一种带有云点效果的车用厚壁件光学系统及应用

技术领域

本发明设计车用厚壁件照明领域，尤其涉及一种带有云点效果的车用厚壁件光学系统及应用。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，如今的消费者不仅满足于车灯实现单纯的功能性需求，还希望车灯的造型足够美观，这就催生了LED光源配合光导或厚壁件实现信号灯功能的设计方案。同时为了追求车灯的个性化、差异化，各种特殊的点亮效果越来越频繁的被应用到车灯造型上，如云点效果，光幕效果等。现有的LED信号灯光学系统大多只有一种单一的点亮效果，如花纹点亮效果、云点效果、光幕效果。还有一些现有技术采用两个光源来实现两种功能，但这种方案会由于失焦而造成点亮效果差、光效低等问题，同时这种两个光源近距离放置也会影响系统的散热性能，间接地增加了成本。

发明内容

针对以上提到的问题，本发明提供一种带有云点效果的车用厚壁件光学系统及应用，利用全反射原理，单组光源就可以同时实现花纹和云点效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种带有云点效果的车用厚壁件光学系统，包括依次连接的LED光源、厚壁件准直结构、厚壁件全反射结构、出光面。

作为一种优选的技术方案，所述出光面包括厚壁件出光面和薄壁件出光面。

作为一种优选的技术方案，所述厚壁件出光面设置在厚壁件全反射结构的后侧，所述薄壁件出光面位于厚壁件出光面的后侧。

作为一种优选的技术方案，所述厚壁件出光面上设有扩散花纹，所述薄壁件出光面上设有扩散花纹。

作为一种优选的技术方案，所述厚壁件全反射结构包括依次连接的结构A、结构B和结构C，所述结构C的两端连接有相互平行的结构D和结构E。

作为一种优选的技术方案，所述厚壁件出光面包括分别设置在结构D和结构E尾端的上下两部分。

作为一种优选的技术方案，所述结构C与结构D之间的夹角为115～135°，所述结构C与结构E之间的夹角为45～65°。

作为一种优选的技术方案，所述LED光源位于厚壁件准直结构的聚光器焦点处，所述厚壁件全反射结构位于厚壁件准直结构的后侧。

作为一种优选的技术方案，所述LED光源为单光源，所述LED光源可以为琥珀色、红色、白色中的一种。

作为一种优选的技术方案，所述光学系统还包括薄壁件光学微结构单元。

作为一种优选的技术方案，所述薄壁件光学微结构单元位于薄壁件出光面的下侧。

所述厚壁件出光面出射出来的准直光线耦合到薄壁件中，上部分的准直光线经过薄壁件出光面导出，下部分光线通过薄壁件光学微结构单元导出。

所述薄壁件出光面导出的光实现花纹效果，所述薄壁件光学微结构单元导出的光实现云点效果。

作为一种优选的技术方案，所述厚壁件准直结构靠近LED光源1的端部呈弧形，LED光源发出的光先经过厚壁件准直结构收集准直，经过厚壁件全反射结构的光线呈分叉传播，变成上下方向分开向前传输的准直光线。

本发明的另一方面提供一种带有云点效果的车用厚壁件光学系统在汽车车灯照明中的应用。

有益效果：

(1)本发明通过聚光器和透明厚壁组合的光学系统，利用全反射原理，能够有效地控制光线，实现光线分叉传播，呈上下方分开向前传输的准直光线，使得LED的光线更高效、均匀地耦合进入光导板内进行传播；

(2)通过单组光源，结合特殊的光学结构组成的光学系统，实现云点和花纹两种的点亮效果；极大节省了成本，同时还避免了多光源失焦的问题。

附图说明

图1是本发明的光学系统的结构示意图；

图2是本发明光学系统的光路图；

图3是本发明的实物点亮效果图；

图4是本发明光学系统按照GB17509-2008标准测试得到的结果。

其中：1.LED光源；2.厚壁件准直结构；3.厚壁件全反射结构；301.结构A；302.结构B；303.结构C；4.厚壁件出光面；401.结构D；402.结构E；5.薄壁件出光面；6.薄壁件光学微结构单元；7.出光面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明一方面提供了一种带有云点效果的车用厚壁件光学系统，包括依次连接的LED光源1、厚壁件准直结构2、厚壁件全反射结构3、出光面7。

在一种优选的实施方式中，所述出光面7包括厚壁件出光面4和薄壁件出光面5。

在一种优选的实施方式中，所述厚壁件出光面4设置在厚壁件全反射结构3的后侧，所述薄壁件出光面5位于厚壁件出光面4的后侧。

在一种优选的实施方式中，所述厚壁件出光面4上设有扩散花纹，所述薄壁件出光面5上设有扩散花纹。

在一种优选的实施方式中，所述厚壁件全反射结构3包括结构A 301、结构B 302和结构C 303，所述结构C303的两端连接有相互平行的结构D401和结构E402。

在一种优选的实施方式中，所述厚壁件出光面4包括分别设置在结构D401和结构E402尾端的上下两部分。

在一种优选的实施方式中，所述结构C 303与结构D 401之间的夹角为115～135°，所述结构C 303与结构E 402之间的夹角为45～65°。

优选的，所述结构C 303与结构D 401之间的夹角为120°，所述结构C 303与结构E402之间的夹角为60°。

在一种优选的实施方式中，所述LED光源1位于厚壁件准直结构2的聚光器焦点处，所述厚壁件全反射结构3位于厚壁件准直结构2的后侧。

在一种优选的实施方式中，所述LED光源1为单光源，所述LED光源1的颜色可以为琥珀色、红色、白色，当为琥珀色时可以实现转向灯的功能，当为红色时实现尾灯位置灯和尾灯制动灯功能，当为白色时可以实现白天行车灯、前位置灯和倒车灯。

在一种优选的实施方式中，所述光学系统还包括薄壁件光学微结构单元6。

在一种优选的实施方式中，所述薄壁件光学微结构单元6位于薄壁件出光面5的下侧。

在一种优选的实施方式中，所述厚壁件准直结构2靠近LED光源1的端部呈弧形，所述LED光源1发出的光先经过厚壁件准直结构2收集准直，经过厚壁件全反射结构3的光线呈分叉传播，变成上下方向分开向前传输的准直光线，可以实现更均匀地光线的传输。

在一种优选的实施方式中，所述厚壁件全反射结构3的全反射面的角度根据主机厂造型需求可以设计成多种角度，可以适用于各种复杂的造型结构。

所述厚壁件出光面4出射出来的准直光线耦合到薄壁件中，上部分的准直光线经过薄壁件出光面5导出，下部分光线通过薄壁件光学微结构单元6导出。

所述薄壁件出光面5导出的光实现花纹效果，所述薄壁件光学微结构单元6导出的光实现云点效果。

工作原理：如图1和2所示，LED光源1发出的光首先经过厚壁件的准直结构2收集并准直，经过厚壁件全反射结构3发生全反射，使得反射光线水平传播，然后一部分光线再次通过厚壁件全反射结构3使得光线分叉传播，变成上下方向分开向前传输的准直光线，经过厚壁件的出光面4出射出去；耦合到薄壁件中，上部分的准直光线经过薄壁件的出花纹面5导出，形成花纹点亮效果，下部分光线通过薄壁件上的光学微结构单元6导出，形成云点效果。

本发明通过聚光器和透明厚壁组合的光学系统，利用全反射原理，有效地控制光线，使得LED的光线能高效、均匀地耦合进入光导板中内进行传播，通过单组光源和聚光器的光学系统，实现云点和花纹两种的点亮效果，极大节省了成本，同时避免了多光源产生的失焦现象。

本发明的另一方面提供了一种带有云点效果的车用厚壁件光学系统在汽车车灯照明中的应用。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。