本发明涉及照明领域,尤其涉及一种导光体及具有该导光体的车灯装置。
背景技术
目前汽车信号灯领域led光源的应用比较广泛,但当实现复杂的线性造型时,led光源解决方案会出现pcb设计复杂、空间限制较多、散热设计复杂等系列问题。
激光光源,因其特有的高亮度、高现线性的特性为前照灯的造型设计带来更多的可能性。在信号灯造型设计越来越多样化的当下,利用激光光源不仅能实现复杂的三维立体图形,比如圆锥面、椭圆锥面、自由曲面,更能节省灯具内部的设计空间,减少pcb板、散热器、接插件等,成为了现代车灯造型设计的一大趋势。然而,也正由于激光光源的高亮度的特性,使其在使用过程中对人眼可能造成一定的伤害,故,如何确保激光光源呈现具有一定亮度的复杂的三维图案的同时又能使激光光源均匀分布,避免其高强度所产生的伤害成为了目前备受关注的问题。
因此,需要提供一种用于激光的车灯装置通过简单的内部结构设计实现复杂的三维立体图案的呈现,同时确保高亮度的激光光源的均匀分布。
技术实现要素:
为了克服上述技术缺陷,本发明的目的在于提供一种导光体,结构简单,能呈现复杂的三维立体图案,并且使出射光源均匀分布,形成的图案明暗度一致。
本发明提供了一种导光体,面向一光源而设,所述导光体呈圆锥体,且所述导光体具有耦合部和导光部,所述耦合部用于放大所述光源发出的光束;所述导光部用于传导经所述耦合部放大后的光束;
所述耦合部包括第一反射面和第二反射面;
所述第一反射面为所述耦合部内表面,所述第二反射面为所述耦合部外表面;
所述导光部包含第一反射面的延伸面,第二反射面的延伸面及出光耦合面;
其中,所述出光耦合面及为所述导光部内表面;
所述光源发出的光束依次经所述第一反射面、第二反射面、第一反射面的延伸面、第二反射面全反射;经所述出光耦合面破坏全反射后,所述光束自所述出光耦合面射出,形成与所述出光耦合面形状匹配的配光图形。
优选地,所述光源为激光光源。
优选地,所述出光耦合面沿远离所述耦合部的方向成螺旋形向外扩散,形成沿远离所述耦合部的方向成螺旋形向外扩散的配光图形。
优选地,所述出光耦合面与所述导光体的装配方式包含但不限于插接连接、卡扣扣合、螺钉连接等。
优选地,所述导光体中心进一步配有第一遮光单元;所述第一遮光单元的外表面为第三反射面,所述光束在所述第三反射面和所述第二反射面的延伸面内多次反射后,自所述出光耦合面射出。
优选地,所述第一遮光单元与所述导光体的装配方式包含插接、卡扣、螺钉、喷涂中的一种或多种。
优选地,所述导光体的边缘进一步配有第二遮光单元;所述第二遮光单元面向所述导光体内部的面为第四反射面,所述第四反射面反射出射到所述导光体边缘的光束,使所述光束返回到导光体内。
优选地,所述第一反射面、第二反射面、第一反射面的延伸面、第二反射面的延伸面为曲面,沿着所述导光体的中心线对称设置。
本发明还提供了一种车灯装置,包含如上所述的导光体和光源,所述车灯装置配有安装部,所述安装部用于安装所述导光体。
与现有技术相比较,本发明的技术优势在于:
1.采用激光作为车灯装置的光源;
2.通过简单的结构实现复杂的三维立体配光图形;
3.内置反射面和遮光单元,使具有高亮度的激光光源实现由中心到边缘的均匀分布。
附图说明
图1为符合本发明实施例中的导光体的前段剖视图;
图2为符合本发明实施例中的导光体的正视图;
图3为符合本发明实施例中的导光体的侧视图;
图4为符合本发明实施例中的导光体点亮效果图。
附图标记:
1-第一反射面
2-第二反射面
3-第一反射面的延伸面
4-第二反射面的延伸面
5-出光耦合面
6-第一遮光单元
7-第二遮光单元
具体实施方式
参阅图1,为符合本发明实施例中的导光体的前段剖视图。如图1所示,本发明提供的一圆锥形玻璃材质的导光体,该导光体由耦合部和导光部两部分组成。耦合部用于放大光束,导光部用于传导经耦合部放大后的光束。其中,耦合部包括第一反射面1和第二反射面2。第一反射面1为耦合部的内表面,第二反射面2为耦合部的外表面。第一反射面1和第二反射面2呈曲面状,且第一反射面1、第二反射面2、第一反射面的延伸面3和第二反射面的延伸面。耦合部的内表面延伸到导光部形成第一反射面的延伸面3,耦合部的外表面延伸到导光部形成第二反射面的延伸面4。此外,导光部的外表面还包含出光耦合面5。出光耦合面5为能够破坏全反射,并具有一定形状的出光面。该出光耦合面5可以是蚀刻或电火花皮纹、微小鱼眼结构、微小条结构,也可以是喷涂反射材料的。
当激光光源射出的光束进入耦合部时,先入射到第一反射面1上,光源经第一反射面1全反射反射到第二反射面2,光束沿光源中心轴线360°全反射并扩束;当光束被反射到第二反射面2上后,经第二反射面2第二次全反射射入导光部,经第二反射面2全反射后的光束的出射角度被进一步扩束,光束在耦合部中实现均匀发散耦合,相互层叠地进入导光体的导光部。
当光束经第二反射面2全反射进入导光体后,光束出射到第一反射面的延伸面3上,第一反射面的延伸面3全反射光束。
当光束被第一反射面的延伸面3全反射到第二反射面的延伸面4上时,光束经第二反射面的延伸面4的全反射再次回到导光部内的第一反射面的延伸面3上,继续经第一反射面的延伸面3反射。
当光束被第一反射面的延伸面3全反射到导光部的出光耦合面5时,光束自出光耦合面5射出,形成与出光耦合面5形状匹配的配光图形。
图2为符合本发明实施例中的导光体的正视图;图3为符合本发明实施例中的导光体的侧视图。参阅图2和图3,本发明所提供的导光体为一种圆锥体玻璃材质的导光体,导光体的侧面设有多个出光耦合面5和多个第二反射面的延伸面4。多个出光耦合面5和第二反射面的延伸面4沿远离导光体耦合部的方向成螺旋形向外扩散,交错分布,从而形成沿远离导光体耦合部方向成螺旋形向外扩散的配光图形。
如图2所示,由于激光光源的高亮度成为人眼视觉安全的隐患,因此在本发明提供的导光体的中心和边缘还分别装配有第一遮光单元6和第二遮光单元7。第一遮光单元6和第二遮光单元7均为独立于导光体的光学单元,该光学单元可以通过多种装配方式集成于导光体,如插接连接、卡扣扣合、螺钉连接等。此外,还可以采用局部喷涂防护材料的工艺将第一遮光单元6和/或第二遮光单元7集成于导光体上。其中,喷涂的防护材料可以根据激光光源的能量等级进行相应的选择,一般可选择塑料、油漆和金属。当第一遮光单元6的外表面和第二遮光单元7的内表面采用的防护材料为金属性反射材料时,定义第一遮光单元6的外表面为第三反射面,第二遮光单元7的内表面为第四反射面。
当激光的光束经第二反射面的延伸面全反射到第一遮光单元6的第三反射面上时,部分光束经第三反射面反射到出光耦合面5射出;部分光束经第三反射面再次反射到第二反射面的延伸面4上,且在第三反射面和第二反射面的延伸面4内经多次反射后,最后自出光耦合面5射出,点亮螺旋形的配光图形。当激光的光束出射或经反射到第二遮光单元7的第四反射面时,光束经第四反射面反射重新折返到导光体内部,最后自出光耦合面5射出,点亮螺旋形的配光图形。由于第一遮光单元6和第二遮光单元7的装配,能够有效均匀化激光光源的高亮度,避免激光光源出射的光束对人眼造成的视觉安全的隐患。激光光源出射的光束进入导光体后,经导光体内的第一反射面1、第二反射面2、第一反射延伸面3、第二反射延伸面4、第三反射面及第四反射面的多次连续反射,实现增加点亮出光耦合面5形成的配光图形的整体亮度的同时,该激光光源出射的光束在导光体内实现从导光体中心到导光体边缘的均匀分布。
参阅图4,为符合本发明实施例中的导光点亮效果图。结合图2、图3和图4,激光光源出射的光束进入玻璃圆锥导光体的耦合部,经耦合部的第一反射面1和第二反射面2两次全反射,该激光光束沿光源中心轴线360度全反射并扩束,经过两次连续的扩束后,该激光光束得以发散耦合,均匀地进入导光体的导光部。进入导光体后的光束经第一反射延伸面3、第二反射延伸面4、第一遮光单元6的第三反射面及第二遮光单元7的第四反射面的多次连续反射后,在导光体内实现由中心到边缘的均匀分布,最后自破坏全反射作用的出光耦合面5射出,点亮由出光耦合面5与第二反射延伸面4沿远离耦合部方向螺旋状扩散且交错分布而形成的螺旋形的三维配光图形。
本发明提供的导光体通过在导光体内设置耦合部和导光部两个简单的结构使具有高亮度的激光光源的出射光束经第一反射面1、第二反射面2、第一反射延伸面3、第二反射延伸面4、第三反射面及第四反射面的多次连续反射扩散后,在导光体内实现由中心到边缘的均匀分布,从而最终呈现出明暗均匀的三维立体配光图形,该导光体既有助于出射光束实现复杂的三维立体配光图形,又能避免激光光源的高亮度对人眼造成的伤害,呈现的图案明暗均匀,具有良好的视觉效果。
应当注意的是,本发明的实施例有较佳的实施性,且并非对本发明作任何形式的限制,任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例,但凡未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。