光出射組件、led燈以及汽車信號燈的制作方法
【專利摘要】本實用新型的各實施例公開了一種光出射組件、LED燈以及汽車信號燈。其中，該光出射組件包括：至少一個LED光源；光導管，具有用于接收來自至少一個LED光源的光的入射端面以及沿光導管的延伸方向布置的多個出光結構，其中，多個出光結構被配置成將光導管內的光從光導管輸出；以及至少一個反射器，用于反射從光導管輸出的光。根據本實用新型的光出射組件有利地增加了光導管的出光角度或方向的自由度，簡化了光導管上的出光結構的設計并且可適于構造面光源。
【專利說明】光出射組件、LED燈以及汽車信號燈

【技術領域】
[0001]本公開的各實施方式涉及光導領域，更具體地涉及一種包括光導管的光出射組件、LED燈以及汽車信號燈。

【背景技術】
[0002]光導管作為一種新型的光導技術，其具有將點光源擴散成線光源，且同時可以控制光輸出方向的優點。基于上述優點，光導管近來特別廣泛地應用于諸如日行燈、示寬燈、轉向燈、剎車燈、尾燈等的汽車信號燈中。
[0003]然而，現有的包括光導管的光出射組件的結構設計仍然存在設計相對復雜、出光不夠均勻和/或無法適用于面光源的缺點。
[0004]圖1-2示出了一種常規的包括光導管的光出射組件及其相應的出光示意圖。如圖1和2所示，該光出射組件包括LED光源10和光導管20，其中LED光源10位于光導管20的一側端面，LED光源10所發射的光經由該端面被耦合進入光導管20。光導管20沿光導管的延伸方向的側壁表面布置有多個出光結構25。多個出光結構25被配置成將光導管20內的光從該光導管內輸出。為了控制被彎曲成任何可能形狀的光導管的出光方向以及產生足夠均勻的出光，常常需要逐個調節每個出光結構的尺寸、形狀以及位置等，這導致設計的相對復雜。
[0005]另一方面，這樣的光導管結構設計通常不適于構造面光源。
實用新型內容
[0006]鑒于以上現狀，本公開的一個目的至少在于提供一種改進的包括光導管的光出射組件、LED燈以及汽車信號燈，其能夠克服上述的一個或多個缺點。
[0007]因此，根據本公開的一個方面，提供了一種光出射組件，其特征在于，包括:至少一個LED光源；光導管，具有用于接收來自至少一個LED光源的光的入射端面以及沿光導管的延伸方向布置的多個出光結構，其中，多個出光結構被配置成將光導管內的光從光導管輸出；以及至少一個反射器，用于反射從光導管輸出的光。
[0008]根據本公開進一步的實施例，多個出光結構被配置成沿所述光導管的延伸方向均勻分布。
[0009]根據本公開進一步的實施例，多個出光結構位于光導管的沿延伸方向的側壁表面上，該側壁表面被形成為曲面以使得從多個出光結構輸出的光至少朝向兩個方向。
[0010]根據本公開進一步的實施例，至少一個反射器被配置成連續形狀的反射器。
[0011]根據本公開進一步的實施例，多個出光結構包括沿光導管的延伸方向布置的、彼此相隔預定距離的多組出光結構。
[0012]根據本公開進一步的實施例，至少一個反射器包括多個反射器，每個反射器被配置成與多組出光結構中的一組出光結構相對應。
[0013]根據本公開進一步的實施例，多個反射器中的每個反射器具有與一組出光結構中的每個出光結構相對應的子反射區。
[0014]根據本公開進一步的實施例，每個子反射區具有焦點。
[0015]根據本公開的另一方面，提供了一種LED燈，其特征在于，包括:根據上述一個方面中所述的光出射組件。
[0016]根據本公開的又一方面，提供了一種汽車信號燈，其特征在于，包括上述的LED燈。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]在附圖中，相似/相同的附圖標記通常貫穿不同視圖而指代相似/相同的部分。附圖并不必按比例繪制，而是通常強調對本公開的原理的圖示。在附圖中:
[0018]圖1示出了現有技術的包括光導管的光出射組件的示意圖；
[0019]圖2示出了如圖1所示的光出射組件的出光示意圖；
[0020]圖3示出了根據本公開的一個實施例的光出射組件的示意圖；
[0021]圖4示出了如圖3所示的光出射組件的出光示意圖；
[0022]圖5示出了根據本公開的另一個實施例的光出射組件的示意圖；
[0023]圖6示出了如圖5所示的光出射組件的出光示意圖；以及
[0024]圖7示出了如圖6所示的光出射組件的局部放大結構以及出光示意圖。

【具體實施方式】
[0025]以下將參考附圖對本公開的各個實施例進行詳細描述。實施例的一個或多個示例由附圖所示出。實施例通過本公開的闡述所提供，并且不旨在作為對本公開的限制。例如，作為一個實施例的一部分所示出或描述的特征可能在另一個實施例中被使用以生成又一進一步的實施例。本公開旨在包括屬于本公開范圍和精神的這些和其他修改和變化。
[0026]圖3示出了根據本公開的一個實施例的光出射組件的示意圖。如圖3所示，該光出射組件包括LED光源10、光導管20以及反射器40。
[0027]光導管20包括兩個端面以及在兩個端面之間延伸預定長度的側壁表面。LED光源10被配置在光導管20的一側端面，其中經由該端面，LED光源10所發射的光被耦合進入光導管20。作為LED光源10和光導管20結合的不例，LED光源10可以貼附于光導管20的一側端面。可選地，LED光源10和光導管20之間還可以配置有其他光學元件，例如擴散透鏡等。
[0028]根據本公開的各實施例，并不限于LED光源的數量。另外，取決于具體應用，一個以上的LED光源可以被配置成發射任意顏色或波長的光。
[0029]盡管上面示出的LED光源10被布置于光導管20的一側端面，然而將LED光源10布置于光導管20的另一側端面，或者在光導管20的兩側端面分別布置LED光源，均是可行的。
[0030]根據本公開的各實施例，光導管20可以根據需要被彎曲成任意可能的形狀。另夕卜，光導管20還包括沿該光導管的延伸方向布置的多個出光結構25，其中該延伸方向垂直于該光導管的徑向方向。多個出光結構25被配置成將光導管20內的光從該光導管內輸出，該光導管的光輸出側構成該光導管的出光側。
[0031]作為示例，多個出光結構25可以被設計成位于導光管20的側壁表面上的、與該導光管的出光側相對的一側。然而，這并不是必需的。本領域技術人員將理解，該導光管上的多個出光結構和出光側的位置關系取決于該出光結構的結構設計，即其他的位置關系也是可能的。
[0032]另外，本公開不限于該多個出光結構的類型(或結構)和數量，其中任何適于將光從導光管內輸出的出光結構類型均是可行的。根據本公開的實施例，多個出光結構25可以包括相同或不同類型的出光結構。
[0033]作為該出光結構的類型的示例，出光結構25可以被設計成布置于導光管20的側壁表面的凸出或凹入的齒狀部或棱狀部。
[0034]進一步地，本實施例的出光結構25所在的側壁表面可以為曲面，從而使得從出光結構25輸出的光至少朝向兩個方向。
[0035]此外，該多個出光結構可以被布置成沿著導光管20的延伸方向連續不間斷和/或均勻分布。例如，在一個實施例中，該多個出光結構可以一個挨著一個，從而連續不間斷地進行分布。在另一個實施例中，該多個出光結構可以僅僅均勻分布即可。然而，在其他實施例中，多個出光結構的間斷或者不均勻分布均是可行的。
[0036]進一步地，該多個出光結構25的尺寸和/或數量可以沿著導光管的長度而變化。
[0037]如前所述，現有技術的包括光導管的光出射組件通常僅涉及導光管和LED光源，為了獲得光導管期望的出光方向，可能需要逐個地設計光導管上的每個出光結構，這增加了光導管上出光結構設計的復雜性。
[0038]然而，根據本公開的該實施例，該光出射組件還特別地包括連續形狀的反射器40。在本實施例中，連續形狀的反射器40被配置成單一的反射器。
[0039]圖4示出了如圖3所示的光出射組件的出光示意圖。如圖4所示,連續形狀的反射器40被配置成接收從光導管20輸出的光并且將所接收的光沿期望的方向反射出去，其中連續形狀的反射器40的位置與導光管的多個出光結構25位置相適配。
[0040]本領域技術人員將理解，連續形狀的反射器40的引入將極大地增加包含光導管的光出射組件的設計自由度，本領域技術人員可以容易地將光導管上出光結構的設計難度轉移到反射器上、以及可以容易地根據需要將線光源轉換為面光源。
[0041]為了更加清楚地理解根據該實施例的光出射組件、特別是反射器的上述優點，下面將簡要地介紹上述連續形狀的反射器40以及光導管上的出光結構25的設計過程。
[0042]對于該連續形狀的反射器，首先，根據期望的出光外形和/或出光方向定位反射器的位置；其次，反向跟蹤期望的出光方向的光線，使得該光線例如被反射到該光導管的中心軸線，從而推導并設計出該反射器的所需形狀。
[0043]對于光導管上的出光結構，則可以計算該反射器所需的光量，由此確定出光結構的密度和尺寸。進一步地，可以調整出光結構的出光角度或方向，使得大部分的光可以以例如與上述光導管的中心軸線垂直的方向射向反射器。
[0044]例如，在出光結構25為凸出或凹入的齒狀部的情況下，可以整體地調節該齒狀部的尺寸、密度以及出光角度，從而向反射器輸出期望方向和光量的光線。
[0045]顯而易見地，該出光結構的出光角度或方向可以借助反射器的結構設計得到進一步調整，這使得該出光結構的設計更加簡化。另外，通過該反射器的結構設計，光導管的線光源轉換為面光源將成為可能。
[0046]圖5示出了根據本公開的另一個實施例的光出射組件的示意圖。類似于圖3所示的實施例，該光出射組件包括LED光源10、光導管20以及多個反射器50。
[0047]類似地，例如至少一個LED光源10可以被配置在光導管20的一側端面，其中經由該端面，至少一個LED光源10所發射的光被耦合進入光導管20。作為示例，至少一個LED光源10可以貼附于光導管20的一側端面。可選地，至少一個LED光源10和光導管20之間還可以配置有其他光學元件，例如擴散透鏡等。
[0048]此外，光導管20可以根據需要被彎曲成任意可能的形狀。光導管20還包括沿其延伸方向布置的多個出光結構25。
[0049]然而，與圖3所示的實施例不同的是，多個出光結構25被配置成沿光導管20的延伸方向布置的、彼此相隔預定距離的多組出光結構，其中每組出光結構可以包括一個或多個出光結構；以及多個反射器50中被配置成分別對應于上述多組出光結構，這將在下面將進一步進行描述。
[0050]圖6示出了示出了如圖5所示的光出射組件的整體出光示意圖。如圖可見，多個反射器50分別將從光導管20輸出的光向期望的方向進行反射,該期望方向取決于實際應用而選擇。
[0051]圖7示出了如圖6所示的光出射組件的局部放大結構以及出光示意圖。僅作為示意，圖中示出了 2組出光結構25以及相應的2個反射器50，其中每組出光結構25包括3個出光結構251、252和253，每個反射器50包括分別對應于上述3個出光結構的3個子反射區 501,502 和 503。
[0052]如圖7所示，出光結構251被設計成朝向子反射區501出射光，出光結構252被設計成朝向子反射區502出射光，出光結構253被設計成朝向子反射區503出射光，然后這3個反射區分別將從上述出光結構出射的光朝向期望的方向進行反射。
[0053]根據本公開的該實施例，每組出光結構中的多個出光結構可以是均勻分布的。然而，在其他實施例中，每組出光結構中的多個出光結構不均勻分布也是可行的。
[0054]類似地，本實施例不限于該多組出光結構的數目以及每組出光結構中的出光結構的類型和數量，其中任何適于將光從導光管內輸出的出光結構類型均是可能的。根據本公開的該實施例，多個出光結構可以包括相同或不同類型的出光結構。
[0055]作為該出光結構的類型和數量的示例，圖7中示出的每組出光結構包括3個凸出或凹入的齒狀部或棱狀部。
[0056]另外，如圖所示，兩組出光結構25之間相隔預定距離。然而，本領域技術人員也應理解，相鄰兩組的出光結構間的預定距離并不必需是相同的，即多組出光結構之間并不必需是均勻分布的。本領域技術人員可以根據實際需要設計任意相鄰兩組的出光結構之間的任意預定距離。
[0057]此外，每個子反射區可以被設計成具有焦點。此時，可視為點光源的每個出光結構可以例如位于該子反射區的焦點處，以便實現更加均勻的光出射。
[0058]盡管所示出的每組出光結構分別對應于每個反射器，以及每個子反射區分別對應于每個出光結構，但本領域技術人員將理解，多組出光結構對應于一個反射器，或者多個反射器對應于一組出光結構，以及多個子反射區對應于一個出光結構，或者多個出光結構對應于一個子反射區，這些均是可能的，本領域技術人員可以根據實際的設計需要靈活調整。
[0059]如上所述，由于可以針對每組出光結構和/或每組出光結構中的每個出光結構設計相應的反射器和/或子反射區，這增加了設計的靈活性，從而增加了對出光結構的出光角度或方向的控制。
[0060]為了更加清楚地理解該實施例的光出射組件、特別是多個反射器50的上述優點，下面將簡要地介紹上述多個反射器50以及光導管上的多組出光結構25的設計過程。
[0061]類似地，對于該多個反射器，可以反向跟蹤期望出光方向的光線，使得該光線被反射到該光導管的預定或期望位置，從而確定每個反射器的形狀。
[0062]對于光導管上的出光結構，則可以根據從導光管的光輸出點，確定每組出光結構的位置。進一步地，根據該反射器所需的光量，可以確定每組出光結構中的出光結構的密度和尺寸。其中，任意兩組的出光結構之間的出光角度或方向可以相同或不同，以及每組出光結構中的任意兩個的出光結構之間的出光角度或方向可以相同或不同。
[0063]更進一步地，在每組出光結構中的任意兩個的出光結構之間的出光角度或方向不同的情況下，可以在反射器的相對應位置設置相對應的反射區，從而更加有利地實現對每個出光結構的出光角度或方向的控制。
[0064]本領域技術人員容易理解，該多個反射器的引入也將極大地增加本申請的光出射組件的設計自由度，特別是反射區的引入可以更加針對性地調整每組出光結構中的出光結構的出射角度或方向。另外，根據該實施例，本領域技術人員也容易根據需要將線光源轉換為面光源。
[0065]上面已經示例性地描述了根據本公開的包括光導管的光出射組件的實施例。本領域技術人員將清楚，根據本公開的包括光導管的光出射組件可以適用于LED燈，以產生期望形狀的光束。特別地，根據本公開的光出射組件可以適用于汽車信號燈，該汽車信號燈包括但不限于日行燈、前后轉向燈、示寬燈、尾燈、剎車燈等等。
[0066]雖然已經在附圖和前述描述中詳細說明和描述了本公開，但這些說明和描述應被認為是說明性的或示例性的而不是限制性的；本公開不限于所公開的實施例。本領域技術人員在實踐所請求保護的發明中，通過研究附圖、公開和所附權利要求可以理解并且實踐所公開的實施例的其它變體。
[0067]在權利要求中，詞語“包括”并不排除其它元件，并且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。單個元件或其它單元可以滿足在權利要求中闡述的多個項目的功能。僅在互不相同的實施例或從屬權利要求中記載某些特征的僅有事實，并不意味著不能有利地使用這些特征的組合。在不脫離本申請的精神和范圍的情況下，本申請的保護范圍涵蓋在各個實施例或從屬權利要求中記載的各個特征任何可能組合。
[0068]在權利要求中的任何參考標記不應被理解為限制本公開的范圍。
【權利要求】
1.一種光出射組件，其特征在于，包括: 至少一個LED光源(10)； 光導管(20)，具有用于接收來自所述至少一個LED光源的光的入射端面以及沿所述光導管的延伸方向布置的多個出光結構(25)，其中，所述多個出光結構(25)被配置成將所述光導管內的光從所述光導管輸出；以及 至少一個反射器(40，50)，用于反射從所述光導管(20)輸出的光。
2.根據權利要求1所述的光出射組件，其特征在于， 所述多個出光結構(25)被配置成沿所述光導管的延伸方向均勻分布。
3.根據權利要求1或2所述的光出射組件，其特征在于， 所述多個出光結構(25)位于所述光導管(20)的沿延伸方向的側壁表面上，所述側壁表面被形成為曲面以使得從所述多個出光結構(25)輸出的光至少朝向兩個方向。
4.根據權利要求1或2所述的光出射組件，其特征在于， 所述至少一個反射器被配置成連續形狀的反射器(40)。
5.根據權利要求1所述的光出射組件，其特征在于， 所述多個出光結構包括沿所述光導管的延伸方向布置的、彼此相隔預定距離的多組出光結構。
6.根據權利要求5所述的光出射組件，其特征在于， 所述至少一個反射器包括多個反射器(50)，每個所述反射器被配置成與所述多組出光結構中的一組出光結構相對應。
7.根據權利要求6所述的光出射組件，其特征在于， 所述多個反射器中的每個反射器具有與所述一組出光結構中的每個出光結構(251，252，253)相對應的子反射區(501，502，503)。
8.根據權利要求7所述的光出射組件，其特征在于， 每個所述子反射區具有焦點。
9.一種LED燈，其特征在于，包括: 根據權利要求1-8中任一項所述的光出射組件。
10.一種汽車信號燈，其特征在于，包括: 根據權利要求9所述的LED燈。
【文檔編號】F21V8/00GK204084197SQ201420294592
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】曹異域, 吳萍 申請人:皇家飛利浦有限公司