CN112698446B - 用于将来自光源的光耦合到光学光导的改进型壳体 - Google Patents

Abstract

所公开的主题总体上涉及一种用于能够使来自光源的光耦合到光学光导的壳体。所述壳体允许所述光学光导相对于所述壳体和光源绕着其轴线旋转，同时保持与所述光源的光学耦合。因此，发明人认识到对能够将来自光源的光耦合到光学光导的需要，其中光学光导可绕其轴线自由旋转。该优点通过光源可布置在其中的壳体的锁定机构获得。锁定机构包括适于接收光学光导的至少一个径向锁定构件的周缘结构。所述周缘结构配置为使得所述光学光导可在所述锁定机构中绕其轴线旋转，同时保持所述光学光导的所述端部部分与所述光源之间的空间关系。

Description

用于将来自光源的光耦合到光学光导的改进型壳体

技术领域

本公开总体上涉及用于能使来自光源的光耦合到光学光导(optical lightguide)的壳体。

背景技术

部件或表面的照明在包括在车辆内部的各种情况下都是期望的。例如，可能需要照亮车门板部件或中央控制台。为了向优选位置提供照明，由光源发射的光经常由诸如光纤的引导结构引导到优选位置。这也意味着在光源和引导结构之间必须存在耦合。

光源和引导结构之间的耦合优选地容易拆卸以例如更换光源，或进行维护。此外，期望避免光从耦合结构泄漏，并且能够在不必从耦合结构拆卸引导结构的情况下容易地重新导向引导结构。

发明内容

所公开的主题总体上涉及一种用于能使来自光源的光耦合到光学光导的壳体。所述壳体允许所述光学光导相对于所述壳体和光源绕着其轴线旋转，同时保持与所述光源的光学耦合。

因此，发明人认识到对能够将来自光源的光耦合到光学光导的需求，其中光学光导可绕其轴线自由旋转。该优点通过光源是可布置在其中的壳体的锁定机构获得。所述锁定机构包括适于接收光学光导的至少一个径向锁定构件的周缘结构。所述周缘结构配置成使得所述光学光导在所述锁定机构中可绕其轴线旋转，同时保持所述光学光导的所述端部与所述光源之间的空间关系。

所述周缘结构(circumferential structure)优选地具有圆形的横截面。

在一个有利实施例中，所述锁定机构可包括第一部分和第二部分。所述第一部分被固定在所述壳体中并且包括第一周缘结构部分。所述第二部分相对于第一部分可旋转并且包括第二周缘结构部分。以此方式，在第二部分的第一旋转定向中，所述第一周缘结构部分和第二周缘结构部分彼此移位以允许所述光学光导的移除。此外，在所述第二部分的第二旋转定向中，所述第一周缘结构部分和第二周缘结构部分适于与所述光学光导的径向锁定构件接合。由此，通过所述第二锁定机构部分相对于所述第一锁定机构部分的简单旋转运动能够容易地组装所述光学光导和所述壳体以及从所述壳体拆卸所述光学光导。

此外，通过实现包围所述光学光导的径向锁定构件的锁定机构，所述壳体还提供减少的光泄露或没有光泄露。一种这样的锁定机构包括周缘结构，所述周缘结构包括适于接收所述光学光导的径向锁定构件的沟槽。

当研究所附权利要求和以下说明时，本公开的实施例的进一步特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可以组合本公开的不同特征以创建除以下描述的那些实施例之外的实施例。

附图说明

现在将参照示出本发明的示例性实施例的附图更详细地描述本发明的这些和其他方面，其中：

图1A是根据本公开的实施例的壳体的概念图；

图1B是根据本公开的实施例的在其中布置有光学光导的示例性壳体的截面图；

图2A-E概念性地示出了光学光导锁定在根据本公开的实施例的壳体中；

图3是根据本公开的实施例的包括周缘结构的锁定机构的特写图(close-upview)；

图4A-C概念性地示出了光学光导定位和锁定在根据本公开的实施例的、以与图2A-E中不同的视角示出的壳体中；

图5A-B概念性地示出了根据本公开的实施例的示例性卡扣配合连接；和

图6是根据本公开的实施例的壳体的概念图。

具体实施方式

在本详细说明中描述了根据本公开的壳体的各种实施例。但是，所述壳体可以以许多不同的形式实施，并且不应当解释为限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且将本公开的范围完全传达给技术人员。在全文中，相同的附图标记指代相同的元件。

图1A是根据本公开实施例的用于能使来自光源102的光耦合到光学光导104的示例性壳体100的立体图。图1B是在其中布置有光学光导104的壳体100的概念侧视横截面图。壳体100包括锁定机构106，用于在光源102被安装在壳体100中的安装位置103内时将光学光导104的端部部分108保持在光源102附近，使得由光源102发射的光耦合到光学光导104的端部部分108中。锁定机构106包括周缘结构110，周缘结构110适于接收光学光导104的至少一个径向锁定构件112，使得光学光导104可在锁定机构106中绕着其轴线114旋转，同时保持光学光导的端部部分108与光源102之间的空间关系。

发明人认识到允许光学光导的旋转运动同时保持光源与光学光导的端部部分之间的空间关系的锁定机构。锁定机构锁定光学光导以保持在锁定平面中，但允许光学光导绕着其纵向轴线旋转，该纵向轴线垂直于锁定平面。这确保了光学光导被锁定就位以保持光学光导的端部部分与光源之间的空间关系。为了确保光有效地耦合到光学光导中，保持光学光导的端部部分与光源之间的空间关系是重要的。通过本文公开的锁定机构保持空间关系，同时允许光学光导绕其中心轴线旋转。

所述空间关系使得光源能够有效地将光耦合到所述光学光导中并且包括在所述光学光导的端部部分与光源之间的轴向距离以及所述光源与所述端部部分之间的对准两者。优选地，所述光源与端部部分对准，例如与所述光学光导的中心轴线对准，并且相对靠近所述端部部分定位。

所述端部部分适配为输入区域或入口，其中所述光学光导接收通过例如在光学光导内部反射而引导通过所述光学光导到达所述光学光导的出口的光。所述出口位于期望照明的位置处或其附近。因此，所述光学光导可将在所述端部部分处接收的光引导到所述光学光导的出口。

优选地，所述光学光导绕着其中心轴线114自由地旋转，例如，所述光学光导可绕着其中心轴线114旋转至少360度。

所述光学光导可由光学塑料(例如PMMA或PC)制成。例如，所述光学光导可以由光纤示例。

本文的周缘部件(例如锁定机构的周缘结构)是优选地圆形的，即形成于所述锁定机构的圆筒形内表面中，使得当光学光导旋转时，所述光学光导的径向锁定构件可在所述周缘结构中自由地行进。

所述光学光导的径向锁定构件包括在基本垂直于所述光学光导的中心轴线114的方向上的突出结构。

在一些实施例中，所述壳体由塑料材料例如通过模制或3D打印而制成。可以想到在本公开的范围内的若干类型的光源，非限制性示例包括发光二极管。

光源104可被布置在PCB基板116上，PCB基板116插入到壳体100中并且通过附接装置保持就位。已知将PCB附接到壳体中的若干方式，在本文中将不进行详细描述。这些附接装置包括螺钉、包括穿透PCB中的孔的销的卡扣连接、将PCB保持就位的电连接端口等。

现在转向图2A-E，其示出根据本公开的实施例的将光学光导104锁定在壳体100中的过程。

图2A示出了具有处于打开状态的锁定机构106的壳体100的侧视图。壳体的锁定机构106包括第一部分106a和第二部分106b。第一部分106a固定在壳体中并且包括第一周缘结构部分110a。第一部分106a可以例如固定在壳体100的主体118(见图1)中。第二部分106b可相对于第一部分106a旋转并且包括第二周缘结构部分110b。换句话说，第一部分106a可包括适于将光学光导锁定就位的周缘结构110的一部分。因此，第二部分106b可以包括适于将光学光导104锁定就位的周缘结构110的另一部分。第一周缘锁定结构部分110a和第二周缘锁定结构部分110b可以是弧形的，当结合在一起时，它们形成具有圆形周缘的连续周缘锁定结构。

图2B示出了设置有与第一周缘结构部分110b接合的径向锁定构件112的光学光导104。在图2A-B中所示的第二部分106b的旋转定向中，第一周缘结构部分110a和第二周缘结构部分110b彼此移位以允许光学光导104的移除或插入。当锁定在锁定机构106中时，锁定机构106的第二部分106b可绕着与光学光导的中心轴线114基本平行的轴线120旋转。因此，旋转轴线120基本上垂直于周缘结构110的平面。

图2C示出了第二锁定机构部分106b的第二旋转定向。在该第二旋转定向中，第一周缘结构部分110a和第二周缘结构部分110b适于与光学光导的径向锁定构件112接合。

当第一部分106a和第二部分106b处于锁定位置(即在第二旋转定向中)时，锁定结构106形成通孔。再次转向图2A，所述通孔优选为圆柱形，并且所述通孔的直径109a基本等于或稍大于预期的光学光导的直径。但是，在周缘锁定结构110的位置处，直径109b大于所述通孔的相邻部分的直径109a。包括部分110a-b的周缘结构110适于允许至少一个径向锁定构件112沿着周缘结构110的路径行进。

所述锁定机构的第二部分106b可以通过第一部分106a和第二部分106b之间的铰链连接121而相对于所述锁定机构的第一部分106a旋转。铰链连接121可以是由柔性塑料件制成的壳体100的一体部分。

锁定机构106的第二部分106b可以适于在图2C所示的第二旋转定向中被锁定就位。为此，锁定机构的第二部分106b可以包括锁定构件122，锁定构件122适于与壳体100的主体上的相应锁定构件卡扣配合。这将参考图5A-B更详细地描述。

现在转向图2D，图2D示出了布置在PCB基板116上的例如发光二极管的光源102，PCB基板116布置在光学光导下方，靠近端部部分108，使得确保光高效地耦合到光学光导中。

壳体100包括可相对于壳体的主体118旋转的盖部124。在盖部124的第一旋转定向中，如图2D所示，光源102可通过壳体的主体中的开口安装。在盖部的第二旋转定向中，如图2E所示，所述开口闭合并且通过锁定构件126保持闭合，锁定构件126适于与主体118上的相应锁定构件128卡扣配合。因此，借助于所公开的包括盖部124和铰接锁定机构106的壳体，壳体内的光学光导被完全覆盖以减少从壳体的光泄漏，同时保持光学光导104的端部部分108与光源102之间的临界空间关系。此外，由于本文公开的周缘锁定机构110，光学光导104可绕着其中心轴线114旋转。另外，通过盖部124和铰接的锁定机构106的构造，特别是在实施所建议的卡扣配合锁定时，以简单的方式进行光学光导104和光源102的替换。

图3是根据一些实施例的包括周缘结构110a的锁定机构的近视图。图3示出了第一锁定构件106a和第一周缘结构110a。这里，周缘结构110a包括适于接收光学光导的径向锁定构件112的沟槽。所述沟槽成形为使得径向锁定构件112配合在所述沟槽中，优选地，在沿光学光导104布置在其中的通孔的中心轴线113的方向上的沟槽高度形成与径向锁定构件的紧配合，以减小光学光导沿其中心轴线114的可能运动。周缘结构110a-b适于允许至少一个径向锁定构件112沿着周缘结构110的路径117行进。

所述径向锁定构件可以是从光学光导104的主体105突出的单个突起。径向锁定构件112可以围绕所述光学光导的整个圆形周缘延伸，或者径向锁定构件112可以围绕所述光学光导的圆形周缘的一部分延伸。

图4A-C概念性地示出了光学光导104定位和锁定在壳体100中的俯视图。在图4A中示出了锁定机构106的第二部分106b相对于第一部分106a的第一旋转定向，另参见图2A-B。包括径向锁定构件112的光学光导104插入到弧形的第一锁定机构部分106a中，参见图4B。因此，第一周缘结构部分110a和第二周缘结构部分110b(在图2A-B中更好地看到)彼此移位以允许移除和插入光学光导104。接下来，第二部分106b相对于附接到主体118的第一部分106a旋转，并且在第二部分106b的第二旋转定向中，第一周缘结构部分110a和第二周缘结构部分110b适于与光学光导104的径向锁定构件112接合。因此，光学光导104被放置在锁定机构106中，锁定机构106通过围绕其周缘包围光学光导104而将其锁定就位。

盖部124可相对于壳体100的主体118旋转，其中在盖部124的第一旋转定向中，光源可通过壳体的主体中的开口安装，且在盖部的第二旋转定向中，开口关闭。盖部124可绕着轴线128旋转。轴线128垂直于锁定机构106的第二部分106b的旋转轴线120。所述盖部可以通过盖部124和壳体100的主体118之间的铰链连接130而相对于所述壳体的主体118旋转。铰链部分可沿着盖部124和相邻主体118侧的基本上整个侧长度延伸。

盖部124可以包括锁定构件126，锁定构件126适于在盖部124的第二旋转定向中与壳体的主体118上的相应锁定构件卡扣配合。盖部的第二旋转定向在图4C和图2E中概念性地示出。

图5A-B概念性地示出了根据本发明的实施例的示例性卡扣配合连接。在这里，参考同样适用于可由锁定构件126和128锁定的盖部124的锁定机构106来例示卡扣配合连接。

这里，所述锁定机构的第二部分106b包括具有通孔202的锁定构件122。当第二部分106b朝向第二旋转定向旋转时，如图5B所示，锁定构件202被推动抵靠第一部分106a的突起204，使得锁定构件122以弹性方式略微弯曲。一旦通孔202到达突起204，锁定构件122弯曲回来并且突起204落入通孔202中，由此第二锁定元件106b在第二旋转定向中被锁定就位，参见例如图5B和图4C。可实现类似的锁定机构以将盖部124锁定到壳体主体118。例如，锁定构件126可以包括通孔，并且在壳体主体118上的相关联的匹配锁定构件128可以包括突起。

图1B进一步概念性地示出了包括根据本公开的实施例的壳体100、光源102、和光学光导104的光学组件300。

在上述实施例中，第二锁定构件106b绕着一旦安装在壳体100中与锁定构件106的中心轴线113(见例如图3和图2A)基本平行且也平行于光学光导的主轴线114的轴线旋转。当光源安装在壳体100中的安装位置时，锁定机构106适于将光学光导的端部部分保持在光源102的位置附近，使得由所述光源发射的光耦合到所述光学光导的端部部分中。锁定机构106包括适于接收所述光学光导的至少一个径向锁定构件112的周缘结构110，使得所述光学光导可在锁定机构中绕着其轴线旋转，同时保持所述光学光导的端部部分与光源之间的空间关系。图1A中示出的实施例和图6中示出的壳体600之间的差异是第二锁定构件106b可以旋转地附接到壳体100的主体118。因此，第二锁定机构106b在此经由铰链连接602附接到主体118，使得第二锁定机构可绕着轴线603从第一旋转定向旋转到第二旋转定向，其中光学光导104由包括周缘锁定结构部分110a-b的周缘锁定结构110锁定到第二旋转定向。当光学光导104安装在壳体600中时，轴线603垂直于光学光导104的轴线。第二锁定机构部分106b可以包括锁定构件622，其可以卡扣配合到第一锁定部分106a上的匹配锁定构件623。这里，锁定构件622设置为爪，其夹持第一锁定部分106a上的肩部623。

还提供了一种包括本文公开的壳体或光学组件中的任何一个的车辆。

本领域技术人员认识到，本发明决不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变型是可能的。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定词“一个”或“一种”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中叙述的若干项目的功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有的事实不表示这些措施的组合不能用于优点。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制所述范围。

已描述各种实例。这些及其它实例处于所附权利要求书的范围内。

Claims (14)

1.一种用于能使来自光源(102)的光耦合到光学光导(104)的壳体(100)，所述壳体包括：

锁定机构(106)，用于在所述光源被安装在所述壳体中的安装位置(103)中时将所述光学光导的端部部分(108)保持在所述光源附近，以使得由所述光源发射的光耦合到所述光学光导的所述端部部分中，其中

所述锁定机构包括周缘结构(110)，所述周缘结构围绕所述锁定机构的整个内周缘延伸并且适于接收从所述光学光导的主体(105)突出的至少一个径向锁定构件(112)，使得所述光学光导在所述锁定机构中绕着其轴线(114)可旋转，同时保持所述光学光导的所述端部部分与所述光源之间的空间关系，所述空间关系使得来自所述光源的光能由所述光学光导的端部部分接收。

2.根据权利要求1所述的壳体，其中，所述锁定机构包括第一部分(106a)和第二部分(106b)，

其中，所述第一部分被固定在所述壳体中并且包括第一周缘结构部分(110a)，并且所述第二部分相对于所述第一部分可旋转并且包括第二周缘结构部分(110b)，

其中在所述第二部分的第一旋转定向中，所述第一周缘结构部分和所述第二周缘结构部分彼此移位以允许所述光学光导的移除，在所述第二部分的第二旋转定向中，所述第一周缘结构部分和第二周缘结构部分适于与所述光学光导的径向锁定构件接合。

3.根据权利要求2所述的壳体，其中，所述锁定机构的所述第二部分通过所述第一部分与所述第二部分之间的铰链连接(121)而相对于所述锁定机构的所述第一部分可旋转。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的壳体，其中，所述锁定机构的所述第二部分绕着基本垂直于所述周缘结构的平面的旋转轴线可旋转。

5.根据权利要求2和3中的任一项所述的壳体，其中，所述锁定机构的所述第二部分适于在所述第二旋转定向中被锁定就位。

6.根据权利要求5所述的壳体，其中，所述锁定机构的所述第二部分包括锁定构件(122)，所述锁定构件适于与所述壳体的主体上的相应锁定构件卡扣配合。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的壳体，其中，所述周缘结构适于允许所述至少一个径向锁定构件沿着所述周缘结构的路径行进。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的壳体，其中，所述周缘结构包括沟槽，所述沟槽适于接收所述光学光导的所述径向锁定构件。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的壳体，包括盖部(124)，所述盖部相对于所述壳体的主体可旋转，其中在所述盖部的第一旋转定向中，光源能通过所述壳体的所述主体中的开口安装，且在所述盖部的第二旋转定向中，所述开口闭合。

10.根据权利要求9所述的壳体，其中所述盖部通过所述盖部与所述壳体的主体(118)之间的铰链连接(130)而相对于所述壳体的所述主体可旋转。

11.根据权利要求9所述的壳体，其中，所述盖部包括锁定构件(126)，所述锁定构件适于在所述盖部的所述第二旋转定向中与所述壳体的所述主体上的相应锁定构件卡扣配合。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的壳体，其中，所述锁定机构适于包围所述光学光导的整个周缘。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的壳体，其中，所述锁定机构适于将所述光学光导在所述周缘结构的平面中锁定就位。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的壳体，其中，所述壳体适于包围所述光源和所述光学光导的所述端部部分。

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