CN219775530U - 一种厚壁光导光学系统、一种车灯及一种车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种厚壁光导光学系统，包括光源、厚壁件和准直器，厚壁件包括准直器，空气槽、出射面和反射部；准直器包括圆锥面，用于准直光线；设光线射出厚壁件的方向为X方向，光线经由准直器后分别形成第一光线、第二光线、第三光线和第四光线，第一光线沿X方向，第二光线与X方向形成锐角，第三光线与X方向相反，第四光线与X方向垂直；第二光线经由空气槽折射后沿X方向射出厚壁件；反射部设于厚壁件的后方，与准直器相对应，第三光线、第四光线经由反射部反射后沿X方向射出厚壁件。利用准直器、空气槽等多种结构，能够实现宽距离的均匀点亮效果。仅使用少量的LED光源即可实现均匀点亮的效果，降低生产成本。

Description

一种厚壁光导光学系统、一种车灯及一种车辆

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种厚壁光导光学系统及一种车灯。

背景技术

现有技术汇总，在光学配光中会经常用到准直器厚壁来实现功能的解决方案，而准直器厚壁应用于信号灯功能中时，经常局限于一个单元的准直器厚壁系统只能点亮10-20mm左右的宽度范围，而需要排布较多个单元实现既定的造型出光面。由此会相应增加生产成本，以及需要占用过多的空间。

因此，如何在相对较小的空间内实现宽距离的点亮范围，从而实现减少LED颗数，以降低生产成本，成为了本领域亟需解决的问题。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种厚壁光导光学系统，能够使用有限的LED光源实现宽距离的点亮范围。

具体而言，本实用新型公开了一种厚壁光导光学系统，包括：

包括：光源、厚壁件和准直器，

所述厚壁件包括上表面、下表面，位于所述厚壁件内部的空气槽、位于所述厚壁件一端的出射面和位于所述厚壁件另一端的反射部；

所述光源设于所述厚壁件的上方，与所述准直器相对；

所述准直器位于所述厚壁件内部，包括从所述厚壁件下方向所述厚壁件内部凸起的圆锥面，用于准直所述光源发出的光线；

所述光源发出光线，经由所述上表面射入所述厚壁件，设所述光线射出所述厚壁件的方向为X方向，所述光线经由所述准直器后分别形成第一光线、第二光线、第三光线和第四光线，所述第一光线沿X方向，所述第二光线与所述X方向形成锐角，所述第三光线与所述X方向相反，所述第四光线与所述X方向垂直；

所述空气槽设于所述准直器周围，与所述准直器相对应，所述第二光线经由所述空气槽折射后沿X方向射出所述厚壁件；

所述反射部与所述准直器相对应，所述第三光线、第四光线经由所述反射部发生全反射后沿X方向射出所述厚壁件的出射面。

优选的，所述圆锥面的凸起高度不大于所述厚壁件的厚度；

所述准直器包括若干可旋转的弧面准直面，所述可旋转的弧面准直面对应的圆心角包括35°、15°和20°。

优选的，所述空气槽包括第一空气槽、第二空气槽，对称设于所述准直器的两侧，所述第一空气槽、第二空气槽分别包括依次相连的第一折射面和第二折射面；

所述第三光线依次在所述第一折射面、第二折射面发生折射后沿所述X方向射出所述厚壁件。

优选的，所述第一折射面与所述X方向呈145°，所述第二折射面与所述X方向呈60°。

优选的，所述第一折射面、第二折射面上设有光学花纹。

优选的，所述空气槽的高度大于所述准直器的高度，并且小于所述厚壁件的厚度。

优选的，所述反射部包括第一反射部、第二反射部和第三反射部；所述第一反射部包括对称设置的反射面A、反射面A’，所述第二反射部包括对称设置的反射面B、反射面B’，所述第三反射部包括对称设置的反射面C、反射面C’，

其中，所述反射面A、反射面B、反射面C依次相连，所述反射面A’、反射面B’、反射面C’依次相连，所述反射面C与所述反射面C’相连；

所述反射面A、反射面A’呈第一夹角，所述第四光线经由所述第一反射部反射后沿所述X方向射出所述厚壁件；所述第二反射部与所述出射面平行；所述反射面C、反射面C’形成指向所述厚壁件内部的第二夹角，所述第三光线先后经由所述第三反射部、第一反射部反射后沿所述X方向射出所述厚壁件。

优选的，所述第一夹角为85°-95°；所述第二夹角为85°-95°。

优选的，所述第一夹角、第二夹角均为90°。

本实用新型的另一方面，提供一种车灯，包括如上任一所述的厚壁光导光学系统。

本实用新型的另一方面，提供一种车辆，包括如上所述的车灯。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.利用准直器、空气槽等多种结构，使光线在厚壁光导中的传播再分配，能够实现宽距离的均匀点亮效果。

2.仅使用少量的LED光源即可实现均匀点亮的效果，能够有效降低生产成本。

附图说明

图1示出根据本实用新型的一个实施例中厚壁件的立体示意图；

图2示出图1所示实施例中厚壁光导光学系统的剖视图；

图3示出图1所示实施例中厚壁光导内的光路图；

图4示出本实用新型另一实施例中准直器与空气槽的局部放大图；

图5示出符合本实用新型的空气槽的示意图；

图6示出图4所示实施例的厚壁件侧面剖视图；

图7示出本实用新型一实施例中厚壁件的仰视图；

图8示出图7所示实施例的厚壁件俯视图；

图9示出图7所示实施例的厚壁光导光学系统的效果图。

附图标记：

10-光源；

20-厚壁件，

21-准直器，211-弧面准直面，

22-空气槽，221-第一折射面，222-第二折射面；

23-反射部，231-第一反射部，232-第二反射部，233-第三反射部；

24-出射面。

α-第一夹角，β-第二夹角；H1-准直器高度，H2-空气槽高度，H3-厚壁件高度；a-第一光线，b-第二光线，c-第三光线，d-第四光线。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，为一符合本实用新型的厚壁光导光学系统示意图，本实施例中的厚壁光导光学系统包括：光源10、厚壁件20和准直器21，所述厚壁件20包括位于厚壁件20内部的准直器21、位于厚壁件20内部且位于准直器21周围的空气槽22、位于厚壁件20一端的出射面24和位于厚壁件20另一端的反射部23。本实施例中，结合图2可知，厚壁件20的上表面和下表面均呈平面，所述光源10设于所述厚壁件20的上方，与所述准直器21的上表面相对；所述准直器21包括从所述厚壁件20下方(即下表面)向所述厚壁件20内部凸起的圆锥面，所述圆锥面的凸起高度不大于所述厚壁件20的厚度，用于准直所述光源10发出的光线。

图2中箭头方向为光线射出方向。图3为厚壁件20中光线的路径图，设所述光线射出所述厚壁件20的方向为X方向，所述光源10发出光线，经由平面射入所述厚壁件20，所述光线经由所述准直器21后分别形成第一光线a、第二光线b、第三光线c和第四光线d，所述第一光线a沿X方向，所述第二光线b与所述X方向形成锐角，所述第三光线c与所述X方向相反，所述第四光线d与所述X方向垂直。

所述空气槽22包括第一空气槽22、第二空气槽22，对称设于所述准直器21的周围，所述第二光线b经由所述空气槽22折射后沿X方向射出所述厚壁件20。

所述反射部23设于所述厚壁件20的一端，与所述准直器21相对应，所述第三光线c、第四光线d经由所述反射部23发生全反射后沿X方向射出所述厚壁件20。本实施例中，通过分别设置空气槽22和反射部23，配合准直器21，将射入所述厚壁件20的光线能够最大程度地分配光线，调整光线的路径，实现使用单个光源10即可实现宽距离的点亮。

如图4所示，为另一实施例中所述准直器21和空气槽22的局部放大图。本实施例中，为了能够更加直接、简便地调节光线的分布，所述准直器21包括若干弧面准直面211。所述弧面准直面211包括圆心角分别为35°、15°、20°弧面准直面211，并且所述弧面准直面211的分布以X方向对称。由于所述第二光线b与X方向呈锐角，通过所述空气槽22对所述第二光线b的出射方向进行调整，因此空气槽22的折射面角度也应与所述准直器21的弧面准直面211角度相配合，以提高折射光线的效率。本实施例中，所述空气槽22包括依次相连的第一折射面221和第二折射面222，所述第一折射面221与X方向呈145°，即与与X方向垂直的Y方向呈55°，第二折射面222与所述Y方向呈30°。可以理解的是，依据折射定律，所述第一折射面221、第二折射面222与Y方向所呈角度应当依照所述准直器21的弧面准直面211的圆心角进行调整。

并且，在其他实施例中，所述空气槽22可以设置为其他形状，如图5所示，列举出多种空气槽22的形状，所述第一折射面221和第二折射面222可以是不相连的，两者之间可以插入另一平面；也可以不呈现三角形，可以为不规则的四边形，只需要保证所述空气槽22至少包含呈一定角度倾斜的第一折射面221、第二折射面222即可，具体的形状可以按照实际加工需求而定，本实用新型在此不作具体限制。并且，为了提高折射效率，可以在所述第一折射面221、第二折射面222上设置光学花纹，提高光线的均匀性。

另外，由于空气槽22用于调整所述第二光线b的出射方向，因此所述空气槽22的高度至少要覆盖所述准直器21的高度，以保证折射效率。具体而言，如图6所示，所述准直器21的高度为H1，空气槽22的高度为H2，厚壁件20的高度为H3，为了保证加工精度和便捷度，所述准直器21高度小于厚壁件20高度，即不贯穿所述厚壁件20，同时空气槽22的高度不小于所述准直器21高度，且不大于所述厚壁件20高度。图6所示为准直器21高度与空气槽22高度相等，在其他实施例中，两者的高度可以不相等，依据实际加工条件进行相应调整即可。

除此之外，如图7所示，为另一优选实施例中厚壁件20的仰视图，图8为相应厚壁件20的俯视图。结合图7、图8可知，该实施例中，所述反射部23包括第一反射部231、第二反射部232和第三反射部233；所述第一反射部231包括对称设置的反射面A、反射面A’，所述第二反射部232包括对称设置的反射面B、反射面B’，所述第三反射部233包括对称设置的反射面C、反射面C’。

其中，所述反射面A、反射面B、反射面C依次相连，所述反射面A’、反射面B’、反射面C’依次相连，所述反射面C与所述反射面C’相连。

即，所述反射部23实际总体呈底部为平面的W型。

具体而言，所述反射面A、反射面A’呈第一夹角α，与X方向垂直的所述第四光线d经由所述第一反射部231反射后沿所述X方向射出所述厚壁件20；所述第二反射部232与所述出射面24平行；所述反射面C、反射面C’形成指向所述厚壁件20内部的第二夹角β，与X方向相反的所述第三光线c先后经由所述第三反射部233、第一反射部231反射后沿所述X方向射出所述厚壁件20。

可以理解的是，为了保证所述第一反射部231的反射效率，所述反射面A、反射面A’在X方向上的投影应当至少覆盖所述准直器21的圆心，以保证所有的第四光线d都能够在所述第一反射部231发生反射。类似的，所述第三反射部233在Y方向上的投影应当至少覆盖所述准直器21的直径范围，以保证所有的第三光线c都能够在所述第三反射部233发生反射。

本实施例中，所述第一夹角α、第二夹角β均为90°，在其他实施例中，α、β的取值范围可以为85°-95°之间。

本实施例中，如图9所示，通过设置准直器21、空气槽22、反射部23，所述厚壁光导光学系统能够实现宽距离均匀点亮效果。

结合上述实施例，本实用新型中的厚壁光导光学系统利用准直器21、空气槽22等多种结构，使光线在厚壁光导中的传播再分配，能够实现宽距离的均匀点亮效果，并且，仅使用少量的LED光源10即可实现均匀点亮的效果，能够有效降低生产成本。

本实用新型还提供另一车灯实施例，使用上述实施例中的厚壁光导光学系统。以及另一车辆实施例，包含上述实施例中的车灯。其技术特征与上述厚壁光导光学系统的技术特征相同，本实用新型在此不作赘述。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种厚壁光导光学系统，其特征在于，包括：光源、厚壁件和准直器，

所述厚壁件包括上表面、下表面，位于所述厚壁件内部的空气槽、位于所述厚壁件一端的出射面和位于所述厚壁件另一端的反射部；

所述光源设于所述厚壁件的上方，与所述准直器相对；

所述准直器位于所述厚壁件内部，包括从所述厚壁件下方向所述厚壁件内部凸起的圆锥面，用于准直所述光源发出的光线；

所述光源发出光线，经由所述上表面射入所述厚壁件，设所述光线射出所述厚壁件的方向为X方向，所述光线经由所述准直器后分别形成第一光线、第二光线、第三光线和第四光线，所述第一光线沿X方向，所述第二光线与所述X方向形成锐角，所述第三光线与所述X方向相反，所述第四光线与所述X方向垂直；

所述空气槽设于所述准直器周围，与所述准直器相对应，所述第二光线经由所述空气槽折射后沿X方向射出所述厚壁件；

所述反射部与所述准直器相对应，所述第三光线、第四光线经由所述反射部发生全反射后沿X方向射出所述厚壁件的出射面。

2.如权利要求1所述的厚壁光导光学系统，其特征在于，

所述圆锥面的凸起高度不大于所述厚壁件的厚度；

所述准直器包括若干可旋转的弧面准直面，所述可旋转的弧面准直面对应的圆心角包括35°、15°和20°。

3.如权利要求2所述的厚壁光导光学系统，其特征在于，

所述空气槽包括第一空气槽、第二空气槽，对称设于所述准直器的周围，所述第一空气槽、第二空气槽分别包括依次相连的第一折射面和第二折射面；

所述第三光线依次在所述第一折射面、第二折射面发生折射后沿所述X方向射出所述厚壁件。

4.如权利要求3所述的厚壁光导光学系统，其特征在于，

所述第一折射面与所述X方向呈145°，所述第二折射面与所述X方向呈60°。

5.如权利要求3所述的厚壁光导光学系统，其特征在于，

所述第一折射面、第二折射面上设有光学花纹。

6.如权利要求1-5任一所述的厚壁光导光学系统，其特征在于，

所述空气槽的高度大于所述准直器的高度，并且小于所述厚壁件的厚度。

7.如权利要求6所述的厚壁光导光学系统，其特征在于，

所述反射部包括第一反射部、第二反射部和第三反射部；

所述第一反射部包括对称设置的反射面A、反射面A’，所述第二反射部包括对称设置的反射面B、反射面B’，所述第三反射部包括对称设置的反射面C、反射面C’，

其中，所述反射面A、反射面B、反射面C依次相连，所述反射面A’、反射面B’、反射面C’依次相连，所述反射面C与所述反射面C’相连；

所述反射面A、反射面A’呈第一夹角，所述第四光线经由所述第一反射部反射后沿所述X方向射出所述厚壁件；

所述第二反射部与所述出射面平行；

所述反射面C、反射面C’形成指向所述厚壁件内部的第二夹角，所述第三光线先后经由所述第三反射部、第一反射部反射后沿所述X方向射出所述厚壁件。

8.如权利要求7所述的厚壁光导光学系统，其特征在于，

所述第一夹角为85°-95°；

所述第二夹角为85°-95°。

9.一种车灯，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一所述的厚壁光导光学系统。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的车灯。