CN111486406A - 一种发光装置及应用其车灯 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种发光装置及应用其车灯，发光装置包括两个光源、并排设置的第一光导体和第二光导体以及导光元件；第一光导体包含第一入光面和第一末端面，第二光导体，包含第二入光面和第二末端面，第一入光面和第一末端面设置在同一侧，第一末端面与第二末端面设置在同一侧；两个光源，分别设置在第一入光面和第二入光面；导光元件设置在第一末端面和第二末端面；其中，第一光导体包含一出光部，出光部设置在临近第一光导的第二末端面。本申请中通过设置两个并排设置的光导体和导光元件形成两条光通路，以分别对两个光源发出的光进行传导并汇聚到出光部发出，从而可以提高出光部的光通量，同时减小整个发光装置的光学扩展量。

Description

一种发光装置及应用其车灯
技术领域
本申请涉及照明设备技术领域，特别涉及一种发光装置及应用其车灯。
背景技术
LED光源具有节能环保及长寿命等优势，但现有LED光源为一面发光体，其发光特性和传统车灯灯丝如卤素灯丝或钨灯丝的发光特性不同，使其无法直接取代传统灯丝。现有技术中提出一种虚拟灯丝，其将LED光源出射的光导入一光导体中，模拟传统灯丝的发光特性，使其可直接取代传统灯丝应用于反光碗。
现有虚拟灯丝存在的主要是其应用于反光碗时形成的照明光图案亮度不能满足需求，现有的解决方案一是通过增加光导的直径，使得光导的入射端能够设置更多的LED光源，以提高光导出射光的亮度，但其出射光的光功率密度仍较低，且应用于反光碗时形成的照明光图案的亮度仍较低；二是通过将光源分别设置在光导的两端，以提高光导出射光的亮度，但光导两端的光源至少一个光源存在安装和散热难的问题。
发明内容
本申请提供一种发光装置及应用其车灯，以解决现有技术中虚拟灯丝存在的光功率密度低及光源安装和散热难的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种发光装置，其中，所述发光装置包括：
第一光导体，包含第一入光面和第一末端面；
第二光导体，包含第二入光面和第二末端面；
两个光源，分别设置在所述第一入光面和所述第二入光面；
导光元件，设置在所述第一末端面和所述第二末端面；
其中，所述第一光导体包含一出光部，所述出光部设置在临近所述第一光导的第二末端面。
在一个实施方式中，所述导光元件为棱镜，且所述棱镜的直角边设置有反射膜层。
在一个实施方式中，所述出光部的外表面设置有散射结构层。
在一个实施方式中，所述出光部的外表面设置有波长转换层。
在一个实施方式中，所述导光元件与所述第一末端面之间设置有散射层。
在一个实施方式中，在垂于从所述第二入光面到所述第二末端面的方向上，所述第二光导体的截面为方形。
在一个实施方式中，所述光源为LED光源或激光光源。
在一个实施方式中，所述第一入光面和所述第二入光面设置有增透膜。
在一个实施方式中，所述第一入光面和所述第二入光面设置有分光膜。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种车灯，其中，所述车灯包括反光碗和如前文所述的发光装置，其中所述发光装置设置在所述反光碗内，且所述第一光导体的所述出光部设置在所述反光碗的焦点上。
本申请中通过设置两个并排设置的光导体和导光元件，使得第一光源出射的光和第二光源出射的光均能传导至出光部出射，提高出光部出射的照明光的亮度，且出光部仅设置在一个光导体上，出射光的光功率密度较大；两个光源分开设置光导体的同一侧，便于安装和散热。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图，其中：
图1是本申请提供的一种发光装置一实施例的俯视图的结构示意图；
图2是本申请提供的一种车灯一实施例的的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，均属于本申请保护的范围。
需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
请参阅图1，图1是本申请提供的一种发光装置一实施例的结构示意图。
发光装置100包括光源110、光导体120以及导光元件130。其中，两个光源110可以为间隔设置的第一光源111和第二光源112，两个光导体120可以为并排设置的第一光导体121和第二光导体122，其中第一光源111和第二光源112与第一光导体121和第二光导体122一一对应设置。
第一光导体121包括第一入光面1211和第一末端面1212；第二光导体包括第二入光面1221和第二末端面1222。
本实施例中，第一光源111和第二光源112并排设置，第一光源111设置在第一光导体121的第一入光面1211一侧，第二光源112设置在第二光导体122的第二入光面1221一侧，导光元件130设置在光导体120背对光源110的一侧，即导光元件130光导体正对第一末端面1212和第二末端面1222。
请进一步参阅图1，在第一光导体121或者第二光导体122靠近导光元件130的一端设置有出光部123，出光部用于将光导体120中的光导出，从而可以形成出光部。其中，以将出光部123设置在第一光导体121上为例。
出光部123设置在第一光导体121靠近第一末端面1212的一侧，其中，第一光源111发出的光导入第一光导体121后可以经过出光部123发出，第二光源112发出的光导入第二光导体122后，可以通过导光元件130的传导后进入第一光导体121内，同样从出光部123中导出。
因此，通过采用导光元件130将第二光导体122中的光导入到第一光导体121中，然后从出光部123中导出，可以增加出光部123发出光的光通量，从而可以提高从出光部123发出的光的亮度。同时，采用并排设置的第一光导体121和第二光导体122以及导光元件130将第一光源111和第二光源112发出的光从出光部123导出，可以在提高出光部123发出的光的亮度的情况下，使得在提高出光部123发出的光的光通量的同时减小整个发光装置100的光学扩展量；同时，第一光源111和第二光源112之间间隔设置可以加快第一光源111和第二光源112的散热，进一步提高发光装置100的散热效果。
本实施例中，导光元件130可以是棱镜，且棱镜的截面可以是等腰直角三角形。且棱镜斜边所对应的面正对第一末端面1212和第二末端面1222；棱镜的直角边上设置有反射膜层，因此，可以使得第二光导体122中的光穿过第二末端面1222后进入棱镜中，并通过棱反射膜层的反射传导入出光部123中。
其中，导光元件130可以通过光学胶与第一末端面1212和第二末端面1222粘接以使得导光元件130与第一光导体121和第二光导体122固定连接，从而形成稳定的光通路。
进一步的，当导光元件130与第一光导体121和第二光导体122通过光学胶粘接时，光学胶可以形成设置在第一光导体121和第二光导体122之间的粘接层125，其中还可以在粘接层125中加入散射微粒，以使得粘接层125具有粘接作用的同时还可以作为散射层，散射层的作用是当光通过散射层进入出光部123时，可以使得进入出光部123的光分布更加均匀；进一步的，散射层可以设置在在导光元件130与第一末端面1212之间，从而可以减少光源出射的光从另一光导体的入光面出射，提高光利用效率。需要注意的是，粘接层125中添加的散射微粒需适量，以确保粘接层125的粘黏性。
其中，散射微粒由各种散射填料粒子(如：氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化钙等)与硅胶混合固化形成；或者由各种散射填料粒子(如：氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化钙等)与玻璃粉混合熔融形成。
本实施例中，第一光导体121和第二光导体122靠近光源110的一侧均设置有增透膜124，光源110的光通过增透膜124后进入光导体120内，增透膜124用于提高进入光导体120内的光通量。其中，增透膜124可以是AR(Anti-Reflection)膜。
进一步的，第一光导体121的第一入光面1211上还可以分光膜，同样的第二光导体122的第二入光面1221上也可以分光膜。分光膜的作用是使得第一光源111发出的具有第一波长的光进入第一光导体121内；且使得第二光源112的具有第二波长的光进入第二光导体122。
其中，可以选取不同的分光膜分别设置在第一入光面1211和第二入光面1221上，使得第一波长和第二波长不相同，因此当第一光源111发出的具有进入第一波长的光进入第一光导体121内，且经过导光元件130传动入第二光导体122内后，第二光导体122的第二入光面1221一侧设置的分光膜可以阻止具有第一波长的光从第二入光面1221发射出；同样的第一入光面1211上的分光膜也可以阻止第二波长的光从第一入光面1211发射出，因此可以提高光线的利用效率。
其中，分光膜可以设置在第一入光面1211和增透膜124之间，或者增透膜12可以设置在第一入光面1211和分光膜之间，在此不做限定。
本实施例中，第一光源111和第二光源112均可以为单色光源，即第一光源111和第二光源112可以为蓝光光源、红光光源、或者绿光光源。
其中，出光部123的表面可以设置散射结构层或者也可以设置波长转换层。
当出光部123的表面为散射结构层时，散射结构层可以采用如前文所述的散射微粒构成，在此方案中，散射结构层时可以使得从出光部123发出的光均匀分布。
当出光部123的表面为波长转换层时，波长转换层可以采用荧光材料制成，其优点在于，可以将从出光部123发出的转化为具有预设波长的光发出。
光导体其中，散射结构层和波长转换层均可以沿第一光导体121的周向设置，从而形成环绕第一光导体121的周向的环形发光圈，从而可以实现出光部123进行360°的发光。
例如，第一光源111和第二光源112可以都为蓝光光源，第一光源111和第二光源112可以都为蓝光光源通过各自所对应光导体传导后进入出光部123，通过的波长转换层中的荧光材料的作用，可以将蓝光转变成具有预设波长的光，例如这里的可以通过调整波长转换层中的荧光材料的成分、比例等可以使得从出光部123发出的光具有预设的颜色，例如波长转换层可以选用黄色荧光材料，使得从出光部123的光为白色光。
本实施例中，第一光导体121和第二光导体122的长度可以相等，其中，第一光导体121和第二光导体122的材质可以为石英玻璃、蓝宝石、YAG(yttrium aluminum garnet，钇铝石榴石)。其中第一光导体121和第二光导体122的截面可以是为矩形、正方形、圆形或者椭圆形。其中，由于第一光导体121上的出光部123沿第一光导体121的轴向呈360°设置，因此为了防止出光部123靠近第二光导体122一侧的光发出后经过第二光导体122出现色散问题，可以将第二光导体122正对第一光导体121的出光部123的一侧设置为平面。
例如，可以将第二光导体122设置为矩形、正方形等形状，通过其一侧的平面正对第一光导体121，从而使得出光部123在靠近第二光导体122一侧出射的光穿过第二光导体122后光分布不发生改变。。
本实施例中，导光元件130的表面可以设置导光元件涂层，从而减小在对光传导时造成的光损失。其中，导光元件130的可以是可为TIR(Total Internal Reflectionquanneifanshe，全内反射)透镜，其中导光元件130的反射面可以是镜面反射面、高斯反射面、朗伯反射面或其他反射面或吸收面，从而可以改变第二光导体122中的光的传播角度，进而传导到第一光导体121的出光部123内。
进一步的，本实施例中，第一光源111和第二光源112可以为LED(Light EmittingDiode，发光二极管)光源和/或LD(Laser Diode，半导体激光器)光源。其中，第一光源111和第二光源112可以都为LED光源或者都为LD光源或者也可以分别为LED光源及LD光源。
其中，以第一光源111为LED光源，第二光源112为LD激光光源为例，本实施例提供的发光装置具有如下的实施方式。
在第一实施方式中，第一光源111可以为单个LED灯或者两个以上LED灯形成的光源，第二光源112可以为LD光源。本方案的优点在于，通过第一光导体121和第二光导体122形成的双光路远程激发波长转换层产生白光，从而使得从而出光部123中发出的白光混合均匀且满足二元白光光谱特性。
在第二实施方式中，第一光源111可以为单个LED灯或者两个以上LED灯形成的光源，第二光源112可以为准直光学元件系统，其中，第二光源112发出的光可以垂直或近似垂直的射入第二光导体122中，此方案的优点在于，可以通过调节第一光源111和第二光源112的发光功率，实现对从而出光部123中发出的光的色温调节。例如，第一光源111和第二光源均为蓝光光源，通过出光部123的波长转换层转变光波长后可以从出光部123中发出混合白光，通过调节一光源111和第二光源发出的蓝光的功率，从而可以调节混合白光的光谱特性从而可以实现对混合白光的色温进行调节。
在第三实施方式中，本实施方式与第一实施方式的区别在于，第二光源112可以是红光光源，例如，第二光源112可以是红光激光器。通过调整第一光源111和第二光源112的发光功率，同时调整波长转换层中的荧光材料的成分比例，从而可以使得从出光部123中发出的光具有高显色指数。
在第四实施方式中，本实施方式与第一实施方式的区别在于，第二光源112可以是绿光光源，或者为红光光源和绿光光光源的混合光源，例如，第二光源112可以是绿光激光器，或者红光、绿光混合激光器。通过调整第一光源111和第二光源112的发光功率，同时调整波长转换层中的荧光材料的成分比例，从而可以进一步提高从出光部123中发出的光的显色指数。
本申请中提供的发光装置100可以作为车灯的灯芯结构，因此本申请还提供的一种车灯，请参阅图2，图2是本申请提供第一种车灯一实施例的结构示意图。
车灯200可以包括发光碗140和如前文所述的发光装置100，发光装置100可以设置在发光碗140内，且发光装置100上的出光部123设置在发光碗140的焦点上以作为车灯200的灯丝结构，以实现车灯200的发光作用。
进一步的，本申请中还提供的一种汽车，汽车可以包括如前文所述车灯。当车灯200设置到汽车上，且汽车水平放置时，可以确保车灯200内的第一光导体121和第二光导体122可以沿重力方向依次层叠设置，从而可以使得车灯在竖直方向上的光分别更加均匀，防止车灯出现明暗光斑的问题。
综上所述，本申请一种发光装置及应用其车灯，通过采用两个光导体和导光元件将两个并排设置的光源发出的光均传导到其中一个光导体上设置的出光部内，从而可以提高出光部中的光的光通量；同时采用导光元件将其中一个光导体中的光的方向偏转180°后，导入到另一个光导体内，在实现提高出光部中的光的光通量的同时，可以采用两个界面尺寸较小的两个光导体并排设置，因此可以减小发光装置的光学扩展量，使得整个发光装置结构紧凑，可以节省设置空间。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括：
并排设置的第一光导体和第二光导体，所述第一光导体包含第一入光面和第一末端面，所述第二光导体包含第二入光面和第二末端面，第一入光面和所述第一末端面设置在同一侧，所述第一末端面与所述第二末端面设置在同一侧；
两个光源，分别设置在所述第一入光面和所述第二入光面一侧，所述；
导光元件，设置在所述第一末端面和所述第二末端面一侧；
其中，所述第一光导体包含一出光部，所述出光部设置在临近所述第一光导体的第二末端面。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述导光元件为棱镜，且所述棱镜的直角边设置有反射膜层。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述出光部的外表面设置有散射结构层。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述出光部的外表面设置有波长转换层。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述导光元件与所述第一末端面之间设置有散射层。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，在垂于从所述第二入光面到所述第二末端面的方向上，所述第二光导体的截面为方形。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述光源为LED光源或激光光源。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述第一入光面和所述第二入光面设置有增透膜。
9.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述第一入光面和所述第二入光面设置有分光膜。
10.一种车灯，其特征在于，所述车灯包括反光碗和如权利要求1-9任一项所述的发光装置，其中所述发光装置设置在所述反光碗内，且所述第一光导体的所述出光部设置在所述反光碗的焦点上。
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