CN104791714A - 集光导光器 - Google Patents

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林明峰
施明智
吴金华
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form

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Abstract

一种集光导光器，包含：至少一导光单元，该导光单元包括扁平状的一导光部与一集光部。该导光部包括二间隔的第一导光面、二连接所述第一导光面的第二导光面，以及间隔相对的一导光入光面与一导光出光面。该集光部包括一集光入光面，及一朝向该导光入光面的集光出光面。光线经由该集光入光面、该集光出光面与该导光入光面后进入该导光部内之后，并且受到该导光部传导后最后由该导光出光面射出。通过该导光单元为扁平状，可将点光源导引成条状的面光源，以符合使用需求。本发明可沿着灯具边缘延伸，有助于强化灯具边缘形状。

Description

集光导光器
技术领域
本发明涉及一种集光导光器，特别是涉及一种用于传导一发光件的光线的集光导光器。
背景技术
近年来，以发光二极体灯(LED灯)作为光源的车灯已广泛使用，而LED灯的光源主要是通过一导光透镜向前导出，导光透镜的结构设计会影响投射出的光学图案。参阅图1，以美国专利US7270454号专利案为例，其揭露的一车灯主要包含一发光件11与一透镜12，该透镜12包括一个直接光控制部121，以及一个围绕该直接光控制部121的反射光控制部122。该反射光控制部122的一前表面123与一后表面124皆为非平整的凹凸状表面。进入该反射光控制部122的光线主要为一次反射而出光，射向该后表面124的光线可被反射而朝该前表面123射出到外部。而该专利案所形成的光学图案主要为数个环形的亮纹与暗纹相间隔排列。
事实上，以该透镜12整体外观来看，乃呈现三维立体弧状设计(自该专利案图1的前视图可看出)，可将该发光件11的点光源转换成面光源而自该前表面123射出。但另一方面，目前有一种车灯需求，希望该车灯除了具备大面积发光的主灯以外，还能具有可强化该车灯的外形轮廓的副灯，但因为车灯灯壳内的空间有限，因此，如何设计出一种导光元件的创新结构，可适用于安装在车灯的有限空间内，又能沿着该车灯的外形轮廓而延伸，乃为一重要课题。
而除了车灯以外，其他的照明灯具、讯号灯、装饰灯具或广告灯箱等设备，并且无论是运用于室内或室外场合的灯具，也会有使用导光元件配合发光件来强调灯具外形的需求。有鉴于大众对于导光元件的使用需求与选择上的考量会有所不同，为了满足广大消费者的需求，本案发明人乃提出另一种结构创新、光学作用不同的导光器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构创新、方便安装，可强调灯具边缘形状的集光导光器。
本发明集光导光器，包含：至少一个导光单元，该导光单元包括一个扁平状的导光部以及一个扁平状的集光部，该导光部包括二个间隔相对的第一导光面、二个间隔相对且连接所述第一导光面的第二导光面、一个连接于所述第一导光面与第二导光面的一端的导光入光面，以及一个连接于所述第一导光面与第二导光面的另一端并与该导光入光面间隔相对的导光出光面；该集光部位于该导光入光面的一侧，并包括一个供光线进入的集光入光面，及一个朝向该导光入光面的集光出光面；光线经由该集光入光面、该集光出光面与该导光入光面而进入该导光部内之后，能受到所述第一导光面与第二导光面反射而朝该导光出光面射出。
本发明所述集光导光器，该集光出光面包括数个能扩散雾化光线的微结构。
本发明所述集光导光器，该导光出光面为粗糙表面。
本发明所述集光导光器，该导光入光面自所述第一导光面与第二导光面的一端朝该导光部内部凹陷并界定出一个供该集光部设置的安装槽。
本发明所述集光导光器，该导光入光面具有一个朝该集光部弧突的第一入光段，以及一个呈环形地连接在该第一入光段周缘，并与该第一入光段共同界定该安装槽的第二入光段。
本发明所述集光导光器，该集光导光器包含数个导光单元，所述导光单元的导光部相连接且围绕一条轴线而形成一个环状结构，所述导光部的导光出光面相连接且围绕该轴线而形成一个环面。
本发明的有益效果在于：通过该导光单元为扁平状设计，可将点光源导引成条状的面光源，以符合使用需求。本发明可沿着灯具边缘延伸，在安装时相当方便，并且有助于强化灯具边缘形状；而该集光部的集光作用，可提升发光效率。
附图说明
图1是一种已知车灯的剖视图；
图2是本发明集光导光器的一较佳实施例的立体图；
图3是该较佳实施例的局部剖视图；
图4是该较佳实施例的局部示意图，图中箭头示意光行进路径；
图5是一示意图，显示一发光件的光线受到该较佳实施例的导光单元传导后所形成的发光图案。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
本发明集光导光器包含至少一个导光单元3。参阅图2、3、4，本发明集光导光器的较佳实施例，用于传导数个发光件21(图中只示出一个)的光线，每一发光件21例如一发光二极体(LED)，而且所述发光件21设置在一呈环形的电路板22上。而该集光导光器整体大致呈环形结构，并包含数个呈扁平状的导光单元3。
每一导光单元3包括一导光部4，以及一集光部5。所述导光单元3的导光部4是用塑胶材料一体制成，并且相连接且围绕一轴线L而形成一环状结构。每一导光部4绕着该轴线L而呈弧形扁平状，并包括二沿着其弧长方向间隔相对且由上往下逐渐靠近的第一导光面41、二沿着该集光导光器的径向方向间隔相对且连接于所述第一导光面41之间的第二导光面42、一连接于所述第一导光面41与第二导光面42的一端的导光入光面43，以及一连接于所述第一导光面41与第二导光面42的另一端并与该导光入光面43间隔相对的导光出光面44。
其中，该导光入光面43整体而言，是自所述第一导光面41与第二导光面42的远离该导光出光面44的一端，朝该导光部4内部凹陷并界定出一供该集光部5设置的安装槽430。该导光入光面43具有一朝该集光部5弧突的第一入光段431，以及一呈环形地连接在该第一入光段431周缘并与该第一入光段431共同界定该安装槽430的第二入光段432。
该导光出光面44与该导光入光面43沿着该轴线L的方向间隔排列。该导光出光面44为粗糙表面，并具有数个相连接且围绕该轴线L而呈环形排列的齿状结构441，以提供光线扩散雾化的功能。本实施例的每一齿状结构441自该出光面44连接其中一第二导光面42的一侧朝另一第二导光面42的方向延伸。所述导光部4的导光出光面44相连接且围绕该轴线L而形成一环面。
每一导光单元3的集光部5位于该导光入光面43的一侧，并设置于该导光部4的安装槽430。该集光部5是由可透光的塑胶材料制成，并绕着该轴线L而呈弧形扁平状。该集光部5包括一供光线进入的集光入光面51，及一朝向该导光入光面43的集光出光面52。本实施例的集光入光面51为平面设计。该集光出光面52则大致呈弧面并于局部设有突出结构，该集光出光面52包括数个朝该导光入光面43的第一入光段431突出，并用于扩散雾化光线的微结构521。本实施例的集光部5与该导光部4之间存有间隙，进而界定出一位于两者之间的空气层6。
本发明使用时，先将所述发光件21一一设置于所述集光部5的集光入光面51一侧。每一发光件21的光线经由每一集光入光面51进入该集光部5内之后，光线被该集光部5收集，可将该发光件21的点光源光线导引收集成发光立体角度较小的光线。接着光线经由该集光出光面52射出该集光部5时，光线在该集光部5与该空气层6的界面之间产生折射，以使光线能经由该导光入光面43的第一入光段431与第二入光段432进入该导光部4内。接续光线受到该导光部4的导光作用，并受到所述第一导光面41与第二导光面42反射(主要是全反射)而朝该导光出光面44射出。
参阅图2、4、5，由于所述导光部4的导光出光面44连接成一环面，因此观看所述导光出光面44时，可看到一大致沿着该环面而呈环形的发光图案7(图5以点状区域表示)。
因此，本发明通过所述集光部5进行集光作用，可提高发光效率，并使光线配合所述导光部4的导光入光面43形态而进入导光部4内。而所述导光部4则是以所述集光部5的发光形态而作适当的光学结构设计，通过所述第一导光面41与第二导光面42的曲度设计，可将所述发光件21的光线朝该导光出光面44反射，进而将发光件21的点光源导引成二维面光源，对于每一个导光单元3而言，其发光图案如其导光出光面44的形态，可形成一个二维平面式的长条弧形发光面，而所有导光单元3合在一起看时，则配合形成一环形的发光面。
补充说明的是，所述集光部5的微结构521可以使光线射出该集光出光面52时，帮助雾化柔和光线；类似地，所述导光部4的齿状结构441，也可以用于扩散雾化光线。但本发明实施时，不以设置所述微结构521与齿状结构441为必要。
综上所述，通过每一导光单元3为扁平状设计，可将点光源导引成条状的面光源，以符合使用需求。本发明在应用上可安装在一图未示的主灯周缘而作为副灯或装饰灯，而且正因为导光单元3为扁平状，因此方便沿着该主灯周缘而围绕安装，对于空间有限的灯具而言，要安装本发明仍相当方便。本发明的创新结构可产生二维的条状发光图案，可沿着灯具边缘延伸，有助于强化灯具边缘形状。

Claims (6)

1.一种集光导光器，包含：至少一个导光单元，其特征在于：该导光单元包括一个扁平状的导光部以及一个扁平状的集光部，该导光部包括二个间隔相对的第一导光面、二个间隔相对且连接所述第一导光面的第二导光面、一个连接于所述第一导光面与第二导光面的一端的导光入光面，以及一个连接于所述第一导光面与第二导光面的另一端并与该导光入光面间隔相对的导光出光面；该集光部位于该导光入光面的一侧，并包括一个供光线进入的集光入光面，及一个朝向该导光入光面的集光出光面；光线经由该集光入光面、该集光出光面与该导光入光面而进入该导光部内之后，能受到所述第一导光面与第二导光面反射而朝该导光出光面射出。
2.如权利要求1所述的集光导光器，其特征在于：该集光出光面包括数个能扩散雾化光线的微结构。
3.如权利要求2所述的集光导光器，其特征在于：该导光出光面为粗糙表面。
4.如权利要求1所述的集光导光器，其特征在于：该导光入光面自所述第一导光面与第二导光面的一端朝该导光部内部凹陷并界定出一个供该集光部设置的安装槽。
5.如权利要求4所述的集光导光器，其特征在于：该导光入光面具有一个朝该集光部弧突的第一入光段，以及一个呈环形地连接在该第一入光段周缘，并与该第一入光段共同界定该安装槽的第二入光段。
6.如权利要求1所述的集光导光器，其特征在于：该集光导光器包含数个导光单元，所述导光单元的导光部相连接且围绕一条轴线而形成一个环状结构，所述导光部的导光出光面相连接且围绕该轴线而形成一个环面。
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