CN111928200A - 一种厚壁件光学系统及车灯 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种厚壁件光学系统及汽车车灯，包括第一厚壁件、第二厚壁件和光源；所述第一厚壁件包括有聚光器和第一厚壁件出光面；所述第二厚壁件包括有第二厚壁件入光面和第二厚壁件出光面；所述第二厚壁件入光面与所述第一厚壁件出光面之间间隔有预设距离；所述聚光器朝向所述光源凸起，所述聚光器的外表面为聚光器曲面；所述聚光器中具有聚光器凹部，所述聚光器凹部的凹部开口处于所述聚光器曲面上；所述聚光器凹部中的凹部底面为朝向所述光源凸起的凹部曲面；在所述聚光器曲面上设置有用于对光进行扩散的第一扩散花纹。本申请公开了一种厚壁件光学系统及汽车车灯，通过在聚光器上设置扩散花纹，可以提高光的均匀点亮的效果。

Description

一种厚壁件光学系统及车灯
技术领域
本申请涉及光学系统技术领域，尤其涉及一种厚壁件光学系统及车灯。
背景技术
随着LED车灯应用技术的普及，汽车车灯的造型已不再被传统灯泡光源应用技术所束缚，给造型设计师提供了更多造型创作的灵活性及工程技术实现的可能性。各大整车厂都将车灯纳入品牌的辨识度，对车灯的感知质量要求也越来越高。越来越多的整车厂将动态流水转向灯及迎宾灯光效果作为产品技术卖点之一，光导和厚壁件的组合方式不能实现流水转向灯及迎宾灯光效果，传统直投式及反射式厚壁件点亮时，存在光斑，灯光的均匀性还有待改善。
有鉴于此，提供一种能够满足车灯要求的厚壁件光学系统及车灯成为必要。
发明内容
本申请技术方案提供一种厚壁件光学系统，包括第一厚壁件、第二厚壁件和光源；
所述第一厚壁件包括有相对布置的聚光器和第一厚壁件出光面；
所述第二厚壁件包括有相对布置的第二厚壁件入光面和第二厚壁件出光面；
所述第二厚壁件入光面朝向所述第一厚壁件出光面，且所述第二厚壁件入光面与所述第一厚壁件出光面之间间隔有预设距离；
所述聚光器朝向所述光源凸起，所述聚光器的外表面为聚光器曲面；
所述聚光器中具有聚光器凹部，所述聚光器凹部的凹部开口处于所述聚光器曲面上；
所述聚光器凹部中的凹部底面为朝向所述光源凸起的凹部曲面；
在所述聚光器曲面上设置有用于对光进行扩散的第一扩散花纹。
在其中一个可选技术方案中，在所述凹部曲面上设置有用于对光进行扩散的第二扩散花纹。
在其中一个可选技术方案中，所述第一厚壁件出光面上设置有用于对光进行扩散的第三扩散花纹。
在其中一个可选技术方案中，所述第二厚壁件入光面上设置有用于对光进行扩散的第四扩散花纹，所述第二厚壁件出光面上设置有用于对光进行扩散的第五扩散花纹。
在其中一个可选技术方案中，该厚壁件光学系统包括两个以上的所述光源；
相应地，所述第一厚壁件包括有两个以上的所述聚光器；
每个所述聚光器分别与一个所述光源对应配置。
在其中一个可选技术方案中，所述第一厚壁件与所述第二厚壁件前后间隔布置；
在所述第一厚壁件出光面与所述第二厚壁件入光面之间形成有第一间隔槽。
在其中一个可选技术方案中，所述第一厚壁件的两侧与所述第二厚壁件的两侧对应连接；
在所述第一厚壁件出光面与所述第二厚壁件入光面之间形成有第二间隔槽。
在其中一个可选技术方案中，所述第一厚壁件与所述第二厚壁件一体成型。
在其中一个可选技术方案中，所述光源为LED光源。
本申请技术方案还提供一种汽车车灯，包括前述任一技术方案所述的厚壁件光学系统。
采用上述技术方案，具有如下有益效果：
本申请提供的厚壁件光学系统及车灯，在光源发光时，光源的一部分角度较小的光直接被凹部曲面折射并扩散呈一定角度范围内的光，该部分光向第一厚壁件出光面传导，光源的一部分角度较大的光经聚光器曲面全反射，并经第一扩散花纹扩散呈一定角度范围内的光，该部分光向第一厚壁件出光面传导，使得光源在源头或第一次扩散时就进行混合，提高了光的均匀性。光在经第一厚壁件出光面第二次扩散后，经第一厚壁件出光面与第二厚壁件入光面之间的空气后进入第二厚壁件入光面内进行第三次扩散，最后经第二厚壁件出光面第四扩散后出光，可以获得均匀性高亮效果。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的厚壁件光学系统的结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的厚壁件光学系统中，第一厚壁件与第二厚壁件前后间隔布置的示意图；
图3为本申请一实施例提供的厚壁件光学系统沿着聚光器剖开的示意图；
图4为本申请一实施例提供的厚壁件光学系统的局部放大图；
图5为本申请一实施例提供的厚壁件光学系统中聚光器、第三扩散波纹、第四扩散波纹和第五扩散波纹的局部示意图；
图6为本申请一实施例提供的厚壁件光学系统中，第一厚壁件的侧部与第二厚壁件的侧部连接的示意图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本申请的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
本申请中所涉及的扩散花纹为能够对光进行扩散的花纹或纹理，其可以根据需要设定。光线通过扩散花纹后会发生折射或全反射、扩散，助于光的传播。
如图1-6所示，本申请实施例提供的厚壁件光学系统，包括第一厚壁件1、第二厚壁件2和光源3。
第一厚壁件1包括有相对布置的聚光器11和第一厚壁件出光面12。
第二厚壁件2包括有相对布置的第二厚壁件入光面21和第二厚壁件出光面22。
第二厚壁件入光面21朝向第一厚壁件出光面12，且第二厚壁件入光面21与第一厚壁件出光面12之间间隔有预设距离。
聚光器11朝向光源3凸起，聚光器11的外表面为聚光器曲面111。
聚光器11中具有聚光器凹部112，聚光器凹部112的凹部开口处于聚光器曲面111上。
聚光器凹部112中的凹部底面为朝向光源3凸起的凹部曲面113。
在聚光器曲面111上设置有用于对光进行扩散的第一扩散花纹114。
本申请提供的厚壁件光学系统可用于汽车车灯中，可以起到功能作用和装饰作用。
该厚壁件光学系统包括有第一厚壁件1、第二厚壁件2和至少一个光源3。
第一厚壁件1位于光源3与第二厚壁件2之间，第一厚壁件1和第二厚壁件2分别可导光，将光源3的光导出。
第一厚壁件1靠近光源3的一侧为第一厚壁件入光面，第一厚壁件1朝向第二厚壁件2的一侧第一厚壁件出光面12。聚光器11设置在第一厚壁件入光面上，其与第一厚壁件出光面12相对设置在第一厚壁件1的前后两侧。聚光器11用于对光源3发出的光进行调整，使其光线向第一厚壁件出光面12传导。聚光器11也可称之为准直器。
第二厚壁件2朝向第一厚壁件出光面12的一侧为第二厚壁件入光面21，第二厚壁件2背对第一厚壁件出光面12的一侧为第二厚壁件出光面22。第二厚壁件入光面21和第二厚壁件出光面22相对布置在第二厚壁件2的前后两侧。第二厚壁件入光面21与第一厚壁件出光面12之间间隔有预设距离，两者之间具有间隙，也即是第二厚壁件入光面21与第一厚壁件出光面12不直接接触，而是间隔布置。
聚光器11朝向光源3侧凸起，其外表面为朝向外部凸起的聚光器曲面111。在聚光器11的中部具有聚光器凹部112，聚光器凹部112的凹部开口处于聚光器曲面111上。凹部开口一般处于聚光器曲面111的曲率半径较小处。聚光器凹部112中的凹部底面为凹部曲面113，其朝向光源3凸起，用于对光源3发出的光中倾斜角度较小的光进行折射并扩散，例如可以将倾斜角度较小的光束折射并扩散呈一定角度范围的光，例如在±30°之间，扩散角度可以根据需要进行设定。被折射和扩散后的该部分光向第一厚壁件出光面12传导。
在聚光器曲面111上设置有第一扩散花纹114，其用于对光进行扩散。光源3发出的光中倾斜角度较大的光束会经聚光器曲面111全反射，并被第一扩散花纹114扩散，使得该部分倾斜角度较大的光束也扩散呈一定角度范围的光，例如在±30°之间，扩散角度可以根据需要进行设定。被反射和扩散后的该部分光向第一厚壁件出光面12传导。
本申请中，倾斜角度较大的光与倾斜角度较小的光是根据光源3的中轴线来区分的。本申请中，将光源3发出的光中能够直接经过凹部曲面113折射和扩散的光，称之为倾斜角度较小的光；将光源3发出的光中经过聚光器曲面111反射和第一扩散花纹114扩散的光，称之为倾斜角度较大的光。光源3与聚光器凹部112对应，光源3位于聚光器11的焦距上。光源3的发光点可以位于聚光器凹部112的凹部开口处。
在光源3发光时，一部分光或倾斜角度较小的光会直接经凹部曲面113折射并扩散，一部分光或倾斜角度较大的光经聚光器凹部112的侧面进入聚光器曲面111范围内反射，然后被第一扩散花纹114扩散，使得光源3在源头或第一次扩散时就进行混合，提高了光的均匀性。
凹部曲面113和第一扩散花纹114视为对光的第一次扩散。
由此，本申请提供的厚壁件光学系统，在光源3发光时，光源3的一部分角度较小的光直接被凹部曲面113折射并扩散呈一定角度范围内的光，该部分光向第一厚壁件出光面12传导，光源的一部分角度较大的光经聚光器曲面111全反射，并经第一扩散花纹114扩散呈一定角度范围内的光，该部分光向第一厚壁件出光面12传导，使得光源3在源头或第一次扩散时就进行混合，提高了光的均匀性。光在经第一厚壁件出光面12第二次扩散后，经第一厚壁件出光面12与第二厚壁件入光面21之间的空气后进入第二厚壁件入光面21内进行第三次扩散，最后经第二厚壁件出光面22第四扩散后出光，可以获得均匀性高亮效果。
在其中一个实施例中，如图4所示，在凹部曲面113上设置有用于对光进行扩散的第二扩散花纹115，第二扩散花纹115可对该部分倾斜角度较小的光进行扩散，进一步提高了光传播的均匀性。
在其中一个实施例中，如图1-5所示，第一厚壁件出光面12上设置有用于对光进行扩散的第三扩散花纹121，用于对光源3发出的光进行第二次扩散传播，有利于实现光的均匀点亮效果。
在其中一个实施例中，如图1-5所示，第二厚壁件入光面21上设置有用于对光进行扩散的第四扩散花纹211，第二厚壁件出光面22上设置有用于对光进行扩散的第五扩散花纹221。第四扩散花纹211用于对光源3发出的光进行第三次扩散传播，第五扩散花纹221用于对光源3发出的光进行第四次扩散传播，有利于实现光的均匀点亮效果。
在其中一个实施例中，如图1-2和图5所示，该厚壁件光学系统包括两个以上的光源3。相应地，第一厚壁件1包括有两个以上的聚光器11。每个聚光器11分别与一个光源3对应配置。
通过设置两个以上的光源3及对应的聚光器11，可以通过控制器控制依次点亮各光源3，实现动态的灯光效果。
在其中一个实施例中，如图2所示，第一厚壁件1与第二厚壁件2前后间隔布置。在第一厚壁件出光面12与第二厚壁件入光面21之间形成有第一间隔槽4。
在本实施例中，第一厚壁件1与第二厚壁件2不连接，两者间隔布置，并在第一厚壁件出光面12与第二厚壁件入光面21之间形成有第一间隔槽4。第一间隔槽4间隔在第一厚壁件出光面12与第二厚壁件入光面21之间，在光从第一厚壁件出光面12出光后会先进入第一间隔槽4的空气中，然后再经第二厚壁件入光面21进行第三次扩散传播，避免光从第一厚壁件出光面12直接进入第二厚壁件入光面21内，影响光的扩散效果。
第一间隔槽4的宽度可以根据需要设置。
在其中一个实施例中，如图6所示，第一厚壁件1的两侧与第二厚壁件2的两侧对应连接。
在第一厚壁件出光面12与第二厚壁件入光面21之间形成有第二间隔槽5。
在本实施例中，第一厚壁件1与第二厚壁件2连接，第一厚壁件1的两侧侧边与第二厚壁件2的两侧侧边连接，并在第一厚壁件出光面12与第二厚壁件入光面21之间形成有第二间隔槽5。第二间隔槽5间隔在第一厚壁件出光面12与第二厚壁件入光面21之间，在光从第一厚壁件出光面12出光后会先进入第二间隔槽5的空气中，然后再经第二厚壁件入光面21进行第三次扩散传播，避免光从第一厚壁件出光面12直接进入第二厚壁件入光面21内，影响光的扩散效果。
第二间隔槽5的宽度可以根据需要设置。
在其中一个实施例中，如图6所示，第一厚壁件1与第二厚壁件2一体成型，方便加工成型，并利于提高第一厚壁件1与第二厚壁件2的连接稳定性。
在其中一个实施例中，光源3为LED光源。可以通过选择不同大小功率及颜色的LED光源实现不同光学功能，包括但不限于如下功能：位置灯、制动灯、昼间灯、转向灯、倒车灯、雾灯等。
本申请中第一扩散花纹、第二扩散花纹、第三扩散花纹、第四扩散花纹、第五扩散花纹都是可以改变的，能够根据造型、模具和光学要求进行调整从而获得更多的可行性。
本申请中聚光器的焦距和尺寸是可以改变的，可以根据造型和结构空间进行调整从而具有更多的实际应用性。
综上所述，本申请提供的厚壁件光学系统，光源3发出的光经过聚光器11上的第一扩散花纹114和第二扩散花纹115、第一厚壁件出光面12上的第三扩散花纹121、第二厚壁件入光面21上的第四扩散花纹211和第二厚壁件出光面22上的第五扩散花纹221的四次扩散，最后获得很高的均匀性点亮效果，在各个观察方向上，都满足点亮均匀性的要求。
本申请一实施例提供的一种汽车车灯，包括前述任一实施例所述的厚壁件光学系统。该汽车车灯可以为位置灯、制动灯、昼间灯、转向灯、倒车灯、雾灯等。厚壁件光学系统安装在汽车车灯的灯罩中，在光源3点亮时，第一厚壁件1和第二厚壁件2可以被均匀点亮，既可以起到功能作用，也可以起到装饰车灯的作用。
根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
以上所述的仅是本申请的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本申请原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种厚壁件光学系统，其特征在于，包括第一厚壁件、第二厚壁件和光源；
所述第一厚壁件包括有相对布置的聚光器和第一厚壁件出光面；
所述第二厚壁件包括有相对布置的第二厚壁件入光面和第二厚壁件出光面；
所述第二厚壁件入光面朝向所述第一厚壁件出光面，且所述第二厚壁件入光面与所述第一厚壁件出光面之间间隔有预设距离；
所述聚光器朝向所述光源凸起，所述聚光器的外表面为聚光器曲面；
所述聚光器中具有聚光器凹部，所述聚光器凹部的凹部开口处于所述聚光器曲面上；
所述聚光器凹部中的凹部底面为朝向所述光源凸起的凹部曲面；
在所述聚光器曲面上设置有用于对光进行扩散的第一扩散花纹。
2.根据权利要求1所述的厚壁件光学系统，其特征在于，在所述凹部曲面上设置有用于对光进行扩散的第二扩散花纹。
3.根据权利要求1或2所述的厚壁件光学系统，其特征在于，所述第一厚壁件出光面上设置有用于对光进行扩散的第三扩散花纹。
4.根据权利要求1或2所述的厚壁件光学系统，其特征在于，所述第二厚壁件入光面上设置有用于对光进行扩散的第四扩散花纹，所述第二厚壁件出光面上设置有用于对光进行扩散的第五扩散花纹。
5.根据权利要求1或2所述的厚壁件光学系统，其特征在于，该厚壁件光学系统包括两个以上的所述光源；
相应地，所述第一厚壁件包括有两个以上的所述聚光器；
每个所述聚光器分别与一个所述光源对应配置。
6.根据权利要求1或2所述的厚壁件光学系统，其特征在于，所述第一厚壁件与所述第二厚壁件前后间隔布置；
在所述第一厚壁件出光面与所述第二厚壁件入光面之间形成有第一间隔槽。
7.根据权利要求1或2所述的厚壁件光学系统，其特征在于，所述第一厚壁件的两侧与所述第二厚壁件的两侧对应连接；
在所述第一厚壁件出光面与所述第二厚壁件入光面之间形成有第二间隔槽。
8.根据权利要求7所述的厚壁件光学系统，其特征在于，所述第一厚壁件与所述第二厚壁件一体成型。
9.根据权利要求1或2所述的厚壁件光学系统，其特征在于，所述光源为LED光源。
10.一种汽车车灯，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的厚壁件光学系统。
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