CN117170009A - 光导组件、灯具以及灯具的照明方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光导组件、灯具以及灯具的照明方法。其中，所述光导组件包括：光源件；光纤件，所述光纤件作为光导接收所述光源件发射的光束，所述光纤件的头部入光面与所述光源件的出光面相对地设置；透镜，定义从光源件的出光面指向光纤件的头部入光面的方向为第一方向，所述透镜位于所述第一方向位于所述光源件的出光面与光纤件的头部入光面之间，所述透镜能够汇聚所述光源件发射的光至所述光纤件的头部入光面。

Description

光导组件、灯具以及灯具的照明方法

技术领域

本申请涉及光导组件、灯具以及灯具的照明方法。

背景技术

对于灯具，例如在车灯中，随着用户对于照明的均匀度以及个性化形状的要求，以及车灯结构紧凑化的趋势，与一般的PC或者PMMA光导不同的，目前存在采用光纤作为灯具的光导的方案，如此可以在适应车灯造型的弯折的情况下，仍保持较好的发光的均匀性。

但发明人在长期实践中发现，随着灯具亮度要求的增加，采用光纤作为光导会存在光效不满足要求问题。具体而言，很难同时满足灯具的亮度要求以及避免光纤头部烧黑的问题。

因此，本领域需要一种光导组件、灯具以及灯具的照明方法，在利用光纤作为光导而实现适应造型、发光效果好的基础上，同时满足灯具的亮度要求以及避免光纤头部烧黑的问题。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供光导组件、灯具以及灯具的照明方法，以实现在光纤作为光导具有适应造型、发光效果好的基础上，同时满足灯具的亮度要求以及避免光纤头部烧黑的问题。

根据本申请第一方面的一种光导组件，包括光源件；光纤件，所述光纤件作为光导接收所述光源件发射的光束，所述光纤件的头部入光面与所述光源件的出光面相对地设置；透镜，定义从光源件的出光面指向光纤件的头部入光面的方向为第一方向，所述透镜位于所述第一方向位于所述光源件的出光面与光纤件的头部入光面之间，所述透镜能够汇聚所述光源件发射的光至所述光纤件的头部入光面。

在所述光导组件的一个或多个实施例中，所述光源件发出的光束在所述光纤件的头部入光面的光斑直径小于2.15mm，所述光导组件的光学效率至少为55％，且所述光纤件的头部入光面的最大照度值不超过135Mlux。

在所述光导组件的一个或多个实施例中，所述光纤件的两端均分别对应一光源件和透镜。

在所述光导组件的一个或多个实施例中，所述光源件的出光面与所述透镜的距离为0.8mm以上。

在所述光导组件的一个或多个实施例中，所述透镜的数量为多个，多个所述透镜在所述第一方向相邻地布置。

在所述光导组件的一个或多个实施例中，还包括支架件，所述支架件具有容纳空间，所述透镜在所述容纳空间内安装设置。

根据本申请第二方面的一种灯具，包括多个第一方面所述的光导组件。

在所述灯具的一个或多个实施例中，所述光纤件具有至少一处弯折结构。

在所述灯具的一个或多个实施例中，所述灯具包括车灯的内饰灯、外饰灯。

根据本申请第三方面的一种用于灯具的照明方法，包括：设置光源件；设置光纤件，所述光纤件作为光导接收所述光源件发射的光束并输出照明光束，所述光纤件的头部入光面与所述光源件的出光面相对地设置，所述光纤件的身部被设置为具有弯折结构；设置透镜，定义从光源件的出光面指向光纤件的头部入光面的方向为第一方向，所述透镜被设置于所述第一方向位于所述光源件的出光面与光纤件的头部入光面之间，以汇聚所述光源件发射的光至所述光纤件的头部入光面。

附图说明

为让本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本申请的具体实施方式作详细说明。

图1是本申请一实施例的灯具的结构示意图。

图2是本申请一实施例的灯具的局部结构示意图。

图3是本申请一实施例的光导组件的结构示意图。

图4是本申请一实施例的光导组件的光路示意图。

附图标记：

10-光导组件

1-光源件

11-光源件的出光面

12-PCB板

2-光纤件

21-光纤件头部的入光面

3-透镜

4-支架件

40-容纳空间

41-连接件

100-灯具

101-弯折结构。

具体实施方式

为让本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本申请的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、竖直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

然而，各附图所示的构件的尺寸或位置关系等有时为了明确说明而有夸张。进而，在以下的说明中，对于相同的名称、符号，表示相同或同质的构件，适宜省略其详细说明。进而，构成本申请的各要素可以是以相同的构件构成多个要素从而以一个构件兼用多个要素的形态，相反地也可以是由多个构件分担一个构件的功能来实现。另外，在一部分实施例、实施方式中说明的内容也可利用于其它的实施例、实施方式等。另外，在本说明书中，“上”并不限于与上表面接触而形成的情况，也包含分隔地形成于上方的情况，还以也包含层与层之间存在有介在层的含义而使用。

以下实施例介绍的灯具，以车灯为例，例如可以是汽车的内饰灯、外饰灯的形态。但不以此为限制，也可以用于其他场景的灯具。

如图1所示的，灯具100可以是汽车的格栅灯。例如设置在汽车前部保险杠的散热器格栅，以提供对应的发光效果。

参考图1至图4所示的，灯具100包括多个光导组件10。例如图中所示的两个光导组件10，但不以此为限，可以是根据实际的照明需要的任意数量。

每个光导组件包括光源件1，能够发射光束；光纤件2，光纤件2作为光导接收光源件1发射的光束，光纤件2的头部入光面21与光源件1的出光面11相对地设置；以及透镜3，定义从光源件的出光面11指向光纤件的头部入光面21的方向为第一方向，透镜3位于第一方向位于光源件的出光面11与光纤件的头部入光面21之间，透镜3能够汇聚光源件1发射的光至光纤件的头部入光面21。

如图1所示的实施例中，第一组光导组件1001的光纤件2的两端分别为第一端1002、第二端1003，可以理解到，图1中省略了光纤件2在第一端1002与第二端1003之间的延伸结构。类似地，第二光导组件1004的光纤件2的两端分别为第一端1005、第二端1006。如图所示的，每一光纤件2的两端均分别对应一光源件1和透镜3，这样形成循环的光线在光纤件2内传播。

光源件1，如图2以及图3所示的，可以是LED光源，集成于PCB板12，即可以是多个光导组件10分别对应各自的LED光源集成于同一块PCB板12。

光纤件2作为光导，其作用与本领域对光导的定义类似，即把光源件，例如LED，发出的光从PCB上导向需要发光的位置的部件。在现有的灯具中，光导一般为PC或者PMMA的材料，通过光导齿的结构设置实现对应的功能。利用光在导光结构中传输，设计光学齿在特定方向提取光的比例，使得光导线条照明外观显示均匀，当光线经过光学齿以大于临界角的角度射入物体表面时，就会在光导结构内发生全反射。没有光学齿则不能提取光从光导面出射，光在光导内继续传播。

但光纤件2作为光导与上述PC或PMMA采用光导齿实现全反射的结构不同，光纤件2作为光导的原理是利用光在这些纤维中以全内反射原理传输的光，即当移动于密度较高的介质的光线，以大角度入射于核心-包覆边界时，假若这入射角，即光线与边界面的法线之间的夹角，其角度大于临界角的角度，则这光线会被完全地反射回去。此处的光纤件2的具体结构、制造工艺以及材料均与本领域的光纤所采用的结构、工艺以及材料类似，此处不再赘述。

光纤件2的头部一般与光纤套头22配套设置，光纤套头22保证光纤安装位置，以及密封光纤件2。光纤件2与光纤套头22的组件的端部(头部)一般被为端子，对于作为光导的光纤件2而言，一般也可以被称为聚光端子。

采用光纤件2的有益效果在于光传导效率高并且可以如图1所示的作为一种软光导而可以容易构成弯折结构101以符合车灯的造型要求，尤其适用于作为格栅灯。

此处的第一方向，例如图中所示的竖直方向，但不以此为限制。

如此的有益效果包括，在光纤作为光导具有适应造型、发光效果好的基础上，同时满足灯具的亮度要求以及避免光纤头部烧黑的问题。

其原理在于，发明人发现，在对比方案中，随着灯具亮度要求的增加，其光效并不理想。发明人经过深入研究发现，其原因在于，采用光纤作为光导会存在光导头部烧黑的问题，很可能是随着灯具亮度要求的增加，作为光源的LED功率增大，随之导致发热量增大，导致光导头部烧黑。在一种对比方案中，发明人发现，若将光导头部距离LED的距离远离至15mm以上，其虽然解决的头部烧黑的问题，但由于距离过远即使光源的LED功率增大无法实现灯具亮度要求。

因此发明人采用了光纤件2与透镜3的组合方案，可以通过调整透镜，将光的扩散角控制到一定的角度，从而控制光束大小，进而让更多的光进入到光纤。从而实现了在距离光纤的头部入光面21与LED的出光面的距离足够远的情况下，以及LED在大功率的情况下，仍实现较好的光效。如此，通过光纤件作为软光导、与透镜的组合协同作用，实现了光纤作为光导具有适应造型、发光效果好的基础上，同时满足灯具的亮度要求以及避免光纤头部烧黑的问题。

优选地，发明人发现，可以设置光导组件10的以下三个参数，所述光源件发出的光束在所述光纤件的头部入光面的光斑直径小于2.15mm，所述光导组件的光学效率至少为55％，且所述光纤件的头部入光面的最大照度值小于135Mlux(兆勒克斯)。此处的光学效率，指的是从光导组件10输出的功率/光源件的功率，从光导组件10输出的功率可以通过测量从光导组件10输出的光通量得到，而光源件1发出的光束在光纤件2的头部入光面21的光斑直径，可以通过摄像镜头捕捉，即在测试时可以将而光源件1发出的光束在经过透镜3之后打在摄像头上，以测量光斑大小。发明人发现，以上参数的组合，可以进一步优化以上介绍的时满足灯具的亮度要求以及避免光纤头部烧黑的问题的效果。具体而言，发明人在实验中发现，可以通过透镜的设计控制光斑直径以及使系统的效率达到最大，并且控制控制最大照度值不超过不超过135Mlux，即可基本避免烧黑的情况。

优选地，继续参考图2至图4所示的，透镜3的数量可以是多个，即形成透镜组，多个透镜3在第一方向相邻地布置，例如图中所示的三个透镜3，但不以此为限制。如此可以调整透镜的数量、在第一方向间隔的距离等结构参数，以灯具的实现根据不同的光效需求。优选地，光源件的出光面11与透镜3的距离为0.8mm以上，对于具有多个透镜的透镜组，此处的光源件的出光面11与透镜3的距离指的是光源件的出光面11与透镜组中最近的第一个透镜的距离。发明人发现，设置该距离既可以保证透镜3的实现较佳的光学效率，同时也保证光纤件2的头部与光源件1的足够远的距离，避免光源件1本身的热量导致光纤头部的烧黑。

继续参考图2至图4所示的，在一些实施例中，光导组件10还包括支架件4，支架件4具有容纳空间40，透镜3在容纳空间40内安装设置。支架件4的容纳空间设置有连接件41，例如图中所示铝筒连接件，但不以此为限。

承上所介绍的，本申请还包括一种用于灯具的照明方法，包括：

设置光源件1；

设置光纤件2，光纤件2作为光导接收光源件1发射的光束并输出照明光束，光纤件2的头部入光面21与光源件1的出光面11相对地设置，光纤件2的身部被设置为具有弯折结构101；

设置透镜3，定义从光源件的出光面11指向光纤件的头部入光面21的方向为第一方向，透镜3被设置于第一方向位于光源件的出光面11与光纤件的头部入光面21之间，以汇聚光源件1发射的光至光纤件的头部入光面21。

优选地，在一些实施例中，可以设置灯具的光学参数为，光源件1发出的光束在光纤件2的头部入光面21的光斑直径小于2.15mm，光导组件10的光学效率至少为55％，且光纤件2的头部入光面21的最大照度值不超过135Mlux。

综上介绍的，本申请的光导组件、灯具以及灯具的照明方法的有益效果包括但不限于，在光纤作为光导具有适应造型、发光效果好的基础上，同时满足灯具的亮度要求以及避免光纤头部烧黑的问题。其原理在于，采用了光纤件2与透镜3的组合方案，通过调整透镜，将光的扩散角控制到一定的角度，从而控制光束大小，进而让更多的光进入到光纤。从而实现了在距离光纤的头部入光面21与LED的出光面的距离足够远的情况下，以及LED在大功率的情况下，仍实现较好的光效。如此，通过光纤件作为软光导、与透镜的组合协同作用，实现了光纤作为光导具有适应造型、发光效果好的基础上，同时满足灯具的亮度要求以及避免光纤头部烧黑的问题。

虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种光导组件(10)，其特征在于，包括：

光源件(1)；

光纤件(2)，所述光纤件(2)作为光导接收所述光源件(1)发射的光束，所述光纤件(2)的头部入光面(21)与所述光源件(1)的出光面(11)相对地设置；

透镜(3)，定义从光源件的出光面(11)指向光纤件的头部入光面(21)的方向为第一方向，所述透镜(3)位于所述第一方向位于所述光源件的出光面(11)与光纤件的头部入光面(21)之间，所述透镜(3)能够汇聚所述光源件(1)发射的光至所述光纤件的头部入光面(21)。

2.如权利要求1所述的光导组件(10)，其特征在于，所述光源件(1)发出的光束在所述光纤件(2)的头部入光面(21)的光斑直径小于2.15mm，所述光导组件(10)的光学效率至少为55％，且所述光纤件(2)的头部入光面(21)的最大照度值不超过135Mlux。

3.如权利要求1所述的光导组件(10)，其特征在于，所述光纤件(2)的两端均分别对应一光源件(1)和透镜(3)。

4.如权利要求1所述的光导组件(10)，其特征在于，所述光源件的出光面(11)与所述透镜(3)的距离为0.8mm。

5.如权利要求1所述的光导组件(10)，其特征在于，所述透镜(3)的数量为多个，多个所述透镜(3)在所述第一方向相邻地布置。

6.如权利要求1所述的光导组件(10)，其特征在于，还包括支架件(4)，所述支架件(4)具有容纳空间(40)，所述透镜(3)在所述容纳空间(40)内安装设置。

7.一种灯具(100)，其特征在于，包括多个如权利要求1-6所述的光导组件(10)。

8.如权利要求7所述的灯具(100)，其特征在于，所述光纤件(2)具有至少一处弯折结构(101)。

9.如权利要求7所述的灯具(100)，其特征在于，所述灯具包括车灯的内饰灯、外饰灯。

10.一种用于灯具的照明方法，其特征在于，包括：

设置光源件(1)；

设置光纤件(2)，所述光纤件(2)作为光导接收所述光源件(1)发射的光束并输出照明光束，所述光纤件(2)的头部入光面(21)与所述光源件(1)的出光面(11)相对地设置，所述光纤件(2)的身部被设置为具有弯折结构(101)；

设置透镜(3)，定义从光源件的出光面(11)指向光纤件的头部入光面(21)的方向为第一方向，所述透镜(3)被设置于所述第一方向位于所述光源件的出光面(11)与光纤件的头部入光面(21)之间，以汇聚所述光源件(1)发射的光至所述光纤件的头部入光面(21)。