CN220355223U - 一种光学组件及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请属于光学技术领域，解决现有单光源的光学组件中的环形光导发光不均匀、环形点亮效果差的问题，采用的技术方案为：光导管上设有环形光导部、入光部及光偏折部，入光部与环形光导部连接，且位于环形光导部的外侧，光偏折部设在入光部与环形光导部的连接处，用于将从入光部导入的光线折射至环形光导部内。本申请的有益效果在于：优化改进了光导管结构，通过入光部将光线集中导入，通过光偏折部对导入的光线进行左右两边分流，从而将光线在光偏折部处、均匀地导向至入光部两侧的环形光导部内并形成环形光路，显著提高了环形光导部的发光均匀性，实现了单光源即可均匀点亮环形光导部的目的，保证了光学组件的环形点亮效果。

Description

一种光学组件及车辆

技术领域

本申请涉及光学技术领域，特别涉及一种光学组件及车辆。

背景技术

光学组件广泛应用于人们生产、生活的各个场景中，特别是在车辆的车灯上，光学组件的结构设计不仅关系到车灯的照明及信号指示作用，还直接影响了车灯的点亮效果，是车灯中最为关键也最为重要的组成部分。

主流的车辆灯组大多是以LED作为光源，发出的光线首先耦合进入特定造型的光导结构，形成特定造型的光路后，再配合光导结构出光侧的厚壁件实现车灯的个性化点亮效果。

不考虑LED灯珠数量限制的前提下，可通过多位点、多光路入光的方式，再配合齿状花纹在环形光导上形成均匀发亮的环形光路。

但是，出于降低车灯功耗、减少故障率、节约成本的目的，越来越多的车灯采用单颗LED灯珠的单光源结构设计，而一般情况下，单光源光线无论在环形光导的哪个位置上单点导入，导入部分亮度都会明显高于周围部分亮度，不能使环形光导均匀发亮，势必会影响车灯的环形点亮效果。

因此，需要对单光源的光学组件结构进行改进，以解决环形光导发光不均匀、环形点亮效果差的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种光学组件，对环形光导结构进行了优化改进，通过入光部将光源光线集中导入光导管，再通过光偏折部将集中导入的光线均匀地导向至环形光导部内，从而达到单光源均匀点亮环形光导部并形成环形光路的效果。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：提供一种光学组件，包括：光导管，其上设有环形光导部、入光部及光偏折部，所述入光部与所述环形光导部连接，且位于所述环形光导部的外侧，所述光偏折部设在所述入光部与所述环形光导部的连接处，用于将从所述入光部导入的光线导向至所述环形光导部内。

在一些实施例中，所述光偏折部设有两个光偏折面，且所述两个光偏折面以所述入光部的中轴线对称设置，且与所述中轴线呈锐角设置，用于将经所述入光部导入的光线导向位于所述入光部两侧的所述环形光导部，以形成环形光路。

在一些实施例中，所述光学组件还包括：

环形厚壁件，设于所述环形光导部的出光侧，其侧壁上设有呈点阵排布的光导点，其背离所述环形光导部的出光侧的环形端面上设有凹凸结构面。

在一些实施例中，所述的环形厚壁件包括筒状厚壁件，所述筒状厚壁件的入光侧的环形端面的内径小于其出光侧的环形端面的内径。

在一些实施例中，所述环形光导部与所述筒状厚壁件同轴设置，且所述环形光导部的外径大于或等于所述筒状厚壁件的入光侧的环形端面的外径。

在一些实施例中，所述光导点的排布密度线性渐变。

在一些实施例中，所述环形光导部上设有：

光导齿，布设于所述环形光导部的背光侧上，用于将光线反射至所述环形光导部的出光侧。

在一些实施例中，所述光学组件还包括：

支架，其上设有内凹槽结构的出光段支架和入光段支架，用于将所述光导管固定在所述环形厚壁件的入光侧，并遮蔽所述光导管的背光侧。

在一些实施例中，所述光学组件还包括：

光源，对应设于所述光导管的入光部外；

遮光件，用于将所述光源、支架、光导管和环形厚壁件组合装配在一起并构成外部遮光围壳。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：提供一种车辆，所述车辆包括上述任一项所述的光学组件。

本申请的有益效果是：本申请的光导管包括环形光导部、与环形光导部连接的入光部及设置在入光部与环形光导部连接处的光偏折部。本申请对光导管结构进行了优化改进，通过入光部将单光源光线集中导入到光导管中，提高了光源光线利用率；通过光偏折部对从入光部集中导入的光线进行左右两边分流，从而将光线在光偏折部处、均匀地导向至入光部两侧的环形光导部内并形成环形光路，能够显著提高环形光导部的发光均匀性，能够实现单光源即可均匀点亮环形光导部的目的，能够提升光学组件的环形点亮效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请光学组件的光导管出光侧的结构示意图；

图2是本申请光学组件的部分结构的侧视示意图；

图3是本申请光学组件的出光侧的正视示意图；

图4是本申请光学组件的局部结构的剖视示意图；

图5是本申请光学组件的光导管背光侧的结构示意图；

图6是本申请光学组件的爆炸结构示意图；

其中：1.光源，11.灯板，12.LED灯珠，2.光导管，21.环形光导部，22.入光部，23.光偏折部，231.光偏折面，24.光导齿，3.环形厚壁件，31.光导点，32.凹凸结构面，4.支架，41.出光段支架，42.入光段支架，5.遮光件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。根据本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

参照图1所示，本申请光学组件的其中一个实施例，包括有用于导光的、由透明导光材料制成的光导管2，该光导管2上设有环形光导部21、入光部22及光偏折部23，所述入光部22与所述环形光导部21连接，且位于所述环形光导部21的外侧，所述光偏折部23设在所述入光部22与所述环形光导部21的连接处，用于将从所述入光部22导入的光线折射至所述环形光导部21内。

作为本申请光学组件的一种优选的实施方式，光偏折部23设有两个光偏折面231，且所述两个光偏折面231以入光部22的中轴线对称设置，且与所述中轴线呈锐角设置，用于将经入光部22导入的光线导向位于入光部22两侧的环形光导部21，以形成环形光路。

使用时，单光源的光线通过入光部22集中导入到光导管2中，保证了光线利用率，降低了光线外溢损耗；光线经入光部22导入到与环形光导部21连接处时，会在光偏折部23处发生偏折，由于光偏折部23的两个光偏折面231以入光部22的中轴线对称设置，且与所述中轴线呈锐角设置，因此，光线在此处会被两个光偏折面231均匀地导向至入光部22两侧的环形光导部21中，并形成亮度均匀的环形光路。

参照图1所示，作为本申请光学组件的一种优选的实施方式，入光部22径向连接在环形光导部21的外壁上，且其直径与环形光导部21的截面的直径相匹配。光偏折部23设于环形光导部21正对该入光部22的内周缘处，两个光偏折面231的上边缘在入光部22的中轴线处相接、下部分别向环形光导部21的两侧张开，每个光偏折面231与所述中轴线之间的夹角在45°左右，该角度通过折射定理算出，在其他一些实施例中，该角度可以根据光导材料以及所需要的光线偏折方向进行调整。

入光部22径向连接在环形光导部21上，可以防止入光部22在环形光导部21的入光侧产生阴影，能够提高环形光路的均匀点亮效果，入光部22的直径与环形光导部21的截面直径相匹配，使得光导管2整体更加匀称、协调，有利于光导管2均匀发光，也有利于光导管2的一体成型制造。光偏折部23设于环形光导部21的内周缘上，其两个光偏折面231设计为平面相接的结构，使得每个光偏折面231都能够最大程度地偏折光线，能够提高光线分流、偏折的效率。

本申请对光导管结构进行了优化改进，通过入光部22将单光源光线集中导入到光导管2中，提高了光源光线利用率；通过光偏折部23对从入光部22集中导入的光线进行左右两边分流，从而将光线在光偏折部23处、均匀地导向至入光部22两侧的环形光导部21内并形成亮度均匀的环形光路，能够显著提高环形光导部21的发光均匀性，能够实现单光源即可均匀点亮环形光导部21的目的，能够提升光学组件的环形点亮效果。

参照图2及图3所示，本申请光学组件的其中一个实施例，还包括有用于导光的、由透明导光材料制成的环形厚壁件3，该环形厚壁件3设于光导管2的环形光导部21的出光侧，其侧壁上设有若干呈点阵排布的光导点31，其背离环形光导部21的出光侧的环形端面上设有凹凸结构面32。

作为本申请光学组件的其中几种优选的实施方式，光导点31可以全部是采用高反光材料制作的实体点，点阵式的贴合在环形厚壁件3的外壁面上；或者，光导点31也可以全部都是点阵式地开设于环形厚壁件3上的镂空点；再或者，实体的光导点31与镂空的光导点31也可以间隔设置。凹凸结构面32是经过特殊设计的花纹面，可以是规则的花纹面，也可以是不规则的花纹面，可根据实际光路设计需要进行调整，其作用是将经由环形厚壁件3出光侧的环形端面出射的光线打散扩散，增加出光均匀度，提高发光质感。为了进一步加强光效，在其他一些实施例中，还可以在凹凸结构的花纹面上涂布光扩散剂。

使用时，环形光导部21上形成的环形光路的光线，经由环形厚壁件3的入光侧进入，一部分光线经厚壁件侧壁上的光导点31全反射，一部分光线经厚壁件侧壁上的光导点31出射，剩余的大部分光线经厚壁件本体传导后，被厚壁件出光侧上的凹凸结构面32打散射出，耦合叠加后在环形厚壁件3的出光侧形成立体圆环点亮效果。

需要说明的是，光导点31的形状可以是圆形或者多边形，同一环形厚壁件3上的光导点31的大小、形状可以相同也可以不同，实际制造时可以根据光效需要进行相应调整。

参照图2及图3所示，作为本申请光学组件的一种优选的实施方式，环形厚壁件3设计为筒状厚壁件，该筒状厚壁件的入光侧的环形端面的内径小于其出光侧的环形端面的内径。此种外扩筒状结构设计的厚壁件，可以使得其入光侧的光导点31与出光侧的光导点31之间，在厚壁件的出光侧产生明显的视觉高度落差，光线在筒状厚壁件内经过有视觉高度落差的光导点31反射、出射，并与凹凸结构面32处散射而出的光线耦合后，最终会在筒状厚壁件的出光侧形成多层次的立体圆环点亮效果。

参照图2至图4所示，作为本申请光学组件的一种优选的实施方式，环形光导部21与筒状厚壁件同轴设置，且环形光导部21的外径大于或等于筒状厚壁件的入光侧的环形端面的外径。此种设计可以保证环形光导部21上形成的环形光路可以正对筒状厚壁件，避免了环形光路与筒状厚壁件之间错位产生的光型不重合的问题，保证了光学组件的多层次的立体圆环点亮效果。而且，环形光导部21的外径大于或等于筒状厚壁件的入光侧的环形端面的外径时，能够保证筒状厚壁件最大程度地接收环形光路的光线，提高了光线利用率，保证了筒状厚壁件的发光效果。

作为本申请光学组件的一种优选的实施方式，环形厚壁件3入光侧的环形端面上还可以设置与环形光导部21相对应的环形内凹槽，该环形内凹槽与厚壁件入光侧可构成一个类似凹透镜的结构，使得环形光导部21的环形光路光线可以更均匀地向厚壁件内部及侧壁散射，能够进一步提升厚壁件出光侧的多层次点亮的效果。

作为本申请光学组件的一种优选的实施方式，环形厚壁件3上的光导点31的排布密度线性渐变，此种设计使得厚壁件侧壁上的光导点31由入光侧向出光侧逐渐增多或减少，而光导点31越多的一侧其反光效果越强烈，光导点31越少的一侧其反光效果越小，因此会在厚壁件的出光侧形成亮度的梯度变化，与环形厚壁件3出光侧的凹凸结构面32散射出的光线耦合叠加后，会在厚壁件出光侧形成多层次、梯度式的立体圆环点亮效果，丰富了光学组件的光效，提升了用户视觉观感。

参照图2所示，本实施例中光导点31从环形厚壁件3的入光侧到出光侧的密度逐渐增大，每个光导点31的直径在1mm左右，排布间距从3mm逐渐增加到0.55mm。此种设计仅只是本实用新型一种优选的实施方式，并不是对本实用新型的限定，在其他一些实施例中，光导点31大小、形状、排布的间距可根据需要的效果进行调整。

参照图5所示，作为本申请光学组件的一种优选的实施方式，光导管2的环形光导部21的背光侧上还布设有光导齿24，这些光导齿24可以将环形光导部21内的光线向环形光导部21的出光侧全反射，进而促进光线在环形光导部21内的分布，提高环形光路的亮度，且光导齿24与光偏折部23配合能够进一步提高环形光导部21的发光均匀性。

参照图2、图4及图6所示，本申请光学组件的其中一个实施例，还包括有用于固定光导管2的支架4，该支架4上设有内凹槽结构的出光段支架41和入光段支架42，光导管2的环形光导部21的背光侧可吻合于该出光段支架41中，光导管2的入光部22的背光侧可吻合于该入光段支架42中。本申请光学组件通过支架4将光导管2固定在环形厚壁件3的入光侧，并遮蔽光导管2的背光侧，避免环形光导部21上形成的环形光路的光线从背光侧外漏，保证了环形光导部21的点亮亮度，提升了厚壁件出光侧的多层次、梯度式的立体圆环点亮光效。

作为本申请光学组件的一种优选的实施方式，支架4采用金属或塑料等硬质材料制作，表面通过镀铝方式形成一层高反光介质层。当然了，在其他一些实施例中也可以使用高反光材料进行注塑形成所述的高反光介质层。支架4表面设置高反光介质层后，可以促进环形光导部21内的光线向出光侧全反射，与环形光导部21背光侧上的光导齿24配合，进一步提高了环形光导部21的出光效率和发光均匀性，能够进一步提升光学组件的多层次、梯度式的立体圆环点亮效果。

参照图2、图3及图6所示，本申请光学组件的其中一个实施例，还包括有用于发射光线的光源1和用于将所述光源1、支架4、光导管2和环形厚壁件3组合装配在一起并构成外部遮光围壳的遮光件5，其中，光源1通过遮光件5固定连接在光导管2的入光部22外侧，具体包括有灯板11和设于该灯板11上的LED灯珠12。

使用过程中，光源1的LED灯珠12发射出的光线首先经由入光部22集中导入光导管2，至光偏折部23时，光线在两个光偏折面231处发生偏折，被均匀地导向至入光部22两侧的环形光导部21中，进入环形光导部21内的光线被光导齿24和支架4上的高反光介质层向出光侧全反射，进而点亮环形光导部21以在其出光侧形成亮度均匀的环形光路；环形光路的光线由环形厚壁件3的入光侧进入后，一部分在排布密度线性渐变的光导点31处发生全反射，一部分在排布密度线性渐变的光导点31处出射，剩余的大部分被凹凸结构面32打散射出，耦合叠加后在环形厚壁件3的出光侧形成多层次、梯度式的立体圆环点亮效果。

进一步的，本申请还提供了一种车辆，该车辆包括上述的光学组件，特别是在该车辆的后尾灯上设有上述的光学组件。

采用上述光学组件的车辆的后尾灯，在点亮时可形成多层次、梯度式的立体圆环点亮效果，满足了车辆的个性化光效的设计需求，提高了车辆辨识度，符合用户的视觉审美要求，提升了车辆的市场竞争力。

综合上述，采用上述技术方案后，本申请光学组件具有以下有益效果：

1、本申请的光导管2包括环形光导部21、与环形光导部21连接的入光部22及设置在入光部22与环形光导部21连接处的光偏折部23。本申请对光导管2结构进行了优化改进，通过入光部22将单光源光线集中导入到光导管2中，提高了光源光线利用率；通过光偏折部23对从入光部22集中导入的光线进行左右两边分流，从而将光线在光偏折部23处、均匀地导向至入光部22两侧的环形光导部21内并形成环形光路，能够显著提高环形光导部21的发光均匀性，能够实现单光源即可均匀点亮环形光导部21的目的，能够提升光学组件的环形点亮效果。

2、本申请在环形光导部21的出光侧外设置有环形厚壁件3，通过其侧壁上设置的光导点31和其出光侧端面上设置的凹凸结构面32，对进入厚壁件内的光线进行反射、折射及散射处理，最终在环形厚壁件3的出光侧形成多层次、梯度式的立体圆环点亮效果，丰富了光学组件的光效，提升了用户视觉观感，满足了用户多元化、个性化的审美需求。

3、本申请在光导管2的环形光导部21的背光侧上设置有光导齿24，利用光导齿24的多向反光作用促进环形光导部21内光线的分布，进一步提高了环形光导部21发光的均匀性，提高了发光效率。

4、本申请通过支架4将光导管2固定在环形厚壁件3的入光侧，并遮蔽光导管2的背光侧，同时通过遮光件5将光源1、支架4、光导管2和环形厚壁件3组合装配在一起并形成外部遮光围壳，起到了支撑固定、组合装配及促进光线反射的作用，保证了光导管2与环形厚壁件3的轴向对应，提高了光学组件的结构稳定性和装配可靠性，也避免累积公差造成的环形光路与厚壁件光型不能准确重合的问题。

5、本申请还提供了一种车辆，该车辆包括上述的光学组件，特别是在该车辆的后尾灯上设有上述光学组件，该后尾灯点亮时可以发出多层次、梯度式的立体圆环点亮效果，满足了车辆的个性化光效的设计需求，提高了车辆辨识度，符合用户的视觉审美要求，提升了车辆的市场竞争力。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光学组件，其特征在于，包括：

光导管(2)，其上设有环形光导部(21)、入光部(22)及光偏折部(23)，所述入光部(22)与所述环形光导部(21)连接，且位于所述环形光导部(21)的外侧，所述光偏折部(23)设在所述入光部(22)与所述环形光导部(21)的连接处，用于将从所述入光部(22)导入的光线导向至所述环形光导部(21)内。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光偏折部(23)设有两个光偏折面(231)，且所述两个光偏折面(231)以所述入光部(22)的中轴线对称设置，且与所述中轴线呈锐角设置，用于将经所述入光部(22)导入的光线导向位于所述入光部(22)两侧的所述环形光导部(21)，以形成环形光路。

3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，还包括：

环形厚壁件(3)，设于所述环形光导部(21)的出光侧，其侧壁上设有呈点阵排布的光导点(31)，其背离所述环形光导部(21)的出光侧的环形端面上设有凹凸结构面(32)。

4.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述的环形厚壁件(3)包括筒状厚壁件，所述筒状厚壁件的入光侧的环形端面的内径小于其出光侧的环形端面的内径。

5.根据权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述环形光导部(21)与所述筒状厚壁件同轴设置，且所述环形光导部(21)的外径大于或等于所述筒状厚壁件的入光侧的环形端面的外径。

6.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述光导点(31)的排布密度线性渐变。

7.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述环形光导部(21)上设有：

光导齿(24)，布设于所述环形光导部(21)的背光侧上，用于将光线反射至所述环形光导部(21)的出光侧。

8.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，还包括：

支架(4)，其上设有内凹槽结构的出光段支架(41)和入光段支架(42)，用于将所述光导管(2)固定在所述环形厚壁件(3)的入光侧，并遮蔽所述光导管(2)的背光侧。

9.根据权利要求8所述的光学组件，其特征在于，还包括：

光源(1)，对应设于所述光导管(2)的入光部(22)外；

遮光件(5)，用于将所述光源(1)、支架(4)、光导管(2)和环形厚壁件(3)组合装配在一起并构成外部遮光围壳。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的光学组件。