CN110887011A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种发光装置，该发光装置包括：发光元件；光导；其包括在光导的两端之间连续的光导区域和透镜区域，其中，光导区域在发光装置中传播从发光元件发射的光，其中，透镜区域包括在该透镜区域与光导区域的相对侧上的光提取表面以将在光导区域内侧传播的光提取至外部；第一盖，其用其间的空气层覆盖光导区域的表面；以及第二盖，其覆盖第一盖同时以密闭地密封空气层的方式紧密地粘附至透镜区域的侧表面。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及发光装置。
背景技术
常规地，已知发光装置作为使用棒状光导的线性形状光源(例如，参见专利文献1)。例如，专利文献1中描述的发光装置是用于照亮车辆外部的车灯并且沿车辆前部的前格栅的边缘被安装。
此外，在专利文献1中描述的发光装置中，棒状光导容纳在耦接在一起的壳体和透镜的内侧中，并且防水材料被设置在壳体与透镜之间以防止水例如雨水的进入。通过将针对透镜设置的爪部接合至针对壳体设置的要接合的部分来将壳体和透镜耦接在一起。
[专利文献1]JP-A-2016-4755。
发明内容
然而，在专利文献1中描述的发光装置中，由于必须确保用于透镜的爪部的安装区域、要接合的壳体部和防水材料，并且由于必须设置壳体与光导之间的空间以在光导与空气层之间的界面处全内反射光，因此与光导的宽度相比，发光装置的宽度增加。因此，这使得难以将发光装置安装在宽度小的构件上。
此外，考虑到焊接透镜和壳体的方法，但是出于用户安全的目的，使用该方法需要在要焊接的部分周围设置有一定宽度的保护部分以便使得不会由焊接引起毛刺突起等。此外，在这种情况下，还需要在壳体与光导之间设置空间以确保空气层。此外，由于壳体和光导需要被成形为不使其除了要焊接的部分以外的部分与焊接夹具接触，因此可以增大其尺寸以从而被成形。因此，与光导的宽度相比，这也导致发光装置的宽度增加。
本发明的一个目的是提供一种发光装置，该发光装置被配置为使用棒状光导的线性形状光源，而且该发光装置是防水的且宽度小。
本发明的一个方面提供了由以下的[1]至[5]限定的发光装置以实现上述目的。
[1]一种发光装置，包括：发光元件；光导，其包括在所述光导的两端之间连续的光导区域和透镜区域，其中，所述光导区域在所述发光装置中传播从所述发光元件发射的光，其中，所述透镜区域包括在所述透镜区域与所述光导区域的相对侧上的光提取表面以将在所述光导区域内侧传播的光提取至外部；第一盖，其覆盖所述光导区域的表面和所述透镜区域的部分表面；以及第二盖，其覆盖所述第一盖同时以密闭地密封所述透镜区域的部分表面与所述第一盖之间的界面的方式紧密地粘附至所述透镜区域的侧表面。
[2]根据权利要求1所述的发光装置，其中，在所述第一盖与所述透镜区域的部分表面和所述光导区域的表面中的每一个之间设置空气层。
[3]根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，所述第一盖由不包括用于所述光导的构成材料的材料制成，而所述第二盖由包括用于所述光导的构成材料的材料制成。
[4]根据权利要求1或2中任一项所述的发光装置，其中，所述光导区域为圆柱形状，而所述透镜区域为长方体形状，其中，所述透镜区域在宽度上小于所述光导区域。
[5]根据权利要求1或2中任一项所述的发光装置，其中，所述透镜区域包括线性形状突起，所述线性形状突起在由所述第一盖在所述透镜区域的侧表面上覆盖的区域中沿所述透镜区域的长度方向延伸。
[6]根据权利要求1或2中任一项所述的发光装置，还包括用于相对于所述光导定位所述发光元件的孔和突起，所述孔和所述突起分别针对要在其上安装所述发光元件的基板和所述光导而设置。
[7]根据权利要求1或2中任一项所述的发光装置，其中，所述第二盖设置有被固定至第三构件的突出部。
本发明的要点
根据本发明，可以提供如下发光装置，所述发光装置被配置为使用棒状光导的线性形状光源并且是防水的且宽度小。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的发光装置的顶视图；
图2是沿图1中的截线A-A截取的发光装置的竖截面图；
图3是图2的发光装置的局部放大竖截面图；
图4A和图4B是沿图1中的截线B-B截取的发光装置的竖截面图；
图5是修改了的根据本发明的实施方式的发光装置的竖截面图；
图6A是车辆的前格栅的示意图，该前格栅是根据实施方式的发光装置附接的构件(设计构件)的一个示例；以及
图6B是安装在前格栅上的发光装置的横截面图。
具体实施方式
[实施方式]
(发光装置配置)
图1是根据本发明的实施方式的发光装置1的顶视图。图2是沿着图1中的截线A-A截取的发光装置1的竖截面图。图3是图2的发光装置的局部放大竖截面图。图4A和图4B是沿着图1中的截线B-B截取的发光装置的竖截面图。
发光装置1是能够发射线性形状的光的线性形状光源。此外，发光装置1具有其自身的小宽度，因此可以附接至具有小宽度的构件。
发光装置1包括：发光元件14；棒状光导10，其在发光装置1中传播从发光元件14发射的光以发射该光；第一盖11和第二盖12，所述第一盖11和第二盖12覆盖除了诸如光导10的表面的光提取表面等的一些区域之外的区域。
光导10包括光导区域10a和透镜区域10b。光导区域10a和透镜区域10b在光导10的长度方向上的两端之间是连续的。也就是说，光导区域10a和透镜区域10b的形状也是棒状的或者具有预定长度，并且光导区域10a和透镜区域10b的长度方向与光导10的长度方向匹配或基本上匹配。
注意，被描述为光导10的形状的棒状中的“棒”不仅包括直棒而且包括多边形棒或弯曲的棒，并且光导10可以根据发光装置1附接的附接目标构件的形状来成形。
从发光元件14发射并通过光引入表面10c被引入到光导10中的光穿过区域10j，该区域10j连接光引入表面10c和光导区域10a，并且光进入光导区域10a并在光导区域10a内侧沿光导区域10a的长度方向传播。如图2中所示，光引入表面10c通常被设置成在光导10的长度方向上的一端基本上处于与光导区域10a的高度相同的高度(处于图2中的竖直方向上的相同位置)。
例如，光导区域10a的形状被配置为如图4A中所示的圆柱形状或如图4B中所示的方柱形状(例如，长方体形状)。圆柱与方柱内的全内反射之间没有大的光导性能差异，但是当光导区域10a是圆柱时，在光导区域10a内反射的所有光都穿过光导区域10a的中心轴线，因此在光导距离方面恒定并易于均匀地发射。另一方面，当光导区域10a是方柱时，由于并非在光导区域10a内反射的所有光都穿过光导区域10a的中心轴线，所以并非在光导区域10a内反射的所有光在光导距离方面恒定并易于均匀地发射。注意，无论光导区域10a是圆柱还是方柱，都可以用后面描述的多个台阶10e来校正发光装置1的发光强度分布的均匀性(均匀度比率)。
透镜区域10b被配置成包括在该透镜区域10b与光导区域10a的相对侧上的光提取表面10d以将在光导区域10a内侧传播的光提取至外部。
透镜区域10b的形状通常被配置为如图1、图2、图4A和图4B中所示的长方体形状。注意，透镜区域10b可以被配置为具有突起10g的长方体形状，例如图5中所示的透镜区域10b。突起10g将在后面描述。
此外，为了有效地引导光导区域10a内的光，优选地，透镜区域10b的宽度(图1中的竖直方向上的长度，图4A和图4B中的水平方向上的长度)小于光导区域10a的宽度。
如图2和图3中所示，优选地，光导区域10a在该光导区域10a与透镜区域10b的相对侧上具有多个台阶10e。多个台阶10e连续地设置在光导区域10a的长度方向上。台阶10e可以将在光导区域10a内传播的光朝向透镜区域10b的光提取表面10d反射。此外，通过调整多个台阶10e的形状以通过增加距光引入表面10c的距离来增加从台阶10e反射出的光，可以增强发光装置1的发光强度分布的均匀性(均匀度比率)。
光导10由对从发光元件14发射的光透明的材料例如聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等制成。
第一盖11被配置成用其间的空气层18来覆盖光导区域10a的表面。因此，光导区域10a的表面用空气层18覆盖。第一盖11被配置成覆盖光导区域10a的整个表面，因此，如图4A和图4B中所示，优选地，第一盖11的端部部分地覆盖透镜区域10b的侧表面10f的光导区域10a侧区域。在此，侧表面10f指的是透镜区域10b的在光提取表面10d的两侧上的长度方向上的表面。
空气的折射率为1.0并且小于光导10的折射率(例如，对于由PC制成的光导10，折射率约为1.6；或者对于由PMMA制成的光导10，折射率约为1.5)，因此，通过在光导和空气层18之间的界面处全内反射光，可以抑制在光导区域10a内传播的光的衰减。另外，由于空气的折射率小于第一盖11的折射率(例如，对于由聚丙烯(PP)制成的第一盖11，折射率约为1.5)，因此与第一盖11具有和光导10的折射率大不相同的折射率并且被粘附至光导10的情况相比，临界角更小并且更可能发生全内反射。这使得可以抑制在与光引入表面10c不同的区域中的发光强度的降低。
第一盖11可以通过使用对光导10具有不良粘附性的材料并且通过用要用作基础构件的光导10进行嵌件成型或双色成型来形成。根据该方法，由于光导10和第一盖11没有彼此粘附，因此自然形成空间，换句话说，自然形成在光导10与第一盖11之间的空气层18。
对光导10具有不良粘附性的材料被配置为例如不包括用于光导10的构成材料的材料。例如，当光导10由PC或PMMA制成时，从不良粘附性和成本的角度来看，优选地，使用聚丙烯(PP)作为用于第一盖11的材料。
为了有效地反射未在光导10与空气层18之间的界面处反射的光，优选地，第一盖11被配置为包含白色染料例如钛氧化物的白色构件。注意，当期望在发光装置1未发光时避免看到白色时，第一盖11可以由包含黑色染料例如炭黑的黑色构件制成。
第二盖12被配置成覆盖第一盖11，同时以将空气层18密闭地密封在光导10和第一盖11之间的方式紧密地粘附至透镜区域10b的侧表面10f。也就是说，第二盖12的端部比第一盖11的端部更靠近光提取表面10d，并且第二盖12在其端部处紧密地粘附至侧表面10f。
通过使用第二盖12来将空气层18密闭地密封在光导10和第一盖11之间，可以防止水进入空气层18。由于水的折射率高于空气的折射率，因此水进入空气层18的发生致使全内反射变得困难，从而导致在光导区域10a内传播的光的衰减增加。
第二盖12可以通过使用对光导10具有良好粘附性的材料并且通过用要用作基础构件的由第一盖11覆盖的光导10进行嵌件成型来形成。根据该方法，由于光导10和第二盖12彼此紧密地粘附，因此光导10与第一盖11之间的空气层18被密闭地密封以能够确保防水性。
对光导10具有良好粘附性的材料被配置为例如包括用于光导10的构成材料的材料。例如，当光导10由PC制成时，可以使用PC或PC+AES(PC和丙烯腈乙烯-丙烯-二烯苯乙烯(AES)的混合物)或PC+ASA(PC和丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯(ASA)的混合物)作为用于第二盖12的材料。混合物PC+AES和PC+ASA特别优选地作为用于第二盖12的材料，原因是这些混合物具有优异的耐光性。当光导10由PMMA制成时，PMMA可以用作用于第二盖12的材料。
为了防止漏光，第二盖12优选地被配置为包含白色染料例如钛氧化物的白色构件或包含黑色染料例如炭黑的黑色构件，并且更优选地被配置为黑色构件。
光导10的光导区域10a通过由第一盖11和第二盖12覆盖而不暴露于外部。透镜区域10b的侧表面10f的光导区域10a侧区域至少部分地被第一盖11和第二盖12覆盖。
图5是修改了的发光装置1的竖截面图。如图5中所示，光导10的透镜区域10b可以在侧表面10f的由第一盖11覆盖的区域中具有突起10g。突起10g被配置为在透镜区域10b的长度方向上延伸的线性形状突起。另外，优选地，突起10g也沿透镜区域10b的长度方向形成在端面上。
由于光导10和第一盖11没有彼此粘附，所以当第二盖12被成型时，被注入模具中的树脂可以进入光导10和第一盖11之间的空间(空气层18)。当进入该空间的树脂到达光导区域10a的表面时，在该树脂与光导区域10a之间的界面处不会发生全内反射或难以发生全内反射，因此导致在光导区域10a内传播的光的衰减增加。
通过设置突起10g，可以延伸并偏转树脂的进入路径以防止树脂的进入。具体地，如图5中所示，通过使突起10g的在第一盖11端部侧(树脂进入侧)表面10h与透镜区域10b的侧表面10f之间的角度为锐角，更难以进入树脂的进入路径，并且通过将第一盖11固定至透镜区域10b以使第一盖11与透镜区域10b之间的空间变小，也可以抑制树脂的进入。
用作发光元件14的通常是LED。LED是小尺寸发光元件，并且功耗低且发热的量小，而且寿命长，因此适合于用作发光元件14。注意，发光元件14可以被安装在光导10的长度方向上的两端处。在这种情况下，光引入表面10c被设置在光导10的长度方向上的两端处。
发光元件14被安装在基板13上。基板13被配置为具有要被连接至发光元件14的电极的布线的布线基板。
基板13具有定位孔13a。被配置为光导10的一部分的突起10i被插入至孔13a中以确定基板13相对于光导10的位置，即，发光元件14相对于光导10的位置。发光元件14相对于光导10的定位对于将从发光元件14发射的光有效地引导至光导10中是重要的。
注意，用于对基板13定位的突起10i可以被设置为第二盖12的一部分(外壳15，其被配置为第二盖12的一部分)，但是由于如上所述，发光元件14相对于光导10的位置是重要的，因此优选地，突起10i被配置为光导10的一部分。
容纳发光元件14的外壳15被配置为第二盖12的一部分以防止光泄漏至外部。
散热片16被配置为散热构件以消散从发光元件14辐射的热量，并且被固定至外壳15。基板13被直接固定至散热片16或者以在基板13与散热片16之间具有另一层的方式固定至散热片16。
此外，外壳15内的空间优选地由环形密封构件17密闭地密封，该环形密封构件17被安装在外壳15与散热片16之间。密封构件17被配置为例如O形圈或密封圈，并且密封构件17通过被夹在壳体15与散热片16之间并适度地被压缩来实现其密封功能。
图6A是车辆的前格栅20的示意图，该前格栅20是发光装置1附接的构件(设计构件)的一个示例。图6B是安装在前格栅20上的发光装置1的横截面图。
前格栅20具有框架21和安装在框架内的网22。网22的开口用作进气口以将空气吸入车辆的发动机或散热器。
在图6A中所示的示例中，网22由在竖直方向上延伸的线性部22a和在水平方向上延伸的线性部22b构成，发光装置1被安装在线性部22a中。在图6A中，用虚线示意性地示出了发光装置1的安装位置的示例。
发光装置1被安装在网22的线性部22a的后侧上，并且发光装置1的光提取表面10d从设置在线性部22a中的线性开口暴露。这使得线性部22a能够线性地发光。
当发光装置1被安装在前格栅20上时，由于发光装置1的宽度小，所以发光装置1不会从线性部22a突出，因此不会损害外观。另外，由于网22的开口面积没有变窄，因此不会降低前格栅的进气功能。
例如，如图6B中所示，通过被旋紧至网22的线性部22a和线性部22b的交叉点来固定发光装置1。具体地，用螺钉25固定设置在网22的线性部22a和线性部22b的交叉点的后侧上的螺钉固定部24以及被配置为第二盖12的一部分的旋紧突出部12a。
在上述实施方式中，如果第一盖11和光导区域10a没有彼此粘附，则可以省略空气层18。
由于发光装置1具有优异的防水性，因此可以将发光装置1安装在水附着的区域，例如车辆的外部。除了前格栅之外，车辆中的安装区域的示例还包括设计构件例如镀锤(plating mall)和装饰件、装饰件与车身之间的空间等。
(实施方式的有益效果)
根据上述实施方式的发光装置1，可以用第一盖11稀疏且容易地形成覆盖棒状光导10的空气层18，并且可以用第二盖12确保防水性。这使得可以提供如下发光装置，所述发光装置被配置为使用棒状光导的线性形状光源而且是防水的并且宽度小。
与具有容纳在透镜和壳体的内侧的光导的常规发光装置相比，由光导10、第一盖11和第二盖12构成的发光装置1的宽度可以小，并且该发光装置1甚至可以被安装在宽度小的构件上而不会损害其功能和其外观。
尽管上面已经描述了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，而是可以在不偏离本发明的精神的情况下实现各种修改。此外，上述实施方式不应被解释为限制根据权利要求的本发明。还应注意，并非实施方式中描述的特征的所有组合对于用于解决本发明的问题的手段都是必不可少的。
尽管为了完整且清楚的公开内容已经关于特定实施方式描述了本发明，但是所附权利要求不被如此限制，而是应该被解释为体现本领域技术人员可以想到的所有修改和替选构造，这些修改和替选构造完全落入本文中阐述的基本教导内。
[附图文字的描述]
1 发光装置
10 光导
10a 光导区域
10b 透镜区域
10c 光引入表面
10d 光提取表面
10f 侧表面
10g 突起
10i 突起
13 基板
13a 孔

Claims (7)

1.一种发光装置，包括：
发光元件；
光导，其包括在所述光导的两端之间连续的光导区域和透镜区域，其中，所述光导区域在所述发光装置中传播从所述发光元件发射的光，其中，所述透镜区域包括在所述透镜区域与所述光导区域的相对侧上的光提取表面以将在所述光导区域内侧传播的光提取至外部；
第一盖，其覆盖所述光导区域的表面和所述透镜区域的部分表面；以及
第二盖，其覆盖所述第一盖同时以密闭地密封所述透镜区域的部分表面与所述第一盖之间的界面的方式紧密地粘附至所述透镜区域的侧表面。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，在所述第一盖与所述透镜区域的部分表面和所述光导区域的表面中的每一个之间设置空气层。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，所述第一盖由不包括用于所述光导的构成材料的材料制成，而所述第二盖由包括用于所述光导的构成材料的材料制成。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的发光装置，其中，所述光导区域为圆柱形状，而所述透镜区域为长方体形状，其中，所述透镜区域在宽度上小于所述光导区域。
5.根据权利要求1或2中任一项所述的发光装置，其中，所述透镜区域包括线性形状的突起，所述线性形状的突起在由所述第一盖在所述透镜区域的侧表面上覆盖的区域中沿所述透镜区域的长度方向延伸。
6.根据权利要求1或2中任一项所述的发光装置，还包括用于相对于所述光导定位所述发光元件的孔和突起，所述孔和所述突起分别针对要在其上安装所述发光元件的基板和所述光导而设置。
7.根据权利要求1或2中任一项所述的发光装置，其中，所述第二盖设置有被固定至第三构件的突出部。
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