CN211502630U - 低成本均匀效果光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低成本均匀效果光学系统，包括相对固定安装的点光源、导光件和发光件，所述导光件为细长杆状零件，所述发光件为片状零件，其中至少一个大面为出光面，所述光源的出光面朝向所述导光件的一端，所述导光件沿所述发光件的侧边线形延伸设置，所述导光件的侧面设有发光面，该发光面朝向所述发光件上与其邻近的侧边所在端面，所述发光件的出光面上可以设置出光花纹或皮纹。本实用新型能以较低的成本、较高的光效率实现大面积发光区域的均匀发光问题，适用于发光区域较大且对发光均匀性有较高要求的信号灯功能，由于可实现降低成本和发光均匀性双重效果，相比于现有的LED面光源有充分的竞争优势。

Description

低成本均匀效果光学系统

技术领域

本实用新型涉及一种发光区域较大且发光均匀的光学系统，主要用于汽车灯具实现信号灯功能。

背景技术

对于发光区域较大且要求均匀发光的汽车信号灯功能，目前主要通过面光源来实现，其中LED面光源主要有两种实现方式：一种如图1所示，是将线路板1上的LED2嵌在具有散光效果的硅胶3内，外观可根据效果再喷一层荧光漆涂层4，发光面积越大LED的需要量就越多，硅胶成本越高；另一种如图2所示，是通过LED2直射到透光塑料件5的发光区域的端部，并在发光区域上贴一层或两层散射贴膜6以达到较大区域发光均匀的目的，这种方式的贴膜成本较高。以上两种方式除了成本高，还有一个共同特点是都是借助其他物质(如硅胶、贴膜等)的散射功能达到均匀发光效果的，其结果是光效较低。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种低成本均匀效果光学系统，能以较低的成本、较高的光效率实现大面积发光区域的均匀发光问题。

本实用新型的主要技术方案有：

一种低成本均匀效果光学系统，包括相对固定安装的点光源、导光件和发光件，所述导光件为细长杆状零件，所述发光件为片状零件，其中至少一个大面为出光面，所述点光源的出光面朝向所述导光件的一端，所述导光件沿所述发光件的侧边线形延伸设置，所述导光件的侧面设有发光面，该发光面朝向所述发光件上与其邻近的侧边所在端面。

所述导光件的延伸方向可以为直线或空间曲线。

所述发光件的出光面可以为平面或曲面。

所述导光件的表面上导光花纹，所述导光花纹设置在导光件上与所述发光面相对的表面上。

所述发光件的出光面可以设置出光花纹或者皮纹。

所述出光花纹的形状可以包括球形、椭球形、锥形和立方体形中的一种或多种。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过导光件对光的定向引导，使光从发光件进入时就已经实现了均匀效果，后面再通过发光件的出光面将光导出时使发光效果进一步均匀化，因此不再需要借助具有散射效果的材料仅在发光件的发光区域才达到均匀目的，降低了具有散射效果的硅胶或贴膜的装配成本，还解决了散射后的低效率问题。

本实用新型将导光件随发光件造型走势任意布置，使导光件更加紧密地排布在发光件边缘，实现了更加均匀的点灯效果。

本实用新型通过控制导光件上的导光花纹的结构参数、设置位置、密度和数量等，实现了对导光件出射光线的出射方向、能量分布的灵活控制，可方便灵活地实现光线均匀进入发光件。

由于仅需要将点光源布置在导光件的一端，无需像传统的LED面光源那样沿发光件底面大量布置LED，因此可以大幅降低点光源一块的成本。

本实用新型尤其适用于发光区域较大且对发光均匀性有较高要求的信号灯功能，可实现降低成本和发光均匀性双重效果，对于主机厂和灯具供应商来说，相比于LED面光源有充分的竞争优势。

此外，通过在发光件表面设置出光花纹或皮纹，可以控制发光件的光线出射方向和分布，因此能够进一步提高出光的均匀性，再结合导光花纹处的调整，为整套光学系统的发光均匀性提供了较大的设计自由度；或者还可以在适配发光件造型的基础上实现2.5D发光效果，使得本实用新型在点亮状态下能最终呈现出多样的、富有创意的个性鲜明的视觉效果。

附图说明

图1是现有的有均匀发光要求的大发光区域信号灯功能实现方式一的结构示意图；

图2是现有的有均匀发光要求的大发光区域信号灯功能实现方式二的结构示意图；

图3是本实用新型的一个实施例的结构示意图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是所述导光件的一个实施例的光路原理示意图；

图6是所述发光件的出光花纹的一个实施例的示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种低成本均匀效果光学系统，如图3-6所示，包括相对固定安装的点光源、导光件7和发光件8，所述导光件为细长杆状零件，所述发光件为片状零件，其中至少一个大面(是指该面或该面的切平面上的不同方向的线性尺寸远大于所述发光件上与该面垂直或接近垂直的其他方向的线性尺寸的面，通常把该面作为发光区域表面)为出光面。所述点光源可以采用LED2。所述点光源的出光面朝向所述导光件的一端，所述导光件沿所述发光件的侧边线形延伸设置，所述导光件的侧面设有发光面，该发光面朝向所述发光件上与该发光面邻近的侧边所在端面。

所述发光件的出光面既可以是平面，也可以是曲面，例如将发光件制成薄壳式的曲率固定或连续变化的拱形零件，拱形零件的内侧大面和/或外侧大面为其出光面。

所述导光件可以采用光导条。由于光导条可以随发光件的造型走势任意布置，因此可以更加紧密地排布于发光件的侧边位置，实现更加均匀的点灯效果，还明显减少了所需点光源的数量。

本实用新型通过导光件对光的定向引导，使光从发光件进入时就已经实现了均匀效果，后面再通过发光件的发光面将光导出时使发光效果进一步均匀化，因此不再需要借助具有散射效果的材料仅在发光件的发光区域才达到均匀目的，而且由于仅需要将点光源布置在导光件的一个端上，不需要在发光件的背面(与出光面相对的大面)大量布置点光源，因此既降低了具有散射效果的硅胶或贴膜的装配成本，解决了散射后的低效率问题，还明显减少了点光源的数量，大幅降低点光源的成本。

本实用新型尤其适用于发光区域较大且对发光均匀性有较高要求的信号灯功能，可实现降低成本和发光均匀性双重效果，对于主机厂和灯具供应商来说，相比于采用传统LED面光源的灯具有充分的竞争优势。

如果所述发光件为矩形的片状零件，在图3所示的视角下，所述导光件可以布置在所述发光件的上、下、左、右各个方位，相应地，所述导光件的发光面优选为分别正对所述发光件的下、上、右、左端面，这个角度时本实用新型的光效率最高。

所述导光件的延伸方向可以为直线或空间曲线，具体以能够跟随所述发光件的侧边延伸布置为准。例如所述发光件为圆形的片状零件，所述导光件就沿发光件的圆形侧边布置。所述导光件可以为刚性零件，也可以为柔性零件。

所述导光件的表面上设有光学花纹，这里称为导光花纹71。所述导光花纹71设置在导光件上与所述发光面相对的表面上，用于将照射到它上面的光线反射到所述发光面，并经发光面折射射出。例如图3、4中的圆形横截面的导光件7，发光面位于靠上的表面，导光花纹则设置在靠下的表面。如果导光件是矩形横截面的长条形结构，当其上表面为发光面时，所述导光花纹则设置在下表面。

通过设计控制导光花纹的结构参数(例如花纹的高度、宽度和倾斜角度等)、设置位置、密度和数量等，可以有效控制光经过导光件后的出射方向和能量分布，因此即使导光件随发光件的造型走势布置成任意形状，都能够很好地满足向所述发光件均匀且高效率地传递光的要求。

所述发光件是所述低成本均匀效果光学系统的可见部分，光线最终由发光件的出光面射出，发光件的结构设计决定了整个光学系统的最终的点亮效果和光线出射方向。

根据发光件的出光面(也是造型面)的面型趋势、配光和发光效果要求的不同，可以考虑在所述发光件的出光面设置出光花纹81或者皮纹。同样，所述出光花纹81的结构参数(包括花纹的形状、尺寸)、设置位置、密度和数量可视发光件的具体造型需要而定。所述出光花纹的形状例如可以是球形、椭球形、锥形、立方体形等一种或多种几何形状的组合，也可以是其他非规则形状。所述出光花纹或者皮纹可以占据其所在表面的全部或局部区域。即使发光件的出光面是最为简单的平面，配合出光花纹或者皮纹，也可以实现2.5D发光效果，使得所述低成本均匀效果光学系统最终的点亮效果能够更加灵活、多样、富有创意且个性鲜明。

可以同时将所述发光件上相对的两个大面都设置为出光面，形成立体点灯效果。设置出光花纹时，出光花纹可以设置在其中任意一个大面上，也可以两个大面上都设置出光花纹。

当所述发光件上只有一个大面设置为出光面时，与出光面相对的大面即发光件的背面上设置全反射花纹，使更多的光线从出光面射出，提高光的利用率。

Claims (14)

1.一种低成本均匀效果光学系统，其特征在于：包括相对固定安装的点光源、导光件和发光件，所述导光件为细长杆状零件，所述发光件为片状零件，其中至少一个大面为出光面，所述点光源的出光面朝向所述导光件的一端，所述导光件沿所述发光件的侧边线形延伸设置，所述导光件的侧面设有发光面，该发光面朝向所述发光件上与其邻近的侧边所在端面。

2.如权利要求1所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述导光件的延伸方向为直线或空间曲线。

3.如权利要求1所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述发光件的出光面为平面或曲面。

4.如权利要求1、2或3所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述导光件的表面上设有导光花纹，所述导光花纹设置在导光件上与所述发光面相对的表面上。

5.如权利要求1、2或3所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述发光件上只有一个大面为出光面时，与出光面相对的大面上设有全反射花纹。

6.如权利要求4所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述发光件上只有一个大面为出光面时，与出光面相对的大面上设有全反射花纹。

7.如权利要求1、2或3所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述发光件的出光面设置出光花纹或者皮纹。

8.如权利要求4所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述发光件的出光面设置出光花纹或者皮纹。

9.如权利要求5所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述发光件的出光面设置出光花纹或者皮纹。

10.如权利要求6所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述发光件的出光面设置出光花纹或者皮纹。

11.如权利要求7所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述出光花纹的形状包括球形、椭球形、锥形和立方体形中的一种或多种。

12.如权利要求8所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述出光花纹的形状包括球形、椭球形、锥形和立方体形中的一种或多种。

13.如权利要求9所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述出光花纹的形状包括球形、椭球形、锥形和立方体形中的一种或多种。

14.如权利要求10所述的低成本均匀效果光学系统，其特征在于：所述出光花纹的形状包括球形、椭球形、锥形和立方体形中的一种或多种。

Images