一种导光件及RBG灯光模组的制作方法

一种导光件及rbg灯光模组
技术领域
1.本发明涉及光学领域，具体涉及一种导光件及rbg灯光模组。


背景技术：

2.rbg灯光模组通常用于输出混合光，其原理是将红绿蓝三色光通过混光透镜进行混合，最终输出白光或其他任意颜色的混合光，适用于各种类型的氛围灯。现有的混光透镜通常呈柱状的、截面为六边形或其他多边形，虽然这种类型的混光透镜最终可以混合rgb光线，但是混光所需距离较大，也就是要求混光透镜的长度较长才能达到合适的混光效果，这就最终造成了rbg灯光模组的尺寸比较大。在一些空间比较大的应用场景，现有的rbg灯光模组的确可以满足需求，但是在一些空间比较狭小的应用场景，现有的rbg灯光模组就因为尺寸过大无法适用，即使强行适用最终混光效果也无法达到要求，出现明显的发彩光学缺陷。
3.故而当前如何提高混光透镜的混光效果，降低尺寸大小是值得关注的问题。


技术实现要素：

4.为避免背景技术的不足之处，本发明提供一种导光件，可在长度更短的情况提供较好的混光效果。
5.本发明提出的一种导光件，包括混光主体部，混光主体部包括在其外表面的外壁，光束在混光主体部内传播并经外壁发生全反射，外壁包括若干扩散单元，扩散单元在反射光束的同时在径向平面上扩大光束的光束角使反射的光束的光束角大于入射的光束的光束角；扩散单元围绕混光主体部排布。
6.进一步的，扩散单元以混光主体部为中心呈圆周阵列排布。
7.一种优选的方案，扩散单元在径向截面上呈圆心在混光主体部内部的内弧形。
8.进一步的，外壁还包括连接相邻扩散单元的过渡单元，过渡单元在径向截面上呈圆心在混光主体部外部的外弧形；扩散单元与过渡单元的连接处相切。
9.优选的，扩散单元的r角为0.2～0.5mm，过渡单元的r角为0.2～0.5mm。
10.另一种优选的方案，扩散单元在径向截面上呈圆心在混光主体部外部的外弧形。
11.进一步的，外壁还包括连接相邻扩散单元的过渡单元，过渡单元的横截面呈圆心在混光主体部内部的内弧形；扩散单元与过渡单元的连接处相切。
12.优选的，扩散单元的r角为0.2～0.5mm，过渡单元的r角为0.2～0.5mm。
13.进一步的，还包括与混光主体部连通的出光主体部，出光主体部包括若干间隔排布的反射齿部。
14.本发明还提出的一种rbg灯光模组，包括壳体、电路板模块以及如上所述的导光件；壳体内具有放置电路板模块的空腔以及连通空腔与外界的出光腔；出光腔装有导光件；电路板模块包括pcb板和固定在pcb板上的rgb-led灯珠；导光件的进光面贴近rgb-led灯珠。
15.本发明有益效果在于相比现有六边形的导光件，在导光件的横截面面积相同的情况下，本发明导光件可以在更短的距离内达到相同要求的混光效果，也即本发明导光件的长度可以做的更小，节约空间，同时节省物料。
附图说明
16.图1是现有圆形截面的导光件的立体示意图。
17.图2是现有圆形截面的导光件中前两次反射的分光束的路径示意图。
18.图3是现有六边形截面的导光件的立体示意图。
19.图4是现有六边形截面的导光件中前两次反射的分光束的路径示意图。
20.图5是实施例导光件的立体示意图。
21.图6和图7是实施例导光件中前一次反射的分光束的路径示意图。
具体实施方式
22.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
23.实施例，参照附图5-7，一种导光件，包括混光主体部100和外壁110，光束在混光主体部100内传播并经外壁110发生全反射；外壁110包括若干扩散单元111和过渡单元112；扩散单元111在反射光束的同时在径向平面上扩大光束的光束角使反射的光束的光束角大于入射的光束的光束角；扩散单元111围绕混光主体部100排布，本实施例优选的扩散单元111以混光主体部100为中心呈圆周阵列排布，且扩散单元111在径向截面上呈圆心在混光主体部100内部的内弧形；过渡单元112用于连接相邻的扩散单元111，为了进一步提高导光件的混光效果，本实施例优选的过渡单元112在径向截面上呈圆心在混光主体部100外部的外弧形，扩散单元111与过渡单元112的连接处相切，最终形成截面如图6所示的导光件，具有凹凸圆弧相间的外壁110并围绕混光主体部100；本实施例中扩散单元111的r角为0.2～0.5mm，过渡单元112的r角为0.2～0.5mm。
24.rbg光线在导光件中混光的原理：rgb灯珠发出的光线从导光件的进光面进入导光件中并在导光件中沿直线传播，在接触到外壁110后发生全反射，然后改变方向继续传播。在导光件中混光效果取决于出光面通过的单色光是否均匀，越均匀则3个不同颜色的单色光叠加后人眼视觉上的混光效果越好，反之，越不均匀则会出现发彩现象。
25.以现有的图1-2和图3-4为例，分别是横截面为圆形的导光件和横截面为六边形的导光件，由于rbg三色灯珠受到物理空间限制不能重叠放置，而是需呈品字形分布，另外不同波长（颜色）的光折射率不同，故而导致导光件的进光面通过的单色光必然不是均匀，这也是rbg灯光模组需要混光的原因。单色灯珠发出的光束整体呈一个圆锥状进入进光面，为了方便理解，可将圆锥状的完整光束视为由若干束光束角相同的分光束组成，探究其中某一束分光束的传播变化以及带来的效果，在基于此扩展即可了解不同形状的横截面导光件的混光效果。
26.以横截面为圆形的导光件为例，如图2所示，在某时某刻，取上方灯珠所发出的光线中的某个角度的分光束，该分光束的光束角为α1，根据反射角等于入射角的基本光学原则，该分光束全反射两次后的情况如图2所示，一次反射和两次反射后的分光束的光束角分
别为β1和γ1。由图可见，两次反射后的分光束的光束角相比原始分光束的光束角变化不大，两次反射后的分光束的覆盖范围与横截面的占比相比原始光束的覆盖范围与横截面的占比变化也不大，同时两次反射后的分光束均是通过近圆心位置。上述现象扩展到完整光束可推断出完整单色光束反射多次后情况应当是光线在中间区域重叠率高，外周区域重叠率低，重叠率的高低的等价可视效果就是亮度的高低。再扩展到完整rbg光束可推断出完整光束反射多次后情况应当是中间区域有一定混光效果但是亮度偏高，外周区域混光效果查且亮度偏低，这与实际的圆截面导光件的情况相符，即中心有亮斑、周边出现发彩情况。
27.以横截面为六边形的导光件为例，如图4所示，同样的，取上方灯珠所发出的光线中的某个角度的分光束，该分光束的光束角为α2，使α2=α1，该分光束全反射两次后的情况如图4所示。由图可见，两次反射后的分光束的光束角相比原始分光束的光束角没有变化，即γ2=β2=α2（平面全反射不会导致光束角变化），而两次反射后的分光束的覆盖范围与横截面的占比相比原始光束的覆盖范围与横截面的占比变大，可预见的是分光束的反射次数越多则覆盖范围与横截面的占比越趋近于1。上述现象扩展到完整单色光束可推断出完整单色光束需反射多次后导光件的出光面通过的单色光才会趋近均匀。再扩展到完整rbg光束可推断出完整光束需反射多次后才能达到混光效果良好的结果，这也意味着导光件的长度必须足够长才能使得导光件中的rbg光束有反射多次的物理条件，才能达到混光效果好的结果。通过上述分析，其实可大致推断其他多边形的导光件的混光效果，其实和六边形导光件效果差不多，因为多边形导光件的外壁为平面，分光束反射前和反射后的光束角基本不变，故而分光束的覆盖范围与横截面的占比只能通过多次反射才能扩大。
28.而本实施例的导光件的混光效果相比现有导光件更好，具体来说：同样取上方灯珠所发出的光线中的某个角度的分光束，该分光束的光束角为α3，使α3=α1，该分光束全反射一次后的情况如图6或图7所示。由图可见，本实施例中一次反射后的分光束的光束角相比原始分光束的光束角明显变大，进而导致一次反射后的分光束的覆盖范围与横截面的占比相比原始光束的覆盖范围与横截面的占比明显变大。上述现象扩展到完整单色光束可推断出完整单色光束仅需反射较少次数后导光件的出光面通过的单色光即可以趋近均匀（相比前述的六边形的导光件）。再扩展到完整rbg光束可推断出完整光束仅需反射较少次数即能达到混光效果良好的结果。总结来说，本实施例中与导光件的扩散单元111的光束角扩散效果直接影响到了混光效果的好差，反射后的分光束的光束角相比原始分光束的光束角变化越大，则混光效果越好。
29.总体来说，在导光件长度相同、横截面面积相同的情况下，本实施例导光件相比圆截面导光件和六边形截面导光件的混光效果更好。换个角度说，当满足一定要求的混光效果且横截面面积相同的情况下，本实施例导光件的长度可以更小，应用在rbg灯光模组中作为混光透镜可使得rbg灯光模组的尺寸更小，可满足狭小的安装空间条件。
30.作为一种可实施方式，扩散单元111在径向截面上呈圆心在混光主体部100内部的内弧形，过渡单元112为直线。
31.作为一种可实施方式，扩散单元111在径向截面上呈圆心在混光主体部100外部的外弧形，过渡单元112为直线。
32.在上述基础上，本实施例导光件还包括与混光主体部100连通的出光主体部，出光主体部包括若干间隔排布的反射齿部，rbg光束经过混光主体部100的混光后进入出光主体
部，当rbg光束传播到反射齿部时反射，最终从出光主体部的侧面射出；本方案导光件应用在车辆氛围灯中作为导光条。
33.虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本领域普通技术人员应当了解，可以不限于上述实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作出形式和细节上的各种变化。