CN109210492A - 多功能的厚壁光导光学系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种多功能的厚壁光导光学系统，LED光源发出的光通过厚壁光导光学花纹一和厚壁光导光学花纹二后被准直，准直后的光线在厚壁光导中竖直传播，厚壁光导光学花纹三由以光学系统焦点位置为圆锥顶点的圆锥面，通过对圆锥面的优化排布形成，光线经过光学花纹面三将竖直方向的光进行水平方向准直，准直后的光线在厚壁光导中传播，通过厚壁光导光学花纹四扩散。通过使用两个LED光源和厚壁光导能够实现多功能的均匀点亮，通过以光学系统焦点位置为圆锥顶点的圆锥面排布形成的厚壁光导光学花纹三，使得整个光学系统对于LED的位置有更高宽容度，从而达到均匀高效的功能，且结构简单更易于模具加工。

Description

多功能的厚壁光导光学系统
技术领域
本发明涉及一种应用于汽车车灯设计的光学系统，尤其涉及一种多功能的厚壁光导光学系统。
背景技术
随着车灯行业的发展，消费者和整车厂客户对于造型的要求日趋提高，整体的紧凑型及发光面积的大小也越来越重视。在同一发光区域实现多功能更是一种很普遍的要求，对于前灯信号灯往往会要求具有动态的发光效果。基于以上的客户和市场诉求，研究一种新型的可实现双功能且点亮效果更为均匀的厚壁光导结构是大势所趋。
多功能基于同一厚壁光导结构实现，必然会导致的一个现实的就光源的离焦问题，光源的离焦对于光学系统的点亮效果会造成很大影响。光学系统一般都是基于一个焦点来设计的，当拥有2种LED光源时，一颗LED光源处于焦点位置，另一颗离焦的LED光源对应光学系统的点亮效果就会有缺陷。亦或两颗LED均处于离焦位置，则两颗LED 的离焦会导致相应整个光学系统的点亮效果均存在缺陷。
鉴于上述问题，本发明通过对光学面的重新设计，实现新型的可实现多功能的厚壁光导结构，以解决以上所述问题和满足汽车整车厂要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种多功能的厚壁光导光学系统，通过使用两个LED光源和厚壁光导能够实现多功能的均匀点亮，通过以光学系统焦点位置为圆锥顶点的圆锥面排布形成的厚壁光导光学花纹三，使得整个光学系统对于LED的位置有更高宽容度，从而达到均匀高效的功能，解决了背景技术中出现的问题。
本发明的目的是提供一种多功能的厚壁光导光学系统，包括有厚壁光导，所述厚壁光导侧面呈L形，厚壁光导顶部面为厚壁光导光学花纹一，厚壁光导顶部位于厚壁光导光学花纹一的正面为厚壁光导光学花纹二，厚壁光导后侧向下倾斜面为厚壁光导光学花纹三，厚壁光导正面为厚壁光导光学花纹四；厚壁光导顶部有LED光源；厚壁光导光学花纹一和厚壁光导光学花纹二为具有全反射及准直功能的旋转波面、并且对LED光源光进行竖直方向的准直，准直后的光线在厚壁光导中竖直传播，直到与厚壁光导光学花纹三相遇；厚壁光导光学花纹三由以光学系统焦点位置为圆锥顶点的圆锥面排布形成，使得整个光学系统对于LED光源的位置有更高宽容度；光线经过厚壁光导光学花纹三将竖直方向的光进行水平方向准直，准直后的光线在所述的厚壁光导中传播，通过厚壁光导光学花纹四发生扩散；
进一步改进在于：所述LED光源数量为至少一个，只有一个LED光源时其位于对应的厚壁光导的焦点位置；LED光源数目为两个时，并且其中的一颗LED光源位于厚壁光导焦点位置、另一颗LED光源位于厚壁光导离焦位置，或者两颗LED光源都位于厚壁光导离焦位置。
进一步改进在于：该光学系统由至少一个厚壁光导组成，并且每一个厚壁光导分别有单独且唯一的焦点位置。
进一步改进在于：所述两个LED光源共用PCB板。
进一步改进在于：所述厚壁光导光学花纹三使竖直方向的光线尽可能高效的发生全发射、同时更多的光线朝水平方向进行传播；LED 光源发出的光线耦合进厚壁光导后，在旋转波形成的厚壁光导光学花纹一和厚壁光导光学花纹二上高效的发生全反射，使更多的光线朝竖直方向进行传播。
进一步改进在于：所述两个LED光源采用不同颜色的LED光源，使其在同一区域可以同时实现多个不同的信号灯功能。
进一步改进在于：所述厚壁光导材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚碳酸酯PC。
进一步改进在于：所述厚壁光导光学花纹四为方块状或者柱状或者为其它的按不同设计需求可变的花纹形状，花纹大小同样依不同设计需求变化，以便光线扩散，使点亮效果更佳均匀。
进一步改进在于：通过依次点亮各个厚壁光导的顶部的其中一个LED光源，实现相应功能的动态点亮，如转向或者实现迎宾灯动态点亮功能。
本发明的有益效果：本发明LED 光源发出的光通过厚壁光导光学花纹一和厚壁光导光学花纹二后被准直，准直后的光线在厚壁光导中竖直传播，直到与厚壁光导光学花纹三相遇，厚壁光导光学花纹三由以光学系统焦点位置为圆锥顶点的圆锥面，通过对圆锥面的优化排布形成，光线经过光学花纹面三将竖直方向的光进行水平方向准直，准直后的光线在厚壁光导中传播，通过厚壁光导光学花纹四扩散，入射至空间。
通过使用两个LED 光源和厚壁光导能够实现多功能的均匀点亮，通过以光学系统焦点位置为圆锥顶点的圆锥面排布形成的厚壁光导光学花纹三，使得整个光学系统对于LED的位置有更高宽容度，从而达到均匀高效的功能，且结构简单更易于模具加工。
附图说明
图1是本发明的侧视图。
图2是本发明厚壁光导结构光学花纹局部示意图。
图3是本发明厚壁光导的底部示意图。
图4是实施例光学系统具有四个厚壁光导的正面示意图。
其中：1-厚壁光导，2-厚壁光导光学花纹一，3-厚壁光导光学花纹二，4-厚壁光导光学花纹三，5-厚壁光导光学花纹四，6-LED光源一，7-LED 光源二。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1-4所示，本实施例提供一种多功能的厚壁光导光学系统，包括有厚壁光导1，所述厚壁光导1侧面呈L形，厚壁光导1顶部面为厚壁光导光学花纹一2，厚壁光导1顶部位于厚壁光导光学花纹一2的正面为厚壁光导光学花纹二3，厚壁光导1后侧向下倾斜面为厚壁光导光学花纹三4，厚壁光导1正面为厚壁光导光学花纹四5；厚壁光导1顶部有LED光源；厚壁光导光学花纹一2和厚壁光导光学花纹二3为具有全反射及准直功能的旋转波面、并且对LED光源光进行竖直方向的准直，准直后的光线在厚壁光导1中竖直传播，直到与厚壁光导光学花纹三4相遇；厚壁光导光学花纹三4由以光学系统焦点位置为圆锥顶点的圆锥面排布形成，使得整个光学系统对于LED光源的位置有更高宽容度；光线经过厚壁光导光学花纹三4将竖直方向的光进行水平方向准直，准直后的光线在所述的厚壁光导1中传播，通过厚壁光导光学花纹四5发生扩散。该系统由四个横向排列的厚壁光导1组成，并且每一个厚壁光导1分别有单独且唯一的焦点位置；每一个厚壁光导1都有两个LED光源，并且都位于离焦位置。所述两个LED光源共用PCB板。所述厚壁光导光学花纹三4使竖直方向的光线尽可能高效的发生全发射、同时更多的光线朝水平方向进行传播；LED 光源发出的光线耦合进厚壁光导后，在旋转波形成的厚壁光导光学花纹一2和厚壁光导光学花纹二3上高效的发生全反射，使更多的光线朝竖直方向进行传播。
LED光源一6和LED 光源二7的光学原理一致，图1为LED光源一6的光线走势；LED光源一6发出的光线，具有一定的角度并不是沿一个方向传播，对光源进行模拟，设置为球面波，计算出波前面，同时使用RU透镜，将得到的光学面旋转，得到如图1所示的厚壁光导光学花纹一2和厚壁光导光学花纹二3，来实现将LED光源的光进行竖直方向的准直；竖直方向的光线传输至厚壁光导光学花纹三4，厚壁光导光学花纹三4是由经过焦点位置的圆锥面通过优化和排列形成的，竖直方向的光经过厚壁光导光学花纹三4后进行水平方向准直；光线经过厚壁光导光学花纹四5扩散后，均匀分布至空间中；厚壁光导光学花纹四5为方块状，花纹大小按照实际需求进行设计，以便光线扩散，使点亮效果更佳均匀。
所述LED 光源一6和所述LED光源二7采用两个不同颜色的LED光源，所述LED 光源一6为白色LED光源，所述LED光源二7为黄色LED光源，使采用本发明的可实现多功能的厚壁光导结构的光学系统可以同时实现两个不同的信号灯功能；所述厚壁光导1所用的材料为聚碳酸酯，即PC。
应用本发明的可实现多功能的厚壁光导结构的光学系统，也可以通过依次点亮各个厚壁光导1的LED光源二7的黄色光源实现转向灯的动态点亮，或者通过各个厚壁光导1的白色的LED 光源一6的顺序点亮来实现迎宾灯动态点亮功能。

Claims (9)

1.一种多功能的厚壁光导光学系统，包括有厚壁光导（1），其特征在于：所述厚壁光导（1）侧面呈L形，厚壁光导（1）顶部面为厚壁光导光学花纹一（2），厚壁光导（1）顶部位于厚壁光导光学花纹一（2）的正面为厚壁光导光学花纹二（3），厚壁光导（1）后侧向下倾斜面为厚壁光导光学花纹三（4），厚壁光导（1）正面为厚壁光导光学花纹四（5）；厚壁光导（1）顶部有LED光源；厚壁光导光学花纹一（2）和厚壁光导光学花纹二（3）为具有全反射及准直功能的旋转波面、并且对LED光源光进行竖直方向的准直，准直后的光线在厚壁光导（1）中竖直传播，直到与厚壁光导光学花纹三（4）相遇；厚壁光导光学花纹三（4）由以光学系统焦点位置为圆锥顶点的圆锥面排布形成，使得整个光学系统对于LED光源的位置有更高宽容度；光线经过厚壁光导光学花纹三（4）将竖直方向的光进行水平方向准直，准直后的光线在所述的厚壁光导（1）中传播，通过厚壁光导光学花纹四（5）发生扩散。
2.如权利要求1所述多功能的厚壁光导光学系统，其特征在于：所述LED光源数量为至少一个，只有一个LED光源时其位于对应的厚壁光导（1）的焦点位置；LED光源数目为两个时，并且其中的一颗LED光源位于厚壁光导（1）焦点位置、另一颗LED光源位于厚壁光导（1）离焦位置，或者两颗LED光源都位于厚壁光导（1）离焦位置。
3.如权利要求2所述多功能的厚壁光导光学系统，其特征在于：该光学系统由至少一个厚壁光导（1）组成，并且每一个厚壁光导（1）分别有单独且唯一的焦点位置。
4.如权利要求2所述多功能的厚壁光导光学系统，其特征在于：所述两个LED光源共用PCB板。
5.如权利要求1所述多功能的厚壁光导光学系统，其特征在于：所述厚壁光导光学花纹三（4）使竖直方向的光线尽可能高效的发生全发射、同时更多的光线朝水平方向进行传播；LED 光源发出的光线耦合进厚壁光导后，在旋转波形成的厚壁光导光学花纹一（2）和厚壁光导光学花纹二（3）上高效的发生全反射，使更多的光线朝竖直方向进行传播。
6.如权利要求1所述多功能的厚壁光导光学系统，其特征在于：所述两个LED光源采用不同颜色的LED光源，使其在同一区域可以同时实现多个不同的信号灯功能。
7.如权利要求1所述多功能的厚壁光导光学系统，其特征在于：所述厚壁光导（1）材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚碳酸酯PC。
8.如权利要求1所述多功能的厚壁光导光学系统，其特征在于：所述厚壁光导光学花纹四（5）为方块状或者柱状或者为其它的按不同设计需求可变的花纹形状，花纹大小同样依不同设计需求变化，以便光线扩散，使点亮效果更佳均匀。
9.如权利要求1所述多功能的厚壁光导光学系统，其特征在于：通过依次点亮各个厚壁光导（1）的顶部的其中一个LED光源，实现相应功能的动态点亮，如转向或者实现迎宾灯动态点亮功能。
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