CN205014216U - 光学组件、led灯与车灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学组件、LED灯与车灯。一种车灯所用光学组件包括至少一个LED光源，准直透镜，具有用于接收来自所述至少一个LED光源所发出光的光入射面以及输出准直光线的光出射面，包括多个凹槽的光学扩散元件以及水晶透镜。本实用新型的光学组件可以在为车灯提供满足法规要求的均匀发光的光形的同时，可以提供良好的水晶状外观。

Description

光学组件、LED灯与车灯

技术领域

本公开的实施方式涉及一种光学组件，更具体地涉及一种适于车灯中使用的光学组件。

背景技术

随着汽车照明技术的发展，车灯不仅需要满足为驾驶员提供照明、指示等基本功能的要求，同时需要满足用户对车灯日益提高的外观要求。因此，一方面，为确保车灯的照明效果以保障车辆的安全运行，各个国家对车灯的光形图(即车灯在投射面上的光斑形状)均有着严格的法规规定，同时对车灯的均匀发光的要求也是很高的。汽车照明制造商专门设计出能满足法规要求的光学组件，包括各种光学元件，从而获得既满足法规又能均匀发光的光形。另一方面，根据汽车照明市场分析反馈，水晶状外观的车灯愈来愈受到市场以及用户的喜爱，汽车照明制造商通常通过水晶透镜来实现车灯的水晶状外观，但是由于水晶状外观的车灯实际上是透明的，在车灯关断状态下将不可避免地可以看到车灯内部的各种光学元件、光学模组及其他结构，这又是汽车照明制造商和用户所不希望得到的。

现有技术的车灯不能同时满足汽车制造商和用户所需要的水晶状外观，以及满足法规且均匀的发光光形的要求。

发明内容

有鉴于此，本公开实施方式的目的之一在于提供一种具有水晶状外观，尤其是在关断状态下良好的水晶状外观且发光均匀的光学组件，以及包括所述光学组件的车灯，其至少能够解决上述现有技术中存在的一个或多个技术问题。

根据本公开的第一方面，提供一种光学组件，包括至少一个LED光源；准直透镜，具有用于接收来自所述至少一个LED光源所发出光的光入射面以及输出准直光线的光出射面；光学扩散元件，用于分散从所述准直透镜出射的光线，以及水晶透镜，具有光入射面和光出射面，并且光学耦合于所述光学扩散元件的光输出侧。

根据本公开的一个实施例，所述所述光学扩散元件包括多个凹槽，形成于所述准直透镜的光出射面上，或所述水晶透镜的光入射面上。

根据本公开的一个实施例，所述光学组件还包括光导管，具有用于接收来自所述至少一个LED光源的光的光入射面以及沿所述光导管的延伸方向布置的多个出光结构以及光出射面，所述准直透镜接收来自所述光导管输出的光线。

根据本公开的一个实施例，所述光导管的多个出光结构被配置成沿所述光导管的延伸方向均匀分布。

根据本公开的一个实施例，所述复数个凹槽沿着所述光导管的延伸方向设置。

根据本公开的一个实施例，所述至少一个LED光源设置于所述准直透镜的焦点位置或距离焦点位置0.5cm以内。

根据本公开的一个实施例，所述光导管的光出射面设置于所述准直透镜的焦点位置或距离焦点位置0.5cm以内。

根据本公开的一个实施例，所述准直透镜的光入射面为曲面，并且所述准直透镜的光出射面通过光学扩散元件光学耦合到所述水晶透镜的光入射面。

根据本公开的第二方面，提供一种使用光学组件的LED灯，所述光学组件包括至少一个LED光源；准直透镜，具有用于接收来自所述至少一个LED光源所发出光的光入射面以及输出准直光线的光出射面；光学扩散元件，用于分散从所述准直透镜出射的光线，以及水晶透镜，具有光入射面和光出射面，并且光学耦合于所述光学扩散元件的光输出侧。

根据本公开的第三方面，提供一种车灯，包括光学组件，所述光学组件进一步包括至少一个LED光源；准直透镜，具有用于接收来自所述至少一个LED光源所发出光的光入射面以及输出准直光线的光出射面；光学扩散元件，用于分散从所述准直透镜出射的光线，以及水晶透镜，具有光入射面和光出射面，并且光学耦合于所述光学扩散元件的光输出侧。

根据本公开的实施例的光学组件以及LED灯和车灯，可提供满足法规要求且发光均匀的光形，并且同时可以提供车灯在关断状态下可将车灯内部大部分光学组件隐藏起来的良好的水晶状外观。

附图说明

现将仅通过示例的方式，参考所附附图对本公开的实施例进行描述，其中：

图1和图2是根据本公开的一个实施例的光学组件的光导管的结构示意图以及光形图；

图3和图4是根据本公开的一个实施例的光学组件的光导管和准直透镜的结构示意图以及光形图；以及

图5和图6是根据本公开的一个实施例的光学组件的结构示意图和光形图。

图7是根据本公开的一个实施例的光学组件的沿着光导管延伸方向的截面图。

图8是根据本公开的一个实施例的光学组件的俯视图。

图9是根据本公开的一个实施例的光学组件的垂直于光导管延伸方向的截面图。

具体实施方式

现将结合附图对本实用新型的实施例进行具体的描述。应当注意的是，附图中对相似的部件或者功能组件可能使用同样的数字标示。所附附图仅仅旨在说明本公开的实施例。本领域的技术人员可以在不偏离本公开精神和保护范围的基础上从下述描述得到替代的实施方式。

下面结合附图详细说明本公开的实施例。

图1和图2是根据本公开的一个实施例的光学组件的光导管的结构示意图；图3和图4是根据本公开的一个实施例的光学组件的光导管和准直透镜的结构示意图以及光形图；图5和图6是根据本公开的一个实施例的光学组件的结构示意图和光形图。如图1-图9所示，根据本公开的一个实施例的光学组件100包括发光二级管(LED)光源101，光导管102，LED光源101光学耦合在光导管102的一端的光入射面，准直透镜201，光扩散片301以及水晶透镜401。

LED光源101设置于所述光导管102的光入射面，以使得从LED光源101发出的光进入光导管102。光导管102为全内反射元件，沿光导管102的一侧沿其延伸方向y方向设有多个出光结构103，与出光结构103径向相对的光导管102的另一侧由于全内反射条件被破坏，成为光出射面。使得从所述光导管102出射的光的方向更加可控，并且提高了光的提取效率。

优选地，如图7所示，所述多个出光结构103为多个齿状结构，所述多个齿状结构的长度方向基本上垂直于所述光导管102的延伸方向y方向。优选地，所述齿状结构为在与光导管102的光出射面相对的表面上形成的凹陷结构。利用多个出光结构103，光导管102能够容易地将来自LED光源101的光重新定向到所述光导管102的光出射面，并且，还可以通过调整多个出光结构的宽度、深度和密度，以获得所述光导管102所期望发出的光形图，包括均匀的亮度，如图2所示的光形。

优选地，所述多个出光结构103直接形成于所述光导管102与光出射面相对的表面上，或者附接至所述光导管102的与光出射面相对的表面。通过机械打磨或化学蚀刻在所述光导管102的表面上以形成多个齿状结构，可以将所述多个出光结构103直接形成在所述光导管110的表面上，并且能够提高光导管102以及整个光学组件100的集成度，使得所述光学组件100更加适于装配和复杂的使用环境。将多个出光结构附接至该光导管102的表面，能够灵活地根据不同的使用需求来改变所述光导管102的出射光形，而无需更换整个光导管102。

如图3所示，所述光导管102的出光表面光学耦合到所述准直透镜201。所述准直透镜201可接收来自光导管102发出的光，并进一步在准直透镜201的光出射面输出基本上平行的准直光线。

根据本公开的一个实施例，所述准直透镜201为具有弯曲表面的透镜，所述光导管102的出光表面设置于所述准直透镜201的焦点位置或距离焦点位置0.5cm以内，并且使得所述准直透镜201的长度方向基本上平行于所述光导管102的延伸方向y方向，从而使得从光导管102发出的光可以进入所述准直透镜201的光入射面，并在所述准直透镜201的光出射面侧获得如图4所示的在垂直于光导管101的延伸方向y方向的x方向上被放大的且均匀的出光光形。优选地，所述准直透镜201的焦点位置是指当所述准直透镜为单一焦点时，该单一焦点所在的位置，或者当所述准直透镜包括两个或两个以上焦点时，所述焦点位置为任意一个焦点所在的位置或由其中任意两个焦点所组成的线条所在的位置。

根据本公开的一个实施例，可将一个或一个以上独立的LED光源分别相对设置于所述准直透镜201的焦点位置，或距离焦点位置0.5cm以内的位置，并使得多个独立的LED光源发出的光进入所述准直透镜201的光入射面，并在所述准直透镜201的光出射面侧获得基本上平行的均匀的准直光。

如图5所示，本公开的光学组件100进一步包括光扩散片301和水晶透镜401。所述光扩散片301光学耦合到所述准直透镜201的光出射面，并包括多个光扩散单元，用于扩散从准直透镜201所发出的基本上平行的准直光，并在扩散片301的出光侧获得如图6所示的在x方向和y方向组成的平面上非常均匀的输出光形。

根据本公开的一个实施例，所述光扩散片301的光扩散单元为多个凹槽，基本上平行于所述光学组件100的长度方向y方向设置。通过所述多个凹槽能够容易地将来自所述准直透镜201的光扩散为非常均匀的光形，如图6所示。

根据本公开的一个实施例，通过调整所述光扩散片301上的光扩散单元，可以容易地满足不同的车灯所需要满足的法规要求以及所需要的出光光形，包括但不限于转向灯、示位灯、尾灯、刹车灯、日间行车灯等。

根据本公开的一个实施例，所述光扩散片301集成于所述准直透镜201的光出射面上，可通过机械打磨或化学蚀刻的方式在所述准直透镜201的光出射面上直接形成所述光扩散片301，从而提高整个光学组件100的集成度，使得所述光学组件100更加适于装配和复杂的使用环境。

所述水晶透镜401包括光入射面和光出射面，所述水晶透镜401的光入射面光学耦合于所述光扩散片301的出光侧，从而为光学组件100提供水晶状的外观。

根据本公开的一个实施例，所述水晶透镜为立方体，并且在光学组件100的长度方向y方向上完全覆盖所述光扩散片301，优选地在光学组件100的高度方向即z方向上，所述水晶透镜401的厚度为准直透镜201的最大厚度的10倍到50倍。从水晶透镜401的外侧看光学组件100，几乎看不到内部的光学元件以及电线等电气元件，从而可以在光学组件关断的状态下提供良好的水晶状外观。即使通过仔细观察可以略微看到内部光学元件，也仅仅可以看到平行于所述光学组件100长度方向即y方向的所述光扩散片301的凹槽，仍然可以提供相对良好的水晶状外观，相较于现有技术的水晶外观车灯而言，更加为车灯生产厂商和用户所欢迎。

根据本公开的一个实施例，所述光扩散片可以集成于所述水晶透镜401的光入射面上，可通过机械打磨或化学蚀刻的方式在所述水晶透镜401的光入射面上直接形成所述光扩散片，从而提高整个光学组件100的集成度，使得所述光学组件100更加适于装配和复杂的使用环境。

上述这些变型均落在本公开的范围内。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种LED灯，所述LED灯包括如上所述的光学组件100。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种LED车灯，所述LED车灯包括如上所述的光学组件100或LED灯。所述LED车灯包括但不限于转向灯、示位灯、尾灯、刹车灯、日间行车灯等。

根据本公开的实施例的光学组件，将各个光学元件在光学组件的发光方向上叠置，可以在为车灯提供满足法规要求的均匀发光的光形的同时，提供良好的水晶状外观，尤其是在车灯关断状态下的水晶状外观，从而满足汽车照明厂商以及用户对车灯外观方面的需求。

通过以上描述和相关附图中所给出的教导，这里所给出的本公开的许多修改形式和其它实施方式将被本公开相关领域的技术人员所意识到。因此，所要理解的是，本公开的实施方式并不局限于所公开的具体实施方式，并且修改形式和其它实施方式意在包括在本公开的范围之内。此外，虽然以上描述和相关附图在部件和/或功能的某些示例组合形式的背景下对示例实施方式进行了描述，但是应当意识到的是，可以由备选实施方式提供部件和/或功能的不同组合形式而并不背离本公开的范围。就这点而言，例如，与以上明确描述的有所不同的部件和/或功能的其它组合形式也被预期处于本公开的范围之内。虽然这里采用了具体术语，但是它们仅以一般且描述性的含义所使用而并非意在进行限制。

Claims (10)

1.一种光学组件，其特征在于，包括：

至少一个LED光源，

准直透镜，具有用于接收来自所述至少一个LED光源所发出光的光入射面以及输出准直光线的光出射面，

光学扩散元件，用于分散从所述准直透镜出射的光线，以及

水晶透镜，具有光入射面和光出射面，并且光学耦合于所述光学扩散元件的光输出侧。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光学扩散元件包括多个凹槽，形成于所述准直透镜的光出射面上，或所述水晶透镜的光入射面上。

3.根据权利要求2所述的光学组件，其特征在于，还包括光导管，具有用于接收来自所述至少一个LED光源的光的光入射面以及沿所述光导管的延伸方向布置的多个出光结构以及光出射面，所述准直透镜接收来自所述光导管输出的光线。

4.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述多个出光结构被配置成沿所述光导管的延伸方向均匀分布。

5.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述多个凹槽沿着所述光导管的延伸方向基本上平行设置。

6.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述至少一个LED光源设置于所述准直透镜的焦点位置或距离焦点位置0.5cm以内。

7.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述光导管的光出射面设置于所述准直透镜的焦点位置或焦点位置的0.5cm以内。

8.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述准直透镜的光入射面为曲面，并且所述准直透镜的光出射面通过所述光学扩散元件光学耦合到所述水晶透镜的光入射面。

9.一种LED灯，其特征在于，包括：

根据权利要求1-8中任一项所述的光学组件。

10.一种车灯，其特征在于，包括：

根据权利要求1-8中任一项所述的光学组件。