CN107893963A - 车辆用灯具光学系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆用灯具光学系统，包括两光源及多面体厚壁光导件，两光源为同色或非同色光源；以及分别将来源于两光源的光线引入厚壁光导件内部的两进光区域；来源于两光源的光线，分别经多面体的两外凸面进入并准直后再分别经过不同的光学耦合面或耦合面组反射后经同一出光面射出。进而在提高了车灯空间利用率的同时实现车灯的不同功能。

Description

车辆用灯具光学系统
技术领域
本发明涉及一种新型的可实现多种不同功能的车辆用灯具的光学系统。
背景技术
由于LED光源具有明显的响应快，能耗低，色度稳定等优点，目前情况下，车辆用灯具采用LED光源的场景越来越多了。而现有技术中，要实现车辆用灯具不同的功能，一般采用不同的腔体来实现不同的功能，例如不同颜色的光源都会有不同的模块结构来实现，这种方式虽然满足了车辆设计生产过程中所要遵循的法律法规的要求，但在该种设计思路下，各个功能模块会占据大量的车身空间，而鉴于目前车身空间朝着扁平化发展的趋势，现有技术的设计思路在应用中已经出现明显的不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以有效提高车灯空间利用率，并可实现多种功能的车辆用灯具光学系统。
其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。
一种车辆用灯具光学系统，包括光源及厚壁光导件，其特点为，所述光源由第一光源和第二光源组成，所述第一光源和第二光源为同色光源或非同色光源；所述厚壁光导件为一多面体结构，包括将来源于第一光源的光线引入厚壁光导件内部的第一进光区域和将来源于第二光源的光线引入厚壁光导件内部的第二进光区域，所述厚壁光导件还包括一出光面；来源于所述第一光源的光线，经凸出所述多面体外部的第一外凸面进入所述多面体并准直后依次经第一光学耦合面、第二光学耦合面和第三光学耦合面的反射后至所述出光面射出；来源于所述第二光源的光线，经凸出所述多面体外部的第二外凸面进入所述多面体并准直后经第四光学耦合面的反射后至所述出光面射出；其中，来源于第二光源的光线到达所述出光面的光导传输路径小于来源于第一光源的光线到达所述出光面的光导传输路径。
作为本技术方案的进一步改进，所述第一进光区域为开设于所述厚壁光导件上的第一槽体，所述第一槽体的槽底形成所述第一外凸面；所述第二进光区域为开设于所述厚壁光导件上的第二槽体，所述第二槽体的槽底形成所述第二外凸面。
也作为本发明的优选实施例之一，所述第一光学耦合面、第二光学耦合面和第三光学耦合面为依次相连的三个耦合面，三个耦合面中相邻的耦合面呈直角连接。
作为本技术方案的更进一步改进，所述第一光学耦合面背向所述出光面，所述第四光学耦合面朝向所述出光面。
作为本发明的优选实施例之一，所述第四光学耦合面为凹向所述多面体内部的内凸面。
作为本发明的另一优选实施例，光线在所述厚壁光导件传输路径中经历一个空洞区后至所述出光面，所述空洞区的前后两表面形成两光学耦合面，该两光学耦合面的表面设置有光学花纹。
也作为本技术方案的更进一步改进，经所述第一槽体两侧槽壁进入厚壁光导件的光线分别经相应侧槽壁对应的光学耦合面的反射及准直后，至所述第一光学耦合面；经所述第二槽体两侧槽壁进入厚壁光导件的光线分别经相应侧槽壁对应的光学耦合面的反射及准直后，至所述第二光学耦合面。
还作为本技术方案的更进一步改进，所述厚壁光导件为一体注塑成型多面体结构，在与所述出光面相连的上下两底面，其内壁由内而外依次设置有透光层和反射层。
此外，所述出光面表面可以根据光学需求设有光学花纹。
采用上述技术方案的车辆用灯具的光学系统，通过一套装置实现了采用不同颜色光源实现不同照明功能的车灯应用。依据其结构，通过同一个发光单元，实现了几种不同的照明功能。
此结构的优点在于：
1、采用特殊设计实现车灯不同功能；
2、提高了车灯空间的利用率。
附图说明
图1为本发明提供的车辆用灯具光学系统实施例1的主视图；
图2为图1中的A-A视图及理论上光线的走势示意图；
图3为图1中的A-A视图及实际上光线的走势示意图；
图4为本发明提供的车辆用灯具光学系统实施例2的示意结构；
图5为本发明提供的车辆用灯具光学系统实施例3的示意结构；
图6为本发明提供的车辆用灯具光学系统实施例4的示意结构；
图7为本发明光学系统在实际中的应用示意；
图中：1——灯具光学系统 1a、1b——光源 11、12——槽体 111、113——槽壁112——槽底 2——厚壁光导件 20、21、22、23、23b、26、27、28、29——光学耦合面 24——底面 25——顶面 3——空洞区 31、32——耦合面 4——出光面 51、52——凸面
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细说明。
本发的目标是为了提供一种可实现不同功能的车灯照明装置。更具体地讲，本发明设计一种厚壁光导件，从不同区域引入光线，光线发生一系列反射，折射后，在同一发光面出射，进而实现不同的照明功能。
以下通过具体的实施例进行进一步的详细说明。
实施例1：
如图1至图3所示的车辆用灯具光学系统，整个灯具光学系统包括光源1a、光源1b和厚壁光导件2。厚壁光导件2是一体式的多面体结构，多面体结构的内壁面主要由光学耦合面20、光学耦合面21、光学耦合面22、光学耦合面23、光学耦合面26、光学耦合面27、光学耦合面28、光学耦合面29、底面24、顶面25及出光面4组成。
厚壁光导件2上开设有槽体11和12，分别对应光源1a和1b。来自光源1a所发的光经槽体11的槽底112及槽壁(111和113)进入厚壁光导件2内部，并经对应的光学耦合面26或27的准直后，依次到达光学耦合面20、光学耦合面21和光学耦合面22直至出光面4。来自光源1b所发的光经槽体12的槽底及槽壁进入厚壁光导件2内部，并经对应的光学耦合面28或29的准直后，到达光学耦合面23，再至出光面4。
即，其工作模式如下：
1、光源1a发出的光线经过光学耦合面26和27准直，以小角度的光线进入厚壁光导件2，在光学耦合面20、21和22的作用下，光线以较小角度分布的形式在厚壁光导件2中传播，最后在出光面4出射。
2、光源1b发出的光线经过光学耦合面28和29准直，以小角度的光线进入厚壁光导件2，在光学耦合面23的作用下，光线以较小角度分布的形式在厚壁光导件2中传播，最后在出光面4出射。
光学耦入面26、27、28和29的作用:把来自光源的光线进一步准直，变为小角度的光线打在光学耦合面20或23上。
图2为理论上光线的走势情况示意。
由于实际上LED并非点光源，光源的光线经过光学耦后面的准直，以小角度分布的形式进入厚壁光导件2后，会出现图3中的走势。
底面24和顶面25(也可以称为底面)，可以增加反射层，即一体注塑，包含透光层与反射层，反射层位于底面24和顶面25。
另外，出光面4可以根据光学需求设计成所需要光学花纹的光学面。
实施例2：
如图4所示，为本发明的另一实施例，相对于实施例1的不同，将实施例1中的光学耦合面23的平面改为图中的曲面(相对于多面体的厚壁光导件为内凸面)，即图中的光学耦合面23b。
类似的，实施例1中的各光学耦合面可以为平面、弧面或者自由曲面
实施例3：
如图5所示，为本发明的又一实施例，相对于实施例1的不同之处在于，将两光源进光区域的槽体结构分别简化为一个相对于多面体向外凸出的凸面，即图中的凸面51和52，分别用来接收两光源所发的光。
实施例4：
如图6所示，为本发明的另外一个实施例，光学传输过程中存在空洞区，空洞区3的两侧形成光学耦合面31和32，在两光学耦合面的作用下，完成校准光线走势的目标，根据实际需要可以在空洞区的前后表面设置光学花纹改变光线走势。
如图7所示，为本发明光学系统在实际中的应用示意，实际使用可以根据需求采用多组本案例单元作为后方光线耦合系统(即前述的灯具光学系统1)，前方出光面根据需要采用光学需求的花纹实现配光要求。

Claims (9)

1.一种车辆用灯具光学系统，包括光源及厚壁光导件，其特征在于，所述光源由第一光源和第二光源组成，所述第一光源和第二光源为同色光源或非同色光源；所述厚壁光导件为一多面体结构，包括将来源于第一光源的光线引入厚壁光导件内部的第一进光区域和将来源于第二光源的光线引入厚壁光导件内部的第二进光区域，所述厚壁光导件还包括一出光面；来源于所述第一光源的光线，经凸出所述多面体外部的第一外凸面进入所述多面体并准直后依次经第一光学耦合面、第二光学耦合面和第三光学耦合面的反射后至所述出光面射出；来源于所述第二光源的光线，经凸出所述多面体外部的第二外凸面进入所述多面体并准直后经第四光学耦合面的反射后至所述出光面射出；其中，来源于第二光源的光线到达所述出光面的光导传输路径小于来源于第一光源的光线到达所述出光面的光导传输路径。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具光学系统，其特征在于，所述第一进光区域为开设于所述厚壁光导件上的第一槽体，所述第一槽体的槽底形成所述第一外凸面；所述第二进光区域为开设于所述厚壁光导件上的第二槽体，所述第二槽体的槽底形成所述第二外凸面。
3.根据权利要求1所述的车辆用灯具光学系统，其特征在于，所述第一光学耦合面、第二光学耦合面和第三光学耦合面为依次相连的三个耦合面，三个耦合面中相邻的耦合面呈直角连接。
4.根据权利要求1或3所述的车辆用灯具光学系统，其特征在于，所述第一光学耦合面背向所述出光面，所述第四光学耦合面朝向所述出光面。
5.根据权利要求1所述的车辆用灯具光学系统，其特征在于，所述第四光学耦合面为凹向所述多面体内部的内凸面。
6.根据权利要求1所述的车辆用灯具光学系统，其特征在于，光线在所述厚壁光导件传输路径中经历一个空洞区后至所述出光面，所述空洞区的前后两表面形成两光学耦合面，该两光学耦合面的表面设置有光学花纹。
7.根据权利要求2所述的车辆用灯具光学系统，其特征在于，经所述第一槽体两侧槽壁进入厚壁光导件的光线分别经相应侧槽壁对应的光学耦合面的反射及准直后，至所述第一光学耦合面；经所述第二槽体两侧槽壁进入厚壁光导件的光线分别经相应侧槽壁对应的光学耦合面的反射及准直后，至所述第四光学耦合面。
8.根据权利要求1所述的车辆用灯具光学系统，其特征在于，所述厚壁光导件为一体注塑成型多面体结构，在与所述出光面相连的上下两底面，其内壁由内而外依次设置有透光层和反射层。
9.根据权利要求1所述的车辆用灯具光学系统，其特征在于，所述出光面表面设有光学花纹。
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