CN111174173A - 一种厚壁式聚光结构和照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学领域，具体涉及一种厚壁式聚光结构和照明装置。该厚壁式聚光结构包括至少一个耦合聚光结构、至少一个全反射面、至少一个上下顶面和至少一个出光面，所述上下顶面分别与全反射面、耦合聚光结构相接，所述全反射面、上下顶面和出光面共同形成一个闭合的光学结构。解决了现有技术中存在的传统厚壁件体积过大厚度过厚的光学结构问题，为整体设计节约了一定的有效空间，同时让发射出的光线更加聚焦，解决了超窄发光面在设计过程中的存在的难题。

Description

一种厚壁式聚光结构和照明装置
技术领域
本发明涉及光学领域，具体涉及一种厚壁件形式的车灯照明装置。
背景技术
随着汽车工业的迅速发展，车灯作为汽车的一个非常重要的部件，车灯内部的光学结构设计变成长期被普遍关注的重点。其中厚壁件作为一种非常节约成本同时又能良好的提高光效的光学结构，目前被广泛应用。厚壁件形式多种多样，其共同点都是采用厚壁注塑工艺的内配式透镜，并且在LED进光端部分需要耦合聚光结构来达到收集光束的效果。其中，市面上普遍的厚壁件都对壳体空间有一定的要求。如今越来越多的车灯对空间要求趋于严格，对厚壁件体积也要求尽可能减小。上述厚壁件光导的优势在于：可以优化传统厚壁件的厚度与结构，减小对壳体空间大小的需求。同时提高光效，利用全内反射原理将入射光纠正成平行光均匀朝外发射，同时可以满足超窄发光面对配光法规的要求。
发明内容
本发明是一种厚壁式聚光结构。该厚壁式聚光结构在传统厚壁件的基础上进行了优化，将更进一步缩小光导对空间大小，使得产品能够以更薄的形式体现，避免了传统产品由厚度过厚导致注塑缩瘪等现象产生，同时满足相对应的配光性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种厚壁式聚光结构，包括：
至少一个耦合聚光结构，一个所述耦合聚光结构对应一颗LED光源颗粒；
至少一个全反射面，一个所述全反射面对应设置一个所述耦合聚光结构；
至少一个上顶面以及至少一个下顶面，一个所述全反射面的两端分别与所述上顶面和下顶面的一端相接；
至少一个出光面，一个所述出光面的两端分别与所述上顶面和下顶面的另一端相接，所述全反射面、上顶面、下顶面和出光面共同形成一个闭合的光导结构；
LED光源颗粒通过耦合聚光结构将光线聚集进入光导到达所述全反射面，通过所述全反射面将竖直的光线校准成与X轴方向平行的光束出射，到达出光面，通过出光面花纹齿的角度使得光型满足所需要的照明法规要求。
进一步地，还包括LED线路板，LED光源颗粒被均匀布置在线路板上。
进一步地，还包括遮光饰圈，所述出光面外部配置所述遮光饰圈，所述遮光饰圈用于挡住厚壁式聚光结构的部分漏光，同时满足造型需求。
进一步地，所述上顶面和下顶面平行设置，所述全反射面与所述下顶面的夹角呈45°。
进一步地，与每个所述耦合聚光结构对应的LED光源颗粒的发光角度范围为0°～60°。
进一步地，所述耦合聚光结构的构成面为二次曲面，较传统聚光器结构具有体积更小，结构更简单，更便于出模的特点，所述LED光源颗粒经过二次曲面将发射出的发散光线矫正成与光轴呈至多5°的光线出射，再通过全反射面将光线传送到出光面。
进一步地，所述出光面外部还配有外配光镜。
进一步地，为了让LED光源颗粒所发射出的光线能够尽可能多的进入整个聚光结构，所述出光面的开口大小和所述耦合聚光结构的半径大小保持一致，同时与全反射面的垂直距离也保持一致。
进一步地，所述出光面具有花纹齿，所述花纹齿高度范围为 1mm～1.5mm，花纹齿角度范围为70°～110°。
进一步地，所述厚壁式光导结构的厚度范围为5～7mm，厚度薄于传统的厚壁件结构。
进一步地，一个所述耦合聚光结构和一颗LED光源颗粒构成一组模块，或者多个耦合器合并为一组并与一颗LED光源颗粒构成一组模块。
进一步地，所述线路板通过定位结构被安装在所述光导结构正下方，与光导结构形成一个整体模组，定位结构包括但不限于螺钉。
本实施例还提供一种照明装置，包括上述的厚壁式聚光结构。
本发明的厚壁式聚光结构的优点：解决了现有技术中存在的传统厚壁件体积过大厚度过厚的光学结构问题，为整体设计节约了一定的有效空间，同时让发射出的光线更加聚焦，解决了超窄发光面在设计过程中的存在的难题。本发明的厚壁式聚光结构装置及其模组可以被用于车灯结构，例如车灯中的位置灯、转向灯、制动灯、后雾灯、日行灯等等，应用范围广。
附图说明
图1为本发明的厚壁式聚光结构的结构示意图；
图2为图1的A-A截面图，图中箭头表示光线方向；
图3为本发明的厚壁式聚光结构的另一个视角的结构示意图；
图4为本发明的厚壁式聚光结构的背面视图；
图5为本发明的厚壁式聚光结构的另一个视角的结构示意图。
附图标记：
1-LED光源颗粒；2-耦合聚光结构；3-上顶面；4-下顶面；5-全反射面；6-出光面；7-LED线路板；8-遮光饰圈；9-外配光镜；10-内配光镜。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
如图2所示，本实施例的厚壁式聚光结构包括耦合聚光结构2、全反射面5、上顶面3、下顶面4和出光面6，其中，一颗LED光源颗粒1对应设置一个耦合聚光结构2，一个耦合聚光结构2对应设置一个全反射面5，全反射面5的两端分别与上顶面3和下顶面4的一端相接，上顶面3和下顶面4要求平行设置，全反射面5与下顶面3 的夹角呈45°，上顶面3和下顶面4的另一端与出光面6的两端分别相接，从而全反射面5、上顶面3、下顶面4和出光面6共同形成一个闭合的光导结构，光线由光源即LED光源颗粒1发出，经过抛物面即耦合聚光结构2将发射出的发散光线矫正成与光轴呈至多5°的光线出射，再通过全反射面5将光线传送到出光面6。
如图5所示，出光面6具有花纹齿，花纹齿高度范围为 1mm～1.5mm，花纹齿角度范围为70°～110°，通过出光面花纹齿的角度使得光型满足所需要的照明法规要求。
本实施例的耦合聚光结构2为二次曲面，较传统聚光器结构具有体积更小，结构更简单，更便于出模的特点。
图1、2和4示出了该厚壁式聚光结构不同角度的示意图，从图中可以看出厚壁式聚光结构的LED光源颗粒1被均匀布置在线路板上 7，作为本实施例的一个可选的实施方式，线路板7和该厚壁式聚光结构通过螺钉连接在一起，当然线路板7还可以采用其他固定方式与厚壁式聚光结构连接，对此不作限制。
本实施例中与每个耦合聚光结构2对应的LED光源颗粒1的发光角度范围为0°～60°。
如图3所示，本实施例的厚壁式聚光结构还包括遮光饰圈8，出光面6外部配置遮光饰圈8，遮光饰圈8用于挡住厚壁式聚光结构的部分漏光，同时满足造型需求。
如图3所示，本实施例的出光面6外部还配有外配光镜9，外配光镜9设置在出光面6的出光侧。外配光镜9材质为PC或PMMA，配光镜内表面可以设有配光花纹或者无花纹，主要功能是为了增加灯具的美观性和满足光色需求。
为了让LED光源颗粒1所发射出的光线能够尽可能多的进入整个聚光结构，出光面6的开口大小和耦合聚光结构2的半径大小保持一致，同时与全反射面5的垂直距离也保持一致。
如图4所示，本实施例的厚壁式聚光结构即内配光镜10的厚度范围为5～7mm，厚度薄于传统的厚壁件结构。
本实施例的厚壁式聚光结构解决了现有技术中存在的传统厚壁件体积过大厚度过厚的光学结构问题，为整体设计节约了一定的有效空间，同时让发射出的光线更加聚焦，解决了超窄发光面在设计过程中的存在的难题。
本实施例可以通过一个耦合聚光结构2和一颗LED光源颗粒1构成一组模块，也可以多个耦合聚光结构2合并为一组并与一颗LED光源颗粒1构成一组模块，例如2-3个耦合聚光结构2合并为一组。
本领域技术人员应当知道，本发明的厚壁式聚光结构及其模组可以被用于照明装置，尤其是车灯结构，例如车灯中的位置灯、转向灯、制动灯、后雾灯、日行灯等等，应用范围广。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种厚壁式聚光结构，其特征在于，包括：
至少一个耦合聚光结构(2)，一个所述耦合聚光结构对应一颗LED光源颗粒(1)；
至少一个全反射面(5)，一个所述全反射面(5)对应设置一个所述耦合聚光结构(2)；
至少一个上顶面(3)以及至少一个下顶面(4)，一个所述全反射面(5)的两端分别与所述上顶面(3)和下顶面(4)的一端相接；
至少一个出光面(6)，一个所述出光面(6)的两端分别与所述上顶面(3)和下顶面(4)的另一端相接，所述全反射面(5)、上顶面(3)、下顶面(4)和出光面(6)共同形成一个闭合的光导结构；
LED光源颗粒(1)通过耦合聚光结构(2)将光线聚集进入光导到达所述全反射面(5)，通过所述全反射面(5)将竖直的光线校准成与X轴方向平行的光束出射，到达出光面(6)。
2.如权利要求书1中所述的厚壁式聚光结构，其特征在于，还包括LED线路板(7)，LED光源颗粒(1)被均匀布置在线路板(7)上，所述线路板(7)通过定位结构被安装在所述光导结构正下方，与光导结构形成一个整体模组。
3.如权利要求书1中所述的厚壁式聚光结构，其特征在于，还包括遮光饰圈(8)，所述出光面(6)外部配置所述遮光饰圈(8)，所述遮光饰圈(8)用于挡住厚壁式聚光结构的部分漏光。
4.如权利要求书1中所述的厚壁式聚光结构，其特征在于，所述上顶面(3)和下顶面(4)平行设置，所述全反射面(5)与所述下顶面(3)的夹角呈45°，与每个所述耦合聚光结构(2)对应的LED光源颗粒(1)的发光角度范围为0°～60°。
5.如权利要求书1中所述的厚壁式聚光结构，其特征在于，所述耦合聚光结构(2)的构成面为二次曲面，所述LED光源颗粒(1)经过二次曲面将发射出的发散光线矫正成与光轴方向呈至多5°的光线出射，再通过全反射面(5)将光线传送到出光面(6)。
6.如权利要求书1中所述的厚壁式聚光结构，其特征在于，所述出光面(6)外部还配有外配光镜(9)。
7.如权利要求书1中所述的厚壁式聚光结构，其特征在于，所述出光面(6)的开口大小和所述耦合聚光结构(2)的半径大小保持一致，同时与全反射面(5)的垂直距离也保持一致。
8.如权利要求书1中所述的厚壁式聚光结构，其特征在于，所述出光面(6)具有花纹齿，所述花纹齿高度范围为1mm～1.5mm，花纹齿角度范围为70°～110°，所述厚壁式光导结构的厚度范围为5～7mm。
9.如权利要求书1中所述的厚壁式聚光结构，其特征在于，一个所述耦合聚光结构(2)和一颗LED光源颗粒(1)构成一组模块，或者多个耦合器合并为一组并与一颗LED光源颗粒(1)构成一组模块。
10.一种照明装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的厚壁式聚光结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113983422A (zh) * 2021-10-19 2022-01-28 重庆长安汽车股份有限公司 一种汽车后灯
FR3122131A1 (fr) * 2021-04-26 2022-10-28 Psa Automobiles Sa Module d’illumination pour bloc optique d’éclairage et/ou de signalisation de véhicule automobile

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