CN216561223U - 光透镜组件及照明装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光透镜组件和照明装置，属于照明设备技术领域。光透镜组件包括：准直透镜单元；以及复眼透镜单元，直接接收自准直透镜单元出射的光束，且与准直透镜单元的光学特性相同。照明装置，包括：光源；如上的光透镜组件，设置在光源的一侧，光透镜组件用于将光源的光束进行准直和分割处理；及接收组件，接收光透镜组件射出的光束。通过使得复眼透镜单元直接接收准直透镜单元出射的光束，且使得复眼透镜单元的光学特性与准直透镜单元的光学特性保持一致，以使得光束在传播过程中都在同一种光学特性的透镜中传播和处理，防止光束在传播过程中的能量损耗，进而提高光效。

Description

光透镜组件及照明装置

【技术领域】

本申请涉及一种光透镜组件及照明装置，属于照明设备技术领域。

【背景技术】

随着汽车智能技术的发展，抬头显示设备(Head up display，简称HUD)的成本降低，越来越多的汽车配备了抬头显示器。在外部各种亮度环境都要能清晰地观察到HUD图像，因此，这对HUD背光亮度提出了很高的要求。同时，由于汽车仪表内部空间较小，对HUD背光体积也提出了严苛要求。

现有技术中的HUD背光方案采用传统投影机使用的复眼照明方案，通常该方案包含了准直系统、复眼系统、积分透镜3部分，但是，该照明方案在光束传播过程中会造成光效损失，因而导致成本较高、光效较低、体积较大等问题。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

【实用新型内容】

本申请的目的在于提供一种光透镜组件及照明装置，其能够提高光效，且其加工成本低、体积小。

本申请的目的是通过以下技术方案实现：一种光透镜组件，包括：

准直透镜单元；以及

复眼透镜单元，直接接收自所述准直透镜单元出射的光束，且与所述准直透镜单元的光学特性相同。

在其中一个实施例中，所述复眼透镜单元和所述准直透镜单元的材质相同。

在其中一个实施例中，所述复眼透镜单元与所述准直透镜单元一体成型。

在其中一个实施例中，所述复眼透镜单元设于所述准直透镜单元的出光面上。

在其中一个实施例中，所述复眼透镜单元包括若干个凸透镜，所述凸透镜自所述准直透镜单元的出光面向外突伸形成。

在其中一个实施例中，所述复眼透镜单元覆盖所述准直透镜单元的出光面。

本申请还提供了一种照明装置，包括：

光源；

如上所述的光透镜组件，设置在所述光源的一侧，所述光透镜组件用于将所述光源的光束进行准直和分割处理；及

接收组件，接收所述光透镜组件射出的光束。

在其中一个实施例中，所述照明装置设有反射面，所述反射面将至少部分自所述光透镜组件射出的光束反射至所述接收组件。

在其中一个实施例中，所述反射面与所述光透镜组件的出光面垂直或趋于垂直。

在其中一个实施例中，所述照明装置包括具有中空腔体的导光组件；

所述中空腔体的腔面作为所述反射面。

在其中一个实施例中，所述中空腔体的长度范围为3-5cm。

在其中一个实施例中，所述中空腔体上设置有反射膜，以形成反射面。

与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：通过使得复眼透镜单元直接接收准直透镜单元出射的光束，且使得复眼透镜单元的光学特性与准直透镜单元的光学特性保持一致，以使得光束在传播过程中都在同一种光学特性的透镜中传播和处理，且无其他匀光结构，防止光束在传播过程中的能量损耗，进而提高光效；

进一步地，将准直透镜单元和复眼透镜单元的材质设置成一致，且准直透镜单元和复眼透镜单元一体成型设置，进而可降低准直透镜单元和复眼透镜单元的加工成本，同时减小了光透镜组件的整体体积，快捷且方便。

【附图说明】

图1是本申请的光透镜组件的结构示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是本申请的复眼透镜单元的结构示意图。

图4是本申请的复眼透镜单元的侧面图。

图5是本申请的光透镜组件的光线追踪示意图。

图6是本申请的照明装置的结构示意图。

【具体实施方式】

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

实施例1

请参阅图1至图5所示，本实施例中的光透镜组件10，包括准直透镜单元101和复眼透镜单元102，准直透镜单元101将光源20发射的光束进行准直处理，而复眼透镜单元102则将准直处理后的光束进行分割处理。

其中，准直处理为：光源20所发射的光束因为发光角度的问题会使得光束发散，进而导致光束的能量分散，准直透镜单元101将分散的光束进行准直进而收集能量。分割处理为：复眼透镜单元102依据于最终成像对照明的需求将进入至其内的光束的能量进行重新分割呈若干个小光源后出射。

现有技术中，准直透镜单元101和复眼透镜单元102分别单独设置，以使得准直透镜单元101处理后的光束先经过其他介质传播后进入至复眼透镜单元102，该其他介质为与准直透镜单元101和/或复眼透镜单元102的光学特性不一致的介质，例如空气等。

光束经过空气折射后再进入至复眼透镜单元102后会被再一次折射，进而导致光束的光能的损耗，降低光效。

请结合图5，为了避免这一现象的发生，以达到提高光效的效果，本实施例中的复眼透镜单元102设于准直透镜单元101的出光面1013上，且复眼透镜单元102直接接收自准直透镜单元101出射的光束。经过上述设置，使得光束不会进入至其他介质中传播，进而提高光效。

为了进一步达到提高光效的效果，准直透镜单元101的光学特性和复眼透镜单元102的光学特性相同，进而使得光束在进入至与准直透镜单元101光学特性相同的复眼透镜单元102内时，不会发生折射的现象，减小光能的损失。其中，光学特性包括折射率、反射率、透射率等，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

在本实施例中，准直透镜单元101的光学特性和复眼透镜单元102的光学特性相同具体为：复眼透镜单元102和准直透镜单元101的材质相同。请结合图2，并且，为了简化生产制作工艺，复眼透镜单元102与准直透镜单元101一体成型。

准直透镜单元101包括至少一个准直元件1011。在本实施例中，准直元件1011设置有两个。在其他实施例中，准直元件1011的个数也可为其他，例如三个、四个等，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

请参见图1和图4，本实施例中的准直元件1011的形状一致，以其中一个准直元件1011为例进行具体描述。该准直元件1011具有进光面1012和出光面1013，进光面1012的尺寸小于出光面1013的尺寸，且该准直元件1011自其进光面1012向内凹陷形成有槽口1014，以与光源20对接。

该槽口1014的槽底1015呈圆弧状，圆弧状的槽底1015朝向槽口1014外凸，使得进入至准直元件1011内的光束能够被准直处理。

请结合图3和图4，复眼透镜单元102包括若干个凸透镜1021，凸透镜1021自准直透镜单元101的出光面1013向外突伸形成，以简化生产制造工艺。并且，复眼透镜单元102覆盖准直透镜单元101的出光面1013，以保证复眼透镜单元102能够将自准直透镜单元101出射的光束全部重新分割，充分利用光能。

在本实施例中，若干个凸透镜1021均匀分布，且若干个凸透镜1021的结构相同。每个凸透镜1021的俯视图呈矩形状，亦可为圆形状，在此不做具体限定，根据实际情况而定。并且，每个凸透镜1021的尺寸可以为0.512mm*0.252mm。在其他实施例中，每个凸透镜1021的尺寸也可为其他，在此不做具体限定，可依据实际情况进行相应调整。

实施例2

请参见图1和图6所示，本实施例中的照明装置100包括光源20、光透镜组件10及接收组件30，光源20所发出的光束经光透镜组件10处理后被接收组件30接收。其中，光透镜组件10为实施例1中所示的光透镜组件10。其设置在光源20的一侧，用于将光源20的光束进行准直和分割处理。在本实施例中，光源20为LED，而接收组件30为LCD。

现有技术中的照明装置100会在光透镜组件10和接收组件30之间设置有积分透镜组件，积分透镜组件包括若干个积分透镜，若干个积分透镜将被复眼透镜单元102分割后形成的若干个小光源20叠加至接收组件30上形成均匀照明。但是，积分透镜的个数较多且每个面都有光束被反射，以使得最终透射到达接收组件30上的光能减小，因而使得光效低下。同时，由于积分透镜的个数较多，加工工艺较为复杂，提高了生产成本。并且，现有技术中采用积分透镜的照明装置100大多采用成像光学原理实现，成像光学原理对物象面和共轭距的要求较大且严格，造成照明装置100的体积较大。

为了在提高光效的同时，能够降低生产成本和照明装置100的整体体积，本实施例中的照明装置100利用非成像光学原理，通过直接在光透镜组件10和接收组件30之间设有反射面402，反射面402与光透镜组件10的出光面1013垂直或趋于垂直，从而直接将至少部分自光透镜组件10射出的光束反射至接收组件30，减小光束的光能损耗。

具体的，光束经过光透镜组件10处理后分成第一光束和第二光束，第一光束不经反射面402反射后直接被接收组件30接收，而第二光束经过反射面402反射后被接收组件30接收，进一步减小光束在传播过程中的能量损耗。

照明装置100包括具有中空腔体401的导光组件40，自光透镜组件10的出光面1013出射的光束经中空腔体401后被接收组件30接收。其中，导光组件40与光透镜组件10和接收组件30的连接方式为常规方式，例如通过粘接、紧固件连接等方式实现固定，在此不做赘述。

为了方便导光组件40和光透镜组件10之间的精准对接安装，导光组件40和/或光透镜组件10上还可设置有定位件，该定位件可以包括凹槽和凸块，凹槽和凸块的卡合以实现导光组件40和光透镜组件10的快速定位。

在本实施例中，中空腔体401的腔面作为反射面402。进一步地，中空腔体401上设置有反射膜，以形成反射面402。该反射膜可以为铝膜、银膜等，在此不做具体限定，只要能够实现反射的效果即可。而导光组件40的具体材质不受限制。

为了在保证光效最大化的同时，能够减小照明装置100的体积，该中空腔体401的长度范围为3-5cm，该长度方向为光束自光透镜组件10进入至接收组件30的方向。

综上所述：通过使得复眼透镜单元102直接接收准直透镜单元101出射的光束，且使得复眼透镜单元102的光学特性与准直透镜单元101的光学特性保持一致，以使得光束在传播过程中都在同一种光学特性的透镜中传播和处理，防止光束在传播过程中的能量损耗，进而提高光效；

进一步地，将准直透镜单元101和复眼透镜单元102的材质设置成一致，且准直透镜单元101和复眼透镜单元102一体成型设置，进而可降低准直透镜单元101和复眼透镜单元102的加工成本，同时减小了光透镜组件10的整体体积，快捷且方便。

上述仅为本申请的一个具体实施方式，其它基于本申请构思的前提下做出的任何改进都视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种光透镜组件，其特征在于，包括：

准直透镜单元；以及

复眼透镜单元，所述复眼透镜单元设于所述准直透镜单元的出光面上，直接接收自所述准直透镜单元出射的光束，且与所述准直透镜单元的光学特性相同。

2.如权利要求1所述的光透镜组件，其特征在于，所述复眼透镜单元和所述准直透镜单元的材质相同。

3.如权利要求1所述的光透镜组件，其特征在于，所述复眼透镜单元与所述准直透镜单元一体成型。

4.如权利要求1所述的光透镜组件，其特征在于，所述复眼透镜单元包括若干个凸透镜，所述凸透镜自所述准直透镜单元的出光面向外突伸形成。

5.如权利要求1所述的光透镜组件，其特征在于，所述复眼透镜单元覆盖所述准直透镜单元的出光面。

6.一种照明装置，其特征在于，包括：

光源；

如权利要求1至5项中任一项所述的光透镜组件，设置在所述光源的一侧，所述光透镜组件用于将所述光源的光束进行准直和分割处理；及

接收组件，接收所述光透镜组件射出的光束。

7.如权利要求6所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置设有反射面，所述反射面将至少部分自所述光透镜组件射出的光束反射至所述接收组件。

8.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，所述反射面与所述光透镜组件的出光面垂直或趋于垂直。

9.如权利要求7或8所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置包括具有中空腔体的导光组件；

所述中空腔体的腔面作为所述反射面。

10.如权利要求9所述的照明装置，其特征在于，所述中空腔体的长度范围为3-5cm。

11.如权利要求9所述的照明装置，其特征在于，所述中空腔体上设置有反射膜，以形成反射面。

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