CN203115851U - 指示灯三维导光柱和终端设备 - Google Patents

指示灯三维导光柱和终端设备 Download PDF

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周金锋
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Abstract

本实用新型提供一种指示灯三维导光柱和终端设备,该导光柱包括:由入光面、出光面和至少一个反射面构成的导光柱;所述入光面对应于光源设置;所述出光面正对于指示灯窗口,用于将入射的光线透射至所述指示灯窗口;各所述反射面形成在所述入光面和出光面之间的光路上,且所述反射面与入光面之间的夹角,以及相邻所述反射面之间的夹角,使得光线的入射角等于或大于入射面的全反射临界角。本实用新型提供的指示灯三维导光柱和终端设备,优化终端设备中的指示灯的出光效果。

Description

指示灯三维导光柱和终端设备
技术领域
本实用新型涉及光学技术,尤其涉及一种指示灯三维导光柱和终端设备。
背景技术
指示灯是终端设备的重要部件,如果指示灯窗口正对着光源,光源通常为发光二极管(Light Emitting Diode,简称:LED),则发光效果最佳,如果指示灯窗口与光源所在位置存在一定的偏位,则会造成光源发出的光比较暗,或者发光不均等问题;另外,如果指示灯窗口与光源之间存在他器件,会挡住部分光路,也会造成指示灯发光较暗及发光不均的问题。因此,通常,为了保证发光效果,要求指示灯窗口正对着光源,或者两者的偏位不超过1.2毫米,并且两者之间不能有其他器件遮挡。
目前,随着通信技术的发展,诸如手机等终端设备趋向于功能更多,体积更小、更薄的趋势发展,天线及其他器件以及终端设备的外观要求与上述的对光源和指示灯窗口位置的要求造成冲突,即,上述要求严重妨碍了终端设备的发展。通信行业内对取消该要求,使终端设备设计更为自由的需求也越来越强。
实用新型内容
本实用新型供一种指示灯三维导光柱和终端设备,优化终端设备中的指示灯的出光效果。
本实用新型提供一种指示灯三维导光柱,由入光面、出光面和至少一个反射面构成的导光柱;所述入光面对应于光源设置;所述出光面正对于指示灯窗口,用于将入射的光线透射至所述指示灯窗口;各所述反射面形成在所述入光面和出光面之间的光路上,且所述反射面与入光面之间的夹角,相邻所述反射面之间的夹角,以及反射面和出光面之间的夹角,使得光线的入射角等于或大于所述入射面的全反射临界角。
如上所述的指示灯三维导光柱,优选地,形成在所述入光面、反射面和出光面之间的各段光路不共面。
如上所述的指示灯三维导光柱,优选地,所述入光面与所述光源形成的夹角使所述光源发出的光线以小于所述入光面的全反射临界角入射。
如上所述的指示灯三维导光柱,优选地,所述入光面和所述反射面为镜面,所述出光面为雾面。
如上所述的指示灯三维导光柱,优选地,所述出光面的面积大于等于所述指示灯窗口面积。
如上所述的指示灯三维导光柱,优选地,所述导光柱的材料为导光率大于等于1.4、且全反射临界角大于等于42度的导光材料。
如上所述的指示灯三维导光柱,优选地,所述反射面的数量为四个。
本实用新型还提供一种终端设备,其特征在于,包括:光源、指示灯窗口、以及本实用新型任意实施例所提供的指示灯三维导光柱。
本实用新型提供的指示灯三维导光柱和终端设备,通过反射面改变光线路径,实现光源与指示灯窗口存在较大偏位、光源的发光面与指示灯窗口所在平面不平行、或光源与指示灯窗口存在其他器件时,保证良好的导光效果;具体通过设置在所述入光面和出光面之间的光路上,且所述反射面与入光面之间的夹角,相邻所述反射面之间的夹角,使得光线的入射角等于或大于全反射临界角的多个反射面,实现光线在导光柱中的有效传输,并且实现导光柱的形状可以根据指示灯窗口与指示灯的相对位置进行调整,并通过多个反射面将入射光线多次反射,实现三维导光以及远距离导光;从而实现在指示灯窗口与光源位置偏位较大,光源的发光面与指示灯窗口所在平面可以不平行、或者两者之间存在其他器件的情况下,均能够保证指示灯的发光效果,使终端设备的设计更为自由。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例,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。
图1为本实用新型指示灯三维导光柱实施例一的结构示意图;
图2为本实用新型指示灯三维导光柱实施例二的正视立体结构示意图;
图3为本实用新型指示灯三维导光柱实施例二的侧视立体结构示意图;
图4为图2或图3所示的导光柱中光线入射时和第一次反射时的光路示意图;
图5为图2或图3所示的导光柱中光线第二次和和第三次反射时的光路示意图;
图6为图2或图3所示的导光柱中光线第三次反射和透射时的光路示意图;
图7为本实用新型终端设备实施例一的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型中各实施例涉及的光源可以为发光二极管(Light EmittingDiode,简称:LED),可以采用红、黄、蓝三种颜色的LED混合形成的光源,也可以为其他光源。
图1为本实用新型指示灯三维导光柱实施例一的结构示意图,图中带箭头的线条代表光线。如图1所示,本实施例的指示灯三维导光柱为:由入光面1、出光面2和至少一个反射面3构成的导光柱;其中,入光面1对应于光源L设置;出光面2正对于指示灯窗口W,用于将入射的光线透射至所述指示灯窗口;各反射面3形成在入光面1和出光面2之间的光路上,且所述反射面3与入光面1之间的夹角,相邻所述反射面3之间的夹角,使得光线在各反射面的入射角等于或大于该入射面的全反射临界角。
具体实现时,导光柱可以根据光源L和指示灯窗口W的位置,分别确定入光面1和出光面2的位置,例如,可以使入光面1尽可能地正对于光源L,使出光面2尽可能地正对于指示灯窗口W,或者只要能接收到光源L的光线即可;再根据入光面1和出光面2的位置,以及从光源L到指示灯窗口W的空间形状设计导光柱的形状,如果该空间中存在其他器件,则可以将导光柱的形状设计为可以绕过该空间中存在的器件,使光源L发出的光能够经过导光柱到达指示灯窗口;再根据导光柱的形状设置至少一个反射面3,反射面3的个数和位置与入光面1、出光面2的位置相适应,使入光面1接收的光全反射至出光面2,具体地,可以将反射面3设置在入光面1和出光面2之间的光路上,并控制反射面3与入光面1之间的夹角、以及相邻两个反射面3之间的夹角的大小,使得光线在每个反射面3上的入射角等于或大于入射面所用的导光材料的全反射临界角,即,使得光线在每个反射面都进行全反射而不透射出去,尽量避免损失光线,保证将从入光面1接收的光线大部分通过出光面2透射到指示灯窗口W,以保证发光效果。
安装时,导光柱可以采用胶粘或热熔的方式固定在支撑壳体上。
由于导光柱的形状以及反射面3的个数,除了需要满足上述要求之外,没有任何其他限制,而现有的、一般的透明材料的导光率为1.4左右,对于这样的材料,全反射临界角为42度左右,这类材料都可以作为导光柱的材料,并且,使用这类材料时,可以很容易地达到上述要求。因此,利用本实施例的指示灯三维导光柱,不管从光源L到指示灯窗口W的空间的形状如何,光源L与指示灯窗口W之间是否有其他器件、或光源L与指示灯窗口W的相对位置是否存在偏位,均可以根据实际的光源L到指示灯窗口W之间的空间的情况来设计导光柱的形状,使从入光面1接收的光线全部通过出光面2透射到指示灯窗口W,从而保证发光效果。因此,手机或者其他终端设备的设计可以更为自由,而不必局限于指示灯窗口W需要正对着光源L,或者两者的偏位不超过1.2毫米的要求,并且两者之间不能有其他器件遮挡的要求。
本实施例,通过反射面改变光线路径,实现光源与指示灯窗口存在较大偏位、光源的发光面与指示灯窗口所在平面不平行、或光源与指示灯窗口存在其他器件时,保证良好地导光效果;具体通过设置在所述入光面和出光面之间的光路上,且所述反射面与入光面之间的夹角,相邻所述反射面之间的夹角,使得光线的入射角等于或大于全反射临界角的多个反射面,实现光线在导光柱中的有效传输,并且实现导光柱的形状可以根据指示灯窗口与光源的相对位置进行调整,并通过多个反射面将入射光线多次反射,实现三维导光以及远距离导光;从而实现在指示灯窗口与光源位置偏位较大,光源的发光面与指示灯窗口所在平面不平行、或者两者之间存在其他器件的情况下,均能够保证指示灯的发光效果,使手机或其他终端的设计更为自由。
如上所述的指示灯三维导光柱,进一步优选地,形成在所述入光面、反射面和出光面之间的各段光路可以不共面,以实现三维导光的效果。可以通过在三维设计各反射面的位置来实现三维导光柱。
如上所述的指示灯三维导光柱,进一步优选地,入光面1与光源L形成的夹角使光源L发出的光线以小于所述入光面的全反射临界角入射。
如上所述的指示灯三维导光柱,进一步优选地,可以将入光面1和各个反射面3进行抛光处理,使其成为光滑镜面,以使光线的入射效果和反射效果更好;可以将出光面2进行雾面处理,使其成为雾面以使光线的透射后混光更均匀,从而获得更好的发光效果。
如上所述的指示灯三维导光柱,进一步优选地,可以使出光面的面积大于等于所述指示灯窗口面积。具体实现时,可以使出光面2的面积尽可能地接近指示灯窗口W的面积,当两者的面积相等时,导光效果以及空间利用率最好。
如上所述的指示灯三维导光柱,进一步优选地,所述导光柱的材料为导光率大于等于1.4、且全反射临界角大于等于42度的导光材料。
图2为本实用新型指示灯三维导光柱实施例二的正视立体结构示意图,图3为本实用新型指示灯三维导光柱实施例二的侧视立体结构示意图。如图2或图3所示,本实施例的导光柱中,反射面的数量为4个,分别为第一反射面31、第二反射面32、第三反射面33和第四反射面34;入光面1与第一反射面31之间的夹角可以为45度,第四反射面34与出光面2之间的夹角可以为45度,第二反射面32和第三反射面33的设置满足能够使从第一反射面31反射的光线经过第二反射面32和第三反射面33反射后能够以大于42度的入射角入射到第四反射面34。安装时可以将入光面1正对于光源L,将出光面2正对于指示灯窗口。
本实施例的指示灯三维导光柱,可以用于光源L与指示灯窗口W之间的偏位较大,且光源L与指示灯窗口W之间存在其他器件阻挡时的场景,在该场景下,导光柱设置为可以绕过阻挡器件并填充光源L与指示灯窗口W所围成的空间的形状。具体实现时,可以根据光源L的中心偏离指示灯窗口W的中心的距离,以及阻挡器件的形状和位置,调整导光柱的入光面1与第一反射面31的距离、各反射面之间的距离以及第四反射面34和出光面2之间的距离,还可以根据需要调整入光面1、出光面2以及各个反射面的面积和形状。
本实施例中,从入光面1入射的光线需要经过四次反射才可到达出光面。图4为图2或图3所示的导光柱中光线入射时和第一次反射时的光路示意图,图4为导光柱的正视图,图5为图2或图3所示的导光柱中光线第二次和和第三次反射时的光路示意图,图5为导光柱的俯视图,图6为图2或图3所示的导光柱中光线第三次反射和透射时的光路示意图,图6为导光柱的正视图。图4、图5和图6中,带箭头的线条表示光线,如图4、图5和图6所示,光源L发出的光线从导光柱的入光面1入射,到达第一反射面31时发生第一次全反射,所有入射光线均反射到第二反射面32时发生第二次全反射,所有入射光线反射到第三反射面33时发生第三次全反射,所有入射光线反射到第四反射面34时发生第四次全反射,所有入射光线反射到出光面2后透射出导光柱,进入指示灯窗口W;由于出光面2为经过雾化的粗糙面,光线经过出光面后将以各个角度射出,实现均匀混光。
本实施例,通过根据光源和指示灯窗口之间的空间形状以及阻挡器件的形状,将导光柱设置为合适的形状,并设置4个反射面,实现将光源发出的大部分光线导入到指示灯窗口,保证导光效果。
图7为本实用新型终端设备实施例一的结构示意图,如图7所示,本实施例的终端设备700包括:光源L、指示灯窗口W以及指示灯三维导光柱4,其中指示灯三维导光柱4可以采用本实用新型任意实施例所提供的指示灯三维导光柱,其结构以及实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种指示灯三维导光柱,其特征在于,包括:由入光面、出光面和至少一个反射面构成的导光柱;
所述入光面对应于光源设置;
所述出光面正对于指示灯窗口,用于将入射的光线透射至所述指示灯窗口;
各所述反射面形成在所述入光面和出光面之间的光路上,且所述反射面与入光面之间的夹角以及相邻所述反射面之间的夹角,使得光线在各反射面的入射角等于或大于所述入射面的全反射临界角。
2.根据权利要求1所述的指示灯三维导光柱,其特征在于:形成在所述入光面、反射面和出光面之间的各段光路不共面。
3.根据权利要求2所述的指示灯三维导光柱,其特征在于,所述入光面与所述光源形成的夹角使所述光源发出的光线以小于所述入光面的全反射临界角入射。
4.根据权利要求1所述的指示灯三维导光柱,其特征在于,所述入光面和所述反射面为镜面,所述出光面为雾面。
5.根据权利要求1所述的指示灯三维导光柱,其特征在于,所述出光面的面积大于等于所述指示灯窗口面积。
6.根据权利要求2所述的指示灯三维导光柱,其特征在于,所述导光柱的材料为导光率大于等于1.4、且全反射临界角大于等于42度的导光材料。
7.根据权利要求6所述的指示灯三维导光柱,其特征在于:所述反射面的数量为四个。
8.一种终端设备,其特征在于,包括:光源、指示灯窗口、以及权利要求1-7任一所述的指示灯三维导光柱。
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