专利名称:均匀发光结构以及采用该发光结构的照明装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种均匀发光结构以及采用发光结构的照明装置。均匀发光结构包括点光源、以及沿同一轴线设置的透射透镜、偏散透镜和散射透镜，其中，散射透镜具有平行的迎光面和背光面，散射透镜的迎光面设置有多个凹点，散射透镜还具有从散射透镜的迎光面向背光面的凹陷，该凹陷大体为圆台结构，该圆台结构的侧面为等分的偶数个扇环区域，其中相邻的扇环区域为第一光滑表面和第一同心圆台阶面；以及透射透镜和偏散透镜被配置以将来自点光源的光导向散射透镜。通过上述技术方案，能够将点光源发出的光转换成面光源，且转换出的面光源兼具点状强光与均匀的光幕效果。上述均匀发光结构，整体结构简单，发光效果好，并且透镜之间配合紧密，可靠性高。
【专利说明】均匀发光结构以及采用该发光结构的照明装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及照明装置【技术领域】，特别涉及一种均匀发光结构以及采用该发光结构的照明装置。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LED)技术的发展，使其应用领域不断扩大。LED主要具有以下优点:使用寿命长、节能、光线质量高、响应快、发热小、高亮度等。LED的上述优点使得车辆照明中越来越多地开始采用LED光源。
[0003]目前在车辆照明中使用LED—般采用光导和光幕两种方式。其中，光导是应用全反射技术实现的将光控制在透明件内部的一种技术；光幕是利用全反或散射技术实现的幕布出光效果。光导技术在现有的汽车灯具中应用较多，例如奥迪前昼间灯、宝马的天使眼、奔驰的飞翼后灯等，上述技术中普遍应用LED光源配合条状导光体，形成条状的均匀出光，也有宝马尾灯的类似光板的应用，同样也是应用的LED光源配合板状的导光结构。
[0004]光幕技术在现有的车灯应用较少，大多是采用类似光幕效果的结构，比如沃尔沃的XC60尾灯，利用点状散射配合侧头的LED光源形成类似光幕效果。
[0005]现有的LED光导技术形成的效果多为条状或板状效果，不能形成面光源，而现有技术中的光幕技术形成的类似光幕的效果，由于多为侧投结构，因此光强较低，信号性不强，只能作为位置灯来实现。此外，虽然采用有机发光二极管(OLED)能够形成面光源，然而OLED形成的面光源成本昂贵且环境条件要求苛刻。
[0006]针对上述问题，现有技术中尚无良好解决方案。
实用新型内容
[0007]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种均匀发光结构以及采用该发光结构的照明装置，以提供具有较高光强的面光源。
[0008]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0009]—种均匀发光结构，所述均匀发光结构包括点光源、以及沿同一轴线设置的透射透镜、偏散透镜和散射透镜，其中，所述散射透镜具有平行的迎光面和背光面，所述散射透镜的迎光面设置有多个凹点，所述散射透镜还具有从所述散射透镜的迎光面向背光面的凹陷，该凹陷大体为圆台结构，该圆台结构的侧面为等分的偶数个扇环区域，其中相邻的扇环区域为第一光滑表面和第一同心圆台阶面；以及所述透射透镜和所述偏散透镜被配置以将来自所述点光源的光导向所述散射透镜。
[0010]进一步的，所述透射透镜，被配置以将来自所述点光源的光转为平行光并导向位于所述圆台结构顶部的散射透镜透射部。
[0011]进一步的，所述透射透镜为抛物面透镜或菲涅尔透镜。
[0012]进一步的，所述偏散透镜为管状，套接于所述透射透镜外部，该偏散透镜被配置以使来自所述点光源的光从其内表面入射并在其外表面发生全反射；以及所述偏散透镜的背光端部具有对应于所述散射透镜的所述圆台结构的结构，以适于使所述偏散透镜与所述散射透镜配合连接。
[0013]进一步的，所述偏散透镜的迎光端部为抛物面。
[0014]进一步的，所述点光源为LED。
[0015]进一步的，所述圆台结构的母线与所述轴线的夹角为30° -45°。
[0016]进一步的，所述扇环区域的数量为14。
[0017]相对于现有技术，本实用新型所述的均匀发光结构具有以下优势:
[0018]本实用新型所述的均匀发光结构，从点光源发出射向圆台结构的光线可以分成两个部分，一部分光射向圆台结构顶部，另一部分光经第一光滑表面反射后射向第一同心圆台面，第一同心圆台面会将光进行横向的第一次散射，第一次散射后的光将射向散射透镜的迎光面设置的凹点进行第二次散射，经过第二次散射后的光可以形成多条条状光，多条条状光相混合会在散射透镜的背光面呈现光幕发光效果。通过本实用新型提供的均匀发光结构，能够将点光源发出的光转换成面光源，且转换出的面光源兼具点状强光与均匀的光幕效果。上述均匀发光结构，整体结构简单，发光效果好，并且透镜之间配合紧密，因此可靠性尚°
[0019]本实用新型的另一目的在于提出一种照明装置，以具有良好的照明或信号灯效果O
[0020]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0021]一种照明装置，该照明装置设置有上述的均匀发光结构。
[0022]进一步的，所述照明装置为汽车制动灯。
[0023]所述照明装置与上述均匀发光结构相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
[0024]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0025]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0026]图1为本实用新型实施例所述的均匀发光结构组成示意图；
[0027]图2为本实用新型一个实施例所述的均匀发光结构剖视图；
[0028]图3为本实用新型另一个实施例所述的均匀发光结构剖视图；
[0029]图4a为本实用新型实施例所述的均匀发光结构中偏散透镜结构示意图；
[0030]图4b为图4a中C-C截面示意图；
[0031]图4c为图4a中所示的偏散透镜的俯视图；以及
[0032]图5为本实用新型实施例所述的均匀发光结构中散射透镜的平面图。
[0033]附图标记说明:
[0034]1-点光源，2-透射透镜，3-偏散透镜，4-散射透镜，5-凹点，31-抛物面，32-第二光滑表面，33-第二同心圆台阶面，42-第一光滑表面，43-第一同心圆台阶面，44-散射透镜透射部。
【具体实施方式】
[0035]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0036]另外，在本实用新型的实施例中所提到的“上”、“下”、“左”、“右”，是指附图中所示的“上”、“下”、“左”、“右”，上述方向的限定仅为了便于说明，与实施例的具体使用方向构成限制。
[0037]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0038]本实用新型的实施例提供了一种均匀发光结构。如图1、图2和图3所示，
[0039]本实用新型提供的均匀发光结构包括点光源1、以及沿同一轴线设置的透射透镜2、偏散透镜3和散射透镜4，其中，
[0040]所述散射透镜4具有平行的迎光面(即图中散射透镜4的下表面)和背光面，所述散射透镜4的迎光面设置有多个凹点5 (如从散射透镜4的内部看为凸点)，所述散射透镜4还具有从所述散射透镜4的迎光面向背光面的凹陷，该凹陷大体为圆台结构(如图所示，该圆台结构的底部面积大于顶部面积)，该圆台结构的侧面为等分的偶数个扇环区域，其中相邻的扇环区域为第一光滑表面42和第一同心圆台阶面43 ;以及所述透射透镜2和所述偏散透镜3被配置以将来自所述点光源I的光导向所述散射透镜4。
[0041]通过上述技术方案，从点光源I发出射向圆台结构的光线可以分成两个部分，一部分光射向圆台结构顶部，另一部分光经第一光滑表面42反射后射向第一同心圆台面43，第一同心圆台面43会将光进行横向的第一次散射，第一次散射后的光将射向散射透镜4的迎光面设置的凹点5进行第二次散射，经过第二次散射后的光可以形成多条条状光，多条条状光相混合会在散射透镜4的背光面呈现光幕发光效果。通过本实用新型提供的均匀发光结构，能够将点光源发出的光转换成面光源，且转换出的面光源兼具点状强光与均匀的光幕效果。上述均匀发光结构，整体结构简单，发光效果好，并且透镜之间配合紧密，因此可靠性高。
[0042]在实施例中，透射透镜2可以被配置以将来自所述点光源I的光转为平行光并导向位于所述圆台结构顶部的散射透镜透射部44 ;所述透射透镜2垂直于所述轴线的截面可以为圆形。为了将点光源I的一部分光转为平行光，在实施例中可以选择抛物面透镜(如图2所示)或菲涅尔透镜(如图3所示)作为透射透镜2。
[0043]在实施例中，偏散透镜3可以为管状结构，套接于透射透镜2外部，该偏散透镜3可以被配置以使来自点光源I的光从其内表面入射并在其外表面发生全反射。偏散透镜3的背光端部可以具有对应于散射透镜4的圆台结构的结构，以适于使偏散透镜3与所述散射透镜4配合连接。在上述实施例中，偏散透镜3的背光端部形状与散射透镜4的凹陷相对应，同样大体为圆台结构(图中偏散透镜3的上部)，该圆台结构的侧面为等分的偶数个扇环区域，其中相邻的扇环区域的为第二光滑表面32和第二同心圆台阶面33。
[0044]通过上述技术方案，本实用新型所述的均匀发光结构，将点光源I发出的光分成两个部分，利用透射透镜2将点光源I的一部分光转为平行光射向散射透镜4的背光面获得点状强光，利用管状的偏散透镜3将点光源I的另一部分光经过在偏转透镜3内部的全反射后射向第一光滑表面42，该部分光经第一光滑表面42反射后射向第一同心圆台面43，第一同心圆台面43会将光进行横向的第一次散射，第一次散射后的光将射向散射透镜4的迎光面设置的凹点5进行第二次散射，经过第二次散射后的光可以形成多条条状光，多条条状光相混合会在散射透镜4的背光面呈现光幕发光效果。
[0045]在实施例中，点光源I可以选择任意具有一定光强的点光源，例如灯泡，优选地，在本实用新型中选择LED作为点光源I。
[0046]在实施例中，可以根据透光及使用强度要求对透镜的材料进行选择，例如透射透镜2、偏散透镜3和散射透镜4的材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。为了提高强度，在实施例中透射透镜2和偏散透镜3可以为一体成型结构。如图2和图3所示，透射透镜2和偏散透镜3可以是剖面为“H”形的一体结构。
[0047]下面接着结合图4a-图4c对偏散透镜3的具体结构以及其结构对来自点光源I的入射光的影响进行详细描述。如图4a_图4c所示，偏散透镜3的迎光端部(图中偏散透镜3的下部)为抛物面31。来自点光源I的光可以倾斜与轴线从偏散透镜3的内侧壁入射到抛物面31和偏散透镜3的外侧面，然后在抛物面31和偏散透镜3的外侧面发生全反射后射向位于偏散透镜3上部圆台结构的第二光滑表面32 (或称为偏转表面，因为光线将在此被偏转)。
[0048]为了在圆台结构的第二光滑表面32实现全反射以减少光损失，优选地，可以使圆台结构的母线与所述轴线的夹角为30° -45°中的角度，例如，30°、40°、45°等。第二光滑表面32将光偏转后射向与其相对的第二同心圆台阶面33。如图4c所示，圆台结构的侧面为等分的偶数个扇环区域，且相邻的扇环区域分别为第二光滑表面32和第二同心圆台阶面33。因此，每个第二光滑表面32的180°方向为与其对应的第二同心圆台阶面33。光线经过第二光滑表面32反射后射向第二同心圆台阶面33，并经过第二同心圆台阶面33的花纹横向扩散。
[0049]在上述实施例中，第一光滑表面42 (或第二光滑表面32)和第一同心圆台阶面43(或第二同心圆台阶面33)的个数都为奇数个，例如，1、3、5、7、9等。根据发明人实测，当第一光滑表面42 (或第二光滑表面32)和第一同心圆台阶面43 (或第二同心圆台阶面33)的个数都为7个，即扇环区域的数量为14时，本实用新型提供的均匀发光结构的使用效果最好。
[0050]上述实施例中对偏散透镜3的圆台结构以及光线作用原理进行了描述。散射透镜4具有与偏散透镜3相同的圆台结构，因此，其结构及光线作用原理可参照以上描述。
[0051]图5为本实用新型实施例所述的均匀发光结构中散射透镜4的平面图。如图5所示，本实用新型实施例中的散射透镜4的迎光面具有对应于所述偏散透镜3的圆台结构(第二光滑表面32和第二同心圆台阶面33)的结构，即图5中所示的扇环区域的第一光滑表面42和扇环区域的第一同心圆台阶面43。采用这样的结构设计能够使散射透镜4与偏散透镜3紧密配合，减少在偏散透镜3和散射透镜4之间光的损失。在实施例中散射透镜4的背光面可以为圆形或圆环形，即图中散射透镜透射部44可以被设置也可以为空。例如当需要使散射透镜4与偏散透镜3中的空腔密封以防尘时，可以设置散射透镜投射部44。
[0052]本实用新型的实施例还提供了一种照明装置，该照明装置设置有上述的均匀发光结构。在实施例中，采用本实用新型实施例提供的均匀发光结构的照明装置可以被配置成车尾灯使用。
[0053]通过本实用新型，利用LED光源配合全反射及散射结构形成的一种类似光幕的效果，同现有的结构不同。利用菲涅尔花纹(或抛物面)将光线准直后分为两部分，一部分直接透射，一部分通过全反射结合点状的小凹点形成类似光幕的效果。其中，LED直射的光形成光幕中的光斑为点状，具有较高的亮度，光幕效果整体可以呈现类似星空的美观效果。
[0054]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种均匀发光结构，其特征在于，所述均匀发光结构包括点光源(I)、以及沿同一轴线设置的透射透镜(2)、偏散透镜(3)和散射透镜(4)，其中， 所述散射透镜(4)具有平行的迎光面和背光面，所述散射透镜(4)的迎光面设置有多个凹点(5)，所述散射透镜(4)还具有从所述散射透镜(4)的迎光面向背光面的凹陷，该凹陷大体为圆台结构，该圆台结构的侧面为等分的偶数个扇环区域，其中相邻的扇环区域为第一光滑表面(42)和第一同心圆台阶面(43);以及 所述透射透镜⑵和所述偏散透镜⑶被配置以将来自所述点光源⑴的光导向所述散射透镜⑷。2.根据权利要求1所述的均匀发光结构，其特征在于，所述透射透镜(2)，被配置以将来自所述点光源(I)的光转为平行光并导向位于所述圆台结构顶部的散射透镜透射部(44)。3.根据权利要求2所述的均匀发光结构，其特征在于，所述透射透镜(2)为抛物面透镜或菲涅尔透镜。4.根据权利要求1-3中任一项所述的均匀发光结构，其特征在于，所述偏散透镜(3)为管状，套接于所述透射透镜(2)外部，该偏散透镜(3)被配置以使来自所述点光源(I)的光从其内表面入射并在其外表面发生全反射；以及 所述偏散透镜(3)的背光端部具有对应于所述散射透镜(4)的所述圆台结构的结构，以适于使所述偏散透镜(3)与所述散射透镜(4)配合连接。5.根据权利要求4所述的均匀发光结构，其特征在于，所述偏散透镜(3)的迎光端部为抛物面(31)。6.根据权利要求1所述的均匀发光结构，其特征在于，所述点光源(I)为LED。7.根据权利要求1所述的均匀发光结构，其特征在于，所述圆台结构的母线与所述轴线的夹角为30° -45°。8.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的均匀发光结构，其特征在于，所述扇环区域的数量为14。9.一种照明装置，其特征在于，该照明装置设置有权利要求1-8中任意一项所述的均匀发光结构。10.根据权利要求9所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置为汽车制动灯。
【文档编号】F21V5-04GK204285312SQ201420738571
【发明者】刘洋, 安诺·拉法格, 孙渤林, 胥利武, 郑靖龙, 庞宏力, 朱圣银 [申请人]长城汽车股份有限公司