WO2020147515A1 - 一种照明装置 - Google Patents

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WO2020147515A1
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light
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lighting device
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陈彬
姜茹
张贤鹏
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深圳市绎立锐光科技开发有限公司
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    • G02B6/0078—Side-by-side arrangements, e.g. for large area displays

Definitions

  • the LED light source has the advantages of energy saving, environmental protection and long life.
  • the existing LED light source is a one-sided luminous body whose luminous characteristics are different from those of traditional car lamp filaments such as halogen filaments or tungsten filaments, making it unable to directly replace traditional filaments.
  • the prior art proposes a virtual filament, which introduces the light emitted by the LED light source into a light guide rod to simulate the light-emitting characteristics of the traditional filament, so that it can directly replace the traditional filament.
  • the light-emitting surface 123 is formed with a scattering structure, and the scattering structure can be obtained by, for example, roughening the tapered surface of the second light guide portion 122; or microstructuring the tapered surface of the second light guiding portion 122; or The tapered surface of the second light guide portion 122 is coated with a scattering layer.
  • the first light guide 120 includes a first light guide portion 121 and a second light guide portion 122, wherein the first light guide portion 121 includes two bottom surfaces, one cylindrical surface and one The cylindrical structure of the side plane, the two bottom surfaces are shaped like "D", which is formed by cutting a small part of a whole circle with a straight line that is not the center of the circle.
  • the second light guide portion 122 is a structure that includes a bottom surface, a part of a cone surface, and a side plane.
  • the cone surface is divided into a light emitting surface 123.
  • the cone surface part is also a part of the cone surface of a right cone (not a complete cone surface).
  • the above-mentioned "right cone” can be replaced with a “right pyramid”, and the cone is regarded as a case where the number of edges of the pyramid is infinite.
  • the light-emitting surface is a part of the side surface of the regular pyramid, which is an "incomplete regular pyramid surface".
  • the light-emitting surface can be a part of the side surface of a regular cone.
  • the regular cone includes a regular cone and a regular pyramid, as well as other regular cone structures (the orthographic projection of the apex of the cone on the bottom of the cone and the bottom of the cone Coincide with the centers).
  • the second light guide portion 222 of the first light guide 220 is a part of a truncated cone structure, including two bottom surfaces, a cone surface and a cylindrical surface.
  • the cone surface is divided into a light emitting surface 223;
  • the second light guide portion 222 of the first light guide 220 has a truncated cone structure including two bottom surfaces, a tapered surface and a flat surface on one side, and the tapered surface is the light emitting surface 223.
  • the technical solution in which the second bottom surface provided with the second reflective layer is provided at the end of the second light guide is not limited to the technical solution in which the second light guide is a part of the frustum.
  • the second bottom surface may also be inclined rather than perpendicular to the direction of the optical axis of the light source.
  • the second bottom surface may also be based on the first embodiment and its modified embodiments by obliquely cutting the corresponding cone. The tip of the body is obtained.
  • the shape of the second bottom surface is not limited to a planar structure, and may also be a curved structure.
  • the light emitting surface 323 rotates asymmetrically around the center line of the light guide, thereby causing the light emitted by the light emitting surface 323 to be unevenly distributed in space.
  • the first reflective surface 324 is used to guide the light to the opposite light-emitting surface, which further changes the spatial distribution of the emitted light.
  • the processing of the light guide is simpler.
  • first light guide portion 321 of the first light guide 320 may also have other structures, such as a pyramid, a truncated cone structure, or a prism structure, etc.; the second light guide portion 322 may also have a truncated cone structure, a pyramid structure, or a pyramid structure. Table structure and so on.
  • the second light guide part may not be provided with the first reflective surface 324, and the second bottom surface of the second light guide part 321 of the frustum structure can be arranged opposite to each other.
  • the optical axis of the light source is inclined rather than perpendicular, and the conical surface is the light-emitting surface. At this time, the light-emitting surface does not have rotational symmetry.
  • the light emitted by the light source 310 is coupled from the first light guide portion 321 into the first light guide 320, and is emitted from the light emitting surface 323 of the second light guide portion 322 or is reflected by the first reflecting surface of the second light guide portion 322. 324 reflection, of which most of the light will exit from the light-emitting surface 323, and a small part of the light will be transmitted to the first reflective surface 324 and then be reflected from the light-emitting surface 323 to the outside.
  • FIG. 10(a) is a perspective view of the first light guide 420
  • FIG. 10(b) is a right side view of the first light guide 420
  • 10(c) is a cross-sectional view of the first light guide 420
  • the first light guide 420 includes a first light guide portion 421 and a second light guide portion 422
  • the first light guide portion 421 is a cylinder with two bottom surfaces and a cylindrical surface
  • the second light guide portion 422 is an oblique cone structure including a bottom surface and a tapered surface.
  • the tapered surface is the light-emitting surface 423.
  • the area of the bottom surface of the first light guide portion 421 and the bottom surface of the second light guide portion 422 are They are equal, and are used to realize the connection between the first light guide portion 421 and the second light guide portion 422.
  • the second light guide portion 422 crosses any plane P1 of the straight line L and the light emitting surface 323 forms intersection lines S1 and S2, where the angle formed by the intersection line S1 and the straight line L1 is A1,
  • the angle formed by the line of intersection S2 and the line L1 is A2, where A1 and A2 are not equal; in this embodiment, at most one A1 is equal to one A2; the above settings make the light emitting surface 423 rotate asymmetrically around the line L1 Therefore, the light emitted from the light-emitting surface 323 is unevenly distributed in the space.
  • Figure 11 (a) is a schematic diagram of the structure of the fifth embodiment of the lighting device of the present application
  • Figure 11 (b) is the fifth embodiment of the lighting device of the fifth embodiment.
  • FIG. 11(c) is a right side view of the first light guide.
  • the lighting device 500 of this embodiment includes: a light source 510 and a first light guide 520, wherein the light source 510 is the same as that described in the foregoing embodiment, and will not be repeated here.
  • the first light guide 520 includes a first light guide portion 521 and a second light guide portion 522.
  • the cross-sectional area of the second light guide portion 522 perpendicular to the central axis of the first light guide 520 gradually decreases along the optical axis direction of the light source.
  • the portion 522 includes a light emitting surface 523, which does not have rotational symmetry.
  • the intersection line of the sub-light-emitting surface 523a and the sub-light-emitting surface 523b is on the first
  • the orthographic projection in the bottom surface of the two light guide portions divides the bottom surface into two shapes of the same size; the bottom surface of the second light guide portion 522 and the bottom surface of the first light guide portion 521 have the same shape and size, which are used to realize the first The light guide portion 521 and the second light guide portion 522 are connected.
  • the second light guide portion 522 may also be another wedge-shaped structure, so that the second light guide portion includes three or more sub-light-emitting surfaces.
  • the inclination angle of the central axis changes the shape formed by the orthographic projection of the intersection of each sub-light-emitting surface on the bottom surface of the second light guide portion, so that the light emitted from the light-emitting surface is unevenly distributed in space.
  • the first light guide portion 521 of the first light guide 520 may also have other structures, such as a pyramid structure, a truncated cone structure, or a cylindrical structure.
  • the first light guide portion of the first light guide can be a cylindrical structure or a frustum structure;
  • the second light guide portion can be a regular cone structure or a part of a regular frustum structure, and can be an oblique cone structure or an oblique cone structure. Part or all of the frustum structure may also be part or all of the wedge structure.
  • the second light guide can be simply regarded as the above-mentioned positive cone structure, positive frustum structure, oblique cone structure, oblique frustum structure or wedge structure and the cylindrical structure of the first light guide part or The structure formed by the intersection of the frustum structure in space.
  • the second light guide portion of the first light guide shown in FIG. 5 is a quadrangular prism and a right cone.
  • the second light guide of the first light guide shown in Figure 7 is the intersection of a cylinder and a right truncated cone in space.
  • the second light guide of the first light guide shown in Figure 10 is The intersection of a cylinder and an oblique cone in space.
  • the second light guide portion of the first light guide shown in FIG. 11 is the intersection of a quadrangular pyramid and a wedge-shaped body in space. No more examples here.
  • the "intercepted" second light guide portion has a spatially non-rotationally symmetric structure (except for the embodiment shown in FIG. 8), thereby making the aspect not rotationally symmetrical, so that Emitted light with uneven spatial distribution.
  • FIG. 12 is a schematic structural diagram of a sixth embodiment of a lighting device of the present application.
  • the lighting device 600 of this embodiment includes: a light source 610, an optical lens 640, and a first light guide 620.
  • the light source 610 is the same as that described in the above embodiment, and the first light guide 620 may be the first light guide 620 described in any of the above embodiments.
  • the light guide (in the figure is only for illustration), it will not be repeated here.
  • the optical lens 640 is arranged on the optical path between the light source 610 and the first light guide 620, and is used to collect the light emitted by the light source 620, so that the incident angle of the light emitted by the light source 610 at the first light guide 620 is smaller than the preset value, so that more The light can enter the first light guide 620 and meet the total internal reflection angle, which improves the light utilization rate.
  • the optical lens 640 makes the incident angle to the first light guide 620 Where n is the refractive index of the first light guide 620.
  • the lighting device 700 of this embodiment includes a light source (including two sub-light sources 710 and 740), a first light guide 720 and a Two light guides 750, the second light guide is the same as the first light guide described in any of the above embodiments, the first light guide 720 includes a first light guide portion 721 and a second light guide portion 722, and the second light guide 750 includes a third light guide The light part 751 and the fourth light guide part 752, the light emitted by the sub-light source 740 is coupled into the third light guide part 751, and is emitted from the light-emitting surface of the fourth light guide part 752; wherein, the second light guide part 722 and the fourth light guide part The ends of the light guide portion 752 are relatively close to each other, and the second light guide portion 722 and the fourth light guide portion 752 are both located at the focal position of the reflective bowl 730.
  • the third light guide portion of the second light guide can also be bent (for example, bent into a U-shape), so that the end of the fourth light guide portion and the end of the second light guide portion Relatively arranged, so that the two sub-light sources are located on the same side, which is convenient for circuit wiring.
  • FIG. 14 is a schematic structural diagram of an eighth embodiment of a lighting device of the present application.
  • the lighting device 800 of this embodiment includes: a light source 810, a first light guide 820, and a reflective bowl 830.
  • the light source 810 is the same as the light source of the foregoing embodiment
  • the first light guide 820 is the first light guide described in any of the foregoing embodiments.
  • Figure 3 only exemplarily shows a structure similar to FIG. 3, and is not a limitation on the structure. For specific description, refer to the description of the foregoing embodiments, which will not be repeated here.
  • the reflective bowl 830 is a curved reflective bowl, such as a parabolic reflective bowl or an ellipsoidal reflective bowl.
  • the light emitted by the light source 810 is coupled from the first light guide portion 821 into the first light guide 820, exits from the light emitting surface 823 of the second light guide portion 822, and then is reflected to the outside through the emission area 831 of the reflective bowl 830 Form the illuminating light.
  • the illumination of each area of the illuminating light pattern formed after being reflected by the reflective bowl can meet the requirements, and the light utilization rate of the illuminating device is high.
  • the present application provides a lighting device that includes a light source and a first light guide.
  • the second light guide portion of the first light guide includes a light-emitting surface.
  • the light-emitting surface By making the light-emitting surface not have rotational symmetry, the light-emitting surface emits light. The light is not uniformly distributed in the space. By changing the light distribution of the light emitted by the lighting device, it is beneficial to reduce light loss and improve light utilization.

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Abstract

一种照明装置（100），包括：光源（110）和第一光导（120），其中，第一光导（120）包括第一导光部（121）及第二导光部（122），第二导光部（122）包含发光面（123），光源（110）出射的光耦合进入第一导光部（121），从第二导光部（122）的发光面（123）出射；第二导光部（122）垂直于第一光导（120）中心线的截面面积沿光源（110）光轴方向逐渐减小；发光面（123）不具有旋转对称性。通过以上设置，使得从发光面（123）出射的光线在空间内分布不均匀，通过改变照明装置（100）出射光的光分布，有利于减小光损失，提高光利用率。

Description

一种照明装置 技术领域
本发明涉及汽车照明领域，特别是涉及一种用于汽车车灯的照明装置。
背景技术
LED光源具有节能环保及长寿命等优势，但现有LED光源为一面发光体，其发光特性和传统车灯灯丝如卤素灯丝或钨灯丝的发光特性不同，使其无法直接取代传统灯丝。现有技术提出一种虚拟灯丝，其将LED光源出射的光导入一导光棒中，模拟传统灯丝的发光特性，使其可直接取代传统灯丝。
现有虚拟灯丝，其出光部均采用对称结构，出射的照明光在360度分布均匀，将其应用于反光碗，可获得预定的光分布图案，其中，虚拟灯丝的出光部设置在反光碗的焦点上，其出射的不同角度方向的光线经反光碗的不同区域反射后形成照明光图案的不同区域。如图1所示，虚拟灯丝的出光部向上方出射的光线经反光碗上方反射区域反射后照射在照明光图案h-h线以上区域，而出光部向下方出射的光线经反光碗下方反射区域反射后照射在照明光图案h-h线以下区域。
限制虚拟灯丝应用的主要原因在于虚拟灯丝形成的照明光图案的无法满足汽车用灯丝灯泡前照灯的要求，如II区的照度较低不满足要求。现有技术中，为提高虚拟灯丝出射光的亮度，可增加导光棒的直径，进而增加导光棒入光面的光源的数量，从而提高耦合经导光棒的光通量，最终提高出光部出射光的亮度；但增加导光棒的直径同时也会增大出光部在反光碗焦点处的离焦程度，使得出光部向上方出射的光线经反光碗上方反射区域反射后向下倾斜，照射至h-h线以下区域，而出光部向下方出射的光线经反光碗下方反射区域反射后向上倾斜，照射至h-h线以上区域，获得的近光图案的III区照度不满足汽车用灯丝灯泡前照灯的 要求。
现有技术中，通过设置挡光板可以使虚拟灯丝出射的照明光形成如图1所示的近光照明图案，但通过采用挡光板形成近光图案将使得光损失较大，光利用率较低。
发明内容
针对上述现有技术中形成近光图案存在的缺陷，本发明提供一种照明装置，包括：光源和第一光导，其中，所述第一光导包括第一导光部及第二导光部，所述第二导光部包含发光面，所述光源出射的光耦合进入所述第一导光部，从所述第二导光部的所述发光面出射；所述第二导光部垂直于所述第一光导中心线的截面面积沿所述光源光轴方向逐渐减小；所述发光面不具有旋转对称性。
通过以上设置，利用发光面对出射光的空间光分布进行了取向优化，使得从发光面出射的光线在空间内分布不均匀，通过改变照明装置出射光的光分布，有利于减小光损失，提高光利用率。
在一个实施方式中，所述发光面为一正锥体或正锥台的侧面的一部分。
在一个实施方式中，所述正锥体或正锥台的轴线与所述第一导光部的中心线平行且不重合。
在一个实施方式中，所述第二导光部还包括第一反射面，所述发光面与所述第一反射面的组合面具有旋转对称性。
在一个实施方式中，所述发光面为一斜锥体或斜锥台的侧面。
在一个实施方式中，所述发光面为一楔形体的至少部分侧面。
在一个实施方式中，所述第二导光部包括相对设置的第一底面和第二底面，所述第二底面设置于所述第二导光部的末端，所述第二底面设置有第二反射层。
在一个实施方式中，所述第一导光部为柱体结构或锥台结构；所述第一导光部与所述第二导光部一体成型。
在一个实施方式中，所述第一导光部垂直于所述第一光导的中心线 的截面为包含两个圆角的方形结构，所述第二导光部的顶点在所述截面内的正投影位于远离所述圆角的一侧。
在一个实施方式中，所述第二导光部包括第三反射面，所述第三反射面与所述第一导光部的至少部分侧面为连续面。
在一个实施方式中，所述发光面设置有散射结构和/或荧光层，用于使所述光源出射的光发生散射或对其进行波长转换。
在一个实施方式中，所述第一光导进一步包括：散热层，所述散热层设置在所述第一导光部的至少部分侧表面上，用于对所述第一光导进行散热；透明胶层，所述透明胶层用于将所述散热层粘接在所述第一导光部的侧表面上，使所述第一光导的热量传导至所述散热层，其中，所述透明胶层的折射率低于所述第一光导的折射率。
在一个实施方式中，所述照明装置还包括光学透镜，所述光学透镜设置在所述光源和所述第一光导体之间的光路上，以使所述光源出射的光在所述第一光导的入射角小于预设值。
在一个实施方式中，所述照明装置还包括第二光导，所述第二光导和所述第一光导相同，所述第二光导包含第一导光部和第二导光部，所述光源出射的光至少部分耦合进入所述第三导光部，并从所述第四导光部的发光面出射，且所述第一光导的末端与所述第二光导的末端相对紧靠设置。通过以上设置，使得照明装置出射光的亮度增倍。
在一个实施方式中，所述照明装置还包括反光碗，所述第二导光部设置在所述反光碗的焦点位置，所述反光碗用于将所述发光面出射的光反射至外部。通过以上设置，使得照明装置获得所需的近光图案。
附图说明
图1为现有汽车大灯的配光图案；
图2为本申请第一实施例的照明装置的结构示意图；
图3为本申请第一实施例中第一光导的结构示意图；
图4为本申请第一实施例一变形实施例中第一光导的结构示意图；
图5为本申请第一实施例又一变形实施例中第一光导的结构示意图；
图6为本申请第一实施例又一变形实施例中第一光导的结构示意图；
图7为本申请第二实施例的照明装置及第一光导的的结构示意图；
图8为本申请第三实施例的照明装置及第一光导的结构示意图；
图9为本申请第四实施例的照明装置的结构示意图；
图10为本申请第四实施例中第一光导的结构示意图；
图11为本申请第五实施例的照明装置及第一光导的结构示意图；
图12为本申请第六实施例的照明装置的结构示意图；
图13为本申请第七实施例的照明装置的结构示意图；
图14为本申请第八实施例的照明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，均属于本申请保护的范围。
需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
本发明所述的“旋转对称性”是指目标对象能够绕一轴线旋转a角 后与自身重合，且0°＜a＜360°。
请参阅图2，图2是本申请照明装置第一实施例的结构示意图。本实施例的照明装置100包括：光源110和第一光导120，第一光导120包括第一导光部121及第二导光部122，第二导光部122包含发光面123，其中，光源100出射的光进入第一导光部121，经传导后，从第二导光部122的发光面123出射。在本实施例中，第二导光部122垂直于第一光导120的中心轴线的截面面积沿光源光轴方向逐渐减小，发光面123不具有旋转对称性。
光源110发出的光经第一导光部121的一底面进入第一光导120，在第一导光部121内进行TIR传导，从第一导光部121的另一底面进入第二导光部122，部分光线直接从第二导光部122的发光面123出射，如光线S1、S2及S3，少部分光线先在第二导光部122的柱面发生全内反射，再从发光面123出射，如S4；通过以上设置，使得发光面123出射的光在空间内分布不均匀。通过改变发光面123出射光的光分布，有利于减小光损失，提高光利用率。
在本实施例中，光源110可以是LED光源、激光光源或其他固态光源，光源110由至少一个上述光源组成。例如在本发明的一个具体实施方式中，光源110包括4颗LED芯片。
第一光导120可以是由透光性良好的材料制成，例如PMMA、石英、玻璃、蓝宝石、YAG单晶等。在本实施例中，光以全反射的方式在第一光导120内传播，既可以具有极高的反射率，也可以减少因镀反射膜等带来的工艺复杂化。可以理解，在本发明的另外一些实施方式中，也可以采用部分表面设置反射膜的第一光导实现光传导，主要差别在于制备工艺方面，此处不再赘述。
发光面123设置有散射结构形成，其散射结构具体可以通过如对第二导光部122的锥面进行粗化获得；或对第二导光部122的锥面进行微结构化；或对所述第二导光部122的锥面涂覆散射层。
在本发明的一些实施方式中，该散射层包括散射粒子与载体，所述载体的折射率大于所述第一光导体的折射率，从而使得其成为散射表 面，光可在发光面123出射。具体地，散射层可以是如涂覆氧化钛粉与胶水或玻璃的混合物，胶水或玻璃的折射率大于第二导光部的折射率，从而形成发光面123，光可以向外进行散射，从而形成照明光。
在具体实施例中，发光面123也可以是在第二导光部122的锥面设置荧光层形成，荧光层可以是荧光粉及其载体混合而形成，载体例如可以是胶水，玻璃等，荧光粉例如可以是是黄色荧光粉，绿色荧光粉，红色荧光粉，或几种荧光粉的混合等等，在具体实施例中，通过激发荧光粉来对光源出射的光进行波长转换，形成照明光。
本发明中，第一光导包括第一导光部及第二导光部，在一些实施方式中，可以如下定义第一导光部和第二导光部：以垂直于光源光轴(或第一导光部中心线)且与发光面相切的一平面将第一光导分为两部分，使得该两部分中靠近光源一侧的部分不含有发光面，为第一导光部，远离光源一侧的部分为包含发光面的第二导光部。
第一光导120的第一导光部121和第二导光部122可以是一体成型，也可以是分开成型后胶合成一体。当第一导光部121和第二导光部122一体成型时，第二导光部122还包括第三反射面(图中未示出)，第三反射面与第一导光部的至少部分侧面为连续面，事实上，第三反射面即为第一导光部121的全反射面的延伸面。在本发明中，对于第一导光部和第二导光部为一体成型的技术方案，可以通过在一个原光导的基础上进行加工得到第一光导，例如将一圆柱形光导的一端磨出圆锥/圆台形状，即得到一种由第一导光部和第二导光部组成的第一光导。
具体地，如图3(a)和(b)所示，图3(a)为第一光导120的立体图，图3(b)为第一光导120的右视图；第一光导120包括第一导光部121和第二导光部122。第一导光部121为包含两底面和一柱面的圆柱体结构；第二导光部122为包含一底面和一部分锥面及一部分柱面的结构，锥面部分为发光面123，为一正锥体的侧面的一部分(并非完整的锥面)。其中，第一导光部121的底面和第二导光部122的底面面积相等，用于实现第一导光部121和第二导光部122的连接(在第一导光部和第二导光部一体成型的技术方案中，该底面为虚拟面)，对应图2中 的虚线位置。在本实施例中，第一导光部121为过圆柱体和圆锥体的交线且垂直与第一导光部121中心线L2截获的最小长度的圆柱体，第二导光部122为光导120除第一导光部121之外的部分。过第二导光部122的顶点或末端中点且垂直于第二导光部122底面的直线为L1，在本实施例中，发光面123为锥面的一部分，则L1即为该锥面对应的正锥体的轴线。发光面123绕直线L1旋转任意角a(0°＜a＜360°)后，不与自身重合。直线L1与直线L2平行且不重合。
在本发明第一实施例的变形实施例中，请参阅图4至图6，第一光导120还可以是其他形状，以下主要对第一光导的变形结构进行讨论，照明装置的其他技术特征的描述可以参照上述描述。
如图4(a)和(b)所示，第一光导120包含第一导光部121和第二导光部122，其中，第一导光部121包含两个底面和一个柱面及一个侧平面的柱体结构，两个底面为类“D”字形状，其通过将一整圆以不过圆心的直线切除一小部分形成。第二导光部122为包含一个底面和一部分锥面及一个侧平面的结构，其锥面部分为发光面123，该锥面部分同样为一正圆锥的锥面的一部分(并非完整的锥面)，第二导光部122的底面与第一导光部121的底面的形状和大小相同，用于实现第一导光部121和第二导光部122的连接。具体地，光导120可以通过将圆柱体和圆锥体一体形成的绕中心线旋转对称的原料光导被平行于光导中心线且不过该中心线的平面截除一部分得到，或者将该圆柱体和圆锥体一体形成的绕中心线旋转对称的原料光导进行侧面抛光处理获得。此时，第二导光部还包括第三反射面(图中未示出)，第三反射面与第一导光部121的至少部分侧面为连续面，第三反射面为上述侧平面。
如图5(a)和(b)所示，第一光导120的第一导光部121为包含两个底面、四个侧平面的四棱柱，两个底面为方形，第二导光部122为包含一底面、一部分锥面及四个侧平面的结构，锥面部分为发光面123，该锥面部分同样为一正圆锥的锥面的一部分(并非完整的锥面)。
如图6所示，图6(a)为第一光导120的正视图，(b)、(c)、(d)、(e)为第一光导120的右视图，(b)、(c)、(d)、(e)示出了第一光导120的另外三种结构。由于第二导光部垂直于所述第一光导中心线的截 面面积沿所述光源光轴方向逐渐减小，因此右视图(b)、(c)、(d)、(e)实际也可以看做为第一导光部的右视图。在图6所示实施方式中，第一导光部121为柱状结构，因此图6的(b)、(c)、(d)、(e)还表示了第一导光部121柱状结构的横截面。举例说明，如图6(b)所示的第一光导120的第一导光部121为包含两底面、四个侧平面和两个弧面的柱状结构，且弧面设置在远离直线L1的一侧，即第一导光部121垂直于第一光导120的中心线的截面为一包含两个圆角的方形结构，且第二导光部122的顶点在该截面的正投影位于远离两个圆角的一侧，以第一导光部121的中心线为中心，两个圆角和顶点正投影分别位于中心线的两侧。该结构使得该照明装置应用于反光碗或其他二次光学元件时，光利用率更高且形成的照明光斑的中心照度更高。可以理解，当第二导光部的末端为一条线或者一个面，而非一个点时，第二导光部的顶点可以认为是第二导光部的末端的中点。
可以理解，本发明中的第一导光部的结构在此不做限定，既可以是柱状结构，例如包括上述列举的圆柱、棱柱及其混合体，也可以是锥台结构，例如圆台体结构或棱台体结构等。
在上述本发明第一实施例及其变形实施例中，列举了多种结构的第一导光部，第一导光部的作用都在于将来自光源的光均匀化，使得进入第二导光部的光为均匀的光场。在上述列举的各实施例中，各第二导光部的共同点在于，其结构都包含正圆锥体的一部分，并且该“不完整的正圆锥体”的侧面恰好为第二导光部的发光面，也即，发光面为“不完整的正圆锥面”。通过以上设置均可以使得发光面123绕直线L1旋转非对称，从而使得发光面123出射的光在空间内分布不均匀。
可以理解，在另外一些实施方式中，可以将上述“正圆锥体”替换为“正棱锥体”，把圆锥看做棱锥的棱数为无穷大的情况。此时，发光面为正棱锥体的侧面的一部分，为“不完整的正棱锥面”。概括来说，发光面可以为一正锥体的侧面的一部分，正锥体包括正圆锥体和正棱锥体，还包括其他正锥体结构(锥体顶点在锥体底面的正投影与锥体底面的中心重合)。
本实施例第一光导120的第一导光部121还包括透明胶层及散热层。其中，散热层设置在第一导光部的至少部分外表面，用于对所述第一光导120进行散热；透明胶层用于粘接第一导光部和散热层，使第一导光部的热量传导至散热层，其中，透明胶层的折射率低于第一导光部的折射率，以使光源出射的光能够在第一导光部与透明胶层的界面发生全反射，降低光损耗。
请参阅图7(a)、(b)和(c)，图7(a)为本申请照明装置第二实施例的结构示意图，图7(b)为本申请的第二实施例照明装置的第一光导的结构示意图，图7(c)为本申请实的第二实施例照明装置的第一光导的另一结构示意图。照明装置200包括：光源210、第一光导220，其中光源210可以参照上述各实施例中的描述，在此不再赘述。本实施例的照明装置200与上述各实施方式中的照明装置100的区别主要在于第一光导的第二导光部不同：本实施例的第一光导220的第二导光部222为一圆锥台的一部分，可以看作在上述各实施例基础上切掉对应锥体的尖部(即顶点附近的部位)后得到的结构。下面主要对第二导光部222的具体结构进行描述，本实施例中第一光导220的第一导光部221可以参照上述各实施方式中的第一光导120的第一导光部121的技术方案。
如图7(b)所示，第一光导220的第二导光部222为一圆锥台结构的一部分，包含两底面、一锥面及一柱面，锥面部分为发光面223；如图7(c)所示，第一光导220的第二导光部222为包含两底面、一锥面及一侧平面的圆锥台结构，锥面为发光面223。
第二导光部222的两底面相对设置，其中，面积较大的为第一底面，第一底面与第一导光部221连接，面积较小的第二底面，第二底面设置于第二导光部222的末端，第二底面设置有第二反射层224，能够将从第二导光部222的第二端面出射的激发光反射回到光导，以提高光效率。
第二反射层224可以设置成漫反射层，也可以设置成高斯型散射反射层，其中，漫反射指光束经反射层反射后呈朗伯分布，其反射光光强呈余弦分布，漫反射的材料可以是TiO 2、MgO、BaSO 4等粒子与胶水或 玻璃粉的混合物；高斯型散射反射指光束经反射层反射后呈高斯分布，其反射光光强呈高斯分布。第二反射层224可将传导至其上的光线反射使其从发光面223出射。
在另外一些实施方式中，可以将上述“正圆锥台”替换为“正棱锥台”，把圆锥台看做棱锥台的棱数为无穷大的情况。此时，发光面为正棱锥台的侧面的一部分，为“不完整的正棱锥台面”。概括来说，发光面可以为一正锥台的侧面的一部分，正锥台包括正圆锥台和正棱锥台，还包括其他正锥台结构。
可以理解，在本发明中，第二导光部的末端设置设有第二反射层的第二底面的技术方案并不局限于第二导光部为锥台的一部分的技术方案。在本发明的其他实施方式中，第二底面也可以相对于光源光轴方向倾斜而非垂直，该第二底面同样可以在第一实施例及其变形实施例的基础上，斜向切除对应锥体的尖部得到。第二底面的形状也不限于平面结构，还可以是曲面结构。
请参阅图8(a)、(b)和(c)，图8(a)是本申请照明装置第三实施例的结构示意图，图8(b)为本申请的第三实施例照明装置的第一光导的结构示意图，图8(c)为该第一光导的右视图。本实施例的照明装置300包括：光源310和第一光导320，其中光源310与上述实施例中所述一致，在此不再赘述。第一光导320包含第一导光部321和第二导光部322，第二导光部322垂直于第一光导320的中心轴线的截面面积沿光源光轴方向逐渐减小，且第二导光部绕中心轴线L旋转对称；该第二导光部322包含发光面323和第一反射面324，且发光面323和第一反射面324的组合面为具有旋转对称性。
具体地，如图8(b)和(c)所示，第一光导320包括第一导光部321和第二导光部322，其中第一导光部321为包含两底面和一柱面的圆柱体结构，第二导光部322为包含一底面和一锥面的正圆锥体结构，第二导光部322的锥面上设置有发光面323和吸光面324，第一导光部 321的底面和第二导光部322的底面大小相同，用于实现第一导光部321和第二导光部322的连接。通过将第二导光部322的部分锥面设置成第一反射面324，使得发光面323绕光导中心线旋转非对称，进而使得发光面323出射的光在空间内分布不均匀，进一步地，利用第一反射面324将光引导至其对面的发光面上，进一步改变了出射光的空间分布。本实施例相对与上述实施例，由于该第一光导320的第一导光部321和第二导光部322为旋转对称结构，光导的加工更为简单。
此外，第一光导320的第一导光部321还可以是其他结构，例如棱锥台、圆锥台结构或棱柱体结构等；第二导光部322还可以是圆锥台结构、棱锥体结构、棱锥台结构等。在一实际应用场景中，为了简化第一光导320的制备工艺，第二导光部可不设置第一反射面324，可以通过将锥台结构的第二导光部321的第二底面设置成相对于光源光轴方向倾斜而非垂直，锥面为发光面，此时，发光面不具有旋转对称性，通过以上设置，使得发光面出射的光在空间内分布不均匀。
在本实施例中，光源310出射的光从第一导光部321耦合进入第一光导320，从第二导光部322的发光面323出射或被第二导光部322的第一反射面324反射，其中，大部分光线将从发光面323出射，小部分光线传导至第一反射面324被反射后再从发光面323出射至外部。
请参阅图9，图9是本申请照明装置第四实施例的结构示意图。本实施例的照明装置400包括：光源410和第一光导420，其中，光源410与上述实施例中所述一致，在此不再赘述。第一光导420包含第一导光部421和第二导光部422，第二导光部422垂直于第一光导420的中心轴线的截面面积沿光源光轴方向逐渐减小，第二导光部422包含发光面423，发光面423不具有旋转对称性。
在本实施例中，如图10(a)、(b)和(c)所示，图10(a)为第一光导420的立体图，图10(b)为第一光导420的右视图，图10(c)为第一光导420的一截面图；第一光导420包括第一导光部421和第二导光部422，第一导光部421为包含两底面和一柱面的圆柱体结构，第二导光部422为包含一底面和一锥面的斜圆锥体结构，锥面为发光面423，其中，第一导光部421的底面和第二导光部422的底面面积相等，用于 实现第一导光部421和第二导光部422的连接。如图10(c)所示，第二导光部422过直线L任一平面P1与发光面323形成交线为S1和S2，其中，交线S1与直线L1所成的夹角为A1，交线S2与直线L1所成的夹角为A2，其中，A1和A2大小不相等；在本实施例中，至多一个A1与一个A2相等；通过以上设置使得发光面423绕直线L1旋转非对称，进而使得发光面323出射的光在空间内分布不均匀。
在另外一些实施方式中，可以将上述“斜圆锥体”替换为“斜棱锥体”，把圆锥体看做棱锥体的棱数为无穷大的情况。此时，发光面为斜棱锥台的侧面。概括来说，发光面可以为一斜锥体的侧面，斜锥体包括斜圆锥体和斜棱锥体，还包括其他斜锥体结构。
此外，第一光导420的第一导光部421还可以是其他结构，例如棱锥台、圆锥台结构或棱柱体结构等。第二导光部422还可以是圆锥台、棱锥台等斜锥台结构，在该类技术方案中，第二导光部422包括设有第二反射层的第二底面。
请参阅图11(a)、(b)和(c)，图11(a)为本申请照明装置的第五实施例的结构示意图，图11(b)为第五实施例的照明装置的第一光导的结构示意图，图11(c)为该第一光导的右视图。本实施例的照明装置500包括：光源510和第一光导520，其中，光源510与上述实施例中所述一致，在此不再赘述。第一光导520包含第一导光部521和第二导光部522，第二导光部522垂直于第一光导520的中心轴线的截面面积沿光源光轴方向逐渐减小，第二导光部522包含发光面523，发光面523不具有旋转对称性。
如图11(b)和(c)所示，第一光导520的第一导光部521为包含两底面和四个侧平面的四棱柱，两个底面为方形；第二导光部522为包含一底面和四个侧面的楔形体(Wedge)，至少部分侧面为发光面523，在本实施例中，第二导光部522包含两个子发光面523a和523b，且子发光面523a和子发光面523b的交线在第二导光部422的底面内的正投影将该底面分割成两个大小不同的形状，在一具体应用情况下，子发光面523a和子发光面523b的交线在第二导光部的底面内的正投影将该底 面分割成两个大小相同的形状；第二导光部522的底面和第一导光部521的底面的形状和大小相同，用于实现第一导光部521和第二导光部522的连接。通过以上设置，使得发光面523出射的光在空间内分布均匀。
在另外一些实施方式中，第二导光部522还可以是其他楔形体结构，使得第二导光部包含三个或三个以上的子发光面，通过改变各子发光面相对于第一光导的中心轴线的倾斜角度，从而改变各个子发光面的交线在第二导光部底面的正投影形成的形状，使得发光面出射的光在空间内分布不均匀。此外，第一光导520的第一导光部521也可以是其他结构，例如棱锥台、圆锥台结构或圆柱体结构等。
综上所述，第一光导的第一导光部可以为柱体结构或锥台结构；第二导光部可以是正锥体结构或正锥台结构的一部分，可以是斜锥体结构或斜锥台结构的部分或全部，也可以是楔形体结构的部分或全部。为了便于理解，可以将第二导光部简单地看作为上述正锥体结构、正锥台结构、斜锥体结构、斜锥台结构或楔形体结构与第一导光部的柱体结构或锥台结构在空间上的交集部分所形成的结构。例如，图3所示第一光导的第二导光部为一圆柱体与一正圆锥体在空间上的交集，图5所示第一光导的第二导光部为一四棱柱与一正圆锥体在空间上的交集，图7所示第一光导的第二导光部为一圆柱体与一正圆锥台在空间上的交集，图10所示第一光导的第二导光部为一圆柱体与一斜圆锥在空间上的交集，图11所示第一光导的第二导光部为一四棱锥与一楔形体在空间上的交集。此处不再一一举例。通过这种在空间上的重合，使得被“截取”的第二导光部具有空间上的非旋转对称结构(图8所示实施例除外)，进而使得方面不具有旋转对称性，从而能够得到空间分布不均匀的出射光。
请参阅图12，图12为本申请照明装置的第六实施例的结构示意图。本实施例的照明装置600包括：光源610、光学透镜640和第一光导620，其中，光源610与上述实施例中所述一致，第一光导620可以为上述任一实施例中所述第一光导(图中仅为示意)，在此不再赘述。光学透镜640设置在光源610和第一光导620之间的光路上，用于收集光源620出射的光，以使光源610出射的光在第一光导620的入射角小于预设值，使得更多的光线能进入第一光导620且满足全内反射角度，提高光利用率。
具体地，当第一光导520的第一导光部621为柱状结构时，光学透镜640使得入射至第一光导620的入射角
Figure PCTCN2019127259-appb-000001
其中n为第一光导620的折射率。
为了进一步提高照明装置的出射光的亮度，在第七实施例中，如图13所示，本实施例的照明装置700包括：光源(包括两个子光源710和740)，第一光导720和第二光导750，该第二光导与上述实施例中任一所述的第一光导相同，第一光导720包含第一导光部721和第二导光部722，第二光导750包含第三导光部751和第四导光部752，子光源740出射的光耦合进入第三导光部751，并从第四导光部752的发光面出射；其中，第二导光部722和第四导光部752的末端相对紧靠设置，第二导光部722和第四导光部752均位于反光碗730的焦点位置。通过以上设置，使得照明装置出射光的亮度增倍。
在第六实施例的变形实施例中，也可以通过将第二光导的第三导光部弯曲后(例如弯曲为U型)，使得第四导光部的末端与第二导光部的末端相对设置，这样可以使得两个子光源位于同一侧，便于电路布线。
请参阅图14，图14是本申请照明装置第八实施例的结构示意图。本实施例的照明装置800包括：光源810、第一光导820和反光碗830，其中，光源810与上述实施例光源一致，第一光导820为上述实施例中任一所述第一光导，图中仅示例性的示出类似于图3的结构，并非对其结构的限定，具体描述参照上述各实施例的描述，在此不在赘述。反光碗830为曲面反光碗，如抛物面反光碗或椭球面反光碗，反光碗830内部设置有反射区域831，该反射区域831可以通过在反光碗830内部设置高反射率的膜层形成，如反射银层、反射铝层等；第一光导820的第二导光部822设置反光碗830的焦点位置上。
在本实施例中，光源810出射的光从第一导光部821耦合进入第一光导820，从第二导光部822的发光面823出射，再经反光碗830的发射区域831反射至外部形成照明光。
通过以上设置，使得经反光碗反射后形成的照明光图案的各个区域的照明均能满足需求，且照明装置的光利用率高。
综上所述，本申请提供一种照明装置，该照明装置包含光源和第一 光导，第一光导的第二导光部包含发光面，通过使发光面不具有旋转对称性，使得发光面出射的光在空间内分布不均匀，通过改变照明装置出射光的光分布，有利于减小光损失，提高光利用率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (15)

  1. 一种照明装置，包括：光源、第一光导，其特征在于：
    所述第一光导包括第一导光部及第二导光部，所述第二导光部包含发光面，所述光源出射的光至少部分耦合进入所述第一导光部，并从所述第二导光部的所述发光面出射；
    所述第二导光部垂直于所述第一光导中心线的截面面积沿所述光源光轴方向逐渐减小；
    所述发光面不具有旋转对称性。
  2. 根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
    所述发光面为一正锥体或正锥台的侧面的一部分。
  3. 根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于：
    所述正锥体或正锥台的轴线与所述第一导光部的中心线平行且不重合。
  4. 根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于：
    所述第二导光部还包括第一反射面，所述发光面与所述第一反射面的组合面具有旋转对称性。
  5. 根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
    所述发光面为一斜锥体或斜锥台的侧面。
  6. 根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
    所述发光面为一楔形体的至少部分侧面。
  7. 根据权利要求1～6中任一项所述的照明装置，其特征在于：
    所述第二导光部包括相对设置的第一底面和第二底面，所述第二底面设置于所述第二导光部的末端，所述第二底面设置有第二反射层。
  8. 根据权利要求1～6中任一项所述的照明装置，其特征在于：
    所述第一导光部为柱体结构或锥台结构；所述第一导光部与所述第二导光部一体成型。
  9. 根据权利要求1～6中任一所述的照明装置，其特征在于：
    所述第一导光部垂直于所述第一光导的中心线的截面为包含两个圆角的方形结构，所述第二导光部的顶点在所述截面内的正投影位于远 离所述圆角的一侧。
  10. 根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，所述第二导光部包括第三反射面，所述第三反射面与所述第一导光部的至少部分侧面为连续面。
  11. 根据权利要求1～6中任一项所述的照明装置，其特征在于：
    所述发光面设置有散射结构和/或荧光层。
  12. 根据权利要求1～6中任一项所述的照明装置，其特征在于：
    所述第一光导还包括：
    散热层，所述散热层设置在所述第一导光部的至少部分侧表面上，用于对所述第一光导进行散热；
    透明胶层，所述透明胶层用于将所述散热层粘接在所述第一导光部的侧表面上，使所述第一光导的热量传导至所述散热层，其中，所述透明胶层的折射率低于所述第一光导的折射率。
  13. 根据权利要求1～6中任一项所述的照明装置，其特征在于：
    所述照明装置还包括光学透镜，所述光学透镜设置在所述光源和所述第一光导之间的光路上，以使所述光源出射的光在所述第一光导的入射角小于预设值。
  14. 根据权利要求1～6中任一项所述的照明装置，其特征在于：
    所述照明装置还包括第二光导，所述第二光导包含第三导光部和第四导光部，所述光源出射的光至少部分耦合进入所述第三导光部，并从所述第四导光部的发光面出射，且所述第一光导的末端与所述第二光导的末端相对紧靠设置。
  15. 根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
    所述照明装置还包括反光碗，所述第二导光部设置在所述反光碗的焦点位置，所述反光碗用于将所述发光面出射的光反射至外部。
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