一种拓宽光源发光范围的导光结构及包含其的车灯和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车灯照明及信号技术领域，尤其涉及一种拓宽光源发光范围的导光结构及包含其的车灯和车辆。


背景技术：

2.现今汽车灯具光学结构设计应用中，光源与厚壁光导结合得到了广泛应用，这种结构在前灯尤其信号灯领域内有很大占比，此机构要利用导光结构对光线进行准直。常用的厚壁导光结构主要包括直射式、反射式，以及直射和反射相结合的厚壁导光结构。
3.其中光源结合准直结构通过全反射以及折射后产生平行光，并通过厚壁前方花纹的扩散达到配光的作用来满足点亮效果以及法规要求。以往设计中每一颗光源都需要单独搭配一个准直结构来把光源的光转换为平行光，每一个准直结构所覆盖的范围就是光源平行光的范围，并且在布置准直结构时，需要两个准直结构紧邻甚至相交一部分才能完全覆盖led的出光范围。
4.本技术人在先设计了一种可以拓宽光源发光范围的厚壁件结构(申请号为cn114046480a)，但是该专利中的厚壁件结构厚度较大，实际上，厚壁件受结构空间的制约，不能达到理想的厚壁深度，使点亮效果会有明显的颗粒感，为了实现连续的发光面和均匀点亮效果，需用使用多颗光源，或者尽量减少光源之间的间距，甚至要增加光源的数量，同时也要做相对比较复杂的结构来满足安装和定位的要求，尽管如此还是不能达十分均匀的灯具点亮效果，与此同时为了满足客户造型的需求，我们会根据厚壁件造型来修剪准直结构的结构和花纹面的大小区域，即每个准直结构都要切掉一部分有效收光面，这样会有一部分光线损失射散失，最终经过导光结构导出的光的光效和能量会有明显的下降，大大浪费了光源本身的能量。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中的导光结构因发光范围或者结构尺寸限制，形成连续发光面的难度较大，光源能量损失也较大的技术问题，本实用新型提供了一种拓宽光源发光范围的导光结构及包含其的车灯和车辆来解决上述问题。
6.本实用新型提出一种拓宽光源发光范围的导光结构，包括中心发光组和拓宽发光组，所述中心发光组和拓宽发光组均包含沿平行准直结构的出射方向布置的上部初级反射块和下部末级反射块，中心发光组和拓宽发光组的出光面均位于下部末级反射块，光束经对应发光组的上部初级反射块反射后经下部末级反射块反射至出光面，且中心发光组的下部末级反射块沿出光方向位于准直结构的前方，拓宽发光组具有两个下部末级反射块并沿垂直出光方向位于准直结构的两侧。
7.进一步的，所述中心发光组的上部初级反射块与下部末级反射块一一对应，每个上部初级反射块具有垂直布置的第一反射面和第二反射面，中心发光组的下部末级反射块具有第三反射面和第一出光面，光束依次经第一反射面、第二反射面、第三反射面反射至第
一出光面，第一反射面、第二反射面、第三反射面均垂直于出光方向和准直结构的出射方向共同所在的平面。
8.进一步的，所述第三反射面与第二反射面的夹角为45
°
～60
°
，第一反射面与准直结构的出射方向夹角为45
°
～60
°
。
9.进一步的，所述中心发光组的上部初级反射块正对于准直结构的出光面的平面区域占准直结构的出光面的一半。
10.进一步的，所述拓宽发光组的上部初级反射块具有垂直布置的第四反射面和第五反射面，拓宽发光组的下部末级反射块具有第六反射面和第二出光面，光束依次经第四反射面、第五反射面、第六反射面反射至第二出光面，且第四反射面和第五反射面与出光方向平行，第六反射面垂直于出光方向和准直结构的出射方向共同所在的平面。
11.进一步的，所述第六反射面与第五反射面的夹角为45
°
，第四反射面与准直结构的出射方向夹角为45
°
。
12.进一步的，所述拓宽发光组的上部初级反射块正对于准直结构的出光面的平面区域占准直结构的出光面的四分之一。
13.进一步的，每个所述上部初级反射块沿准直结构出射方向的厚度相等；每个所述下部末级反射块沿准直结构出射方向的厚度相等。
14.进一步的，所述上部初级反射块为三棱柱结构。
15.进一步的，所述拓宽发光组和中心发光组分别沿准直结构的对称平面对称布置。
16.本实用新型还提出一种车灯，包括以上所述的拓宽光源发光范围的导光结构。
17.本实用新型还提出一种车辆，包括以上所述的车灯。
18.本实用新型的有益效果是：
19.(1)本实用新型所述的拓宽光源发光范围的导光结构及包含其的车灯和车辆，利用中心发光组向光源的前方发光，拓宽发光组将光束向光源的两侧拓宽，从而改变和拓宽光源的出光方向，使相邻准直结构之间可以留有间距，并且下部末级反射块分布在准直结构的前方和两侧，从而可以使下部末级反射块与准直结构位于同一高度，既节约了光源成本，又节省了灯具内部的结构空间。
20.(2)本实用新型所述的拓宽光源发光范围的导光结构及包含其的车灯和车辆，将光源分为三部分利用并扩大，在准直结构和三重反射面的作用下，光源能量可以得到充分利用，避免传统结构中因需要切掉一部分收光面造成的能量损失。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
22.图1是从上方观察时本实用新型所述的拓宽光源发光范围的导光结构的具体实施方式的立体图(空心箭头所示方向为光束方向)；
23.图2是从下方观察时本实用新型所述的拓宽光源发光范围的导光结构的具体实施方式的立体图(空心箭头所示方向为光束方向)；
24.图3是本实用新型沿对称轴的剖视图；
25.图4是两个导光结构相连时的发光区域示意图。
26.图中，1、上部初级反射块，2、下部末级反射块，3、第一反射面，4、第二反射面，5、第
三反射面，6、第一出光面，7、第四反射面，8、第五反射面，9、第六反射面，10、第二出光面，11、光源，12、准直结构。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.本实用新型中指示位置或者方位的术语“前方”是指沿导光结构的出光方向的前方，“上”是指沿准直结构12的出光方向，“下”即为准直结构12出光方向的反方向，厚度是指沿上下方向的尺寸，宽度方向是指与导光结构的出光方向和准直结构12的出光方向均垂直的方向。
29.实施例一
30.如图1-图3所示，一种拓宽光源发光范围的导光结构，包括中心发光组和拓宽发光组，中心发光组位于准直结构12的正前方，用于实现准直结构12宽度范围内的发光，拓宽发光组用于向准直结构12宽度范围以外的区域出光，中心发光组和拓宽发光组的总体发光面宽度大于准直结构12的宽度，所述中心发光组和拓宽发光组均包含沿平行准直结构12的出射方向布置的上部初级反射块1和下部末级反射块2，中心发光组和拓宽发光组的出光面均位于下部末级反射块2，光束经对应发光组的上部初级反射块1反射后经下部末级反射块2反射至出光面，为实现连续的出光面，本领域技术人员可以理解，中心发光组和拓宽发光组的出光面在宽度方向上是连续的，且中心发光组的下部末级反射块2沿出光方向位于准直结构12的前方，拓宽发光组具有两个下部末级反射块2并沿垂直出光方向位于准直结构12的两侧，此时三个下部末级反射块2内部的光束路径都不会经过准直结构12，不需要为准直结构12提供独立的厚度空间，从而可以将减薄导光结构，节省灯具内部的结构空间。
31.由于光源11颗数的增加使热学模拟热量超标而且现有技术散热器面积已经达到极限没有其他手段满足热量要求，本实用新型可以减少光源11的颗数，在宽间距的光源11情况下达到较高的光效和均匀的点亮效果，同时本实用新型通过合理的结构布局使其本身甚至与准直结构12安装后的整体厚度减薄，可以满足大多数的客户安装需求，不需要切除部分出光面，光源11能量得到充分利用。
32.本实用新型通过多重反射面的设计可以实现光源11出光方向的改变，满足不同出光要求，下面介绍本实用新型的一个具体实施方式，该导光结构的出光方向与准直结构12的初始光束出射方向垂直，具体结构为：
33.中心发光组的上部初级反射块1具有垂直布置的第一反射面3和第二反射面4，中心发光组的下部末级反射块2具有第三反射面5和第一出光面6，光束依次经第一反射面3、第二反射面4、第三反射面5反射至第一出光面6，第一反射面3、第二反射面4、第三反射面5均垂直于出光方向和准直结构12的出射方向共同所在的平面。第一反射面3、第二反射面4和第三反射面5优选为全反射面，光束在反射过程中不存在宽度方向的偏移，通过三重全反射面的设计实现光束方向的改变，使灯具的均匀性有了很好改善。作为优选的，第三反射面5与第二反射面4的夹角为45
°
～60
°
，优选为45
°
，第一反射面3与准直结构12的出射方向夹
角为45
°
～60
°
，优选为45
°
。此时可以使经第一反射面3反射的光束沿水平方向(即出光方向)到达第二反射面4，经第二反射面4反射的光束可以沿竖直方向(即平行准直结构12出射方向的方向)到达第三反射面5。
34.拓宽发光组也采用三重反射的发光设计，拓宽发光组的上部初级反射块1与下部末级反射块2一一对应，每个上部初级反射块1具有垂直布置的第四反射面7和第五反射面8，拓宽发光组的下部末级反射块2具有第六反射面9和第二出光面10，光束依次经第四反射面7、第五反射面8、第六反射面9反射至第二出光面10，且第四反射面7和第五反射面8与出光方向平行，第六反射面9垂直于出光方向和准直结构12的出射方向共同所在的平面。作为优选的，第六反射面9与第五反射面8的夹角为45
°
～60
°
，优选为45
°
，第四反射面7与准直结构12的出射方向夹角为45
°
～60
°
，优选为45
°
。经第四反射面7反射后的光束与准直结构12的宽度方向平行，用于将光束沿准直结构12的宽度方向向外延伸，经第五反射面8反射的光束沿竖直方向到达第六反射面9，在宽度方向上没有偏移，第六反射面9将光束反射至第二出光面10，使拓宽发光组与中心发光组的出光面连续。此过程中共三次改变光路方向，对均匀性的改善起到了很好的作用。
35.拓宽发光组和中心发光组优选分别沿准直结构12的对称平面对称布置，使出光面以光源11为中心向两侧均匀发散，便于多个导光结构连续使用时光源11的有序布置。
36.如图1和图2所示，下部末级反射块2均为四棱柱结构的一端切出斜面，该斜面即为第三反射面5或第六反射面9，在第三反射面5和两个第六反射面9所在面之间形成容纳准直结构12的凹陷区，三个下部末级反射块2的厚度相同，从而在三个下部末级反射块2的顶部形成平面，上部初级反射块1放置在该平面上，拓宽发光组的两个下部末级反射块2相邻连接在中心发光组的下部末级反射块2两侧。三个上部初级反射块1为三棱柱结构。
37.每个上部初级反射块1可以沿准直结构12出射方向的厚度相等；每个下部末级反射块2可以沿准直结构12出射方向的厚度相等，整体结构更规整。
38.在本实施例的进一步设计中，中心发光组的上部初级反射块1正对于准直结构12的出光面的平面区域占准直结构12的出光面的一半。拓宽发光组的上部初级反射块1正对于准直结构12的出光面的平面区域占准直结构12的出光面的四分之一。三个上部初级反射块1正好与准直结构12的整个出光面正对，将全部收集到的光线分成三部分进行利用，二分之一平行光经过第一反射面3改变光路方向后经过第二反射面4和第三反射面5达到目标出光方向。第一反射面3一侧与准直结构12上表面二分之一相接，另一侧垂直面与准直结构12边缘相接，这样可以完整接受并传递二分之一的光源11能量。光源11通过准直结构12的准直后发出平行光，除图1所示一半光线外，剩余二分之一光线均分成两部分，分别通过拓宽发光组的下部两个末级反射块达到目标出光方向，第四反射面7接收并转移整个准直结构12四分之一的光线后，第五反射面8将光线延伸至准直结构12两侧，真正意义上实现拓宽光源11的发光范围。如图4所示为光线所覆盖的范围，包括准直结构12和两个第六反射面9，当形成连续出光面时，光源11之间间距大，实现单颗光源11较大程度的光效利用率。本实用新型的每个反射面可以添加非反射方向的扩散条纹，对配光和均匀性都有利。以多次均匀扩散条纹真正达到输出光线的一致性和满足光学法规的目的。
39.实施例二
40.一种车灯，包括以上所述的拓宽光源发光范围的导光结构。
41.实施例三
42.一种车辆，包括以上所述的车灯。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。
46.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。