CN116293511A - 光导装置和出光系统 - Google Patents

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朱彩萍
施红健
王思清
卓小敏
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Abstract

本发明公开了一种光导装置，包括：光源，以及光导板，光导板朝向光源的底端设有均光结构，均光结构与光导板固定连接；光导板包括本体、第一倾斜部及第二倾斜部，第一倾斜部及第二倾斜部分别位于本体的左右两侧，第一倾斜部及第二倾斜部均与本体固定连接，且第一倾斜部及第二倾斜部的顶部均高于本体的顶部；其中，均光结构包含第一均光部、第二均光部及第三均光部，第一均光部和第三均光部分别位于第二均光部的左右两侧，且第一均光部和第三均光部均与第二均光部固定连接；第一均光部用于将光源发出的光线向第一倾斜部发散，第三均光部用于将光源发出的光线向第二倾斜部发散，第二均光部用于将光源发出的光线向本体发散。利用本发明，能够使得光导板被均匀点亮。

Description

光导装置和出光系统
技术领域
本发明涉及汽车车灯技术领域，尤其涉及一种光导装置和出光系统。
背景技术
随着汽车的迭代发展，底盘、车身等结构日趋成熟，越来越难以形成差异化。因此，包括车灯在内的外观差异化竞争的重要性就日益凸显了。如何以较少的光源实现更复杂的灯光效果成为研究热点。
光导因全反射原理、能量利用率高等优势，常用于汽车车灯发光系统中。但是光导板的伸展方向与光源出光方向的夹角过大时(即夹角超过15°)，就会发生亮度不均的现象，即导致靠近光源端较亮，而远离光源端较暗，从而影响观感。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了现有技术中光导板亮度不均匀的技术问题，本发明提供一种光导装置，能够使得光导板被均匀点亮。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光导装置，包括：光源，以及光导板，所述光导板朝向所述光源的底端设有均光结构，所述均光结构与所述光导板固定连接；所述光导板包括本体、第一倾斜部及第二倾斜部，所述第一倾斜部及第二倾斜部分别位于所述本体的左右两侧，所述第一倾斜部及第二倾斜部均与所述本体固定连接，且所述第一倾斜部及第二倾斜部的顶部均高于所述本体的顶部；其中，所述均光结构包含第一均光部、第二均光部及第三均光部，第一均光部和第三均光部分别位于所述第二均光部的左右两侧，且所述第一均光部和第三均光部均与所述第二均光部固定连接；所述第一均光部用于将所述光源发出的光线向所述第一倾斜部发散，所述第三均光部用于将所述光源发出的光线向所述第二倾斜部发散，所述第二均光部用于将所述光源发出的光线向所述本体发散。
进一步地，所述第一均光部包含多个第一均光单元，所述多个第一均光单元依次首尾相连，所述第一均光单元包括第一连接面、第一入光面、第二入光面、第三入光面、第二连接面及第一反射面；所述第一连接面、第一入光面、第二入光面、第三入光面、第二连接面及第一反射面为从左至右顺次相连。
进一步地，所述第一入光面和第二连接面均为水平面，所述第一连接面、第二入光面、第三入光面及第一反射面均为倾斜面；所述第二入光面的倾斜方向和第三入光面的倾斜方向相反，且所述第二入光面和第三入光面的连接处为朝远离所述光源方向凹陷的弧面；所述第一连接面的倾斜方向与第三入光面的倾斜方向相同，所述第一反射面的倾斜方向与第二入光面的倾斜方面相同。
进一步地，前一个所述第一均光单元的第一反射面与后一个第一均光单元的第一连接面通过第一水平面相连，且所述第一反射面、第一水平面及第一连接面之间形成为向所述本体方向凹陷的凹陷状。
进一步地，所述第三均光部包含多个第三均光单元，所述多个第三均光单元依次首尾相连，所述第三均光单元包括第三连接面、第四入光面、第五入光面、第六入光面、第四连接面及第二反射面；所述第三连接面、第四入光面、第五入光面、第六入光面、第四连接面及第二反射面为从右至左顺次相连。
进一步地，所述第四入光面和第四连接面均为水平面，所述第三连接面、第五入光面、第六入光面及第二反射面均为倾斜面；所述第五入光面的倾斜方向和第六入光面的倾斜方向相反，且所述第五入光面和第六入光面的连接处为朝远离所述光源方向凹陷的弧面；所述第三连接面的倾斜方向与第六入光面的倾斜方向相同，所述第二反射面的倾斜方向与第五入光面的倾斜方面相同。
进一步地，前一个所述第三均光单元的第二反射面与后一个第三均光单元的第三连接面通过第二水平面相连，且所述第二反射面、第二水平面及第三连接面之间形成为向所述本体方向凹陷的凹陷状。
进一步地，所述第一倾斜部的倾斜方向与所述第一连接面的倾斜方向相同，所述第二倾斜部的倾斜方向与所述第三连接面的倾斜方向相同，所述第一连接面和第三连接面的倾斜方向相反。
进一步地，以垂直于所述光导板的平面为基准面Y，所述基准面Y为竖直面，所述第一连接面和第三连接面与基准面Y之间的夹角均为A，所述第一倾斜部和第二倾斜部与基准面Y之间的夹角均为B；夹角A大于夹角B。
进一步地，以垂直于所述光导板的平面为基准面Y，所述基准面Y为竖直面，所述第三入光面和第六入光面与基准面Y之间的夹角均为C，所述第一反射面和第二反射面与基准面Y之间的夹角均为D，夹角C大于夹角D，且所述第一反射面的高度大于第三入光面的高度，所述第二反射面的高度大于第六入光面的高度。
进一步地，所述均光结构的一侧面上设有扩散花纹。
进一步地，所述均光结构和所述光源之间还设有均化层。
本发明还提供一种出光系统，包括：背板，以及上述的光导装置，所述背板与光导板连接。
本发明的有益效果是，本发明的光导装置，通过设置均光结构，第一均光部将光源发出的光线向第一倾斜部发散，第三均光部将光源发出的光线向第二倾斜部发散，使得大倾角的光导板的顶部(即远离光源的一端)也可以被点亮，使得光导板整体亮度保持均匀，呈现较佳的视觉效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的光导装置的结构示意图。
图2是本发明的光线在光导装置内传播的示意图。
图3是本发明的第一均光单元的放大图。
图4是本发明的光线在第一均光单元内传播的示意图。
图5是本发明的第三均光单元的放大图。
图6是本发明的光源在第三均光单元内传播的示意图。
图7是本发明的光导板的剖视图。
图8是本发明的第二均光单元的放大图。
图中：1、光源，2、光导板，3、均光结构，4、扩散花纹，21、本体，22、第一倾斜部，23、第二倾斜部，31、第一均光部，32、第二均光部，33、第三均光部，34、第一均光单元，341、第一连接面，342、第一入光面，343、第二入光面，344、第三入光面，345、第二连接面，346、第一反射面，347、第一水平面，35、第三均光单元，351、第三连接面，352、第四入光面，353、第五入光面，354、第六入光面，355、第四连接面，356、第二反射面，357、第二水平面，36、第二均光单元。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图2所示，一种光导装置，包括光源1和光导板2。光源1的数量可以为多个，光源1例如可以是LED，LED的发光角度呈圆锥形，可以同时发出不同角度的光束。光导板2朝向光源1的一端设有均光结构3，均光结构3与光导板2固定连接。多个光源1可以设置在光导板2的正下方，光源1的发光面正对着光导板2的均光结构3。光导板2包括本体21、第一倾斜部22及第二倾斜部23，第一倾斜部22及第二倾斜部23分别位于本体21的左右两侧，第一倾斜部22及第二倾斜部23均与本体21固定连接，且第一倾斜部22及第二倾斜部23的顶部均高于本体21的顶部。换言之，光导板2整体呈现为“凹”字形，且光导板2的左右两侧为倾斜状。
均光结构3包含第一均光部31、第二均光部32及第三均光部33，第一均光部31和第三均光部33分别位于第二均光部32的左右两侧，且第一均光部31和第三均光部33均与第二均光部32固定连接。例如，第一均光部31、第二均光部32及第三均光部33三者可以为一体成型，第二均光部32位于第一均光部31和第三均光部33之间。第一均光部31和第三均光部33沿第二均光部32的竖直中心线左右对称设置，第一均光部31、第二均光部32及第三均光部33用于接收光源1发出的光束，例如，第一均光部31用于将光源1发出的光线向第一倾斜部22发散，第三均光部33用于将光源1发出的光线向第二倾斜部23发散，第二均光部32用于将光源1发出的光线向本体21发散。具体的，第一均光部31和第二均光部33可以将光源1发出的角度较大的光线进行反射处理，使得光导板2整体出光效果更加均匀。
如图3所示，第一均光部31包含多个第一均光单元34，多个第一均光单元34依次首尾相连，第一均光单元34包括第一连接面341、第一入光面342、第二入光面343、第三入光面344、第二连接面345及第一反射面346；第一连接面341、第一入光面342、第二入光面343、第三入光面344、第二连接面345及第一反射面346为从左至右顺次相连。第一入光面342和第二连接面345均为水平面，第一连接面341、第二入光面343、第三入光面344及第一反射面346均为倾斜面；第二入光面343的倾斜方向和第三入光面344的倾斜方向相反，且第二入光面343和第三入光面344的连接处为朝远离光源1方向凹陷的弧面，第一连接面341的倾斜方向与第三入光面344的倾斜方向相同，第一反射面346的倾斜方向与第二入光面343的倾斜方面相同，这样，光源1发出的不同角度的光线能够全部进入第一均光单元34内。前一个第一均光单元34的第一反射面346与后一个第一均光单元34的第一连接面341通过第一水平面347相连，且第一反射面346、第一水平面347及第一连接面341之间形成为向本体21方向凹陷的凹陷状。
具体的，每个第一均光单元34下方均设有一个光源1，光源1尽可能的贴近第一均光单元34。如图4所示，当光源1发出不同角度的光束时，设光源1往左边发散的光束为光束一，往中间发散的光束为光束二，往右边发散的光束为光束三，光束一可以通过第一入光面342和第二入光面343进入光导板2内，光束二可以通过第二入光面343和第三入光面344进入光导板2内，光束三可以通过第三入光面344进入均光结构3内，并在第一反射面346发生反射进入光导板2内，通过对均光单元的结构设计，使得光源1发出的不同角度的光，都能够进入光导板2内，且使得更多的光线往第一倾斜部22的方向出射，使得光导板2整体的发光亮度更加均匀。
具体的，在第一均光单元34中，第一连接面341和第三入光面344为向左倾斜，第二入光面343和第一反射面346为向右倾斜，第一反射面346的倾斜角度不宜过大，否则无法起到反射效果。
如图5所示，第三均光部33包含多个第三均光单元35，多个第三均光单元35依次首尾相连，第三均光单元35包括第三连接面351、第四入光面352、第五入光面353、第六入光面354、第四连接面355及第二反射面356；第三连接面351、第四入光面352、第五入光面353、第六入光面354、第四连接面355及第二反射面356为从右至左顺次相连。第四入光面352和第四连接面355均为水平面，第三连接面351、第五入光面353、第六入光面354及第二反射面356均为倾斜面；第五入光面353的倾斜方向和第六入光面354的倾斜方向相反，且第五入光面353和第六入光面354的连接处为朝远离光源1方向凹陷的弧面；第三连接面351的倾斜方向与第六入光面354的倾斜方向相同，第二反射面356的倾斜方向与第五入光面353的倾斜方面相同，这样，光源1发出的不同角度的光线能够全部进入第三均光单元35内。前一个第三均光单元35的第二反射面356与后一个第三均光单元35的第三连接面351通过第二水平面357相连，且第二反射面356、第二水平面357及第三连接面351之间形成为向本体21方向凹陷的凹陷状。换言之，第三均光单元35的结构与第一均光单元34的结构是相同的，但是，第三均光单元35和第一均光单元34沿本体21的中心线呈左右对称设置。
同样的，每个第三均光单元35下方均设有一个光源1，光源1尽可能的贴近第三均光单元35。如图6所示，当光源1发出不同角度的光束时，光束一可以通过第四入光面352和第五入光面353进入光导板2内，光束二可以通过第五入光面353和第六入光面354进入光导板2内，光束三可以通过第六入光面354进入均光结构3内，并在第二反射面356发生反射进入光导板2内，通过对均光单元的结构设计，使得光源1发出的不同角度的光，都能够进入光导板2内，且使得更多的光线往第二倾斜部23的方向出射，使得光导板2整体的发光亮度更加均匀。具体的，在第三均光单元35中，第三连接面351和第六入光面354为向左倾斜，第五入光面353和第二反射面356为向右倾斜，第二反射面356的倾斜角度不宜过大，否则无法起到反射效果。
进一步地，第一倾斜部22的倾斜方向与第一连接面341的倾斜方向相同，第二倾斜部23的倾斜方向与第三连接面351的倾斜方向相同，第一连接面341和第三连接面351的倾斜方向相反。以垂直于光导板2的平面为基准面Y，基准面Y为竖直面，第一连接面341和第三连接面351与基准面Y之间的夹角均为A，第一倾斜部22和第二倾斜部23与基准面Y之间的夹角均为B；夹角A大于夹角B。换言之，第一连接面341的倾斜角度要大于第一倾斜部22的倾斜角度，第三连接面351的倾斜角度要大于第二倾斜部23的倾斜角度，这样，能够防止当光源1发出的光线角度较大时以及被第一反射面346和第二反射面356反射以后的光线从第一连接面341和第三连接面351直接出去，导致漏光。例如，第一倾斜部22与水平面的夹角可以是40°-70°，第二倾斜部23与水平面的夹角可以是40°-70°。
以垂直于光导板2的平面为基准面Y，基准面Y为竖直面，第三入光面344和第六入光面354与基准面Y之间的夹角均为C，第一反射面346和第二反射面356与基准面Y之间的夹角均为D，夹角C大于夹角D，且第一反射面346的高度大于第三入光面344的高度，第二反射面356的高度大于第六入光面354的高度。这样，在第一均光单元34中，光源1往右边发散的光束能够被第一反射面346反射，将光线折向第一倾斜部22的方向出射；在第三均光单元35中，光源1往左边发散的光线能够被第二反射面356反射，将光线折向第二倾斜部23的方向出射，使得光导板2离光源1较远的位置也能够呈现较亮的效果，保证光导板2整体发光效果的均匀性。
如图8所示，第二均光部32包含多个第二均光单元36，多个第二均光单元36依次首尾相连，第二均光单元36可以是半椭圆形，相邻两个第二均光单元36之间可以通过倾斜面相连，每个第二均光单元36下方设有一个光源1，第二均光单元36的宽度与光源1的发光面宽度相配合，用于扩散光源1发出的光线。
在本实施例中，均光结构3的一侧面上设有扩散花纹4，具体的，扩散花纹4设置在均光结构3的前侧面。请参考图7，由于光源1的发光角度是呈圆锥形的，且光导板2和均光结构3是具有一定厚度的，光源1发出的一部分光线可以直接从均光结构3的前侧面射出，一部分光线可以在均光结构3的后侧面反射后从前侧面射出，当光线从前侧面射出时，扩散花纹5可以将光线进行扩散，实现点亮。扩散花纹4可以是竖条纹、波浪纹等纹理，此处不做限制，可以根据实际需求进行设计。
在本实施例中，均光结构3和光源1之间还设有均化层(图中未示出)，均化层用于将光源1发出的光线进行均匀化，例如可以是扩散性能好或散热性能好的材料。
本发明还提供了一种出光系统，包括上述的导光装置以及背板，背板设置在光导板2的后侧面，背板与光导板2固定连接。具体的，光导板为粉色或透明色，这样，LED光源发出红光在光导板中进行传播时，吸收少，传播距离远；背板为粉色或白色，背板采用不透明材质，对红色光有很强的反射效果，使光能的利用率得到提升，并且提升了出光的均匀性。
综上所述，本发明的光导装置，通过在光导板2底部设置均光结构3，且第一均光部31和第三均光部33沿第二均光部32中心线左右对称设置，使得光源1发出的一部分光线能够被第一均光部31和第三均光部33反射至两个倾斜部的方向发散，使得光导板2两侧的倾斜部顶端也能够被均匀点亮，使得光导板2整体均匀发光。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (13)

1.一种光导装置，其特征在于，包括：
光源(1)，以及
光导板(2)，所述光导板(2)朝向所述光源(1)的底端设有均光结构(3)，所述均光结构(3)与所述光导板(2)固定连接；所述光导板(2)包括本体(21)、第一倾斜部(22)及第二倾斜部(23)，所述第一倾斜部(22)及第二倾斜部(23)分别位于所述本体(21)的左右两侧，所述第一倾斜部(22)及第二倾斜部(23)均与所述本体(21)固定连接，且所述第一倾斜部(22)及第二倾斜部(23)的顶部均高于所述本体(21)的顶部；
其中，所述均光结构(3)包含第一均光部(31)、第二均光部(32)及第三均光部(33)，第一均光部(31)和第三均光部(33)分别位于所述第二均光部(32)的左右两侧，且所述第一均光部(31)和第三均光部(33)均与所述第二均光部(32)固定连接；
所述第一均光部(31)用于将所述光源(1)发出的光线向所述第一倾斜部(22)发散，所述第三均光部(33)用于将所述光源(1)发出的光线向所述第二倾斜部(23)发散，所述第二均光部(32)用于将所述光源(1)发出的光线向所述本体(21)发散。
2.如权利要求1所述的光导装置，其特征在于，所述第一均光部(31)包含多个第一均光单元(34)，所述多个第一均光单元(34)依次首尾相连，所述第一均光单元(34)包括第一连接面(341)、第一入光面(342)、第二入光面(343)、第三入光面(344)、第二连接面(345)及第一反射面(346)；所述第一连接面(341)、第一入光面(342)、第二入光面(343)、第三入光面(344)、第二连接面(345)及第一反射面(346)为从左至右顺次相连。
3.如权利要求2所述的光导装置，其特征在于，所述第一入光面(342)和第二连接面(345)均为水平面，所述第一连接面(341)、第二入光面(343)、第三入光面(344)及第一反射面(346)均为倾斜面；所述第二入光面(343)的倾斜方向和第三入光面(344)的倾斜方向相反，且所述第二入光面(343)和第三入光面(344)的连接处为朝远离所述光源(1)方向凹陷的弧面；所述第一连接面(341)的倾斜方向与第三入光面(344)的倾斜方向相同，所述第一反射面(346)的倾斜方向与第二入光面(343)的倾斜方面相同。
4.如权利要求3所述的光导装置，其特征在于，前一个所述第一均光单元(34)的第一反射面(346)与后一个第一均光单元(34)的第一连接面(341)通过第一水平面(347)相连，且所述第一反射面(346)、第一水平面(347)及第一连接面(341)之间形成为向所述本体(21)方向凹陷的凹陷状。
5.如权利要求3所述的光导装置，其特征在于，所述第三均光部(33)包含多个第三均光单元(35)，所述多个第三均光单元(35)依次首尾相连，所述第三均光单元(35)包括第三连接面(351)、第四入光面(352)、第五入光面(353)、第六入光面(354)、第四连接面(355)及第二反射面(356)；所述第三连接面(351)、第四入光面(352)、第五入光面(353)、第六入光面(354)、第四连接面(355)及第二反射面(356)为从右至左顺次相连。
6.如权利要求5所述的光导装置，其特征在于，所述第四入光面(352)和第四连接面(355)均为水平面，所述第三连接面(351)、第五入光面(353)、第六入光面(354)及第二反射面(356)均为倾斜面；所述第五入光面(353)的倾斜方向和第六入光面(354)的倾斜方向相反，且所述第五入光面(353)和第六入光面(354)的连接处为朝远离所述光源(1)方向凹陷的弧面；所述第三连接面(351)的倾斜方向与第六入光面(354)的倾斜方向相同，所述第二反射面(356)的倾斜方向与第五入光面(353)的倾斜方面相同。
7.如权利要求6所述的光导装置，其特征在于，前一个所述第三均光单元(35)的第二反射面(356)与后一个第三均光单元(35)的第三连接面(351)通过第二水平面(357)相连，且所述第二反射面(356)、第二水平面(357)及第三连接面(351)之间形成为向所述本体(21)方向凹陷的凹陷状。
8.如权利要求6所述的光导装置，其特征在于，所述第一倾斜部(22)的倾斜方向与所述第一连接面(341)的倾斜方向相同，所述第二倾斜部(23)的倾斜方向与所述第三连接面(351)的倾斜方向相同，所述第一连接面(341)和第三连接面(351)的倾斜方向相反。
9.如权利要求8所述的光导装置，其特征在于，以垂直于所述光导板(2)的平面为基准面Y，所述基准面Y为竖直面，所述第一连接面(341)和第三连接面(351)与基准面Y之间的夹角均为A，所述第一倾斜部(22)和第二倾斜部(23)与基准面Y之间的夹角均为B；夹角A大于夹角B。
10.如权利要求6所述的光导装置，其特征在于，以垂直于所述光导板(2)的平面为基准面Y，所述基准面Y为竖直面，所述第三入光面(344)和第六入光面(354)与基准面Y之间的夹角均为C，所述第一反射面(346)和第二反射面(356)与基准面Y之间的夹角均为D，夹角C大于夹角D，且所述第一反射面(346)的高度大于第三入光面(344)的高度，所述第二反射面(356)的高度大于第六入光面(354)的高度。
11.如权利要求1所述的光导装置，其特征在于，所述均光结构(3)的一侧面上设有扩散花纹(4)。
12.如权利要求1所述的光导装置，其特征在于，所述均光结构(3)和所述光源(1)之间还设有均化层。
13.一种出光系统，其特征在于，包括：背板，以及如权利要求1-12任一项所述的光导装置，所述背板与光导板连接。
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