本發(fā)明涉及光照明領(lǐng)域，尤其涉及一種光擴(kuò)散元件、照明裝置以及使用該照明裝置的機(jī)動(dòng)車輛。

背景技術(shù)：

照明裝置是工業(yè)生產(chǎn)和日常生活所必不可少的常用裝置。然而，如今，在許多場(chǎng)合中對(duì)照明區(qū)域存在比較苛刻的要求。例如，在某些機(jī)動(dòng)車輛照明的應(yīng)用中或者led照明的應(yīng)用中，可能需要僅對(duì)于某個(gè)不規(guī)則的形狀的照明區(qū)域進(jìn)行均勻的照明，而傳統(tǒng)的照明裝置主要僅適應(yīng)于對(duì)規(guī)則形狀的區(qū)域進(jìn)行照明。因此，這對(duì)于照明裝置的靈活性和適應(yīng)性提出了挑戰(zhàn)。

為此，現(xiàn)有技術(shù)中存在對(duì)于能夠適應(yīng)于不同的照明區(qū)域形狀的照明裝置的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是提供一種光擴(kuò)散元件，其能夠使照明裝置適應(yīng)于各種形狀的照明區(qū)域的照明。

本發(fā)明的目的還在于提供一種照明裝置，其具有該光擴(kuò)散元件，能夠滿足不規(guī)則形狀的照明區(qū)域的照明要求。

本發(fā)明的目的也在于提供一種具有該照明裝置的機(jī)動(dòng)車輛。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案通過以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種光擴(kuò)散元件，包括：

光入射部，位于光擴(kuò)散元件的第一側(cè)的中央部分，用于接收入射光；

中央光反射部，位于光擴(kuò)散元件的與第一側(cè)相反的第二側(cè)的中央部分；

光出射部，位于光擴(kuò)散元件的第二側(cè)、中央光反射部?jī)蛇叺奈恢锰?，供光線從光擴(kuò)散元件射出；和

光引導(dǎo)部，位于光擴(kuò)散元件的第一側(cè)、光入射部?jī)蛇叺奈恢锰帲?/p>

其中，所述中央光反射部配置成將來(lái)自光入射部的入射光至少部分地向光引導(dǎo)部反射，所述光引導(dǎo)部設(shè)有棱鏡陣列，所述棱鏡陣列配置成將被中央光反射部反射的光至少部分地朝向光出射部反射。

在一實(shí)施例中，所述棱鏡陣列可以設(shè)置成以全反射方式對(duì)來(lái)自中央光反射部的光進(jìn)行反射。

在一實(shí)施例中，所述棱鏡陣列的棱鏡反射表面與夾角a的角平分線所成的角度可以為80-100度，所述夾角a是出光軸線和光出射部的對(duì)應(yīng)于該棱鏡反射表面的光出射表面朝向光擴(kuò)散元件的第一側(cè)形成的夾角。

在一實(shí)施例中，所述棱鏡的反射表面可以與夾角a的角平分線垂直。

在一實(shí)施例中，所述棱鏡陣列、中央光反射部和光入射部可以基本上相互平行地延伸。

在一實(shí)施例中，所述中央光反射部可以由v形槽形成，其中v形槽的斜面構(gòu)成中央光反射部的反射面。

在一實(shí)施例中，所述v形槽的斜面的方向可以配置成對(duì)來(lái)自光入射部的入射光進(jìn)行全反射。

在一實(shí)施例中，所述v形槽的斜面與夾角b的角平分線所成的角度可以為80-100度，所述夾角b為光入射部上的光入射方向和光出射部的對(duì)應(yīng)于該斜面的光出射表面朝向光擴(kuò)散元件的第一側(cè)形成的夾角。

在一實(shí)施例中，所述v形槽的斜面與夾角b的角平分線垂直。

在一實(shí)施例中，所述光出射部的光出射表面可以垂直于出光軸線或相對(duì)于出光軸線傾斜。

在一實(shí)施例中，所述光擴(kuò)散元件可以由透光材料一體形成。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種照明裝置，包括：

光源；

根據(jù)上述任一實(shí)施例所述的光擴(kuò)散元件；以及

光導(dǎo)部件，所述光導(dǎo)部件將從光源發(fā)出的光引導(dǎo)到所述光擴(kuò)散元件的光入射部。

在一實(shí)施例中，所述光導(dǎo)部件可以包括：

位于光導(dǎo)部件的一端的入光面，用于接收從光源發(fā)出的光；

出光面，位于光導(dǎo)部件的朝向光擴(kuò)散元件的一側(cè)；

出光引導(dǎo)面，位于光導(dǎo)部件的與出光面相反的一側(cè)，

其中，進(jìn)入光導(dǎo)部件的光在經(jīng)過出光引導(dǎo)面的反射之后從出光面朝向光擴(kuò)散元件的光入射部射出。

在一實(shí)施例中，所述出光引導(dǎo)面可以設(shè)有棱鏡陣列，所述棱鏡陣列以全反射方式將在光導(dǎo)部件中傳遞至出光引導(dǎo)面上的光反射向出光面。

在一實(shí)施例中，所述出光引導(dǎo)面上的棱鏡陣列可以設(shè)置成使經(jīng)由該棱鏡陣列反射向出光面的光在出光面界面處不滿足全反射條件以能夠從出光面射出。

在一實(shí)施例中，所述出光引導(dǎo)面上的棱鏡陣列的延伸方向可以與光擴(kuò)散元件上的棱鏡陣列的延伸方向基本上垂直。

在一實(shí)施例中，所述光導(dǎo)部件可以由導(dǎo)光棒、光導(dǎo)纖維或?qū)Ч獍逯瞥伞?/p>

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種機(jī)動(dòng)車輛，包括如上述任一實(shí)施例所述的照明裝置。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案中的至少一個(gè)方面能夠通過設(shè)置中央光反射部和棱鏡陣列的組合來(lái)以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高效和均勻的照明。根據(jù)本發(fā)明的光擴(kuò)散元件、照明裝置和機(jī)動(dòng)車輛，可以適應(yīng)于各種不同形狀的照明區(qū)域的照明要求。

附圖說(shuō)明

圖1-3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的光擴(kuò)散元件的工作原理；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的光擴(kuò)散元件從光入射側(cè)觀察的示意圖；

圖5示出如圖4所示的光擴(kuò)散元件從光出射側(cè)觀察的示意圖；

圖6示出如圖4所示的光擴(kuò)散元件的示意性剖視圖；和

圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的照明裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。在說(shuō)明書中，相同或相似的附圖標(biāo)號(hào)表示相同或相似的部件。下述參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的說(shuō)明旨在對(duì)本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。

圖1-3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的光擴(kuò)散元件100的工作原理。為了更好地說(shuō)明光擴(kuò)散元件100的工作原理，在圖1-3中還示出了光導(dǎo)部件200。該光擴(kuò)散元件100包括光入射部101、中央光反射部102、光出射部103以及光引導(dǎo)部104。光入射部101位于光擴(kuò)散元件100的第一側(cè)的中央部分，用于接收入射光。中央光反射部102位于光擴(kuò)散元件100的與第一側(cè)相反的第二側(cè)的中央部分，用于將來(lái)自光入射部101的入射光至少部分地向光引導(dǎo)部104反射。光出射部103位于光擴(kuò)散元件100的第二側(cè)、中央光反射部102兩邊的位置處，供光線106從光擴(kuò)散元件射出。光引導(dǎo)部104位于光擴(kuò)散元件100的第一側(cè)、光入射部101兩邊的位置處，用于將被中央光反射部12反射的光至少部分地朝向光出射部103反射。

如圖1-3所示，光引導(dǎo)部104設(shè)有棱鏡陣列1041，所述棱鏡陣列1041用于將來(lái)自中央光反射部102的光至少部分地朝向光出射部103反射。作為示例，棱鏡陣列1041可以設(shè)置成以全反射方式對(duì)來(lái)自中央光反射部102的光進(jìn)行反射。這可以通過根據(jù)光擴(kuò)散元件100的折射率、中央光反射部102的反射光的方向來(lái)設(shè)定棱鏡陣列1041的棱鏡反射表面的角度以使其滿足全反射條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，這不 是必須的，棱鏡陣列1041也可以不以全反射方式來(lái)對(duì)光進(jìn)行反射，例如可以通過設(shè)置金屬反射層等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光的反射。

借助于棱鏡陣列1041，尤其是全反射棱鏡陣列，可以使得光線均勻高效地從與各個(gè)棱鏡對(duì)應(yīng)的位置射出光擴(kuò)散元件100。這樣，既可以保證照明的均勻性，又可以獲得良好的光學(xué)效率。

作為示例，棱鏡陣列1041中的棱鏡反射表面1042與圖2中所示夾角a的角平分線1043所成的角度可以為80-100度，例如85度至95度，該夾角a是出光軸線107和光出射部103的對(duì)應(yīng)于該棱鏡反射表面1042的光出射表面1031(在圖2的情形中該光出射表面1031與該棱鏡反射表面1042都位于光入射部101的上方或下方)朝向光擴(kuò)散元件100的第一側(cè)(即光入射側(cè)，圖1-3中示出的左側(cè))的夾角?；蛘?，棱鏡陣列1041中的棱鏡反射表面1042與夾角a的角平分線1043可以相互垂直。出光軸線107如圖2和3所示，是指沿著光線106從光擴(kuò)散元件100期望的出射方向的軸線，該出射方向通常指向光擴(kuò)散元件100或照明裝置的正前方。需要說(shuō)明的是，光擴(kuò)散元件100的出光軸線107與在光入射部101上的光入射方向108(例如光導(dǎo)部件200的出射光的光軸方向)不一定重合。

作為示例，棱鏡陣列1041、中央光反射部102和光入射部101可以基本上相互平行地延伸。這尤其適合于對(duì)狹長(zhǎng)形狀的照明區(qū)域進(jìn)行照明。

作為示例，中央光反射部102可以由v形槽形成，其中v形槽的斜面1021構(gòu)成中央光反射部102的反射面。作為示例，v形槽的斜面1021的方向可以配置成對(duì)來(lái)自光入射部101的入射光進(jìn)行全反射。這可以通過根據(jù)光擴(kuò)散元件100的折射率、在光入射部101上的光入射方向來(lái)設(shè)定v形槽的斜面1021的方向以使其滿足全反射條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，這不是必須的，v形槽的斜面1021也可以不以全反射方式來(lái)對(duì)光進(jìn)行反射，例如可以通過設(shè)置金屬反射層等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光的反射。

中央光反射部102，例如v形槽，可以有效地實(shí)現(xiàn)將入射光向兩邊擴(kuò)散。特別地，在采用來(lái)自非平行光源或者光導(dǎo)部件200的入 射光時(shí)，由于非平行光源或者光導(dǎo)部件200發(fā)出的光都具有一定的發(fā)散角，中央光反射部102的反射面可以將在發(fā)散角以內(nèi)的不同方向的入射光反射向兩邊遠(yuǎn)近不同的位置上，如圖1所示。也就是說(shuō)，利用入射光的角范圍來(lái)對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)散。這可以避免對(duì)光束的準(zhǔn)直，可以簡(jiǎn)化光擴(kuò)散元件100的結(jié)構(gòu)。

在一示例中，所述v形槽的斜面1021與圖3中示出的夾角b的角平分線109所成的角度為80-100度，例如85度至95度。夾角b是光入射部101上的光入射方向108和光出射部103的與該斜面1021相對(duì)應(yīng)的光出射表面1031(在圖2的情形中該光出射表面1031與該斜面1021都位于光入射部101的上方或下方)朝向光擴(kuò)散元件100的第一側(cè)(即光入射側(cè)，圖1-3中示出的左側(cè))的夾角?；蛘?，v形槽的斜面1021與夾角b的角平分線109垂直，如圖3所示。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明中的中央光反射部102不限于v形槽，例如可以采用梯形槽、弧形槽等，只要能夠提供所需的中央光反射部102的光反射面即可。

在上述實(shí)施例中，光出射部103的光出射表面1031可以垂直于出光軸線107，也可以不垂直于出光軸線107，例如相對(duì)于出光軸線107傾斜。甚至在中央光反射部102兩邊的光出射表面1031可以具有彼此獨(dú)立的方向以滿足不同的照明要求。

作為示例，光擴(kuò)散元件100可以由透光材料一體形成。

圖4-6示出了光擴(kuò)散元件100的一種具體示例。如圖4和5所示，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的光擴(kuò)散元件100總體上具有類似“掃帚”狀的不規(guī)則形狀，在光入射側(cè)示出有棱鏡陣列1041和光入射部101，在光出射側(cè)示出有中央光反射部102和光出射部103。由于所采用的中央光反射部102(如v形槽)和棱鏡陣列1041的組合對(duì)于光擴(kuò)散元件100的整體上的對(duì)稱性、曲率變化都沒有特定的要求，只要在每個(gè)橫斷面上能夠滿足如圖1-3所示的要求即可。因此，光擴(kuò)散元件100的整體上的形狀可以是不規(guī)則的，甚至可以如圖4和5所示在右上方的尾部處還可以存在一定的彎折和扭曲。例如，在光擴(kuò)散元件100的各個(gè)平行的橫斷面上，各部分的尺寸可以不同。在 單個(gè)橫斷面上，光入射部101兩邊的棱鏡陣列1041也可以是不對(duì)稱的，如圖6所示。然而，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光擴(kuò)散元件100不限于圖4-6示出的示例，其可以具有各種對(duì)稱的、不對(duì)稱的、直的、彎的、規(guī)則的或不規(guī)則的形狀。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種照明裝置300，如圖7所示。該照明裝置300包括：光源301，例如led；如上任一實(shí)施例所述的光擴(kuò)散元件100；以及光導(dǎo)部件200。光導(dǎo)部件200配置成將從光源301發(fā)出的光引導(dǎo)到光擴(kuò)散元件100的光入射部101。

作為示例，光導(dǎo)部件200可以包括：位于光導(dǎo)部件200的一端的入光面201，用于接收從光源301發(fā)出的光；出光面202，位于光導(dǎo)部件200的朝向光擴(kuò)散元件100的一側(cè)；以及出光引導(dǎo)面203，位于光導(dǎo)部件200的與出光面202相反的一側(cè)。進(jìn)入光導(dǎo)部件200的光在經(jīng)過出光引導(dǎo)面203的反射之后從出光面202朝向光擴(kuò)散元件100的光入射部101(在圖7中未示出)射出。

如上所述，光擴(kuò)散元件100的光入射部100可以進(jìn)行平直地或扭轉(zhuǎn)地延伸，作為示例，光導(dǎo)部件200的出光面202也可以與光擴(kuò)散元件100的光入射部100對(duì)應(yīng)地進(jìn)行平直地或扭轉(zhuǎn)地延伸，從而使從光導(dǎo)部件200的出光面202射入到光擴(kuò)散元件100的光入射部100的光保持一致。

作為示例，光導(dǎo)部件200的出光引導(dǎo)面203也可以設(shè)有棱鏡陣列2031。該棱鏡陣列2031以全反射方式將在光導(dǎo)部件200中傳遞至出光引導(dǎo)面203上的光反射向出光面202。由于出光引導(dǎo)面203上的棱鏡陣列2031的結(jié)構(gòu)與光擴(kuò)散元件100上的棱鏡陣列1041結(jié)構(gòu)類似，因此在圖7中沒有示出棱鏡陣列的具體結(jié)構(gòu)。在圖7中光線由箭頭示意性地表示。

作為示例，出光引導(dǎo)面203上的棱鏡陣列2031可以設(shè)置成使經(jīng)由該棱鏡陣列2031反射向出光面202的光在出光面界面處不滿足全反射條件以能夠從出光面202射出。

作為示例，出光引導(dǎo)面203上的棱鏡陣列2031的延伸方向與光擴(kuò)散元件100上的棱鏡陣列1041的延伸方向基本上垂直。以這種方 式，從光源301發(fā)出的光可以先在光導(dǎo)部件200中借助于出光引導(dǎo)面203上的棱鏡陣列2031沿一方向被擴(kuò)散或均勻化，而后再由光擴(kuò)散元件100上的棱鏡陣列1041在與該方向垂直的另一方向上進(jìn)行擴(kuò)散或均勻化。從而，光線在兩個(gè)相互垂直的方向上都實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)散或均勻化以提高照明光在兩維方向上的照明效果。

作為示例，光導(dǎo)部件200可以由導(dǎo)光棒、光導(dǎo)纖維或?qū)Ч獍逯瞥?。但光?dǎo)部件200不限于此，其還可以由具有各種所需要的形狀的現(xiàn)有技術(shù)已知的導(dǎo)光材質(zhì)制成。光導(dǎo)部件可以具有圓柱形、長(zhǎng)條形等各種形狀。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種機(jī)動(dòng)車輛，該機(jī)動(dòng)車輛包括根據(jù)任一上述示例中所述的照明裝置300。

雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是附圖中公開的實(shí)施例旨在對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行示例性說(shuō)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。

雖然本發(fā)明總體構(gòu)思的一些實(shí)施例已被顯示和說(shuō)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本總體發(fā)明構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對(duì)這些實(shí)施例做出改變，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。