CN212029399U - 一种高光效光导结构及应用该结构的厚壁件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆光学照明装置技术领域，公开了一种高光效光导结构及应用该结构的厚壁件，包括换向反射面组及弧形反射面组，弧形反射面组包括正向全反射弧面和负向全反射弧面，正向全反射弧面和负向全反射弧面相背设置，换向反射面组设置于负向全反射弧面的全反射光线的出射侧，由换向反射面组将负向全反射弧面的全反射光线经过多次反射后向正向全反射弧面一侧射出，换向反射面组包括两组楔形反射面组。该装置可进一步提高灯具的光效以获得更高的照射亮度，减少LED颗粒光源的使用数量从而降低成本。另外，通过正向全反射弧面和负向全反射弧面，再无需设置聚光器对光线对进行聚合与准直，由此可简化车灯的光照结构，减少空间占用。

Description

一种高光效光导结构及应用该结构的厚壁件

技术领域

本实用新型涉及车辆光学照明装置技术领域，具体涉及一种高光效光导结构及应用该结构的厚壁件。

背景技术

随着科技的发展及生活水平的提高，乘用车已经逐渐成为人们出行的主要交通工具，而在车辆灯具设计制造领域，由于LED光源具有响应快，能耗低，色度稳定等优点，逐渐成为车辆用灯采用的主要光源，更高的光效以及更小的结构空间的占用是车辆灯具结构设计制造中的追求与目标。

而现有技术中，由申请号为CN201711131805.X，申请日为2017年11月15日的中国发明专利“一种车辆用灯具光学系统”所公开的内容可知，现有的车灯光学结构中需要在LED颗粒光源射入厚壁件前对其辐射状光线进行聚集并准直，以提高导入厚壁件的光线的数量从而获得更高的亮度，由此需要在厚壁件与LED颗粒光源之间设置聚光器(传统聚光器高度约6～8mm)，由于聚光器的设置会增加车灯结构的空间占用。

另外，还有使用在厚壁件内设置一组类抛物面来将射入的光线进行全反射后再以近平行光的状态将光线射出，但是由于一组类抛物面只能反射一部分光线，由此其光效较低灯具亮度较暗，为了提高光效需要设置多组LED颗粒光源进行光线的提供，由此又造成了灯具成本的增加。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种高光效光导结构及应用该结构的厚壁件，该装置的结构空间占用较小，光效更高且成本低。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高光效光导结构，包括换向反射面组及弧形反射面组，其特征在于，所述弧形反射面组包括正向全反射弧面和负向全反射弧面，所述正向全反射弧面和负向全反射弧面相背设置，所述换向反射面组设置于所述负向全反射弧面的全反射光线的出射侧，由所述换向反射面组将负向全反射弧面的全反射光线经过多次反射后向正向全反射弧面一侧射出，所述换向反射面组包括两组楔形反射面组。

在本实用新型中，进一步的，每组所述楔形反射面组由反射面一与反射面二相交围合而成，两组所述楔形反射面组的顶角交线之间的距离不小于负向全反射弧面的宽度。

在本实用新型中，进一步的，两组所述楔形反射面组对称设置，且该两组所述楔形反射面组的对称面与负向全反射弧面的对称平面共面。

在本实用新型中，进一步的，所述反射面一与反射面二围合成一夹角为90°的等腰三角形。

在本实用新型中，进一步的，所述正向全反射弧面和负向全反射弧面大小形状相同，且该所述正向全反射弧面和负向全反射弧面相邻对称设置。

在本实用新型中，进一步的，所述反射面二和/或正向全反射弧面上设有扩散花纹。

在本实用新型中，进一步的，所述反射面二上的扩散花纹为条状扩散纹，所述正向全反射弧面上设有扩散花纹为网状扩散纹。

另外，本实用新型还提供一种高光效厚壁件，包括上述的一种高光效光导结构，所述高效光导结构设置于厚壁本体上，所述厚壁本体的出光端设有多组散光颗粒。

在本实用新型中，进一步的，两组所述楔形反射面组连续相邻设置于厚壁本体的一端部；两组所述楔形反射面组的顶角之间的距离等于负向全反射弧面的宽度。

在本实用新型中，进一步的，所述正向全反射弧面和负向全反射弧面对称设置，且该正向全反射弧面和负向全反射弧面之间设有间隙，所述间隙正上方设有反射结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的装置通过设置正向全反射弧面和负向全反射弧面可将LED颗粒光源射出的更多的光线进行全反射，同时通过在负向全反射弧面的全反射光线的射出光路上设置换向反射面组，由换向反射面组对光线进行多次反射后最终将由负向全反射弧面全反射出的光线的射出方向与由正向全反射弧面的发出全反射光线的射出方向相同，由此通过上述换向反射面组及弧形反射面组的配合可将更多的光线由同一方向射出，由此可进一步提高灯具的光效以获得更高的照射亮度，减少LED颗粒光源的使用数量从而降低成本。

另外，通过将发生全反射的面由传统的平面设置为类抛物面的正向全反射弧面和负向全反射弧面后，可将LED颗粒光源发出的辐射状的光线经过类抛物面后发生全反射，且其全反射发出的光线基本趋于平行光，由此通过设置正向全反射弧面和负向全反射弧面后再无需设置聚光器对光线对进行聚合与准直，由此可简化车灯的光照结构，减少空间占用。

附图说明

图1为本实用新型中的高光效光导结构的总体结构示意图。

图2为正向全反射弧面和负向全反射弧面相邻设置时光线的光路示意图。

图3为正向全反射弧面和负向全反射弧面间隔设置时光线的光路示意图。

图4为实施例一中的厚壁件内部的光路示意图。

图5为实施例二中的厚壁件内部的光路示意图。

图6为本实用新型中厚壁件的总体结构示意图。

图7为本实用新型中带有扩散花纹的高光效光导结构的总体结构示意图。

图8为本实用新型中实施例三中的弧形反射面组的俯视示意图。

图9为实施例三中的弧形反射面组及反射结构的连接结构侧视示意图。

图10为多组高光效光照装置排列组合为车灯时的结构示意图。

附图中：10、正向全反射弧面；11、负向全反射弧面；12、间隙；13、透光区；14、反射结构；2、楔形反射面组；21、反射面一；22、反射面二；3、厚壁本体；31、散光颗粒；4、暗光区；5、点光源；61、网状扩散纹；62、条状扩散纹。

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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1至图10，本实用新型一较佳实施方式提供一种高光效光导结构，包括换向反射面组及弧形反射面组，其特征在于，所述弧形反射面组包括正向全反射弧面10和负向全反射弧面11，所述正向全反射弧面10和负向全反射弧面11相背设置，通过将正向全反射弧面10和负向全反射弧面11相背设置可以从正反两个方向将单颗LED颗粒光源所发射出的辐射状的光线进行收集然后再通过再弧面上发生全反射后光线会以平行光的形式朝一个方向射出，两组反射弧面可收集更多的光线然后再配合换向反射面组的多次反射后，两组反射弧面所收集的光线会从同一方向射出，由此可增加同一方向的导出光线的数量，从而提高光效，通常来说此结构导出的光线数量是单组反射弧面的两倍。另外，根据需要可以将正向全反射弧面10和负向全反射弧面11之间可设置一定的间距，如图3所示结构，此结构可使得一部分光线由正向全反射弧面10和负向全反射弧面11之间的空隙间隔射出，然后可以通过配合其他光学结构对射出的光线进行使用。此外也可将正向全反射弧面10和负向全反射弧面11设置为相交形式，如图2所示，此结构可将更多的光线进行收集再通过全反射后射出。正向全反射弧面10和负向全反射弧面11为一种类抛物面的曲面结构如图1所示，其特征为可使照射在其上的光线经过全反射后以平行光的状态射出，此结构弧面为本领域的现有技术再此不再赘述。在实际使用中可将两组反射弧面中的任意一组设置为负向全反射弧面11，换向反射面组设置于由所述负向全反射弧面11的全反射光线的出射侧，也即为设置于反射弧面的凹面侧，由此可通过所述换向反射面组将负向全反射弧面11发出的全反射光线经过多次反射后向正向全反射弧面10一侧射出，所述换向反射面组包括两组楔形反射面组2，楔形反射面组2可将光线经过多次反射后使得入射光线与出射光线之间发生一定的位移，由此可将由负向全反射弧面11发出的全反射光线经过向两边侧发生一定位移后再射出，从而可避免经过反射的光线再射到正向全反射弧面10和/或负向全反射弧面11上而无法正常射出造成的光线的浪费。

每组所述楔形反射面组2由反射面一21与反射面二22相交围合而成，两组所述楔形反射面组2的顶角交线之间的距离不小于负向全反射弧面11的宽度。通过此设置可保证由负向全反射弧面11发出的全反射光线经过楔形反射面组2的多次反射后的出射光线不会再次到达负向全反射弧面11上，保证了由负向全反射弧面11上发出的全反射光线的正常射出。

两组所述楔形反射面组2对称设置，且该两组所述楔形反射面组2的对称面与负向全反射弧面11的对称平面共面。由于任意一组弧形反射面均为对称结构所以在设置两组楔形反射面组2时也需要关于负向全反射弧面11的对称平面对称设置从而可以更好的对全反射光线进行反射，两组楔形反射面组2之间可设置为相交或留有间隔空隙，留有间隔空隙时全反射光线可由此空隙处射出进行再次利用，反射面一21与反射面二22可设置为涂有反光涂层的面或是可使入射光线发生全反射的透明介质形成的全反射面。

实施例一

如图4所示，所述反射面一21与反射面二22围合成一夹角为90°的等腰三角形，反射面一21与反射面二22分别为等腰三角形的两组腰。同时所述正向全反射弧面10和负向全反射弧面11大小形状相同，且该所述正向全反射弧面10和负向全反射弧面11相邻且对称，同时两组所述楔形反射面组2的顶角交线之间的距离L等于负向全反射弧面11的宽度H。此结构使得正向全反射弧面10和负向全反射弧面11所捕获的LED颗粒光源发出的光线的量是相同的，并且通过两组楔形反射面组2对负向全反射弧面11的全反射射出光线进行两次反射后向正向全反射弧面10的凹面侧射出，且由此两组楔形反射面组2射出的光线不会被正向全反射弧面10和负向全反射弧面11遮挡，从而可以全部射出。

所述反射面二22和正向全反射弧面10上设有扩散花纹。通过扩散花纹的设置，可以使得原本为相互平行的出射光线发生一定方向的偏转，一般的偏转角度在0.5°-1.5°的范围内，经过扩散花纹的偏转扩散后出射光线的混合更加均匀，由此可避免平形光线射出时会出现亮光区和暗光区4的弊端。

如图7所示，扩散花纹分为两种形式一种为由多组单元弧形扩散面连续并列设置而形成的条状扩散纹62，此条状扩散纹62设置在反射面二22上，且该单元弧形扩散面的弧面的突起方向朝向正向全反射弧面10一侧，由此在反射面二22上发生反射的光线会向两侧进行一定角度的偏转从而实现对光线的偏转扩散。单元弧形扩散面可实现左右偏转的角度为10～30°，该单元弧形扩散面的直径在需根据实际的扩散角度进行设置。

在正向全反射弧面10上设有网状扩散纹61，该网状扩散纹61由多组单元弧形扩散面在横向与纵向两个方向上阵列排布形成，从而形成网状扩散纹61。网状扩散纹61可将光线在左右方向上偏转的角度为10～30°，在上下方向上扩散5-10°。

另外，本实用新型还提供一种高光效厚壁件，包括上述的一种高光效光导结构，两组所述楔形反射面组2连续相邻设置于厚壁本体3的一端部。通过在厚壁本体3上开槽来形成正向全反射弧面10和负向全反射弧面11，且正向全反射弧面10和负向全反射弧面11设置在厚壁件靠近楔形反射面组2的一侧，在厚壁本体3上设置弧形反射面组时，需要保证弧形反射面组距离厚壁本体3上的光线射出端较远，此距离一般为整个弧形反射面组长度的4-6倍。由此可保证由足够长的距离可使射出光线进行混合，从而使得射出光线更加均匀。

在厚壁本体3上与所述楔形反射面组2相对的一端也即为光线射出端设有多组散光颗粒31。通过设置多组散光颗粒31可将出射的光线分散至更大的角度范围内，从而增加了光照范围，并且散光颗粒31也可以对出射光线进一步的混合致使射出光线更加均匀。散光颗粒31设置为玉米粒形状，如图6所示形状。

同时，本实用新型还提供一种高光效光照装置，包括上述的一种高光效厚壁件，每组所述厚壁本体3下方设有一组点光源5，点光源5设置为LED颗粒光源，所述点光源5位于所述正向全反射弧面10和负向全反射弧面11的对称平面上。另外，此点光源5为了获得更好照亮效果需要位于正向全反射弧面10和负向全反射弧面11的对称平面以及负向全反射弧面11自身对称平面的交线上，此时可使得弧形反射面组能够捕获更多的光线以提高光照效率，点光源5与后壁本体3之间的间距需要通过在实际的使用中进行调节，以实现正向全反射弧面10和负向全反射弧面11可捕获最多的光线获得最高的光效为准。另外在实际的使用中可将多组高光效光照装置进行如图10所示的排列组合方式进行设置以形成车灯中的照明结构。

实施例二

如图5所示，本实施例二与实施例一之间的区别为本实施例二中的两组所述楔形反射面组2的顶角交线之间的距离L大于负向全反射弧面11的宽度H，通过此设置可实现部分区域内为无光线通过的暗光区4，部分区域为光线集中的亮光区。同时为了实现光线的集中反射面二22和正向全反射弧面10上不设有扩散花纹为光滑表面。本实施例二的结构设置可以实现不同区域的光照的明暗区分，增加光照结构光照形式的多样性。

实施例三

如图8、9所示，本实施例三与实施例二与实施例一的区别在于，在厚壁本体3上的所述正向全反射弧面10和负向全反射弧面11对称设置，且该正向全反射弧面10和负向全反射弧面11之间设有间隙12，所述间隙12正上方设有反射结构14。该反射结构14可为反射平面三或弧形反射面一，在实际制造中通过注塑成型或粘接的方式固定在厚壁本体3上，通过反射结构14可以将间隙12中透出的光线进行整合后重新反射至其他位置方向进行再次利用，增加厚壁件的导光方向，为车灯的设计提供更多的可能。同时在间隙12上可以通过粘贴挡光条或涂覆挡光材料来实现不同区域的光线的透出，由此可使间隙12上的透光区13形成想要的图案，如可形成对应车型的车标的图案，由此间隙12处的透光区13射出的光线形成的亮斑会形成车标的图案向外投射，在经过反射结构14的反射后照射到所需要的位置，由此可增加车灯的辨识度与美观性。

以实施例一为例对一种高光效光照装置的工作原理进行说明：

如图4所示，首先，LED颗粒光源的发出的辐射状光线经过后壁本体的底部表面时会发生第一次折射，然后折射光线射到正向全反射弧面10和负向全反射弧面11的凹面上，然后会光线会在正向全反射弧面10和负向全反射弧面11上发生全反射，然后以平行光的形式分别向正向全反射弧面10和负向全反射弧面11的凹面侧射出，由正向全反射弧面10发出的全反射光线以平行光的形式直接射到厚壁本体3的光线出射端；而由负向全反射弧面11发出的全反射光线会先射到反射面一21上，然后反射面一21将光线反射至反射面二22上，再经反射面二22的反射后向正向全反射弧面10一侧射出，并且射到厚壁本体3的光线出射端，然后经过光线出射端上的散光颗粒31进行扩散后射出。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种高光效光导结构，包括换向反射面组及弧形反射面组，其特征在于，所述弧形反射面组包括正向全反射弧面(10)和负向全反射弧面(11)，所述正向全反射弧面(10)和负向全反射弧面(11)相背设置，所述换向反射面组设置于所述负向全反射弧面(11)的全反射光线的出射侧，由所述换向反射面组将负向全反射弧面(11)的全反射光线经过多次反射后向正向全反射弧面(10)一侧射出，所述换向反射面组包括两组楔形反射面组(2)。

2.根据权利要求1所述的一种高光效光导结构，其特征在于，每组所述楔形反射面组(2)由反射面一(21)与反射面二(22)相交围合而成，两组所述楔形反射面组(2)的顶角交线之间的距离不小于负向全反射弧面(11)的宽度。

3.根据权利要求2所述的一种高光效光导结构，其特征在于，两组所述楔形反射面组(2)对称设置，且该两组所述楔形反射面组(2)的对称面与负向全反射弧面(11)的对称平面共面。

4.根据权利要求2或3所述的一种高光效光导结构，其特征在于，所述反射面一(21)与反射面二(22)围合成一夹角为90°的等腰三角形。

5.根据权利要求4所述的一种高光效光导结构，其特征在于，所述正向全反射弧面(10)和负向全反射弧面(11)大小形状相同，且该所述正向全反射弧面(10)和负向全反射弧面(11)相邻对称设置。

6.根据权利要求5所述的一种高光效光导结构，其特征在于，所述反射面二(22)和/或正向全反射弧面(10)上设有扩散花纹。

7.根据权利要求6所述的一种高光效光导结构，其特征在于，所述反射面二(22)上的扩散花纹为条状扩散纹(62)，所述正向全反射弧面(10)上设有扩散花纹为网状扩散纹(61)。

8.一种高光效厚壁件，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的一种高光效光导结构，所述高效光导结构设置于厚壁本体(3)上，所述厚壁本体(3)的出光端设有多组散光颗粒(31)。

9.根据权利要求8所述的一种高光效厚壁件，其特征在于，两组所述楔形反射面组(2)连续相邻设置于厚壁本体(3)的一端部；两组所述楔形反射面组(2)的顶角之间的距离等于负向全反射弧面(11)的宽度。

10.根据权利要求8所述的一种高光效厚壁件，其特征在于，所述正向全反射弧面(10)和负向全反射弧面(11)对称设置，且该正向全反射弧面(10)和负向全反射弧面(11)之间设有间隙(12)，所述间隙(12)正上方设有反射结构(14)。

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