CN113324228A - 一种厚壁件发光结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厚壁件发光结构，包括灯架和安装在灯架上的厚壁件和发光件，厚壁件的发光面后方设置有至少一个出光单元，每个出光单元的下方设置有至少一个发光件；出光单元包括前后对称地设置在发光件的上方的前反射面和后反射面，以及位于后反射面的后方的二次反射面；发光件的一部分光线经过前反射面反射后从发光面的直射区域射出，发光件的另一部分光线依次经过前反射面和二次反射面反射后从发光面的扩散区域射出，直射区域与扩散区域在厚壁件的宽度方向上相邻。本发明中发光件的光线经过前反射面和后反射面的反射后分别从直射区域和相邻的扩散区域射出，提高了光线利用率，减少了发光件的数量化并提高了灯具的散热性能，降低了发光结构的成本。

Description

一种厚壁件发光结构

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，尤其涉及一种厚壁件发光结构。

背景技术

汽车中信号灯大部分采用厚壁件发光结构。目前的厚壁件发光结构主要有两种发光方式：一种是在厚壁件的后方布置LED灯珠102，如图1所示，光线从厚壁件101的后方直射出去，从厚壁件101的发光面104射出，这种发光结构存在发光不均匀的问题，使得厚壁件101的发光面104呈现颗粒感，发光质量较差；另一种是将LED灯珠102布置在厚壁件101的下方，如图2所示，厚壁件101的后表面设置为反射面103，光线从厚壁件101下方射向反射面103，经反射面103反射为平行光后从厚壁件101的发光面104射出，这种结构的光线利用率较差，需要密集布置LED灯珠102，才能达到均匀发光效果，并满足发光强度，成本较高。并且，现有技术中的这两种发光方式，光线利用率较低，为了保证发光亮度，需要数量较多的LED灯珠密集布置，使得信号灯内发热现象较为严重，需要在PCB板上安装铝制散热片以辅助散热，进一步增加了灯具成本，并且，发热现象也影响了信号灯的使用寿命。

因此，需要提供一种光线利用率高、散热效果好、成本低并且发光均匀的厚壁件发光结构。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术中厚壁件发光不均匀以及成本高的不足，提供一种光线利用率高、散热效果好、成本低并且发光均匀的厚壁件发光结构。

本申请的技术方案提供一种厚壁件发光结构，包括灯架及安装在所述灯架上的厚壁件和发光件，所述厚壁件的发光面后方设置有至少一个出光单元，每个所述出光单元的下方设置有至少一个所述发光件；

所述出光单元包括前反射面、后反射面和二次反射面，所述前反射面和所述后反射面前后对称地设置在所述发光件的上方，所述二次反射面位于所述后反射面的后方；

所述发光面包括直射区域和扩散区域，所述直射区域和所述扩散区域在所述厚壁件的宽度方向上相邻；

所述发光件的一部分光线经过所述前反射面反射后从所述直射区域射出，所述发光件的另一部分光线依次经过所述后反射面和所述二次反射面反射后从所述扩散区域射出。

进一步地，所述前反射面和所述后反射面的交接线位于所述发光件的上方，所述前反射面从所述交接线朝向前上方延伸，所述后反射面从所述交接线朝向后上方延伸；

所述发光件的光线经过所述前反射面反射后形成平行光朝向正前方射出，所述发光件的光线经过所述后反射面反射后形成平行光朝向正后方射出。

进一步地，所述二次反射面包括入射反射面和出射反射面，所述入射反射面位于所述后反射面的正后方区域并被所述后反射面完全遮挡，所述出射反射面位于所述入射反射面的一侧，并且所述出射反射面至少部分伸出所述后反射面的正后方区域；

经所述后反射面反射后的光线经过所述入射反射面反射后射向所述出射反射面，光线再经过所述出射反射面的反射后从所述扩散区域射出。

进一步地，所述二次反射面设置在所述厚壁件的后表面，所述出射反射面与所述入射反射面左右对称设置。

进一步地，所述直射区域的宽度与所述扩散区域的宽度相等。

进一步地，所述入射反射面包括左右对称设置的第一入射反射面和第二入射反射面，所述出射反射面包括第一出射反射面和第二出射反射面；

所述第一出射反射面设置在所述第一入射反射面相对于所述第二入射反射面的一侧，所述第二出射反射面设置在所述第二入射反射面相对于所述第一入射反射面的一侧。

进一步地，所述扩散区域包括第一扩散区域和第二扩散区域；

经所述后反射面反射后的光线经过所述第一入射反射面和所述第一出射反射面反射后从所述第一扩散区域射出；

经所述后反射面反射后的光线经过所述第二入射反射面和所述第二入射反射面反射后从所述第二扩散区域射出。

进一步地，所述第一扩散区域的宽度与所述第二扩散区域的宽度相等。

进一步地，所述出光单元沿所述厚壁件的宽度方向连续排列。

进一步地，所述厚壁件由聚碳酸酯材料一体注塑而成。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

发光件的光线朝向上方射入厚壁件中射向前反射面和后反射面，其中射向前反射面的光线从发光面的直射区域射出，射向后反射面的光线从与直射区域相邻的扩散区域射出，提高了光线利用率，降低了发光结构的成本；

发光件的光线利用率高，相同面积的发光面所需的发光件数量较少，发光件的布置密度较低，散热效果较好，灯架上不需布置散热片。

附图说明

参见附图，本申请的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围构成限制。图中：

图1是现有技术中的厚壁件发光结构示意图之一；

图2是现有技术中的厚壁件发光结构示意图之二；

图3是本申请实施例一中厚壁件发光结构的示意图；

图4是本申请实施例一中厚壁件发光结构的分解图；

图5是图3中A-A的剖面图；

图6是本申请实施例一中厚壁件的俯视图；

图7是本申请实施例一中厚壁件的一个出光单元的俯视图；

图8是本申请实施例二中厚壁件的俯视图；

图9是本申请实施例二中厚壁件的一个出光单元的俯视图。

附图标记对照表：

图1-图2：

厚壁件101、LED灯珠102、反射面103、发光面104；

图3-图9：

厚壁件100：

发光面01：直射区域11、扩散区域12、第一扩散区域121、第二扩散区域122；

出光单元02：前反射面21、后反射面22、二次反射面23、入射反射面231、出射反射面232、第一入射反射面233、第二入射反射面234、第一出射反射面235、第二出射反射面236、交接线24；

发光件200、电路板300。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本申请的具体实施方式。

容易理解，根据本申请的技术方案，在不变更本申请实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本申请的技术方案的示例性说明，而不应当视为本申请的全部或视为对申请技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述属于在本申请中的具体含义。

实施例一：

本申请实施例中的厚壁件发光结构，如图3-图4所示，包括灯架(图中未示出)和安装在灯架上的厚壁件100和发光件200，厚壁件100的发光面01后方设置有至少一个出光单元02，每个出光单元02的下方设置有至少一个发光件200；

如图5所示，出光单元02包括前反射面21、后反射面22和二次反射面23，前反射面21和后反射面22前后对称地设置在发光件200的上方，二次反射面23位于后反射面22的后方；

如图6所示，发光面01包括直射区域11和扩散区域12，直射区域11和扩散区域12在厚壁件100的宽度方向上相邻；

发光件200的一部分光线经过前反射面21反射后从直射区域11射出，发光件200的另一部分光线依次经过后反射面22和二次反射面23反射后从扩散区域12射出。

需要说明的是，厚壁件100作为车灯的发光部件，一般来说，其形状根据车灯的结构设置为不规则形状，厚壁件发光结构安装在车身上时，从厚壁件100射出的光线沿汽车的前后方向射出。本申请实施例中，以厚壁件发光结构安装在车身上时，汽车的前后方向作为厚壁件100的前后方向Y，汽车的宽度方向作为厚壁件100的左右方向(即宽度方向)X。

具体来说，厚壁件100采用PC(聚碳酸酯)材料一体注塑而成，通过设计厚壁件100的形状，在厚壁件100上形成前反射面21、后反射面22和二次反射面23，光线在厚壁件100内部传播至前反射面21、后反射面22和二次反射面23上时会发生反射，从而改变光线的传播路径，因此，利用光线在PC材料中的传播特性，厚壁件100不需通过镀铝等其他方式进行加工。

发光面01为厚壁件100的前表面，发光时光线在厚壁件100内自后向前从发光面01射出。每个出光单元02照亮发光面01的一部分区域，出光单元02的数量根据厚壁件100的宽度设置，为了防止发光面01发光存在局部暗区，当厚壁件100设置有多个出光单元02时，如图6所示，多个出光单元02应当沿厚壁件100的宽度方向X连续排列；并且，需要保证每个出光单元02的宽度相等，使得发光面01的发光均匀。

发光件200一般采用LED灯珠，如图4所示，发光件200安装在电路板300上，电路板300安装在厚壁件100的下方，每个出光单元02对应至少一个发光件200。

较佳地，每个出光单元02的下方仅设置一个发光件200，从而保证射入发光单元02的光线强度的一致性，避免因为两个发光件200之间的暗区和不同发光件200的光强不同导致出光不均匀。

本申请实施例中，发光件200设置在出光单元02的下方，发光件200的大部分光线都能够射向前反射面21和后反射面22上，其中射向前反射面21的光线从发光面01上的直射区域11射出，而射向后反射面22的光线经过二次反射面22的反射后从发光面01的扩散区域23射出，提高了光线的利用率，扩大了发光件200的照射区域，从而能够减少发光件200的数量，在保证厚壁件100的发光效果的前提下，现有技术中发光件之间的间隔只能做到12mm-18mm，本申请中发光件200之间的间距可以扩大至24mm-36mm，能够节省一半的发光件200；同时，由于发光件200数量的减少，降低了产热量，同时发光件200之间间距的扩大，改善了发光件200的散热，因此灯架上不需设置散热片进行散热，极大地降低厚壁件发光结构的成本。

进一步地，如图5所示，前反射面21和后反射面22的交接线24位于发光件200的上方，前反射面21从交接线24朝向前上方延伸，后反射面22从交接线24朝向后上方延伸；

发光件200的光线经过前反射面21反射后形成平行光朝向正前方射出，发光件200的光线经过后反射面22反射后形成平行光朝向正后方射出。

具体地，交接线24位于发光件200的正上方，能够使得发光件200射向前反射面21和后反射面22的光线相同，最终保证直射区域11和扩散区域12的发光强度相同。需要说明的是，前反射面21和后反射面22以交接线24为对称轴前后对称设置，因此前反射面21和后反射面22的形状、面积以及倾斜角度均相同。

关于前反射面21和后反射面22的倾斜角度，具体根据发光件200距离厚壁件101的距离确定光线的入射角度，再根据光线的入射角度确定前反射面21和后反射面22的倾斜角度，使得光线经过前反射面21和后反射面22反射后能够形成沿厚壁件100的前后方向Y射出的平行光。

进一步地，如图6所示，二次反射面23包括入射反射面231和出射反射面232，入射反射面231位于后反射面22的正后方区域R并被后反射面22完全遮挡，出射反射面232位于入射反射面231的一侧，并且出射反射面232至少部分伸出后反射面22的正后方区域R；

经后反射面22反射后的光线经过入射反射面231反射后射向出射反射面232，光线再经过出射反射面232的反射后从扩散区域12射出。

具体来说，入射反射面231和出射反射面232呈倒V形，用于改变后反射面22射出的光线的方向，将光线扩散至与直射区域11相邻的扩散区域。

其中，入射反射面231位于后反射面22的正后方区域R，被后反射面22完全遮挡，整个入射反射面231都能被光线照射到，进而保证直射区域11和扩散区域12之间没有暗区。

进一步地，如图7所示，二次反射面23设置在厚壁件101的后表面，入射反射面231与厚壁件100的前后方向Y的夹角小于50.82°，出射反射面232与入射反射面231左右对称设置。

具体来说，光线在厚壁件100中传播至厚壁件100表面时，光线会发生折射和反射，光线的反射率和折射率与材料和光线的入射角度有关，当光线射入材料表面的入射角度大于某个角度时，光线将只发生反射，而不发生折射。

本申请实施例中，厚壁件100为PC材料，根据菲涅尔公式计算得出，当光线的入射角大于39.18°时，光线只发生反射，而不发生折射。如图7所示，经过后反射面22反射后的光线，沿厚壁件100的前后方向Y射向入射反射面231。根据前述计算结果，当入射角a大于39.18°时，光线只发生反射，因此调整入射反射面231与厚壁件100的前后方向Y的夹角b小于50.82°，则能够使得避免光线发射折射，提高光线利用率。本申请实施例中，入射反射面231与厚壁件100的前后方向Y的夹角b设置为45°。

而出射反射面232与入射反射面231左右对称设置，则能够保证沿厚壁件100的前后方向Y自前向后照射的光线，经过入射反射面231和出射反射面232的两次反射后，能够沿厚壁件100的前后方向Y自后向前射出。

并且，由于发光件200射向前反射面21和后反射面22的光强相同，并且，射向后反射面22的光线经过后反射面22、入射反射面231和出射反射面232的反射后，均未造成光强的损失。因此，需要设置直射区域11的宽度L1与扩散区域12的宽度L2相等，才能保证直射区域11和扩散区域12的发光强度相同，实现厚壁件100发光面01的均匀发光。

本申请实施例中的厚壁件发光结构，具有如下优点：

发光件设置在前反射面和后反射面的上方，减少了光强的损失，提高了光线的利用率。

设置二次反射面，以及调整二次反射面入射反射面和出射反射面的角度，使射向后反射面的光线能够无损地经过三次反射后从扩散区域射出，将发光件的发光区域从直射区域扩大到扩散区域，从而可以减少发光件数量，降低成本。

通过调整直射区域和扩散区域的宽度，保证了厚壁件发光面的均匀发光。

实施例二：

本申请实施例中的厚壁件发光结构，除了厚壁件100中二次反射面，其余结构均与实施例一相同，下文仅对二次反射面的结构以及光线传播路径进行介绍，其余结构请参见实施例一。

如图8、图9所示，关于二次反射面23，包括入射反射面和出射反射面，入射反射面位于后反射面22的正后方区域R，被后反射面22完全遮挡，整个入射反射面都能被光线照射到，进而保证直射区域11和扩散区域之间没有暗区。

具体来说，入射反射面包括左右对称设置的第一入射反射面233和第二入射反射面234，出射反射面包括第一出射反射面235和第二出射反射面236；

第一出射反射面235设置在第一入射反射面233相对于第二入射反射面234的一侧，第二出射反射面236设置在第二入射反射面234相对于第一入射反射面233的一侧。

可见，第一入射反射面233和第二入射反射面234构成V形的入射反射面，位于后反射面22的正后方区域R内，出射反射面由第一出射反射面235和第二出射反射面236，分别连接在入射反射面的两侧，使得二次反射面23呈锯齿状。

并且，第一入射反射面233和第二入射反射面234的连接处，位于后反射面22的正后方区域R的中轴线上，使得照射到第一入射反射面233和第二入射反射面234的光强相同。

进一步地，扩散区域包括第一扩散区域121和第二扩散区域122；

经后反射面22反射后的光线经过第一入射反射面233和第一出射反射面235反射后从第一扩散区域121射出；

经后反射面22反射后的光线经过第二入射反射面234和第二入射反射面236反射后从第二扩散区域122射出。

本申请实施例中，扩散区域为两部分区域，第一扩散区域121和第二扩散区域122分别位于直射区域11的两侧，使得前反射面21和后反射面22能够设置在每个出光单元02的中间区域，降低对厚壁件100注塑的工艺要求，在一定程度上降低成本。

如图9所示，第一出射反射面235与第一入射反射面233左右对称设置，第一入射反射面233与厚壁件100的前后方向Y的夹角c1小于50.82°，同样地，第二出射反射面236与第二入射反射面234左右对称设置，第二入射反射面234与厚壁件100的前后方向Y的夹角c2小于50.82°。使得光线射向第一入射反射面233的入射角d1和第二入射反射面234的入射角d2大于39.18°，避免光线发生折射，提高光线利用率。本申请实施例中，第一入射反射面233与厚壁件100的前后方向Y的夹角c1设置为45°，第二入射反射面234与厚壁件100的前后方向Y的夹角c2设置为45°。

由于照射到第一入射反射面233和第二入射反射面234的光强相同，并且光线在第一入射反射面233和第一出射反射面235、第二入射反射面234和第二出射反射面236上能够发生全反射，不会出现光强损失。因此为了保证厚壁件100的发光面01上发光均匀，需要设置第一扩散区域121的宽度L3等于第二扩散区域122的宽度L4，并且第一扩散区域121和第二扩散区域122的宽度之和等于直射区域11的宽度L5。

本申请实施例中的厚壁件发光结构，具有如下优点：

发光件设置在前反射面和后反射面的上方，减少了光强的损失，提高了光线的利用率。

设置二次反射面，以及调整二次反射面入射反射面和出射反射面的角度，使射向后反射面的光线能够无损地经过三次反射后从扩散区域射出，将发光件的发光区域从直射区域扩大到扩散区域，从而可以减少发光件数量，降低成本。

通过调整直射区域和扩散区域的宽度，保证了厚壁件发光面的均匀发光；

前反射面和后反射面设置在出光单元的中间区域，降低了对厚壁件注塑的工艺要求，能够进一步降低成本。

以上所述的仅是本申请的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，将分别公开在不同的实施例中的技术方案适当组合而得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内，在本申请原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种厚壁件发光结构，其特征在于，包括灯架及安装在所述灯架上的厚壁件(100)和发光件(200)，所述厚壁件(100)的发光面(01)后方设置有至少一个出光单元(02)，每个所述出光单元(02)的下方设置有至少一个所述发光件(200)；

所述出光单元(02)包括前反射面(21)、后反射面(22)和二次反射面(23)，所述前反射面(21)和所述后反射面(22)前后对称地设置在所述发光件(200)的上方，所述二次反射面(23)位于所述后反射面(22)的后方；

所述发光面(01)包括直射区域(11)和扩散区域(12)，所述直射区域(11)和所述扩散区域(12)在所述厚壁件(100)的宽度方向上相邻；

所述发光件(200)的一部分光线经过所述前反射面(21)反射后从所述直射区域(11)射出，所述发光件(200)的另一部分光线依次经过所述后反射面(22)和所述二次反射面(23)反射后从所述扩散区域(12)射出。

2.根据权利要求1所述的厚壁件发光结构，其特征在于，所述前反射面(21)和所述后反射面(22)的交接线(24)位于所述发光件(200)的上方，所述前反射面(21)从所述交接线(24)朝向前上方延伸，所述后反射面(22)从所述交接线(24)朝向后上方延伸；

所述发光件(200)的光线经过所述前反射面(21)反射后形成平行光朝向正前方射出，所述发光件(200)的光线经过所述后反射面(22)反射后形成平行光朝向正后方射出。

3.根据权利要求1所述的厚壁件发光结构，其特征在于，所述二次反射面(23)包括入射反射面(231)和出射反射面(232)，所述入射反射面(231)位于所述后反射面(22)的正后方区域并被所述后反射面(22)完全遮挡，所述出射反射面(232)位于所述入射反射面(231)的一侧，并且所述出射反射面(232)至少部分伸出所述后反射面(22)的正后方区域；

经所述后反射面(22)反射后的光线经过所述入射反射面(231)反射后射向所述出射反射面(232)，光线再经过所述出射反射面(232)的反射后从所述扩散区域(12)射出。

4.根据权利要求3所述的厚壁件发光结构，其特征在于，所述二次反射面(23)设置在所述厚壁件(100)的后表面，所述出射反射面(232)与所述入射反射面(231)左右对称设置。

5.根据权利要求4所述的厚壁件发光结构，其特征在于，所述直射区域(11)的宽度与所述扩散区域(12)的宽度相等。

6.根据权利要求3所述的厚壁件发光结构，其特征在于，所述入射反射面(231)包括左右对称设置的第一入射反射面(233)和第二入射反射面(234)，所述出射反射面(232)包括第一出射反射面(235)和第二出射反射面(236)；

所述第一出射反射面(235)设置在所述第一入射反射面(233)相对于所述第二入射反射面(234)的一侧，所述第二出射反射面(236)设置在所述第二入射反射面(234)相对于所述第一入射反射面(233)的一侧。

7.根据权利要求6所述的厚壁件发光结构，其特征在于，所述扩散区域(12)包括第一扩散区域(121)和第二扩散区域(122)；

经所述后反射面(22)反射后的光线经过所述第一入射反射面(233)和所述第一出射反射面(235)反射后从所述第一扩散区域(121)射出；

经所述后反射面(22)反射后的光线经过所述第二入射反射面(234)和所述第二入射反射面(236)反射后从所述第二扩散区域(122)射出。

8.根据权利要求7所述的厚壁件发光结构，其特征在于，所述第一扩散区域(121)的宽度与所述第二扩散区域(122)的宽度相等。

9.根据权利要求1-8任一项所述的厚壁件发光结构，其特征在于，所述出光单元(02)沿所述厚壁件(100)的宽度方向连续排列。

10.根据权利要求1-8任一项所述的厚壁件发光结构，其特征在于，所述厚壁件(100)由聚碳酸酯材料一体注塑而成。

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