CN209944206U - 一种光学结构及相应的车灯和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学结构及相应的车灯和车辆。本实用新型的一个实施例解决的问题之一是使得出射光线更加均匀。根据本实用新型的一个方面，提供了一种光学结构，其中，所述光学结构包括：透镜部，准直部，其中，所述透镜部包括第一折射部和第二折射部，所述第一折射部和所述第二折射部分别成壳形曲面，其中，所述第一折射部被容纳于第二折射部内；所述准直部安装于所述透镜部的第二折射部的顶部之前。本实用新型具有以下优点：根据本实用新型的方案能够对光源的光照能量的分布进行调整，使其能量可以被均匀的分布在所需的表面上，从而获得均匀的出射光。

Description

一种光学结构及相应的车灯和车辆

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体地涉及一种光学结构及相应的车灯和车辆。

背景技术

通常直接从光源射出的光线，会由于光源中心和周边的光源强度不同，而导致出射光线不够均匀。当前往往采用一些涂覆散射材料的方式，来使得出射光线更加均匀。但是这类材料的使用，是被美国汽车工程师学会(SAE，Society of Automotive Engineers)所禁止的。因此，需要有其他解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的一个实施例解决的问题之一是使得出射光线更加均匀。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种光学结构，其中，所述光学结构包括：

透镜部，

准直部，

其中，所述透镜部包括第一折射部和第二折射部，所述第一折射部和所述第二折射部分别成壳形曲面，其中，所述第一折射部被容纳于第二折射部内；所述准直部安装于所述透镜部的第二折射部的顶部之前。

根据本实用新型的方案，能够通过透镜部对光源的光的能量进行重新分配，并通过准直部使具有相同强度的光束均匀射出。

根据本实用新型所述的光学结构，其中，所述第一折射部、所述第二折射部与所述准直部的中轴线同轴。

根据本实用新型的方案，能够将能量重新分配后的光束进行准直，使得出射光更加均匀，边界更加清晰。

根据本实用新型所述的光学结构，其中，所述透镜部进一步包括：

增强部，所述增强部用于对回到透镜部底部的光线进行反射。

根据本实用新型的方案，能够将回到底部的光线重新反射出去，减少损耗，提高光源的利用效率。

根据本实用新型所述的光学结构，其中，所述增强部为具有多个微小凸起的反射面。

根据本实用新型的方案，通过采用微小突起的反射面，能更加充分的反射光线。

根据本实用新型所述的光学结构，其中，所述增强部130位于所述透镜底部的平面上。

根据本实用新型的方案，将增强部设置设置在底部能够反射更多的光线。

根据本实用新型所述的光学结构，其中，所述第一折射部110的底部直径基于其所对应的光源300尺寸来确定。

其中，第一折射部的底部直径仅需足够容纳光源即可，从而能够使得第一折射部的结构尽可能小。

根据本实用新型所述的光学结构，其中，所述第一折射部的最外延至所述第二折射部的最外延的距离，基于所述第二折射部的最外侧的出射光线的出射角，以及所述透镜部的折射率来确定。

其中，两者的距离能够保证将来自光源的光线尽可能多的通过第二折射部折射出去。

根据本实用新型所述的光学结构，其中，所述准直部为一菲涅透镜。

其中，通过采用菲涅透镜，能够有效地对来自第二折射部的光线进行校准，从而获得均匀的出射光。

根据本实用新型所述的光学结构，其中，所述菲涅透镜包括锯齿面，所述锯齿面上的每层锯齿结构均为同心圆，其圆心位于所述第二折射部的中心轴线上。

通过所述同心圆结构，能够使得射入菲涅透镜的光线均被有效的准直，并且，由于分布在菲涅透镜上的光线的能量均匀，从而能够获得均匀的光学效果。

根据本实用新型所述的光学结构，其中，所述锯齿面上的各层锯齿结构可以采用多种高度。

通过采用该种结构的菲涅透镜，能够更有效地接收入射光线，从而提升光源能效。

根据本实用新型所述的光学结构，其中，锯齿面具有第一锯齿结构和第二锯齿结构，所述第一锯齿结构的高度大于所述第二锯齿结构的高度，所述第二锯齿结构中的每层锯齿均与所述第一锯齿结构的每层锯齿成同心圆，且所述第二锯齿结构位于所述第一锯齿结构的中心区域。

通过采用该种结构的菲涅透镜，能够更有效地接收到具有不同入射角的入射光线，从而进一步提升光源能效。

根据本实用新型所述的光学结构，其中，所述光学结构包括一光源；所述光源位于所述透镜部的第一折射部的底部中心。

根据本实用新型所述的光学结构，能够将光源的能量分部进行重新调整，从而使得光源能量能够被均匀的分布在菲涅透镜上，从而获得均匀的光束。

根据本实用新型所述的车灯，所述车灯包括所述光学结构。

根据本实用新型所述的车辆，所述车辆包括所述车灯。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：根据本实用新型的方案能够对光源的光照能量的分布进行调整，使其能量可以被均匀的分布在所需的表面上，从而获得均匀的出射光。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示意出了根据本实用新型的一个实施例的一种光学结构的结构示意图；

图2示意出了根据本实用新型的又一个实施例的一种光学结构的结构示意图；

图3示意出了根据本实用新型的又一个实施例的一种光学结构的透镜部的结构示意图；

图4示意出了根据本实用新型的又一个实施例的一种光学结构的透镜部的底面示意图；

图5示意出了根据本实用新型的又一个实施例的一种光学结构的光源能量分布示意图；

附图标记列表：

100	透镜部	110	第一折射部
				120	第二折射部	130	增强部
131	微小凸起	140	安装部
				200	准直部	201	菲涅透镜
210	锯齿面	211	锯齿结构
				2111	第一锯齿结构	2112	第二锯齿结构
300	光源

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本实用新型的实施例公开了一种光学结构，一种具有该光学结构的车灯，以及具有该种车灯的车辆。

参考图1和图2，根据本实用新型的光学结构包括透镜部100和准直部200。

所述透镜部100包括第一折射部110和第二折射部120，所述第一折射部110和所述第二折射部120分别成壳形曲面，其中，所述第一折射部110被容纳于第二折射部120内；所述准直部200安装于所述透镜部100的第二折射部120的顶部之前。

具体地，准直部100安装于第二折射部的出射光前进的方向上。

其中，所述第一折射部110能够将来自光源300的光束进行第一次折射，所述第二折射部120对经过第一次折射的光束进行第二次折射，进而改变所述光源300的光束的能量分布。

从第二折射部120出射的光线随后射入准直部200，并经由该准直部200准直后出射。

其中，所述准直部200可以为能使光线准直的任何结构。例如，为准直部200可以为准直器，又例如，准直部200可以为一种菲涅透镜。

优选地，且所述第一折射部110、所述第二折射部120与所述准直部200的中轴线同轴

根据本实用新型的一个实施例，参考图1，准直部200为一菲涅透镜201。

根据所述实施例的一个优选方案，该菲涅透镜201包括锯齿面210，所述锯齿面210上的每层锯齿结构211均为同心圆，其圆心位于所述第一折射部110和所述第二折射部120的中轴线上。

优选地，该锯齿面210上的各层锯齿结构211可具有不同的高度。

所述锯齿的高度指该锯齿凸出其所在表面的距离。

具体地，该锯齿面210上的所有锯齿结构211可采用相同高度的锯齿，或者，所述锯齿面210上多个不同区域的锯齿结构211可分别采用不同的高度。

例如，锯齿面210的第一区域的锯齿结构211可采用第一高度，第二区域的锯齿结构211可采用第二高度，第三区域的锯齿结构211可采用具有第三高度，等等。

其中，本领域技术人员可根据实际情况和需要，来确定采用几种高度，以及各个具有不同高度的锯齿结构的分布区域，此处不再赘述。

根据本实用新型的一个优选实施例，参考图2，锯齿面210具有第一锯齿结构2111和第二锯齿结构2112，所述第一锯齿结构2111的高度大于所述第二锯齿结构2112，所述第二锯齿结构2111中的每层锯齿均与所述第一锯齿结构2111的每层锯齿成同心圆，且所述第二锯齿结构2112的圆心位于所述准直部200的中轴线上。

根据本实施例的方案，第二锯齿结构的高度较小，因而能够更多的接收到来自透镜部100的顶部出射的光束，并对其进行校准，从而提高光源能效。

优选地，所述菲涅透镜201为一体件。如采用注塑工艺实现的注塑件等。

继续参考图3和图4对本实用新型进行说明，图3示意出了根据本实用新型的一个优选实施例的透镜部100，图4示意出了根据本实用新型的一个优选实施例的透镜部100的仰视视角的示意图。

根据本优选实施例的透镜部100还包括增强部130，所述增强部130用于对回到透镜部100底部的光线进行反射。

优选地，所述增强部130为具有多个微小凸起131的反射面。其中，该微小凸起131可以为多种形状，如枕形、棱柱形等。更优选地，其表面为全反射面。

其中，所述增强部130位于所述透镜部100的底部平面上。更优选地，位于第一折射部110、第二折射部120之间的底部平面上。

优选地，如图3所示，所述增强部130、第一折射部110和第二折射部120为一体件。

更优选地，继续参考图3和图4，根据本实用新型的透镜部100还包括安装部140，所述安装部140用于将所述透镜部100固定至电路板上。其中，本领域技术人员应可根据实际情况和需求确定安装部的结构，此处不再赘述。

根据本发明的一个优选实施例，所述光学结构还包括位于第一折射部110底部的光源300。优选地，该光源300位于所述第一折射部110底部的中心。

其中，所述第一折射部110的底部直径基于其所对应的光源300尺寸来确定。

具体地，该第一折射部110的底部直径应大于光源300的尺寸，以容纳该光源。

根据本实用新型的又一个优选实施例，所述第一折射部100的最外侧至所述第二折射部200的最外侧的间隔距离，基于所述第二折射部120的最外侧的出射光线的出射角，以及所述透镜部100的折射率来确定。

更优选地，所述间隔距离还可基于第一折射部110的底面宽度，以及第一折射部110的顶部与第二折射部120的顶部的间隔高度来决定。

根据本实用新型的一个优选实施例，第一折射部110的顶部中心与第二折射部120的顶部中心的间隔高度最小不低于1毫米。以确保该透镜部100能够正常出模生产。

继续参考图5对本实用新型进行说明。

图5示意出了根据本实用新型的光学结构对应的光源能量的分布示意图。

本领域技术人员应可理解，对于LED光源，其能量分布在正对光源中心的路径上较强，而在两侧逐渐减弱。

根据本实用新型的光学结构通过在光源300前采用透镜部100，能够该来自光源300的光束经过第一折射部110和第二折射部120的两次折射后，使得原本集中于中轴线HH’附近的光束，被分散至中轴线两侧，从而分散了沿着中轴线HH‘处的能量；而光源300的两侧出射的光束，由于壳型曲面中靠近侧边的结构的影响，其对光束的分散作用较小，从而其能量相对密集。经过如此校准，从而使得从透镜部100出射后的光束的整体能量较为平均，并在经由准直部200校准后，以平行于中轴线的形式射出，从而得到整齐、均匀的出射光束。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：根据本实用新型的方案能够对光源的光照能量的分布进行调整，使其能量可以被均匀的分布在所需的表面上，从而获得均匀的出射光。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (14)

1.一种光学结构，所述光学结构包括透镜部(100)，准直部(200)，其特征在于：

所述透镜部(100)包括第一折射部(110)和第二折射部(120)，所述第一折射部(110)和所述第二折射部(120)分别成壳形曲面，其中，所述第一折射部(110)被容纳于第二折射部(120)内；所述准直部(200)安装于所述透镜部(100)的第二折射部(120)的顶部之前。

2.根据权利要求1所述的光学结构，其中，所述第一折射部(110)、所述第二折射部(120)与所述准直部(200)的中轴线同轴。

3.根据权利要求1或2所述的光学结构，其中，所述透镜部(100)进一步包括：

增强部(130)，所述增强部(130)用于对回到透镜部(100)底部的光线进行反射。

4.根据权利要求3所述的光学结构，其中，所述增强部(130)为具有多个微小凸起(131)的反射面。

5.根据权利要求3所述的光学结构，其中，所述增强部(130)位于所述透镜部(100)底部的平面上。

6.根据权利要求1或2所述的光学结构，其中，所述第一折射部(110)的底部直径基于其所对应的光源(300)尺寸来确定。

7.根据权利要求1或2所述的光学结构，其中，所述第一折射部(110)的最外延至所述第二折射部(120)的最外延的距离，基于所述第二折射部(120)的最外侧的出射光线的出射角，以及所述透镜部(100)的折射率来确定。

8.根据权利要求1或2所述的光学结构，其中，所述准直部(200)为一菲涅透镜(201)。

9.根据权利要求8所述的光学结构，其中，所述菲涅透镜(201)包括锯齿面(210)，所述锯齿面(210)上的每层锯齿结构(211)均为同心圆，其圆心位于所述第一折射部(110)和所述第二折射部(120)的中轴线上。

10.根据权利要求9所述的光学结构，其中，所述锯齿面(210)上的各层锯齿结构(211)可以采用多种高度。

11.根据权利要求9或10所述的光学结构，其中，锯齿面(210)具有第一锯齿结构(2111)和第二锯齿结构(2112)，所述第一锯齿结构(2111)的高度大于所述第二锯齿结构(2112)的高度，所述第二锯齿结构(2112)中的每层锯齿均与所述第一锯齿结构(2111)的每层锯齿成同心圆，且所述第二锯齿结构(2112)位于所述准直部(200)的中轴线上。

12.根据权利要求8所述的光学结构，其中，所述光学结构包括一光源(300)；所述光源(300)位于所述透镜部(100)的透镜部(100)的底部中心。

13.一种车灯，其特征在于：所述车灯包括如权利要求1至12中任一项所述的光学结构。

14.一种车辆，其特征在于：所述车辆包括如权利要求13所述的车灯。

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