CN218863992U - 光学组件、照明装置及机动车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光学组件，包括：光源(101)，其被配置为发射光线；导光单元(102)，其被配置为接收并引导所述光源(101)发射的光线，并将所述光线从所述导光单元(102)的出光面出射；以及背板(103)，其被配置为对所述导光单元(102)提供支撑。本实用新型还提供一种照明装置和机动车辆。
Description
技术领域
本实用新型涉及车灯技术领域，具体涉及一种光学组件、照明装置及机动车辆。
背景技术
照明装置用于提供用于照明和/或光学指示功能的光线，广泛应用于各个领域，例如在机动车辆中利用诸如车灯之类的照明装置来保证安全行驶。而在机动车辆上往往需要各种类型的车灯来实现不同的功能，包括汽车前照灯、雾灯、尾灯、转向灯、刹车灯、侧标志灯、驻车灯等等。
随着审美水平的提高，对车灯的造型要求也越来越高。非发光部位的存在感会影响车灯整体的外观，难以满足客户的要求。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于提出一种光学组件、照明装置及机动车辆，其能够至少部分地解决上述提到的问题。
本实用新型公开一种光学组件，包括：光源，其被配置为发射光线；导光单元，其被配置为接收并引导所述光源发射的光线，并将所述光线从所述导光单元的出光面出射；以及背板，其被配置为对所述导光单元提供支撑。
在一些实施例中，所述导光单元为板状光导。
在一些实施例中，所述光源配置在所述导光单元的一端部。
在一些实施例中，所述导光单元大致垂直于所述主出射方向延伸。
在一些实施例中，所述导光单元的靠近所述光源的一端成弧形向光源方向凸起。
在一些实施例中，所述导光单元与出光面相对的、靠近背板的一面具有多个全反射小面，以将来自光源的光线向出光面反射。
在一些实施例中，导光单元在入光方向上具有逐渐减小的厚度。
在一些实施例中，所述光学组件包括还透明前板，所述透明前板设置在所述导光单元的与所述出光面相同的一侧，并且被配置为透射来自所述出光面的光线。
在一些实施例中，所述透明前板的出光面设置有图案。
在一些实施例中，所述光学组件还包括散射层，所述散射层布置在所述导光单元和所述透明前板之间，以散射来自所述导光单元的光线。
在一些实施例中，所述透明前板的靠近所述导光单元的一侧设置有光学微结构，所述光学微结构配置为散射来自所述导光单元的光线。
在一些实施例中，所述光学组件还包括框体，其配置为围挡所述导光单元的侧边。
在一些实施例中，所述框体的高度不超出所述导光单元。
在一些实施例中，所述框体具有与导光单元相同或相近的颜色。
在一些实施例中，所述框体的颜色为黑色或所述框体具有金属镀层。
在一些实施例中，所述透明前板的颜色为红色或淡红色。
在一些实施例中，所述透明前板向所述背板延伸，并围挡所述导光单元的侧边。
在一些实施例中，所述光学组件还包括框体，其配置为围挡所述导光单元和所述透明前板的侧边。
在一些实施例中，所述框体的高度不超出所述透明前板。
在一些实施例中，所述框体与所述透明前板一体地形成。
在一些实施例中，所述框体与所述背板一体地形成。
在一些实施例中，所述框体和所述背板由金属材料制成。
在一些实施例中，所述框体通过焊接连接至所述背板。
在一些实施例中，所述框体的颜色为红色或淡红色。
在一些实施例中，所述框体由红色或淡红色材料制成，或具有红色或淡红色涂层。
在一些实施例中，所述光源发射不同颜色或不同强度的光线，以实现不同的光功能。
在一些实施例中，所述光源包括沿导光单元的端面设置的发射不同颜色光线的第一光源和第二光源，以实现不同的光功能。
在一些实施例中，第一光源和第二光源以沿导光单元的端面间隔设置。
在一些实施例中，所述光源为RGB LED。
在一些实施例中，所述光学组件包括透明前板，所述透明前板为无色的。
根据本实用新型的另一个方面，还提供一种照明装置，包括如上所述任意一种光学组件。
根据本实用新型的又一个方面，还提供一种机动车辆，包括上述照明装置。
附图说明
下文将以明确易懂的方式通过对优选实施例的说明并结合附图来对本实用新型上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明，其中，
图1示出了根据本实用新型的实施例的光学组件100的一种前视图；
图2示出了图1中光学组件100的一种后视图；
图3示出了图1中根据本实用新型的第一实施例的光学组件100 沿线A-A的一种剖视图；
图4示出了图1中根据本实用新型的第二实施例的光学组件100 沿线A-A的一种剖视图；
图5示出了根据本实用新型的实施例的导光单元102的剖视图；
图6示出了图1中根据本实用新型的实施例的光学组件100的一种爆炸示意图。
图7示出了根据本实用新型的第三实施例的光学组件的示意图。
具体实施方式
在下文中示例性地说明了本实用新型的实施方式。如本领域的技术人员应该意识到的那样，在不背离本实用新型的构思的情况下，所说明的实施方式可以各种不同的方式进行修改。因此，附图和说明书本质上为示例性而非限制性的。在下文中，相同的附图标记通常表示功能相同或相似的元件。
图1示出了根据本实用新型的实施例的光学组件100的一种前视图；图2示出了图1中光学组件100的一种后视图；图3示出了图1 中根据本实用新型的第一实施例的光学组件100沿线A-A的一种剖视图；图4示出了图1中根据本实用新型的第二实施例的光学组件100沿线A-A的一种剖视图；图5示出了根据本实用新型的实施例的导光单元102的剖视图；图6示出了图1中根据本实用新型的实施例的光学组件100的一种爆炸示意图。
根据本实用新型的实施例的光学组件100可以用于转向灯、刹车灯、侧标志灯、驻车灯、倒车灯、日间行车灯、位置灯、格栅灯等功能中一个或多个功能，在此，不对该光功能进行特别限定。
实施例1
照明装置可以包括至少一个根据本实用新型的光学组件100，每个光学组件100用于实现特定的光功能，并且它们可以错开布置以实现特定的造型，当然可以理解的是，照明装置可以包括任意数量的光学组件100，并且这些光学组件100可以根据造型需求任意排列。
如图1-3以及图5所示，光学组件100包括光源101、导光单元 102、以及背板103。其中，光源101安装在印刷电路板200，以朝向导光单元102发射光线，所述光源101例如但不限于LED光源，如图1和图5所示，导光单元102大致呈板状，包括端面1021和由端面 1021连接的前表面1022和后表面1023，其中，来自光源101的光线从端面1021入射至导光单元102内部，并且在导光单元102的前表面1022和后表面1023之间、朝向端面1021的相对端传播，在这期间，光线沿着主出光方向H从导光单元102的前表面1022出射，也就是说，前表面1022作为导光单元102的出光面，由此实现面发光效果。
根据本实用新型的实施例，通过使得光源101和导光单元102相配合以实现面发光效果，相对于OLED方案，可以极大地降低成本。
另外，对于导光单元102，也会有部分光线从导光单元102的后表面1023漏出而降低了光学效率。因此，如图1和3所示，光学组件100还包括背板103，其设置在靠近导光单元102的后表面1023 的一侧，即与前表面1022相反的一侧，并被配置为朝向前表面1022 反射从后表面1023漏出的光线。在本实用新型的实施例中，通过在导光单元102的背侧设置背板103以反射导光单元102漏出的光线，有利于提高光学效率以及发光效果的均匀性。在一些替代性的示例中，背板103设置在导光单元102的与后表面1023相同的一侧，并且被配置为支撑导光单元102，而不提供反射功能(例如，但不限于，导光单元102的光线不从后表面1023漏出的情况下)。
在一些示例中，例如但不限于，背板可以选择能够反光的颜色和 /或材料，诸如白色的背板。
在替代性的示例中，所述背板103可以包括反射层，在这种情况下，背板103可以选择采用不反光的颜色和/或材料。反射层设置在背板103和导光单元102之间，并被配置为朝向出光面反射来自导光单元102的光线。背板103和反射层可以一体地形成，例如但不限于通过注塑工艺(二次注塑、模内注塑等)或者喷涂工艺等，两者也可以分体地形成。
在一些示例中，来自光源101的光线进入导光单元102内部后会通过全反射进行传播，为了使得光线从导光单元102的前表面1022 出射，导光单元102内部可以包括散射粒子，来自光源101的光线可被散射粒子朝向不同的方向散射，由此破坏光线的全反射条件，使得光线从导光单元102的前表面1022出射。这种具有散射粒子的导光单元具有很好的光扩散特性，可以实现非常均匀的光点亮效果。作为一种非限制性示例，此类型的导光单元可以例如选用材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，诸如牌号为LED 8N LD12、LD24、LD48、LD96的光导，或者可以选用材料为聚碳酸酯(PC)，诸如牌号为EL2245 的光导，其颜色可以根据需要进行选择，例如，但不限于，无色、淡红色、红色等等。
在替代性的示例中，导光单元102的后表面1023上可以设置光学解耦元素，以破坏光线的全反射条件，光学解耦元素的示例包括但不限于，凸起、凹陷、锯齿、皮纹、条纹、方块等等。
在一些示例中，导光单元102的端面1021成弧形向光源方向凸起，以使来自光源101的光线引导入射至导光单元102的后表面 1023。
在替代性的示例中，如图5所示，导光单元102的后表面1023 的至少一部分朝向导光单元102的前表面1022倾斜，从导光单元102 的端面1021入射的光线到达该后表面1023后被朝向前表面220反射，从而经由前表面1022出射。进一步地，导光单元1021的后表面1023可以包括多个全反射小面1024，所述全反射小面1024被配置为朝向导光单元102的前表面1022全反射经由弧形端面1021入射的光线。由此，可在提高光学效率的同时提高点亮效果的均匀性。在一个优选的示例中，所述全反射小面1024的尺寸小于0.5mm，以获得更好的均匀性。
在一些示例中，如图5所示，导光单元102在入光方向E上，具有逐渐减小的厚度(厚度即导光单元1022的在主出光方向H上的尺寸)。由于来自光源101的光线在沿着入光方向E传播时逐渐损耗(例如，由于导光单元102的吸光、漏光等)，使得导光单元102在入光方向E上具有逐渐减小的厚度，可以降低光线在较小厚度处的损耗，如此整体损耗趋于一致，从而使得导光单元102具有较为均匀的面发光效果。
需要说明的是，虽然在图4中示出了光源101仅从导光单元102 的一个端面入光，但可以理解的是，其还可以同时从导光单元102 的两个相对的端面入光，甚至还可以同时从导光单元102的三个端面、四个端面或更多个端面入光，而且，印刷电路板200可以包括沿导光单元102的端面设置的多个光源101。
进一步地，如图3所示，光学组件100还包括框体104，所述框体104可以和背板103装配在一起，以将导光单元102夹持在两者之间。具体地，导光单元102和框体104上可以包括导光单元103的预定位手段，例如，但不限于，框体104上包括凸耳，导光单元102 的上表面形成对应的台阶，其中，框体104上的凸耳搭接在导光单元 102上的台阶上；或者，框体104上包括凸耳，导光单元102上包括对应的凹槽，其中，凸耳可卡入凹槽中以实现导光单元102的固定。框体和背板103装配在一起后，可以将导光单元102牢牢地夹持在中间，防止不期望地脱开。可以理解的是，导光单元102还可以通过其他任意合适的方式固定。
如图1至3所示，框体204的周向边缘至少部分地围挡导光单元 102的周向外缘，由此可以防止导光单元102的周向外缘处的不期望的漏光。
在一些示例中，框体104通常由不透光材料制成。框体104可以由任何合适的材料制成，本实用新型不对框体104的材料进行限制。
在一些示例中，如图3所示，框体104设置成具有不超出导光单元102的高度。这样的高度设置可以降低光学组件100整体的厚度，同时在光学组件100不点亮的情况下，减弱框体104视觉上的存在感，改善光学组件100的造型。优选地，框体104与导光单元102具有相同的高度。当然在另外的示例中，框体104也可以具有低于导光元件 100的其他高度。
在一些示例中，框体104设置成具有与导光单元102相同或相近的颜色。通过这样的设计，当光学组件处于未点亮状态时，框体104 与光学组件100的内部在视觉上没有明显差异，以进一步减弱框体 104视觉上的存在感，改善光学组件100的造型。框体104可以采用与导光单元102具有相同或相近颜色的材料制成，也可以通过施加另外的涂层来得到与导光单元102相同或相近的颜色。
在一个示例中，当光学组件100用于尾灯功能时，导光元件102 通常为红色或淡红色，相应地，框体104的颜色也为红色或淡红色，即所述框体104由红色或淡红色材料制成，或具有红色或淡红色涂层。
在另外的一些示例中，当光学组件100用于位置灯或日间行车灯等功能时，框体104也可以为其他颜色，比如黑色、白色等。此外，框体104也可以具有金属镀层，如镀铝等，或者具有其他涂层。
当然，在光学组件100用于其他功能时，导光元件102和框体 104可以具有其他颜色，本实用新型对其不做限制。
实施例2
图4示出了根据本实用新型第二实施例的光学组件100沿图1中线A-A的一种剖视图以及一种光路示意图，图6示出了包括图4中光学组件100的照明装置1的一种爆炸示意图。第二实施例是在上述第一实施例基础上的进一步优化，因此上述针对第一实施例描述的内容也适用于第二实施例。如图4所示，第二实施例与第一实施例的区别在于，增加了透明前板105，该透明前板105设置在导光单元102的前侧，即与前表面1022相同的一侧，并且被配置为透射来自前表面 1022的光线。透明前板105可以起到保护导光单元102的作用，其能够避免导光单元102被损伤、划伤。
优选地，透明前板105的出光面上可以设置有图案，以增强光学组件100的点亮效果。所述图案可以根据实际需要进行设置，如三角形、六边形、汽车logo、或其他合适的形状和图案，本实用新型不做具体限制。透明前板105上的图案可以在通过注塑等方式形成透明前板105时形成，也可以在透明前板105形成之后再施加在透明前板 105上。
在一些示例中，光学组件100还包括散射层106，其布置在导光单元102和透明前板105之间，来自导光单元102的光线入射至散射层，并被散射层106均匀地扩散，由此，可以进一步提高点亮效果的均匀性。散射层106可以由任意合适的透光散射材料制成，例如，但不限于，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等等。散射层 106可以与导光单元102和/或透明前板105一体地形成或者分体地形成。优选地，散射层106的散射角度大于50度，透过率大于85％，以保证点亮效果的均匀性。
在另外的示例中，在透明前板105的靠近所述导光单元102的一侧设置光学微结构来实现散射层106所实现的散射效果，从而在不设置散射层106的情况下实现对来自所述导光单元102的光线的散射。与散射层106的情形类似，透明前板105的靠近所述导光单元102的一侧设置的光学微结构的散射角度优选大于50度，透过率优选大于85％，以保证点亮效果的均匀性。透明前板105上的散射微结构可以在通过注塑等工艺形成透明前板105时一并形成。这样的设置可以节约成本，并简化装配工艺。
进一步地，在本实施例中，导光单元102、背板103的固定与实施例1中类似，区别仅在于框体104同时围挡导光单元102和透明前板105的侧边，而且相应地，框体104的高度不超出透明前板105。另外，优选地，透明前板105与框体104一体地形成，例如但不限于，通过二次注塑工艺等形成，由此简化工艺、降低光学组件100的整体厚度。在该示例中，框体104可以通过例如激光焊接、超声波焊接等工艺固定至背板103。
在另外的示例中，框体104也可以与背板103一体的形成，在这种情况下，背板103和框体104可以采用金属材料制成。由于金属材料具有较高的强度，可以有效降低框体的厚度。
相应地，在该实施例中，与框体104的定位结构相配合的结构设置在透明前板105上，其具体设置可以参考前一实施例。
在一些示例中，框体104设置成具有与透明前板105相同或相近的颜色，通过这样的设计，当光学组件处于未点亮状态时，框体104 与光学组件100的内部在视觉上没有明显差异，以进一步减弱框体 104视觉上的存在感，改善光学组件100的造型。框体104可以采用与透明前板105具有相同或相近颜色的材料制成，也可以通过施加另外的涂层来得到与导光单元102相同或相近的颜色。比如当框体104 采用金属材料制成，可以通过施加相应颜色的涂层来使框体104具有与透明前板105相同或相近的颜色。
在一个示例中，当光学组件100用于尾灯功能时，透明前板105 通常为红色或淡红色，相应地，框体104的颜色也为红色或淡红色，即所述框体104由红色或淡红色材料制成，或具有红色或淡红色涂层。
在另外的一些示例中，当光学组件100用于位置灯或日间行车灯等功能时，框体104也可以为其他颜色，比如黑色、白色等。此外，框体104也可以具有金属镀层，如镀铝等，或者具有其他涂层。
当然，在光学组件100用于其他功能时，透明前板105和框体 104可以具有其他颜色，本实用新型对其不做限制。
实施例3
本实施例以图4以及图6所示的实施例2中的光学组件100为基础，即光学组件100具有导光单元102、背板103和透明前板105的结构，来对光功能进行描述。可知的是，关于本实施例中光学功能的描述对于实施例1的结构也同样适用。
根据本实用新型的实施例的光学组件100可以用于实现第一光功能和第二光功能，其中，第二光功能不同于第一光功能，并且第一光功能和第二光功能中的每个都可以包括转向灯、刹车灯、侧标志灯、驻车灯、日间行车灯、位置灯、格栅灯等功能中一个或多个功能，作为一种非限制性示例，第一光功能可以包括刹车灯功能，第二光功能可以包括转向灯功能。需要说明的是，第一光功能和第二光功能的示例不限于此，其还可以包括任意合适的照明和/或信号指示功能。
在一个示例中，光源101既用于第一光功能，又用于第二光功能，在该示例中，光源101可以包括沿导光单元102的端面设置的多个光源101，如图6中所示，光源101布置在电路板200上。该光源能发射两种颜色和/或两种强度的光线，分别用于第一光功能和第二光功能。
在另一个示例中，如图7所示，所述光源101至少包括沿导光单元102的端面设置的发射不同颜色光线的第一光源1011和第二光源 1012，以分别用于实现第一光功能和第二光功能，其中，第二光功能不同于第一光功能。为了便于示意，图7中仅示出了导光单元102以及光源，其他元件进行了省略。作为一种非限制性示例，第一光功能可以包括刹车灯功能，第二光功能可以包括转向灯功能。需要说明的是，第一光功能和第二光功能的示例不限于此，其还可以包括任意合适的照明和/或信号指示功能。在另外的示例中，光源101可以根据需要包括发射三种甚至更多中颜色光线的光源，本实用新型不做具体限制。
优选地，第一光源1011和第二光源1012可以沿导光单元102的端面间隔设置，以保证不同光功能均具有良好的点亮效果。
在又一示例中，所述光源101可以为RGB LED，以用于氛围灯、欢迎灯等功能。
在该实施例中，为了保证不同光功能的点亮效果，透明前板105 以及导光单元102优选地由无色透明材料制成。相应地，框体104 也由无色或浅色材料制成、或具有浅色涂层。
根据本实用新型的实施例，还包括一种照明装置，包括如上所述的任意一种光学组件。
根据本实用新型的实施例，还包括一种机动车辆，包括如上所述的照明装置。
本实用新型不限于上述结构，也可以采用其他的各种变体。虽然已经通过有限数量的实施方式描述了本实用新型，但是受益于本公开，本领域技术人员可以设计出不脱离在此公开的本实用新型的保护范围的其他实施方式。因此，本实用新型的保护范围应仅由所附权利要求限定。
Claims (32)
1.一种光学组件(100)，其特征在于，包括：
光源(101)，其被配置为发射光线；
导光单元(102)，其被配置为接收并引导所述光源(101)发射的光线，并将所述光线从所述导光单元(102)的出光面出射；以及
背板(103)，其被配置为对所述导光单元(102)提供支撑。
2.根据权利要求1所述的光学组件(100)，其特征在于，所述导光单元(102)为板状光导。
3.根据权利要求2所述的光学组件(100)，其特征在于，所述光源(101)配置在所述导光单元(102)的一端部。
4.根据权利要求2所述的光学组件(100)，其特征在于，所述导光单元(102)大致垂直于主出射方向延伸。
5.根据权利要求2所述的光学组件(100)，其特征在于，所述导光单元(102)的靠近所述光源(101)的一端成弧形向光源方向凸起。
6.根据权利要求5所述的光学组件(100)，其特征在于，所述导光单元(102)与出光面相对的、靠近背板(103)的一面具有多个全反射小面(1024)，以将来自光源的光线向出光面反射。
7.根据权利要求5所述的光学组件(100)，其特征在于，导光单元(102)在入光方向上具有逐渐减小的厚度。
8.根据权利要求1所述的光学组件(100)，其特征在于，所述光学组件(100)还包括透明前板(105)，所述透明前板(105)设置在所述导光单元(102)的出光侧，并且被配置为透射来自所述出光面的光线。
9.根据权利要求8所述的光学组件(100)，其特征在于，所述透明前板(105)的出光面设置有图案。
10.根据权利要求8或9所述的光学组件(100)，其特征在于，所述光学组件(100)还包括散射层(106)，所述散射层(106) 布置在所述导光单元(102)和所述透明前板(105)之间，以散射来自所述导光单元(102)的光线。
11.根据权利要求8或9所述的光学组件(100)，其特征在于，所述透明前板(105)的靠近所述导光单元(102)的一侧设置有光学微结构(1051)，所述光学微结构(1051)配置为散射来自所述导光单元(102)的光线。
12.根据权利要求1-7中任一项所述的光学组件(100)，其特征在于，所述光学组件(100)还包括框体(104)，其配置为围挡所述导光单元(102)的侧边。
13.根据权利要求12所述的光学组件(100)，其特征在于，所述框体(104)的高度不超出所述导光单元(102)。
14.根据权利要求13所述的光学组件(100)，其特征在于，所述框体(104)具有与导光单元(102)相同或相近的颜色。
15.根据权利要求13所述的光学组件(100)，其特征在于，所述框体(104)的颜色为黑色或所述框体(104)具有金属镀层。
16.根据权利要求8所述的光学组件(100)，其特征在于，所述透明前板(105)的颜色为红色或淡红色。
17.根据权利要求16所述的光学组件(100)，其特征在于，所述透明前板(105)向所述背板(103)延伸，并围挡所述导光单元(102)的侧边。
18.根据权利要求8或17所述的光学组件(100)，其特征在于，所述光学组件(100)还包括框体(104)，其配置为围挡所述导光单元(102)和所述透明前板(105)的侧边。
19.根据权利要求18所述的光学组件(100)，其特征在于，所述框体(104)的高度不超出所述透明前板(105)。
20.根据权利要求18所述的光学组件(100)，其特征在于，所述框体(104)与所述透明前板(105)一体地形成。
21.根据权利要求18所述的光学组件(100)，其特征在于，所述框体(104)与所述背板(103)一体地形成。
22.根据权利要求21所述的光学组件(100)，其特征在于，所述框体(104)和所述背板(103)由金属材料制成。
23.根据权利要求18所述的光学组件(100)，其特征在于，所述框体(104)通过焊接连接至所述背板(103)。
24.根据权利要求18所述的光学组件(100)，其特征在于，所述框体(104)的颜色为红色或淡红色。
25.根据权利要求24所述的光学组件(100)，其特征在于，所述框体(104)由红色或淡红色材料制成，或具有红色或淡红色涂层。
26.根据权利要求1-3中任一项所述的光学组件(100)，其特征在于，所述光源(101)发射不同颜色或不同强度的光线，以实现不同的光功能。
27.根据权利要求1-3中任一项所述的光学组件(100)，其特征在于，所述光源(101)至少包括沿导光单元(102)的端面设置的发射不同颜色光线的第一光源(1011)和第二光源(1012)，以实现不同的光功能。
28.根据权利要求27所述的光学组件(100)，其特征在于，第一光源(1011)和第二光源(1012)沿导光单元(102)的端面间隔设置。
29.根据权利要求1-3中任一项所述的光学组件(100)，其特征在于，所述光源为RGBLED。
30.根据权利要求27所述的光学组件(100)，其特征在于，所述光学组件包括透明前板(105)，所述透明前板(105)为无色透明的。
31.一种照明装置，其特征在于，包括如权利要求1至30中任一项所述的光学组件(100)。
32.一种机动车辆，其特征在于，包括如权利要求31所述的照明装置。
Applications Claiming Priority (2)
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