CN212273915U - 一种照明装置及车灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种照明装置及车灯，包括一个发光的光源，还包括光引导件，所述光引导件包括接收面、反射面和出射面，所述接收面与反射面相对设置，所述出射面位于接收面和反射面之间空间的外围；光源发出的光由接收面进入光引导件内，该光最终从出射面出射；所述光源包括一个发光面，所述发光面紧贴在接收面上；发光面至少部分反射光源所发出的光。光源发出的光由接收面进入引导件内，并且在反射面与发光面之间经过反射或散射后由出射面出射，由于出射面位于反光杯的焦点处，则反射面出射的光均可以被反光杯反射利用到车灯照明中去，提高了发光面发出的光的利用率，和车灯的亮度。

Description

一种照明装置及车灯

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体地说，涉及一种照明装置及车灯。

背景技术

车辆上的灯具是影响车辆行驶安全的重要因素，车辆工业的发展对车辆灯具提出了越来越高的要求。钨丝灯是汽车照明的常用光源，因其亮度偏低、能耗高、寿命不够长，逐渐被淘汰。为了提高光源亮度、降低能耗，研究人员利用LED替代钨丝灯，研发一种模拟灯丝应用的激光照明装置，作为照明光源。其通过将LED出射的光耦合进入棒状导光元件，并在棒状导光元件的表面出射的方式形成。该模拟灯丝具有与钨丝灯丝相同的发光特性，同时具有亮度高、寿命长等优点，因此可代替钨丝灯应用于汽车照明领域。

又因为LED发光是像一个方向半球发光(朗伯发光)，而传统的车灯反光杯是将侧面一圈的发光反射出射。由于LED的光分布与传统的钨丝灯不匹配，LED用于钨丝灯的替换就存在技术难度。

为了解决上述问题，现在通常采用的技术方案是LED贴装在一个导热柱侧面。导热柱两个侧面分别贴LED，来模仿一圈360度发光。然而依然存在暗区，而且为了散热，导热柱要尽量粗，而LED的位置就会出现离焦，出射光效率和效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述传统技术的不足之处，本实用新型提供一种适于车灯中使用的侧面发光照明装置。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种照明装置，包括一个发光的光源，还包括光引导件，所述光引导件包括接收面、反射面和出射面，所述接收面与反射面相对设置，所述出射面位于接收面和反射面之间空间的外围；光源发出的光由接收面进入光引导件内，该光最终从出射面出射；所述光源包括一个发光面，所述发光面紧贴在接收面上；发光面至少部分反射光源所发出的光。

作为上述技术方案的一种改进：所述发光面对光源所发出的光具有散射反射的作用。

作为上述技术方案的一种改进：所述反射面为平面和/或向接收面一侧凸起的弧面。

作为上述技术方案的一种改进：所述发光面完全覆盖接收面。

作为上述技术方案的一种改进：还包括导热柱，导热柱与光源之间填充有导热介质。

作为上述技术方案的一种改进：所述发光面与接收面之间包括空气隙或导光介质。

作为上述技术方案的一种改进：所述发光面与接收面之间包括导光件210。

作为上述技术方案的一种改进：所述光引导件内包括有若干白色颗粒和/或出射面包括透射散射层。

作为上述技术方案的一种改进：所述反射面为散射反射面。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型中光源发出的光由接收面进入引导件内，并且在反射面与发光面之间经过反射或散射后由出射面出射，由于出射面位于反光杯的焦点处，则反射面出射的光均可以被反光杯反射利用到车灯照明中去，提高了发光面发出的光的利用率，和车灯的亮度。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是照明装置的主视图。

图2是光引导件内部光路图。

图3是车灯的一种结构示意图。

图4是车灯的另一种结构示意图。

图5是车灯的另一种结构示意图。

图6是光在不同光引导件中的光路对比图。

图7是发光面与接收面的几种连接关系示意图。

图8是本实施例中一种优选的发光面与接收面的连接关系示意图。

图9是另一种车灯的一种结构示意图。

图10是另一种照明装置的主视图。

具体实施方式

实施例1：

如图1-8所示，一种车灯，包括反光杯109和反光杯109内设置的照明装置，照明装置发出的光被反光杯109反射后沿着反光杯109的开口方向出射，反光杯109可以根据需要对照明装置发出的光扭转方向并且对光斑进行整形，使照明装置发出的光适用于车灯照明；还可以避免照明装置发出的光不能照射到目标区域，造成亮度不够和光能的浪费。通过上述分析可知，照明装置是整个车灯的核心，照明装置的结构关系到整个车灯的使用效果，由于照明装置发出的光需要经过反光杯109的反射来提高亮度和对光斑进行整形，因此如何将照明装置发出的光向侧方向出射，使反光杯109起到反射照明装置发出的光是该照明装置的设计重点。该照明装置，包括一个发光的光源103和一个光引导件104，光源103包括一个发光面105，其中光引导件104包括接收面106、反射面107和出射面108，接收面106与反射面107相对设置，出射面108位于接收面106和反射面107之间空间的外围；光源103发出的光由接收面106进入光引导件104后由出射面108出射；发光面105紧贴在接收面106上；发光面105至少部分散射和反射光源103所发出的光。照明装置通过光引导件104将光源103发出的光扭转方向，使光源103发出的光向照明装置的侧方向出射，光引导件104的接收面106、反射面107和出射面108的形状、位置关系以及连接关系决定了整个照明装置发出的光是否向其侧面出射。由于发光面105紧贴在接收面106上，发光面105发出的光可以直接通过接收面106进入光引导件104内。这些光以其出射的路径分为多个部分。如图4所示，以其中三部分为例，其中第一部分光121会直接从接收面106和反射面107之间空间的外围出射，即由出射面108直接出射。第二部分光122进入到光引导件104后向反射面107一侧传播，由于接收面106与反射面107相对设置，第二部分光122会到达反射面107，由于反射面107能够反射光源103发出的光，第二部分光122被反射面107反射，反射后第二部分光122从出射面108出射。第三部分123由接收面106进入光引导件104后在出射面108内壁发生全反射，经过全反射的第三部分光123继续在光引导件104内向反射面107一侧发射，第三部分光123被反射面107反射后重新回到发光面105，由于发光面105至少部分散射和反射光源103所发出的光，则第三部分光123在发光面105上发生了散射，被散射的第三部分光123最终从出射面108出射。

为了使光源103与接收面106能够紧密贴合，本实施例中光源103包括一个发光面105，一种优选的实施方式是，光源103为LED发光芯片。LED发光芯片易于获得，并且具有一个能够与接收面106紧贴的发光面105，本实施例中所提到的光源103均以LED发光芯片为例，光源103内设置一个与接收面106紧贴的发光面105，既可以避免光源103发出的光不能完全被接收面106接收，又可以避免被反射面107反射的光从光源103与接收面106之间出射，造成光的浪费，影响光照强度；其中LED发光芯片的发光面105本身就具有反射其自身发出光的特性，无需对发光面105进行特殊处理，节约了制造成本和时间。

为了进一步减少光能浪费，一种优选的实施方式是，接收面106完全覆盖发光面105。接收面106完全覆盖发光面105的目的是避免发光面105发出的光不能完全穿过接收面106进入光引导件104中，造成光能的浪费。理想的情况是接收面106与发光面105的面积相同，接收面106完全覆盖发光面105，但是常见的LED发光芯片均为矩形，若要想LED发光芯片的发光面105被接收面106完全覆盖，接收面106的横截面为与LED发光芯片的尺寸相同的矩形。但是本实用新型中需要使光引导件104的出射面108出射的光向四周出射，向四周出射的光再被反光杯109反射后出射，如果接收面106的横截面是矩形，此时出射面108不再是圆周对称的，必定会造成由反光杯109出射的光存在暗区，当反光杯109出射的光存在暗区的时候，不符合车灯的基本要求，无法应用在车灯中。因此一种优选的实施方式是，光引导件104的截面是圆形。光引导件104的截面是圆形的时候，此时发光面105是圆周对称的，由光引导件104发出的光更加均匀，不会存在明显的亮区或暗区，更符合车灯照明使用。

上述描述是关于光引导件104的截面的形状的优选方式，此时仅仅是对光引导件104截面方向形状的限定。光引导件104可以是截面半径完全相等的圆形组成的圆柱，也可以是一个在光引导件104侧面任意一点的切线与发光面105光轴出光方向之间的夹角为锐角或钝角的圆台。

当光引导件104是一个圆柱的时候，如图3所示，光引导件104的轴心与其发出的光在远离反光杯109的方向夹角为α，0°＜α＜180°，光引导件104的轴心与其发出的光的光轴夹角为β，β＝45°，此时光引导件104发出的光主要集中在反光杯109的中间位置。

当光引导件104是一个侧面任意一点的切线与发光面105光轴出光方向之间的夹角为钝角角的时候，如图4所示，光引导件104的轴心与其发出的光在远离反光杯109的方向夹角为α，0°＜α＜180°，光引导件104的轴心与其发出的光的光轴夹角为β，β＞45°，此时光引导件104发出的光主要集中在反光杯109中间远离出光口的位置，反光杯109收集到的光更多，对光能的利用率更高；但是此时光引导件104出射的光中一大部分向远离反光杯109出光口的方向出射，需要经过反光杯109反射后才可以从出光口出射，则反光杯109扭转光的难度较大。

当光引导件104是一个侧面任意一点的切线与发光面105光轴出光方向之间的夹角为钝角角的时候，如图5所示，光引导件104的轴心与其发出的光在远离反光杯109的方向夹角为α，0°＜α＜180°，光引导件104的轴心与其发出的光的光轴夹角为β，β＜45°，此时光引导件104发出的光主要集中在反光杯109中间靠近出光口的位置，反光杯109的收集效率不高。但是此时反光杯109收集到的光更多向反光杯109出口方向出射，反光杯109反射光引导件104出射的光的能力更强，出射效率更高。该光引导件104如图6所示，一束入射光125由接收面106进入光引导件104，如果光引导件104是一个侧面任意一点的切线与发光面105光轴出光方向之间的夹角为钝角角的时候，此时入射光125在出射面108发生全反射后成为第一反射光126，第一反射光126在其发光方向上与出射面108的夹角为a；如果光引导件104是一个圆柱，此时入射光125在出射面108发生全反射后成第二反射光127，第二反射光127在其发光方向与出射面108的夹角为b，其中b＞a，所以第二反射光127被扭转的角度大，更容易与出射面垂直，因此减少了全反射的次数，更容易从光引导件104出射。

通过上述分析可知，光引导件104的形状不同，需要配合不同的反光杯109收集光。不同的光引导件104配合不同反光杯109各自的优缺点也很明显，所以需要根据实际需要合理选择合适的光引导件104，配合相应的反光杯109。

虽然本实施方式优选的是，光引导件104的截面是圆形，但是当光引导件104的截面是三角形、矩形、多边形、不规则的图形的时候仅仅是发光效果不如光引导件104截面是圆形，但是上述实施方式同样在本专利要求保护范围之内。

考虑光引导件104向侧面发光的发光效果，通常采用截面是圆形的光引导件104，但是本实施例中光源103采用的LED发光芯片，现有的LED发光芯片大多是矩形的，圆形LED发光芯片需要特别定制，成本较高，不利于批量生产。如图7所示，现有的光引导件104的接收面106a直径选用与LED发光芯片内切圆直径相等或接收面106b与LED发光芯片外接圆的直径相等。

当光引导件104的接收面106直径与LED发光芯片内切圆直径相等的时候，发光面105发出的光不能完全被接收面106接收，此时发光面105发出的光浪费比较多。当光引导件104的接收面106直径与LED发光芯片外接圆的直径相等的时候，发光面105发出的光可以被接收面106完全接收，但是，此时如同增大了发光面积，根据光学扩展量守恒可知，增大发光面积会降低发光强度，不利于在车灯照明中应用。为了解决上述问题，如图8所示，一种优选的实施方式是，接收面106c为圆角矩形，发光面105为矩形，接收面106c两对边与边之间的距离与发光面105两对边与边之间的距离分别相等且对准放置。由于接收面106c为圆角矩形，此时发光面105仅有四个角没有被接收面106c覆盖，发光面105发出的光仅有少量被浪费。接收面106c也尽可能多的接收了发光面105发出的光，还有效控制了接收面106c的面积，避免接收面106c面积过大，降低车灯的亮度。

由于光进入光引导件104后需要被反射面107和发光面105反射，如果反射面107具有散射反射的功能，光也可以具有使光从出射面108出射，因此一种优选的实施方式是，反射面107为散射反射面107。反射面107也为散射反射面107，则增加了对光的散射，使更多的光更快从出射面108出射，避免光能在反射中转化成热或通过其它形式消失。

为了进一步减少光能的浪费，一种优选的实施方式是，发光面105与接收面106之间填充透明的胶质，接收面106通过透明的胶质粘接在发光面105上。发光面105与接收面106填充透明的胶质，使发光面105发出的光立即进入接收面106，避免延长光路，造成部分光不能被收集或发生折射等，造成光能的浪费，还可以起到固定光引导件104的作用，避免发光面105与接收面106错位，发光面105发出的光不能被接收面106接受造成光能的浪费。此时由接收面106进入到光引导件104的光既可以被光引导件104出射面108的内壁反射也可以被在出射面108发生折射由出射面108出射，缩短了光射的光路，避免了光的浪费。通过上述分析可知优选的实施方式是，发光面105和接收面106通过透明的胶质粘接。但是接收面106和发光面105之间也可以具有空气隙，当两者之间具有空气隙的时候，发光面105发出的光穿过接收面106后进入到光引导件104中，发光面105发出的大角度光进入光引导件104中发生折射，折射角小于入射角，该光进入光引导件104后在光引导件104内传播，此时光路入射到光引导件104的侧壁的时候由于是从光密介质到光疏介质，此时会发生全反射，因此光需要经过反射面107或发光面105的散射或反射后才可以从出射面108出射，因此不是本实施方式中优选的实施方式，但是也在该专利的保护范围之内。

由于应用在车灯领域需要配合反光杯109使用，光引导件104的出射面108设置在反光杯109的焦点处才可以将光源103出射的光反射到设计区域，由于LED发光芯片需要散热，所以LED芯片需要连接散热块，散热块设置到反光杯109内部容易挡光，影响车灯的使用效果，散热块必须要设置在反光杯109外部，该结构导致反光杯109的焦点到LED发光芯片之间有一段距离。为了解决上述问题本实施方式是，增加一个导热柱102，通过导热柱102将光引导件104的出射面108延伸到反光杯109的焦点处。导热柱102设置在光源103远离光引导件104一侧，导热柱102与光源103之间填充有导热介质。导热柱102既可以使光引导件104的出射面108在反光杯109的焦点上，又可以保证LED发光芯片的散热效果，尤其是LED发光芯片与导热柱102之间填充导热介质，LED发光芯片的散热效果更好。一种优选的实施方式是，导热柱102采用热管，热管可以提高整个发光装置的散热效果。导热柱102远离光源103的一端设置有散热块101，散热块101用于将导热柱102上的热量散发掉，避免导热柱102温度过高，对光源103的散热能力下降，其次散热块101还可以用于固定反光杯109。

为了提高发光装置的散热效果，提高发光源103的使用寿命和效果光源103与导热柱102之间填充导热介质，例如粘接的银胶。即将LED发光芯片远离发光面105的一侧粘接在导热柱102上，既可以固定LED发光芯片，又可以对LED发光芯片进行散热，延长了LED发光芯片的使用寿命。

当光源103不是以光引导件104的轴心发光的时候，出射面108设置的透射散射层无法调整光引导件104周向上的光分布，当贝反光杯109反射后还会出现部分暗区。为了进一步增加出射面108出射的光的均匀程度，避免由反光杯109出射光存在暗区的问题，本实施方式中光引导件104内包括有若干白色颗粒。上述设计使进入光引导件104的光在光引导件104内或由出射面108出射的时候发生散射，即使光源103不是以光引导件104的轴心发光，仍然可以使出射光更加均匀的分布在光引导件104的周围，被反光杯109反射的光不会存在明显的暗区，车灯的使用效果明显改善。

实施例2：

通过对实施例1的描述和光路分析可知虽然光引导件204内包括白色颗粒解决了光引导件204的出射光均匀程度不高，最终造成反光杯209出射光存在暗区的问题。但是加工复杂，成本高，实际生产应用中光源203都会采用以光引导件204的轴线对称的光源203，因此很少出现某一部分发光强度不足的情况。

因此本实施方式中采用了结构更加简单的方式，即光引导件204出射面208包括透射散射层。上述设计使进入光引导件204的光在光引导件204内或由出射面208出射的时候发生散射，使出射光更加均匀的分布在光引导件204的周围，被反光杯209反射的光不会存在明显的暗区，车灯的使用效果明显改善。透射散射层只要将出射面208打毛或镀一层散射层即可实现，降低了成本和加工难度。

增加导热柱的目的就是使发光面205在反光杯209的焦点处，增加一个导热柱102的效果肯定不如光源203直接跟散热块连接，因此本实施方式在发光面205与接收面206之间包括导光件210，所述导光件210包括收光面和出光面，导光件210设置在光源203与光引导件204之间，收光面接收光源203发出的光，出光面与接收面206对准。导光件210将LED发光芯片发出的光导入光引导件204中，所以导光件210需要包括一个收光面接收LED发光芯片的发光面205发出的光，还需要包括一个出光面将进入导光件210的光出射，使该部分出射的光进入光引导件204的接收面206中，增加导光件210主要目的就是将LED发光芯片发出的光引导到反光杯209焦点处的光引导件204内，因此收光面与发光面205对准，出光面与接收面206对准。该方式既可以使发光面205位于反光杯209的焦点，又可以将光源203发出的光直接导到散热块201中，光源203散热能力增强，光源203使用寿命提高。

以上对本实用新型的数个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种照明装置，包括一个发光的光源，所述光源包括一个发光面，其特征在于：还包括光引导件，所述光引导件包括接收面、反射面和出射面，所述接收面与反射面相对设置，所述出射面位于接收面和反射面之间空间的外围；光源发出的光由接收面进入光引导件后由出射面出射；所述发光面紧贴在接收面上；发光面至少部分散射和反射光源所发出的光。

2.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述光引导件的截面是圆形。

3.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述接收面完全覆盖发光面。

4.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述接收面为圆角矩形，发光面为矩形，接收面两对边与边之间的距离与发光面两对边与边之间的距离分别相等且对准放置。

5.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述反射面为散射反射面。

6.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：发光面与接收面之间填充透明的胶质，接收面通过透明的胶质粘接在发光面上。

7.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：还包括导热柱，导热柱与光源之间填充有导热介质。

8.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述光引导件内包括有若干白色颗粒。

9.根据权利要求1所述的一种照明装置，其特征在于：所述光引导件的出射面包括透射散射层。

10.一种车灯，包括权利要求1-9中任意一项所述的照明装置，其特征在于：还包括反光杯，所述光引导件的出射面设置在反光杯的焦点处。

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