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导光柱和光电设备的制作方法

时间:2022-02-15 阅读: 作者:专利查询

导光柱和光电设备的制作方法

1.本实用新型涉及智能家居领域,具体而言,涉及一种导光柱和光电设备。


背景技术:

2.随着科技的发展和人们生活水平的不断提高,设计师对消费类电子产品的灯光效果要求也逐渐提高。而led灯光在传输途中存在的损耗,不仅会导致外观灯光不足,还会让不需要发光的地方漏光串光。因此,通过导光柱导光来实现灯光要求成为一种普遍的方法,导光柱的设计也出现多样化。常见的为:使用多颗周向排布的正发光led灯,配合圆形片状导光柱以实现环形灯光效果;或者是在导光柱中添加光扩散剂等实现出光均匀。
3.经发明人研究发现,正发光led灯配合圆形片状导光柱进行发光的方案,由于导光柱整体是一个片状结构,缺少对光线进行反射的结构,灯光损耗较大,导光效率较低,出光不均匀。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的在于提供一种导光柱,其能够将经进光面进入导光柱本体的光线反射至出光面,以减小灯光的损耗,提高导光效率,确保导光柱本体出光的均匀性。
5.本实用新型的实施例是这样实现的:
6.第一方面,本实用新型提供一种导光柱,所述导光柱的外周面具有进光面,所述导光柱的内部具有反光面;
7.所述反光面相对于所述进光面倾斜,用于将由所述进光面进入所述导光柱内的光线反射至所述导光柱外。
8.在可选的实施方式中,所述进光面为外凸的弧面。
9.在可选的实施方式中,所述反光面相对于所述出光面的倾斜角度为35
°
~60
°

10.在可选的实施方式中,所述反光面为弧面,所述反光面的曲率中心位于所述反光面背离所述出光面的一侧。
11.在可选的实施方式中,所述导光柱包括同轴设置的导光柱本体和环形凸棱;
12.所述导光柱本体的外周面具有所述进光面,所述导光柱本体内具有所述反光面;
13.所述环形凸棱位于所述导光柱本体轴向方向上的一侧,所述环形凸棱远离所述导光柱本体的一端为所述导光柱的第一端。
14.在可选的实施方式,所述导光柱本体为圆环形,所述导光柱本体的内周面具有所述反光面。
15.在可选的实施方式,所述导光柱还包括:
16.环形卡扣,设于所述导光柱本体设有所述环形凸棱的一侧,且与所述环形凸棱同轴。
17.在可选的实施方式,所述环形卡扣与所述环形凸棱之间设有环槽。
18.第二方面,本实用新型提供一种光电设备,包括前述实施方式任意一项所述的导
光柱。
19.在可选的实施例方式,所述光电设备包括外壳、编码器、旋钮和前述实施方式任意一项所述的导光柱,所述外壳套设在所述导光柱外,所述编码器穿设在所述导光柱的轴向内孔,且所述编码器与旋钮连接,所述外壳与所述旋钮之间留有出光通道,所述所述导光柱用于射出光线的区域至少部分对应所述出光通道设置。
20.在可选的实施方式中,所述光电设备还包括旋钮支架,所述旋钮支架与所述导光柱本体内孔卡接,且所述旋钮支架与所述旋钮固定连接。
21.在可选的实施方式中,所述光电设备还包括多个围绕所述导光柱的周缘分布的发光灯,所述发光灯正对所述进光面。
22.本实用新型实施例的有益效果包括,例如:
23.导光柱的外周面具有进光面,导光柱内具有反光面。在使用时,光源发射的光线由进光面进行收集,再经进光面进入导光柱内后,由相对于进光面倾斜的反光面改变光路方向,使光线反射至导光柱外,以减小灯光的损耗、提高导光效率,确保出光均匀。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本实用新型实施例导光柱的轴测图;
26.图2为本实用新型实施例导光柱的俯视图;
27.图3为本实用新型图2的a-a面结构图;
28.图4为本实用新型图3的a部放大图;
29.图5为本实用新型实施例开关的爆炸图;
30.图6为本实用新型实施例开关去掉编码器的剖视图;
31.图7为本实用新型实施例开关去掉灯罩、旋钮和编码器后的轴测图;
32.图8为本实用新型实施例开关的导光柱本体与光源相的相对位置图。
33.图标:100-导光柱本体;101-进光面;102-反光面;103-出光面;104-环形凸棱;105-环形卡扣;106-环槽;107-卡接凸起;108-定位槽;200-开关;201-外壳;202-编码器;203-旋钮;204-旋钮支架;205-发光灯,206-pcb板,207-底板。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都
属于本实用新型保护的范围。
36.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.此外,术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
39.在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,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,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.随着人们生活水平的不断提高,对消费类电子产品的灯光效果要求也逐渐提高,因此,通常通过导光柱导光来实现灯光要求成为一种普遍的方法。
41.经发明人研究发现,正发光led灯配合圆形片状导光柱进行发光的方案,缺少对光线进行反射的结构,灯光损耗较大,导光效率较低,出光不均匀。
42.为此,本技术提供的导光柱本体为环形,且外侧面为进光面、内侧面为反光面、一端面为出光面;反光面相对于出光面倾斜,以将由进光面进入导光柱本体的光线反射至出光面,从而减小灯光的损耗、提高导光效率。
43.以下对本技术的实施方式进行详细的说明。
44.第一实施例
45.结合图1和图2,本实施例提供一种导光柱,导光柱的外周面具有进光面101,导光柱的内部具有反光面102。反光面102相对于所述进光面101倾斜,用于将由所述进光面101进入所述导光柱内的光线反射至所述导光柱外。
46.由此,本实用新型实施例的导光柱在使用时,光源发射的光线由进光面101进行收集,再经进光面101进入导光柱内后,由相对于进光面101倾斜的反光面102改变光路方向,使光线反射至导光柱外,以减小灯光的损耗、提高导光效率,确保出光均匀。
47.结合图1和图2,导光柱轴向方向的第一端的端面具有出光面103,反光面102相对于该出光面103倾斜。具体的,导光柱包括导光柱本体100,导光柱本体100为中部具有通孔的环状部件,其形状根据装设导光柱的产品确定,如智能语音助手所使用的圆环形导光柱、椭圆形导光柱或者各角部为圆弧过度角的方形导光柱,导光柱本体100的材质为透明材料,如采用pc(聚碳酸酯)、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯,俗称有机玻璃)、ps(聚苯乙烯)中的一种材料注塑成型。
48.结合图3和图4,导光柱本体100的外周面具有进光面101,其中,该进光面101周向
环绕,可以是导光柱本体100的外周面的一部分,也可以本身就是导光柱本体100的外周面。导光柱本体100在使用时,导光柱本体100的外侧面正对入射光源,入射光源通常为led灯。进光面101可以是平面、斜面或弧面,在一可选的实施方式中,进光面101向远离导光柱本体100厚度方向凸出,即进光面101为外凸的弧面;从而在导光柱本体100的外侧形成凸透镜式的结构,以对不同角度的光进行汇聚和准直,从而提高入射光源光线的有效利用利率。
49.在一些实施例中,导光柱本体100在轴向方向的两端面通常均为平面,使得导光柱本体100的两端面均可作为出光面103使用。例如,使用时,可以将导光柱本体100轴向方向的一侧面作为出光面103,当然也可以是只将该导光柱本体100轴向方向的一侧面的部分区域作为出光面103。
50.在本实施例中,导光柱还包括环形凸棱104,该环形凸棱104与导光柱本体100同轴设置。环形凸棱104位于导光柱本体100轴向方向上的一侧。环形凸棱104绕导光柱本体100外侧边缘等距设置,即环形凸棱104外壁偏置一定距离可与导光柱本体100外侧边缘重合。当导光柱本体100为圆环形时,相应的环形凸棱104也为圆环形。
51.安装时,将固定导光柱本体100外侧的部件固定在导光柱本体100位于环形凸棱104外侧的端面上,同时将遮挡导光柱本体100内侧部件安装在导光柱本体100位于环形凸棱104的内侧端面上,以在固定导光柱本体100外侧的部件和遮挡导光柱本体100内侧部件之间留下出光通道。此时,环形凸棱104背离导光柱本体100的一端即为导光柱的第一端,从而该环形凸棱104具有出光面103,其中,环形凸棱104背离导光柱本体100的端面可以直接作为出光面103,也可以只是其中一部分区域作为出光面103。为确保出光的均匀性,环形凸棱104远离导光柱本体100的端面为平面。
52.导光柱本体100的内周面在导光柱本体100轴向方向上的一部分环状区域为反光面102,反光面102由导光柱本体100的一端面向另一端面倾斜,即反光面102远离出光面103的一侧到进光面101的距离,小于反光面102与出光面103相邻的一侧到进光面101的距离。并在其表面附图镜化涂层,如在导光柱本体100中部通孔倾斜面涂覆镜化铝涂层、镜化银涂层等其他能够全反射光线的涂层材料,从而在导光柱本体100内形成反光面102。
53.结合图4,反光面102相对于出光面103的倾斜角度为35
°
~60
°
,即反光面102与导光柱本体100的径向方向之间的夹角α为35
°
~60
°
,以确保从进光面101射至发光面的光线能够经反光面102射出。对于反光面102倾斜角度α的取值,可为35
°
、38
°
、45
°
、50
°
、55
°
或60
°
中一个角度。反光面102为相对于出光面103凸起的弧面,即该反光面102的曲率中心位于反光面102背离出光面103的一侧,也即从导光柱本体100的轴向通孔内向外的视角,出光面103则为内凹的弧形面,以使得经进光面101进入导光柱内的光线经反光面102反射至出光面103的光线分布范围更广更均匀,当然,在其他实施例中,反光面102也可以是平面。
54.对于环形导光效果,可采用的方案较多如:使用单颗发光led灯,加上导光柱实现出光效果;包括在导光柱的入光面做一些凹陷聚光结构,增加导光的效率,或者对导光柱除入光面和出光面103以外的表面进行喷涂,防止灯光从其他面溢出,减小灯光损耗。但是单颗导光柱导光面积小,导光效果不明显。
55.又如:使用多颗周向排布的正发光led灯,配合圆形片状导光柱以实现环形灯光效果;包括在导光柱中添加光扩散剂等实现出光均匀。由于导光柱整体是一个片状结构,缺对光线进行收集和反射的结构,灯光损耗较大,导光效率较低,出光不均匀。
56.再如:使用多颗周向排布的正发光led灯,配合环形的灯罩和导光柱,其中环形的灯罩盖在led灯上进行反光/遮光,光线经过灯罩反射后进入圆环状的导光柱,实现均匀的环形灯光效果。采用灯罩反光和遮光再经导光柱导光,不仅对安装发光结构的产品内部空间需求较大,而且增加一个需要开模的灯罩,从而增加产品的物料成本和装配成本,影响产品的市场竞争力。
57.而本实施例所记载的导光柱本体100为环形,导光柱本体100外侧的入光面为凸透镜式的结构,导光柱本体100内孔侧面的反光面102为斜面结构,导光柱本体100端面的出光面103是一个圆形的平面结构。
58.结合图5,在使用时,将光源(通常为led灯)圆周均布在导光柱本体100的外侧;对应每一个正发光的led灯,入光面为一个微小的凸透镜,利用凸透镜聚光、准直的作用,led灯发出的发散光被有效的收集并准直后进入导光柱本体100,以减小灯光的损耗、提高导光效率。
59.反光面102通常相对于出光面103的倾斜角度α为45
°
,以反射垂直入射的光线,改变入射光线方向使入射光线朝水平方向(导光柱本体100的后度方向)出射到达出光面103。同时导光柱本体100的出光面103是一个圆形的平面,在水平方向上的出射光线向两侧分散,而相邻两个led灯的光线照射区域重叠,能够使得经反光面102反射后的光线重叠,从而避免出现环形灯光亮暗不均的情况。
60.因此,本实施例不用增加额外的零件便可实现低损耗、大面积的均匀环形灯光效果。
61.第二实施例
62.请参照图1和图3,本实施提供一种导光柱,与第一实施例的基本结构、工作原理及取得的技术效果基本相同,不同是:导光柱本体100设置环形凸棱104的一侧还设置有环形卡扣105,环形卡扣105与环形凸棱104同轴设置,以通过环形卡扣105卡接旋扭或按钮,使得导光柱本体100可用于带环形光带的开关200中。
63.应当理解的是,环形卡扣105外侧与环形凸棱104之间应当留有供光线射出的通道。而为提高配置导光柱本体100的开关200的美观性,在环形卡扣105与环形凸棱104之间设有环槽106,以通过环槽106容纳开关200旋钮203的下端。
64.使用时,将配置导光柱本体100的开关200外壳201套设在导光柱本体100位于环形凸棱104外侧的端面上,使得开关200内部的效果灯圆周均布在导光柱本体100外侧外。同时将旋钮203或按钮与环形卡扣105卡接,使得环形凸棱104远离导光柱本体100的一端面位于开关200外壳201和旋钮203(或按钮)之间的空隙内,从而使得开关200内部的效果灯光线从旋钮203(或按钮)周边均匀的射出。
65.第三实施例
66.结合图5和图8,本实施例提供的开关包括外壳201、编码器202、旋钮203和第一实施例记载的导光柱,外壳201套设在导光柱本体100外,编码器202穿设在导光柱本体100的内孔,且编码器202与旋钮203连接,外壳201与旋钮203之间留有出光通道,导光柱射出光线的区域至少部分对应出光通道设置,也即出光面103至少部分对应出光通道设置。
67.结合图5和图6,外壳201中部设有供导光柱本体100穿设的过孔,以便于安装导光柱。在外壳201内部设置有多个发光灯205(通常为led灯),且发光灯205沿过孔轴向均布,使
得在导光柱本体100装设置在外壳201内时,多个发光灯205围绕导光柱的轴向分布,即多个发光灯205围绕导光柱本体100的周向分布,且发光灯205正对进光面101。外壳201采用不透光材料制成,如采用铜、铝合金、不锈钢等金属冲压制成,或者采用abc、增强尼龙等不透光塑料注塑制成。
68.结合图5,编码器202安装在pcb板206,pcb板206则与外壳201固定安装。编码器202上端能够穿过导光柱的轴向通孔,且编码器202上端过盈插设在旋钮203内孔,以通过旋钮203的旋转带动编码器202的转轴旋转。编码器202可以是转轴沿自身轴线转动型,也可以是转轴沿自身轴线转动的同时可下压的结构。需要说明的是,旋钮203在按压和旋转时都只是编码器202头部在动。通过编码器202可将旋钮203的角位移或直线位移转换成电信号,传输至pcb上的电路元件,进而实现不同的效果。
69.其中,旋钮203同样采用不透光材料制成,如采用铜、铝合金、不锈钢等金属冲压制成,或者采用abc、增强尼龙等不透光塑料注塑制成。
70.结合图1和图2,导光柱本体100沿周向均布有多个卡接凸起107,卡接凸起107通常设置有三个,以在装配导光柱本体100时通过卡接凸起107与外壳201卡接,实现预定位和预固定。导光柱本体100侧壁轴向设置定位槽108,相应的在外壳201内孔侧壁设有可插在定位槽108内的定位凸起,以通过定位凸起和定位槽108的配合作用,限制导光柱本体100转动,进而防止导光柱本体100在装配和使用过程中产生转动。
71.另外,在外壳201的开口端还设置有底板207,pcb板206位于外壳201和底板207之间,以通过底板207封堵开关200外壳201安装端(贴墙端),从而pcb进行防护,提高开关200的绝缘性能,确保开关200使用的安全性。
72.本实用新型实施例的开关,装配时,先将导光柱通过在导光柱本体100周侧设置的三个卡接凸起107装入外壳201,以进行预固定;然后将编码器202焊接在pcb板206上,并将pcb板206装入外壳201,通过螺钉固定(一般采用三颗螺钉进行紧固);再将底板207盖在外壳201装设pcb的一端,并在角部采用螺钉进行紧固,通常底板207为矩形,相应的需要采用四颗螺钉固定对底板207各角部进行固定。
73.在使用时,开关200外壳201内部正发光的led发出的光照射到导光柱的进光面101上,由于进光面101为凸透镜,能够达到聚光、准直的效果,光线通过凸透镜后光束被收集、光束方向被改变。在每一个凸透镜的轴向对应有一个倾斜的反光面102(倾斜角度通常为45
°
),光束经过导光柱内的反光面102的反射,传播方向在平面上改变(对应45
°
倾斜的反光面102,传播方向改变90
°
),并经过导光柱的出光面103将光导出,从而在相邻两个led灯之间的出光面103上产生交叉重叠,避免两颗灯之间出现偏暗的情况,实现大面积均匀的出光。另外外壳201和旋钮203均为不透光材料,光线只能从导光柱的出光面103导出,从而进一步确保了光线的均匀大平面导出,从而保证旋钮203周围的光线均匀以及开关整体的美观性。
74.第四实施例
75.结合图6和图7,本实施例提供一种开关,与第三实施例的基本结构、工作原理及取得的技术效果基本相同,不同是,本实施例的开关包括第二实施例所记载的导光柱。即,在第三实施例的基础上,本实施例还包括旋钮支架204,旋钮支架204与导光柱的轴向内孔卡接,且旋钮支架204与旋钮203固定连接。
76.结合图6和图7具体来讲,环形卡扣105包括设置在环形卡扣105中部通孔,在环形卡扣105中部通孔内壁上同轴设置环形凸起。旋钮203连接编码器202的一端插设在环形卡扣105和旋钮支架204中部的通孔内,以便于和编码器202转轴相连;同时,旋钮203壳部罩在环形卡扣105外。
77.继续参照图6和图7,旋钮支架204下端设有环形凸台,环形土台抵靠在环形凸起正对pcb板206的端面上;旋钮支架204上端则穿过环形卡扣105中部的通孔与旋钮203固定连。
78.装配时,在装配旋钮203时,将旋钮203支撑上端穿过环形卡扣105中部的通孔,然后通过固定连接将旋钮支架204与旋钮203固定连接。因此,旋钮203和旋钮支架204通过螺定固定在一起形成一个整体,且旋钮203套设在环形卡扣105外、旋钮支架204下端卡在环形卡扣105通孔内的环形凸起端面,即旋钮203和旋钮支架204通过导光柱固定在一起,并且导光柱在旋钮203和旋钮支架204之间充当支点作用。并且利用旋钮203和旋钮支架204及导光柱三者之间的杠杆平衡,能够对导光柱起到很好的固定作用,防止导光柱在使用过程中松动。
79.第五实施例
80.本实施例提供一种网关,包括网关本体,网关本体包括第一实施例中记载的导光柱。
81.网关具备智能家居控制枢纽及无线路由两大功能,一侧负责具体的安防报警,家电控制,用电信息采集。通过无线方式与智能交互终端等产品进行数据交互。
82.现有的网关大都配有环形的导光环,以确保网关的美观性。本实施例中网关本体包括第一实施例中记载的导光柱,也就是说,将现有网关的导光环替换成了第一实施例中记载的导光柱,同时将现有网关内部的效果灯环绕导光柱外侧安装。
83.网关本体装设第一实施例中记载的导光柱后,能够确保网关端部的光线均匀,以提高网关整体的美观性。
84.第六实施例
85.本实施例提供一种摄像头,包括摄像头本体和第一实施例中记载的导光柱,导光柱套设在摄像头本体外。
86.可以理解的是,在使用时,导光柱的外侧套设有遮光壳,并在遮光壳内设置绕遮光壳周向均布的光源灯(一般为led灯),然后将遮光壳和导光柱一起套设在摄像头的安装端。需要发光效果时,控制光源光发光即可。
87.因此,摄像头套设上述的导光柱,能够使得摄像头端部的光环发光均匀,进而提高摄像头整体的美观性。
88.第七实施例:
89.本实施例提供了一种光电设备,其包括第一或者第二实施例的导光柱,也就是说,将现有光电设备中的导光柱替换成了第一或第二实施例所记载的导光柱;同时光电设备安装导光柱的结构也做了适应性的调整。光电设备安装第一或第二实施例中记载的导光柱后,光环发光均匀,进而光电设备整体的美观性。
90.详细地,该光电设备可以是第三或者第四实施例的开关、第五实施例的网关、第六实施例的摄像头中的任意一种,也可以是人体传感器和水浸传感器中的一种。
91.以上仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域
的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。