CN109442343A - 一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统 - Google Patents

一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统，包括厚壁光导和LED光源两部分，厚壁光导包括厚壁光导光学花纹一，厚壁光导光学花纹二，厚壁光导光学花纹三和厚壁光导光学花纹四，厚壁光导的每个准直结构处对应的LED光源包括LED光源一和LED光源二，厚壁光导光学花纹一主要用于光源中心区域的光进行准直，厚壁光导光学花纹一由厚壁光导光学花纹五和厚壁光导光学花纹六组成，所述LED光源一位于所述厚壁光导光学花纹五的焦点，所述LED光源二位于所述厚壁光导光学花纹六的焦点。以此来保证整个光学系统的有更好的光学表现。以此来保证整个光学系统的有更好的光学表现，实现在同一区域实现多种功能，并且高效均匀。

Description

一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统
技术领域
本发明涉及汽车照明领域，尤其涉及一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统。
背景技术
随着消费者和整车厂客户日趋提高的审美，紧凑型设计受到越来越多重视。同一光学系统实现多功能成为一种普遍要求，前灯信号灯随着市场的发展，更多客户希望能有动态的发光效果。基于以上的客户和市场诉求，同一光学系统可实现多功能，动态点亮，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实现，必然会导致的一个现实的就光源的离焦问题，以前灯信号灯为例，一般通过一颗白色LED实现日间行车灯和位置灯，另一颗黄色LED 实现转向灯功能，光源的离焦对于光学系统的点亮效果会造成很大影响。对于一般的光学系统，都是基于一个焦点来设计的。当拥有2种LED光源时，就会出现以下两种情况，一颗LED光源处于焦点位置，可以提供正常的点亮效果，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。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的提供一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统，对现有技术中存在的缺陷进行解决。
本发明提供一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统，包括厚壁光导和LED光源两部分，厚壁光导包括厚壁光导光学花纹一，厚壁光导光学花纹二，厚壁光导光学花纹三和厚壁光导光学花纹四，厚壁光导的每个准直结构处对应的LED 光源包括LED 光源一和LED 光源二，厚壁光导光学花纹一主要用于光源中心区域的光进行准直，厚壁光导光学花纹一由厚壁光导光学花纹五和厚壁光导光学花纹六组成，所述LED光源一位于所述厚壁光导光学花纹五的焦点，所述LED光源二位于所述厚壁光导光学花纹六的焦点。以此来保证整个光学系统的有更好的光学表现。
进一步改进在于，取LED光源一和LED光源二的中点位置，使用RU透镜，得到的光学面为厚壁光导光学花纹二的基面，在其上做光学条纹，得到厚壁光导光学花纹二。
进一步改进在于，所述厚壁光导光学花纹二和所述厚壁光导光学花纹三都是具有光学条纹的光学面，将光扩散一定角度，解决即使光源在并非焦点的位置仍不会出现明暗缺陷。
进一步改进在于，所述LED光源一和LED光源二共用PCB板，使PCB板与厚壁光导整体所占空间较小。
进一步改进在于，所述LED 光源一可以是红色的光源以实现尾灯位置灯或尾灯制动灯功能，可以为白色的光源以实现日间行车灯、前灯位置灯或倒车灯功能，可以是黄色的光源以实现转向灯功能；所述LED 光源二光源一可以是红色的光源以实现尾灯位置灯或尾灯制动灯功能，可以为白色的光源以实现日间行车灯、前灯位置灯或倒车灯功能，可以是黄色的光源以实现转向灯功能，并且所述LED 光源一和所述LED 光源二可以采用不同颜色的LED光源，使其光学系统可以同时实现多个不同的功能。例如所述LED 光源一采用黄色LED光源，单独点亮所述LED 光源一实现转向功能，所述LED 光源二采用白色LED光源，单独点亮所述LED 光源二实现日间行车灯功能，通过PWM控制，白色的所述LED光源二能实现位置灯功能，以此实现在同一区域多功能点亮。
进一步改进在于，顺序点亮所述厚壁光导各个准直结构的LED光源一或所述LED光源二也能实现动态点亮，例如当所述LED光源一为黄色光源，依次点亮厚壁光导各个准直结构的LED 光源一实现转向灯的动态点亮；或者当LED 光源二为白色光源时，依次顺序点亮厚壁光导各个准直结构的LED 光源二，实现迎宾灯动态点亮功能。
进一步改进在于，所述厚壁光导所用材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
进一步改进在于，所述厚壁光导光学花纹四可以为方块状，也可以为柱状，也可以为其它的按不同需求可变的花纹形状，花纹大小同样依不同需求可变，以便光线扩散，使点亮效果更佳均匀。
本发明的有益效果是：通过对厚壁光导的准直结构进行二次设计，保证每个准直结构中心区域的两个LED都位于各自光学面的焦点位置，保证整个光学系统的有更好的光学表现；同时通过对其它光学面增加光学条纹的设计，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为本发明的光学系统俯视示意图。
图2为本发明的光学系统的正面示意图。
图3为本发明的光学系统的背面示意图。
图4为本发明的光学系统的背面花纹示意图。
图5为图4中A-A剖面图。
其中：1-厚壁光导，2- LED 光源，3-厚壁光导光学花纹一，4-厚壁光导光学花纹二，5-厚壁光导光学花纹三，6-厚壁光导光学花纹四，2-1- LED 光源一，2-2- LED 光源二，3-1-厚壁光导光学花纹五，3-2-厚壁光导光学花纹六。
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所示，本实施例提供一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统，包括厚壁光导1和LED 光源2两部分。厚壁光导1包括厚壁光导结构光学花纹一3，厚壁光导光学花纹二4，厚壁光导光学花纹三5和厚壁光导光学花纹四6。LED光源2包括LED光源2-1和LED光源2-2。LED 光源一2-1和LED 光源二2-2的数量均为一个。其中，厚壁光导光学花纹一3主要用于光源中心区域的光进行准直，其由厚壁光导光学花纹五3-1和厚壁光导光学花纹六3-2组成，以保证LED光源一2-1位于厚壁光导光学花纹五3-1的焦点，LED光源二2-2位于厚壁光导光学花纹六3-2的焦点。以此来保证整个光学系统的有更好的光学表现。
LED光源一2-1和LED 光源二2-2的光学原理一致，此处描述光源一2-1的光线走势。LED光源一2-1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，得到如图3所示的厚壁光导结构光学花纹一3的基面，来实现将LED的光进行竖直方向的准直。因为考虑到整个光学系统存在两颗LED 的情况，因此所示的厚壁光导光学花纹一3由厚壁光导光学花纹五3-1和厚壁光导光学花纹六3-2裁剪组成。以保证LED光源一2-1对应厚壁光导光学花纹五3-1位于焦点位置。取两颗LED的中点位置，使用RU透镜，得到的光学面为厚壁光导光学花纹二4的基面。在其上做光学条纹，得到厚壁光导光学花纹二4。厚壁光导光学花纹二4和厚壁光导光学花纹三5都是具有光学条纹的光学面，其目的是将光扩散一定角度，以便即使光源在并非焦点的位置仍不会出现明显的明暗缺陷。如此将LED出射的光导入厚壁光导1，光线经过厚壁光导1前方的厚壁光导光学花纹四6扩散后，均匀分布至空间中。
所述厚壁光导2所用的材料为聚碳酸酯。

Claims (5)

1.一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统，包括厚壁光导（1）和LED 光源（2）两部分，厚壁光导（1）包括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）和厚壁光导光学花纹四（6），所述LED 光源（2）设置在厚壁光导（1）的准直结构处，每个厚壁光导（1）的准直结构处对应的LED 光源（2）包括LED 光源一（2-1）和LED 光源二（2-2），厚壁光导光学花纹一（3）由厚壁光导光学花纹五（3-1）和厚壁光导光学花纹六（3-2）组成，所述LED光源一（2-1）位于所述厚壁光导光学花纹五（3-1）的焦点，所述LED光源二（2-2）位于所述厚壁光导光学花纹六（3-2）的焦点。
2.如权利要求1所述的一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统，其特征在于：所述厚壁光导光学花纹二（4）和厚壁光导光学花纹三（5）为具有光学条纹的光学面，用于将光扩散一定角度。
3.如权利要求1所述的一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统，其特征在于：所述LED光源一（2-1）和LED光源二（2-2）共用PCB板，使PCB板与厚壁光导（1）整体所占空间减小。
4.如权利要求1所述的一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统，其特征在于：所述LED 光源一（2-1）和所述LED 光源二（2-2）采用不同颜色的LED光源，使其光学系统同时实现多个不同的功能。
5.如权利要求1或3所述的一种带有双焦点准直结构厚壁光导的光学系统，其特征在于：所述厚壁光导（1）所用材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
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