光导部件、光学组件及照明和/或信号指示设备的制作方法

本发明涉及照明及信号指示领域，尤其涉及一种光导部件、光学组件及照明和/或信号指示设备。

背景技术：

照明装置和信号指示装置广泛应用于人们生产生活的各个方面，例如机动车辆的车灯、路灯、广告灯等等。随着人们个性化需求的发展，对于照明装置和信号指示装置的视觉效果有了越来越丰富的要求。而且由于灯具设计对于空间紧凑性的追求，也期望能够采用相对简单的结构来实现多种照明或信号指示功能。在照明和信号指示装置中，由于光导部件的光学效率高、使用方便，光导部件的应用越来越广泛，特别是在车灯中，尤其是在信号灯中。但通常现有的光导部件用于实现单一光功能，利如用于刹车灯或尾灯中等等。因此，亟需一种结构简单而又能够实现多种光功能的光导部件和光学组件。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光导部件、光学组件及照明和/或信号指示设备，其能够利用单一光导部件实现超过一种光功能且具有简单的结构。

本发明的实施例提供了一种光导部件，包括：

光入射面，用于接收第一光束入射到所述光导部件中，所述第一光束的至少一部分在所述光导部件中以全反射方式传导；

工作部，所述工作部位于所述光导部件的侧面，所述工作部包括第一工作表面，所述第一工作表面配置成将所述第一光束的至少 一部分朝向光导部件的出射面反射，经过所述第一工作表面的所述反射的光从所述出射面射出，所述光导部件的出射面与工作部分别位于光导部件的相反的两侧上，

其中，所述工作部还包括第二工作表面，所述第二工作表面用于接收第二光束入射到所述光导部件中并将所述第二光束的至少一部分引导向所述光导部件的出射面以使其从所述出射面射出。

在一实施例中，所述第一工作表面和第二工作表面相对于光导部件的光轴具有不同的倾斜角度。

在一实施例中，所述工作部包括交替布置的多个所述第一工作表面和多个所述第二工作表面。

在一实施例中，所述光导部件具有沿着光轴延伸的圆柱形状或长条形状或具有圆环形状。

本发明的实施例还提供了一种光学组件，包括：

根据如前述任一实施例所述的光导部件；

第一光源，所述第一光源用于朝向光导部件的光入射面发出第一光束；以及

第二光源，所述第二光源用于朝向光导部件的第二工作表面发出第二光束。

在一实施例中，所述光学组件还包括位于第二光源和光导部件的工作部之间的光调制单元，所述光调制单元具有光调制部，所述光调制部的形状配置成使得第二光束在平行于光导部件的光轴的面中被准直而在与光导部件的光轴垂直的面中被会聚。

在一实施例中，所述第二光束在与光导部件的光轴垂直的面中被会聚于会聚点，且所述光导部件的出射面具有凸透镜面形状，该凸透镜面在所述与光导部件的光轴垂直的面中的焦点与所述会聚点重合。

在一实施例中，所述光调制单元具有第二光束入射面和第二光束出射面，所述光调制部位于第二光束入射面和第二光束出射面之间。

在一实施例中，所述光调制部在平行于光导部件的光轴的面中 的截面为准直透镜形式的截面而所述光调制部在与光导部件的光轴垂直的面中的截面为会聚透镜形式的截面，或者，

所述光调制部在平行于光导部件的光轴的面中的截面为准直反射镜形式的截面而所述光调制部在与光导部件的光轴垂直的面中的截面为会聚反射镜形式的截面。

在一实施例中，所述光调制部包括：

中心调制部，所述中心调制部用于对所述第二光束的中心部分进行调制；和

侧向调制部，所述侧向调制部用于对所述第二光束的周侧部分进行调制，

其中，所述中心调制部在平行于光导部件的光轴的面中的截面为准直透镜形式的截面而在与光导部件的光轴垂直的面中的截面为会聚透镜形式的截面，且所述侧向调制部在平行于光导部件的光轴的面中的截面为准直反射镜形式的截面而在与光导部件的光轴垂直的面中的截面为会聚反射镜形式的截面。

在一实施例中，所述光调制单元还包括预准直部，所述预准直部位于所述第二光源和所述光调制部之间，所述预准直部在与光导部件的光轴垂直的面中的截面为准直透镜形式的截面。

在一实施例中，所述光调制单元在预准直部和所述中心调制部之间设有与光导部件的光轴垂直的通孔，所述中心调制部由所述通孔的孔壁形成且其在平行于光导部件的光轴的面中的截面是菲涅耳准直透镜形式的截面。

在一实施例中，所述第二光束出射面设有第三工作表面，所述第三工作表面与光导部件的第二工作表面彼此平行且一一对应。

在一实施例中，所述光学组件还包括位于所述光调制单元和所述光导部件的工作部之间的光导向部，所述光导向部在朝向所述光导部件的工作部的一侧上设有第三工作表面，所述第三工作表面与光导部件的第二工作表面彼此平行且一一对应。

在一实施例中，所述第一光束和第二光束具有不同的光波长。

在一实施例中，所述光学组件具有第一工作状态和第二工作状 态，在所述第一工作状态中，所述第一光源接通且第二光源关断，在所述第二工作状态中，所述第一光源关断且第二光源接通。

在一实施例中，所述光学组件还具有第三工作状态，在所述第三工作状态中，所述第一光源和第二光源都接通。

在一实施例中，所述光学组件包括多个所述第二光源以及分别与多个所述第二光源对应的多个所述光调制单元，且所述多个第二光源能够被分别接通。

在一实施例中，所述光学组件具有驱动单元，所述驱动单元用于驱动第一光源和第二光源以便实现：

第一模式，在所述第一模式中，仅仅第一光源接通以便执行第一照明和/或信号指示功能；和

第二模式，在所述第二模式中，一个或多个所述第二光源选择性地接通以便执行动态的第二照明和/或信号指示功能。

在一实施例中，所述驱动单元还用于驱动第一光源和第二光源以便实现第三模式，在第三模式中，所述第一光源以及一个或多个所述第二光源被接通，以便执行第三照明和/或信号指示功能。

本发明的实施例还提供了一种照明和/或信号指示设备，包括：

如前述任一实施例所述的光学组件。

在一实施例中，所述照明和/或信号指示设备还包括远光照明模块，所述光学组件围绕所述远光照明模块布置，且所述光导部件的出射面朝向的方向与所述远光照明模块的远光光束的出射方向一致。

借助于本发明的上述至少一个实施例中所述的光导部件、光学组件及照明和/或信号指示设备，能够以简单的结构来实现两种不同性质的光功能以改善照明效果。

附图说明

图1示意性地示出根据本发明的一实施例的光学组件在平行于光导部件的光轴的平面中的俯视图；

图1a示出图1所示的光学组件的局部放大图；

图2示意性地示出根据本发明的一实施例的光学组件在与光导部件的光轴垂直的平面中的剖视图；

图3示意性地示出根据本发明的一实施例的具有多个光调制单元的光学组件；

图4示意性地示出根据本发明的另一实施例的具有多个光调制单元的光学组件；

图5示意性地示出根据本发明的又一实施例的具有多个光调制单元的光学组件；以及

图6示意性地示出根据本发明一实施例的照明和/或信号指示装置。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明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。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

根据本发明的总体构思，提供了一种光导部件，包括：光入射面，用于接收第一光束入射到所述光导部件中，所述第一光束的至少一部分在所述光导部件中以全反射方式传导；工作部，所述工作部位于所述光导部件的侧面，所述工作部包括第一工作表面，所述第一工作表面配置成将所述第一光束的至少一部分朝向光导部件的出射面反射，经过所述第一工作表面的所述反射的光从所述出射面射出，所述光导部件的出射面与工作部分别位于光导部件的相反的两侧上，其中，所述工作部还包括第二工作表面，所述第二工作表面用于接收第二光束入射到所述光导部件中并将所述第二光束的至少一部分引导向所述光导部件的出射面以使其从所述出射面射出。

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。

本发明的实施例提供了一种光导部件10，如图1所示。该光导 部件10包括：光入射面11，用于接收第一光束21入射到所述光导部件10中，所述第一光束21的至少一部分(例如全部或一部分)在所述光导部件10中以全反射方式传导；工作部12，所述工作部12位于所述光导部件10的侧面。图1a是图1中的a部分(由虚线框标出)的局部放大图。如图1a所示，所述工作部12包括第一工作表面121和第二工作表面122。所述第一工作表面121配置成将所述第一光束21的至少一部分(例如全部或一部分)朝向光导部件10的出射面13反射以使得经过所述第一工作表面121的所述反射的光从所述出射面13射出，例如其在所述出射面13上的入射角不满足全反射条件。所述光导部件10的出射面13与工作部12分别位于光导部件10的相反的两侧上。所述第二工作表面122用于接收第二光束22入射到所述光导部件10中并将所述第二光束22的至少一部分(例如全部或一部分)引导向所述光导部件10的出射面13以使其从所述出射面13射出。

本申请中所述的光导部件，是指主要以全反射方式使光在其内部进行传输的导光部件。其可以具有各种形状，例如圆柱形(可称为导光棒)、长条形(可称为导光条、灯条)、板形(可称为导光板)、环形(可称为导光环)等等。由于主要采用全反射方式进行传输，光导部件的光学效率高，光损失小。在光导部件中，通常要求入射光在光导的外壁处满足全反射条件，但是，当希望光导部件内部的光从指定位置射出时，则需要破坏光在该位置的全反射条件。例如在上述实施例中，第一工作表面121的设置，正是为了破坏光在出射面13处的全反射条件。本领域技术人员应当理解，全反射条件主要包括：光从高折射率介质向低折射率介质入射且光的入射角大于全反射临界角，而全反射临界角又由界面(如出射面13)两边的介质折射率决定。因此，可以通过根据光导部件的折射率以及第一光束21在光导部件10中的传播方向来选择第一工作表面121的方向，从而实现经过第一工作表面121的光在出射面13的出射。

在上述实施例中，光导部件10的工作部12上设有两种工作表面，即第一工作表面121和第二工作表面122，它们分别对于第一光 束21和第二光束22进行引导，因而可以用于实现不同的光功能。而且，由于第一光束21和第二光束22的来源和性质的不同，还可以实现功能差异比较大的两种光功能，例如第一光束21用于信号指示灯，第二光束22用于道路照明。

在一示例中，第一工作表面121和第二工作表面122可以相对于光导部件10的光轴30具有不同的倾斜角度。这可以更好地适应于分别对于第一光束21和第二光束22进行引导。

在一示例中，如图1所示，工作部12包括交替布置的多个所述第一工作表面121和多个所述第二工作表面122。这有助于实现更大面积的光出射。作为示例，所述光导部件10可以具有沿着光轴延伸的圆柱形状或长条形状或具有圆环形状，也可以具有任何其它形状。

本发明的实施例提供了一种光学组件100，如图1和图1a所示。该光学组件100包括：如上述任一实施例所述的光导部件10；第一光源41，所述第一光源41用于朝向光导部件10的光入射面11发出第一光束21；以及第二光源42，所述第二光源42用于朝向光导部件10的第二工作表面122发出第二光束22。如果仅仅从实现多种功能的角度考虑，第二工作表面122可以直接接收来自第二光源42的第二光束22，第一光束21和第二光束22分别执行不同的光功能。

然而，作为示例，为了强化第二光束22的出射效果，可以在第二光源42和光导部件10的工作部12之间设置光调制单元50。该光调制单元50具有光调制部60，所述光调制部60的形状配置成使得第二光束22在平行于光导部件10的光轴30的面中被准直而在与光导部件10的光轴30垂直的面中被会聚。第二光束22在平行于光导部件10的光轴30的面中被准直，可以使第二光束22在进入光导部件10时在沿着光轴30的方向上分布更为均匀。而第二光束22在与光导部件10的光轴30垂直的面中被会聚可以使第二光束22的能量在与光导部件10的光轴30垂直的方向上分布更为集中，有助于提高输出光强。

图2给出了第二光束22在与光导部件10的光轴30垂直的面中被调制的示例。在该示例中，第二光束22在与光导部件10的光轴 30垂直的面中被会聚于会聚点70。而所述光导部件10的出射面13具有凸透镜面形状，该凸透镜面在所述与光导部件10的光轴30垂直的面中的焦点70’与所述会聚点70重合。该焦点70’与所述会聚点70重合，意味着，该出射面13将对射入光导部件10中的第二光束22起准直作用，这可以使第二光束22在从出射面13射出后能够具有更长的照射距离。这可以使第二光束22在从光导部件10的出射面13出射时的光强在沿轴线30方向上(例如水平方向)均匀分布而在与轴线30垂直的方向上(例如竖直方向)集中于轴线30附近。这种出射光束尤其适合于进行距离较远的照明，如作为机动车辆上的附加的远光灯。而第一光束21由于是被第一工作表面121反射出出射面13，其出射光能不及第二光束22集中，例如可以用于信号指示灯，如机动车辆上的泊车灯、刹车灯、视宽灯等等。

在一示例中，所述光调制单元50具有第二光束入射面51和第二光束出射面52，所述光调制部60可以位于第二光束入射面51和第二光束出射面52之间。作为示例，光调制部60可以采用透射方式来实现，即光调制部60在平行于光导部件10的光轴30的面中的截面可以为准直透镜形式的截面而所述光调制部60在与光导部件10的光轴30垂直的面中的截面可以为会聚透镜形式的截面。或者，光调制部60可以采用反射方式来实现，例如图4和图5所示，即光调制部60在平行于光导部件的光轴的面中的截面为准直反射镜形式的截面而所述光调制部在与光导部件的光轴垂直的面中的截面为会聚反射镜形式的截面。准直透镜、会聚透镜的形式是本领域技术人员所已知的，例如可以由合适光焦度的凸透镜轮廓来实现。准直反射镜和会聚反射镜的形式也是本领域技术人员所已知的，例如可以由合适光焦度的凹面镜轮廓来实现。需要说明的是，由于光调制部60在两个相互垂直的方向上对光作用的效果有所不同，因此，其即使均采用凸透镜或凹面镜的轮廓，在与光轴30垂直的平面中的光焦度和在平行于光轴30的平面中的光焦度也可能不同，例如，在与光轴30垂直的平面中的光焦度可以大于在平行于光轴30的平面中的光焦度。光调制部60的具体轮廓，可以根据诸如光调制单元的厚度 和从第二光束入射面51至光导部件10的工作部12的距离以及出射面13的形状的因素来进行设计。

在一示例中，如图1所示，所述光调制部60可以包括：中心调制部61和侧向调制部62。所述中心调制部61用于对所述第二光束22的中心部分进行调制。所述侧向调制部62用于对所述第二光束22的周侧部分进行调制。其中，所述中心调制部61在平行于光导部件10的光轴30的面中的截面为准直透镜形式的截面而在与光导部件10的光轴30垂直的面中的截面为会聚透镜形式的截面，且所述侧向调制部62在平行于光导部件10的光轴30的面中的截面为准直反射镜形式的截面而在与光导部件10的光轴30垂直的面中的截面为会聚反射镜形式的截面。

在一示例中，所述光调制单元50还可以包括预准直部53，所述预准直部53位于所述第二光源22和所述光调制部60之间，所述预准直部53在与光导部件10的光轴30垂直的面中的截面为准直透镜形式的截面。采用预准直部53的结构，可以使得第二光束22到达光调制部60时在与光导部件10的光轴30垂直的面中更趋近于平行光，这可以适当地减小光调制部60在与光导部件10的光轴30垂直的面中的光焦度，有助于简化设计。在这种情况下，理想地，光调制部60可以在与光导部件10的光轴30垂直的面中和在平行于光导部件10的光轴30的面中具有相近的光焦度。作为示例，为了使结构更为紧凑，预准直部53可以与第二光束入射面51设计成一体，例如，第二光束入射面51本身可以具有预准直功能。

在一示例中，所述光调制单元50在预准直部53和所述中心调制部61之间设有与光导部件10的光轴30垂直的通孔54，所述中心调制部61由所述通孔54的孔壁形成且其在平行于光导部件的光轴的面中的截面是菲涅耳准直透镜形式的截面。这种结构可以减小制造工艺上的难度。

在一示例中，第二光束出射面52设有第三工作表面55，如图1a所示。所述第三工作表面55与光导部件10的第二工作表面122彼此平行且一一对应。借助于与第二工作表面122相对应的第三工 作表面55，可以使得第二光束22经过第三工作表面55和第二工作表面122两次折射之后仍基本上保持原有的行进方向来进入光导部件10。这对于第二光束22的方向的控制十分有利。但第三工作表面55并不是必须的，例如也可以不设置第三工作表面55，在这种情况下，进入光导部件10中的第二光束22的行进方向可能将会有所偏转。

在另一示例中，所述光学组件100可以包括位于所述光调制单元50和所述光导部件10的工作部12之间的光导向部80，如图4所示，所述光导向部80在朝向所述光导部件10的工作部的一侧上设有第三工作表面55，所述第三工作表面55与光导部件10的第二工作表面122彼此平行且一一对应。也就是说，替代在第二光束出射面52上设置第三工作表面55，而将第三工作表面55设置于与光调制单元50分立的光导向部80上。这种方式尤其适合于采用反射形式的光调制部60的光调制单元50。

图4和图5给出的实施例与图1和图3所示的实施例的主要区别在于，利用了纯反射形式的光调制部60代替了具有中心调制部61和侧向调制部62的光调制部60的结构。其中，在图4中，光调制部60采用了曲面反射镜的形式。在图4和图5的实施例中，光调制部60在平行于光导部件的光轴的面中的截面为准直反射镜形式的截面而所述光调制部在与光导部件的光轴垂直的面中的截面为会聚反射镜形式的截面。作为示例，第二光束22在光调制部60处的反射均为全反射，以提高光学效率。

在一示例中，所述第一光束21和第二光束22可以具有不同的光波长。即第一光源41和第二光源42的发光颜色可以不同。这可以更为清楚地区分第一光束21和第二光束22所执行的不同功能。

作为示例，所述光学组件100可以具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态中，所述第一光源41接通且第二光源42关断(即仅第一光束21工作)，在所述第二工作状态中，所述第一光源41关断且第二光源42接通(即仅第二光束22工作)。在一示例中，所述光学组件100还可以具有第三工作状态，在所述第三 工作状态中，所述第一光源41和第二光源42都接通(即第一光束21和第二光束22同时工作)。上述第一光束21和第二光束22的组合，可以使光学组件100实现多种光功能。

在一示例中，所述光学组件100可以包括多个所述第二光源42以及分别与多个所述第二光源42对应的多个所述光调制单元50，如图3-5所示，且所述多个第二光源42能够被分别接通。通过独立地控制接通多个第二光源42，可以实现动态的显示效果，例如顺序地逐个接通和关断第二光源42，可以使第二光束22的出射动态变化。作为示例，第二光源42的接通和关断可以通过编程来进行，甚至还可以显示随时间连续变化的动态信息。

在一示例中，光学组件100还可以具有驱动单元，所述驱动单元用于驱动第一光源41和第二光源42以便实现：第一模式和第二模式，在所述第一模式中，仅仅第一光源41接通以便执行第一照明和/或信号指示功能；在所述第二模式中，一个或多个所述第二光源42选择性地接通以便执行动态的第二照明和/或信号指示功能。以这种方式，通过驱动单元可以方便地实现光学组件100的两种工作模式的互换，以丰富照明和/或信号指示的效果。

作为示例，所述驱动单元还可以用于驱动第一光源41和第二光源42以便实现第三模式，在第三模式中，所述第一光源41以及一个或多个所述第二光源42被接通，以便执行第三照明和/或信号指示功能。通过将上述两种工作模式进行选择性的组合，可以形成第三种工作模式，这能够更加充分地利用光学组件100的潜能来实现更多的功能。

作为示例，光导部件10可以与光调制单元50由分立的部件构成，但是本发明不限于此，例如，光导部件也10可以与光调制单元50一体形成。

本发明的实施例提供了一种照明和/或信号指示设备1000包括如上所述任一实施例的光学组件100。作为示例，如图6所示，照明和/或信号指示设备1000还可以包括远光照明模块90，所述光学组件100可以围绕所述远光照明模块90布置，且所述光导部件10的 出射面13朝向所述远光照明模块90的远光光束的出射方向布置。这样，从光导部件10的出射面13射出的光束的方向与远光照明模块10的远光光束的出射方向大致相同。例如，光导部件10的出射面13与远光照明模块90的远光光束大致垂直。图6示出的是该照明和/或信号指示设备1000的正视图，即观察者迎着远光照明模块90的出光方向观察所得到的视图。在这种情况下，例如，当远光照明模块90接通发出远光照明光束时，光学组件100可以启动第二光源42以发出第二光束22实现附加的远光照明功能，而当远光照明模块90不发出远光照明光束时，光学组件100可以启动第一光源41以发出第一光束21实现诸如泊车灯等信号指示功能。在图6所示的实施例中，光导部件10具有环形，作为示例，在光导部件的与出射面13相反的一侧上也可以相应地设置有如前述实施例所述的光调制单元50，该光调制单元50可以独立地设置，也可以与远光照明模块90集成在一起。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。

虽然本发明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，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。