CN218237316U - 光导装置、光学照射组件以及机动车辆 - Google Patents

光导装置、光学照射组件以及机动车辆 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种光导装置、光学照射组件以及机动车辆。该光导装置包括：光导主体，具有一主延伸方向，以及位于光导主体端部的光入射部，光入射部用于接收来自至少一个发光元件的至少一个入射光束并将至少一个入射光束引导至光导主体中，其中，光入射部的表面上设置有至少一个准直器，至少一个准直器布置成分别对至少一个入射光束进行准直，准直器的光轴方向与发光元件的光轴方向呈一定夹角，并且准直器的光轴方向基本平行于光导主体的主延伸方向。如上所述的光导装置，能够在光导装置的主延伸方向与发光元件的光轴呈一定夹角的情况下，提高光强度分布的均匀性和光学效率。

Description

光导装置、光学照射组件以及机动车辆
技术领域
本实用新型涉及一种光导装置、光学照射组件以及机动车辆。
背景技术
光导装置，是指主要以全反射方式使光在其内部进行传输的导光装置。光导装置广泛应用于光照明、光传输等领域。光导装置通常可以将光从其一端输入，并经过其外壁的全反射作用将光传导至光导装置的另一端或任何期望的出射位置。
现有的光导装置通常仅适用于一个对应的光源，并且光源的光轴方向与光导的入光部的光轴方向基本一致。然而，在有些隋况下，由于光源或光导的安装位置受限，光导的主延伸方向与光源的光轴方向呈一定夹角，或者进一步地，光导装置需要对应多个光源，例如以满足亮度要求。针对这种情况，现有的光导装置无法以期望的方式传导入射光，光学效率较低并且均匀性较差。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种光导装置、光学照射组件以及机动车辆，其能够解决以上至少一部分问题。
一方面，本实用新型的实施例提供了一种光导装置，该光导装置包括：光导主体，具有一主延伸方向，以及位于所述光导主体端部的光入射部，所述光入射部用于接收来自至少一个发光元件的至少一个入射光束并将所述至少一个入射光束引导至所述光导主体中，其中，所述光入射部的表面上设置有至少一个准直器，所述至少一个准直器布置成分别对至少一个入射光束进行准直，所述准直器的光轴方向与所述发光元件的光轴方向呈一定夹角，并且所述准直器的光轴方向基本平行于所述光导主体的主延伸方向。
在一些实施例中，所述准直器包括朝向所述发光元件凸出的曲面，所述曲面的焦点与所述发光元件的位置基本重合。
在一些实施例中，所述光入射部包括多个准直器，所述多个准直器被布置成分别对来自多个发光元件的多个入射光束进行准直。
在一些实施例中，所述光入射部的表面由所述多个准直器组合而成。
在一些实施例中，所述多个准直器围绕所述光入射部的表面的中心布置。
在一些实施例中，所述多个准直器均分所述光入射部的表面。
在一些实施例中，所述光导主体在横向于所述主延伸方向的方向上，具有逐渐减小的尺寸，使得来自光入射部的准直光线在横向于所述主延伸方向的方向上从所述光导主体的侧表面出射。。
在一些实施例中，所述光导主体的侧表面包括多个全反射小面，所述全反射小面被配置为朝向所述光导主体的出射表面全反射来自光入射部的光线。
另一方面，本实用新型的实施例提供了一种光学照射组件，该光学照射组件包括：根据本实用新型的实施例的光导装置；以及至少一个发光元件，所述至少一个发光元件朝向所述光入射部发射至少一个入射光束。
在一实施例中，所述发光元件与所述准直器一一对应地设置。
再一方面，本实用新型的实施例提供了一种机动车辆，该机动车辆包括根据本实用新型的实施例的光学照射组件。
附图说明
图1示出根据本实用新型的实施例的光学照射组件的立体图；
图2示出根据本实用新型的实施例的光导装置的仰视图；
图3示出根据本实用新型的实施例的光学照射组件的光路示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体实用新型构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而，明显地，一个或更多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。
图1示出了根据本实用新型的实施例的光学照射组件100。如图1所示，光学照射组件100包括光导装置10和多个发光元件20。进一步地，光导装置10包括光导主体1和位于光导主体1端部的光入射部2。多个发光元件20布置在印刷电路板(PCB)30上，并且朝向光导装置10发射多个入射光束。如图所示，作为一种非限制性的示例，光导装置10整体呈杆状。
根据本实用新型的实施例，由于受到光导装置10和PCB 30的周围部件环境的限制，PCB30的位置被定位成相对于光导装置10的纵向轴线D倾斜。在本文中，“倾斜”是指PCB没有沿正交于光导装置10的纵向轴线D的方向定位，而是与光导装置10的纵向轴线D呈一定夹角θ。另外，在本文中，“光导装置10的纵向轴线D”也可以理解为是光导装置10的光导主体1的纵向轴线D，此处的纵向轴线D对应于光导装置10或者光导主体1的纵向延伸方向或者主延伸方向，光导主体1在主延伸方向上的尺寸长于在其他方向上的尺寸。
如上所述，多个发光元件20布置在PCB 30上。发光元件20可以是用于向光导装置10发射入射光束的元件。作为示例，发光元件20可以是发光二极管(LED)。然而，本实用新型的实施例不限于此，并且根据实际需要，发光元件20可以是任何能够发射光束的光源。
发光元件20具有沿正交于PCB 30的水平方向的方向的光轴O。鉴于上述，PCB 30相对于光导装置10的纵向轴线D倾斜，因此发光元件20的光轴O也相对于光导装置10的纵向轴线D倾斜，即呈一定夹角。
光入射部2布置在光导主体1的端部处并且朝向PCB 30上的多个发光元件20，以接收从多个发光元件20发射的多个入射光束。光入射部2对所接收的入射光束进行准直，从而将多个不同的入射光束准直成具有相同或基本上相同的期望入射方向，进而引导至光导主体1中。“期望入射方向”可以是指平行于或基本上平行于光导装置10的纵向轴线D的方向。
根据本实用新型的实施例，光入射部2可以包括多个准直器200。作为示例，包括如图2所示的三个准直器200。多个准直器200可以布置在光入射部2的朝向多个发光元件20的表面处，以接收并且准直来自多个发光元件20的多个入射光束。
如图3所示，准直器200可以具有光轴L。在准直器200对多个入射光束进行准直之后，多个光束可以具有与光轴L的方向相同的出射方向。作为示例，多个准直器200的各自的光轴L可以具有相同的方向，并且可以平行于或基本上平行于光导装置10的纵向轴线D。另外，准直器200的光轴L的方向与发光元件20的光轴O的方向呈一定夹角。
如图2所示，可以将光入射部2中的准直器200设置为包括朝向发光元件20凸出的曲面，并且将每个准直器200的曲面的焦点设置为与相应的发光元件20的位置基本重合。在光学设计阶段，曲面的焦点被设计为与发光元件20的位置重合，但是，在本文中，描述两者为“基本重合”，这是因为由于环境部件的位置影响因素，或者由于元件的制造误差、安装误差等等，在曲面焦点与发光元件的位置之间存在一定的距离。即，“基本重合”可以是指曲面焦点与发光元件的位置之间的距离在0mm-2mm的范围内。换言之，当曲面焦点与发光元件的位置之间的距离在上述范围内时，就可以认为准直器200的曲面的焦点与相应的发光元件20的位置基本重合。
以这种方式，准直器200可以利用曲面的光学特性，将位于曲面焦点处的发光元件2的入射光线进行准直，以使来自发光元件2的不同入射光线以基本相同的入射方向引导至光导主体1中。根据本实用新型的实施例，通过针对不同的发光元件2分别设置用于准直光束的准直器200，并且通过将准直器200设置成曲面形状，以使曲面的焦点与相应的发光元件基本重合，这有效地改善了由于发光元件的个数较多而引起的多个光束方向杂乱问题，即使在存在多个发光元件，也可以具有较高的光强分布均匀性和良好的光照效果。
根据本实用新型的实施例，在PCB 30被定位成相对于光导装置10倾斜的情况下，通过使得准直器200的光轴L的方向与发光元件20的光轴O的方向呈一定夹角且基本平行于光导装置10的纵向轴线D，能够使得来自发光元件20的光线以期望的方向(基本平行于光导装置10的纵向轴线D)入射至光导装置10内，另外，在PCB 30上布置有多个发光元件20(因此存在多个不同的入射光束)的情况下，通过使用本实用新型的光入射部2(包括多个准直器200)，可以将不同入射光束准直成具有相同的入射方向，然后引导至光导主体1中，以上述方式，提高了光强分布的均匀性和光学效率，并且增强了光照效果。
在一实施例中，如图3所示，可以将多个准直器与多个发光元件20一一对应地布置。作为示例，在如图2中所示的三个准直器200的情况下，可以相应地在PCB 30上设置有三个发光元件20，并且每个发光元件20分别对应于各自的准直器200。以这种方式，各个发光元件20的光束可以由各自相应的准直器进行准直，使得可以最大化光束的准直效果，从而增加有效引导至光导主体10的光束数量，进而增加光强分布的均匀性。
在一实施例中，光入射部2的表面可以由多个准直器200组合而成。即，可以使用多个准直器200来形成光入射部2的表面。如图2所示，三个准直器200完全覆盖光入射部2的朝向发光元件20的端部，从而形成了光入射部2的朝向发光元件20的表面。作为示例，可以通过沿着光导主体1与光入射部2的接合处的外周边缘形状，来对相应的准直器200进行形状修剪，以进行两者之间的形状匹配(例如，修剪成弧形)。此外，还可以对各个准直器200的另一侧边缘进行修剪，以使各个准直器200彼此之间进行形状匹配。然而，应当注意，本实用新型的实施例不限于此，可以根据实际需要进行其他选择。
以这种方式，可以最大化准直器的覆盖面积，以最大化光束的准直效率。此外，还能够将发光元件20的入射光束更多地且有效地引导至光导主体1中。
在一实施例中，可以围绕光入射部2的表面的中心来布置多个准直器200。以这种布置方式，可以容易地实现最大化准直器200的覆盖面积。此外，基于准直器200的这种布置方式，可以对应地布置多个发光元件20，从而使多个发光元件20被布置成例如环形。因此，以这种方式，可以使多个发光元件20的位置更为集中，减少了入射光束的分散性，从而进一步提高了光束的准直效率、改善光照效果。
在一实施例中，多个发光元件20均分光入射部2的表面。作为示例，可以使多个发光元件20各自具有基本相同的覆盖面积。以这种方式，可以使得每个发光元件20的准直程度均匀化，以增强光强分布的均匀性。
需要说明的是，虽然在上述实施例中，光入射部2包括多个准直器，但是可以理解的是，光入射部2也可以仅包括一个上述准直器，用于将来自一个发光元件的光线以基本平行于光导装置10的纵向轴线D的方式准直地入射至光导装置10内部。
来自光入射部2的基本准直的光线进入光导主体1内部后，沿着光导主体1的主延伸方向向前传播，因而一部分光线将到达光导主体1的与光入射部2相对的端面。在一些实施例中，如果希望光线从光导主体1的侧表面的至少一部分出射，则需要额外的解耦手段。作为一种示例，如图1至3所示，光导主体1进一步包括光导向部3，其为光导主体1的侧表面一部分，光导向部3接收来自光入射部2的光线，并横向于光导主体1的主延伸方向反射来自光入射部2的光线，使得光线从光导主体1的侧表面的至少一部分出射。如图3所示，光导向部3朝向光导主体1的出射表面倾斜，使得光导主体1在横向于主延伸方向(纵向轴线D)的方向上，具有逐渐减小的尺寸，由此有效地反射来自光入射部2的准直光线。优选地，光导向部3包括多个全反射小面，例如但不限于图3中所示的锯齿状面，所述全反射小面被配置为朝向光导主体1的出射表面全反射来自光入射部2的光线，由此进一步提高光学效率。
作为示例，光入射部2可以与光导主体1一体模制形成，也可以通过熔接等方式连接在一起。然而，实施例不限于此。
作为示例，光导装置10可以由透明的玻璃、树脂或塑料材料制成，作为示例是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或聚碳酸酯。
作为示例，光导装置10可以由任何已知的用于保持光学元件的合适的装置来支撑或悬挂，作为示例是支座，吊臂等。
根据本实用新型的实施例的光导装置10作为示例可以用于任何照明和/或信号指示装置中。该照明和/或信号指示装置可以包括任何类型的机动车辆照明灯和/或信号灯，作为示例前照灯、中央高位刹车灯、转向灯、位置灯、尾部刹车灯等等。根据本实用新型的实施例的光导装置10还可以用于车灯之外的领域，作为示例路灯、广告灯等等。
虽然结合附图对本实用新型进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本实用新型优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本实用新型的一种限制。
虽然本实用新型总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体实用新型构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本实用新型的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (11)

1.一种光导装置(10)，其特征在于，所述光导装置(10)包括：
光导主体(1)，具有一主延伸方向(D)，以及
位于所述光导主体(1)端部的光入射部(2)，所述光入射部(2)用于接收来自至少一个发光元件(20)的至少一个入射光束，并将所述至少一个入射光束引导至所述光导主体(1)中，
其中，所述光入射部(2)的表面上设置有至少一个准直器(200)，所述至少一个准直器(200)被布置成分别对所述至少一个入射光束进行准直，所述准直器(200)的光轴方向(L)与所述发光元件的光轴方向(O)呈一定夹角，并且所述准直器的光轴方向(L)基本平行于所述光导主体的主延伸方向(D)。
2.根据权利要求1所述的光导装置(10)，其特征在于，所述准直器(200)包括朝向所述发光元件(20)凸出的曲面，所述曲面的焦点与所述发光元件(20)的位置基本重合。
3.根据权利要求2所述的光导装置(10)，其特征在于，所述光入射部(2)包括多个准直器(200)，所述多个准直器(200)被布置成分别对来自多个发光元件(20)的多个入射光束进行准直。
4.根据权利要求3所述的光导装置(10)，其特征在于，所述光入射部(2)的表面由所述多个准直器(200)组合而成。
5.根据权利要求4所述的光导装置(10)，其特征在于，所述多个准直器(200)围绕所述光入射部(2)的表面的中心布置。
6.根据权利要求5所述的光导装置(10)，其特征在于，所述多个准直器(200)均分所述光入射部(2)的表面。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的光导装置(10)，其特征在于，所述光导主体(1)在横向于所述主延伸方向(D)的方向上，具有逐渐减小的尺寸，使得来自光入射部(2)的准直光线在横向于所述主延伸方向(D)的方向上从所述光导主体(1)的侧表面出射。
8.根据权利要求7所述的光导装置(10)，其特征在于，所述光导主体(1)的侧表面包括多个全反射小面，所述全反射小面被配置为朝向所述光导主体(1)的出射表面全反射来自光入射部(2)的光线。
9.一种光学照射组件(100)，其特征在于，包括：
根据权利要求1至8中任一项所述的光导装置(10)；以及
至少一个发光元件(20)，所述至少一个发光元件(20)朝向所述光入射部(2)发射至少一个入射光束。
10.根据权利要求9所述的光学照射组件(100)，其特征在于，所述发光元件(20)与所述准直器(200)一一对应地设置。
11.一种机动车辆，其特征在于，包括根据权利要求9或10所述的光学照射组件(100)。
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