CN117190123A - 微反射镜光耦合单元、阵列、光学系统及车灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及照明技术领域，公开了一种微反射镜光耦合单元、阵列、光学系统及车灯，包括第一反射面和第二反射面，所述第二反射面的焦点适于位于所述第一反射面处，以能够经由所述第二反射面对所述第一反射面成像，且入射光线适于经由所述第一反射面反射至所述第二反射面后射出。本发明的微反射镜光耦合单元通过其第一反射面和第二反射面的设置，使得第二反射面的焦点位于第一反射面上，从而能够经由第二反射面对第一反射面进行成像，且成像所需的入射光线适于经过第一反射面反射至第二反射面后射出，以此来保证了最终所形成的光型成像均匀。
Description
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其是涉及一种微反射镜光耦合单元。另外，还涉及一种微反射镜光耦合阵列、光学系统及车灯。
背景技术
随着汽车车灯技术的飞速发展，微透镜阵列已成为现今汽车领域广为人知的一项技术。其主要原理是通过全反射光学内透镜将并排的LED光收集后射出形成投影图案。
在现有技术中，微透镜阵列由一系列微透镜单元按照一定方式排列组成，单个微透镜单元均包括两个透镜和中间的遮光夹层，通过该微透镜阵列能够实现多种车灯的投影照明效果，为汽车领域提供了全新的车灯解决方案。
但目前的微透镜阵列，加工成本高，对精度要求高，所以没有被批量应用。另外，运用于后雾灯的光学方案，所产生的光型均匀性不佳。
有鉴于此，需要研发的一种微反射镜光耦合单元以解决上述问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明一方面提供了一种微反射镜光耦合单元及光学系统，能够保证在应用于汽车后雾灯时其光型的出光均匀性。
为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种微反射镜光耦合单元，包括第一反射面和第二反射面，所述第二反射面的焦点适于位于所述第一反射面处，以能够经由所述第二反射面对所述第一反射面成像，且入射光线适于经由所述第一反射面反射至所述第二反射面后射出。
优选地，所述第一反射面为平面或曲面，所述第二反射面为具有焦点的曲面。
进一步优选地，所述第一反射面与所述第二反射面适于设置为镀膜反射和/或内部全反射。
优选地，所述第一反射面与所述第二反射面沿着垂直于光轴的方向排布，或垂直于光轴方向错开排布。
本发明第二方面提供了一种微反射镜阵列结构，采用本发明第一方面所述的微反射镜光耦合单元，所述微反射镜阵列结构包括多个所述微反射镜光耦合单元，多个所述微反射镜光耦合单元阵列排布。
优选地，所述微反射镜阵列结构内的各所述微反射镜光耦合单元适于设置为不同或相同的图案结构，以使得入射光线经由所述微反射镜阵列结构后适于形成多个相同/不同的图案成像。
进一步优选地，输入所述微反射镜阵列结构内的入射光线为平行光。
优选地，所述微反射镜阵列结构适于采用PC或PMMA或PMMI或玻璃或硅胶中的一种一体成型，或采用分体式结构的铝件镀铝件。
本发明第三方面提供了一种光学系统，采用本发明第二方面所述的微反射镜光阵列结构。
本发明第四方面提供了一种车灯，采用本发明第三方面所述的光学系统。
通过上述技术方案，本发明的微反射镜光耦合单元通过其第一反射面和第二反射面的设置，并且第二反射面的焦点位于第一反射面处，从而能够经由第二反射面对第一反射面进行成像，且成像所需的入射光线适于经过第一反射面反射至第二反射面后射出，以此来保证了最终所形成的光型成像均匀。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的微反射镜耦合单元的光学原理示意图；
图2为本发明的微反射镜阵列的第一种具体实施方式；
图3为本发明的第一种具体实施方式的微反射镜阵列的成像结果示意图；
图4为本发明的微反射镜阵列的第二种具体实施方式；
图5为本发明第二种具体实施方式的微反射镜阵列的成像结果示意图；
图6为本发明具体实施方式的微反射镜耦合单元的直角排列结构示意图；
图7为本发明具体实施方式的微反射镜耦合单元的钝角排列结构示意图；
图8为本发明具体实施方式的微反射镜耦合单元的锐角排列结构示意图；
图9为本发明具体实施方式的应用全反射的微反射镜阵列的结构示意图。
附图标记说明：
1、第一反射面；
2、第二反射面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”应做广义理解。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在本发明中的具体含义。
参见图1，本发明具体实施方式的一种微反射镜光耦合单元，包括第一反射面1和第二反射面2，且第二反射面2的焦点适于位于第一反射面1处，从而能够经由第二反射面2对第一反射面1成像。需要说明的是，第二反射面2的焦点位于第一反射面1处，表明第二反射面2的焦点可以准确落入第一反射面1上，另外，第二反射面2的焦点也可以不落在第一反射面1上，即第二反射面2的焦点位于第一反射面1附近，焦点位于第一反射面1附近即表明第二反射面2的焦点位置靠近第一反射面1。另外，当光源所发出的入射光线经由第一反射面1反射至第二反射面2射出后，以保证整个区域内光强分布均匀。
具体地，第一反射面1与第二反射面2可以设置为镀膜反射或采用内部全反射。
另外，该微反射镜光耦合单元的光线沿着光轴反向经过第二反射面2后，能够汇聚于第一反射面1附近，即汇聚于第二反射面2的焦点附近，而进入第一反射面1的平行光或近平行光能够被第一反射面1耦合到第二反射面2后射出并对第一反射面1进行成像。其中，第一反射面1不需要一定具有焦点。
因此，第二反射面2优选地可以采用抛物面，也可以采用具有焦点的曲面，而第一反射面1同样可以设置为抛物面，也可以为曲面或是平面。另外，根据实际的需求，也可以将第一反射面1设置成矩形、椭圆形、菱形或是其他多边形，根据不同的形状设置，从而使得第二反射面2能够将第一反射面1进行成像形成多种不同的图案。
更具体地，为了能够使得最终所成像的图案或形状的多样性，因此，可以将第一反射面1根据需要设计成所需的图案形状，具体如图2至3所示，可以设置为“心型”，也可以如图4至图5所示，将图案设置为“矩形”，当将图案设置为“矩形”时，能够高效率且均匀地实现后雾灯所需的光型。
另外，微反射镜光耦合单元的第一反射面1与第二反射面2通过不同的排列方式，能够实现不同的成像以及出光需求。
参见图6，微反射镜光耦合单元的第一反射面1与第二反射面2沿垂直于光轴的方向排布，此时光源所发出的平行或近平行入射光线射入第一反射面1后被反射至第二反射面2上后射出。
参见图7至图8，微反射镜光耦合单元的第一反射面1与第二反射面2沿垂直于光轴的方向错开排布，此时光源所发出的平行或近平行入射光线射入第一反射面1后被反射至第二反射面2上，然后第二反射面2同样能够呈平行射出。
另外，微反射镜光耦合单元的第一反射面1与第二反射面2在形成微反射镜阵列结构时，不仅限于上述的排列，也可采用上述多种排列形式的组合。
参见图9，本发明的一种微反射镜阵列结构，该微反射镜阵列结构内的各微反射镜光耦合单元适于设置为不同或相同的图案结构，以使得入射光线经由微反射镜阵列结构后适于形成多个相同/不同的成像图案。
具体地，输入微反射镜阵列结构内的入射光线为平行光或近平行光，平行光的输入可采用聚光器，菲涅尔透镜，普通透镜，反射镜等光学元件输入。另外，为了降低各微透镜光耦合单元之间的加工公差敏感度，可以将多个微透镜光耦合单元采用PC或PMMA或PMMI或玻璃或硅胶中的一种或多种一体成型为微反射镜阵列结构，也可以采用分体式结构的铝件镀铝件来形成微反射镜阵列结构，以此来降低所形成的微反射镜阵列结构的敏感度，同时保证了整个区域内光强分布均匀。
本发明的一种光学系统，采用了本发明上述任一实施例所述的微反射镜阵列结构，通过微反射镜阵列结构实现了光强分布的均匀性，使得整体光学系统的光效高，且对其中各微反射镜光耦合单元及其组成的微反射镜阵列的结构与制作工艺简单。
本发明的一种车灯，采用了本发明的一种光学系统，因此也具有上述优点。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种微反射镜光耦合单元，其特征在于，包括第一反射面(1)和第二反射面(2)，所述第二反射面(2)的焦点适于位于所述第一反射面(1)处，以能够经由所述第二反射面(2)对所述第一反射面(1)成像，且入射光线适于经由所述第一反射面(1)反射至所述第二反射面(2)后射出。
2.根据权利要求1所述的微反射镜光耦合单元，其特征在于，所述第一反射面(1)为平面或曲面，所述第二反射面(2)为具有焦点的曲面。
3.根据权利要求2所述的微反射镜光耦合单元，其特征在于，所述第一反射面(1)与所述第二反射面(2)适于设置为镀膜反射和/或内部全反射。
4.根据权利要求2所述的微反射镜光耦合单元，其特征在于，所述第一反射面(1)与所述第二反射面(2)沿垂直于光轴方向排布，或沿垂直于光轴方向错开排布。
5.一种微反射镜阵列结构，采用权利要求1至4中任一项所述的微反射镜光耦合单元，其特征在于，所述微反射镜阵列结构包括多个所述微反射镜光耦合单元，多个所述微反射镜光耦合单元阵列排布。
6.根据权利要求5所述的微反射镜光阵列结构，其特征在于，所述微反射镜阵列结构内的各所述微反射镜光耦合单元适于设置为不同或相同的图案结构，以使得入射光线经由所述微反射镜阵列结构后适于形成多个相同/不同的图案成像。
7.根据权利要求5所述的微反射镜光阵列结构，其特征在于，所述微反射镜阵列结构适于采用PC或PMMA或PMMI或玻璃或硅胶中的一种一体成型，或采用分体式结构的铝件镀铝件。
8.一种光学系统，其特征在于，采用权利要求5至7中任一项所述的微反射镜阵列结构。
9.一种车灯，其特征在于，采用权利要求8所述的光学系统。
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