CN115823532A - 一种光线入射结构、车窗及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光线入射结构、车窗及车辆，该光线入射结构包括用于将光线传导至光波导层内，光波导层至少具有供光线射入的第一面，该光线入射结构包括导光部和光源，导光部的至少部分位置固化形成于光波导层的第一面上，以使至少部分导光部为光波导层的一部分，导光部具有供光线射入的至少一个入射面；光源发射的光线经过入射面进入至导光部内，光线经过导光部的折射后由第一面进入至光波导层内。本发明可以解决车窗的光线入射结构复杂、光线入射效率低等技术问题。

Description

一种光线入射结构、车窗及车辆

技术领域

本发明涉及车窗产品领域，尤其涉及一种光线入射结构、车窗及车辆。

背景技术

现阶段，如图1所示，通常采用在车窗的玻璃10上安装光源20，使光线由玻璃10的端面(如：玻璃的端部、切面或玻璃局部挖孔位置的端面)入射至玻璃10内，通过光线在玻璃10(即：光波导层)内传播，达到实现车辆内部照明或提升车内氛围效果。

而现有技术中，将导光块通过粘结层固定在光波导层的表面上，光源发出的光线入射到导光块中，导光块对光线进行反射后使光线入射到光波导层中，光线在光波导层中进行全反射，从而在光波导层中进行传播。为提升导光效果，需要在导光块与光波导层的表面之间设置复杂的光学结构(如：尺寸在毫米或者微米范围的多组非对称棱镜，各组非对称棱镜之间以三维阵列或者线性方式排列)，以辅助光线入射到光波导层中，不仅制作、安装难度高，而且会占用光波导层的部分空间，影响光波导层的发光效果；另外，导光块的结构使用范围窄(如：无法在曲面玻璃上安装)，工艺难度大、产品稳定性无法保证；由于导光块与光源发光角度的匹配性以及光线需要通过导光块和粘结层后才能入射到光波导层中，都会对光线造成损失，从而导致光线的入射效率低下，产品使用效果不佳。

针对相关技术中车窗的光线入射结构复杂、光线入射效率低等问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种光线入射结构、车窗及车辆，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光线入射结构、车窗及车辆，在光波导层上形成导光部，光源发射的光线经过导光部的折射后直接进入至光波导层内，不仅结构、工艺更加简单，而且能大大提高光线的入射效率，有效提升车内的照明和氛围效果。

本发明的目的可采用下列方案来实现：

本发明提供了一种光线入射结构，其用于将光线传导至光波导层内，所述光波导层至少具有供光线射入的第一面，包括：

导光部，所述导光部的至少部分位置固化形成于所述光波导层的第一面上，以使至少部分所述导光部为所述光波导层的一部分，所述导光部具有供光线射入的至少一个入射面；

光源，所述光源发射的光线经过所述入射面进入至所述导光部内，所述光线经过所述导光部的折射后由所述第一面进入至所述光波导层内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述导光部为位于所述光波导层的第一面上的凸起结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一面为平面或曲面。

在本发明的一较佳实施方式中，所述光波导层具有与所述第一面相对的第二面，所述第二面上设置有反光部，进入所述光波导层内的光线在所述反光部处发生反射。

在本发明的一较佳实施方式中，所述反光部呈预设的图案。

在本发明的一较佳实施方式中，所述入射面为平面或凸镜面或凹镜面。

在本发明的一较佳实施方式中，所述导光部具有与所述光波导层相同或位于预设范围内的折射率。

在本发明的一较佳实施方式中，所述导光部的可见光透过率大于或等于所述光波导层的可见光透过率。

在本发明的一较佳实施方式中，所述导光部与所述光波导层一体成型。

在本发明的一较佳实施方式中，所述导光部由具有黏度的液体在所述光波导层上固化形成。

在本发明的一较佳实施方式中，所述光线入射结构还包括盖板，所述盖板具有相对的第一端和第二端，所述盖板的第一端与所述光波导层连接，所述盖板的第二端向远离所述光波导层的方向倾斜，所述导光部位于所述盖板与所述光波导层之间；

所述入射面位于所述盖板的第二端与所述光波导层之间，或所述入射面位于靠近所述盖板的第二端的位置与所述光波导层之间。

在本发明的一较佳实施方式中，所述光源设置于所述光波导层上且靠近所述入射面的位置。

本发明提供了一种车窗，包括光波导层、玻璃层和上述的光线入射结构，所述光波导层具有相对的第一面和第二面，所述光线入射结构设置于所述第一面，所述玻璃层与所述第二面连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述车窗还包括粘结层，所述粘结层粘接于所述玻璃层与所述第二面之间。

本发明提供了一种车辆，所述车辆具有上述的车窗。

由上所述，本发明的光线入射结构、车窗及车辆的特点及优点至少包括：

光波导层上设置有导光部，且导光部的至少部分位置固化形成于光波导层的第一面上，以使至少部分导光部为光波导层的一部分，导光部具有供光线射入的至少一个入射面，光源发射的光线经过入射面进入至导光部内，光线经过导光部的折射后直接由第一面进入至光波导层内，实现光线在光波导层内的传播，本发明不仅结构、工艺更加简单，而且能大大提高光线的入射效率，有效提升车内的照明和氛围效果。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为现有技术中车窗玻璃的光线入射结构的示意图。

图2：为本发明光线入射结构的示意图之一。

图3：为本发明光线入射结构的立体图。

图4：为图3中A位置的局部放大图。

图5：为本发明光线入射结构的示意图之二。

图6：为本发明光线入射结构的示意图之三。

图7：为本发明光线入射结构的示意图之四。

图8：为本发明光线入射结构的示意图之五。

图9：为本发明光线入射结构的示意图之六。

背景技术中的附图标号为：

10、玻璃；20、光源。

本发明中的附图标号为：

1、导光部； 101、入射面；

2、光波导层； 3、光源；

4、盖板； 5、玻璃层；

6、粘结层； 7、反光部。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施方式一

如图2至图4所示，本发明提供了一种光线入射结构，该光线入射结构用于将光线传导至光波导层2内，光波导层2至少具有供光线射入的第一面，该光线入射结构包括导光部1和光源3，导光部1的至少部分位置固化形成于光波导层2的第一面上，以使至少部分导光部1为光波导层2的一部分，导光部1具有供光线射入的至少一个入射面101；光源3发射的光线经过入射面101进入至导光部1内，光线经过导光部1的折射后由第一面进入至光波导层2内。本发明中，由于导光部1固设于光波导层2的第一面上，在保证光线顺利传播的前提下，使导光部1与光波导层2之间的结构以及成型工艺更加简单；另外，由于导光部1与光波导层2之间未设置其他连接结构，能够大大提高光线的入射效率，避免光线损失，有效提升车内的照明和氛围效果。

在本发明的一个可选实施例中，如图2至图4所示，导光部1为位于光波导层2的第一面上的凸起结构，入射面101位于凸起结构的一侧且入射面101与光波导层2的第一面相连，正是由于导光部1为凸起结构，使得光线能够在凸起结构的内部发生折射，进而使发生折射后的光线进入至光波导层2内。

在本发明中，由于导光部1位于光波导层2的第一面(即：光波导层2的表面)，因此，可实现光源3发射的光线通过光波导层2的表面射入至光波导层2内，取代了将光源3发射的光线由光波导层2(即：玻璃)的端面或切面射入至光波导层2内的入射方式，在保证光线的入射效率的前提下，能够简化结构、节约成本。

进一步的，光波导层2的第一面可为但不限于平面或曲面，由于直接在光波导层2上形成导光部1，因此无需考虑光波导层2的第一面是否能够与导光部1适配连接，在平面或曲面的情况下，均能将导光部1设置于光波导层2的第一面上，并能够保证光线的入射效率。但在在形成导光部1之前，需要保证光波导层2上需要设置导光部1的位置为透明区域(可根据预设的导光部1的面积预留出透明区域)，再将导光部1设置于该透明区域后，才能保证光线能够通过导光部1顺利进入至光波导层2内。其中，导光部1在光波导层2的第一面上的位置以及面积可根据实际产品的需求进行设定，在此不做具体限定。

在本发明的一个可选实施例中，如图2所示，光波导层2具有与第一面相对的第二面，第二面上设置有反光部7，光线在进入光波导层2内之后，会照射在反光部7上，光线会在被反光部7提取处发生反射，从而实现照明和氛围效果。

进一步的，反光部7可覆盖光波导层2的第二面，反光部7也可呈预设的图案(根据需要设置不同的图案)，光线进入至光波导层2内并在光波导层2内传播，传播的光线在照射到反光部7后会被反光部7提取，使得反光部7呈现发光状态，以实现照明和氛围的效果。

在本发明的一个可选实施例中，如图2所示，导光部1的入射面101可为平面，当然，如图5、图6所示，导光部1的入射面101也可为凸镜面或凹镜面或其他具有光学性能的结构面，能够保证光源3发射的光线能够顺利进入至导光部1，并且在导光部1内发生折射后能够顺利进入至光波导层2内即可。

进一步的，如图2至图4所示，导光部1可根据光波导层2的尺寸设置为长条状的凸起结构，光源3设置于光波导层2上且靠近入射面101的位置，光源3的数量可为多个，各光源3可沿导光部1的长度方向间隔且均匀分布，以确保光波导层2的整体发光效果。其中，光源3的具体数量以及设置位置可根据导光部1的长度设定，保证各光源3发射的光线能够充分分布于光波导层2内即可。

进一步的，如图2、图5至图9所示，光源3发射的光线相对于入射面101的入射角度可以根据入射面101的光学结构进行设定。其中，优选光源3发射的光线垂直入射面101射入至导光部1内。

在本发明的一个可选实施例中，导光部1具有与光波导层2相同或位于预设范围内的折射率，导光部1的可见光透过率大于或等于光波导层2的可见光透过率。

进一步的，导光部1的折射率的预设范围为1.35至1.65。其中优选的，导光部1的折射率的预设范围为1.48至1.55。

进一步的，导光部1的折射率与光波导层2的折射率的差值在±0.05范围内。

进一步的，导光部1的可见光透过率为85％至99.9％。其中优选的，导光部1的可见光透过率为95％至99.9％。

进一步的，导光部1的可见光透过率大于或等于光波导层2的可见光透过率3％。

进一步的，导光部1的雾度小于或等于5％。其中优选的，导光部1的雾度小于或等于2％。

本发明通过对导光部1的折射率、可见光透过率和雾度的设定，使导光部1与光波导层2具有接近的光学性能，从而能够大大提高光线入射光波导层2中的效率，避免光线损失。

在本发明的一个可选实施例中，导光部1与光波导层2可为一体成型，或者导光部1与光波导层2采用同种材料制成或者采用折射率、可将光透过率和雾度等光学性能相近似的材料制成，使得导光部1和光波导层2具有相同或相当的光学性能，进而可将导光部1与光波导层2作为同一介质，该种情况下，能获得最佳的光线入射效率。

在本发明的另一个可选实施例中，导光部1由具有黏度的液体在光波导层2上固化形成。可采用但不限于透明光学胶OCA(英文全称为Optically Clear Adhesive)、液态透明光学胶LOCA(英文全称为Liquid Opt icalClear Adhesive)或光学透明树脂OCR(英文全称为OpticalClear Resin)等。通过光(如UV等)或热等方式进行固化而形成导光部1。其中，导光部1的成型方式可以为：通过向安装在光波导层2的表面的预先设计的模具进行材料注入(如：采用挤压注入、点滴注入等操作)；或在光波导层2的表面上预先涂覆材料，再通过压模、取模去除多余材料；或使用3D打印的方式在光波导层2上形成导光部1；或使用涂覆、堆筑等方式也能在光波导层2上形成导光部1。导光部1的具体成型方式可以有多种选择或者组合，在此不做限定。

例如，可采用黏度为2500cps至4500cps的液态透明光学胶LOCA在光波导层2上固化形成导光部1。

需要说明的是，无论是导光部1与光波导层2一体成型，还是将导光部1通过固化的方式形成于光波导层2上的方式，均可认为是将导光部1直接形成于光波导层2上，优选地，导光部1与光波导层2之间可以既不存在其他层结构，也可以不需要在导光部1与光波导层2之间采取额外粘接工艺步骤使两者相连，从而使得导光部1与光波导层2之间的结构更加简单以及成型工艺更为简化，且光线由导光部1进入光波导层2不会改变偏振状态。

进一步的，在光波导层2上形成导光部1后，可在光波导层2整体的表面上设置遮盖件(图中未示出)，通过遮盖件对光波导层2和导光部1进行遮盖，从而起到保护以及美化外观的作用。

在本发明的一个可选实施例中，如图2至图4所示，光线入射结构还包括盖板4，盖板4具有相对的第一端和第二端，盖板4的第一端与光波导层2连接，盖板4的第二端向远离光波导层2的方向倾斜，导光部1位于盖板4与光波导层2之间；入射面101位于盖板4的第二端与光波导层2之间，或入射面101位于靠近盖板4的第二端的位置与光波导层2之间。在导光部1的形成过程中，可预先设置盖板4，再在盖板4与光波导层2之间形成导光部1，通过盖板4对导光部1起到一定的塑形作用，保证导光部1的顺利成型。其中，盖板4的形状和尺寸可根据要形成的导光部1的形状和尺寸设定。在本发明中对盖板4是否采用透明材料不做限定，优选盖板4采用非黑色材料。

本发明的一个具体实施例中，如图2所示，导光部1的横截面为直角三角形，导光部1的较长直角边所对应的位置与光波导层2的第一面相接，导光部1的较短直角边所对应的位置为导光部1的入射面101，此时，导光部1的入射面101与光波导层2的第一面相垂直，在导光部1的斜边上设置盖板4。其中，导光部1的较长直角边与斜边之间的夹角为4°至10°，优选4°至7°，导光部1的较短直角边的长度小于或等于4mm。在本实施例中，光波导层2的折射率可为1.51，可见光透过率(TL)可为91.5％；粘结层6为乙烯聚酸乙酯；导光部1的材料选用折射率为1.51，可见光透过率(TL)为大于或等于91％的紫外固化LOCA(即：液态光学透明胶)。该导光部1实现了将光源3发生的光线入射到光波导层2中，光线在光波导层2中持续传播，入射的光线在光波导层2内传播的过程中照射到反光部7上，并在反光部7处产生反射，从而实现发光、显示图案等效果。

优选的，导光部1的材料的可见光透过率(TL)为99％。

本发明的一个具体实施例中，如图5所示，导光部1的横截面为类三角形，导光部1的入射面101为凹透镜面。在本实施例中，要保证导光部1的折射率与光波导层2的折射率相同或相接近，优选导光部1的折射率与光波导层2的折射率的差值在±0.05范围内；导光部1的可见光透过率大于或等于光波导层2的可见光透过率，优选大于或等于3％。

本发明的一个具体实施例中，如图6所示，导光部1的横截面为类三角形，导光部1的入射面101为凸透镜面。在本实施例中，要保证导光部1的折射率与光波导层2的折射率相同或相接近，优选导光部1的折射率与光波导层2的折射率的差值在±0.05范围内；导光部1的可见光透过率大于或等于光波导层2的可见光透过率，优选大于或等于3％。

当然，导光部1的入射面101也可自由曲面，需要保证光源3所发射的各条光线汇聚的方向基本一致(即：各条光线分布在±2.5°的夹角范围内)。

本发明的一个具体实施例中，如图7所示，导光部1的横截面为半椭圆形，导光部1的直边所对应的位置与光波导层2的第一面相接，导光部1的入射面101为靠近导光部1与光波导层2的第一面相接的位置，在本实施例中，要保证导光部1的折射率与光波导层2的折射率相同或相接近，优选导光部1的折射率与光波导层2的折射率的差值在±0.05范围内；导光部1的可见光透过率大于或等于光波导层2的可见光透过率，优选大于或等于3％。

本发明的一个具体实施例中，如图8所示，导光部1的横截面为直角梯形，导光部1的较长底边所对应的位置与光波导层2的第一面相接，导光部1的入射面101为与两底边之间的夹角均为直角的腰所对应的平面，在本实施例中，要保证导光部1的折射率与光波导层2的折射率相同或相接近，优选导光部1的折射率与光波导层2的折射率的差值在±0.05范围内；导光部1的可见光透过率大于或等于光波导层2的可见光透过率，优选大于或等于3％。

进一步的，导光部1的可见光透过率大于或等于光波导层2的可见光透过率，优选大于或等于5％。

本发明的一个具体实施例中，如图9所示，导光部1的横截面为非直角三角形，导光部1的第一条边(三条边中较长的边)所对应的位置与光波导层2的第一面相接，导光部1的第二条边(三条边中较短的边)所对应的位置为导光部1的入射面101，此时，可通过调整光源3的角度，使光源3发射的光线尽可能垂直导光部1的入射面101射入至导光部1内。在本实施例中，要保证导光部1的折射率与光波导层2的折射率相同或相接近，优选导光部1的折射率与光波导层2的折射率的差值在±0.05范围内；导光部1的可见光透过率大于或等于光波导层2的可见光透过率，优选大于或等于3％。

本发明的光线入射结构的特点及优点至少包括：

一、该光线入射结构中，导光部1固设于光波导层2上，能够大大提高光线的入射效率，避免光线损失，有效提升车内的照明和氛围效果。

二、该光线入射结构中，导光部1与光波导层2具有相同或接近的光学性能，能够极大提高光线入射光波导层2中的效率。

三、该光线入射结构中，光波导层2的设置面(即：第一面)既可为平面，也可为曲面，适用范围广。

四、该光线入射结构中，结构、工艺更加简单，占用区域小，节省空间，便于布置使用，适合工业化批量生产。

五、该光线入射结构可实现光线通过光波导层2的表面射入至光波导层2内，取代了将光源3发射的光线由光波导层2的端面或切面射入至光波导层2内的入射方式，在保证光线的入射效率的前提下，简化结构、减轻产品重量、节约成本、节能减排。

实施方式二

如图2、图3所示，本发明提供了一种车窗，该车窗包括光波导层2、玻璃层5和上述的光线入射结构，光波导层2具有相对的第一面和第二面，光线入射结构设置于光波导层2的第一面上，玻璃层5与光波导层2的第二面连接。

在本发明的一个可选实施例中，如图2、图3所示，车窗还包括粘结层6，粘结层6粘接于玻璃层5与光波导层2的第二面之间。

进一步的，如图2所示，反光部7位于粘结层6与光波导层2的第二面之间，反光部7与粘结层6固定粘接。

进一步的，光波导层2和玻璃层5为相同材质(即：光波导层2和玻璃层5均采用玻璃)，因此，本发明在成型后为两片式夹层结构，通过光线入射结构的设置，可通过该两片式夹层结构取代现有的三片式夹层结构(如图1所示)，无需再通过玻璃的端面或切面实现光线的入射，能够免去第三层玻璃的设置，简化产品结构、降低产品重量。

实施方式三

本发明提供了一种车辆，该车辆具有上述的车窗。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (15)

1.一种光线入射结构，其用于将光线传导至光波导层内，所述光波导层至少具有供光线射入的第一面，其特征在于，包括：

导光部，所述导光部的至少部分位置固化形成于所述光波导层的第一面上，以使至少部分所述导光部为所述光波导层的一部分，所述导光部具有供光线射入的至少一个入射面；

光源，所述光源发射的光线经过所述入射面进入至所述导光部内，所述光线经过所述导光部的折射后由所述第一面进入至所述光波导层内。

2.如权利要求1所述的光线入射结构，其特征在于，所述导光部为位于所述光波导层的第一面上的凸起结构。

3.如权利要求2所述的光线入射结构，其特征在于，所述第一面为平面或曲面。

4.如权利要求2所述的光线入射结构，其特征在于，所述光波导层具有与所述第一面相对的第二面，所述第二面上设置有反光部，进入所述光波导层内的光线在所述反光部处发生反射。

5.如权利要求4所述的光线入射结构，其特征在于，所述反光部呈预设的图案。

6.如权利要求1或2所述的光线入射结构，其特征在于，所述入射面为平面或凸镜面或凹镜面。

7.如权利要求1或2所述的光线入射结构，其特征在于，所述导光部具有与所述光波导层相同或位于预设范围内的折射率。

8.如权利要求7所述的光线入射结构，其特征在于，所述导光部的可见光透过率大于或等于所述光波导层的可见光透过率。

9.如权利要求1或2所述的光线入射结构，其特征在于，所述导光部与所述光波导层一体成型。

10.如权利要求1或2所述的光线入射结构，其特征在于，所述导光部由具有黏度的液体在所述光波导层上固化形成。

11.如权利要求10所述的光线入射结构，其特征在于，所述光线入射结构还包括盖板，所述盖板具有相对的第一端和第二端，所述盖板的第一端与所述光波导层连接，所述盖板的第二端向远离所述光波导层的方向倾斜，所述导光部位于所述盖板与所述光波导层之间；

所述入射面位于所述盖板的第二端与所述光波导层之间，或所述入射面位于靠近所述盖板的第二端的位置与所述光波导层之间。

12.如权利要求11所述的光线入射结构，其特征在于，所述光源设置于所述光波导层上且靠近所述入射面的位置。

13.一种车窗，其特征在于，包括光波导层、玻璃层和权利要求1至12中任一项所述的光线入射结构，所述光波导层具有相对的第一面和第二面，所述光线入射结构设置于所述第一面，所述玻璃层与所述第二面连接。

14.如权利要求13所述的车窗，其特征在于，所述车窗还包括粘结层，所述粘结层粘接于所述玻璃层与所述第二面之间。

15.一种车辆，其特征在于，所述车辆具有权利要求13至14中任一项所述的车窗。

Images