一种照明装置及车灯的制作方法

1.本发明涉及照明技术领域，具体地说，涉及一种照明装置及车灯。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，本发明提供一种适于车灯中使用的侧面发光照明装置。
6.为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种照明装置，其特征在于：包括反光杯和导热柱，所述反光杯远离出光口的一端包括一个通孔，所述导热柱穿过该通孔，还包括发光的光源和光引导件，所述光源固定在导热柱位于反光杯内部的端部，所述光源向远离导热柱的方向发光，所述光引导件位于光源的发光一侧,光源发出的光经过光引导件的引导后向反光杯内壁发光。
7.作为上述技术方案的一种改进：所述导热柱包括热管。
8.作为上述技术方案的一种改进：所述光引导件包括一个与光源相对设置的接收面和接收面外围围绕而成的出射面，所述光引导件垂直于接收面中心线的截面的面积沿光源光轴方向逐渐减小。
9.作为上述技术方案的一种改进：所述光引导件包括一个凸反射面，所述凸反射面向光源一侧凸起，凸反射面用于反射光源所发出的光。
10.作为上述技术方案的一种改进：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。
11.作为上述技术方案的一种改进：所述反射面为一个凸反射面，所述凸反射面向光源一侧凸起，凸反射面用于反射光源所发出的光。
12.作为上述技术方案的一种改进：所述凸反射面为圆锥面，所述圆锥面组成的圆锥的锥角为α，80
°
≤α≤100
°
。
13.作为上述技术方案的一种改进：所述光源包括发光面，所述发光面设置有散射层。
14.作为上述技术方案的一种改进：所述出射面设置有散射层，或者，光引导件内包括若干白色颗粒，白色颗粒均匀的固定在光引导件内部。
15.由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明中的利用热管将光源和光引导件置于反光杯的焦点位置既可以使光引导件位于焦点，又可以传递光源使用过程中产生的热量。
16.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
17.图1是照明装置的主视图。
18.图2是一种光引导件的主视图。
19.图3是一种光引导件的主视图。
20.图4是一种光引导件的光路图。
21.图5是一种光引导件的光路图。
22.图6是另一种照明装置的主视图。
23.图7是图6中光引导件的主视图。
24.图8是图7中光引导件的光路图。
25.图9是另一种照明装置的主视图。
26.图10是图9中光引导件的主视图。
27.图11是圆锥角为80
°
的光强分布图。
28.图12是圆锥角为100
°
的光强分布图。
29.图13是圆锥角为86
°
的光强分布图。
具体实施方式
30.实施例1：
31.如图1-5所示，一种照明装置，包括反光杯107和反光杯107内设置的光源103，反光杯107和光源103固定在散热块101上，光源103发出的光被反光杯107反射后沿着反光杯107的出光口方向出射，反光杯107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，使光源103发出的光适用于车灯照明；还可以光源103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，一、光源103发出的光向侧方向出射，使反光杯107起到反射光源103发出的光的作用，使光源103发出的光经过反光杯107的反射改变光源103的发光方向和对光斑进行整形；二、如何将光源103出射的光设置在反光杯107的焦点或焦点附近；三、光源103发光就会产生热量，如何将设置在反光杯107内部的光源103发光产生的热量导出。上述问题是照明装置现存的几大问题。
32.照明装置包括反光杯107和导热柱102，所述反光杯107远离开口的一端包括一个通孔108，所述导热柱102穿过该通孔108，还包括发光的光源103和光引导件，所述光源103固定在导热柱102位于反光杯107内部的端部，所述光源103向远离导热柱102的方向发光，
所述光引导件位于光源103的发光一侧,光源103发出的光经过光引导件的引导后向反光杯107内壁发光。
33.由于反光杯107的焦点位于反光杯107内的空间，没有一个辅助装置光源103难以设置在反光杯107的焦点或焦点附近，本专利中增加导光柱，用于解决光源103无法设置在反光杯107的焦点上的问题，光源103固定在导光柱的端部，导光柱成为光源103固定在反光杯107焦点出的辅助装置，使光源103位于反光杯107的焦点处，避免光源103发出的部分光不能被反光杯107反射或反射后的光不能用于照明；此时光源103位于反光杯107的焦点和焦点的附近但是需要充分利用光源103发出的光还需要光源103发出的光向反光杯107的内壁出射，所以在光源103的发光一侧固定一个光引导件，光引导件的作用就是将光源103发出的光引导到反光杯107的内壁，即将光源103发出的光扭转方向，向光源103的四周出射光；本专利中给出了一种反光杯107与导热柱102配合的结构，其中反光杯107上设置一个通孔108，导热柱102设置在通孔108内，此时导热柱102一端在反光杯107中，该端部固定发光的光源103，导热柱102将光源103发光产生的光传导到反光杯107外部，解决了光源103发出的光无法从反光杯107内部导出的问题。
34.通过分析可知为了实现将光源103产生的热量传导到反光杯107外部和将光源103的位置固定在反光杯107的焦点上均是通过导热柱102来实现的，导热柱102必须具有很强传递热量的能力。一种优选的实施方式是，导热柱102包括热管。至少在反光杯107内部的一段为热管。热管系一种具有快速均温特性的特殊材料，其中空的金属管体，使其具有质轻的特点，而其快速均温的特性，则使其具有优异的热超导性能。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发端，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。
35.通过上述分析已经解决了光源103散热、无法位于反光杯107焦点的问题，还需要解决的问题就是将光源103能发出的光向其四周出射，本专利中利用了光引导件来实现上述功能，一种优选的实施方式是，光引导件包括一个与光源103相对设置的接收面105和接收面105外围围绕而成的出射面106，所述光引导件垂直于接收面105中心线的截面的面积沿光源103光轴方向逐渐减小。接收面105与光源103行对设置，此时光源103发出的光能够被接收面105尽可能多的收入光引导件中，避免光源103发出的光因为不能进入光引导件而浪费掉；设置光引导件的目的就是将光源103发出的光扭转方向，使其向光引导件的四周出射，由此条件可知光引导件出射光的出射面106的位置决定了光引导件所出射光的方向。通过上述描述可知，出射面106位于接收面105的外围围绕而成，并且接收面105的面积沿光轴方向逐渐减小，根据上述描述可知可以得到多种形状，例如图2和图3所示，光引导件出射面106为一个圆锥或近似圆锥的形状，本实施方式以图3中出射面106的圆锥为例。
36.光引导件的接收面105与光源103相对，由于光引导件需要与光源103配合使用，为了使接收面105与之间贴合的更紧密，避免光源103发出的光从两者之间射出，一种优选的实施方式是，光源103包括发光面104，光源103包括发光面104光引导件包括一个与光源103相对设置的接收面105，此时发光面104与接收面105可以紧密贴合在一起，避免光源103发
出的光从两者之间出射，造成光的浪费，降低整个照明装置的亮度。
37.由于光引导件包括一个接收面105，光源103包括一个发光面104，因此两者可以紧密贴合在一起，避免光从两者出射，但是此处的紧密贴合包括两种连接方式，其中一种是通过透明的导光介质粘接成一体，另一种方式是两者之间仍然有空气隙。当发光面104与接收面105之间通过透明的导光介质粘接成一体的时候，大角度光可以直接由发光面104穿过接收面105进入到光引导件中，然后由出射面106出射到光引导件外。当发光面104与接收面105存在空气隙的时候，发光面104发出的大角度光由接收面105进入光引导件，此时大角度光在出射面106表面会发生全反射，直至扭转角度后从出射面106出射到光引导件外。
38.通过上述分析可知，发光面104与接收面105之间通过透明的导光介质粘接成一体的时候光引导件更利于光从光引导件中出射。但是不管采用哪种方式，都会存在部分光被出射面106反射回发光面104的情况，反光面即使再将该部分光反射回光引导件也是按照原路重新回到发光面104，直至该部分光在反射过程中转化成其它形式的能量消失。一种优选的实施方式是，在发光面104设置有散射层。不能从光引导件出射面106出射的光返回到发光面104，发光面104设置的散射层将该部分光散射后改变角度重新反射回光引导件中，使该部分光能够从出射面106出射。散射层缩短了光从出射面106出射的光路并且避免了光无法从出射面106出射而造成的光能的浪费。
39.增加光引导件根本是将光源103发出的光扭转方向，使光源103发出的光向光源103四周出射然后经过反光杯107内壁的反射后从出光口出射，因此光引导件需要在反光杯107的焦点或焦点附近。其次光引导件出射的光还需要均匀的向四周发光，使反光杯107出光口出射的光更加均匀没有暗区，符合照明需求。一种优选的实施方式是，出射面106设置有散射层。散射层将从出射面106出射的光散射后，使出射面106出射的光发光更均匀，更加适合反光杯107的设计，经过反光杯107反射后减小了暗区的存在，更加符合照明需求。
40.该优选的实施方式是在出射面106增加散射层的方式，将从出射面106出射的光进行散射达到匀光的目的。同样可以在光引导件内增加若干白色颗粒，白色颗粒均匀的固定在光引导件内部。白色颗粒本身就具有反射光的作用，因此可以将进入光引导件的光无规则的反射，此时白色颗粒均匀的设置在光引导件内，匀光效果更好。该光引导件可以是玻璃或塑料件，在成型的时候加入白色颗粒成型，使其内部充满白色颗粒即可。
41.如图4所示，当发光面104与接收面105之间通过透明导光介质粘接，并且在出射面106设置了散射层的时候光路如下：
42.第一出射光121由发光面104发出，第一出射光121穿过接收面105后进入光引导件中，此时第一出射光121经过散射层散射后直接由出射面106出射到光引导件外。
43.第二出射光122由发光面104发出，第二出射光122穿过接收面105后进入光引导件中，此时第二出射光122在光引导件的内部发生多次全反射后回到发光面104，第二出射光122经过发光面104的散射后重新穿过接收面105进入光引导件中，第二出射光122最终经过散射层散射后由出射面106出射到光引导件外。
44.第三出射光123由发光面104发出，第三出射光123穿过接收面105后进入光引导件中，此时第三出射光123在出射面106发生折射后出射到光引导件外。
45.如图5所示，当发光面104与接收面105之间包括空气隙，并且在光引导件内均匀设置若干白色颗粒的时候光路如下：
46.第四出射光124由发光面104发出，第四出射光124穿过接收面105后进入光引导件中，此时第四出射光124在光引导件内部发生了若干次反射后由出射面106出射到光引导件外。
47.第五出射光125由发光面104发出，第五出射光125穿过接收面105后进入光引导件中，此时第五出射光125在光引导件内部发生了若干次反射后回到发光面104，第五出射光125经过发光面104的散射后重新穿过接收面105进入光引导件中，第五出射光125最终由出射面106出射到光引导件外。
48.第六出射光126由发光面104发出，第六出射光126穿过接收面105后进入光引导件中，最终在出射面106发生折射后由出射面106出射到光引导件外。
49.实施例2：
50.实施例1给出了一种光引导件垂直于接收面中心线的截面的面积沿光源光轴方向逐渐减小的具体技术方案，然而在实际应用中，有很多可以取代的技术方案。
51.图6-8中，所述光引导件包括接收面205、反射面209和出射面206，所述接收面205与反射面209相对设置，所述出射面206位于接收面205和反射面209之间空间的外围；光源203发出的光由接收面205进入光引导件后由出射面206出射。
52.光源203发出的光由接收面205进入光引导件后由出射面206出射；光源203的发光面紧贴在接收面205上；发光面至少部分散射和反射光源203所发出的光。照明装置通过光引导件将光源203发出的光扭转方向，使光源203发出的光向照明装置的侧方向出射，光引导件的接收面205、反射面209和出射面206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。光源203发出的光进入光引导件中，这些光以其出射的路径分为多个部分。如图7所示，以其中三部分为例，其中第一部分光221会直接从接收面205和反射面209之间空间的外围出射，即由出射面206直接出射。第二部分光222进入到光引导件后向反射面209一侧传播，由于接收面205与反射面209相对设置，第二部分光222会到达反射面209，由于反射面209能够反射光源203发出的光，第二部分光222被反射面209反射，反射后第二部分光222从出射面206出射。第三部分223由接收面205进入光引导件后在出射面206内壁发生全反射，经过全反射的第三部分光223继续在光引导件内向反射面209一侧发射，第三部分光223被反射面209反射后重新回到光源203的发光面，由于发光面至少部分散射和反射光源203所发出的光，则第三部分光223在发光面上发生了散射，被散射的第三部分光223最终从出射面206出射。
53.所述光引导件完全依靠反射面209反射光源203发出的光，光源203的发光面散射反射光源203发出的光，实现光源203发出的光向光引导件的四周出射，本方式中光从光引导件出射的效率较低。一种优选的实施方式，反射面209向光源203一侧凸起，反射面209用于反射光源203所发出的光。
54.光源203发出的光被反射面209反射，由于反射面209向光源203一侧凸起，所以光源203发出的光被反射面209反射后并不是原路返回到光源203，而是向反射面209的四周出射。通过上述分析可知，在光源203的光路上设置反射面209，反射面209向光源203的一侧凸起的结构改变了光源203发出光的出射方向，使出射光能够向反射面209的四周出射，向四周出射的光能够在反光杯207内壁发生反射，从出光口出射，提高了光出射的效率。
55.实施例3：
56.实施例1中的光引导件是一个复杂的结构，光引导件包括一个反射面309，所述反射面309向光源一侧凸起，反射面309用于反射光源所发出的光。
57.图9-10光源303发出的光被反射面309反射，由于反射面309向光源303一侧凸起，所以光源303发出的光被反射面309反射后并不是原路返回到光源303，而是向反射面309的四周出射。通过上述分析可知，在光源303的光路上设置反射面309，反射面309向光源303的一侧凸起的结构改变了光源303发出光的出射方向，使出射光能够向反射面309的四周出射。
58.一种优选的实施方式是，反射面309为圆锥面，圆锥面更加平滑，对入射到反射面309上的光不会产生遮挡，被锥面反射的光的光路向反射面309的侧方出射，更加符合需求，其次反射光的效果更好，便于控制反射面309反射的光的光路。由于反射面309为圆锥面，圆锥面组成一个圆锥，则圆锥的位置和锥角决定了被圆锥面反射的光的光轴在反光杯307内壁的位置，被圆锥面所反射的光的光轴离反光杯307出光口越近，会造成一部分光不会被反光杯307反射就从反光杯307出光口出射，该部分光出射的位置不在反光杯307的出光设计位置，成为无效光；圆锥面反射的光的光轴离反光杯307出光口越远，即被圆锥面反射的光集中在反光杯307底部的位置，此时由反光杯307出射的光集中在某一区域，照射范围内会出现局部暗区。为了使圆锥面反射光源303后发出的光能够在反光杯307内壁设计的位置发生反射，然后由出光口出射，使反光杯307出射的光照明效果更好。因此我们需要控制圆锥面的倾斜角度，即控制圆锥的锥角。经过反复试验得到，圆锥面所在圆锥的锥角为α，80
°
≤α≤100
°
。根据试验所得数据分析，如图11-13，其中横坐标为角度，纵坐标为发光强度。反射面309组成的圆锥的轴心相对应，反射面309组成的圆锥的轴心远离光源303的方向为0
°
，其中顺时针为正，逆时针为负。根据实验得到了α在不同角度的时候被反射面309反射的光的光轴与反射面309组成的圆锥的轴心之间的角度关系。
59.如图11所示，当圆锥的锥角α＝80
°
的时候，如图可知在+100
°
和-100
°
的时候发光强度最强，即α＝80
°
的时候，反射面309反射的光的光轴在反射面309组成的圆锥的轴心夹角为100
°
的一个圆锥面上。
60.如图12所示，当圆锥的锥角α＝100
°
的时候，如图可知在+128
°
和-128
°
的时候发光强度最强，即α＝100
°
的时候，反射面309反射的光的光轴在反射面309组成的圆锥的轴心夹角为128
°
的一个圆锥面上。
61.根据图11与图12可知，反射面309反射的光的光轴在反射面309组成的圆锥的轴心夹角在100
°-
128
°
的时候，反射面309反射的光位于反光杯出光口和底部之间，此时反光杯出光口出射的光最均匀、效果最好。
62.如图13所示，根据反复试验后得到一种优选的实施方式是，当圆锥的锥角α＝86
°
的时候，此时在+106
°
和-106
°
的时候发光强度最强，即在此位置的时候反射面309反射的光的光轴在反射面309组成的圆锥的轴心夹角为106
°
的一个圆锥面上。
63.以上对本发明的数个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。