的第一准直结构，所述第三方向同时与所述第一方向及所述第二方向垂直，所述第一准直结构包括第一入射面，第二入射面及第一反射面，所述第二入射面与所述第一入射面相连接，所述第一反射面与所述第二入射面相连接，所述光源发出的第一部分光经第一入射面直接入射至所述光导内，所述光源发出的第二部分光经所述第二入射面折射后再经第一反射面反射后入射至所述光导内。

3.如权利要求2所述的光导，其特征在于，

所述第一准直结构的中部区域沿所述第一方向凹陷形成至少一第二准直结构，所述第二准直结构在所述第一方向上的投影为矩形，所述光源与所述第二准直结构相对而设，所述第一部分光中穿过所述第二准直结构的部分构成第三部分光，所述第三部分光相对于所述第一部分光在第三方向准直，并沿所述第一方向由所述出射部出射。

4.如权利要求3所述的光导，其特征在于，

所述第一准直结构和第二准直结构的外表面均为朝所述第一方向相反的方向突出的曲面。

5.如权利要求1-4任一项所述的光导，其特征在于，

每一所述阶梯状条纹还包括与所述第一表面相邻接的第二表面，所述第二表面与所述第二方向垂直。

6.如权利要求1-4任一项所述的光导，其特征在于，

所述入射单元为两个，沿所述第二方向排列。

7.如权利要求1-4任一项所述的光导，其特征在于，

所述出射部设有枕状花纹。

8.如权利要求1-4任一项所述的光导，其特征在于，

所述阶梯状条纹覆盖所述倾斜状的侧壁的全部面积。

9.一种车灯，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的光导，及与所述入射单元一一对应的光源。

10.如权利要求9所述的车灯，其特征在于，

所述光导用于倒车灯功能。