CN207080949U - 车辆导光单元 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种车辆导光单元，被配置为引导从发射光的光源入射的光。该车辆导光单元包括：光接收部，被配置为折射来自光源的入射光；引导部，从光接收部延伸并且引导通过光接收部的入射光；以及光发射部，该光发射部关于引导部形成在光接收部的相对方向上，其中，通过引导部引导的光向非球面透镜发射。根据本实用新型的车辆导光单元能够提高光源发射的光的强度和效率。

Description

车辆导光单元
相关申请的引证
本申请要求于2016年11月03日提交的韩国专利申请第10-2016-0145803号的优先权和权益，其全部公开内容通过引证结合于此。
技术领域
本实用新型涉及一种导光单元，并且更具体地，涉及一种被配置为引导从发射光的光源入射的光的导光单元。
背景技术
通常，车辆包括各种车灯，各种车灯具有照明功能以使得驾驶员轻易识别车辆周围的物体且具有信号功能以用于向其他车辆或其他行人通知车辆的行驶状态。
例如，存在使用灯直接发射光的装置，诸如被配置为向前发射光以确保驾驶员的可视性的前灯、在驾驶员踩在制动踏板上时开启的刹车灯以及在向右或向左转弯时使用的转向指示灯。此外，反光镜等安装在车辆的前方和后方，通过反射光执行该反光镜的功能以使得可从外部轻易识别驾驶员的车辆。
在以上灯中，车辆前灯具有在车辆行驶的相同方向上发射光的重要功能，以便确保在夜间驾驶员的可视性。
传统地，卤素灯曾被广泛用作车辆光源，但是发光二极管(LED)光源、导光单元等目前正被用作车辆光源。
LED是点光源，点光源被配置为以自其侧面的方向发射光，LED的优势在于：因为LED较小并且可使用布置多个器件的方法，所以设计自由度非常出色。
此外，导光单元提供被配置为均匀散射和漫射由光源发射的光的路径，LED光源通常布置在该路径中，并且来自LED光源的入射光通过导光单元转变为表面光并且作为表面光发射。
因此，导光单元可在不直接暴露发射光的光源的情况下实现间接照明效果，并且导光单元的这种间接照明效果用来增强其美观性。
根据强调审美效果以及照明和信号功能的车灯单元的近来趋势，导光单元已被应用于车灯单元。
传统上，导光单元具有光接收部窄且光发射部宽的结构。
因此，由于光发射部变宽，所以每单位面积的光通量降低，并且因此光强度降低。
传统上，当光发射部的尺寸降低以解决上述问题时，光接收部的尺寸也降低，并且因此通过LED发射的光的入射效率降低。
就是说，在传统导光单元中，通过LED发射的光的强度和效率降低。
因此，由于光的强度和效率降低，所以其间的可辨性降低，并且因此存在照明灵敏度(lighting sensibility)也降低的问题。
由于上述问题，当形成发射更强光的光源时，存在由于光源产生的成本和功耗增加的问题。
实用新型内容
本实用新型致力于一种能够提高光源发射的光的强度和效率的导光单元。
根据本实用新型的一方面，提供一种车辆导光单元，其投射由光源发射的光并且向非球面透镜发射光，该车辆导光单元包括：光接收部，被配置为折射从光源入射的光；引导部，从光接收部延伸并且引导穿过光接收部的入射的光；以及光发射部，该光发射部关于引导部形成在光接收部的相对方向上，其中，通过引导部引导的光被发射向非球面透镜。
引导部可包括：平坦表面部分，其从光接收部向光发射部延伸；以及下表面部分，该下表面部分关于光接收部和光发射部形成在平坦表面部分的相对方向上，并且从光接收部向光发射部延伸。
下表面部分可包括：第一倾斜部分，其从光接收部向光发射部倾斜延伸；阶梯部分，其从第一倾斜部分的端部垂直延伸；以及第二倾斜部分，其从阶梯部分的端部向光发射部倾斜延伸。
引导部可进一步包括侧表面部分，其将平坦表面部分的两侧的端部与下表面部分的两侧的端部连接。
平坦表面部分可从光接收部向光发射部垂直延伸，并且下表面部分可从光接收部向光发射部倾斜延伸。
光接收部在平坦表面部分与下表面部分之间的长度可小于光发射部在平坦表面部分与下表面部分之间的长度，并且平坦表面部分从光接收部到光发射部的长度可大于下表面部分从光接收部到光发射部的长度。
侧表面部分中的每一个可包括：第一延伸部分，其从光接收部向光发射部变宽；以及第二延伸部分，其从第一延伸部分延伸至光发射部并且从光接收部垂直延伸。
光发射部可从平坦表面部分向下表面部分倾斜延伸。
通过本实用新型的车辆导光单元，能够实现光的强度和效率增加，所以光源不需要发射强光，并且因此，成本和功耗可降低。
附图说明
通过参考附图详细描述本实用新型的示例性实施方式，本实用新型的以上和其他目的、特征和优势对于本领域普通技术人员来说将变得更加显而易见，附图中：
图1是示出根据本实用新型的一个实施方式的车辆导光单元的立体图；
图2是示出图1所示的车辆导光单元的下表面的立体图；
图3是示出图1所示的车辆导光单元的侧表面的侧视图；
图4是示出图1所示的车辆导光单元的平面的平面图；以及
图5是示出根据本实用新型的一个实施方式的由车辆导光单元全反射光的状态的侧视图。
具体实施方式
参考附图和以下详细实施方式，本实用新型的优势和特征及其实现方法应被清楚理解。然而，本实用新型不限于公开的实施方式，并且可以以各种不同形式实现。实施方式被提供以便向本领域技术人员完全说明本实用新型以及本实用新型的范围。本实用新型的范围由所附权利要求限定。同时，本文使用的术语被提供以仅描述本实用新型的实施方式，而并非为了限制的目的。除非上下文以另外方式明确指示，否则单数形式也包括复数形式。应理解，本文使用的术语“包括(comprise)”或“包含(comprising)”指定一些所述部件、步骤、操作和/或元件，但是并不排除一个或多个其他部件、步骤、操作和/或元件的存在或增加。
在下文中，将参考附图详细描述本实用新型的实施方式。
图1是示出根据本实用新型的一个实施方式的车辆导光单元的立体图，图2是示出图1所示的车辆导光单元的下表面的立体图，图3是示出图1所示的车辆导光单元的侧表面的侧视图，图4是示出图1所示的车辆导光单元的平面的平面图，并且图5是示出由根据本实用新型的一个实施方式的车辆导光单元全反射光的状态的侧视图。
以下将描述的光源400用来发射光。
诸如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等的半导体发光器件可用作光源400，并且也可使用各种类型的光源400，只要它们发射光。
参考图2至图5，根据本实用新型的车辆导光单元投射由光源400发射的光以便向非球面透镜发射光，车辆导光单元包括光接收部100、引导部200和光发射部300。
光接收部100位于由光源400发射的光线上，收集由光源400发射的光，并且向引导部200折射光。
光接收部100可形成有光入射在其上的平坦状或抛物线状部分，并且可改变为收集光的任意形状。
同时，优选地，光接收部100布置在距光源400为0.5mm或更小的距离处。
因此，由于由光源400发射的光可有效入射在光接收部100上，并且光源400与车辆导光单元之间的距离短，所以车辆导光单元可甚至有效地布置在狭窄空间中。
引导部200从光接收部100向光发射部300延伸，并且将通过光接收部100的入射光全反射以便向光发射部300引导光。
具体地，引导部200用于利用出现在具有不同介质的两种材料之间的界面处的光的全内反射，来向光发射部300引导光。
引导部200使具有大于设定临界角的入射角的光全反射。
上述临界角可根据导光单元的材料改变，并且导光单元可由丙烯酸材料、玻璃、聚碳酸酯等制成。
即，引导部200可由透射光的材料制成。
该引导部200包括平坦表面部分210、下表面部分220和侧表面部分230。
平坦表面部分210从光接收部100向光发射部300延伸，并且从光接收部100向光发射部300垂直延伸。
下表面部分220关于(with respect to)光接收部100和光发射部300形成在平坦表面部分210的相对方向上，并且从光接收部100向光发射部300延伸。
此外，下表面部分220从光接收部100向光发射部300倾斜延伸。
该下表面部分220包括第一倾斜部分221、阶梯部分222以及第二倾斜部分223。
第一倾斜部分221从光接收部100向光发射部300倾斜延伸。
此处，第一倾斜部分221关于光接收部100和光发射部300在平坦表面部分210的相对方向上倾斜延伸，即，向外部延伸。
阶梯部分222从第一倾斜部分221的位于光发射部300的一侧处的端部垂直延伸。
此处，阶梯部分222在平坦表面部分210的相对方向上垂直延伸，即，向外部延伸。
第二倾斜部分223从阶梯部分222的端部(其从第一倾斜部分221垂直延伸)向光发射部300延伸。
此处，优选的是，第二倾斜部分223相对于光接收部100和光发射部300在平坦表面部分210的相对方向上倾斜延伸，即，向外部延伸，并且以与第一倾斜部分221相同的角度倾斜。
由于上述结构，下表面部分220形成为具有两个台阶。
因此，与如图5所示的第一倾斜部分221相比，由于通过光接收部100的入射光被布置在外侧处的第二倾斜部分223全反射，所以光可在更宽的范围中被均匀引导至光发射部300。
因此，由于下表面部分220可增加光的强度和效率，所以其可辨性可提高，并且因此光源400的照明灵敏度也可提高。
此外，不同于光源400因为其光的强度和效率降低而发射强光的传统情况，由于在本实用新型中光的强度和效率增加，所以光源400不发射强光，并且因此，成本和功耗可降低。
同时，尽管下表面部分220被描述为形成有两个台阶，但是根据车辆的种类或使用环境，通过在下表面部分220延伸的方向上交替形成多个阶梯部分222和第二倾斜部分223，下表面部分220也可形成有两个或更多个台阶。
一对侧表面部分230形成为连接平坦表面部分210的两侧端部与下表面部分220的两侧端部。
侧表面部分230中的每一个包括第一延伸部分231和第二延伸部分232。
一对第一延伸部分231形成在侧表面部分230中，并且第一延伸部分231的宽度从光接收部100向光发射部300增加。
如图3所示，优选地，第一延伸部分231被形成为具有与光接收部100成大约90°至105°的范围的倾斜角θ1。
因此，光发射部300的宽度W1可根据光接收部100与第一延伸部分231之间的倾斜角θ1调整。
此外，在本实用新型的导光单元中，光发射部300可形成为具有宽度W1(该宽度比传统导光单元的宽度更窄)，而不额外降低光接收部100的宽度W2。
因此，由于通过光源400发射的光可有效入射在光接收部100上，并且光发射部300的每单位面积的光通量恒定保持，所以其光强度可有效保持。
一对第二延伸部分232形成在侧表面部分230中，并且从第一延伸部分231向光发射部300平行延伸。
同时，不规则反射层或漫射层可形成在引导部200的内表面上。
即，当光从光源400入射时，在光被第一倾斜部分221和第二倾斜部分223不规则反射并均匀漫射的状态下，光可被导向光发射部300。
在这种情况下，通过非球面透镜发射的光的亮度可完全均匀分布，如同由表面光源400发射的光。
由于形成在引导部200的内表面上的不规则反射层可包括重复精细凹凸(irregularity)，并且光被该精细凹凸不规则反射，所以光可具有完全均匀亮度。
光发射部300关于引导部200形成在光接收部100的相对方向上，并且向非球面透镜发射由引导部200引导的光。
光发射部300形成为具有大于光接收部100的截面，使得通过光接收部100的入射光可通过光发射部300容易发射至外部。
同时，如图4所示，光接收部100从平坦表面部分210到下表面部分220的高度(即，光接收部100的高度H1)小于光发射部300从平坦表面部分210到下表面部分220的高度(即，光发射部300的高度H2)，并且平坦表面部分210从光接收部100到光发射部300的长度(即，平坦表面部分210的长度L1)大于下表面部分220从光接收部100到光发射部300的长度(即，下表面部分220的长度L2)。
即，光发射部300形成为从平坦表面部分210向下表面部分220倾斜。
因此，光发射部300的面积可根据相对于平坦表面部分210的倾斜角θ2而增加，并且第二延伸部分232可因此补偿由于光发射部300的宽度W1的降低的面积损失。
同时，根据本实用新型的车辆导光单元形成为具有10mm至15mm的总长度。
即，平坦表面部分210形成为具有大约10mm至15mm的范围中的长度L1。
同时，根据本实施方式的车辆导光单元也可布置为矩阵形状。
由于车辆导光单元布置为矩阵形状，即，多个导光单元水平和垂直布置，所以可额外确保长距离或短距离视野。
此外，照明可被垂直和水平控制，使得可向位于特定方向上的物体发射光。
例如，水平和垂直布置的光源400中的仅布置在最左边的光源400可被开启，使得可向位于对应位置处的物体发射光。
为此，形成光源400的控制部分(未示出)，被配置为控制光源400的照明，并且光源400的控制部分可控制光源400的照明，以便仅向特定位置发射光或者仅不向特定位置发射光。
如上所述，在根据本实用新型的车辆导光单元中，由于下表面部分220形成为具有两个台阶，所以通过光接收部100的入射光被第二倾斜部分223全反射，以便在更宽的范围中向光发射部300均匀引导光，下表面部分220可因此增加光的强度和效率，并且因此其可辨性可提高。
此外，不同于光源400由于光的强度和效率降低而发射强光的传统情况，由于在本实施方式中光的强度和效率增加，所以光源400不发射强光，并且因此，成本和功耗可降低。
由于光接收部100布置在距光源400为0.5mm或更小的距离处，所以由光源400发射的光可有效入射在光接收部100上，并且由于光源400与车辆导光单元之间的距离短，所以车辆导光单元可甚至有效布置在狭窄空间中。
由于一对第一延伸部分231形成在侧表面部分230的两侧的端部处，并且其宽度从光接收部100向光发射部300增加，所以光发射部300的宽度W1可根据光接收部100与第一延伸部分231之间的倾斜角θ1而调整。
此外，在本实用新型的导光单元中，由于光发射部300形成为具有宽度W1(其小于传统导光单元的宽度)，而不额外降低光接收部100的宽度W2，所以由光源400发射的光可有效入射在光接收部100上，光发射部300的每单位面积的光通量恒定保持，并且因此其光强度可有效保持。
由于光发射部300从平坦表面部分210向下表面部分220倾斜延伸，所以其面积可根据平坦表面部分210与光发射部300之间的倾斜角θ2而增加。
由于根据本实用新型的导光单元的下表面部分形成为具有两个台阶，所以通过光接收部的入射光被第二倾斜部分全反射，并且在更宽的范围中被均匀导向光发射部，并且因此，能够实现下表面部分可增加光的强度和效率并且其可辨性可提高的效果。
此外，不同于因为光的光强度和效率低而从光源发射强光的传统情况，由于在本实用新型中光的强度和效率增加，所以光源不发射强光，并且因此存在成本和功耗降低的效果。
由于光接收部布置在距光源为0.5mm或更小的距离处，所以由光源发射的光可有效入射在光接收部上，并且由于光源与车辆导光单元之间的距离短，所以能够实现车辆导光单元可甚至有效布置在狭窄空间中的效果。
由于一对第一延伸部分形成在侧表面部分的两侧的端部处并且其面积从光接收部向光发射部增加，所以能够实现光发射部的宽度可根据第一延伸部分的倾斜角调整的效果。
此外，在本实用新型的导光单元中，由于光发射部的宽度可比传统导光单元的宽度更窄，而不额外降低光接收部的宽度，所以能够实现由光源发射的光可有效入射在光接收部上并且可通过恒定保持光发射部的每单位面积的光通量而有效保持其光强度的效果。
由于光发射部从平坦表面部分向下表面部分倾斜延伸，所以存在其面积可根据光发射部的倾斜角增加的效果。
本实用新型不限于上述实施方式，并且在本实用新型的技术范围内可进行各种修改，并且可通过本领域技术人员实现。

Claims (8)

1.一种车辆导光单元，所述车辆导光单元投射由光源发射的光并且向非球面透镜发射所述光，其特征在于，所述车辆导光单元包括：
光接收部，被配置为折射从所述光源入射的所述光；
引导部，从所述光接收部延伸并且引导穿过所述光接收部的入射的所述光；以及
光发射部，所述光发射部关于所述引导部形成在所述光接收部的相对方向上，其中，通过所述引导部引导的所述光被发射向所述非球面透镜。
2.根据权利要求1所述的车辆导光单元，其特征在于，所述引导部包括：
平坦表面部分，从所述光接收部向所述光发射部延伸；以及
下表面部分，所述下表面部分关于所述光接收部和所述光发射部形成在所述平坦表面部分的相对方向上，并且从所述光接收部向所述光发射部延伸。
3.根据权利要求2所述的车辆导光单元，其特征在于，所述下表面部分包括：
第一倾斜部分，从所述光接收部向所述光发射部倾斜延伸；
阶梯部分，从所述第一倾斜部分的端部垂直延伸；以及
第二倾斜部分，从所述阶梯部分的端部向所述光发射部倾斜延伸。
4.根据权利要求2所述的车辆导光单元，其特征在于，所述引导部进一步包括侧表面部分，所述侧表面部分将所述平坦表面部分的两侧的端部与所述下表面部分的两侧的端部连接。
5.根据权利要求2所述的车辆导光单元，其特征在于：
所述平坦表面部分从所述光接收部向所述光发射部垂直延伸；
并且
所述下表面部分从所述光接收部向所述光发射部倾斜延伸。
6.根据权利要求2所述的车辆导光单元，其特征在于：
所述光接收部在所述平坦表面部分与所述下表面部分之间的长度小于所述光发射部在所述平坦表面部分与所述下表面部分之间的长度；并且
所述平坦表面部分从所述光接收部到所述光发射部的长度大于所述下表面部分从所述光接收部到所述光发射部的长度。
7.根据权利要求4所述的车辆导光单元，其特征在于，所述侧表面部分中的每一个包括：
第一延伸部分，从所述光接收部向所述光发射部变宽；以及
第二延伸部分，从所述第一延伸部分延伸至所述光发射部并且从所述光接收部垂直延伸。
8.根据权利要求2所述的车辆导光单元，其特征在于，所述光发射部从所述平坦表面部分向所述下表面部分倾斜延伸。
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