CN204477860U - 发光装置和车灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发光装置和包括所述发光装置的车灯。所述发光装置包括：条状的第一导光组件，所述第一导光组件具有弯曲的形状；光源，布置在所述第一导光组件的一端；所述第一导光组件包括：与所述光源光学地耦合的第一光入射表面，用于接收来自所述光源的光；沿所述第一导光组件的长度方向布置的第一光出射表面，所述第一光出射表面具有曲面形状，并用于发射经由所述第一导光组件引导的光；板状的第二导光组件，所述第二导光组件包括：围绕所述第二导光组件的边缘；布置在所述边缘的至少一部分上的第二光入射表面，所述第二光入射表面具有与所述第一光出射表面匹配的形状，并用于接收来自所述第一光出射表面的光；以及第二光出射表面和与所述第二光出射表面相对的对置表面，所述第二光出射表面用于发射经由所述第二导光组件引导的光。

Description

发光装置和车灯

技术领域

本实用新型涉及照明领域，特别涉及一种具有灵活的设计和期望的外观的发光装置、以及包括所述发光装置的车灯。

背景技术

发光装置，尤其是车辆中的发光装置，通常具有多种作用。例如，发光装置是一种重要的样式元件，并且还需要提供符合法规的颜色和亮度图案。近年来，许多车辆充分利用例如LED和其他新型光学器件来创建与品牌相关联的样式元件。同样，在车辆尾部，尾灯也已经成为了重要的样式元件。

如同所有的时尚元素一样，实现具有不同样式的发光装置的灵活设计，以同时满足客户以及法规的要求，是非常重要的。

如今的样式趋势为具有3D外观的、大面积的、均匀的表面发光装置。典型的均匀外观通常利用具有漫射光学器件的大量LED来获得。然而，由于大量的LED以及它们的电学和机械连接，这种做法是既复杂又昂贵的。由于漫射光学器件的关系，上述做法的效率也非常低，使得其难以提供符合法规的光图案。

实用新型内容

因此，提供一种改进的发光装置将是有利的，所述发光装置具有灵活的设计和期望的外观。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种发光装置，所述发光装置包括：条状的第一导光组件，所述第一导光组件具有弯曲的形状；光源，布置在所述第一导光组件的一端；所述第一导光组件包括：与所述光源光学地耦合的第一光入射表面，用于接收来自所述光源的光；沿所述第一导光组件的长度方向布置的第一光出射表面，所述第一光出射表面具有曲面形状，并用于发射经由所述第一导光组件引导的光；板状的第二导光组件，所述第二导光组件包括：围绕所述第二导光组件的边缘；布置在所述边缘的至少一部分上的第二光入射表面，所述第二光入射表面具有与所述第一光出射表面匹配的形状，并用于接收来自所述第一光出射表面的光；以及第二光出射表面和与所述第二光出射表面相对的对置表面，所述第二光出射表面用于发射经由所述第二导光组件引导的光。

本实用新型的发光装置利用条状的第一导光组件、板状的第二导光组件以及二者之间的在形状上相匹配的两个曲面，能够实现具有3D外观的、大面积的、均匀的表面发光装置，且无需利用多个光源。

发明人意识到，可以首先将例如点状的光源（例如，LED）的发光转换为曲线形式的发光，然后再将曲线形式的发光转换为表面形式的发光。这样，不仅能够利用条状的第一导光组件、板状的第二导光组件以及二者之间的在形状上相匹配的两个曲面来实现高效的光传输，还能够实现各种样式的3D外观。

优选地，所述第一导光组件还包括与所述第一光出射表面相对布置的第一外耦合结构，所述第一外耦合结构用于将所述第一导光组件引导的光向所述第一光出射表面反射。

与所述第一光出射表面相对布置的第一外耦合结构使得从所述第一导光组件出射的光的方向更加可控，并且提高了光的提取效率。

优选地，所述第一外耦合结构包括多个第一凹槽，所述第一凹槽的长度方向基本上垂直于所述第一导光组件的长度方向。

利用上述形式的第一外耦合结构能够容易地将来自光源的光重新定向到所述第一光出射表面；并且，还可以通过沿着所述第一导光组件的长度方向调整所述第一凹槽的宽度和深度，以获得所述第一光出射表面上的期望的亮度分布（例如，均匀的亮度）。

优选地，所述第一外耦合结构直接形成在所述第一导光组件的表面上，或者附接至所述第一导光组件的表面。

将所述第一外耦合结构直接形成在所述第一导光组件的表面上，能够提高第一导光组件以及所述发光装置的集成度，使得所述发光装置更加适于装配和复杂的使用环境。将所述第一外耦合结构附接至所述第一导光组件的表面，能够灵活地根据不同的使用需求来改变所述第一导光组件的出射光强分布，而无需更换整个第一导光组件。

可选地，所述第二导光组件还包括布置在所述对置表面上的第二外耦合结构，所述第二外耦合结构用于将所述第二导光组件引导的光向所述第二光出射表面反射。

布置在所述对置表面上的第二外耦合结构使得从所述第二导光组件出射的光的方向更加可控，并且提高了光的提取效率。

优选地，所述第二外耦合结构包括多个第二凹槽，所述第二凹槽的长度方向与所述第二光入射表面的法线方向成预定角度，所述预定角度在20°~ 70°的范围内。

利用上述形式的第二外耦合结构能够容易地将来自第一导光组件的光重新定向到所述第二光出射表面；并且，还可以通过调整所述第二凹槽的所述预定角度，以获得所述第二光出射表面上的期望的亮度分布（例如，均匀的亮度）。

优选地，所述第二外耦合结构直接形成在所述对置表面上，或者附接至所述对置表面。

将所述第二外耦合结构直接形成在所述对置表面上，能够提高第二导光组件以及所述发光装置的集成度，使得所述发光装置更加适于装配和复杂的使用环境。将所述第二外耦合结构附接至所述对置表面，能够灵活地根据不同的使用需求来改变所述第二导光组件的出射光强分布，而无需更换整个第二导光组件。

优选地，所述第一光出射表面和所述第二光入射表面之间具有厚度不变的间隙。

在所述第一光出射表面和所述第二光入射表面之间设置厚度不变的间隙，不仅使得来自所述第一光出射表面的光能够以均匀的耦合系数进入所述第二光入射表面，还确保了从所述第一光出射表面进入所述第二光入射表面的光不会改变传输方向；并且，这种布置形式还能够有效避免所述第一光出射表面和所述第二光入射表面之间的任何摩擦或碰撞，从而保证二者之间良好的光耦合。

优选地，所述第二光入射表面的面积大于所述第一光出射表面的面积。

将所述第二光入射表面的面积布置为大于所述第一光出射表面的面积，使得从所述第一光出射表面出射的光能够尽可能多地进入所述第二光入射表面，从而进一步提高了发光装置的光学效率。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种车灯，所述车灯包括如上所述的发光装置。

本实用新型的车灯包括如本实用新型实施例所述的发光装置，所述发光装置利用条状的第一导光组件、板状的第二导光组件以及二者之间的在形状上相匹配的两个曲面，能够实现具有3D外观的、大面积的、均匀的表面发光装置，且无需利用多个光源。

根据下文描述的实施例，本实用新型的这些和其它方面将是清楚的，并将参照这些实施例而得以阐述。

附图说明

下面通过参考附图来示例性地说明本实用新型的具体实施方式，该说明并不以任何方式对本实用新型进行限制。在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或类似的组件。在这些附图中：

图1a和图1b示出了根据本实用新型实施例的发光装置的示意图；

图2示意性地示出了根据本实用新型实施例中的第一导光组件的示意图；

图3示意性地示出了根据本实用新型实施例中的第二导光组件的示意图；以及

图4示出了第二导光组件内光线的传播的示意图。

具体实施方式

现在将详细参考本实用新型的示例性实施例，其示例在附图中进行阐述。

本领域的技术人员应当理解：提供下述说明是为了举例说明的目的而非限制。本领域的技术人员应当明白本实用新型可以以脱离这些具体细节的其它实现方式来实现。而且为了不模糊本实用新型，在当前的说明中省略了已知的功能和结构的并非必要的细节。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种发光装置100（如图1a和图1b所示），所述发光装置100包括：条状的第一导光组件110，所述第一导光组件110具有弯曲的形状；光源101，布置在所述第一导光组件110的一端；所述第一导光组件110包括：与所述光源101光学地耦合的第一光入射表面111，用于接收来自所述光源101的光；沿所述第一导光组件110的长度方向布置的第一光出射表面112，所述第一光出射表面112具有曲面形状，并用于发射经由所述第一导光组件110引导的光；板状的第二导光组件120，所述第二导光组件120包括：围绕所述第二导光组件120的边缘121；布置在所述边缘121的至少一部分上的第二光入射表面122，所述第二光入射表面122具有与所述第一光出射表面112匹配的形状，并用于接收来自所述第一光出射表面112的光；以及第二光出射表面123和与所述第二光出射表面123相对的对置表面124，所述第二光出射表面123用于发射经由所述第二导光组件120引导的光。

本实用新型的发光装置利用条状的第一导光组件、板状的第二导光组件以及二者之间的在形状上相匹配的两个曲面，能够实现具有3D外观的、大面积的、均匀的表面发光装置，且无需利用多个光源。

发明人意识到，可以首先将例如点状的光源（例如，LED）的发光转换为曲线形式的发光，然后再将曲线形式的发光转换为表面形式的发光。这样，不仅能够利用条状的第一导光组件、板状的第二导光组件以及二者之间的在形状上相匹配的两个曲面来实现高效的光传输，还能够实现各种样式的3D外观。

本领域技术人员能够理解，在本实用新型中，条状的第一导光组件还能够具有各种期望的形状（例如但不限于：直线形的柱体、曲线形的柱体以及曲线形的扭转柱体等）。因此，所述发光装置能够配合各种曲面，创建各种样式的3D外观。

优选地，如图2所示，所述第一导光组件110还包括与所述第一光出射表面112相对布置的第一外耦合结构113，所述第一外耦合结构113用于将所述第一导光组件110引导的光向所述第一光出射表面112反射。

与所述第一光出射表面112相对布置的第一外耦合结构113使得从所述第一导光组件110出射的光的方向更加可控，并且提高了光的提取效率。

优选地，所述第一外耦合结构113包括多个第一凹槽114，所述第一凹槽114的长度方向基本上垂直于所述第一导光组件110的长度方向。

利用上述形式的第一外耦合结构能够容易地将来自光源101的光重新定向到所述第一光出射表面112；并且，还可以通过沿着所述第一导光组件110的长度方向调整所述第一凹槽114的宽度和深度，以获得所述第一光出射表面112上的期望的亮度分布（例如，均匀的亮度）。

优选地，所述第一外耦合结构113直接形成在所述第一导光组件110的表面上，或者附接至所述第一导光组件110的表面。

将所述第一外耦合结构113直接形成在所述第一导光组件110的表面上（例如但不限于，通过机械打磨或化学蚀刻在所述第一导光组件110的表面上形成所述第一凹槽114），能够提高第一导光组件110以及所述发光装置100的集成度，使得所述发光装置100更加适于装配和复杂的使用环境。将所述第一外耦合结构113附接至所述第一导光组件110的表面，能够灵活地根据不同的使用需求来改变所述第一导光组件110的出射光强分布，而无需更换整个第一导光组件110。

可选地，如图3所示，所述第二导光组件120还包括布置在所述对置表面124上的第二外耦合结构125，所述第二外耦合结构125用于将所述第二导光组件120引导的光向所述第二光出射表面123反射。

布置在所述对置表面124上的第二外耦合结构125使得从所述第二导光组件120出射的光的方向更加可控，并且提高了光的提取效率。

优选地，所述第二外耦合结构125包括多个第二凹槽126，所述第二凹槽126的长度方向与所述第二光入射表面122的法线方向成预定角度，所述预定角度在20°~ 70°的范围内。

利用上述形式的第二外耦合结构能够容易地将来自第一导光组件110的光重新定向到所述第二光出射表面122；并且，还可以通过调整所述第二凹槽126的所述预定角度，以获得所述第二光出射表面122上的期望的亮度分布（例如，均匀的亮度）。

在现有技术中，当将凹槽用作板状导光组件的外耦合结构时，通常将所述凹槽的长度方向设置为基本上垂直于进入该板状导光组件的光的方向。然而，发明人发现，当所述预定角度在20°~ 70°的范围内，优选地在30°~ 70°的范围内时，出人意料地，板状导光组件依然能够获得高效率的外耦合以及均匀的亮度。

在设定上述预定角度时，也可以相应地考虑所述第二凹槽126对于入射进入所述第二导光组件120的光线所提供的作用表面（反射表面），从而理想地确定所述作用表面的方向（或，所述作用表面的法线方向）。

图4示出了第二导光组件内光线的传播的示意图。其中，图4中的各个方向均以矢量表示。可以通过光线进入第二导光组件时相对于所述作用表面的法线方向Va的入射方向Ve、离开第二导光组件时相对于第二光出射表面的法线Vn的出射方向Vexit、以及光线在第二导光组件的对置表面和第二光出射表面之间传播的方向Vm等来计算所述作用表面的法线方向Va。

其中，入射进入所述第二导光组件的光线相对于所述作用表面的法线方向Va具有入射方向Ve。经过第二凹槽的作用表面的反射，形成了中间光线。该中间光线相对于所述作用表面的法线方向Va具有中间光线方向Vm。所述中间光线进一步经由第二光出射表面出射，从而离开所述第二导光组件。如果已经确定了光线相对于第二光出射表面的法线Vn离开所述第二导光组件的出射角Aexit以及出射方向Vo，那么所述作用表面的法线方向Va以及入射方向Ve相对于作用表面法线方向Va的入射角Ainc就可以通过以下关系式来获得：

首先，对于已确定的Aexit， ；

那么能够得到；

同时，能够得到；以及

。

优选地，所述第二外耦合结构125直接形成在所述对置表面124上，或者附接至所述对置表面124。

将所述第二外耦合结构125直接形成在所述对置表面124上（例如但不限于，通过机械打磨或化学蚀刻在所述对置表面124上形成所述第二凹槽126），能够提高第二导光组件120以及所述发光装置100的集成度，使得所述发光装置100更加适于装配和复杂的使用环境。将所述第二外耦合结构125附接至所述对置表面124，能够灵活地根据不同的使用需求来改变所述第二导光组件120的出射光强分布，而无需更换整个第二导光组件120。

优选地，所述第一光出射表面112和所述第二光入射表面122之间具有厚度不变的间隙。

在所述第一光出射表面112和所述第二光入射表面122之间设置厚度不变的间隙，不仅使得来自所述第一光出射表面112的光能够以均匀的耦合系数进入所述第二光入射表面122，还确保了从所述第一光出射表面112进入所述第二光入射表面122的光不会改变传输方向；并且，这种布置形式还能够有效避免所述第一光出射表面112和所述第二光入射表面122之间的任何摩擦或碰撞，从而保证二者之间良好的光耦合。

优选地，所述第二光入射表面122的面积大于所述第一光出射表面112的面积。

将所述第二光入射表面122的面积布置为大于所述第一光出射表面112的面积，使得从所述第一光出射表面112出射的光能够尽可能多地进入所述第二光入射表面122，从而进一步提高了发光装置的光学效率。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种车灯，所述车灯包括如上所述的发光装置100。

本实用新型的车灯包括如本实用新型实施例所述的发光装置，所述发光装置利用条状的第一导光组件、板状的第二导光组件以及二者之间的在形状上相匹配的两个曲面，能够实现具有3D外观的、大面积的、均匀的表面发光装置，且无需利用多个光源。

本领域技术人员能够理解，根据本实用新型实施例的发光装置还能够使用在与照明相关的各个领域中，例如但不限于：装饰性的家居照明、办公室照明以及公共场所的照明等。

最后，需要说明的是，应当理解，本实用新型权利要求书中的措辞“一”或“一个”不排除复数，其仅仅旨在叙述的方便，不应当理解为对本实用新型保护范围的限制。

除非另有限定，用在本说明书中的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属的领域中熟练的技术人员所通常理解的意义相同的意义。

应当理解，本实用新型并不局限于上述实施例所述。任何本领域技术人员在阅读了本实用新型后，结合现有技术不经过创造性思考所构思出的变形或等同均涵盖在本实用新型所主张的权利要求书中。

Claims (10)

1. 一种发光装置（100），其特征在于，所述发光装置（100）包括：

条状的第一导光组件（110），所述第一导光组件（110）具有弯曲的形状；

光源（101），布置在所述第一导光组件（110）的一端；

所述第一导光组件（110）包括：与所述光源（101）光学地耦合的第一光入射表面（111），用于接收来自所述光源（101）的光；沿所述第一导光组件（110）的长度方向布置的第一光出射表面（112），所述第一光出射表面（112）具有曲面形状，并用于发射经由所述第一导光组件（110）引导的光；

板状的第二导光组件（120），所述第二导光组件（120）包括：围绕所述第二导光组件（120）的边缘（121）；布置在所述边缘（121）的至少一部分上的第二光入射表面（122），所述第二光入射表面（122）具有与所述第一光出射表面（112）匹配的形状，并用于接收来自所述第一光出射表面（112）的光；以及第二光出射表面（123）和与所述第二光出射表面（123）相对的对置表面（124），所述第二光出射表面（123）用于发射经由所述第二导光组件（120）引导的光。

2. 根据权利要求1所述的发光装置（100），其特征在于，所述第一导光组件（110）还包括与所述第一光出射表面（112）相对布置的第一外耦合结构（113），所述第一外耦合结构（113）用于将所述第一导光组件（110）引导的光向所述第一光出射表面（112）反射。

3. 根据权利要求2所述的发光装置（100），其特征在于，所述第一外耦合结构（113）包括多个第一凹槽（114），所述第一凹槽（114）的长度方向基本上垂直于所述第一导光组件（110）的长度方向。

4. 根据权利要求2所述的发光装置（100），其特征在于，所述第一外耦合结构（113）直接形成在所述第一导光组件（110）的表面上，或者附接至所述第一导光组件（110）的表面。

5. 根据权利要求1所述的发光装置（100），其特征在于，所述第二导光组件（120）还包括布置在所述对置表面（124）上的第二外耦合结构（125），所述第二外耦合结构（125）用于将所述第二导光组件（120）引导的光向所述第二光出射表面（123）反射。

6. 根据权利要求5所述的发光装置（100），其特征在于，所述第二外耦合结构（125）包括多个第二凹槽（126），所述第二凹槽（126）的长度方向与所述第二光入射表面（122）的法线方向成预定角度，所述预定角度在20°~ 70°的范围内。

7. 根据权利要求5所述的发光装置（100），其特征在于，所述第二外耦合结构（125）直接形成在所述对置表面（124）上，或者附接至所述对置表面（124）。

8. 根据权利要求1所述的发光装置（100），其特征在于，所述第一光出射表面（112）和所述第二光入射表面（122）之间具有厚度不变的间隙。

9. 根据权利要求8所述的发光装置（100），其特征在于，所述第二光入射表面（122）的面积大于所述第一光出射表面（112）的面积。

10. 一种车灯，所述车灯包括如权利要求1-9任一项所述的发光装置（100）。