CN114963118A - 一种光学系统及一种车灯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光学系统，包括PCB板、固定在PCB板上的光源，准直器和厚壁光导，所述厚壁光导包括全反射面、第一光导部和第二光导部以及位于所述第二光导部末端的出光面；所述第一光导部与第二光导部的连接处形成夹角，所述全反射面位于所述所述第一光导部与第二光导部的连接处；所述准直器位于所述第一光导部的自由端；所述光源发出的光线经由所述准直器进入所述第一光导部，经所述全反射面全反射后进入所述第二光导部，经所述出光面射出所述光学系。本发明还提供了一种车灯，包括上述光学系统。采用上述技术方案后，在满足造型设计、居中的光型和良好的点亮效果的同时，实现多个光源设置在一块PCB板上，大大节约了成本。

Description

一种光学系统及一种车灯
技术领域
本发明涉及车灯信号灯领域，尤其涉及一种光学系统及一种车灯。
背景技术
为了满足日益丰富的车灯功能和造型设计需求，车灯功能区域往往会出现非常倾斜的造型(例如X方向向上倾斜50度、Y方向向外倾斜25度)，如果沿造型面布置一块PCB板，由于造型面倾斜度较大，根据全反射原理，当光学花纹校正角度较大就会出现全反射而无法出光，无法通过加光学花纹将光型校正到水平出光方向。为了实现相应的造型和匹配点亮效果以及实现每个区域的单独控制，现有技术采用多块PCB板的方案，成本非常高。
因此，如何提供一种满足车灯造型需求且实现光型居中、点亮效果好、成本低的光学系统及车灯成为迫切需要解决的技术问题。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种光学系统及一种车灯。
本发明公开了一种光学系统，包括PCB板、固定在PCB板上的光源，准直器和厚壁光导，所述厚壁光导包括全反射面、第一光导部和第二光导部以及位于所述第二光导部末端的出光面；所述第一光导部与第二光导部的连接处形成夹角，所述全反射面位于所述所述第一光导部与第二光导部的连接处；所述准直器位于所述第一光导部的自由端；所述光源发出的光线经由所述准直器进入所述第一光导部，经所述全反射面全反射后进入所述第二光导部，经所述出光面射出所述光学系统。
进一步地，所述出光面为倾斜面，其上设有突起的多个光学花纹。
进一步地，每个光学花纹具有向外突出的弧面。
进一步地，所述全反射面位于所述第二光导部的一端部且为一倾斜面；所述全反射面所在倾斜面的延伸方向与所述出光面所在的倾斜面的延伸方向相反。
进一步地，所述全反射面具有由倾斜向下且由阵列设置的多个凹面组成的光学花纹。
进一步地，所述光源射出的光线与所述全反射面所在倾斜面之间的夹角为锐角。
进一步地，所述光学系统具有阵列设置的多个，多个光学系统包括支撑面，所述支撑面支撑每个光学系统的出光面。
进一步地，每个光学系统包括一个支撑面，所述支撑面支撑该光学系统的出光面，相邻光学系统的支撑面间隔设置。
本发明还提供一种车灯，其包括所述的光学系统。
采用了上述技术方案后，具有以下有益效果：
利用全反射原理，根据造型设计出巧妙的结构，实现了居中的光型和良好的点亮效果。
满足造型设计、居中的光型和良好的点亮效果的同时，实现多个光源设置在一块PCB板上，大大节约了成本。
附图说明
图1为符合本发明一优选实施例的光学系统的结构示意图；
图2为符合本发明一优选实施例的光学系统的局部示意图；
图3为符合本发明一优选实施例的车灯的正视图；
图4为符合本发明一优选实施例的车灯的侧视图；
图5为符合本发明一优选实施例的车灯的等轴测视图。
附图标记：1-PCB板、2-光源、3-准直器、4-厚壁光导、41-第一光导部、42-第二光导部、5-全反射面、6-出光面、7-光线、8-光学花纹。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参阅图1，图1为符合本发明一优选实施例的光学系统的结构示意图，为了方便描述，在图1右上角建立了以竖直方向为Z轴方向，以所述光线7射出所述光学系统的水平方向为X轴方向的如图所示的三维坐标系。
一种光学系统，包括PCB板1、光源2、准直器3和厚壁光导4。所述厚壁光导包括全反射面5、第一光导部41、第二光导部42、位于第二光导部42末端且呈倾斜设置的出光面6以及支撑出光面6的支撑面9。其中全反射面5位于第一光导部41和第二光导部42之间；第一光导部41的延伸方向与PCB板的延伸方向垂直；所述第一光导部41与第二光导部42的连接处形成夹角；准直器3位于第一光导部41的自由端；出光面6突设在支撑面9上。所述光源2设于所述PCB板1上，沿所述PCB板1的法向出光，发出的光线7经由所述准直器3校准并形成准直光线后进入所述第一光导部41，经所述全反射面5全反射后，所述光线7进入所述第二光导部42，经所述出光面6射出所述光学系统。
结合图1可以看出，所述光线7经全反射面5全反射后，在所述第二光导部42内沿水平方向射向所述出光面6，使得所述光线7射出所述出光面6时可以在水平出光方向上保持良好的出光效果。优选地，出光面6上具有向外突出的多个光学花纹8，从而进一步减小所述光线7从出光面6射出时发生的偏折，保证出光效果。由此，不管所述出光面6的倾斜度如何，都可以保证预期的出光效果。
每个光学花纹8具有向外突出的弧面81，出光面6的多个弧面81的高度不一致，这样可以形成多方向和角度的出射光线。
优选地，从图中可以看出，所述第一光导部41与第二光导部42的连接处的夹角为直角或钝角。可以理解的是，在其他实施例中，根据所述出光面6的倾斜度不同，所述夹角也可以是直角。从图中可以看出，所述全反射面5设于所述第一光导部41与第二光导部42的连接处。
具体地，以平行PCB板法向方向建立第一光导部41的光轴，平行X轴方向建立第二光导部42的光轴，以两个光轴形成的夹角建立角平分线，所述全反射面5设置在以该角平分线为轴建立该轴的法面上。
现有技术中，常见的45度全反射面只可以在所述夹角为直角或钝角，且夹角所在的面与XZ面平行的条件下使用，本发明提供的光学系统不受限上述条件限制，可以根据车灯造型需求合理设置所述第一光导部41和第二光导部42、全反射面5的位置关系。
如图2所示，全反射面5实际位于第二光导部42的一端部且为一倾斜面，全反射面5具有由倾斜向下且由阵列设置的多个凹面51组成的光学花纹。全反射面5所在倾斜面的延伸方向与出光面6所在的倾斜面的延伸方向相反；光源2射出的光线与全反射面5所在倾斜面之间的夹角为锐角。
优选地，在本实施例中，所述出光面沿X方向、Y方向两个方向倾斜，以满足车灯丰富的造型需求。
本发明还公开一种车灯，其包括上述光学系统。
同时参阅图3、图4、图5，从图中可以看出，光学系统具有阵列设置的多个，该多个光学系统通过支撑面9连接为一个整体，在本实施例中，按照5行6列的排布设置了30个本发明提供的光学系统，既满足了车灯的造型需求，又可以实现预期的出光效果，并且仅用一块PCB板，节约了成本。
在其他实施例中，多个光学系统也可以单独设置，支撑面9支撑该光学系统的出光面6；相邻光学系统的支撑面间隔设置。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种光学系统，包括PCB板、固定在PCB板上的光源，准直器和厚壁光导，其特征在于，
所述厚壁光导包括全反射面、第一光导部和第二光导部以及位于所述第二光导部末端的出光面；所述第一光导部与第二光导部的连接处形成夹角，所述全反射面位于所述所述第一光导部与第二光导部的连接处；所述准直器位于所述第一光导部的自由端；
所述光源发出的光线经由所述准直器进入所述第一光导部，经所述全反射面全反射后进入所述第二光导部，经所述出光面射出所述光学系统。
2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
所述出光面为倾斜面，其上设有突起的多个光学花纹。
3.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，
每个光学花纹具有向外突出的弧面。
4.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，
所述全反射面位于所述第二光导部的一端部且为一倾斜面；所述全反射面所在倾斜面的延伸方向与所述出光面所在的倾斜面的延伸方向相反。
5.如权利要求4所述的光学系统，其特征在于，
所述全反射面具有由倾斜向下且由阵列设置的多个凹面组成的光学花纹。
6.如权利要求4所述的光学系统，其特征在于，
所述光源射出的光线与所述全反射面所在倾斜面之间的夹角为锐角。
7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
所述光学系统具有阵列设置的多个，多个光学系统包括支撑面，所述支撑面支撑每个光学系统的出光面。
8.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
每个光学系统包括一个支撑面，所述支撑面支撑该光学系统的出光面，相邻光学系统的支撑面间隔设置。
9.一种车灯，其特征在于，其包括权利要求1-8任一所述的光学系统。
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