CN109519869A - 实现大面积均匀点亮效果的光学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种实现大面积均匀点亮效果的光学系统，光导入射端至少设置一个光束准直装置，每个光束准直装置的焦点位置设置光源，可以实现大面积、均匀、高亮度的点亮效果，相比于传统光导，有着更高的效率，通过光学花纹使在光传导结构中的光线输出至所需的方向，完成不同功能灯具的配光要求。每个光源之间有着一定的距离，可以避免光源分布过于集中造成热量堆积；降低光学系统散热设计的难度。
Description
技术领域
本发明涉及车辆照明领域，尤其涉及一种实现大面积均匀点亮效果的光学系统。
背景技术
随着电子技术日新月异的发展，汽车前照灯中已大范围地将LED 作为理想的光源运用于车辆上。同时，随着现在审美的发展，越来越多地客户不仅仅满足于传统导光棒作为信号灯的实现方式。大面积，均匀的点亮效果已经成为了机动车信号等领域的一个前进的方向。但现有的光导技术由于注塑工艺的限制，光导的直径通常为8~10mm，无法实现越来越多的大面积点亮的效果。并且光源发散角较大，光非常容易从光导中逸出。
本发明中在传统光导的技术上，于其光源入口处添加了数个准直结构，使之可以用于日间行车灯的设计之中，实现大面积、均匀、高亮度的点亮效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种实现大面积均匀点亮效果的光学系统，光导入射端至少设置一个光束准直装置，每个光束准直装置的焦点位置设置光源，可以实现大面积、均匀、高亮度的点亮效果，相比于传统光导，有着更高的效率，通过光学花纹使在光传导结构中的光线输出至所需的方向，完成不同功能灯具的配光要求。
本发明的目的是提供一种实现大面积均匀点亮效果的光学系统，包括光源和光导，所述光导背面有光束出射结构，光导的入射端设置有光束准直装置，光源设置于光束准直装置的焦点位置，由光源发射出的光线入射到光导的光束准直装置中，经过光导内部进行全反射，入射至光束出射结构后射出；所述光源和光束准直装置的数目均至少为一个，且彼此一一对应。
进一步改进在于：所述光源包括有至少一个LED。
进一步改进在于：所述光源是红色的光源来实现尾灯位置灯或者尾灯制动灯，或者白色的光源来实现日间行车灯或者前灯位置灯或倒车功能，或者黄色的光源来实现转向灯。
进一步改进在于：所述光导的材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
进一步改进在于：光束出射结构为光学花纹结构。
进一步改进在于：所述光源的数量和所述光束准直装置的数量可以根据点亮面积的要求增加或减小数量。
进一步改进在于：在光导输入端使用不同数量的光束准直装置，可以实现任意宽度的点亮效果。
本发明的有益效果：本发明光导入射端至少设置一个光束准直装置，每个光束准直装置的焦点位置设置光源，可以实现大面积、均匀、高亮度的点亮效果，相比于传统光导，有着更高的效率，通过光学花纹使在光传导结构中的光线输出至所需的方向，完成不同功能灯具的配光要求。每个光源之间有着一定的距离，可以避免光源分布过于集中造成热量堆积；降低光学系统散热设计的难度。
附图说明
图1为本发明系统结构图。
图2为图1中区域Ⅰ的本发明的入射端的放大结构示意图。
图3为光线在光束准直装置2中的传输轨迹示意图。
图4为光束出射结构的光学花纹结构图。
图5为模拟点亮效果示意图。
图6为光束出射结构出射示意图。
其中：1-光源，2-光束准直装置，3-光导，4-光束出射结构。
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1-6所示，本实施例提供一种实现大面积均匀点亮效果的光学系统，包括光源1和光导3，所述光导3背面有光束出射结构4，光导3的入射端设置有光束准直装置2，光源1设置于光束准直装置2的焦点位置，由光源1发射出的光线入射到光导3的光束准直装置2中，经过光导3内部进行全反射，入射至光束出射结构4后射出；所述光源1和光束准直装置2的数目均为三个，且彼此一一对应。所述光源1包括有一个LED。所述光源1是红色的光源来实现尾灯位置灯或者尾灯制动灯，或者白色的光源来实现日间行车灯或者前灯位置灯或倒车功能，或者黄色的光源来实现转向灯。所述光导3的材料为聚碳酸酯。光束出射结构4为光学花纹结构。所述光源的数量和所述光束准直装置的数量可以根据点亮面积的要求增加或减小数量。在光导输入端使用不同数量的光束准直装置，可以实现任意宽度的点亮效果。
由于光源1的LED具有120°的出射发散角，因此为了提高整体光导的点亮均匀性，考虑特地使用光束准直装置2为收集光束的装置，作用在光导3的入射端，光源1放置于光束准直装置2的焦点位置，即可以起到将具有120°发散角的LED出射光汇聚成一束基本准直的平行光后耦合进光导中，提升了系统的光线利用效率。
若不在光导3的入射端添加准直装置，光束从光源1入射至光导3之后，由于发散角较大，非常容易从光导3中逸出，通过在光导3入射端设计若干光束准直装置2，可以大大提高光束在入射端的耦合效率，实现长距离、高亮度、大面积均匀点亮的效果。
光从光源1经过光导3的光束准直装置2时的光线传输轨迹如图3所示。
从光源1出射的光线经过光束准直装置2后，成为基本平行的光束耦合进光导3中。光导3为具有高折射率的透明材料构成，光线在具有高折射率的介质中可以经过多次全反射，沿着光导3的造型向前传输不会逸出。
通过在光导3的背面添加所需的光束出射结构4，可以可控地将在光导3中的光线照射至光学系统所需的方向。
该结构的点亮效果如图5所示，相比于传统光导3而言，可以实现宽度较宽范围内均匀点亮的效果。并且可以通过增加或减少入口端光源1的LED数量和光束准直装置2的准直器的数量以实现任意宽度的均匀点亮效果。
光导3入射端至少设置一个光束准直装置2，每个光束准直装置2的焦点位置设置光源1，可以实现大面积、均匀、高亮度的点亮效果，相比于传统光导，有着更高的效率，通过光束出射结构4的光学花纹使在光传导结构中的光线输出至所需的方向，完成不同功能灯具的配光要求。每个光源之间有着一定的距离，可以避免光源分布过于集中造成热量堆积；降低光学系统散热设计的难度。
Claims (4)
1.一种实现大面积均匀点亮效果的光学系统，包括光源（1）和光导（3），其特征在于：所述光导（3）背面有光束出射结构（4），光导（3）的入射端设置有光束准直装置（2），光源（1）设置于光束准直装置（2）的焦点位置，由光源（1）发射出的光线入射到光导（3）的光束准直装置（2）中，经过光导（3）内部进行全反射，入射至光束出射结构（4）后射出；所述光源（1）和光束准直装置（2）的数目均至少为一个，且彼此一一对应。
2.如权利要求1所述实现大面积均匀点亮效果的光学系统，其特征在于：所述光源（1）包括有至少一个LED。
3.如权利要求1所述实现大面积均匀点亮效果的光学系统，其特征在于：所述光源（1）是红色的光源或者白色的光源或者黄色的光源。
4.如权利要求1所述实现大面积均匀点亮效果的光学系统，其特征在于：所述光导（3）的材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
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