光照面积扩展装置及照明和/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，尤其涉及一种光照面积扩展装置及包括该照射面积扩展装置的照明和/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。随着造型设计的发展和空间成本的提高，照明装置和信号指示装置往往设计得越来越紧凑以节省空间。例如在照明装置和信号指示装置中放置诸如反光镜等部件的空间可能比较狭小。而空间的局限造成灯光的照明效果和照射面积的受限。因此，亟需一种能够对光照面积进行扩展的装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光照面积扩展装置及包括该照射面积扩展装置的照明和/或信号指示设备，其具有简单的结构并能够增大光照面积以提高点亮效果。

本发明的实施例提供了一种光照面积扩展装置，包括：

至少一个分光部，每个所述分光部具有一个或更多个透光单元和一个或更多个反光单元，所述透光单元用于接收第一入射光部分并配置成使得所述第一入射光部分透过所述分光部形成第一出射光部分，所述反光单元用于接收第二入射光部分并配置成将所述第二入射光部分反射；以及

至少一个光导向部，所述至少一个光导向部与所述至少一个分光部分别对应，所述光导向部配置成接收被与其对应的分光部上的 反光单元反射的所述第二入射光部分并将其反射以形成第二出射光部分，所述第二出射光部分与所述第一出射光部分彼此错开。

在一实施例中，所述透光单元和反光单元在所述分光部上交错排布。

在一实施例中，每个所述透光单元具有对于第一入射光部分的透射面，每个所述反光单元具有对于第二入射光部分的反射面，所述反射面相对于所述透射面倾斜。

在一实施例中，所述第一入射光部分在所述反射面上的入射角满足全反射条件。

在一实施例中，所述透射面与反射面之间的夹角在44度至60度范围内。

在一实施例中，所述透射面与所述第一入射光部分大致垂直。

在一实施例中，每个所述光导向部具有与所述反射面对应的一个或更多个光导向面，所述光导向面配置成接收并反射经过与其对应的所述反射面反射的第二入射光部分以形成所述第二出射光部分。

在一实施例中，所述光导向面与所述反射面平行。

在一实施例中，经过所述反射面反射的第二入射光部分在所述光导向面上的入射角满足全反射条件。

在一实施例中，每个所述光导向部还包括与所述透光单元的透射面对应的一个或多个间隔面，所述间隔面与所述光导向面交错分布，所述间隔面与对应的所述透射面平行。

在一实施例中，所述间隔面与所述光导向面之间的夹角在44度至60度范围内。

在一实施例中，由所述透射面和所述反射面在所述分光部上组合成的图案与所述光导向面和所述间隔面在所述光导向部上组合成的图案一致。

在一实施例中，所述至少一个分光部包括第一分光部和第二分光部，所述第一分光部和第二分光部相对于一镜像平面是镜像对称的，所述至少一个光导向部包括分别与所述第一分光部和第二分光 部对应的第一光导向部和第二光导向部，所述第一光导向部和第二光导向部相对于所述镜像平面也是镜像对称的，且所述第一光导向部和第二光导向部比所述第一分光部和第二分光部更远离所述镜像平面。

在一实施例中，所述第一分光部和所述第二分光部组合成具有v形截面的结构。

在一实施例中，所述至少一个分光部包括第一分光部和第二分光部，所述第一分光部和第二分光部在第一入射光部分的入射方向上彼此错开，所述至少一个光导向部包括分别与所述第一分光部和第二分光部对应的第一光导向部和第二光导向部，所述第一光导向部和第二光导向部在第一入射光部分的入射方向上也彼此错开。

在一实施例中，所述至少一个分光部包括中心对称的分光部，且所述至少一个光导向部包括与所述中心对称的分光部对应的中心对称的光导向部，所述中心对称的分光部和所述中心对称的光导向部具有同一对称中心轴线，且所述中心对称的光导向部比所述中心对称的分光部更远离所述对称中心轴线。

在一实施例中，所述光照面积扩展装置由实心透光材料一体形成，所述光照面积扩展装置还包括：

光入射面，所述光入射面配置成接收第一入射光部分和第二入射光部分并将所述第一入射光部分和第二入射光部分朝向分光部透射；和

至少一个光出射面，用于供所述第二出射光部分出射，所述光出射面位于所述光照面积扩展装置的与所述光入射面相反的一侧上，且每一光出射面位于一分光部和与其对应的一光导向部之间，

其中，所述分光部和与其对应的光导向部分别形成在所述光照面积扩展装置的彼此相对的表面上。

在一实施例中，所述光入射面和光出射面相互平行，且所述光入射面与所述第一入射光部分和第二入射光部分基本垂直。

在一实施例中，每个分光部和光导向部均由独立的板形成，所述光照面积扩展装置还包括固定基座，用于对各个所述独立的板进 行固定。

在一实施例中，至少一个所述透光单元和/或反光单元设置有配光结构。

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：

一个或更多个光源，用于发出光束；以及

一个或更多个根据前述任一实施例所述的光照面积扩展装置，所述光照面积扩展装置与所述光源一一对应，

其中所述光照面积扩展装置接收与之对应的光源发射的光束，所述光束包括第一入射光部分和第二入射光部分，分别入射到所述光照面积扩展装置中的透光单元和反光单元。

在一实施例中，所述的照明和/或信号指示设备还包括准直器，所述准直器配置成将由光源发出的光束进行准直并引导至所述光照面积扩展装置。

如本发明的上述至少一个实施例中所述的光照面积扩展装置及照明和/或信号指示设备，能够便捷高效地实现光照面积的扩展，节省光源及其相关的光学部件所占据的空间。

附图说明

图1示出根据本发明的一实施例的光照面积扩展装置的示意性俯视图；

图2示出根据本发明的一实施例的光照面积扩展装置的示意性立体图；

图3示出根据本发明的一实施例的光照面积扩展装置的分光部的示意性的局部放大图；

图4示出根据本发明的一实施例的光照面积扩展装置的光导向部的示意性的局部放大图；

图5示出根据本发明的另一实施例的光照面积扩展装置的示意性俯视图；

图6示出根据本发明的又一实施例的光照面积扩展装置的示意性正视图；

图7示出根据本发明的又一实施例的光照面积扩展装置的示意性俯视图；

图8示意性地示出包括根据本发明的一实施例的光照面积扩展装置的照明和/或信号指示设备；以及

图9示出根据本发明的再一实施例的光照面积扩展装置的示意性俯视图。

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，提供一种光照面积扩展装置，包括：至少一个分光部，每个所述分光部具有一个或更多个透光单元和一个或更多个反光单元，所述透光单元用于接收第一入射光部分并配置成使得所述第一入射光部分透过所述分光部形成第一出射光部分，所述反光单元用于接收第二入射光部分并配置成将所述第二入射光部分反射；以及至少一个光导向部，所述至少一个光导向部与所述至少一个分光部分别对应，所述光导向部配置成接收被与其对应的分光部上的反光单元反射的所述第二入射光部分并将其反射以形成第二出射光部分，所述第二出射光部分与所述第一出射光部分彼此错开。

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。

图1-2示意性地示出根据本发明的一实施例的光照面积扩展装置100。该光照面积扩展装置100包括：第一分光部10a和第二分光部10b，每个分光部具有一个或更多个透光单元11和一个或更多个反光单元12，所述透光单元11用于接收第一入射光部分81并配置成使得所述第一入射光部分81透过所述分光部10a、10b形成第一 出射光部分91，所述反光单元12用于接收第二入射光部分82并配置成将所述第二入射光部分82反射；以及第一光导向部20a和第二光导向部20b，第一光导向部20a和第二光导向部20b与第一分光部10a和第二分光部10b分别对应。所述第一光导向部20a和第二光导向部20b配置成接收被与其对应的第一分光部10a和第二分光部10b上的反光单元12反射的所述第二入射光部分82并将其反射以形成第二出射光部分92，所述第二出射光部分92与所述第一出射光部分91彼此错开，例如在与第一出射光部分92垂直的方向上错开。

借助于第一分光部10a和第二分光部10b上的透光单元11和反光单元12，可以将入射光分成两个部分，入射到透光单元11上的入射光部分(第一入射光部分)直接透射通过透光单元11作为第一出射光部分91从光照面积扩展装置100射出，而入射到反光单元12上的入射光部分(第二入射光部分)则被反光单元12反射到第一光导向部20a或第二光导向部20b，在被第一光导向部20a或第二光导向部20b再次反射后，作为第二出射光部分92从光照面积扩展装置100射出。

在一示例中，所述透光单元11和反光单元12在一分光部10a和第二分光部10b上交错排布。透光单元11和反光单元12的交错排布，能够使得第一出射光部分91和第二出射光部分92能够在出射方向上作为整体分布得尽可能均匀。

从图1中可以清楚地看出，原本射向光照面积扩展装置100的中间部分的入射光除去一部分继续沿原方向射出之外，另一部分则被引导至光照面积扩展装置100两边的部分，从而扩大了光照面积。

图3和图4示出了图1中的两个局部a和b的放大图。在一示例中，如图3所示，每个所述透光单元11具有对于第一入射光部分81的透射面13，每个所述反光单元12具有对于第二入射光部分82的反射面14，所述反射面14相对于所述透射面13倾斜。反射面14相对于所述透射面13倾斜，可以使得其实现不同的反射或透射功能。例如所述透射面13与反射面14之间的夹角可以在44度至60度范围内，例如可以为45度。但本发明不限于此，该夹角也可以为其它 角度值。

在一示例中，为了提高反射面14的反射效率，可以将反射面14的倾角设置成使所述第一入射光部分81在所述反射面14上的入射角满足全反射条件。本领域技术人员应当理解，所谓满足全反射条件，即该入射角需要小于全反射临界角，该全反射临界角由该反射面14两边介质的折射率决定。对于本实施例而言，要满足全反射条件还需要反射面14内侧的介质(分光部的介质)大于反射面14外侧(反光部周围的环境介质)。

在一示例中，所述透射面13与所述第一入射光部分81大致垂直，例如可以与所述第一入射光部分81成85度至95度的角度。这可以使第一出射光部分91基本上保持与第一入射光部分81相同的方向出射，易于控制其出射方向。

在一示例中，第一光导向部20a和第二光导向部20b可以具有与所述反射面14对应的一个或更多个光导向面15，所述光导向面15配置成接收并反射经过与其对应的所述反射面14反射的第二入射光部分82以形成所述第二出射光部分92。作为示例，在每个第一光导向部20a和第二光导向部20b上可以仅设置一个光导向面15，就可以实现对来自所有反射面14的第二入射光部分82的反射。

然而，也可以如图4所示那样，将所述第一光导向部20a和第二光导向部20b设置成包括与所述透光单元11的透射面13对应的一个或多个间隔面16，所述间隔面16与所述光导向面15交错分布，所述间隔面16与对应的所述透射面13平行。也就是说，将所述第一光导向部20a和第二光导向部20b设置成与透射面13平行的间隔面16和光导向面15相间分布的结构，而不是仅有单一光导向面15的结构。这种方式一方面可以进一步增大光照面积，这是因为间隔面16的存在增加了第一光导向部20a和第二光导向部20b在横向上的长度。另一方面，在光照面积扩展装置100由单一材料一体制成的情况下，这种方式还可以节约材料，节省成本。

在一示例中，所述光导向面15可以与所述反射面14平行。这可以使得第二出射光部分92与射向反射面14的第二入射光部分82 平行。但本发明的实施例不限于此，例如，如果希望第二出射光部分92与射向反射面14的第二入射光部分82具有一定的夹角而进一步扩大照射面积，也可以使所述光导向面15与所述反射面14成一定的角度。

在一示例中，为了提高光导向面15的光反射效率，也可以使经过所述反射面14反射的第二入射光部分在所述光导向面15上的入射角满足全反射条件。利用全反射，可以大幅提高光学效率，减小光照面积扩展装置100的所造成的光学损失。

在一示例中，所述间隔面16与所述光导向面之间的夹角可以设置成在44度至60度范围内，例如可以为45度。但本发明不限于此，该夹角也可以为其它角度值。

在一示例中，为了制作方便且易于保证光导向面15与反射面14的对应关系，由所述透射面13和所述反射面14在所述第一分光部10a和第二分光部10b上组合成的图案与所述光导向面15和所述间隔面16在第一光导向部20a和第二光导向部20b上组合成的图案一致。

在一示例中，如图1和2所示，第一分光部10a和第二分光部10b相对于一镜像平面30可以是镜像对称的，第一光导向部20a和第二光导向部20b相对于所述镜像平面30也是镜像对称的，且第一光导向部20a和第二光导向部20b比所述第一分光部10a和第二分光部10b更远离所述镜像平面。这种结构有助于实现位于中心的入射光向两侧均匀地扩散来扩展光照面积。

然而本发明的实施例不限于此，例如，如图5所示，光照面积扩展装置100’可以仅设置成仅具有一个分光部10和一个与之对应的光导向部20的结构，其可以实现光照面积的单向扩展。或者，作为示例，第一分光部10a和第二分光部10b以及第一光导向部20a和第二光导向部20b也可以制成非对称的，这可以用于形成非对称照射。例如，第一分光部10a和第二分光部10b可以在第一入射光部分的入射方向上彼此错开，相应地，第一光导向部20a和第二光导向部20b也可以在第一入射光部分的入射方向上彼此错开，如图9 中的光照面积扩展装置100a所示。作为示例，为了适应不同的使用要求，光照面积扩展装置还可以设置更多个分光部和光导向部(例如对应于多个不同的光照扩展方向)。

在一示例中，所述第一分光部10a和所述第二分光部10b可以组合成具有v形截面的结构。

在一示例中，如图6所示，光照面积扩展装置100”也可以包括中心对称的分光部10’以及与所述中心对称的分光部10’对应的中心对称的光导向部20’，所述中心对称的分光部10’和所述中心对称的光导向部20’具有同一对称中心轴线，且所述中心对称的光导向部20’比所述中心对称的分光部10’更远离所述对称中心轴线。这种中心对称的布置可以实现光照面积向四周扩展。在图6的示例中，光照面积扩展装置100”的整体轮廓为方形，但本发明的实施例不限于此，例如，光照面积扩展装置100”的整体轮廓也可以设置成圆形、三角形、矩形、六边形等等，以适应于光照面积向不同方向扩展的需要。

作为示例，根据本发明的实施例的光照面积扩展装置中的分光部(例如第一分光部10a、第二分光部10b或中心对称的分光部10’)和光导向部(例如第一光导向部20a、第二光导向部20b或中心对称的光导向部20’)，可以具有适应于各种光源以及光照面积扩展方向的多种形状，例如，为了适应于长条形的光导光源，可以将分光部和光导向部设置成长条形，又例如，为了适应于光照面积在圆周方向上扩展的要求，可以将分光部和光导向部的外部轮廓设置成回转体形状。

在一示例中，所述光照面积扩展装置100可以由实心透光材料一体形成，如图1-2所示。所述光照面积扩展装置100还可以包括：光入射面50，所述光入射面50配置成接收第一入射光部分81和第二入射光部分82并将所述第一入射光部分81和第二入射光部分82朝向分光部透射；和至少一个光出射面60，用于供所述第二出射光部分92出射，所述光出射面60位于所述光照面积扩展装置100的与所述光入射面60相反的一侧上，且每一光出射面60位于一分光 部和与其对应的一光导向部之间，其中，所述分光部(例如第一分光部10a或第二分光部10b)和与其对应的光导向部(例如第一光导向部分20a或第二光导向部分20b)分别形成在所述光照面积扩展装置100的彼此相对的表面上。例如，在所述光照面积扩展装置100的内侧表面和外侧表面上，如图1和2所示。

在一示例中，所述光入射面50和光出射面60可以相互平行，且所述光入射面50与所述第一入射光部分81和第二入射光部分82基本垂直。这有利于对于出射光的方向的控制。

图7示出了根据本发明的另一实施例的光照面积扩展装置100”’，其中，每个分光部(例如第一分光部或第二分光部)和光导向部(例如第一光导向部或第二光导向部)均由独立的板10a’、10b’、20a’和20b’形成，所述光照面积扩展装置100”’还包括固定基座70，用于对各个所述独立的板10a’、10b’、20a’和20b’进行固定。在图7所示的示例中，第一分光部由板10a’形成，第二分光部由板10b’形成，第一光导向部由板20a’形成，第二光导向部由板20b’形成。这种由多个独立的板形成的光照面积扩展装置100”’同样可以实现上述扩展光照面积的功能。这种方案相比于光照面积扩展装置由实体材料构成的方案，可以减少制作光照面积扩展装置所需要的材料，节约成本。

在本发明的实施例中，至少一个所述透光单元11和/或反光单元12还可以设置有配光结构。配光结构例如可以为光学条纹、花纹、金属镀层等可以用于改变光学强度分布或光学效果的结构。这些配光结构可以使得第一出射光和第二出射光呈现更为丰富的光学效果。

本发明的实施例还提供了一种照明和/或信号指示设备1000，如图8所示。该照明和/或信号指示设备1000包括：一个或更多个光源200，用于发出光束80；以及一个或更多个根据上述任一实施例所述的光照面积扩展装置100、100’、100”、100”’、100a，所述光照面积扩展装置100、100’、100”、100”’、100a与所述光源200一一对应，其中所述光照面积扩展装置100、100’、100”、100”’、100a 接收与之对应的光源200发射的光束80，所述光束80包括第一入射光部分81和第二入射光部分82，所述第一入射光部分81和第二入射光部分82分别入射到所述光照面积扩展装置100、100’、100”、100”’、100a中的透光单元11和反光单元12。

需要说明的是，照明和/或信号指示设备1000可以使用一个光照面积扩展装置100、100’、100”、100”’、100a，也可以如图8所示使用多个并排设置的光照面积扩展装置100、100’、100”、100”’、100a。多个光照面积扩展装置100、100’、100”、100”’、100a可以被组合制作成相应的模块，以提高使用的便利性。

在一示例中，照明和/或信号指示设备1000还可以包括准直器300，所述准直器300配置成将由光源200发出的光束80进行准直并引导至所述光照面积扩展装置100、100’、100”、100”’、100a。这对于点光源类型的光源尤其有益，通过准直，可以改善入射光的方向性，有助于提高光学效率和出射光的均匀性。

根据本发明的实施例的光照面积扩展装置及照明和/或信号指示设备，可以适用于各种领域，例如机动车辆的照明和/或信号指示、以及路灯、探照灯等各种灯具，能够灵活高效地实现各种形状的照明轮廓，并节约空间和成本。

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。